(57)【要約】      （修正有）【課題】左右噛み合いクラッチの位相ずれをアシストモータにより無くしてアクチュエータの小型化を実現する。【解決手段】左右輪ステアリングシャフト間の相対回転方向を切り替えるに先立ち左右輪を非転舵中立位置（操舵角α≒0）にすると、左右噛み合いクラッチは(a)の状態になるが、歯車のバックラッシュなどで位相ずれΔβが発生する。切り替えのためシフタ24をアクチュエータ力Nで(b)のように変位させると、係合突起24Rがクラッチギヤ歯34に衝突してNが増大する。これをトリガとして、アシストモータでクラッチギヤ25Rを(c)の実線矢印方向へ回転させ、その回転速度を、(d)に示すごとくVr／Vc≦tanθとなるよう決定する。(d)の位相調整終了時にチャンファ面35,37が接触しなくなり、係合突起24Rが(e)に示すごとく係合窪み33内に進入しつつ、(f)に示す状態切り替え終了位置に向かう。【選択図】図１０
2013237307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右輪をそれぞれ、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車両のステアリング装置であって、
前記両ステアリングシャフトの相互に隣接する内端部間に、操舵力をこれら両ステアリングシャフトに同方向回転として伝達するか、逆方向回転として伝達するかを切り替える左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を介在させ、
該左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を、一方のステアリングシャフトに軸線方向スライド可能に回転係合させたシフト部材の軸線方向両側におけるクラッチ歯の一方が対応する側における同方向回転用クラッチギヤ歯と噛み合うことで前記両ステアリングシャフトが同方向へ回転され、他方のクラッチ歯が対応する側における逆方向回転用クラッチギヤ歯と噛み合うことで前記両ステアリングシャフトが逆方向へ回転されるよう構成したステアリング装置において、
前記左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構による切り替え中、前記一方のクラッチ歯および前記同方向回転用クラッチギヤ歯の噛み合い位相と、他方のクラッチ歯および逆方向回転用クラッチギヤ歯の噛み合い位相との間における位相ずれを緩和する位相合わせ駆動手段を設けた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、
前記位相合わせ駆動手段は、前記操舵力を助勢するアシストモータ、または操舵力を発生する操舵力源であることを特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
請求項1または2に記載のステアリング装置において、
前記位相合わせ駆動手段は、前記左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構による切り替え中前記シフト部材のクラッチ歯が対応する前記同方向回転用クラッチギヤ歯または逆方向回転用クラッチギヤ歯と噛み合い始めた時に作動を開始するものであることを特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項3に記載のステアリング装置において、
前記位相合わせ駆動手段は、前記シフト部材のクラッチ歯が対応する前記同方向回転用クラッチギヤ歯または逆方向回転用クラッチギヤ歯と噛み合い始めた時におけるシフト部材の推力を検出するシフト部材推力検出手段を具え、該手段で検出したシフト部材の推力が設定推力以上になったとき、作動を開始するものであることを特徴とするステアリング装置。
【請求項５】
前記シフト部材クラッチ歯の先端面と、該クラッチ歯先端面が噛み合い始める前記同方向回転用クラッチギヤ歯および逆方向回転用クラッチギヤ歯の先端面とが、円周方向両側にθだけ山形に傾斜させたチャンファ面である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のステアリング装置において、
前記左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構による切り替え中、前記位相合わせ駆動手段は、前記シフト部材の軸線方向スライド速度をVcとしたとき、前記同方向回転用クラッチギヤ歯または逆方向回転用クラッチギヤ歯の円周方向移動速度VrがVr/Vc≦tanθとなるような速度で前記同方向回転用クラッチギヤ歯または逆方向回転用クラッチギヤはを回転させるものであることを特徴とするステアリング装置。
【請求項６】
前記シフト部材クラッチ歯の先端面と、該クラッチ歯先端面が噛み合い始める前記同方向回転用クラッチギヤ歯および逆方向回転用クラッチギヤ歯の先端面とが、円周方向一方側に傾斜した一方向傾斜面である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のステアリング装置において、
前記左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構による切り替えに先だって、前記位相合わせ駆動手段は、前記一方のクラッチ歯および前記同方向回転用クラッチギヤ歯の噛み合い位相と、他方のクラッチ歯および逆方向回転用クラッチギヤ歯の噛み合い位相とが、前記切り替え中における前記同方向回転用クラッチギヤ歯または逆方向回転用クラッチギヤ歯の回転方向と逆側の位相ずれが生ずるよう、前記同方向回転用クラッチギヤ歯または逆方向回転用クラッチギヤ歯を回転させておくものであることを特徴とするステアリング装置。
【請求項７】
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、
前記シフト部材の軸線方向両側におけるクラッチ歯は、歯厚を同じとし、両者間の歯数比を、歯数の多い方が歯数の少ない方の整数倍としたものであることを特徴とするステアリング装置。
【請求項８】
請求項2〜7のいずれか1項に記載のステアリング装置において、
前記シフト部材のスライド中に、前記同方向回転用クラッチギヤ歯および逆方向回転用クラッチギヤ歯の何れとも噛み合わず、前記操舵力を直接入力される前記同方向回転用クラッチギヤ歯または逆方向回転用クラッチギヤ歯のみが回転される中立位置を設定した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など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、左右ステアリングシャフトの相互に隣接する内端部間に、操舵力をこれら両ステアリングシャフトに同方向回転として伝達するか、逆方向回転として伝達するかを切り替える左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を介在させ、
左右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を設けたものである。
【０００４】
かかるステアリング装置によれば、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構の切り替えにより、左右ステアリングシャフトの相互逆方向回転により左右輪を同方向へ同相転舵したり、左右ステアリングシャフトの相互同方向回転により左右輪を逆方向へ逆相転舵することができ、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などを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０１２６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで上記の左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構は、一方のステアリングシャフトに軸線方向スライド可能に回転係合させたシフト部材の軸線方向両側におけるクラッチ歯の一方が対応する側における同方向回転用クラッチギヤ歯と噛み合うことで両ステアリングシャフトを同方向に回転させ、他方のクラッチ歯が対応する側における逆方向回転用クラッチギヤ歯と噛み合うことで両ステアリングシャフトを逆方向に回転させるよう構成するため、以下のような問題を生ずる。
【０００７】
左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構は、左右ステアリングシャフトの相対回転を同方向にする左右ステアリングシャフト同方向回転（左右輪逆相転舵）状態と、左右ステアリングシャフトの相対回転を逆方向にする左右ステアリングシャフト逆方向回転（左右輪同相転舵）状態との間で切り替えるに際し、左右輪を一旦、直進相当の非転舵中立位置となし、この状態で上記ステアリングシャフト間相対回転方向の切り替えを行う。
【０００８】
しかし左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構は、ベベルギヤを含む歯車組や、軸線方向両側にクラッチ歯を具えたシフト部材およびこれらクラッチ歯が噛み合うクラッチギヤよりなる噛み合いクラッチにより構成されており、
