JPS6382873A - 電動パワ−ステアリング装置 - 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】 〔発明の目・的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、車両操舵のためにステアリングホイールなど
の操舵手段に加えるべき力を軽減するパワーステアリン
グ装置に関ル、特に、電動機を含んでなる電動駆動機構
を有し、操舵手段から車輌走行方向を定める方向設定機
構に加えるトルクを検出して、このトルクの大きさに対
応した駆動力を、該電動駆動機構から方向設定機構に加
える電動パワーステアリング装置に関する。

（従来の技術） タイヤの向きを変える場合、車輌が停止しているときや
低速で走行しているときには、ステアリングホイールを
回動するのに大きな力が必要である。特に、最近ではＦ
Ｆ車が増えており、この種の車輌は前輪が駆動輪となる
ので、さらに大きな操舵力を必要とする。

そこで、運転者の操舵力を補助するパワーステアリング
装置が提案された。これは、運転者の操舵力に応じて駆
動力を発生し、この力を車輌走行方向を定める方向設定
機構（以下、操舵系という）に伝達するようにしたもの
である。現在実用化されているパワーステアリング装置
はほとんどが油圧式である。すなわち、制御バルブ、油
圧シリンダ等を備えて、操舵力に応じて油を移動させる
ことにより補助操舵力を発生する。

しかしながら、制御バルブ、油圧シリンダ等は大型であ
り、これらを接続するパイプ等は圧力損失が大きくなる
ために所定以上の曲率でしか曲げることができない。ま
た、油圧式パワーステアリング装置では、油漏れがない
ようにシールを確実に行わなければならず、装置取り付
は時の取り扱いが面倒である。このため、ＦＦ車のよう
に、残りの空間が少ない車輌においては、パワーステア
リング装置を取り付ける上での問題が多い。

このような問題を解決するものとして電動機を駆動源と
し、操舵手段から操舵系に加えるトルクを検出して、こ
のトルクの大きさに対応した補助操舵力を、電動機から
操舵系に印加する電動パワーステアリング装置が提案さ
れている。

これによれば、スペースユーティリティが向上するのみ
ならず、電子制御装置との組合せで、従来の油圧式パワ
ーステアリング装置では得られない種々の補助操舵力（
例えば、車速に応じた補助操舵力）を発生し得る。

ところで、この種の電動パワーステアリング装置では、
電動機が故障してロックしてまうと、電動機から補助操
舵力が得られないのみに限らず、操舵手段による操舵に
も多大な影響をあたえる。

即ち、電動機のロック力に抗して操舵手段を操作しなけ
ればならず操舵力が必要以上に大きくなってしまう。

そこで、通常、電動駆動機構の、走行方向設定機構に対
する相対的な力の印加を阻止するように、クラッチ手段
が配設させることが勘案されている。これにより、電動
機がロックしたときには、クラッチ手段を動作して、電
動機構を走行方向設定機構から切り離し、操舵手段で走
行方向設定手段を操舵させることができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、クラッチ手段として機械式のものを利用
すると、その構造が複雑とならざるを得すコストが上昇
するという問題があった。

また、電磁式のクラッチ手段では、電動機のロックを検
出するセンサも別途設け、このセンサからの信号に基づ
いてクラッチ手段の切り離し時期を決定するようにせざ
るを得す、やはり構造の複雑さを回避できなかった。

そこで、本発明は、クラッチ手段を簡単な構造とするこ
とを、その技術的課題とする。特に、本発明では、昨今
知られるようになったエレクトロ−レオロジカル流体に
注目したもので、このエレクトロ−レオロジカル流体の
もつ、所定の直流電流が流れると固体状態となり、所定
の剪断力が作用すると流体状態になり、しかも、この固
体と液体とを可逆的に変化できるという特性を利用する
。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明においては、前記の如
き電動パワーステアリング装置において、クラッチ手段
として、 電動機構若しくは走行方向設定機構の何れか一方に連結
されたクラッチハウジングと、クラッチハウジング内に
回転自在にされると共に電動機構若しくは走行方向設定
機構の何れか前記他方に連結されたクラッチディスクと
、クラッチハウジング内に充填され、所定の剪断力が作
用すると流体状となり、所定の電流が流れと固体状とな
るエレクトロ−レオロジカル流体と、エレクトロ−レオ
ロジカル流体に所定の電流を通電して固化させる通電機
構と、 から構成されたものとする。

