JP2005067290A - Control device for electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輌の電動式パワーステアリング装置に係り、更に詳細には電動式パワーステアリング装置用制御装置に係る。 The present invention relates to an electric power steering device for a vehicle, and more particularly to a control device for an electric power steering device.
自動車等の車輌に於いて、操舵アシストトルクを付与することにより運転者の操舵負担を軽減する電動式パワーステアリング装置用制御装置の一つとして、例えば下記の特許文献1に記載されている如く、ステアリングホイールを車輌の直進位置へ収束させるダンピング制御を行う電動式パワーステアリング装置用制御装置が従来より知られている。 In a vehicle such as an automobile, as one of control devices for an electric power steering device that reduces a steering burden on a driver by applying a steering assist torque, for example, as described in Patent Document 1 below, 2. Description of the Related Art Conventionally, a control device for an electric power steering device that performs damping control for converging a steering wheel to a straight traveling position of a vehicle is known.
かかる電動式パワーステアリング装置用制御装置によれば、少なくも操舵トルクに基づく基本アシストトルクと例えば操舵角速度に基づくダンピング制御トルクとの和として目標アシストトルクが演算され、該目標アシストトルクに基づいて電動式パワーステアリング装置が制御されるので、ダンピング制御が行われない場合に比して車輌の直進位置へのステアリングホイールの収束性を向上させることができる。
しかし上述の如きダンピング制御を行う従来の電動式パワーステアリング装置用制御装置に於いては、ダンピング制御トルクは操舵角速度に基づいて又は操舵角速度及び車速に基づいて操舵角速度の方向とは逆方向に作用するよう演算されるので、ステアリングホイールの収束性を向上させるべくダンピング制御トルクが高く設定されると、運転者が比較的速く操舵する場合に操舵反力が高くなって運転者がステアリングホイールの引っ掛かり感を感じることがあり、逆にステアリングホイールの引っ掛かり感を防止すべくダンピング制御トルクが低く設定されると、ステアリングホイールを効果的に車輌の直進位置へ収束させることができなくなる。 However, in the conventional control device for an electric power steering apparatus that performs the damping control as described above, the damping control torque acts on the direction opposite to the steering angular velocity based on the steering angular velocity or the steering angular velocity and the vehicle speed. Therefore, if the damping control torque is set high in order to improve the convergence of the steering wheel, the steering reaction force increases when the driver steers relatively quickly, and the driver gets caught in the steering wheel. In contrast, if the damping control torque is set low to prevent the steering wheel from getting caught, the steering wheel cannot be effectively converged to the straight traveling position of the vehicle.
本発明は、ダンピング制御を行うよう構成された従来の電動式パワーステアリング装置用制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、操舵トルクに応じてダンピング制御トルクを増減することにより、運転者がステアリングホイールの引っ掛かり感を感じることを防止しつつステアリングホイールを効果的に車輌の直進位置へ収束させることである。 The present invention has been made in view of the above-described problems in a conventional control device for an electric power steering apparatus configured to perform damping control. The main problem of the present invention is that it depends on the steering torque. By increasing or decreasing the damping control torque, the steering wheel is effectively converged to the straight traveling position of the vehicle while preventing the driver from feeling that the steering wheel is caught.
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項1の構成、即ち少なくとも操舵トルクに基づいて基本アシストトルクを演算し、少なくとも操舵速度に基づいてステアリング系収束トルクを演算し、少なくとも前記基本アシストトルク及び前記ステアリング系収束トルクに基づいて目標アシストトルクを演算し、前記目標アシストトルクに基づいて電動式パワーステアリング装置を制御する電動式パワーステアリング装置用制御装置にして、操舵トルクの大きさが大きい場合には操舵トルクの大きさが小さい場合に比して前記ステアリング系収束トルクの大きさを小さくすることを特徴とする電動式パワーステアリング装置用制御装置によって達成される。 According to the present invention, the above-mentioned main problem is that, according to the present invention, the basic assist torque is calculated based on at least the steering torque, the steering system convergence torque is calculated based on at least the steering speed, and at least the basic A target assist torque is calculated based on the assist torque and the steering system convergence torque, and a control device for the electric power steering device that controls the electric power steering device based on the target assist torque is used. This is achieved by a control device for an electric power steering apparatus, in which the magnitude of the steering system convergence torque is made smaller when the magnitude is larger than when the magnitude of the steering torque is small.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記ステアリング系収束トルクの大きさは車速が高い場合には車速が低い場合に比して大きいよう構成される(請求項2の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration of claim 1, the magnitude of the steering system convergence torque is determined when the vehicle speed is low and the vehicle speed is low. It is comprised so that it may be large compared with (Structure of Claim 2).
