JP2001114120A - Steering device for vehicle - Google Patents

Steering device for vehicle

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JP2001114120A
JP2001114120A JP29424799A JP29424799A JP2001114120A JP 2001114120 A JP2001114120 A JP 2001114120A JP 29424799 A JP29424799 A JP 29424799A JP 29424799 A JP29424799 A JP 29424799A JP 2001114120 A JP2001114120 A JP 2001114120A
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vehicle
steering gear
wheel
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Tomoyasu Kada
友保 嘉田
Masaya Segawa
雅也 瀬川
Katsutoshi Nishizaki
勝利 西崎
Takanobu Takamatsu
孝修 高松
Shiro Nakano
史郎 中野
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Koyo Seiko Co Ltd
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the operability of a vehicle. SOLUTION: A control device 20, for instance, sets a basic steering gear ratio on the basis of a vehicle speed V detected by a vehicle speed sensor 16, sets a gear ratio correcting coefficient on the basis of a time variation (an operation angle speed) of an operation angle δh detected by an angle sensor 11, and sets a steering gear ratio by multiplying the set basic steering gear ratio by the gear ratio correcting coefficient. A target steering angle is determined by multiplying the operation angle δh by the set steering gear ratio, and a steering actuator 2 is feed back controlled in accordance with the target steering angle. Accordingly, when a steering wheel 1 is suddenly operated during a high-speed run, a wheel 4 can be steered to a large extent by a less operation of the steering wheel 1, thereby reducing the possibility of falling into a situation in which a danger is inevitable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、操作手段の操作
量に対する操向輪の転舵量の比であるステアリングギヤ
比を可変設定できる車両用操舵装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering system capable of variably setting a steering gear ratio which is a ratio of a steering amount of a steered wheel to an operation amount of an operation means.

【0002】[0002]

【従来の技術】ステアリングホイールと操向輪を転舵す
るための舵取り機構との機械的な結合をなくし、ステア
リングホイールの操作方向および操作量を検出するとと
もに、その検出結果に基づいて、舵取り機構に電動モー
タ等のアクチュエータからの駆動力を与えるようにした
車両用操舵装置が提案されている(たとえば、特開平9
−142330号公報参照)。
2. Description of the Related Art A mechanical connection between a steering wheel and a steering mechanism for steering a steered wheel is eliminated, an operation direction and an operation amount of a steering wheel are detected, and a steering mechanism is detected based on the detection result. There has been proposed a vehicle steering system in which a driving force from an actuator such as an electric motor is applied to a vehicle (for example, Japanese Patent Laid-Open No.
-142330).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような構成の車両
用操舵装置においては、ステアリングホイールと舵取り
機構とが機械的に連結されていないので、ステアリング
ホイールの操作量に対する操向輪の転舵量の比であるス
テアリングギヤ比を、たとえば車速に応じて可変設定す
ることができる。この場合、高速走行時にはステアリン
グギヤ比が小さく設定されることになるが、これによ
り、車両のふらつきを抑えることができる反面、危険を
回避する場合のような緊急時に操向輪の転舵が遅れるお
それがある。
In the vehicle steering apparatus having such a structure, since the steering wheel and the steering mechanism are not mechanically connected, the steering amount of the steered wheels with respect to the operation amount of the steering wheel. Can be variably set according to, for example, the vehicle speed. In this case, the steering gear ratio is set to be small during high-speed running, but this can prevent the vehicle from wobbling, but delays the turning of the steered wheels in an emergency such as when avoiding danger. There is a risk.

【0004】また、車両の挙動が不安定になると、運転
者はカウンタステア操作を行って車両姿勢を立て直そう
とするが、高速走行時には、ステアリングホイールの操
作量に対する操向輪の転舵量が少ないために、車両挙動
が不安定な状態から抜け出せないおそれがある。一方、
低速走行時にはステアリングギヤ比が大きく設定される
ことになり、駐車時や停車時における操舵が軽減される
が、たとえば、摩擦係数の低い路面を低速走行している
場合に、微少なステアリング操作に対して操向輪が大き
く転舵されると、車両の挙動が不安定になり、車両のス
ピンを招くおそれがある。
[0004] When the behavior of the vehicle becomes unstable, the driver attempts to reestablish the vehicle posture by performing a counter-steering operation. However, during high-speed running, the steering amount of the steered wheels with respect to the steering wheel operation amount is small. Therefore, there is a possibility that the vehicle cannot escape from an unstable state. on the other hand,
At low speeds, the steering gear ratio is set to be large, and steering during parking or stopping is reduced.For example, when driving at low speed on a road with a low friction coefficient, small steering If the steered wheels are steered to a large extent, the behavior of the vehicle becomes unstable and the vehicle may spin.