（作用） これによれば、予め通電機構により所定の電流を一定時
間流して、エレクトロ−レオロジカル流体を固化させて
おく。クラッチハウジングとクラッチディスクとが、固
化したエレクトロ−レオロジカル流体を介して、一体と
なる。電動機構から走行方向設定機構に補助操舵力が通
常は与えられる。

ところが、電動機のロックがあると、電動機構と走行方
向設定機構との間、即ちクラッチ手段のクラッチハウジ
ングとクラッチディスクとの間で相対回転が生じる。こ
の相対回転に基づいて、クラッチハウジング内に充填さ
れて固化しているエレクトロ−レオロジカル流体に剪断
力が発生しこれにより固体化状態のエレクトロ−レオロ
ジカル流体は流体状態となる。クラッチハウジングとク
ラッチディスクとが相対回転可能となり、電動機構が走
行方向設定機構から切り離される。

しかも、クラッチ手段は、クラッチハウジング、クラッ
チディスク、エレクトロ−レオロジカル流体、及び通電
機構とから成り、その構造が簡単で済む。また、所定の
剪断力が作用するとエレクトロ−レオロジカル流体が自
動的に流体状態となる原理を利用している。よって、格
別な電動機ロック検出用のセンサを必要としない。

（実施例） 以下図面に基づいて、本発明の好ましい一実施例につい
て説明する。

第１図に本発明の一実施例の機構部の構成概要を示す。

ステアリングホイール１が固着された第１ステアリング
シヤフト２には、第１ユニバーサルジヨイント４で第２
ステアリングシヤフト５が結合されている。第２ステア
リングシヤフト５には第２ユニバーサルジヨイント６で
ロッド７が結合されている。このロッド７には、減速機
９の、ピニオンギア（後述する２２）が形成された出力
軸（後述する２１）に結合されている。該ピニオンギア
（２２）は、タイロッド１０に固着されたラック１１に
噛合っている。タイロッド１０は車軸１２のステアリン
グナックルアーム１６に結合されている。車輪１２の車
輪にはショックアブソーバ１３が結合されており、この
ショックアブソーバ１３のサスペンションアッパーサポ
ート１４に車体（図示せず）が結合されている。１５は
アッパーサポート１４と車軸の間の振動緩衝用のコイル
スプリング、１８はロワーサスペンションアーム、１９
はスタビライザーバーである。

減速機９の内部構造を第２図、第３図および第６図に示
す。ロッド７の上端は第２ユニバーサルジヨイント６を
介して第２ステアリングシヤフト５に結合されている（
第１図参照）。ロッド７の上端部のやや下方に、ピン２
９により減速機ケース３１に軸支持されたスリーブ３０
が固着されている（第２図参照）。ロッド７はスリーブ
３０を貫通し、かつ出力軸２１の内方に進入して、その
下端部にはピン２０により出力軸２１が固着されている
。出力軸２１は減速機ケース２４に軸支持されており、
その下端部に形成されたピニオンギア２２がラック１１
に噛合っている。したがって、ステアリングホイールｌ
　（第１図）が回転すると、第１ステアリングシャフト
２．第１ユニバーサルジヨイント４．第２ステアリング
シヤフト５および第２ユニバーサルジヨイント６、なら
びにロッド７を介して、出力軸２１が回転駆動され、こ
れにより出力軸２１に形成されたピニオンギア２２と噛
合うラック１１が第２図の紙面と垂直な方向（第１図で
はタイロッド１０の延びる方向）に駆動されて、車輪１
２　（第１図）の向きが変わる。

