(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニュアル操作のステアリング入力を受け取る摩擦形式のステアリング反動装置を含み、かつこの反動装置が、第１部材と、この第１部材の回転に抵抗する摩擦反動手段を含んでいる形式のステアリングシステムであって、
(a)  前記摩擦反動装置は、前記ステアリング入力に対して回転するように固定された第１シャフトと、前記摩擦反動装置の第１部材と共転するように固定された第２シャフトとを含み、
(b)  前記第１シャフトに対して着座した第１端部と、前記第２シャフトに対して着座した第２端部とを有する付勢ばね装置を更に含み、
(c)  前記第１シャフト及び第２シャフトは、前記付勢ばね装置によって与えられる増加付勢力に対抗して所定の回転変位を可能にするように構成されている、ことを特徴とするステアリングシステム。
【請求項２】
前記マニュアル操作のステアリング入力と前記付勢ばね装置との間に、ステアリング作動センサが設けられ、
前記ステアリング入力と前記ステアリング作動センサは、フィードバック信号により、前記摩擦反動手段が前記第１部材の回転に抵抗するように作動して、前記第１部材と前記第２シャフトの回転を効果的に妨げるときでさえ、前記ステアリング入力と前記ステアリング作動センサが回転可能であることを特徴とする請求項１記載のステアリングシステム。
【請求項３】
前記摩擦反動手段は、１つの室を形成するハウジング部材を含み、前記第１部材は、前記室内に回転可能に配置され、前記ハウジング部材は、電磁コイルと連動して操作され、この電磁コイルは、前記第１部材上に加えられる反動トルクを変えるためにフィードバック信号に応答して操作可能であることを特徴とする請求項１記載のステアリングシステム。
【請求項４】
ステアードホイールアクチュエータアセンブリが、流体圧作動のステアリングシリンダ装置と比例動作ステアリングバルブとを含み、１つのコントローラによって発生した入力信号の変化に応じて、加圧流体源から前記ステアリングシリンダ装置への流量を制御するように操作可能であることを特徴とする請求項１記載のステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーステアリングシステムに関し、更に特定すると、ステア−バイ−ワイヤ（steer-by-wire)形式として一般的に呼ばれるステアリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
当業者に知られるように、一般的に、ステア−バイ−ワイヤシステムは、以下の形式における従来公知の車両ステアリングシステムと区別される。
（1）ステアリングホイール（主ホイール）及びステアードホイール（従動ホイール）間に機械的リンクがあり、かつ従動ホイールに対する全ステアリングトルクが、運転者により与えられるステアリング入力であることを特徴とする機械式ステアリングシステム。
（2）ステアリングホイール及びステアードホイール間に機械的リンクを有するとともに、運転者入力が、例えば、ラック及びピニオン機構の両端に作用する油圧による流体圧力によって促進される、油圧利用の機械的ステアリングシステム。
（3）ステアリングホイール及びステアードホイール間に機械的リンクがなく、全てのステアリングトルクが、ステアリング制御ユニット（SCU）からステアリングアクチュエータに伝達される油圧による流体圧力であり、この制御ユニットへの入力は、運転者のマニュアルステアリング力である、完全油圧式パワーステアリングシステム。
【０００３】
一般的なステア−バイ−ワイヤ形式は、油圧パワーステアリングシステムの一種であるが、以下に詳細に説明するように完全電気式のステアリングシステムである。この一般的なステア−バイ−ワイヤシステムでは、車両運転者によってステアリングホイールの回転が感知され、その結果、例えば、マイクロプロッセ等の電子ロジック装置に複数の入力の１つとして伝達されるステアリング指令信号を発生する。
【０００４】