【0005】そこで、この発明の目的は、車両の運転性
能の向上を図ることができる車両用操舵装置を提供する
ことである。この発明の第1の具体的な目的は、危険回
避時に良好な操舵性を発揮できる車両用操舵装置を提供
することである。また、この発明の第2の具体的な目的
は、車両の不安定な挙動の立て直しを良好に行うことが
できる車両用操舵装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicle steering system capable of improving the driving performance of a vehicle. A first specific object of the present invention is to provide a vehicle steering device capable of exhibiting good steering performance when avoiding danger. A second specific object of the present invention is to provide a vehicular steering apparatus capable of satisfactorily reestablishing unstable behavior of a vehicle.

【0006】さらに、この発明の第3の具体的な目的
は、摩擦係数の低い路面を走行しても車両挙動を安定に
保つことができる車両用操舵装置を提供することであ
る。
Further, a third specific object of the present invention is to provide a vehicle steering system capable of maintaining a stable vehicle behavior even when traveling on a road surface having a low coefficient of friction.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項1記載の発明は、操作手段
(1)の操作に基づいて車両の操向輪(4)を転舵させ
る車両用操舵装置であって、上記操作手段の操作状況を
検出する操作状況検出手段(11,12)と、この操作
状況検出手段によって検出される操作状況に基づいて、
上記操作手段の操作量に対する上記操向輪の転舵量の比
であるステアリングギヤ比を可変設定するステアリング
ギヤ比設定手段(20)とを含むことを特徴とする車両
用操舵装置である。
According to a first aspect of the present invention, a steering wheel (4) of a vehicle is steered based on an operation of an operation means (1). A steering device for a vehicle to be operated, comprising: operating condition detecting means (11, 12) for detecting an operating condition of the operating means; and an operating condition detected by the operating condition detecting means.
A steering gear ratio setting means (20) for variably setting a steering gear ratio which is a ratio of a steering amount of the steered wheels to an operation amount of the operation means.

【0008】上記操作状況とは、上記操作手段の操作角
(操作量)の時間変化である操作角速度であってもよい
し、上記操作手段に入力されたトルクの時間変化である
トルク変化速度であってもよい。なお、括弧内の英数字
は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以
下、この項において同じ。この構成によれば、操作手段
の操作状況に応じてステアリングギヤ比が可変設定され
る。これにより、車両の運転性能の向上を図ることがで
きる。
The operating condition may be an operating angular speed which is a temporal change of an operating angle (operating amount) of the operating means, or a torque changing speed which is a temporal change of a torque inputted to the operating means. There may be. It should be noted that the alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components and the like in the embodiments described later. Hereinafter, the same applies in this section. According to this configuration, the steering gear ratio is variably set according to the operation state of the operation means. Thereby, the driving performance of the vehicle can be improved.

【0009】すなわち、ステアリングギヤ比設定手段
が、たとえば、操作角速度またはトルク変化速度が大き
いほどステアリングギヤ比を大きく設定するものであれ
ば、危険回避などのために操作手段が急操作された場合
に、微少な操作手段の操作で操向輪を大きく転舵させる
ことができ、危険を回避しきれない状況に陥るおそれを
少なくできる。請求項2記載の発明は、操作手段(1)
の操作に基づいて車両の操向輪(4)を転舵させる車両
用操舵装置であって、車両の挙動を検出する挙動検出手
段(11,15,S1)と、この挙動検出手段によって
検出される車両挙動に基づいて、上記操作手段の操作量
に対する上記操向輪の転舵量の比であるステアリングギ
ヤ比を可変設定するステアリングギヤ比設定手段(2
0,S3)とを含むことを特徴とする車両用操舵装置で
ある。
In other words, if the steering gear ratio setting means sets, for example, the steering gear ratio to be larger as the operation angular velocity or the torque change speed is higher, the steering gear ratio setting means may be operated suddenly to avoid danger. In addition, the steered wheels can be largely steered by a small operation of the operation means, and the risk of falling into a situation where danger cannot be avoided can be reduced. According to a second aspect of the present invention, there is provided an operation means (1).
A vehicle steering device for turning a steered wheel (4) of a vehicle based on the operation of the vehicle, and a behavior detecting means (11, 15, S1) for detecting a behavior of the vehicle; Gear ratio setting means (2) for variably setting a steering gear ratio which is a ratio of a steering amount of the steered wheels to an operation amount of the operation means based on the vehicle behavior.
0, S3).

【0010】この構成によれば、車両挙動に応じてステ
アリングギヤ比が可変設定される。これにより、車両の
運転性能の向上を図ることができる。すなわち、ステア
リングギヤ比設定手段が、たとえば、車両挙動が不安定
である場合にステアリングギヤ比を車両挙動が安定して
いる場合よりも大きく設定するものであれば、車両挙動
が不安定な状態でカウンタステア操作が行われた場合
に、少ないステアリング操作で操向輪を大きく転舵させ
ることができ、車両挙動を安定な状態に立て直すことが
できる。
According to this configuration, the steering gear ratio is variably set according to the vehicle behavior. Thereby, the driving performance of the vehicle can be improved. That is, if the steering gear ratio setting means sets the steering gear ratio to be larger than when the vehicle behavior is stable when the vehicle behavior is unstable, for example, the vehicle behavior is unstable. When the countersteering operation is performed, the steered wheels can be largely steered by a small steering operation, and the vehicle behavior can be restored to a stable state.