また、出力軸２１の中空の上端にはリングギア２３が形
成されており、ケース２４に軸支持された中間ギア２５
に噛合っている。中間ギア２５と同軸でかつ一体のもう
１つの中間ギア２６は入力ギア２７に噛合っている。入
力ギア２７は、電動ｔａ８ａの出力を継断するクラッチ
８ｂの出力回転輪２８に固着されており、電動機８ａが
付勢されると、クラッチ８ｂ（接）、ギアトレイン２７
−２６．２５−２３を経て出力軸２１が回転し、出力軸
２１に形成されたピニオンギア２２と噛合うラック１１
が第２図の紙面と垂直な方向（第１図ではタイロッド１
０の延びる方向）に駆動されて、車輪１２（第１図）の
向きが変わる。

このように、ステアリングホイール１の回転、および、
電動機８ａの正逆転付勢、のいずれによっても車輪１２
の向きが変わる。

ここで、クラッチ８ｂについて上述する（第６図参照）
。

出力軸２８には、第１クラツチハウジング３゜１が一体
に形成されている。第１クラツチハウジング３０１には
、第２クラツチハウジング３０８が溶接されてエレクト
ロ−レオロジカル流体室３０９が形成される。作動空間
３０９内には、クラッチディスク３０３が相対回転可能
に配設される。

また、エレクトロ−レオロジカル流体室３０９内には、
エレクトロ−レオロジカル流体３０４が充満されている
。クラッチディスク３０３の軸心部分には係合穴３１２
が設けられ、電動機８ａの出力軸３０２の嵌合部３１１
とセレーション嵌合されて、クラッチディスク３０３が
出力軸３０２と一体回転自在とされている。電動ｔａ８
ａの出力軸３０２とクラッチ８ｂの出力軸２８とは同軸
的に配設されている。

第２クラツチハウジング３０８と出力軸３０２との間に
は、オイルシール３０７と軸受３０５とが配設されてい
る。軸受３０５により第２クラツチハウジング３０８が
回転自在に出力軸３０２に支承される。また、オイルシ
ール３０７によりエレクトロ−レオロジカル流体室３０
９内を流体的に封止する。オイルシール３０７は絶縁部
材製である。また、軸受３０５と第２ハウジング３０８
との間には絶縁部材３０６が配設され、オイルシール３
０７と共に、第２クラツチハウジング３０８と出力軸３
０２との間を絶縁する。

電動機８ａの出力軸３０２、第１及び第２クラツチハウ
ジング、クラッチディスク３０３、及びクラッチ８ｂの
出力軸２８は導電製部材で形成されている。そして、出
力軸３０２はブラシ３１４を介して定電圧Ｖｃと接続可
能とされ、出力軸２８はブラシ３１５を介して接地され
ている（通電機構）。よって、ブラシ３１４を介して供
給された直流電流は、出力軸３０２を介してタラツディ
スク３０３に流れ、このクラッチディスク３０３からエ
レクトロ−レオロジカル流体３０４中を流れる。更に、
第１及び第２クラツチハウジング３０１及び３０８に流
れ、出力軸２８からブラシ３１５を介してアースに流れ
込む。これにより、エレクトロ−レオロジカル流体３０
４を固化できる。

尚、電動機８ａの出力軸３０２の係合部３１１の先端は
、クラッチ８ｂの出力軸２８に形成された嵌合凹所３１
３に遊嵌されている。両出力軸３０２と２８の同心度を
得やすい。

前記スリーブ３０にはホイール３２が回転可能に装着さ
れている。すなわち、スリーブ３９がホイール３２を雪
道している。スリーブ３０の外側面には第４図に示すよ
うに、スリーブ３０の中心軸に対して斜交した丸底溝３
３が形成されており、この丸底溝３３にボール３４がは
められている。

このボール３４は、ホイール３２に支持されている。ホ
イール３２には小幅の溝３５が形成されており、この溝
３５に、出力軸２１の上端に固着されたピン３６の上端
が進入している。このピン３６がホイール３２の回転を
拘束する。

