JP2006327389A - Vehicular steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用操舵装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus.
近年、車速やヨーレイト等の車両状態量と車両の運動状態との関係をモデル化した車両モデル(車両運動モデル)に基づいて、車両のステアリング特性(ステア特性)を判定し、そのステア特性に応じて車両のヨーモーメントを制御する操舵制御システムが提案されている。 In recent years, based on a vehicle model (vehicle motion model) that models the relationship between the vehicle state quantity such as vehicle speed and yaw rate and the vehicle motion state, the vehicle steering characteristic (steer characteristic) is determined, and according to the steering characteristic A steering control system for controlling the yaw moment of the vehicle has been proposed.
例えば、特許文献1に記載の車両用操舵装置は、判定されたステア特性がオーバーステアである場合に、運転者がカウンタステアを行っているか否かを判定し(カウンタステア判定)、カウンタステアを行っている場合には、操舵系に付与するアシスト力を強め、カウンタステアを行っていない場合には、そのアシスト力を弱めるように制御する。そして、これにより、運転者がカウンタステアを行っている場合には、そのカウンタステアをより容易に、またカウンタステアを行っていない場合には、そのカウンタステアを誘導して、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになっている。
しかしながら、上記従来の構成では、ステアリングに印加される操舵トルクの方向に基づいて上記カウンタステア判定を行うため、一般に広く用いられる油圧パワーステアリング装置等では、その操舵トルクを電気的に検出可能なトルクセンサを新たに付加する必要がある。このため、その構成が複雑になるとともに、製造コストの上昇を招くという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。 However, in the above-described conventional configuration, the counter steer determination is performed based on the direction of the steering torque applied to the steering. Therefore, in a generally widely used hydraulic power steering apparatus or the like, the steering torque can be detected electrically. It is necessary to add a new sensor. For this reason, there is a problem that the configuration becomes complicated and the manufacturing cost increases, and in this respect, there is still room for improvement.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成にて、より容易且つ速やかにカウンタステアを行うことのできる車両用操舵装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can perform counter-steer more easily and quickly with a simple configuration. is there.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト力付与手段と、前記アシスト力付与手段の発生するアシスト力を制御する制御手段と、車両のステア特性を判定するステア特性判定手段と、運転者によるカウンタステアの有無を推定する推定手段とを備え、前記制御手段は、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われている場合には前記アシスト力を強くし、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われていない場合には前記アシスト力を弱めるように制御する車両用操舵装置であって、ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第2の舵角を上乗せすることによりステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置の作動を制御する第2の制御手段とを備え、前記第2の制御手段は、前記ステア特性がオーバーステアである場合には、前記車両のヨーモーメントの方向と逆方向に前記転舵輪の舵角を変化させるべく前記伝達比可変装置を制御し、前記推定手段は、前記ステアリングの舵角の変化方向と前記オーバーステアである場合の前記転舵輪の第2の舵角の制御目標成分の変化方向とが同一であり、且つ操舵速度の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記カウンタステアが行われていると推定すること、を要旨とする。
In order to solve the above problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト力付与手段と、前記アシスト力付与手段の発生するアシスト力を制御する制御手段と、車両のステア特性を判定するステア特性判定手段と、運転者によるカウンタステアの有無を推定する推定手段とを備え、前記制御手段は、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われている場合には前記アシスト力を強くし、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われていない場合には前記アシスト力を弱めるように制御する車両用操舵装置であって、前記車両のスリップ角を検出するスリップ角検出手段を備え、前記推定手段は、前記ステアリングの舵角の変化方向と前記スリップ角の変化方向とが同一であり、且つ操舵速度の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記カウンタステアが行われていると推定すること、を要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an assist force applying means for applying an assist force for assisting a steering operation to a steering system, a control means for controlling an assist force generated by the assist force applying means, and a vehicle steering system. A steering characteristic determination unit that determines a characteristic; and an estimation unit that estimates the presence or absence of a counter steer by a driver, wherein the control unit has an oversteer and the counter steer is performed. Is a vehicle steering device that controls to increase the assist force, the steer characteristic is oversteer, and to weaken the assist force when the counter steer is not performed. Slip angle detecting means for detecting a slip angle, and the estimating means includes a change direction of the steering angle of the steering and the slip angle. Of direction are the same, and if the absolute value of the steering speed is greater than a predetermined value, it is estimated that the countersteering is being performed, and the gist.
上記各構成によれば、操舵トルクを電気的に検出可能なトルクセンサ等を用いることなく、簡素な構成にて、運転者によるカウンタステアの有無を推定することが可能になり、通常の油圧式パワーステアリング装置を採用するものにおいても、運転者によるカウンタステアの有無に応じたアシスト力の制御を行うことができる。その結果、運転者がカウンタステアを行っている場合には、そのカウンタステアをより容易に、またカウンタステアを行っていない場合には、そのカウンタステアを誘導して、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。 According to each of the above configurations, it is possible to estimate the presence or absence of counter-steer by a driver with a simple configuration without using a torque sensor or the like that can electrically detect steering torque. Even in the case of adopting the power steering device, it is possible to control the assisting force according to the presence or absence of the counter steer by the driver. As a result, when the driver is performing the counter steer, the counter steer is more easily performed. When the driver is not performing the counter steer, the counter steer is guided to quickly stabilize the vehicle posture. Can be planned.