マイクロプロセッサへの別の入力は、瞬時ステアードホイール位置であり、一般的に、ステアリングシリンダと関連するセンサによって発生する。受け取られた種々の入力信号に応じて、マイクロプロセッサは、制御信号を比例動作ステアリングバルブに伝達する。このステアリングバルブは、ステアリングポンプからステアリングシリンダへの流体の流れを制御する。それゆえ、車両運転者とステアリングバルブ間の「接続」は、マイクロプロセッサからの電気指令信号（ワイヤ）であり、ここで、「ステア−バイ−ワイヤ」という用語が使用される。
【０００５】
ステア−バイ−ワイヤ・システムは、車両利用の多様性において、ますます増加している。通常の完全油圧作動のステアリングシステムにおいて、ステアリング入力装置（ＳＣＵ）がある。この入力装置は、ステアリングホイールからステアリングコラムによって入力を受け取るものであり、一般的に、このＳＣＵは、運転室またはこれに隣接した場所に配置されている。このような油圧ステアリングシステムにおいて、ステアリング装置内に流れる全ての流体は、ＳＣＵを通過する。それゆえ、運転室に密接した場所に加圧流体の大きな流れがある。その結果、加圧流体の流れに関連した騒音や振動が起こり、運転者に容易に認識される。このステア−バイ−ワイヤ・システムの場合、運転室内またはその近くに配置されるステアリング入力装置は、流体が運転室を通るステアリングシステムを形成しない。比例動作ステアリングバルブにのみ、流体が流れるが、この比例動作ステアリングバルブは、一般的に、運転室からかなり離れたステアリングシリンダの近くに取り付けられる。それゆえ、ステア−バイ−ワイヤ・システムは、油圧ステアリングシステムにおける騒音及び振動の主たる発生源を構成する装置を除去することができる。このシステムでは、運転室内又はその近くに配置しなければならないバルブを取り除くことができる。
【０００６】
一般的な従来のステア−バイ−ワイヤ・システムの１つの問題点は、比較的トルク感が弱いことである。このような多くのシステムにおいて、このシステムの入力部分は、ステアリングホイールとステアリングコラム、およびステアリングホイール位置を感知するのに必要な関連するセンサを含んでいる。その結果、車両運転者は、ステアリングの操縦を達成するためにステアリングホイールを回転させるとき、公知の機械式／油圧式システムのいずれにおいてステアリングホイールを回転させたときに通常運転者が経験するようなトルク感がほどんどない。
【０００７】
多くの車両応用において、ステア−バイ−ワイヤ・システムは、適当なレベルのトルク感のみならず、種々のステアリングシステムのパラメータにおける変化に対応するトルク感を変える能力を備えることが望ましい。例えば、１つのシステム設計の選択として、ステア−バイ−ワイヤ・システムは、自動車を運転する際に運転者が経験するのと同様の感覚を有するようにすることができるであろう。すなわち、車両速度が増加するに従って反動トルクを減少させることができる。また、ステア−バイ−ワイヤ・システムは、通常の油圧ステアリングと同様の感覚にすることができ、その場合、トルク感は、車両運転者がステアリングホイールの回転速度を増加させるとき、増加するようになる。
【０００８】
最後に、ステアードホイールが停止位置に接近するときはいつでも、即ち、ステアードホイールが最大のステアリング角に達するとき、ステアリングホイールが更に回転することを効果的に防止できるようにトルク感を大いに増加させることが望ましい。不幸なことに、従来技術のシステムのいくつかは、運転者が停止位置にステアリングを操作するとき、反動トルクを増加させる試みは、停止位置から離れて反対方向へのステアリングを移動する操作に害をもたらす。例えば、あるシステムでは、ステアリングの停止位置に到達する前に増加したトルク感を与える手段が提供されてきた。この手段は、運転者が停止位置から離れてステアリングを操作しようと試みるとき、噛み合いまたは付加される。即ち、トルク感は、停止位置に近づいたときと同様に、停止位置から離れるときも大きくなるので、これは明らかに望ましくない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、従来システムにおける欠点を解消し、かつ運転者に改良されたトルク感を与えることができる、改良されたステア−バイ−ワイヤ形式のパワーステアリングシステムを提供することを目的としている。
【００１０】