ロッド７が回転するとスリーブ３０と出力軸２１が回転
するが、スリーブ３０はロッド７の上端に、出力軸２１
はロッド７の下端にそれぞれ固着されているので、出力
軸２１の負荷が大きいとロッド７がねじれる。このねじ
れ世相当分、スリーブ３０と出力軸２１の回転角度がず
れ、ホイール３２はピン３６を介して出力軸２１と同じ
く回転するようになっているので、回転角度のずれは、
スリーブ３０とホイール３２の回転角度のずれとなる。

すなわち該ずれ相当分、ホイール３２に対してスリーブ
３０が余分に回転することになり、スリーブ３０の溝３
３がスリーブ３０の中心軸に斜交しているので、この溝
３３によりボール３４が上方又は下方に押され、ボール
３４を支持しているホイール３２が上方又は下方に移動
する。口ラド７のねじれは、ステアリングホイールエに
加えられる操舵トルクに対応し、該ねじれ量に対応した
上、下位置にホイール３２が移動する。したがって、ホ
イール３２の上下方向の偏位（正確には、操舵トルク零
位置から上、下に移動した量）が操舵トルクに対応する
。

ホイール３２はリング状の溝３７を有し、該溝３２にボ
ール３９が係合されている。こめ様子を第３図に示す。

ボール３９は弾性板３８の一端に回転自在に支持されて
いる。弾性板３８の他端は固定されている。弾性板３８
には、おもて面に２個、裏面に２個、の合計４個の歪検
出素子（歪に応じて抵抗値が変わる電気素子）であるス
トレインゲージ４０が接合されている。これら４個の歪
検出素子はブリッジ接続され（第５図参照）、表裏面の
素子の抵抗値の差（一方が圧縮応力を他方が引張応力を
受けて、極性が異る信号であるので、誤差は、片面のみ
の検出レベルの２倍のレベル）に対応する電圧がトルク
検出信号として取り出される。しかして、ステアリング
ホイール１に加えられた操舵トルクに対応してロッド７
がねじれ、ホイール３２が零位置から上移動または下移
動すると、溝３７とボール３９との係合で弾性板３８が
上反り又は下反りに曲り、ストレインゲージ４０がホイ
ール３２の偏位量（操舵トルク零位置からの偏位量）、
すなわちロッド７のねじれ量、つまりは印加された操舵
トルク、を示す電気信号を発生する。

第５図に、ストレインゲージ４０の出力信号に基づいて
、電動機８ａの回転付勢を行なう電気制御装置の構成を
示す。この電気制御装置は、マイクロプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）１００を中心に、電動機付勢回路２００．ストレイ
ンゲージ４０およびトルク検出回路３００等から構成さ
れている。電動機８ａは電動機付勢回路２００のスイン
チングトランジスタ２３１，２３２．２３３および２３
４に接続されている。トランジスタ２３１と２３４が共
にオンのときに電動機８ａが正転し、出力軸２１を時計
方向（これはステアリングホイール１の時計方向回転：
車輌の右転回に対応）に回転駆動する。トランジスタ２
３３と２３２が共にオンのときに電動機８ａが逆転し、
出力軸２１を反時計方向（これはステアリングホイール
ｌの反時計方向回転：車輌の左転回に対応）に回転駆動
する。トランジスタ２３２と２３４は電動機８ａの回転
方向を定めるためのものであり、トランジスタ２３１と
２３３は電動ａ８ａの通電電流を指定デユーティでオン
オフして、実効電流値（付勢電流の時系列平均値：電動
機の出力トルクが定まる）を制御するためのものである
。

トランジスタ２３１と２３３のコレクタは、給電ライン
ＬＭにより、リレー接点２５２およびイグニッションス
イッチ４１Ｏ（イグニッション回路を閉じるスイッチ）
を介して車輌バッテリ４００のプラス極に接続される。