上記請求項1の構成によれば、少なくとも基本アシストトルク及びステアリング系収束トルクに基づいて目標アシストトルクが演算され、目標アシストトルクに基づいて電動式パワーステアリング装置が制御されるが、操舵トルクの大きさが大きい場合には操舵トルクの大きさが小さい場合に比してステアリング系収束トルクの大きさが小さくされるので、運転者が比較的速く操舵する場合に操舵トルクの大きさが大きくなるとステアリング系収束トルクの大きさが小さくされ、これにより運転者がステアリングホイールの引っ掛かり感を感じることを防止することができ、またステアリングホイールの切り戻し時や手放し時の如く操舵トルクの大きさが小さいときには十分な大きさのステアリング系収束トルクが発生され、これによりステアリングホイールを効果的に車輌の直進位置へ収束させることができる。 According to the configuration of the first aspect, the target assist torque is calculated based on at least the basic assist torque and the steering system convergence torque, and the electric power steering apparatus is controlled based on the target assist torque. When the steering torque is large, the steering system convergence torque is small compared to when the steering torque is small. Therefore, when the driver steers relatively quickly, the steering torque increases when the steering torque is large. The system convergence torque is reduced, which prevents the driver from feeling that the steering wheel is caught, and when the steering torque is small, such as when the steering wheel is turned back or released. A sufficiently large steering system convergence torque is generated. The ring wheel can be effectively converged into the straight-ahead position of the vehicle.
また上記請求項2の構成によれば、ステアリング系収束トルクの大きさは車速が高い場合には車速が低い場合に比して大きいので、車速が高くなって操舵反力が小さくなるほど効果的なステアリング系収束トルクを発生させることができ、これにより車輌の中高速走行時に於けるステアリングホイールの収束性を効果的に向上させ、ステアリングホイールのふらつきを効果的に低減することができると共に、運転者の操舵負担が大きくなる車輌の低速走行時に運転者がステアリングホイールの引っ掛かり感を感じることを効果的に防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the magnitude of the steering system convergence torque is larger when the vehicle speed is higher than when the vehicle speed is low, it is more effective as the vehicle speed increases and the steering reaction force decreases. Steering system convergence torque can be generated, which can effectively improve the convergence of the steering wheel when the vehicle is running at medium and high speeds, and can effectively reduce the fluctuation of the steering wheel. Thus, it is possible to effectively prevent the driver from feeling that the steering wheel is caught when the vehicle is traveling at a low speed.
[課題解決手段の好ましい態様]
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1又は2の構成に於いて、少なくとも基本アシストトルクとステアリング系収束トルクとの和に基づいて目標アシストトルクを演算するよう構成される(好ましい態様1)。
[Preferred embodiment of problem solving means]
According to one preferable aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the target assist torque is calculated based on at least the sum of the basic assist torque and the steering system convergence torque (preferably). Aspect 1).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1又は2の構成に於いて、少なくとも操舵角速度に基づきステアリング系収束トルクを演算するよう構成される(好ましい態様2)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 1 or 2, the steering system convergence torque is calculated based on at least the steering angular velocity (preferred aspect 2).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1又は2の構成に於いて、操舵トルクの大きさが大きいほど小さくなるよう補正係数を演算し、該補正係数にてステアリング系収束トルクを補正するよう構成される(好ましい態様3)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration according to claim 1 or 2, the correction coefficient is calculated so as to decrease as the magnitude of the steering torque increases, and the convergence of the steering system is calculated based on the correction coefficient. It is comprised so that a torque may be correct | amended (Preferable aspect 3).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様3の構成に於いて、補正係数は操舵トルクの大きさが第一の基準値以下であるときには1であり、操舵トルクの大きさが第一の基準値を越えると操舵トルクの大きさが大きいほど漸次低下するよう構成される(好ましい態様4)。 According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of the preferred embodiment 3, the correction coefficient is 1 when the magnitude of the steering torque is equal to or less than the first reference value, and the magnitude of the steering torque. When the value exceeds the first reference value, the larger the steering torque, the more gradually decreases (preferred aspect 4).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様4の構成に於いて、補正係数は操舵トルクの大きさが第二の基準値以上であるときには0であるよう構成される(好ましい態様5)。 According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of the preferred embodiment 4, the correction coefficient is configured to be 0 when the magnitude of the steering torque is equal to or greater than the second reference value (preferably Aspect 5).