更に、本発明の目的は、車両における変動、及びステアリングシステムの作動パラメータに応答して、運転者が経験するトルク感を変化できるようにした、改良型のステア−バイ−ワイヤ・システムを提供することである。
【００１１】
また、更なる本発明の目的は、上述した目的を達成し、このシステムがステアリングの停止位置の端部に達したとき、ステアリングを停止位置から容易に離して操作することを維持するとともに運転者に増加したトルク感を与えるようにした、改良型のステア−バイ−ワイヤ・システムを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。本発明のステアリングシステムは、マニュアル操作のステアリング入力を受け取る摩擦形式のステアリング反動装置を含み、かつこの反動装置が、第１部材と、この第１部材の回転に抵抗する摩擦反動手段を含んでいる形式のステアリングシステムであって、前記摩擦反動装置は、前記ステアリング入力に対して回転するように固定された第１シャフトと、前記摩擦反動装置の第１部材と共転するように固定された第２シャフトとを含み、前記第１シャフトに対して着座した第１端部と、前記第２シャフトに対して着座した第２端部とを有する付勢ばね装置を更に含み、前記第１シャフト及び第２シャフトは、前記付勢ばね装置によって与えられる増加付勢力に対抗して所定の回転変位を可能にするように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の他の構成によれば、前記マニュアル操作のステアリング入力と前記付勢ばね装置との間に、ステアリング作動センサが設けられ、前記ステアリング入力と前記ステアリング作動センサは、フィードバック信号により、前記摩擦反動手段が前記第１部材の回転に抵抗するように作動して、前記第１部材と前記第２シャフトの回転を効果的に妨げるときでさえ、前記ステアリング入力と前記ステアリング作動センサが回転可能である。
また、前記摩擦反動手段は、１つの室を形成するハウジング部材を含み、前記第１部材は、前記室内に回転可能に配置され、前記ハウジング部材は、電磁コイルと連動して操作され、この電磁コイルは、前記第１部材上に加えられる反動トルクを変えるためにフィードバック信号に応答して操作可能である。
さらに、ステアードホイールアクチュエータアセンブリが、流体圧作動のステアリングシリンダ装置と比例動作ステアリングバルブとを含み、１つのコントローラによって発生した入力信号の変化に応じて、加圧流体源から前記ステアリングシリンダ装置への流量を制御するように操作可能であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、図１には、本発明を制限するものではないが、本発明に用いるステア−バイ−ワイヤ形式の車両ステアリングシステムの全体構成図が示されている。図１に示されたステア−バイ−ワイヤ形式の車両ステアリングシステムは、ステアードホイールアクチュエータアセンブリ１１、車両加圧流体源１３、車両マイクロプロセッサ１５（すなわち、電子制御ユニットＥＣＵ)、及びステアリングアクチュエータアセンブリ１７を含んでいる。上述したように、本発明は、図１に示す油圧パワーシステムの代わりに、全て電気的に作動するステアリングシステムを用いており、この場合、例えば、ステアードホイールアクチュエータアセンブリ１１を回転またはリニア形式のいずれかの電気モータを用いて構成することができる。
【００１８】
好適なステアードホイールアクチュエータアセンブリ１１は、図１に概略示すように、シリンダ１９の両端部から伸びているピストンロッド２１を有するステアリングシリンダ１９を含む。このピストンロッド２１は、通常の方法で車両のステアードホイール(図示略)と連動して操作されるが、この詳細は、本発明の要部ではないので省略する。図１には、ステアードホイール位置センサ２３が示されており、隣接するピストンロッド２１の直線位置を感知し、ＥＣＵ１５に電気信号２５を伝達する。この信号２５は、ステアリングシステムの技術者には、良く知られているように、瞬時のステアードホイール位置を表している。
【００１９】