【0011】請求項3記載の発明は、操作手段(1)の
操作に基づいて車両の操向輪(4)を転舵させる車両用
操舵装置であって、車両が走行している路面の摩擦係数
を検出する路面摩擦係数検出手段(17)と、この路面
摩擦係数検出手段によって検出される路面摩擦係数に基
づいて、上記操作手段の操作量に対する上記操向輪の転
舵量の比であるステアリングギヤ比を可変設定するステ
アリングギヤ比設定手段(20)とを含むことを特徴と
する車両用操舵装置である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicle steering apparatus for turning a steered wheel (4) of a vehicle based on an operation of an operating means (1), wherein friction of a road surface on which the vehicle is running is provided. A road surface friction coefficient detecting means (17) for detecting a coefficient; and a ratio of a steering amount of the steered wheels to an operation amount of the operating means based on a road surface friction coefficient detected by the road surface friction coefficient detecting means. A steering gear ratio setting means (20) for variably setting a steering gear ratio.

【0012】この構成によれば、路面摩擦係数に応じて
ステアリングギヤ比が可変設定される。これにより、車
両の運転性能の向上を図ることができる。すなわち、ス
テアリングギヤ比設定手段が、たとえば、路面摩擦係数
が小さいほどステアリングギヤ比を小さく設定するもの
であれば、路面摩擦係数が小さい路面を走行している状
態で、操作手段の操作に対する操向輪の転舵量を少なく
することができ、低摩擦路面であっても車両の挙動を安
定に保つことができる。
With this configuration, the steering gear ratio is variably set according to the road surface friction coefficient. Thereby, the driving performance of the vehicle can be improved. In other words, if the steering gear ratio setting means sets, for example, the steering gear ratio to be smaller as the road surface friction coefficient is smaller, the steering for the operation of the operation means can be performed while traveling on a road surface having a smaller road surface friction coefficient. The steering amount of the wheels can be reduced, and the behavior of the vehicle can be stably maintained even on a low friction road surface.

【0013】なお、請求項4に記載したように、上記車
両用操舵装置は、車速を検出する車速検出手段(16)
をさらに含み、上記ステアリングギヤ比設定手段(2
0)は、上記車速検出手段によって検出される車速に応
じて基本ステアリングギヤ比を設定する基本ステアリン
グギヤ比設定手段と、この基本ステアリングギヤ比設定
手段によって設定された基本ステアリングギヤ比を所定
条件に応じて変更してステアリングギヤ比を設定するギ
ヤ比変更手段とを含むことが好ましい。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle steering system, the vehicle speed detecting means (16) detects a vehicle speed.
And the steering gear ratio setting means (2)
0) is a basic steering gear ratio setting means for setting a basic steering gear ratio according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, and a basic steering gear ratio set by the basic steering gear ratio setting means under a predetermined condition. Gear ratio changing means for setting the steering gear ratio by changing the gear ratio accordingly.

【0014】この場合に、高速走行時には基本ステアリ
ングギヤ比が小さく設定され、低速走行時には基本ステ
アリングギヤ比が大きく設定されることが好ましい。こ
うすることにより、高速走行時における車両のふらつき
を抑えることができ、その一方で、低速走行時における
操舵を軽減することができる。また、たとえば、請求項
1の発明と請求項4の発明とが組み合わされた場合にお
いて、ギヤ比変更手段が、操作角速度またはトルク変化
速度が大きいほどステアリングギヤ比を大きく設定する
ものであれば、たとえ高速走行時であっても、急操舵で
あれば、微少な操作手段の操作で操向輪を大きく転舵さ
せることができ、危険を回避しきれない状況に陥るおそ
れを少なくできる。
In this case, it is preferable that the basic steering gear ratio is set to be small during high-speed running, and is set to be large during low-speed running. By doing so, it is possible to suppress the wobble of the vehicle at the time of high-speed running, while reducing steering at the time of low-speed running. Also, for example, in a case where the invention of claim 1 and the invention of claim 4 are combined, if the gear ratio changing means sets the steering gear ratio higher as the operating angular speed or the torque change speed is higher, Even when driving at high speed, if the vehicle is steered rapidly, the steered wheels can be largely steered by operation of a small operation means, and the risk of falling into a situation where danger cannot be completely avoided can be reduced.