これら歯車組および噛み合いクラッチにおける「バックラッシュや、ガタ」に起因して、シフト部材の軸線方向一方側におけるクラッチ歯および同方向回転用クラッチギヤ歯の噛み合い位相と、シフト部材の軸線方向他方側におけるクラッチ歯および逆方向回転用クラッチギヤ歯の噛み合い位相とが同位相になる（両者の噛み合い部が軸線方向に整列する）のは希であって、多くの場合両者間に位相ずれを生ずる。
【０００９】
このため上記の切り替えに際し、シフト部材を、一方のクラッチギヤ歯と噛み合っている状態から、軸線方向へスライドさせて、他方のクラッチギヤ歯と噛み合う位置へ変位させようとするとき、シフト部材のスライド変位方向におけるクラッチ歯が他方のクラッチギヤ歯と衝突する。
【００１０】
よってシフト部材をスライド変位させるとき、他方のクラッチギヤ歯を円周方向に押しのけつつ当該スライド変位を行う必要がある。
しかしてクラッチギヤ歯は常に、左右輪のいずれかに結合されているため、シフト部材が上記のごとくクラッチギヤ歯を円周方向に押しのけつつスライド変位しなければならないのでは、シフト部材のスライド変位に大きな力が必要となり、シフト部材のスライド変位を司るアクチュエータとして、大型で大容量のアクチュエータが必要になる。
このためコスト上不利になると共に、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構が大型になり、その限られた設置スペースへの配置が困難になるという問題も不可避である。
【００１１】
なお上記の問題解決のためには、シフト部材の軸線方向両側におけるクラッチ歯と、同方向回転用クラッチギヤ歯および逆方向回転用クラッチギヤ歯との間に、回転方向の大きな「ガタ」を設定して、この「ガタ」により前記の位相ずれを吸収可能にして、シフト部材のスライド変位に大きな力が必要になることのないよう対策することも考えられる。
しかしこの対策では、操舵力伝達系に上記の大きな「ガタ」が存在することとなって、ステアリング特性が「遊び」の大きなものとなり、採用不可能である。
【００１２】
本発明は、前記の位相ずれを能動的に排除可能なステアリング装置を提供して、上記の問題を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、
左右輪をそれぞれ、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車両のステアリング装置であって、
上記両ステアリングシャフトの相互に隣接する内端部間に、操舵力をこれら両ステアリングシャフトに同方向回転として伝達するか、逆方向回転として伝達するかを切り替える左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を介在させたものである。
【００１４】
そして左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構は、
一方のステアリングシャフトに軸線方向スライド可能に回転係合させたシフト部材の軸線方向両側におけるクラッチ歯の一方が対応する側における同方向回転用クラッチギヤ歯と噛み合うことで両ステアリングシャフトを同方向へ回転させるよう、また、
他方のクラッチ歯が対応する側における逆方向回転用クラッチギヤ歯と噛み合うことで両ステアリングシャフトを逆方向へ回転されるよう構成する。
【００１５】
本発明は、かかるステアリング装置に対し、以下のような位相合わせ駆動手段を設けた構成に特徴づけられる。
この位相合わせ駆動手段は、上記左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構による切り替え中、上記一方のクラッチ歯および同方向回転用クラッチギヤ歯の噛み合い位相と、上記他方のクラッチ歯および逆方向回転用クラッチギヤ歯の噛み合い位相との間における位相ずれを緩和する駆動力を付与するものである。
【発明の効果】
【００１６】
かかる本発明のステアリング装置によれば、位相合わせ駆動手段が、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構による切り替え中、上記一方のクラッチ歯および同方向回転用クラッチギヤ歯の噛み合い位相と、上記他方のクラッチ歯および逆方向回転用クラッチギヤ歯の噛み合い位相との間における位相ずれを緩和する駆動力を付与するため、
当該位相ずれの緩和によってシフト部材のスライド変位が重くなるということがなくなり、シフト部材のスライド変位を司るアクチュエータとして、小型で小容量のアクチュエータを用いることができる。
【００１７】
このためコスト上不利になることがないと共に、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構が大型になることもなく、この左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を、限られた設置スペースへも容易に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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、左右前輪を右同相転舵し、左右後輪を左同相転舵した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左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を示す横断平面図である。
【図４】図3の左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構におけるシフタの詳細を示す斜視図である。
【図５】図3の左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を、左右前輪ステアリングシャフト同方向回転状態で示す作用説明用要部拡大断面図である。
【図６】図3の左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を、左右前輪ステアリングシャフト逆方向回転状態で示す作用説明用要部拡大断面図である。
【図７】図1に示すステアリング装置により実現可能な操縦モードを示し、  (a)は、小廻り旋回（前後輪間逆相転舵）モードでの前後左右輪の転舵状態を示す車両の車輪配置図、  (b)は、前二輪転舵通常旋回（後輪非転舵）モードでの前後左右輪の転舵状態を示す車両の車輪配置図、  (c)は、旋回走行安定（前後輪間同相転舵）モードでの前後左右輪の転舵状態を示す車両の車輪配置図、  (d)は、車両を同じ位置で回転させる信地旋回モードでの前後左右輪の転舵状態を示す車両の車輪配置図、  (e)は、車両を車幅方向に横移動走行させる平行移動モードでの前後左右輪の転舵状態を示す車両の車輪配置図である。
【図８】図3に示す左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構が、切り替え時において左右噛み合いクラッチ間の位相ずれに起因して生ずる問題を説明するのに用いた説明図で、  (a)は、切り替え前の状態を示す説明図、  (b)は、切り替え開始時の状態を示す説明図、  (c)は、切り替え途中状態を示す説明図である。
【図９】図1に示す第1実施例のステアリング装置による左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１０】図9に示す左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御の動作説明図で、  (a)は、切り替え前の状態を示す説明図、  (b)は、切り替え開始時の状態を示す説明図、  (c)は、位相調整開始時の状態を示す説明図である。  (d)は、位相調整終了時の状態を示す説明図、  (e)は、切り替え途中の状態を示す説明図、  (f)は、切り替え完了時の状態を示す説明図である。
【図１１】図9に示す左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御の動作タイムチャートである。
【図１２】本発明の第2実施例になるステアリング装置の左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構内における左右クラッチギヤ部を示す噛み合い状態説明図である。
【図１３】図12に示す左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を用いる場合の左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１４】図13に示す左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御の動作タイムチャートである。
【図１５】本発明の第3実施例になるステアリング装置の左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構内における左右クラッチギヤ部を示す噛み合い状態説明図である。