トランジスタ２３２と２３４のエミッタは電動機８ａの
付勢電流検出用の抵抗１３０を介して車上バッテリ４０
０のマイナス極（機器アース）に接続されている。

スイッチングドライバ（トランジスタオン／オフ付勢回
路）２２４は、ＣＰＵ１００の出力ボートＯＰ９から高
レベルＨの入力があるとトランジスタ２３４をオン付勢
し、該ポートから低レベルＬの入力があるとトランジス
タ２３４をオフに拘束する。スイッチングドライバ２２
３は、ＣＰＵ１００の出カポ−）ＯＰ８から高レベルＨ
の入力があるとトランジスタ２３２をオン付勢し、該ボ
ートから低レベルＬの入力があるとトランジスタ２３２
をオフに拘束する。

スイッチングドライバ２２１は、パルス幅変調器（以下
、ＰＷＭ）２１０の出力がＨで、かつ、ドライバ２２４
への入力がＨのときにトランジスタ２３１をオン付勢し
、いずれか一方がＬのときにはトランジスタ２３１をオ
フに拘束する。スイッチングドライバ２２２は、ＰＷＭ
２１０の出力がＨで、かつ、ドライバ２２３への入力が
Ｈのときにトランジスタ２３４をオン付勢し、いずれか
一方がＬときにはトランジスタ２３４をオフに拘束する
。

ＰＷＭ２１０は、この実施例では、プリセットカウンタ
、クロックパルス発振器およびコントロ−ラで構成され
るデジタルタイマであり、データＨｄをカウンタにロー
ドしてダウンカウントを開始し、カウンタがキャリーを
発生する（アンダフロー）までは高レベルＨ（）ランジ
スタオン指示）を出力しくダウンカウント開始後のクロ
ックからキャリー発生までの間）、キャリーを発生する
ト低レベルＬ（）ランジスタオフ指示）を出力し、今度
はデータＬｄをカウンタにロードしてダウンカウントを
開始し、次にカウンタがキャリーを発生すると再度デー
タＨｄをカウンタにロードしてダウンカウントを開始す
るという動作を繰り返すものである。すなわち、ＰＷＭ
２１０は、データＨｄに対応する時間高レベルＨを出力
し、データＬｄに対応する時間低レベルＬを出力する繰
り返しを行なう。したがってこのときのデユーティは、
Ｈｄ／　（Ｈｄ＋Ｌｄ）となる。なお、当然のことなが
ら、Ｈｄが零を示すデータのときにはＬ出力を継続する
。デユーティを指示するデータＨｄおよびＬｄは、ＣＰ
Ｕ１００の出力ポートｏｐｏ〜ＯＰ７より与えられる。

リレードライバ２５０の制御端子は、ＣＰＵｌ００の出
力ポート０Ｐ１５に接続されており、該ポートからＨレ
ベルが印加されると、リレー２５１を付勢し、そのリレ
ー接点２５２をメータする（ノーマルオープン）。

クラッチドライバ２４０の制御端子は、ＣＰＵ１００の
出力ポート０Ｐ１４に接続されており、該ポートからＨ
レベルが印加されると、クラッチ８ｂのエレクトロ−レ
オロジカル流体３０４に直流電流を流し固化し、電動機
８ａの出力を前記入力ギア２７に伝達する。

ストレインゲージ４０は、トルク検出回路３００に接続
されている。

ストレインゲージ４９の検出電圧は、増幅器３１０で濾
波およびレベル較正のだめの線形化増幅処理が施され、
絶対値回路３２０および極性判別回路３３０に与えられ
る。

極性判別回路３３０は、増幅器３１０の出力電圧の極性
を判別する。この極性は、これがホイール１の回転方向
に対応し、プラスは時計方向の回転に、マイナスは反時
計方向の回転にそれぞれ対応する。したがって、極性が
プラスのときにはＨレベルの、マイナスのときにはＬレ
ベルの、方向信号Ｐを発生して、ＣＰＵ１００の入力ポ
ート■ＰＯに与える。