請求項3に記載の発明は、前記制御手段は、前記オーバーステアの解消後、所定時間を経過するまで前記アシスト力を強めるように前記制御すること、を要旨とする。
上記構成によれば、オーバーステア解消後、そのステア特性が、オーバーステアから再びオーバーステアへと連続的に変化するような場合であっても、その操舵トルクの変動を抑えて良好な操舵フィーリングを確保することができる。そして、アシスト力を強めたままとすることで、運転者による修正舵を容易なものとして、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。
The gist of the invention described in claim 3 is that the control means performs the control to increase the assist force until a predetermined time elapses after the oversteer is eliminated.
According to the above configuration, even after the oversteer is resolved, even if the steering characteristic continuously changes from oversteer to oversteer, the steering torque fluctuation is suppressed and good steering feeling is achieved. Can be secured. By keeping the assist force strengthened, it becomes possible to easily stabilize the vehicle posture by making the correction rudder by the driver easy.
本発明によれば、簡素な構成にて、より容易且つ速やかにカウンタステアを行うことが可能な車両用操舵装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steering apparatus for vehicles which can perform counter steer more easily and rapidly with a simple structure can be provided.
以下、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置(ステアリング装置)に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態のステアリング装置1の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング(ハンドル)2が固定されたステアリングシャフト3は、ラック&ピニオン機構4を介してラック5に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラック&ピニオン機構4によりラック5の往復直線運動に変換される。そして、このラック5の往復直線運動により転舵輪6の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更される。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a vehicle steering apparatus (steering apparatus) including a gear ratio variable system will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
本実施形態のステアリング装置1は、ステアリング2の舵角(操舵角)に対する転舵輪6の伝達比(ギヤ比)を可変させる伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ7と、該ギヤ比可変アクチュエータ7の作動を制御するIFSECU8とを備えている。
The
詳述すると、ステアリングシャフト3は、ステアリング2が連結された第1シャフト9とラック&ピニオン機構4に連結される第2シャフト10とからなり、ギヤ比可変アクチュエータ7は、第1シャフト9及び第2シャフト10を連結する差動機構11と、該差動機構11を駆動するモータ12とを備えている。そして、ギヤ比可変アクチュエータ7は、ステアリング操作に伴う第1シャフト9の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第2シャフト10に伝達することにより、ラック&ピニオン機構4に入力されるステアリングシャフト3の回転を増速(又は減速)する。
More specifically, the steering shaft 3 includes a first shaft 9 to which the
つまり、図2及び図3に示すように、ギヤ比可変アクチュエータ7は、ステアリング操作に基づく転舵輪6の舵角(ステア転舵角θts)にモータ駆動に基づく転舵輪の舵角(ACT角θta)を上乗せすることにより、操舵角θsに対する転舵輪6の転舵角θtの比率、即ち伝達比(ギヤ比)を可変させる。そして、IFSECU8は、モータ12に対する駆動電力の供給を通じてギヤ比可変アクチュエータ7の制御を制御し、これにより操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比(ギヤ比)を制御する(ギヤ比可変制御)。
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the gear ratio variable actuator 7 has the steered angle (ACT angle θta) of the steered wheels based on the motor drive to the steered angle (steer steered angle θts) of the steered
尚、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する転舵角θtのギヤ比」をオーバーオールギヤ比(操舵角θs/転舵角θt)で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる(転舵角θt大、図2参照)。そして、逆方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる(転舵角θt小、図3参照)。そして、本実施形態では、ステア転舵角θtsが第1の舵角を構成し、ACT角θtaが第2の舵角を構成する。 In this case, “addition” is defined to include not only addition but also subtraction, and so on. Further, when the “gear ratio of the steering angle θt to the steering angle θs” is expressed as an overall gear ratio (steering angle θs / steering angle θt), the ACT angle θta in the same direction as the steering angle θts should be added. Thus, the overall gear ratio becomes small (large turning angle θt, see FIG. 2). Then, the overall gear ratio is increased by adding the ACT angle θta in the reverse direction (small turning angle θt, see FIG. 3). In this embodiment, the steer turning angle θts constitutes the first rudder angle, and the ACT angle θta constitutes the second rudder angle.