【図１６】図15に示す左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を用いる場合の左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１７】図16に示す左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御の動作タイムチャートである。
【図１８】本発明の第4実施例になるステアリング装置の左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構内に用いたシフタを示し、  (a)は、該シフタの縦断側面図、  (b)は、該シフタの左側面図、  (c)は、該シフタの右側面図である。
【図１９】本発明の第5実施例になるステアリング装置の左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構を示す横断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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、左右前輪10fL,10fRをそれぞれ同方向（右方向）へ転舵（同相転舵）し、左右後輪10rL,10rRをそれぞれ同方向（左方向）へ同相転舵するが、左右前輪10fL,10fRと左右後輪10rL,10rRとを逆方向へ転舵（逆相転舵）することにより、電気自動車を小回り旋回させる小回り旋回モードでの操縦状態を示す。
【００２１】
＜前輪操舵系＞
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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の出力軸を左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fにより左右前輪10fL,10fRのステアリングシャフト6fL,6fRに対し、以下に詳述するごとくに交差結合させる。
【００２６】
左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fは、左右前輪10fL,10fRから遠い左右ステアリングシャフト6fL,6fRの車幅方向内端間に介在させ、図3に明示するごときものとする。
図3は、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fの横断平面図で、11は、ステアリングホイール1（アシストモータ3f）からの操舵力を受けて回転される操舵軸を示し、この操舵軸11と交差するよう左右ステアリングシャフト6fL,6fRを同軸に対向配置する。
【００２７】
左右ステアリングシャフト6fL,6fRは、操舵軸11に対し以下のように結合する。
左右ステアリングシャフト6fL,6fRは、左右前輪10fL,10fRから遠い両者の隣接端部を端面12において相互に同軸に突き合わせ、この突き合わせ部において左右ステアリングシャフト6fL,6fRと交差するよう操舵軸11を配置する。
【００２８】
操舵軸11はボールベアリング13，14により回転自在に支持してケース15内に支承し、ケース15内における操舵軸11の先端に入力傘歯車16を固設する。
そして、入力傘歯車16に噛合する出力傘歯車17L，17Rを設け、出力傘歯車17Lは、左ステアリングシャフト6fLにセレーション嵌合してこれと共に回転可能とし、出力傘歯車17Rは、右ステアリングシャフト6fRR上に回転自在に嵌合してこれに対し相対回転可能とする。
【００２９】
出力傘歯車17Rとケース15との間に介在させたボールベアリング18、および、右ステアリングシャフト6fRとケース15との間に介在させたボールベアリング19により、右ステアリングシャフト6fRをケース15に対し回転自在に支持する。
出力傘歯車17Lとケース15との間に介在させたニードルベアリング21、および、左ステアリングシャフト6fLとケース15との間に介在させたニードルベアリング22により、左ステアリングシャフト6fLをケース15に対し回転自在に支持する。
【００３０】
左右ステアリングシャフト6fL,6fRの相互突き合わせ部に配して切り替えクラッチ23を設け、この切り替えクラッチ23は、右ステアリングシャフト6fRを左ステアリングシャフト6fLに結合するか、右ステアリングシャフト6fR上で回転する出力傘歯車17Rに結合するかの切り替えを行い得る以下の構成とする。
【００３１】
つまり、左右ステアリングシャフト6fL,6fRの突き合わせ端面12に連なる右ステアリングシャフト6fRの端部に、シフト部材としてのシフタ24を軸線方向へスライド変位可能に回転係合するようスプライン嵌合して設ける。
また左ステアリングシャフト6fLに近いシフタ24の側にあって、出力傘歯車17L（従って左ステアリングシャフト6fL）に同軸に結合したクラッチギヤ25L、および、右ステアリングシャフト6fRに近いシフタ24の側にあって、出力傘歯車17Rに同軸に結合したクラッチギヤ25Rをそれぞれ設け、
これらシフタ24およびクラッチギヤ25L，25Rにより上記の切り替えクラッチ23を構成する。
【００３２】
シフタ24は図4に明示するごとく、軸線方向両側にそれぞれ円周方向等間隔に配した複数個の同様なクラッチ歯としての係合突起24L，24Rを有する。
シフタ24を図3に示す左右ステアリングシャフト同方向回転位置に変位させるとき、係合突起24Lが図示のごとくクラッチギヤ25Lの係合凹部内（同方向回転用クラッチギヤ歯）に係合して、シフタ24（従って右ステアリングシャフト6fR）を左ステアリングシャフト6fLに直結させ、これにより左右ステアリングシャフト6fL,6fRを同じ方向へ一体回転可能となす。
シフタ24を図3に示す左右ステアリングシャフト同方向回転位置から逆方向へ変位させて左右ステアリングシャフト逆方向回転位置にするとき、係合突起24Rがクラッチギヤ25Rの係合凹部内（逆方向回転用クラッチギヤ歯）に係合して、シフタ24（従って右ステアリングシャフト6fR）を出力傘歯車17Rに結合させ、これにより左右ステアリングシャフト6fL,6fRを相対的に逆方向へ回転可能となす。
【００３３】
ただし、シフタ24に設ける係合突起24L，24Rの高さは、クラッチギヤ25L，25R間の間隔との関連において、シフタ24の上記スライド変位中に係合突起24L（24R）が対応するクラッチギヤ25L（25R）の係合凹部から抜け出る前に、反対側におけるクラッチギヤ25R（25L）の係合凹部に進入し始めるような高さとし、
これによりシフタ24の如何なる変位位置においても、係合突起24L，24Rの双方が同時に対応するクラッチギヤ25L（25R）の係合凹部に対し非係合にされることのないようにするのが良い。
【００３４】
シフタ24の上記変位を行わせるためのシフト機構は以下の構成とする。
シフタ24の外周に図4に明示するごとく、一対の外周突条24a,24bで画成された外周条溝24cを設け、この外周条溝24cに図3のごとく進入し、一定の遊びをもって軸線方向に係合する作動子26を設ける。
作動子26は、ケース15に固設したシフトアクチュエータ27のプッシュロッド27aに固設し、これら作動子26およびプッシュロッド27aをリターンスプリング28により図示の非作動位置に弾支する。
【００３５】
シフトアクチュエータ27のOFF時は、リターンスプリング28により作動子26およびプッシュロッド27aが図3に示す非作動位置に保たれ、作動子26は突条24aとの係合によりシフタ24を、その突起24Lがクラッチギヤ17L（左ステアリングシャフト6fL）に係合した左右ステアリングシャフト同方向回転位置となす。
シフトアクチュエータ27のON時は、プッシュロッド27aがリターンスプリング28に抗して突出し、作動子26を図3に示す位置から図の右方向へ作動させることから、作動子26は突条24bとの係合によりシフタ24を、その突起24Rがクラッチギヤ17R（出力傘歯車17R）に係合した左右ステアリングシャフト逆方向回転位置となす。
【００３６】
＜左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え作用＞
上記した切り替え機構4fによる左右ステアリングシャフト6fL,6fR間の相対回転切り替え作用を以下に説明する。
左右前輪10fL,10fRを逆方向へ逆相転舵するに際しては（図1は、左右前輪同相転舵）、シフトアクチュエータ27をOFFする。
この時、作動子26およびプッシュロッド27aがリターンスプリング28により図3に示す非作動位置にされ、作動子26は図5に明示するごとく突条24aとの係合によりシフタ24を、突起24Lがクラッチギヤ25L（左ステアリングシャフト6fL）と係合した左右ステアリングシャフト同方向回転位置にする。
【００３７】
この場合、図5に矢印で示すごとく、操舵軸11からの操舵力が入力傘歯車16および出力傘歯車17Lを順次経て左ステアリングシャフト6fLに伝達されると共に、出力傘歯車17Lからクラッチギヤ25Lおよびシフタ24を順次経て右ステアリングシャフト6fRにも同様に伝達され、左右ステアリングシャフト6fL，6fRを相互に同じ方向へ回転させることになる結果、前輪10fL,10fRを要求通りに相互逆方向へ逆相転舵することができる。