【0015】なお、請求項1、2および3の各発明は、
単独で実施してもよいし、任意の2つまたは3つの発明
を組み合わせて実施することもできる。また、請求項4
の発明は、請求項1、2および3の発明のうちの1つの
発明と組み合わせて実施してもよいし、請求項1、2お
よび3の発明のうちの任意の2つまたは3つの発明と組
み合わせて実施してもよい。
[0015] Each of the first, second and third aspects of the present invention provides
The present invention may be implemented alone or in combination with any two or three inventions. Claim 4
May be implemented in combination with one of the inventions of claims 1, 2, and 3, or any two or three of the inventions of claims 1, 2, and 3 You may implement in combination.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、この
発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の構成を説明す
るための概念図である。この車両用操舵装置は、ステア
リングホイール1(操作手段)の回転操作に応じて駆動
される操舵用アクチュエータ2の動作をステアリングギ
ヤ3によって前部左右車輪4(操向輪)の転舵運動に変
換することによって、ステアリングホイール1とステア
リングギヤ3とを機械的に連結することなく、操舵を達
成している。この場合に、操舵用アクチュエータ2およ
びステアリングギヤ3などにより、舵取り機構が構成さ
れている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a vehicle steering system according to one embodiment of the present invention. In this vehicle steering system, the operation of a steering actuator 2 driven in accordance with a rotation operation of a steering wheel 1 (operating means) is converted into a steering motion of front left and right wheels 4 (steered wheels) by a steering gear 3. By doing so, steering is achieved without mechanically connecting the steering wheel 1 and the steering gear 3. In this case, the steering actuator 2 and the steering gear 3 constitute a steering mechanism.

【0017】操舵用アクチュエータ2は、たとえば公知
のブラシレスモータ等の電動モータにより構成すること
ができる。ステアリングギヤ3は、操舵用アクチュエー
タ2の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド5
の軸方向(車幅方向)の直線運動に変換する運動変換機
構(ボールねじ機構など)を有する。ステアリングロッ
ド5の運動は、タイロッド6を介してナックルアーム7
に伝達され、このナックルアーム7の回動を引き起こ
す。これにより、ナックルアーム7に支持された車輪4
の転舵が達成される。
The steering actuator 2 can be constituted by an electric motor such as a known brushless motor. The steering gear 3 converts the rotational movement of the output shaft of the steering actuator 2 into a steering rod 5.
A motion conversion mechanism (such as a ball screw mechanism) that converts the motion into a linear motion in the axial direction (vehicle width direction). The movement of the steering rod 5 is controlled by a knuckle arm 7 via a tie rod 6.
To cause the knuckle arm 7 to rotate. As a result, the wheel 4 supported by the knuckle arm 7
Is achieved.

【0018】ステアリングホイール1は、車体に対して
回転可能に支持された回転シャフト8に連結されてい
る。この回転シャフト8には、ステアリングホイール1
に操舵反力を与えるための反力アクチュエータ9が付設
されている。具体的には、反力アクチュエータ9は、回
転シャフト8と一体の出力シャフトを有するブラシレス
モータ等の電動モータにより構成することができる。回
転シャフト8のステアリングホイール1とは反対側の端
部には、渦巻きばねなどからなる弾性部材10が車体と
の間に結合されている。この弾性部材10は、反力アク
チュエータ9がステアリングホイール1にトルクを付加
していないときに、その弾性力によって、ステアリング
ホイール1を直進操舵位置に復帰させる。
The steering wheel 1 is connected to a rotating shaft 8 rotatably supported on the vehicle body. The rotating shaft 8 includes the steering wheel 1
Is provided with a reaction force actuator 9 for giving a steering reaction force to the actuator. Specifically, the reaction force actuator 9 can be configured by an electric motor such as a brushless motor having an output shaft integrated with the rotating shaft 8. An elastic member 10 made of a spiral spring or the like is connected to an end of the rotating shaft 8 opposite to the steering wheel 1 between the rotating shaft 8 and the vehicle body. When the reaction force actuator 9 does not apply torque to the steering wheel 1, the elastic member 10 returns the steering wheel 1 to the straight steering position by the elastic force.

【0019】ステアリングホイール1の操作入力値を検
出するために、回転シャフト8の回転角に対応する操作
角δhを検出するための角度センサ11(操作状況検出
手段)が設けられている。また、回転シャフト8には、
ステアリングホイール1に加えられた操作トルクTを検
出するためのトルクセンサ12(操作状況検出手段)が
設けられている。一方、操舵用アクチュエータ2の出力
値を検出するための出力値センサとして、車輪4の転舵
角δを検出する転舵角センサ13が設けられている。こ
の転舵角センサ13は、操舵用アクチュエータ2による
ステアリングロッド5の作動量を検出するポテンショメ
ータなどで構成することができる。
In order to detect an operation input value of the steering wheel 1, an angle sensor 11 (operation state detecting means) for detecting an operation angle δh corresponding to the rotation angle of the rotary shaft 8 is provided. The rotating shaft 8 has
A torque sensor 12 (operation state detection means) for detecting an operation torque T applied to the steering wheel 1 is provided. On the other hand, as an output value sensor for detecting an output value of the steering actuator 2, a turning angle sensor 13 for detecting a turning angle δ of the wheel 4 is provided. The steering angle sensor 13 can be configured by a potentiometer or the like that detects the amount of operation of the steering rod 5 by the steering actuator 2.