ステアードホイールアクチュエータアセンブリ１１は、比例動作ステアリングバルブ２７を含み、このバルブは、公知の比例動作弁のいずれであっても良い。一般的に、ステアリングバルブ２７は、通常の３位置４方向弁で構成され、ステアリングシリンダ１９の両側に一対の導管２９，３１によって接続された出口ポートを有する電磁作動弁である。このステアリングバルブ２７の操作は、ＥＣＵ１５からステアリングバルブ２７に入力指令信号３３の変化に応答して、通常のノーマル状態から左右の回転状態へと操作する。
【００２０】
車両流体源１３は、固定吐出形ポンプとして、ここに概略示された流体ポンプ３５からなり、このポンプはリザーバ３７から流体を受け入れる。ポンプ３５は、電気信号に応じて電気モータにより駆動され、この電気信号は、ＥＣＵからモータ３９に伝達される。ポンプ３５の流体出力は、負荷感知優先流量制御弁（ＬＳＰＶ）４５に導管４３によって運ばれる。この制御弁は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第3,455,210号明細書に図示されかつ記載されている。この開示内容は、本明細書に参考として包含される。ＬＳＰＶ４５は、優先装置、即ち、ステアリングバルブ２７と、補助回路４９との間の流体を分配する負荷信号に応答する。補助回路は、特定の車両における多数の油圧機能のいずれか１つを含んでいる（特に、ステアリングまたはブレーキ以外の機能）。ステアリングバルブ２７からＬＳＰＶ４５に供給される負荷信号４７は、ステアリング時にアクチュエータアセンブリ１１に加えられる負荷を表す。
【００２１】
ステアリングアクチュエータアセンブリ１７は、通常のステアリングホイール５１とステアリングコラム５３を含み、運転者からステアリング入力の動きを受け取って、この動きをステアリング入力装置５５に伝達する。ステアリング入力装置５５は、ステアリング入力センサ５７をその内部に含むか、または隣接配置しており、このセンサ５７は、ステアリングホイール５１の動きに応じて電気信号５９をＥＣＵ１５に伝達する。好ましくは、ステアリング入力信号５９は、ＥＣＵ１５に供給され、そこに内蔵されるシステムロジックを与える。その情報は、
(a)  ステアリングホイール５１が動いているか否か、
(b)  もしそうであるならば、ステアリングホイール５１の動きはどの方向（ＣＷまたはＣＣＷ）か、
(c)  ステアリングホイール５１の瞬時回転速度はどのくらいか、
である。
【００２２】
以下に詳細に説明するように、ＥＣＵ１５は、電気信号６１を入力装置５５に伝送し、このシステムに適した反動トルクのある時点での状態下における瞬時レベルを表す。本発明において、添付の特許請求の範囲に用いられる反動トルク、ステアリング反力、トルク感、という用語は、類似の意味に用いられるものとする。それゆえ、ステアリング入力装置５５は、多くの形態を取りうるものと当業者には理解されるべきである。それは、本明細書を読むことにより理解されるであろう。また、入力装置５５の詳細は、特許請求の範囲に記載された内容以外は本発明の主たる特徴ではない。ステアリング入力装置５５に関して重要な点は、運転者にステアリングホイール５１の回転に応じて、適切なレベルの反動トルクを与えることである。好ましくは、反動トルクの部分は、ステアリング入力装置（ステアリング反動装置）５５に応じて固有であり、また残余の反動トルクは、以下に詳細に説明するように電気信号（フィードバック信号）６１に応じて生じる。
【００２３】
図２及び図３において、ステアリング入力装置５５の１つの実施形態が示されている。この装置５５は、米国特許第4,936,094号明細書および米国特許第5,873,243号明細書に開示された技術に従って作られる。これらの特許は、本発明の譲受人に譲渡されており、参考として本明細書に包含される。しかし、入力装置５５は、本明細書を読むことにより理解できるように上記特許に示した装置とは異なる。
【００２４】
図３において、また、図２を参照して、ステアリング入力装置５５は、複数のボルト６３によって複数の部分、すなわち、バルブハウジング部分６５及びこれに取り付けられたフロント端部キャップ６７が密着シール係合で保持されている。本実施形態では、ステアリング入力センサ５７は、フロント端部キャップ６７に取付けられた前側分割ハウジング部分を含み、ここに回転センサディスク５８が配置されている。ハウジング部分６５の後側端部に、磨耗プレート６９、ジェロータ吐出機構７１、および後側端部キャップ７３が配置されている。