【００３８】
左右前輪10fL,10fRを図1に例示するごとく相互に同方向へ同相転舵するに際してはシフトアクチュエータ27をONする。
この時、プッシュロッド27aが作動子26をリターンスプリング28に抗して図3に示す非作動位置から図6に示す位置へと変位させる。このとき作動子26は図6に明示するごとく突条24bとの係合によりシフタ24を、突起24Rがクラッチギヤ25R（出力傘歯車17R）に係合した左右ステアリングシャフト逆方向回転位置となす。
【００３９】
この場合、図6に矢印で示すごとく、操舵軸11からの操舵力が入力傘歯車16および出力傘歯車17Lを順次経て左ステアリングシャフト6fLに伝達されると共に、入力傘歯車16、出力傘歯車17R、クラッチギヤ25Rおよびシフタ24を順次経て右ステアリングシャフト6fRに伝達される。
ところで、入力傘歯車16に噛合する出力傘歯車17L，17Rが相互に逆向きに回転されていることから、左右ステアリングシャフト6fL，6fRは相互に逆の方向へ回転されることとなり、左右前輪10fL,10fRを要求通りに同方向へ同相転舵することができる。
【００４０】
なお、シフタ24を出力傘歯車17Lに係わる左ステアリングシャフト6fLと回転係合する左右ステアリングシャフト同方向回転位置（図3，5参照）、および、出力傘歯車17Rと回転係合する左右ステアリングシャフト逆方向回転位置（図6参照）間でスライド変位させるに際し、左右前輪10fL,10fRが車両直進用の非転舵中立位置にないときに（左右前輪10fL,10fRが転舵された状態にあるときに）当該シフタ24のスライド変位による状態切り替えを行うと、当該切り替え後の操舵で左右前輪10fL,10fRが運転者の意図しないバラバラな転舵角を持つ状態に転舵される不都合を生ずる。
かかる不都合を回避するため、シフタ24の変位による状態切り替えは、左右前輪10fL,10fRが転舵されていない中立位置にある時に行うものとする。
【００４１】
＜後輪操舵系＞
次に、図1につき左右後輪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。
【００４２】
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。
【００４３】
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（操舵軸11）を左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4rにより左右後輪10rL,10rRのステアリングシャフト6rL,6rRに対し交差結合させる。
左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4rは、図3〜6につき前述した前輪用の左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fと同様なもので、
ステアリングシャフト6rL,6rRを相互に同じ方向へ回転させて左右後輪10rL,10rRを相互逆方向へ逆相転舵させる状態と、ステアリングシャフト6rL,6rRを相互に逆方向へ回転させて左右後輪10rL,10rRを同方向へ同相転舵させる状態との間で状態切り替えを行うものとする。
【００４４】
＜操縦モード＞
上記した前輪操舵系および後輪操舵系によれば、図1に例示するように左右前輪10fL,10fRをそれぞれ同方向へ同相転舵すると共に左右後輪10rL,10rRもそれぞれ同方向へ同相転舵するが、左右前輪10fL,10fRと左右後輪10rL,10rRとを逆相転舵させることにより、図7(a)に示すごとく電気自動車を小回り旋回させる小回り旋回モードを実現し得るほか、同図(b)〜(e)のような各種の操縦モードを選択することができる。
【００４５】
図7(b)は、左右後輪10rL,10rRを非転舵中立状態に保って、左右前輪10fL,10fRのみの転舵による二輪操縦モードであり、
図7(c)は、左右前輪10fL,10fRを同相転舵すると共に左右後輪10rL,10rRも同相転舵し、左右前輪10fL,10fRに対し左右後輪10rL,10rRを同相転舵させた旋回走行安定モードであり、
図7(d)は、左右前輪10fL,10fRを逆相転舵すると共に左右後輪10rL,10rRも逆相転舵し、左前輪10fLに対し左後輪10rLを逆相転舵させると共に右前輪10fRに対し右後輪10rRを逆相転舵させた信地旋回（その場旋回）モードであり、
図7(e)は、左右前輪10fL,10fRおよび左右後輪10rL,10rRの全車輪を同じ角度（図面では90度）だけ同相転舵させて、車両を全車輪転舵方向へ平行移動（図面では、転舵角が90度であるため横移動）させる平行移動（横移動）モードである。
【００４６】
＜左右ステアリングシャフト間相対回転（操縦モード）切り替え制御＞
上記操縦モードの切り替えに際して必要な、本実施例になる左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御を、切り替え機構4fが左右前輪10fL,10fRのステアリングシャフト6fL,6fR間における相対回転方向を切り替える場合につき以下に説明する。
【００４７】
シフタ24が図3，4の左右ステアリングシャフト同方向回転位置であるとき、図8(a)に示すごとくシフタ24の係合突起（クラッチ歯）24Lがクラッチギヤ25Lの係合凹部31（同方向回転用クラッチギヤ歯32）と回転係合し、左右ステアリングシャフト6fL,6fRを同方向に回転させて左右前輪10fL,10fRを逆相転舵させる。
この状態からシフタ24を図6の左右ステアリングシャフト逆方向回転位置（左右前輪同相転舵位置）に切り替えるに際しては、前記した理由から左右前輪10fL,10fRを非転舵中立位置にした後に、シフタ24を図8(b),(c)に示すごとくスライド変位させて当該切り替えを行う。
【００４８】
しかし、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fは、傘歯車16,17L,17Rを含む歯車組や、係合突起24Lを軸線方向両側に具えたシフタ24およびクラッチギヤ25L,25Rよりなる噛み合い式切り替えクラッチ23により構成されており、これらにおける「バックラッシュや、ガタ」に起因して、シフタ24の軸線方向一方側における係合突起24Lおよび同方向回転用クラッチギヤ25Lの噛み合い位相と、シフタ24の軸線方向他方側における係合突起24Rおよび逆方向回転用クラッチギヤ25Rの噛み合い位相とが同位相になる（両者の噛み合い部が軸線方向に整列する）のは希であって、多くの場合、図8(a),(b)にΔβで示すごとく両者間に位相ずれを生ずる。
【００４９】
このため上記の切り替えに際し、シフタ24を、図8(a)に示すごとく一方のクラッチギヤ25Lと噛み合っている状態から、図8(b),(c)のごとく軸線方向へスライドさせて、他方のクラッチギヤ25Lと噛み合う位置へ変位させようとするとき、シフタ24のスライド方向における係合突起24Rが図8(b)のごとく他方側クラッチギヤ25R（係合凹部33間における逆方向回転用クラッチギヤ歯34）と衝突する。
【００５０】
なお上記の衝突時に係合突起24R（24L）から対応するクラッチギヤ25R（25L）へ回転方向の分力が作用してクラッチギヤ25R（25L）を回転させることにより上記の位相ずれを解消すべく、係合突起24L,24Rの先端には円周方向両側において山形に傾斜させたチャンファ面35を設定し、これらと共働するよう同方向回転用クラッチギヤ歯32および逆方向回転用クラッチギヤ歯34の先端にも同様な山形に傾斜させたチャンファ面36,37をそれぞれ設定する。
【００５１】
よってシフタ24を図8(b)の位置から同図(c)の位置へスライドさせるとき、他方側クラッチギヤ25R（係合凹部33間における逆方向回転用クラッチギヤ歯34）を円周方向に押しのけつつ当該スライドを行うことになる。
しかしクラッチギヤ25L,25Rは常に、左右前輪10fL,10fRに結合されているため、シフタ24が上記のごとくクラッチギヤ25Rを円周方向に押しのけつつスライドしなければならないのでは、シフタ24のスライド変位に大きな力が必要になって、シフタ24のスライドを司るアクチュエータ27として、大型で大容量のアクチュエータが必要になる。
このためコスト上不利になると共に、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fが大型になり、その限られた設置スペースへの配置が困難になるという問題も不可避である。
【００５２】
これらの問題は、シフタ24を図6の位置から、図8(c),(b)の位置を経て同図(a)の位置にスライド変位させて、左右ステアリングシャフト相互逆方向回転状態から左右ステアリングシャフト相互同方向回転状態に切り替える場合も同様に生ずる。
【００５３】
本実施例は、これらの問題を、前輪側についてはパワーステアリングアシストモータ3f（位相合わせ駆動手段）の作動により、以下のごとくに解決しようとするものである。
なお後輪側について上記の問題を解決する場合、後輪転舵モータ3r（位相合わせ駆動手段）を作動させることになるが、