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施例について詳細に説明する。 The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明による電動式パワーステアリング装置用制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a control device for an electric power steering apparatus according to the present invention.
図1に於いて、10FL及び10FRはそれぞれ車輌12の従動輪である左右の前輪を示し、10RL及び10RRはそれぞれ車輌12の駆動輪である左右の後輪を示している。操舵輪でもある左右の前輪10FL及び10FRは運転者によるステアリングホイール14の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式の電動式パワーステアリング装置16によりタイロッド18L及び18Rを介して操舵される。
In FIG. 1, 10 FL and 10 FR respectively indicate left and right front wheels that are driven wheels of the
図示の実施例に於いては、電動式パワーステアリング装置16はラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であり、電子制御装置20により制御される。電動式パワーステアリング装置16は電動機22と、電動機22の回転トルクをラックバー24の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構26とを有し、ハウジング28に対し相対的にラックバー24を駆動する補助転舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する操舵アシストトルクを発生する。
In the illustrated embodiment, the electric
各車輪の制動力は制動装置30の油圧回路32によりホイールシリンダ34FR、34FL、34RR、34RLの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路32はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル36の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ38により制御され、また必要に応じて電子制御装置40により制御される。尚電子制御装置40は車輌の挙動が悪化した場合に、電子制御装置20と共働して当技術分野に於いて公知の要領にて所定の車輪の制動力を制御することにより、車輌の挙動を安定化させる挙動制御を行う。
The braking force of each wheel is controlled by controlling the braking pressure of the wheel cylinders 34FR, 34FL, 34RR, 34RL by the
ステアリングシャフト42には操舵角θを検出する操舵角センサ44及び操舵トルクTsを検出するトルクセンサ46が設けられ、車輌12には車速Vを検出する車速センサ48が設けられている。尚操舵角センサ44及びトルクセンサ46は車輌の右旋回方向を正としてそれぞれ操舵角θ及び操舵トルクTsを検出する。
The
図示の如く、操舵角センサ44により検出された操舵角θを示す信号、トルクセンサ46により検出された操舵トルクTsを示す信号、車速センサ48により検出された車速Vを示す信号は電子制御装置20に入力される。尚図には詳細に示されていないが、電子制御装置20及び40は例えばCPUとROMとRAMと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。
As shown in the figure, a signal indicating the steering angle θ detected by the
電子制御装置20は、図2に示されたフローチャートに従い、操舵トルクTs及び車速Vに基づき運転者の操舵負担を軽減するための基本アシストトルクTabを演算し、また操舵角速度θd、車速V、操舵トルクTsに基づきステアリングホイール14の直進位置への収束性を向上させるためのダンピング制御トルクTdpを演算し、基本アシストトルクTab及びダンピング制御トルクTdpの和である目標アシストトルクTaに基づき電動式パワーステアリング装置16によるアシストトルクを制御する。
The
この場合電子制御装置20は、操舵角速度θdの大きさが大きいほど基本ダンピング制御トルクTdp′が大きくなるよう、基本ダンピング制御トルクTdp′を操舵角速度θdの方向とは逆方向のトルクとして演算し、車速Vが高いほど車速係数Kvdpが大きくなるよう車速係数Kvdpを演算し、操舵トルクTsの大きさが大きいほど補正係数Ktdpが小さくなるよう補正係数Ktdpを演算し、車速係数Kvdpと補正係数Ktdpと基本ダンピング制御トルクTdp′との積としてダンピング制御トルクTdpを演算することにより、車速Vが高いほどダンピング効果を高くすると共に、運転者がステアリングホイール14の引っ掛かり感を感じることを防止しつつステアリングホイール14を効果的に車輌の直進位置へ収束させる。
In this case, the
次に図2に示されたフローチャートを参照して図示の実施例に於ける操舵アシストトルク制御について説明する。尚図2に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、イグニッションスイッチが開成されるまで所定の時間毎に繰返し実行される。 Next, steering assist torque control in the illustrated embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The control according to the flowchart shown in FIG. 2 is started by closing an ignition switch (not shown), and is repeatedly executed at predetermined time intervals until the ignition switch is opened.