【００２５】
公知の方法では、ジェロータ吐出機構７１は、内歯リング部材７５と、このリング部材内に偏心配置された外歯スター部材７７とを含んでいる。ジェロータ吐出機構の代わりに他の形式の流体吐出機構を用いることもできる。このような他の機構の例は、ギア形式又はスライドベーン形式のものである。
【００２６】
バルブハウジング部分６５は、バルブボア７９を形成し、その中にバルブ装置８１が配置される。本実施形態では、バルブ装置８１は、回転可能な主弁部材８３（スプール弁）と、相対回転可能な従動弁部材８５（スリーブ弁）を有する。スプール弁８３は、一般的に、前端部（図３において左端）に一組の内側スプライン８７を有し、この内側スプラインは、ステアリングコラム５３上の外側スプライン(図示略)と噛み合い、ステアリングホイール５１とステアリングコラム５３の回転により、スプール弁８３が回転する。
【００２７】
油圧式ステアリングバルブの従来技術から明らかなように、ジェロータ吐出機構７１の１つの機能は、この吐出機構（流量計と呼ばれる）を流れる流量を測定して、その従動運動を流量計７１に流れる流量に比例してバルブ装置８１に伝達する。さらに、特定すれば、従動運動は、好ましくはスター部材７７とスプラインで係合している主駆動軸８９によってスリーブ弁８５に伝達される。主駆動軸８９の前方端における回転従動運動は、横断ピン９１によってスリーブ弁８５に伝達される。このピンは、スプール弁８３の円周方向に伸長した開口にはめられ、ＳＣＵ技術によってよく知られるように、スリーブ弁８５内に密着係合して受け入れられるピン端部を有する。
【００２８】
本発明の重要な１つの特徴は、付勢ばね装置９３を有することであり、この機能は、スプール弁８３をその中心に向かって、即ち、ＳＣＵ技術においてよく知られているように、スリーブ弁８５に対してニュートラル位置（図２におけるＮ）に付勢することである。それゆえ、運転者によるステアリングホイール５１の回転は、ばね装置９３の付勢力に対抗しており、図５のグラフにおいてＭＩＮで示された線に対応するステアリング反力、すなわち、最小反動トルクを与える。さらに、基準は、図５のグラフで、図２及び図３の実施形態における他の記述と関連して作られる。
【００２９】
図２及び図３を参照して、適当な手段によって弁ハウジング部分６５には、ポート阻止弁９５が取り付けられる。このポート阻止弁は、好ましくは、電磁コイル９９によって作動する、移動可能な弁部材９７（図２参照）を含んでいる。この弁ハウジング部分６５は、流体入口ポート１０１と、流体出口ポート１０３を形成する。これらのポートは、概略、図２にのみ示されている。ＳＣＵ技術においてよく知られているように、油圧パワーステアリング装置に使用される一般的なＳＣＵは、入口ポート及び出口ポートに加えて、ステアリングシリンダに連結される一対の制御ポートを有する。しかし、本発明のステアリング入力装置５５は、軸方向断面においては通常のＳＣＵと類似しており、トルクを発生するステアリング装置と同一の形態で、入口ポート１０１及び出口ポート１０３の２つのポートのみを有する。
【００３０】
このようなトルク発生装置は、米国特許第4,936,094号明細書にその詳細が図示されかつ記述されている。それゆえ、本実施形態におけるスプール弁８３とスリーブ弁８５は、上述の米国特許第4,936,094号明細書からよく理解できるであろう。
【００３１】
好ましくは、弁部材９７は、２位置３方向弁であり、ポート１０１，１０３に接続される２つのポートと、システムリザーバ３７に接続される第３ポート１０５を有する。ポート阻止弁（バルブ）９５の一般的な機能は、ステアリング入力装置５５内で流体の流れを制限することである。この結果、ばね装置９３（図５のグラフを参照）によって与えられる上述の反動トルクを与える。
【００３２】
本発明の１つの構成によれば、ステアリングホイール５１の回転中、運転者が体験する付加的な反動トルクの量は、弁部材９７の位置によって決定され、更に、弁部材９７の位置は、以下に詳細に説明するように、ＥＣＵ１５から受け取る電気信号６１のレベルによって決定される。図２に示した位置における弁部材９７を用いて、ほとんど流れが制限されない。それは、ポート１０１，１０３が弁部材９７によって相互連結され、運転者がステアリングホイール５１を回転するとき、流量計７１及びポート阻止弁９５を介して弁装置８１（図２の右回転位置（Ｒ）及び左回転位置（Ｌ）のいずれかに回転）を通って流れる流体に対する抵抗が最小となるからである。