ここでは図9の制御プログラムを実行してアシストモータ3fの駆動により前輪側に係わる上記の問題を解決する場合につき説明を展開する。
【００５４】
図9は、上記の問題解決を実現した左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御のプログラムで、図5の状態から図6の状態へ切り替える場合につき以下に説明する（逆方向への状態切り替えも同じである）。
ステップＳ11においては操縦モードの切り替え要求、つまり左右前輪ステアリングシャフト6fL,6fR間の相対回転方向を切り替える要求があるか否かをチェックし、この要求がなければ図9の左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御が不要であるから、制御をそのまま終了する。
【００５５】
ステップＳ11で上記の要求があると判定した場合は、制御をステップＳ12に進めて、左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御を以下のごとくに行う。
ステップＳ12においては、当該切り替え制御を前述した通り、左右前輪10fL,10fRが車両直進用の非転舵中立位置であるときに行う必要があることから、図1におけるように設けた操舵角センサ2fの検出結果である操舵軸11の回転角αが略0になるようアシストモータ3fを作動させる。
【００５６】
かかるアシストモータ3fの作動により左右前輪10fL,10fRが車両直進用の非転舵中立位置になった時における切り替え機構4fの状態を図10(a)に示す。
しかし左右前輪10fL,10fRが非転舵中立位置になっても、クラッチギヤ25L,25R間には、図8につき前述した歯車組のバックラッシュや、噛み合いクラッチのガタに起因して位相ずれΔβが、図10(a)に示すごとくに発生する。
【００５７】
ステップＳ12で操舵軸11の回転角αが略0になるようアシストモータ3fを作動させた後は、ステップＳ13において切り替え操作を開始すべくシフタ24をアクチュエータ26により、図10(a)の位置から同図(b)に示すようにスラスト力Nでスライド変位させる。
次のステップＳ14においては、上記のスラスト力Nをアクチュエータ27への駆動信号から演算し、このスラスト力Nが位相調整要否判定用の設定値Ns1未満である状態が設定時間Δt1以上に亘って継続したか否かにより、上記の位相ずれΔβが無い（位相調整が不要）か、存在する（位相調整が必要）かをチェックする。
従ってステップＳ14は、本発明におけるシフト部材推力検出手段に相当する。
【００５８】
ここで位相調整要否判定設定値Ns1は、図10(b)のごとく位相ずれΔβに起因してシフタ24の係合突起24R（チャンファ面35）がクラッチギヤ歯34のチャンファ面37に衝突した時におけるスラスト力Nの下限値とする。
従ってN<Ns1は、位相ずれΔβが無いか、若しくは無くなって、アクチュエータ27が小さなスラスト力Nでシフタ24をスライド変位させ得る状態であるか、若しくはスライド変位させ得る状態になったことを意味する。
但し、この状態（N<Ns1）を直ちに位相ずれΔβ＝0と判定したのでは誤判定の虞があるため、この誤判定防止用に前記の設定時間Δt1を、シフタ24の係合突起24Rがクラッチギヤ歯34に噛み合い完了するのに必要な時間と定め、N<Ns1の状態が設定時間Δt1以上に亘って継続した時をもって、位相ずれΔβが無いか、若しくは無くなったと判定することとした。
【００５９】
ステップＳ14でN<Ns1の状態が設定時間Δt1に亘って継続しない（N≧Ns1）と判定する場合は、つまり位相ずれΔβが存在していて、これを無くすための位相調整が必要である判定する場合は、制御をステップＳ15に進めて以下のごとくに位相ずれΔβを無くすための位相調整を行う。
【００６０】
ステップＳ15においては、アシストモータ3fを初期設定方向へ回転させ、ステップＳ16においては、この回転方向が位相ずれΔβを無くす方向と逆の不良方向か、位相ずれΔβを無くす方向の良方向かを、シフタ24のスラスト力Nが前記の位相調整要否判定設定値Ns1以上か否かによりチェックする。
位相ずれΔβが図10(b),(c)に示すようなものである場合につき説明すると、クラッチギヤ25Rを図10(c)の破線矢印方向へ回転させるアシストモータ3fの回転方向は、位相ずれΔβを無くす方向と逆の不良方向であり、クラッチギヤ25Rを図10(c)の実線矢印方向へ回転させるアシストモータ3fの回転方向が、位相ずれΔβを無くす方向の良方向である。
そしてアシストモータ3fを不良方向へ回転させると、シフタ24のスラスト力Nが増大することから、ステップＳ16でのN≧Ns1判定により、アシストモータ3fの回転方向が不良方向であるのを判定することができる。
【００６１】
ステップＳ16でN≧Ns1（アシストモータ3fの回転方向が不良方向）と判定する場合は、ステップＳ17においてアシストモータ3fを逆方向へ回転させ、その回転方向を良方向となす。
これによりアシストモータ3fは、クラッチギヤ25Rを図10(c)の実線矢印方向へ、つまり位相ずれΔβを無くす方向へ回転させることができる。
【００６２】
以上のように回転方向を決定されたアシストモータ3fは、ステップＳ15またはステップＳ17での回転により位相ずれΔβを無くす位相調整を行うが、当該アシストモータ3fの回転に際しては、その回転速度を、図10(d)に基づき以下に説明するごとくに制御する。
つまり、アシストモータ3fによるクラッチギヤ25Rの回転速度（歯34の先端に形成したチャンファ面37間における境界線の円周方向速度）をVｒとし、ステップＳ13で開始されたアクチュエータ27によるシフタ24のスライド変位の速度をVｃとし、チャンファ面37の傾斜角をθとしたとき、Vr／Vc≦tanθとなるような回転速度制御下に、ステップＳ15またはステップＳ17でのアシストモータ3fの駆動を遂行させる。
【００６３】
かかるアシストモータ3fの回転速度制御によれば、図10(c)に示すシフタ係合突起24Rのチャンファ面35とクラッチギヤ歯34のチャンファ面37との接触状態を保ったまま、クラッチギヤ25Rを、図10(c)の位相ずれΔβが図10(d)に示すように無くなるよう回転させることができる。
ちなみにアシストモータ3fの回転速度をVr／Vc>tanθとなるようなものにすると、クラッチギヤ25Rの回転速度が速すぎて、シフタ24の係合突起24Rとクラッチギヤ歯34とがチャンファ面35,37において接触状態を保ち得ず、係合突起24Rのチャンファ面35からクラッチギヤ歯34のチャンファ面37が離れて、クラッチギヤ25Rの回転方向遅れ側における隣接クラッチギヤ歯34のチャンファ面37に接触する。
【００６４】
この場合スラスト力Nが前記の設定値Ns1以上となって、ステップＳ16が制御をステップＳ17に進める結果、アシストモータ3fの回転方向を逆にする操作を繰り返すこととなる。
しかし、当該アシストモータ3fの回転方向繰り返し反転操作は、左右前輪10fL,10fRの左右反復転舵を惹起し、操舵系がダメージを受けると共に車輪タイヤの摩耗を早めるという問題を生ずる。
【００６５】
そのため上記のごとく、アシストモータ3fの回転速度をVr／Vc≦tanθとなるよう制御するのが良い。
ただし、アシストモータ3fの回転速度をVr／Vc≦tanθが満足される範囲内で遅くするほど、シフタ24の係合突起24Rとクラッチギヤ歯34とのチャンファ面35,37における接触面圧が大きくなって、チャンファ面35,37間の摩耗が大きくなったり、アクチュエータ27のエネルギー消費量が大きくなるという弊害を生ずる。
従って、アシストモータ3fの回転速度はVr／Vc＝tanθが満足されるよう決定するのが最も良い。
【００６６】
上記の位相調整が図10(d)に示すように終了すると、チャンファ面35,37が相互に接触しなくなり、シフタ24の係合突起24Rが図10(e)に示すごとくクラッチギヤ25Rの係合窪み33内に進入しつつ、図10(f)に示す状態切り替え終了位置に向かうため、シフタ24のスラスト力NがN<Ns1となる。
この時ステップＳ16が制御をステップＳ18に進めるようになり、このステップＳ18でシフタ24のスラスト力Nがモータ継続回転判定用設定値Ns0以上か否かにより、シフタ24の係合突起24Rとクラッチギヤ歯34の側面との間における歯側面間フリクションが過大か否かをチェックする。
【００６７】
シフタ24の係合突起24Rが図10(d)の位置から同図(e)に示す位置を経て同図(f)に示す位置に向かう間、アシストモータ3fの位相ずれ防止用の回転を不必要なのに引き続き行わせたままだと、クラッチギヤ25Rに図10(e)の破線矢印で示す方向の回転力が作用して、シフタ24の係合突起24Rとクラッチギヤ歯34の側面との間に過大なフリクションが作用し、両者間に摩耗が発生する。
この過大なフリクションはシフタ24のスラスト力Nを大きくし、ステップＳ18におけるN≧Ns0判定をもって上記の歯側面間フリクション過大（アシストモータ3fの不要な位相ずれ防止回転の継続）を判定することができる。
【００６８】
ステップＳ18においてN≧Ns0であると判定する場合、つまりアシストモータ3fの不要な位相ずれ防止用の回転で上記した歯側面間フリクション過大状態であると判定する場合、ステップＳ19においてアシストモータ3fを停止（または減速）させた後に制御をステップＳ14に戻し、