絶対値回路３２０は、増幅器３１０の出力の絶対値レベ
ルを示す信号（正極性）、すなわち検出トルクの絶対値
を示す信号、を発生し、Ａ／Ｄコンバータ１１０の入力
ＣＨＩに印加する。

抵抗１３０の端子間電圧は、増幅回路１３１で平滑化さ
れて、またレベル較正のために増幅処理されてＡ／Ｄコ
ンバータ１１０の入力ＣＨ２に印加される。

Ａ／Ｄコンバータ１１０のクロツクインヒピット入力端
子ＣＩ（Ｌアクティブ）にはＣＰＵ１００の出力ポート
０ＰＩＯからクロツクインヒピット信号が与えられ、ク
ロック入力端子ＣＫには出力ボート０ＰＩＩからクロッ
ク信号が与えられ、チャンネルセレクト端子Ｃ８には出
力ポート０Ｐ１２および０Ｐ１３からチャンネルセレク
ト信号が与えられる。

Ａ／Ｄコンバータ１１０は、クロツクインヒピット信号
がＨになると（つまり禁止が解かれると）、０６１人力
およびＣＨ２人力のうちの選択された１つをデジタル変
換して出力端子ＳＤからＣｐｕｉｏｏの入力ポートＩＰ
Ｉに転送する。

定電圧電源回路４２０には、イグニッションスイッチ４
１０を介してバッテリ４００の電圧が印加され、所要の
定電圧（＋Ｖｃ、　−Ｖｃ）を構成各要素に与える。

第７図にＣＰＵＩ　００の、電動パワーステアリング制
御動作の主たるものを示す。なお、以下の説明で括弧で
示す数値はフローチャートのステップ番号である。

電源が投入されると（イグニッションスイッチ４１０が
閉じられて電源回路４２０が所要の定電圧を発生すると
）、ＣＰＵ１００は、入出力ポート、レジスタ、タイマ
、フラグ等を初期化する（１）。すなわち待機状態にお
いて必要とされる条件を設定する。

次ぎに、クラッチ８ｂに直流電流を所定時間流しく３）
、リレー２５１を付勢する（４）。この後、検出トルク
読込み周期を定めるためのＴタイマをセットする（５）
。

ＣＰＵ１００の内部ＲＯＭには、検出トルクＴｑの絶対
値の各値に割り当てるデユーティ指示データＨｄＯ，Ｌ
ｄｏがメモリされている。これらの値を第８ａ図に定性
的に示す、なお、ＲＯＭにはデジタルデータがメモリさ
れているので、第８図のカーブは、実際には、階段状で
ある。

ＣＰＵ１００は、’ｒｑレジスタの値（検出トルク）に
対応するデータＨｄｏ、Ｌｄｏを内部ＲＯＭより読み出
し、このＨｄｏをＰＷＭレジスタの下位４ビツトにメモ
リし、読み出したＬｄｏをＰＷＭレジスタの上位４ビツ
トにメモリする（１１）０次に、入力ボートＩＰＯに与
えられる方向信号Ｐを参照して（１２）、それがＨであ
る（検出トルクが正：ホイール１が時計方向に駆動され
ている）と、方向レジスタに正転（出力軸２１を時計方
向に駆動する電動機８ａの回転方向）を指示するデータ
をセットしく１３）、方向信号ＰがＬである（検出トル
クが負：ホイールが反時計方向に駆動されている）と方
向レジスタに逆転（出力軸２１を反時計方向に駆動する
電動機８ａの回転方向）を指示するデータをセットする
（１４）。