まずステップ10に於いては操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ20に於いては操舵トルクTsの大きさが大きいほど基本アシストトルクTab′が大きくなるよう、操舵トルクTsに基き図3に示されたグラフに対応するマップより基本アシストトルクTab′が演算され、ステップ30に於いては車速Vが高いほど車速係数Kvが小さくなるよう、車速Vに基づき図4に示されたグラフに対応するマップより車速係数Kvが演算され、ステップ40に於いては車速係数Kvと基本アシストトルクTab′との積として補正後の基本アシストトルクTabが演算される。
First, at
ステップ50に於いては操舵角θの時間微分値として操舵角速度θdが演算されると共に、操舵角速度θdの大きさが大きいほど基本ダンピング制御トルクTdp′が操舵角速度の方向とは逆方向に大きくなるよう、操舵角速度θdに基き図5に示されたグラフに対応するマップより基本ダンピング制御トルクTdp′が演算され、ステップ60に於いては車速Vが高いほど車速係数Kvdpが漸次増大するよう、車速Vに基づき図6に示されたグラフに対応するマップより車速係数Kvdpが演算される。 In step 50, the steering angular velocity θd is calculated as a time differential value of the steering angle θ, and the basic damping control torque Tdp ′ increases in the opposite direction to the steering angular velocity as the magnitude of the steering angular velocity θd increases. Thus, the basic damping control torque Tdp ′ is calculated from the map corresponding to the graph shown in FIG. 5 based on the steering angular velocity θd, and in step 60, the vehicle speed coefficient Kvdp is gradually increased as the vehicle speed V increases. Based on V, a vehicle speed coefficient Kvdp is calculated from a map corresponding to the graph shown in FIG.
ステップ70に於いては操舵トルクTsの絶対値が大きいほど操舵トルクに基づく補正係数Ktdpが小さくなるよう、操舵トルクTsの絶対値に基き図7に示されたグラフに対応するマップより操舵トルクに基づく補正係数Ktdpが演算され、ステップ80に於いては車速係数Kvdpと補正係数Ktdpと基本ダンピング制御トルクTdp′との積としてダンピング制御トルクTdpが演算される。 In step 70, the steering torque is calculated from the map corresponding to the graph shown in FIG. 7 based on the absolute value of the steering torque Ts so that the correction coefficient Ktdp based on the steering torque decreases as the absolute value of the steering torque Ts increases. Based on the correction coefficient Ktdp, the damping control torque Tdp is calculated in step 80 as the product of the vehicle speed coefficient Kvdp, the correction coefficient Ktdp, and the basic damping control torque Tdp ′.
ステップ90に於いては基本アシストトルクTab及びダンピング制御トルクTdpの和として目標アシストトルクTaが演算され、ステップ100に於いては目標アシストトルクTaに対応する制御信号が電動機22へ出力され、これにより運転者に必要な操舵力を軽減する操舵アシストトルク制御が実行される。
In
かくして図示の実施例によれば、ステップ20〜40に於いて操舵トルクTsの大きさが大きいほど大きさが大きくなり且つ車速Vが高いほど大きさが小さくなるよう、操舵トルクTs及び車速Vに基づき基本アシストトルクTabが演算され、ステップ50〜80に於いて操舵角速度θd、車速V、操舵トルクTsに基づきステアリングホイール14の直進位置への収束性を向上させるためのダンピング制御トルクTdpが演算され、ステップ90及び100に於いて基本アシストトルクTab及びダンピング制御トルクTdpの和である目標アシストトルクTaに基づき電動式パワーステアリング装置16によるアシストトルクが制御される。
Thus, according to the illustrated embodiment, in
この場合ダンピング制御トルクTdpはステップ60に於いて演算される車速係数Kvdpとステップ70に於いて演算される補正係数Ktdpとステップ50に於いて演算される基本ダンピング制御トルクTdp′との積として演算され、補正係数Ktdpは操舵トルクTsの大きさが大きいほど小さくなるよう演算されるので、ステアリングホイール14の手放し時や運転者により軽く操舵される際には十分なダンピング制御トルクを発生させ、これによりステアリングホイール14を効果的に車輌の直進位置へ収束させると共に、ステアリングホイール14のふらつきを効果的に防止することができ、また運転者により比較的速い操舵が行われる場合に操舵トルクTsの大きさが大きくなるとダンピング制御トルクの大きさが小さくされ、これにより運転者がステアリングホイール14の引っ掛かり感を感じることを効果的に防止することができる。
In this case, the damping control torque Tdp is calculated as the product of the vehicle speed coefficient Kvdp calculated in step 60, the correction coefficient Ktdp calculated in step 70, and the basic damping control torque Tdp 'calculated in step 50. Since the correction coefficient Ktdp is calculated so as to decrease as the steering torque Ts increases, a sufficient damping control torque is generated when the
特に図示の実施例によれば、車速係数Kvdpは車速Vが高いほど大きくなるよう演算されるので、車輌の中高速走行時に於けるステアリングホイール14の収束性を効果的に向上させ、ステアリングホイールのふらつきを効果的に低減することができると共に、運転者の操舵負担が大きくなる車輌の低速走行時に運転者がステアリングホイール14の引っ掛かり感を感じることを効果的に防止することができる。
In particular, according to the illustrated embodiment, the vehicle speed coefficient Kvdp is calculated so as to increase as the vehicle speed V increases, so that it is possible to effectively improve the convergence of the
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。 Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