【0020】角度センサ11、トルクセンサ12および
転舵角センサ13は、コンピュータを含むステアリング
系制御装置20(ステアリングギヤ比設定手段)に接続
されている。この制御装置20には、さらに、車両の横
加速度Gyを検出するための横加速度センサ14と、車
両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ15と、
車速Vを検出する車速センサ16(車速検出手段)とが
接続されている。制御装置20は、トルクセンサ12に
よって検出された操作トルクTおよび角度センサ11に
よって検出された操作角δhなどに基づき、駆動回路2
1を介して、ステアリングホイール1の操作方向と逆方
向の適当な反力を発生するように反力アクチュエータ9
を制御する。
The angle sensor 11, torque sensor 12, and turning angle sensor 13 are connected to a steering system control device 20 (steering gear ratio setting means) including a computer. The control device 20 further includes a lateral acceleration sensor 14 for detecting a lateral acceleration Gy of the vehicle, a yaw rate sensor 15 for detecting a yaw rate γ of the vehicle,
A vehicle speed sensor 16 (vehicle speed detecting means) for detecting the vehicle speed V is connected. The control device 20 controls the drive circuit 2 based on the operation torque T detected by the torque sensor 12 and the operation angle δh detected by the angle sensor 11, and the like.
1 to generate a suitable reaction force in a direction opposite to the operation direction of the steering wheel 1.
Control.

【0021】また、制御装置20は、駆動回路22を介
して操舵用アクチュエータ2を制御する。具体的に説明
すると、制御装置20は、たとえば、車速センサ16に
よって検出された車速Vに基づいて基本ステアリングギ
ヤ比Pを設定するとともに、角度センサ11によって検
出された操作角δhの時間変化(操作角速度dδh)に基
づいてギヤ比補正係数Kを設定し、その設定した基本ス
テアリングギヤ比Pとギヤ比補正係数Kとを乗じること
により、ステアリングホイール1の操作量に対する車輪
4の転舵量の比であるステアリングギヤ比K・Pを設定
する。そして、その設定したステアリングギヤ比K・P
を操作角δhに乗じることによって目標転舵角δ*を求
め、この目標転舵角δ*に基づいて操舵用アクチュエー
タ2をフィードバック制御する。
The control device 20 controls the steering actuator 2 via the drive circuit 22. More specifically, the control device 20 sets, for example, the basic steering gear ratio P based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 16 and changes the operation angle δh detected by the angle sensor 11 over time (operation A gear ratio correction coefficient K is set based on the angular velocity dδh), and the basic steering gear ratio P and the gear ratio correction coefficient K are multiplied to obtain the ratio of the steering amount of the wheel 4 to the operation amount of the steering wheel 1. Is set as the steering gear ratio K · P. Then, the set steering gear ratio K · P
Obtains a target steering angle [delta] * by multiplying the operation angle .delta.h, the steering actuator 2 is feedback controlled based on the target steering angle [delta] *.

【0022】基本ステアリングギヤ比Pは、たとえば、
図2(a)に示すようなグラフに従って設定される。すな
わち、車速Vが0km/hのときには、基本ステアリング
ギヤ比Pは30に設定され、車速Vが180km/hのと
きには、基本ステアリングギヤ比Pは10に設定され、
車速Vが0km/hから180km/hの間のときには、基本
ステアリングギヤ比Pは車速Vの増加に応じて単調に小
さくなるような線形に設定される。
The basic steering gear ratio P is, for example,
It is set according to a graph as shown in FIG. That is, when the vehicle speed V is 0 km / h, the basic steering gear ratio P is set to 30. When the vehicle speed V is 180 km / h, the basic steering gear ratio P is set to 10.
When the vehicle speed V is between 0 km / h and 180 km / h, the basic steering gear ratio P is set linearly so as to decrease monotonically as the vehicle speed V increases.

【0023】一方、ギヤ比補正係数Kは、たとえば、図
2(b)に示すようなグラフに従って設定される。すなわ
ち、操作角速度dδhが0rad/sのときには、ギヤ比補
正係数Kは0.5に設定され、操作角速度dδhが約
3.3rad/sのときには、ギヤ比補正係数Kは1.2に
設定され、操作角速度dδhが0rad/sから約3.3rad
/sの間のときには、ギヤ比補正係数Kが操作角速度d
δhの増加に応じて単調に大きくなるような線形に設定
される。
On the other hand, the gear ratio correction coefficient K is set, for example, according to a graph as shown in FIG. That is, when the operation angular velocity dδh is 0 rad / s, the gear ratio correction coefficient K is set to 0.5, and when the operation angular velocity dδh is about 3.3 rad / s, the gear ratio correction coefficient K is set to 1.2. The operating angular velocity dδh is about 3.3 rad from 0 rad / s
/ S, the gear ratio correction coefficient K is equal to the operating angular velocity d.
It is set to be linear such that it increases monotonically with an increase in δh.