その後、ＰＷＭレジスタの内容を出カポ−）ＯＰＯ〜Ｏ
Ｐ７にセットし方向レジスタの内容を出カポ−）ＯＦ２
およびＯＦ２にセットする（１５）。ＰＷＭレジスタの
内容および方向レジスタの内容の、出力ボートへの割り
合てを第８ｂ図に示す。この出力セット（１５）により
、検出トルクＴｑ（Ｔｑレジスタの値）が０近傍の所定
値以上のとき）（ｄ＞Ｏであって、電動ｔ４ｉ８ａにＨ
ｄ／（Ｈｄ＋ｌ、ｄ）のデユーティで電流が流され、ス
テアリングホイール１が廻ねそうとする方向に、電動機
８ａが出力軸２１を回転駆動しようとする。電動機８ａ
の出力トルクは、該デユーティに比例するこの後、ＣＰ
Ｕ１００は、Ｔタイマを調べ（１６）、ステップ５以降
の経過時間がＴ以上になっているか否かをチェックする
。オーバ（Ｔ経過）していると、ステップ５に戻り、オ
ーバしていないと、オーバするのを待ってステップ５に
戻る。

このように、Ｔ周期で、電動機８ａの付勢電流デユーテ
ィの演算（１１）　、および電動機付勢指示（１２〜１
５）が、繰り返し実行される。

ここで、電動機８ａがロック゛すると、ステアリングｌ
が操舵されたときにクラッチ８ｂにおいては、クラッチ
ハウジング３０１．３０８がクラッチディスク３０３に
対して相対回転しようとする。この結果、エレクトロ−
レオロジカル流体室３０９内に充填されて固化されてい
るエレクトロ−レオロジカル流体３０４に所定値以上の
剪断力が作用する。エレクトロ−レオロジカル流体３０
４は液化し、クラッチハウジング３０１，３０２とクラ
ッチディスク３０３との連結が解除され、クラッチハウ
ジング３０１，３０８がクラッチディスク３０８に対し
相対回転自在となる。よって、電動機８ｂがロックして
クラッチディスク３０８が何等回転しなくなっても、マ
ニュアルステアリング操作には何等支障はない。

また、電動１ｉ１８ａを交換し、再度イブニラシコンキ
ースイッチ４・１０を投入すれば、ステップ３（第７図
参照）でクラッチ８ｂのエレクトロ−レオロジカル流体
３０４には直流電流が通電される、従って、エレクトロ
−レオロジカル流体３０４が再度固化しクラッチハウジ
ング３０１，３０８とクラッチディスク３０３とが一体
となる。電動ｔａ８ｂによる補助操舵力の付与が可能と
なる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明によれば、電動機構と走行
方向設定機構との間に、エレクトロ−レオロジカル流体
を利用したクラッチ手段を配設している。電動機のロッ
クがあると、クラッチ手段において、クラッチハウジン
グとクラッチディスクとの間に所定値以上の剪断力が働
く。この結果、クラッチハウジングとクラッチディスク
間に配設されたエレクトロ−レオロジカル流体が流体状
態となり、自動的にクラッチハウジングとクラッチディ
スクとが切り離される。よって、操舵が何等支障な（行
なえる。また、電動機のロック状態を検出するセンサ等
を付設しなくても良く、構造が簡単で済むという利点が
ある。