ステップＳ18でN<Ns0（アシストモータ3fは停止済み）と判定する場合、そのまま制御をステップＳ14に戻すことにより、上記のループを繰り返す。
【００６９】
この繰り返しにより、図10(f)に示すようにクラッチギヤ歯34の側面長をｚとすると、スラスト力Nが設定値Ns1未満である状態が前記の設定時間Δt（＝Z／Vc）以上に亘って継続するようになり、この時ステップＳ14は、シフタ24がクラッチギヤ25Lから離れ、クラッチギヤ25Rに噛み合ったと判定し、
制御をステップＳ14からステップＳ21に進めて操縦モード切り替え終了処理を行い、ステップＳ22で切り替え後の操縦モードとなす。
【００７０】
なお、上記した位相調整を行わなくても初期段階から位相ずれΔβが存在していない場合は、ステップＳ14が制御をいきなりステップＳ21およびステップＳ22に進めて、ステップＳ15〜ステップＳ19による位相調整を行うことなく、操縦モードの切り替えを行うのは言うまでもない。
【００７１】
＜第1実施例の効果＞
上記した第1実施例の効果を、図11の動作タイムチャートにより以下に説明する。
瞬時t1に（N≧Ns1）により位相ずれΔβの存在が判定されると（ステップＳ14）、ステップＳ15〜ステップＳ17でアシストモータ3fの回転方向が決定される。
瞬時t1の直後はアシストモータ3fを先ず初期設定の回転方向へ回転させ（ステップＳ15）、この回転方向が位相ずれΔβを無くす方向のものであれば、瞬時t2に当該回転方向をアシストモータ3fの回転方向と定め（ステップＳ16）、初期設定の回転方向が位相ずれΔβを無くす方向のものでなければ、瞬時t2にアシストモータ3fを逆方向へ回転させ（ステップＳ17）、瞬時t3に当該回転方向をアシストモータ3fの回転方向と定める（ステップＳ16）。
【００７２】
上記により、位相ずれΔβを無くすためのアシストモータ3fの回転方向が決まったら、瞬時t2またはt3以降、当該方向へアシストモータ3fを回転させる。
この時におけるアシストモータ3fの回転速度は、アシストモータ3fによるクラッチギヤ25Rの回転速度（歯34の先端に形成したチャンファ面37間における境界線の円周方向速度）Vｒが、シフタ24のスライド変位速度Vｃおよびチャンファ面37の傾斜角θとの関連において、Vr／Vc≦tanθとなるような回転速度とする。
【００７３】
かかるアシストモータ3fの回転速度制御によりクラッチギヤ25Rは、シフタ係合突起24Rのチャンファ面35とクラッチギヤ歯34のチャンファ面37との接触状態を保ったまま、図10(c)の位相ずれΔβが図10(d)に示すように無くなるよう回転されることとなる。
上記アシストモータ3fの回転速度制御は更に、シフタ24（アクチュエータ27）のスラスト力NをN<Ns0のように小さくすることができる。
【００７４】
上記の位相調整が終了する瞬時t4からは、シフタ24が係合突起24Rの側面をクラッチギヤ歯34の側面に摺接させながら、クラッチギヤ25Rとの係合を進行される。
この間、アシストモータ3fの上記回転を引き続き行わせると、クラッチギヤ25Rに図10(e)の破線矢印で示す方向の回転力が作用して、シフタ24の係合突起24Rとクラッチギヤ歯34の側面との間に過大な歯側面間フリクションが作用し、シフタ24のスラスト力Nを図11に示すように大きく（N≧Ns0）する。
【００７５】
この過大フリクション（N≧Ns0）が判定されると（ステップＳ18）、当該判定瞬時t5においてアシストモータ3fが停止される（ステップＳ19）。
よって瞬時t5以降は、シフタ24が小さなスラスト力Nによりスライド変位され得ることとなり、軽快に操縦モードの切り替えを完了することができる。
【００７６】
上記した本実施例の操縦モード切り替え制御（左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御）によれば、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fによる切り替え中、アシストモータ3fが位相ずれΔβを緩和する駆動力を発生するため、
この位相ずれΔβによってシフタ24のスライド変位が重くなるということがなくなり、シフタ24のスライド変位を司るアクチュエータ27として、小型で小容量のアクチュエータを用いることができ、コスト上不利になることがないと共に、アクチュエータ27を含む左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fが大型になることもなく、この左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fを、限られた設置スペースへも容易に配置することができる。
【００７７】
また、先ずシフタ24のスライド変位（ステップＳ13）を行わせ、シフタ24の係合突起24Rがクラッチギヤ歯24と噛み合い始めた時に（ステップＳ14）、アシストモータ3fの位相ずれ解消用の回転（ステップＳ15）を開始させるため、
ステップＳ12で操舵軸回転角α≒0となすための操作が高精度である必要が無く、高精度なセンサや、高精度な回転位置制御が不要で、低廉化が可能である。
【００７８】
＜第2実施例＞
図12は、第2実施例になるステアリング装置の左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fを示し、
シフタ24の係合突起24L,24Rに、図4，10のごときチャンファ面35を形成せず、これら係合突起24L,24Rをそれぞれ径方向に見て矩形となし、クラッチギヤ25L,25Rの歯32,34にも図10のごときチャンファ面36,37を形成せず、これらクラッチギヤ歯32,34をそれぞれ径方向に見て矩形に構成したものである。
それ以外は、前記した第1実施例と同様な構成とする。
【００７９】
本実施例では、アシストモータ3fの回転調整範囲を予め決めておき、この予定範囲の回転による位相ずれ解消制御（位相調整）を図13に示すように遂行する。
左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fが図12に矢印で示すシフタ24のスライド変位により、左右ステアリングシャフト6fL,6fR間の相対回転方向を、同方向回転状態から逆方向回転状態へ切り替える場合につき説明する。
【００８０】
図13の制御プログラムは、図9に示す制御プログラムと同様なもので、図9におけるステップＳ15をステップＳ15に置換し、ステップＳ16をステップＳ26に置換し、ステップＳ17を除去した点が異なるのみである。
図12に矢印で示すシフタ24のスライド変位により係合突起24Rがクラッチギヤ歯34に接触し、シフタ24のスラスト力Nが設定値Ns1以上になったら（ステップＳ14）、
ステップＳ25においてアシストモータ3fを、上記した予定の回転調整範囲内で回転させ、この回転により位相ずれΔβが無くなる位置を以下のようにして探す。
【００８１】
つまりステップＳ26でシフタ24のスラスト力Nが前記したと同じ設定値Ns1以上であるか否かをチェックし、
N≧Ns1である間は位相ずれΔβが無くなっていないことから制御をステップＳ26に戻して、ステップＳ25で開始させたアシストモータ3fの予定範囲内での回転を継続し、
N<Ns1になる時、位相ずれΔβが無くなり、シフタ24の係合突起24Rがクラッチギヤ25Rの係合窪み33と整列していて、シフタ24の係合突起24Rがクラッチギヤ25Rの係合窪み33内に進入することから、これに伴うN<Ns1を受けてステップＳ26が制御をステップＳ18に進める。
【００８２】
ステップＳ18においてN≧Ns0であると判定する場合、つまりアシストモータ3fの不要な位相ずれ防止用の回転で上記した歯側面間フリクション過大状態であると判定する場合、ステップＳ19においてアシストモータ3fを停止（または減速）させた後に制御をステップＳ14に戻し、
ステップＳ18でN<Ns0（アシストモータ3fは停止済み）と判定する場合、そのまま制御をステップＳ14に戻すことにより、上記のループを繰り返す。
【００８３】
この繰り返しにより、スラスト力Nが設定値Ns1未満である状態が前記の設定時間Δt（＝Z／Vc）以上に亘って継続するようになり、この時ステップＳ14は、シフタ24がクラッチギヤ25Lから離れ、クラッチギヤ25Rに噛み合ったと判定し、
制御をステップＳ21に進めて操縦モード切り替え終了処理を行い、ステップＳ22で切り替え後の操縦モードとなす。
【００８４】
＜第2実施例の効果＞
かかる第2実施例の効果を、図14の動作タイムチャートにより以下に説明する。
位相ずれΔβによりスラスト力NがN≧Ns1である瞬時t1までの間、アシストモータ3fが予定範囲内で回転させる（ステップＳ25）。
この回転により位相ずれΔβが無くなり、シフタ24の係合突起24Rがクラッチギヤ25Rの係合窪み33に整列する瞬時t1に至ると、シフタ24の係合突起24Rがクラッチギヤ25Rの係合窪み33内に進入し得ることから、これに伴ってシフタ24が瞬時t1〜t2の間、小さなスラスト力N<Ns1でスライド変位を行うようになる。
【００８５】
瞬時t2では小さなスラスト力N<Ns1を受けてステップＳ26が制御をステップＳ18に進める。