【００３３】
弁部材９７が図２に示す連結位置から反対方向に移動すると、阻止位置となり、ステアリング入力装置５５を介して流れる流体が抵抗を受けてステアリングホイール５１上の反動トルクを増加する。例えば、ＥＣＵ１５は、絶えず電気信号５９（ステアリングホイール位置）及び電気信号２５（ステアードホイール位置）を読みかつ比較し、そして、これらの信号５９，２５間の誤差を表す信号を発生する。弁部材９７をその連結位置から阻止位置に作動する信号６１は、ステアリングホイール位置及びステアードホイール位置間の誤差にほぼ比例する。別の方法では、瞬時誤差が大きくなればなるほど、ポート阻止弁９５によってシステムに加えられる反動トルクが大きくなる。
【００３４】
反動トルクの変動についての別の例では、ＥＣＵ１５は、電気信号６１が車両速度に逆比例するようにプログラムされている。この車両速度が増加すると、（他の全ての変数が一定に留まっているのに対して）信号６１は減少し、その結果、弁部材９５を図２に示す連結位置の方に移動して、システム上の反動トルクを減少する。この例は、通常の自動車用パワーステアリングシステムのトルク感と一致させる。
【００３５】
図６において、ステアリング入力装置の別の実施形態が示されている。このステアリング入力装置は、基準となる実施形態と類似の要素は、基準の参照符号と類似の参照符号を用い、かつ新しい、または実質的に修正した要素は、１１０を越える参照番号で対応させている。図５の実施形態は、図２および図３のものとは構造が異なるけれども、少なくとも理論的には、運転者が２つの実施形態における相違点に気づいていないことが重要である。つまり、いずれの実施形態に対しても運転者にとってステアリング反力は、同じであると感じる。
【００３６】
図６において、概略的な構成による摩擦反動装置１１１が示されており、この装置は、内部環状室を形成する環状ハウジング１１２を含み、このハウジング内にブレーキディスク１１３が配置されている。「摩擦」という用語は、ここでは一般的な意味に使用しており、真の摩擦（機械的接触）装置を含むが、さらに、電磁石を有して、一般的には、相対的に回転可能な部材間における実際の接触を含んでいない装置１１１をも含んでいる。
【００３７】
環状ハウジング１１２には、一対の電気リード線によってＥＣＵ１５に電気的に接続される電磁コイル１１５が配置されており、コイル１１５に図１および図２に概略示す電気信号６１を伝達する。好ましくは、所定の最小電流がコイル１１５間に保持され、これにより、必要とする所定の最小反動トルクが与えられ、ブレーキディスク１１３を回転させる。
【００３８】
ブレーキディスク１１３には、シャフト部材１１７が取り付けられ、このシャフト部材は、ブレーキディスク１１３から軸方向前方（図６の左側）に伸びていて、キー部材１２１が配置される軸方向に伸長するスロット１１９を備えている。スロット１１９は、図６の左端に向けて開きより大きなスロット部分１２３に至る。シャフト１１７の左端は、円筒スリーブ状部材１２５内に受け入れられる。このスリーブ状部材は、軸方向に伸長するスロット１２７を有し、その右端が開いてより大きなスロット部分１２９を有する。スロット部分１２９は、図７に最もよく示されているように、キー部材１２１とスリーブ状部材１２５が回転するのを阻止する役目をする。
【００３９】
別の実施形態を説明してきたが、この装置は、単に例示するのみであり、本発明の範囲内で当業者に知られているように、ブレーキディスク１１３から伸長シャフト部材１１７と、ステアリングコラム５３から伸長しているスリーブ状部材１２５とを備えている。この構成は、重要なものではなく、入れ替え可能である。必要なことは、シャフト(スプール）、スリーブ、ばね、およびこのアセンブリ内で相対回転を制限するためのいくつかの手段を有し、このような配置がいくつかあることである。
【００４０】