例えば上述の実施例に於いては、車速係数Kvdpは車速Vが非常に小さいときには0に演算されるようになっているが、例えば図6に於いて破線にて示されている如く車速Vが非常に小さいときにも0よりも大きい値に演算されてもよく、また図6に於いて一点鎖線にて示されている如く車速Vが0のときにも0よりも大きい値に演算され、これにより車輌の停止時に於けるステアリングホイール14の収束性が向上されるよう修正されてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the vehicle speed coefficient Kvdp is calculated to be 0 when the vehicle speed V is very low. For example, as shown by the broken line in FIG. Even when it is very small, it may be calculated to a value greater than 0. Also, as indicated by the one-dot chain line in FIG. This may be modified to improve the convergence of the
また上述の実施例に於いては、補正係数Ktdpは操舵トルクTsの大きさが非常に大きいときにも0にならないようになっているが、例えば図7に於いて破線にて示されている如く操舵トルクTsの大きさが非常に大きいときに0になるよう修正されてもよい。 In the above-described embodiment, the correction coefficient Ktdp does not become zero even when the steering torque Ts is very large. For example, the correction coefficient Ktdp is indicated by a broken line in FIG. Thus, the steering torque Ts may be corrected to be 0 when the magnitude of the steering torque Ts is very large.
また上述の実施例に於いては、ステップ50に於いて操舵角速度θdに基き図5に示されたグラフに対応するマップより基本ダンピング制御トルクTdp′が演算され、ステップ60に於いて車速Vに基づき図6に示されたグラフに対応するマップより車速係数Kvdpが演算され、ステップ70に於いて操舵トルクTsの絶対値に基き図7に示されたグラフに対応するマップより操舵トルクに基づく補正係数Ktdpが演算され、ステップ80に於いて車速係数Kvdpと補正係数Ktdpと基本ダンピング制御トルクTdp′との積としてダンピング制御トルクTdpが演算されるようになっているが、ダンピング制御トルクTdpは操舵角速度θd、車速V、操舵トルクTsを変数とする関数により演算されるよう修正されてもよい。 In the above embodiment, the basic damping control torque Tdp ′ is calculated from the map corresponding to the graph shown in FIG. 5 based on the steering angular velocity θd in step 50, and the vehicle speed V is determined in step 60. On the basis of the map corresponding to the graph shown in FIG. 6, the vehicle speed coefficient Kvdp is calculated, and in step 70, the correction based on the steering torque is made based on the absolute value of the steering torque Ts based on the map corresponding to the graph shown in FIG. The coefficient Ktdp is calculated, and in step 80, the damping control torque Tdp is calculated as the product of the vehicle speed coefficient Kvdp, the correction coefficient Ktdp, and the basic damping control torque Tdp '. It may be modified to be calculated by a function having the angular velocity θd, the vehicle speed V, and the steering torque Ts as variables.
更に上述の実施例に於いては、車輌は後輪駆動車であるが、本発明が適用される車輌は前輪駆動車や四輪駆動車であってもよく、また操舵アシストトルクを任意に制御し得る限り電動式パワーステアリング装置は当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。 Further, in the above-described embodiment, the vehicle is a rear wheel drive vehicle, but the vehicle to which the present invention is applied may be a front wheel drive vehicle or a four wheel drive vehicle, and the steering assist torque is arbitrarily controlled. As far as possible, the electric power steering device may be of any construction known in the art.
14 ステアリングホイール
16 電動式パワーステアリング装置
20 電子制御装置
30 制動装置
40 電子制御装置
44 操舵角センサ
46 トルクセンサ
48 車速センサ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003296996A JP2005067290A (en) | 2003-08-21 | 2003-08-21 | Control device for electric power steering device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010111253A (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Omron Corp | Electric power steering control device |
JP2010111254A (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Omron Corp | Electric power steering control device |
-
2003
- 2003-08-21 JP JP2003296996A patent/JP2005067290A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010111253A (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Omron Corp | Electric power steering control device |
JP2010111254A (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Omron Corp | Electric power steering control device |
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