このときステップＳ18が、N≧Ns0に呼応して制御をステップＳ19に進める結果、アシストモータ3fが瞬時t2で停止される。
【００８６】
ところで本実施例においても、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fによる切り替え中、瞬時t1までの間においてアシストモータ3fが位相ずれΔβを無くすようクラッチギヤ25Rを回転させる駆動力を発生するため、
この位相ずれΔβによってシフタ24のスライド変位が重くなるということがなくなり、シフタ24のスライド変位を司るアクチュエータ27として、小型で小容量のアクチュエータを用いることができ、コスト上不利になることがないと共に、アクチュエータ27を含む左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fが大型になることもなく、この左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fを限られた設置スペースへも容易に配置することができる。
【００８７】
＜第3実施例＞
図15は、第3実施例になるステアリング装置の左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fを示し、
シフタ24の係合突起24L,24Rに、図4，10のごときチャンファ面35の代わりに、円周方向一方側のみに傾斜した一方向傾斜面41を設定し、クラッチギヤ25L,25Rの歯32,34にも、図10のごときチャンファ面36,37の代わりに、上記傾斜面41と同じ円周方向一方側のみに傾斜した一方向傾斜面42,42を設定したものである。
それ以外は、前記した第1実施例と同様な構成とする。
【００８８】
本実施例では、アシストモータ3fの位相調整開始前におけるクラッチギヤ25Rの回転方向A1を、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fによる切り替え後のクラッチギヤ25Rの回転方向A2と逆方向の意図的な位相ずれΔβrが生ずる方向（回転方向A2と逆の方向）と予め決めておき、またアシストモータ3fの位相調整開始前における回転量を、係合突起24Rがクラッチギヤ歯34に衝接することのない大きさに予め決めておき、位相ずれ解消制御（位相調整）を図16に示すように遂行する。
【００８９】
左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fが図15に示すようにスラスト力Nでシフタ24をスライド変位させることにより、左右ステアリングシャフト6fL,6fR間の相対回転方向を、同方向回転状態から逆方向回転状態へ切り替える場合につき説明する。
図16の制御プログラムは、図9に示す制御プログラムと同様なもので、図9におけるステップＳ12をステップＳ32に置換し、ステップＳ15をステップＳ35に置換し、ステップＳ17およびステップＳ16を除去した点が異なるのみである。
【００９０】
ステップＳ11で操舵モードの切り替え要求があると判定したときに選択されるステップＳ32においては、前述した図9（第1実施例）におけるステップＳ12と異なり、クラッチギヤ25Rが図15の矢A1方向へ回転されて意図的な位相ずれΔβrを生ずる方向へ左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fの操作軸11（図1参照）が回転されるようアシストモータ3fを作動させ、
その作動量を、図1における操舵角センサ2fの検出結果である操舵軸11の回転角αがクラッチギヤ歯34の歯厚の略半分に対応したものとなるようにする。
【００９１】
ステップＳ32で操舵軸11の回転角αがクラッチギヤ歯34の歯厚の略半分に対応したものとなるようアシストモータ3fを作動させた後は、ステップＳ13において切り替え操作を開始すべくシフタ24をアクチュエータ26により、図15のごとくスラスト力Nでスライド変位させる。
次のステップＳ14においては、上記のスラスト力Nが位相調整要否判定設定値Ns1未満である状態が設定時間Δt1以上に亘って継続したか否かにより、上記の位相ずれΔβが無い（位相調整が不要）か、存在する（位相調整が必要）かをチェックする。
【００９２】
位相調整要否判定設定値Ns1は第1実施例につき前述したと同様なもので、図15の位相ずれΔβに起因してシフタ24の係合突起24R（一方向傾斜面41）がクラッチギヤ歯34の一方向傾斜面43に衝突した時におけるスラスト力Nの下限値とする。
従ってN<Ns1は、位相ずれΔβが無いか、若しくは無くなって、アクチュエータ27が小さなスラスト力Nでシフタ24をスライド変位させ得る状態であるか、若しくはスライド変位させ得る状態になったことを意味する。
但し、この状態（N<Ns1）を直ちに位相ずれΔβ＝0と判定したのでは誤判定の虞があるため、この誤判定防止用に前記の設定時間Δt1を、シフタ24の係合突起24Rがクラッチギヤ歯34に噛み合い完了するのに必要な時間と定め、N<Ns1の状態が設定時間Δt1以上に亘って継続した時をもって、位相ずれΔβが無いか、若しくは無くなったと判定することとした。
【００９３】
ステップＳ14でN<Ns1の状態が設定時間Δt1に亘って継続しない（N≧Ns1）と判定する場合は、つまり位相ずれΔβが存在していて、これを無くすための位相調整が必要である判定する場合は、制御をステップＳ35に進めて以下のごとくに位相ずれΔβを無くすための位相調整を行う。
【００９４】
ステップＳ35においては、アシストモータ3fを、クラッチギヤ25Rが図15の矢A3方向（A2と同方向）へ回転されて位相ずれΔβが無くなる方向へ駆動する。
かかるアシストモータ3fの駆動に際しては、その回転速度を図10(d)につき前述したと同様に制御する。
つまり、アシストモータ3fによるクラッチギヤ25Rの回転速度（歯34の先端に形成した一方向傾斜面43の円周方向速度）をVｒとし、ステップＳ13で開始されたアクチュエータ27によるシフタ24のスライド変位の速度をVcとし、一方向傾斜面43の傾斜角をθとしたとき、Vr／Vc≦tanθとなるような回転速度制御下に、ステップＳ35でのアシストモータ3fの駆動を遂行させる。
【００９５】
かかるアシストモータ3fの回転速度制御によれば、図15に示すシフタ係合突起24Rの一方向傾斜面41とクラッチギヤ歯34の一方向傾斜面43との接触状態を保ったまま、クラッチギヤ25Rを、図15の位相ずれΔβが無くなるよう回転させることができる。
ちなみにアシストモータ3fの回転速度をVr／Vc>tanθとなるようなものにすると、クラッチギヤ25Rの回転速度が速すぎて、シフタ24の係合突起24Rとクラッチギヤ歯34とが一方向傾斜面41,43において接触状態を保ち得ず、係合突起24Rの一方向傾斜面41からクラッチギヤ歯34の一方向傾斜面43が離れて、係合突起24Rがクラッチギヤ25Rの回転方向遅れ側における隣接クラッチギヤ歯34の側面に衝突し、異音の原因となる。
【００９６】
そのため上記のごとく、アシストモータ3fの回転速度をVr／Vc≦tanθとなるよう制御するのが良い。
ただし、アシストモータ3fの回転速度をVr／Vc≦tanθが満足される範囲内で遅くするほど、シフタ24の係合突起24Rとクラッチギヤ歯34との一方向傾斜面41,43における接触面圧が大きくなって、一方向傾斜面41,43間の摩耗が大きくなったり、アクチュエータ27のエネルギー消費量が大きくなる弊害を生ずる。
従って、アシストモータ3fの回転速度はVr／Vc＝tanθが満足されるよう決定するのが最も良い。
【００９７】
上記の位相調整が終了すると制御がステップＳ18に進み、このステップＳ18でシフタ24のスラスト力Nがモータ継続回転判定用設定値Ns0以上か否かにより、シフタ24の係合突起24Rとクラッチギヤ歯34の側面との間におけるフリクションが過大か否かをチェックする。
【００９８】
位相調整後にシフタ24の係合突起24Rがクラッチギヤ歯34間の係合凹部33に進入している間、アシストモータ3fの位相ずれ防止用の回転を不必要なのに引き続き行わせたままだと、クラッチギヤ25Rにアシストモータ3fからの回転力が作用して、シフタ24の係合突起24Rとクラッチギヤ歯34の側面との間に過大なフリクションが作用し、両者間に摩耗が発生する。
この過大な歯側面間フリクションはシフタ24のスラスト力Nを大きくし、ステップＳ18におけるN≧Ns0判定をもって上記のフリクション過大（アシストモータ3fの不要な位相ずれ防止用の回転）を判定することができる。
【００９９】
ステップＳ18においてN≧Ns0であると判定する場合、つまりアシストモータ3fの不要な位相ずれ防止用の回転で上記したフリクション過大状態であると判定する場合、ステップＳ19においてアシストモータ3fを停止（または減速）させた後に制御をステップＳ14に戻し、
ステップＳ18でN<Ns0（アシストモータ3fは停止済み）と判定する場合、そのまま制御をステップＳ14に戻すことにより、上記のループを繰り返す。
【０１００】
この繰り返しにより、スラスト力Nが設定値Ns1未満である状態が前記の設定時間Δt以上に亘って継続するようになると、ステップＳ14は、シフタ24がクラッチギヤ25Lから離れ、クラッチギヤ25Rに噛み合ったと判定し、制御をステップＳ14からステップＳ21に進めて操縦モード切り替え終了処理を行い、ステップＳ22で切り替え後の操縦モードとなす。