スリーブ状部材１２５の回りには、ほぼ環状のトーションばね１３１があり、このばねは、内側に伸長する端部、即ちタブ１３３を有しており、このタブは、スリーブ状部材１２５のスロット１２７内に受け入れられ、かつ半径方向に伸びてシャフト部材１１７のより大きなスロット部分１２３の中に入り込む。すでに記載したように、ばね１３１は、基本的に、第１実施形態の中心ばね装置と同一の機能を有し、かつより大きなスロット部分１２９内にあるキー部材１２１は、第１実施形態の横断ピン９１と基本的に同一の機能を有する。いずれの場合においても、このばねは、ステアリングホイールの回転を可能にするが、ある程度のステアリング反力が生じる。また、ピン９１（キー部材１２１）は、ステアリングホイール５１と摩擦反動装置（流体吐出機構７１または電磁装置１１１）の間に生じる相対回転量を制限する。
【００４１】
作動において、ステアリングホイール５１の回転の開始は、ばね(９３，１３１）を圧縮させる。この結果、いずれの実施形態においても、摩擦装置(５５，１１１）に最小始動トルクがある。第１実施形態における油圧ステアリング入力装置５５の場合において、最小始動トルクは、バルブ８１の通常の連通を阻止することにより達成される。これにより、連通ポートを開くのに十分なスプール弁８３とスリーブ弁８５の相対回転があるまで、流体吐出機構７１の回転を防止する。この点は、当業者に良く知られ、上述の特許に示されかつ記載されている。摩擦反動装置１１１の場合において、始動トルクは、コイル１１５に加えられる所定の最小電圧によって設定される。電圧Ｖの最小値は、図８の定数Ｋ１、Ｋ２を決定することに関係する点について注目してほしい。この代わりに、公知のように、最小反動トルクを達成するために、装置１１１内に電磁作用、即ち、ある残存磁界の強さを与えることができる。
【００４２】
ステアリングホイール５１の回転が続くと、ばねは、摩擦装置(５５、または１１１）の最小始動トルクに打勝つように十分に圧縮され、その結果、摩擦装置自体は、回転し始める（即ち、スター部材７７またはブレーキディスク１１３）。ステアリングコラム５３の回転は、ステアリング作動センサ５７によって感知される。このセンサは、比例式ステアリングバルブ２７に伝達される適切な指令信号３３の発生をもたらす。バルブ２７の移動を制御することにより、ステアリングシリンダ１９に流れる流体を制御する。ステアリングシリンダの位置は、センサ２３によって感知され、その位置信号２５は、ＥＣＵ１５に伝達され、そこで、信号２５は、ステアリングホイール位置信号５９と図８に示すように比較され、その結果、誤差信号が発生し、定数Ｋ１によって乗算されて適切な信号６１が得られる。
【００４３】
信号６１は、それから摩擦装置（特定すると、コイル９９またはコイル１１５のいずれかに）送られ、所定の関係に従ってステアリング反動トルクを変化させる。いずれの実施形態においても、コイル(９９または１１５）に加えられる電圧が増加すると、摩擦装置を回転するのに必要なトルクを増加させることになる。そしてばね（９３または１３１）の圧縮が増加し、その結果、ステアリングホイール５１におけるトルク反力が増加する。
【００４４】
ステアリング入力装置のいずれの実施形態においても、（要素の物理的配列と同一ではないが）トルク経路における要素の順序は、同一であることに注目すべきである。ステアリングホイール５１から初めてステアリングコラム５３、ステアリング入力センサ５７、芯出し用（付勢）ばね装置９３（または１３１）、最後に反動装置、即ち、ステアリング反力を生じる装置にトルクが伝達される。
【００４５】
その結果、いずれの実施形態においても、ある停止位置でのステアリング操作は同様に機能する。ステアリングシリンダ１９がその経路の終わり（ストップ位置）に達すると、ＥＣＵ１５に伝達される電気信号２５は、信号６１（図８のフルオン[FULL  ON]）を生じるためにシステムロジックによって作動し、第１実施形態では、弁部材９７を図２に示す阻止位置に完全に移動し、ポート１０１及び１０３を通る流れが阻止される。こうして、流体吐出機構７１は、更に回転することはなく、ばね装置９３が完全に圧縮されると、運転者は、反動トルクが急に増加する感じを受ける。また、ピン９１がそのトルク経路の終わりに到達すると、運転者は、ステアリングホイールを更に回転させることはできない。