しかも、所定値以上の剪断力が作用するとエレクトロ−
レオロジカル流体が流体状態となるので、クラッチ手段
が不必要に高荷重状態には晒されない。故障した電動機
のみを取り替え、クラッチ手段ではエレクトロ−レオロ
ジカル流体に電流を通電して再度固化するだけで、電動
機構から走行方向設定機構へ補助操舵力を供給できると
いう利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の機械構造部の構成概要を示
す斜視図である。 第２図は第１図に示す減速機９の拡大断面図であり、第
３図の■−■線断面図である。 第３図は第２図のｍ−ｍ線断面図である。 第４図は第２図および第３図に示すスリーブ３０の外側
面を示す平面図である。 第５図は該実施例の、電気制御系の構成を示すブロック
図である。 第６図はクラッチ８ｂを示す断面図である。 第７図は第５図に示すマイクロプロセッサ１００の概略
制御動作を示すフローチャートである。 第８ａ図は、マイクロプロセッサ１００の内部ＲＯＭに
格納されているデータを模式的に示すグラフである。 第８　ｂ図は、マイクロプロセッサ１００の内部レジス
タのデータと、それが出力されるボートとの相関を示す
平面図である。 １ニステアリングホイール ２．５；ステアリングシャフト ４．６：ユニバーサルジヨイント １、　２．　４．　５．　５：　　（操舵手段）７：ロ
ッド　　　　８ａ：電動機（電動機）８ｂ：クラッチ手
段、 ３０１：第１クラツチハウジング ３０８：第２クラツチハウジング ３０２：電動機の出力軸 ３０３：クラッチディスク ３０４：エレクトロ−レオロジカル流体３０９：エレク
トロ−レオロジカル流体室３１４、　３ｔｓ：ブラシ（
通電機構）９；減速機 ８ａ、９：（電動駆動機構） １０：タイロッド　　１１ニラツク １２：車輪　　　　　１３：ショックアブソーバ１４：
サスペンションアッパーサポート１５；コイルスプリン
グ １６：ステシリングナツクルアーム １８：ロワーサスペンションアーム １９ニスタビライザバー ２０：ピン　　　　　２１：出力軸 ２２；ピニオンギア ？、１０，１１．１６．２２：　（走行方向設定機構） ２３：リングギア　　２４．３１：減速機ケース２５．
２６：中間ギア　　　２７：入力ギア２８：回転軸　　
　　　　　２９：ピン３０ニスリーブ　　　　　　３２
：ホイール３３．３５．３７：溝　　　３４．３９：ボ
ール３６：結合ピン　　　　　　３８：弾性板４０ニス
トレインゲージ ５０．５１．ｓｚ：　　（車速検出手段）１００：マイ
クロプロセッサ（付勢指示手段）１１０　：　Ａ／Ｄコ
ンバータ １３０：電流検出用抵抗　　　　　　１１３１：平滑化
増幅回路 ２００；電動機付勢回路 ２１０：パルス幅変調器 ２２１〜２２４ニスイツチングドライバ２３１．２３３
：ＰＷＭスイッチングトランジスタ２３４：正転スイッ
チングトランジスタ２３２：逆転スイッチングトランジ
スタ２１０．２２１〜２２４，２３１〜２３４：　　（
付勢手段） ２４０：クラッチドライバ ２５０：リレードライバ ２４０．２５０：　　（付勢手段） ２５１：リレー　　　　２５２：リレー接点３００：ト
ルク検出回路 ？、３０．３２．３Ｂ、３９．４０．３００：　　（ト
ルク検出手段） ３１０：線形化増幅器 ３２０：絶対値回路　　３３０：極性判別回路４００　
：車輌バッテリ ４１０：イグニッションスイッチ ４２０：定電圧回路 ＬＭ：給電ライン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体に対する車輪の向きを定める走行方向設定機構と、 走行方向設定機構に結合され、走行方向設定機構を駆動
   する操舵手段と、 操舵手段に作用している操舵トルクを検出するトルク検
   出手段と、 走行方向設定機構に結合される、電動機を含んでなる電
   動駆動機構と、 電動駆動機構の電動機を付勢する付勢手段と付勢手段に
   、トルク検出手段の検出トルクに対応する電動機の付勢
   を指示する付勢指示手段と、電動駆動機構の、走行方向
   設定機構に対する相対的な力の印加を阻止するクラツチ
   手段と、を備える電動パワーステアリング装置において
   、クラツチ手段が、 電動機構若しくは走行方向設定機構の何れか一方に連結
   されたクラツチハウジングと、 クラツチハウジング内に回転自在にされると共に電動機
   構若しくは走行方向設定機構の何れか前記他方に連結さ
   れたクラツチデイスクと、 クラツチハウジング内に充填され、所定の剪断力が作用
   すると流体状となり、所定の電流が流れと固体状となる
   エレクトローレオロジカル流体と、エレクトローレオロ
   ジカル流体に所定の電流を通電して固化させる通電機構
   と、 から成る電動パワーステアリング装置。