【0024】したがって、基本ステアリングギヤ比Pと
ギヤ比補正係数Kとを乗じて設定されるステアリングギ
ヤ比K・Pは、高速走行中にステアリングホイール1が
比較的緩やかに操作された場合には小さく設定される。
これにより、車輪4の転舵量が抑制されて、車両の安定
した走行を実現することができる。また、高速走行中で
あっても、たとえば、危険回避などのためにステアリン
グホイール1が急操作された場合には、ステアリングギ
ヤ比K・Pが大きく設定される。これにより、少ないス
テアリングホイール1の操作で車輪4を大きく転舵させ
ることができ、危険を回避しきれない状況に陥るおそれ
を少なくできる。
Therefore, the steering gear ratio K · P, which is set by multiplying the basic steering gear ratio P and the gear ratio correction coefficient K, is small when the steering wheel 1 is operated relatively slowly during high-speed running. Is set.
As a result, the steering amount of the wheels 4 is suppressed, and stable running of the vehicle can be realized. Further, even during high-speed running, for example, when the steering wheel 1 is suddenly operated to avoid danger, the steering gear ratio K · P is set to be large. As a result, the wheel 4 can be largely steered by a small operation of the steering wheel 1, and the risk of falling into a situation where danger cannot be avoided can be reduced.

【0025】なお、この実施形態では、操作角速度dδ
hに応じてギヤ比補正係数Kが設定されるとしたが、た
とえば、トルクセンサ12によって検出された操作トル
クTの時間変化(トルク変化速度)に応じてギヤ比補正
係数Kが設定されてもよく、この場合であっても同様な
効果を奏することができる。図3は、この発明の第2の
実施形態について説明するためのフローチャートであ
る。この実施形態において、制御装置20は、角度セン
サ11によって検出された操作角δhに基づいて目標ヨ
ーレートγ*を演算し、この演算した目標ヨーレートγ*
とヨーレートセンサ15によって検出されたヨーレート
γとから、車両の挙動が不安定であるか否かを判断する
(ステップS1)。具体的には、たとえば、目標ヨーレ
ートγ*と検出ヨーレートγとの差の絶対値|γ*−γ|
が一定値以上であれば、車両の挙動は不安定であると判
断することができ、絶対値|γ*−γ|が一定値未満で
あれば、車両の挙動は安定であると判断することができ
る。
In this embodiment, the operation angular velocity dδ
Although the gear ratio correction coefficient K is set according to h, for example, the gear ratio correction coefficient K may be set according to the time change (torque change speed) of the operating torque T detected by the torque sensor 12. Often, even in this case, a similar effect can be obtained. FIG. 3 is a flowchart for explaining the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the control device 20 calculates a target yaw rate γ * based on the operation angle δh detected by the angle sensor 11, and calculates the calculated target yaw rate γ *.
It is determined from the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 15 whether or not the behavior of the vehicle is unstable (step S1). Specifically, for example, the absolute value | γ * −γ | of the difference between the target yaw rate γ * and the detected yaw rate γ
Is greater than or equal to a certain value, it can be determined that the behavior of the vehicle is unstable. If the absolute value | γ * −γ | is less than a certain value, it is determined that the behavior of the vehicle is stable. Can be.

【0026】車両の挙動が安定である場合には(ステッ
プS1でNO)、車速Vに基づいて設定した基本ステア
リングギヤ比をそのままステアリングギヤ比とする(ス
テップS2)。そして、このステアリングギヤ比を用い
て操舵用アクチュエータ2を制御する。一方、車両の挙
動が不安定である場合には(ステップS1でYES)、
車速Vに基づいて設定した基本ステアリングギヤ比に一
定のギヤ比補正係数(1よりも大きな値)を乗じること
により、車両の挙動が安定な状態の場合よりもステアリ
ングギヤ比を大きく設定し(ステップS3)、こうして
設定したステアリングギヤ比を用いて操舵用アクチュエ
ータ2を制御する。
If the behavior of the vehicle is stable (NO in step S1), the basic steering gear ratio set based on the vehicle speed V is directly used as the steering gear ratio (step S2). Then, the steering actuator 2 is controlled using the steering gear ratio. On the other hand, if the behavior of the vehicle is unstable (YES in step S1),
By multiplying the basic steering gear ratio set based on the vehicle speed V by a constant gear ratio correction coefficient (a value larger than 1), the steering gear ratio is set to be larger than that in the case where the behavior of the vehicle is stable (step S3) The steering actuator 2 is controlled using the thus set steering gear ratio.