【００４６】
同様に、ステアリングの停止位置に対応する信号６１（FULL  ON)が、図６の摩擦ブレーキアセンブリに伝達されるとき、コイル１１５は、ブレーキディスク１１３に十分なトルクを加えるシャフト部材１１７のさらなる回転を防止する。ばね１３１が十分に圧縮されると、運転者は、再びトルク感が急に増加したことを感知する。そして、キー部材１２１がスロット部分１２９の端部に近づくと、運転者は、さらにステアリングホイール５１を回転することができない。
【００４７】
運転者によってステアリングホイール５１が緩められる場合、ばね(９３または１３１）は減圧され、ステアリングホイールの逆回転が生じる。しかし、摩擦装置は、また完全に係合しており、回転させることはできない。しかし、ばね(９３または１３１）の影響下でのステアリングホイール５１およびステアリングコラム５３の逆回転は、ステアリング作動センサ５７によって検出される。（停止状態から容易に舵取り操作する）この能力を有するために、ばねが完全に圧縮されるとき、ばねのたわみは、センサ５７の最小解像度よりもより大きいことが重要である。例えば、一般的なセンサ解像度が約１度または２度であるのに、ばね９３は、一般的にスプール弁８３とスリーブ弁８５の間で約１０°の相対回転が可能である。
【００４８】
上述したように、信号５９によって運ばれる１つの情報は、回転方向であり、その結果、信号５９は、ホイール５１のばねに影響されたホイール５１の逆回転後に発生してＥＣＵ１５に入力する。停止から離れたステアリング操作がいま発生し、その結果、信号６１は、修正（今、「０」）され、摩擦部材を解放する。摩擦部材が、今、解放されると、運転者は、反対方向に通常のステアリング操作を達成することができる。
【００４９】
これまで、本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明は、ここに記載した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更及び修正を含むことは当業者であれば明らかになるであろう。このような全ての偏向及び修正は、添付された特許請求の範囲またはその技術的思想から逸脱しない範囲において包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が関連する形式のステア−バイ−ワイヤ式の車両ステアリングシステムにおける一実施形態の概略構成図である。
【図２】図１の概略構成の一部として示されているステアリングアクチュエータアセンブリの一実施形態である油圧式の概略図である。
【図３】図２に示す概略的に示されたステアリングアクチュエータアセンブリの軸方向断面図である。
【図４】本発明の構成として用いられた芯出しばね装置を示す、図３の線Ａ−Ａに沿って見た横断面図である。
【図５】本発明の重要な一構成を示す、ステアリングホイールの回転速度（ＲＰＭ）に対するステアリング反力（トルク）を示す図である。
【図６】本発明のステアリングアクチュエータアセンブリにおける別の実施形態の概略分解斜視図である。
【図７】代替実施形態の１つの重要な部分を示す、図６に示す別の実施形態の一部分における補助的な平面図である。
【図８】本発明の１つの重要な部分を含み、かつ本発明のステアリングアクチュエータアセンブリと接続されて用いることができる、制御ロジックを表すロジックダイアグラムである。
【符号の説明】
１１  ステアードアクチュエータアセンブリ
１３  加圧流体源
１５  マイクロプロセッサ
１７  ステアリングアクチュエータアセンブリ
１９  ステアリングシリンダ
２７  比例動作ステアリングバルブ
５１  ステアリングホイール
５３  ステアリングコラム
５５  ステアリング入力装置
５７  入力センサ
５９  ステアリング入力信号
７１  ジェロータ吐出機構
８１  バルブ装置
８３  スプール弁
８５  スリーブ弁
９３  ばね装置
９７  弁部材
９９  電磁コイル
１０１，１０３  ポート
【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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