【０１０１】
＜第3実施例の効果＞
上記した第3実施例の効果を、図17の動作タイムチャートにより以下に説明する。
瞬時t1までの間、（N≧Ns1）により位相ずれΔβの存在が判定されると（ステップＳ14）、ステップＳ35でアシストモータ3fの回転方向が図15のA3方向に決定され、アシストモータ3fはこの方向へ前記した速度制御下に（Vr／Vc≦tanθ）の速度で駆動され始める。
【０１０２】
かかるアシストモータ3fの駆動により、シフタ係合突起24Rの一方向傾斜面41とクラッチギヤ歯34の一方向傾斜面43との接触状態を保ったまま、クラッチギヤ25Rを、図15の位相ずれΔβが無くなるよう回転させ得る。
【０１０３】
上記の位相調整が終了する瞬時t2からは、シフタ24が係合突起24Rの側面をクラッチギヤ歯34の側面に摺接させながら、クラッチギヤ25Rとの係合を進行される。
この間、アシストモータ3fの上記回転を引き続き行わせると、クラッチギヤ25Rにアシストモータ3fからの回転力が作用して、シフタ24の係合突起24Rとクラッチギヤ歯34の側面との間に過大なフリクションが作用し、シフタ24のスラスト力Nを図17に示すように大きく（N≧Ns0）する。
【０１０４】
この過大フリクション（N≧Ns0）が判定されると（ステップＳ18）、当該判定瞬時t3においてアシストモータ3fが停止される（ステップＳ19）。
よって瞬時t3以降は、シフタ24が小さなスラスト力Nによりスライド変位され得ることとなり、軽快に操縦モードの切り替えを完了することができる。
【０１０５】
上記した本実施例の操縦モード切り替え制御（左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え制御）によれば、左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fによる切り替え中、アシストモータ3fが位相ずれΔβを緩和する駆動力を発生するため、
この位相ずれΔβによってシフタ24のスライド変位が重くなるということがなくなり、シフタ24のスライド変位を司るアクチュエータ27として、小型で小容量のアクチュエータを用いることができ、コスト上不利になることがないと共に、アクチュエータ27を含む左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fが大型になることもなく、この左右ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4fを、限られた設置スペースへも容易に配置することができる。
【０１０６】
また本実施例においては、先ずアシストモータ3fによりクラッチギヤ25Rを切り替え後回転方向A2と逆のA1方向へ、寸法公差などに起因した位相ずれΔβによっても隣のクラッチ歯と噛み合わない程度に回転させて、切り替え後回転方向A2と逆方向に意図的な位相ずれΔβrを生じさせ、その後シフタ24のスライド変位により係合突起24Rの一方向傾斜面をクラッチギヤ歯34の一方向傾斜面43に衝接させた状態でアシストモータ3fによりクラッチギヤ25RをA3方向へ回転させつつ位相ずれを解消するようにしたため、
位相調整中におけるクラッチギヤ25Rの回転方向A3と、切り替え操作後におけるクラッチギヤ25Rの回転方向A2とが同じとなり、アシストモータ3fの不要な停止や逆回転がなくなり、操縦モード切り替え時間の短縮を実現することができる。
【０１０７】
＜第4実施例＞
シフタ24の左右係合突起24L,24Rは、図18(a)〜(c)に示すごとく歯厚を同じにするも、左右係合突起24L,24Rのうち、一方の数（歯数）に対し、他方の数（歯数）が整数倍になるよう異ならせることができる。
図18(a)〜(c)では、右側係合突起24Rの数（歯数）ｎをｎ＝3とし、左側係合突起24Lの数（歯数）をｎ×ｍ＝6にした場合を例示する。
【０１０８】
＜第4実施例＞
かように構成することで、シフタ24の左右係合突起24L,24Rと噛み合う左右クラッチギヤ25L,25Rの歯32,34を同形状にすることができる。
そして歯数の多い方のクラッチギヤ25Lを、負荷的に厳しい操縦モード、例えば図7(b)に示す二輪操縦モードや、図7(d)に示す信地旋回モードで、シフタ24と噛み合うようにすることにより耐久性の向上を図り得る。
また他方のクラッチギヤ25Rが歯数を少なくされているため、歯のピッチ誤差要因が少なくなって、左右クラッチ間におけるの位相ズレを小さくすることができる。
【０１０９】
＜第5実施例＞
図19は、本発明の第5実施例になるステアリング装置の左右ステアリングシャフト相対回転切り替え機構を示す。
本実施例においては、シフタ24が図19に示すごとく、左右クラッチギヤ25L,25Rの中間位置にスライド変位したとき、左側係合突起24Lが対応するクラッチギヤ25Lに噛み合わず、且つ右側係合突起24Rも対応するクラッチギヤ25Rに噛み合わない状態となるよう構成する。
【０１１０】
そして、操縦モードの切り替えに際しては、左右輪を非転舵中立状態（車両直進状態）にする代わりに、シフタ24を図19に示す中間位置にして左右クラッチギヤ25L,25Rの何れとも噛み合わないようにする。
この状態で、アシストモータ3fにより操舵軸11を駆動して、これに常時結合されている一方車輪（ステアリングシャフト6fLに結合されている左前輪10fL）を転舵する。
しかし、この間も他方車輪（ステアリングシャフト6fRに結合されている右前輪10fR）は転舵位置を変更されることがなくて、一方車輪の転舵中も同じ転舵位置を保つ。
【０１１１】
上記一方車輪の転舵に際しては、転舵位置を保持されている他方車輪との関連で、左右輪が希望の操縦モードに対応した相対転舵位置となるよう（例えば、信地旋回モード希望時であれば、左右輪が相互に逆相同角転舵位置となるよう）、当該一方車輪の転舵を行わせる。
この状態で、前記各実施例につき前述したと同様な位相調整を行うようにしてもよく、この位相調整時も前記した作用効果を同様に奏し得るのは言うまでもない。
【０１１２】
＜その他の実施例＞
なお上記ではいずれも、切り替え機構4fが左右前輪10fL,10fRのステアリングシャフト6fL,6fR間における相対回転を切り替える場合の位相調整につき説明したが、
切り替え機構4rが左右後輪10rL,10rRのステアリングシャフト6rL,6rR間における相対回転を切り替える場合の位相調整も同様に行うことができる。
但しこの場合、後輪転舵モータ3rの駆動制御により左右後輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構4rの操舵軸11を回転操作して位相調整を行うのは言うまでもない。
【０１１３】
また、上記各実施例では位相調整に際し既存のアシストモータ4fや後輪転舵モータ3rを流用してコスト低減を図ったが、位相調整のための専用モータを追加してもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
1  ステアリングホイール
2f  操舵角センサ
3f  アシストモータ（操舵力源：位相合わせ駆動手段）
3r  後輪転舵モータ（操舵力源：位相合わせ駆動手段）
4f  左右前輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構
4r  左右後輪ステアリングシャフト間相対回転切り替え機構
6fL,6fR,6rL,6rR  ステアリングシャフト
7fL,7fR,7rL,7rR  転舵歯車組
10fL,10fR  左右前輪
10rL,10rR  左右後輪
11  操舵軸
16  入力傘歯車
17L，17R  出力傘歯車
23  切り替えクラッチ
24  シフタ
24L，24R  係合突起（クラッチ歯）
25L,25R  クラッチギヤ
26  作動子
27  シフトアクチュエータ
28  リターンスプリング
31,33  係合凹部
32  同方向回転用クラッチギヤ歯
34  逆方向回転用クラッチギヤ歯
35〜37  チャンファ面
41〜43  一方向傾斜面
【図１】
2013237307.tif 000003
【図２】
2013237307.tif 000004
【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】
2013237307.tif 000009
【図８】
2013237307.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2013237307.tif 000012
【図１１】
2013237307.tif 000013
【図１２】
2013237307.tif 000014
【図１３】
2013237307.tif 000015
【図１４】
2013237307.tif 000016
【図１５】
2013237307.tif 000017
【図１６】
2013237307.tif 000018
【図１７】
2013237307.tif 000019
【図１８】
2013237307.tif 000020
【図１９】
2013237307.tif 000021