【0027】これにより、車両挙動が不安定な状態でカ
ウンタステア操作が行われた場合に、少ないステアリン
グ操作で車輪4を大きく転舵させることができ、車両挙
動を安定な状態に立て直すことができる。図4は、この
発明の第3の実施形態に係る車両用操舵装置の構成を説
明するための概念図である。この図4において、上述の
図1に示された各部に対応する部分には、図1の場合と
同一の参照符号を付して示す。
Thus, when the counter steer operation is performed in a state where the vehicle behavior is unstable, the wheels 4 can be largely steered by a small steering operation, and the vehicle behavior can be restored to a stable state. . FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a vehicle steering system according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 4, parts corresponding to the respective parts shown in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals as in FIG.

【0028】この実施形態では、各車輪4に関連して、
車輪4の回転速度を検出する車輪速センサ17(路面摩
擦係数検出手段)が設けられており、これらの車輪速セ
ンサ17は、制御装置20に接続されている。制御装置
20は、車輪速センサ17から取得される各車輪4の回
転速度に基づいて車両が走行している路面の摩擦係数を
演算し、この演算した路面摩擦係数に応じてギヤ比補正
係数を設定する。このギヤ比補正係数は、路面摩擦係数
が小さいほど小さな値に設定される。一方、上述の第1
の実施形態と同様にして、車速センサ16によって検出
された車速Vに応じた基本ステアリングギヤ比Pを設定
する。そして、この基本ステアリングギヤ比Pにギヤ比
補正係数を乗じることによりステアリングギヤ比を設定
する。
In this embodiment, in relation to each wheel 4,
A wheel speed sensor 17 (road surface friction coefficient detecting means) for detecting the rotation speed of the wheel 4 is provided, and these wheel speed sensors 17 are connected to the control device 20. The control device 20 calculates the friction coefficient of the road surface on which the vehicle is traveling based on the rotation speed of each wheel 4 acquired from the wheel speed sensor 17, and calculates the gear ratio correction coefficient according to the calculated road surface friction coefficient. Set. This gear ratio correction coefficient is set to a smaller value as the road surface friction coefficient is smaller. On the other hand, the first
The basic steering gear ratio P corresponding to the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 16 is set in the same manner as in the embodiment. Then, the steering gear ratio is set by multiplying the basic steering gear ratio P by a gear ratio correction coefficient.

【0029】こうして設定したステアリングギヤ比を用
いて操舵用アクチュエータ2を制御することにより、車
両が走行している路面の摩擦係数が小さいときには、ス
テアリングホイール1の操作に対する車輪4の転舵量を
小さくすることができ、低摩擦路面であっても車両の挙
動を安定に保つことができる。なお、この第3の実施形
態では、自動演算された路面摩擦係数に応じてギヤ比補
正係数が設定されるとしたが、たとえば、運転者が路面
状況に応じてギヤ比補正係数を設定して制御装置20に
入力するようにしてもよい。
By controlling the steering actuator 2 using the steering gear ratio thus set, when the friction coefficient of the road surface on which the vehicle is traveling is small, the amount of turning of the wheel 4 with respect to the operation of the steering wheel 1 is reduced. The vehicle behavior can be stably maintained even on a low friction road surface. In the third embodiment, the gear ratio correction coefficient is set according to the automatically calculated road surface friction coefficient. However, for example, the driver sets the gear ratio correction coefficient according to the road surface condition. You may make it input into the control apparatus 20.

【0030】この発明の実施の形態の説明は以上のとお
りであるが、この発明は、上述の実施形態以外の形態で
実施することも可能である。たとえば、上述の実施形態
では、四輪車両の2つの車輪4が舵取り車輪として転舵
可能な場合について説明したが、この発明を四輪操舵シ
ステムに適用してもよい。また、上述の実施形態では、
操作手段としてステアリングホイール1が用いられた例
について説明したが、この他にも、レバーやペダルなど
の他の操作手段が用いられてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be implemented in modes other than the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiment, a case has been described where two wheels 4 of a four-wheel vehicle can be steered as steering wheels, but the present invention may be applied to a four-wheel steering system. Also, in the above embodiment,
Although the example in which the steering wheel 1 is used as the operation means has been described, other operation means such as a lever and a pedal may be used.

【0031】その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態に係る車両用操舵装置の
構成を説明するための概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a vehicle steering system according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は車速と基本ステアリングギヤ比との関係
を示すグラフであり、(b)は操作角速度とギヤ比補正係
数との関係を示すグラフである。
2A is a graph showing a relationship between a vehicle speed and a basic steering gear ratio, and FIG. 2B is a graph showing a relationship between an operating angular speed and a gear ratio correction coefficient.

【図3】この発明の第2の実施形態について説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a second embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第3の実施形態に係る車両用操舵装
置の構成を説明するための概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a vehicle steering system according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステアリングホイール 2 操舵用アクチュエータ 4 車輪 11 角度センサ 12 トルクセンサ 13 転舵角センサ 14 横加速度センサ 15 ヨーレートセンサ 16 車速センサ 17 車輪速センサ 20 ステアリング系制御装置 Reference Signs List 1 steering wheel 2 steering actuator 4 wheel 11 angle sensor 12 torque sensor 13 steering angle sensor 14 lateral acceleration sensor 15 yaw rate sensor 16 vehicle speed sensor 17 wheel speed sensor 20 steering system control device

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B62D 137:00 B62D 137:00 (72)発明者 西崎 勝利 大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 高松 孝修 大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 中野 史郎 大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋 精工株式会社内 Fターム(参考) 3D032 CC01 CC02 CC21 DA03 DA04 DA09 DA15 DA16 DA23 DA24 DA29 DA33 DA61 DA82 DB02 DB03 DB05 DC29 DD02 DD17 EA01 EB04 EB05 EB11 EB12 EC22 EC29 GG01 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (Reference) B62D 137: 00 B62D 137: 00 (72) Inventor Katsutoshi Nishizaki 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi Koyo Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Takamatsu 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi Inside Koyo Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Shiro Inventor 3-58-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi Koyo Seiko Co., Ltd. F-term (Reference) 3D032 CC01 CC02 CC21 DA03 DA04 DA09 DA15 DA16 DA23 DA24 DA29 DA33 DA61 DA82 DB02 DB03 DB05 DC29 DD02 DD17 EA01 EB04 EB05 EB11 EB12 EC22 EC29 GG01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】操作手段の操作に基づいて車両の操向輪を
転舵させる車両用操舵装置であって、 上記操作手段の操作状況を検出する操作状況検出手段
と、 この操作状況検出手段によって検出される操作状況に基
づいて、上記操作手段の操作量に対する上記操向輪の転
舵量の比であるステアリングギヤ比を可変設定するステ
アリングギヤ比設定手段とを含むことを特徴とする車両
用操舵装置。
1. A steering apparatus for a vehicle for turning a steered wheel of a vehicle based on an operation of an operation means, comprising: an operation state detection means for detecting an operation state of the operation means; A steering gear ratio setting means for variably setting a steering gear ratio, which is a ratio of a steering amount of the steered wheels to an operation amount of the operation means, based on the detected operation situation. Steering gear.
【請求項2】操作手段の操作に基づいて車両の操向輪を
転舵させる車両用操舵装置であって、 車両の挙動を検出する挙動検出手段と、 この挙動検出手段によって検出される車両挙動に基づい
て、上記操作手段の操作量に対する上記操向輪の転舵量
の比であるステアリングギヤ比を可変設定するステアリ
ングギヤ比設定手段とを含むことを特徴とする車両用操
舵装置。
2. A vehicle steering device for steering a steered wheel of a vehicle based on an operation of an operation means, wherein the behavior detection means detects a behavior of the vehicle, and a vehicle behavior detected by the behavior detection means. A steering gear ratio setting means for variably setting a steering gear ratio, which is a ratio of a steering amount of the steered wheels to an operation amount of the operation means, based on the steering wheel.
【請求項3】操作手段の操作に基づいて車両の操向輪を
転舵させる車両用操舵装置であって、 車両が走行している路面の摩擦係数を検出する路面摩擦
係数検出手段と、 この路面摩擦係数検出手段によって検出される路面摩擦
係数に基づいて、上記操作手段の操作量に対する上記操
向輪の転舵量の比であるステアリングギヤ比を可変設定
するステアリングギヤ比設定手段とを含むことを特徴と
する車両用操舵装置。
3. A vehicle steering device for steering a steered wheel of a vehicle based on an operation of an operating means, comprising: a road surface friction coefficient detecting means for detecting a friction coefficient of a road surface on which the vehicle is traveling; Steering gear ratio setting means for variably setting a steering gear ratio, which is a ratio of the steering amount of the steered wheels to the operation amount of the operation means, based on the road friction coefficient detected by the road friction coefficient detection means. A steering device for a vehicle, comprising:
【請求項4】上記車両用操舵装置は、車速を検出する車
速検出手段をさらに含み、 上記ステアリングギヤ比設定手段は、上記車速検出手段
によって検出される車速に応じて基本ステアリングギヤ
比を設定する基本ステアリングギヤ比設定手段と、この
基本ステアリングギヤ比設定手段によって設定された基
本ステアリングギヤ比を所定条件に応じて変更してステ
アリングギヤ比を設定するギヤ比変更手段とを含むこと
を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両
用操舵装置。
4. The vehicle steering system further includes vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and the steering gear ratio setting means sets a basic steering gear ratio in accordance with the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means. Basic steering gear ratio setting means, and gear ratio changing means for setting the steering gear ratio by changing the basic steering gear ratio set by the basic steering gear ratio setting means according to predetermined conditions. A vehicle steering system according to any one of claims 1 to 3.
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