また、図1に示すように、ステアリング装置1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト力付与手段としてのパワーステアリング装置14と、該パワーステアリング装置14の発生するアシスト力を制御する制御手段としてのPPSECU15とを備えている。尚、本実施形態では、上記IFSECUが第2の制御手段を構成する。
As shown in FIG. 1, the
詳述すると、本実施形態のパワーステアリング装置14は、流量制御用ソレノイドバルブ付きの油圧式パワーステアリング装置であり、油圧ポンプ16から圧送されたフルードは、ステアリングシャフト3の基端部にトーションバー(図示略)と一体に設けられたロータリーバルブ17を経由し、ラック5に設けられたパワーシリンダ(図示略)へと流入する。そして、流量制御弁であるソレノイドバルブ18(図4参照)は、そのロータリーバルブ17とパワーシリンダとの間の油圧経路に設けられている。即ち、パワーステアリング装置14は、パワーシリンダに流入したフルードの油圧によってそのステアリング操作に応じた方向にラック5を押圧することで操舵系にアシスト力を付与する。そして、PPSECU15は、ソレノイドバルブ18に対する電流供給を通じて、その開度、即ちパワーシリンダに流入するフルードの流量制御を行うことにより、パワーステアリング装置14の発生するアシスト力を制御するようになっている(パワーアシスト制御)。
More specifically, the
本実施形態では、上記のギヤ比可変アクチュエータ7を制御するIFSECU8、及びパワーステアリング装置14を制御するPPSECU15は、車内ネットワーク(CAN:Controller Area Network)23を介して接続されており、該車内ネットワーク23には、車両状態量を検出するための複数のセンサが接続されている。具体的には、車内ネットワーク23には、操舵角センサ24、車速センサ25及びヨーレイトセンサ26が接続されており、上記各センサにより検出される複数の車両状態量、即ち操舵角θs、転舵角θt、車速V、及びヨーレイトRyは、車内ネットワーク23を介してIFSECU8及びPPSECU15に入力される。尚、本実施形態では、転舵角θtは、操舵角θsにラック&ピニオン機構4のベースギヤ比を乗じた値、即ちステア転舵角θtsにACT角θtaを加算することにより求められる。また、IFSECU8及びPPSECU15は、車内ネットワーク23を介した相互通信により、制御信号の送受信を行う。そして、IFSECU8及びPPSECU15は、車内ネットワーク23を介して入力された上記各車両状態量及び制御信号に基づいて、上記のギヤ比可変制御及びパワーアシスト制御を統合的に実行する。
In the present embodiment, the IFSECU 8 that controls the gear ratio variable actuator 7 and the PPSECU 15 that controls the
次に、本実施形態のステアリング装置の電気的構成及び制御態様について説明する。
図4は、本実施形態のステアリング装置1の制御ブロック図である。同図に示すように、IFSECU8は、モータ制御信号を出力するマイコン33と、モータ制御信号に基づいてモータ12に駆動電力を供給する駆動回路34とを備えている。尚、本実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ7の駆動源であるモータ12は、ブラシレスモータであり、駆動回路34は入力されるモータ制御信号に基づいてモータ12に三相(U,V,W)の駆動電力を供給する。また、以下に示す各制御ブロックは、マイコン33(43)が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。
Next, the electrical configuration and control mode of the steering apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a control block diagram of the
マイコン33は、IFS制御演算部35、ギヤ比可変制御演算部36、LeadSteer制御演算部37を備え、これら各制御演算部は、それぞれ入力される車両状態量に基づいてACT角θtaの制御目標成分(及び制御信号)を演算する。
The
詳述すると、IFS制御演算部35には、操舵角θs、転舵角θt、車速V、及びヨーレイトRyが入力される。そして、IFS制御演算部35は、これらの車両状態量に基づいて、所謂アクティブステア機能、即ち車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御するためのACT角θtaの制御目標成分の演算、並びに関連する制御信号の演算を行う。具体的には、IFS制御演算部35は、アクティブステア機能を実現するためのACT角θtaの制御目標成分としてIFS_ACT指令角θifs*を演算する。そして、制御信号として車両のステア特性を示すOS/US特性値Val_stの演算を行う(IFS制御演算)。
Specifically, the steering angle θs, the turning angle θt, the vehicle speed V, and the yaw rate Ry are input to the IFS
ここで、ヨー方向の車両姿勢は「ステア特性(ステアリング特性)」として表現される。ステア特性とは、運転者がステアリング操作を行ったときに、運転者の想定する車両旋回速度と実際の車両旋回速度との差異についての特性である。そして、想定する車両旋回速度よりも実際の車両旋回速度が大きい場合をオーバーステア(OS)、小さい場合をアンダーステア(US)、その差異がない場合をニュートラルステア(NS)という。そして、この「運転者の想定する車両旋回速度」は、車両モデルでは目標ヨーレイトに置き換えることができ、車両が定常旋回状態にあり、そのステア特性がニュートラルステアである場合には、その旋回方向を車両進行方向と言い換えることもできる。 Here, the vehicle posture in the yaw direction is expressed as “steer characteristic (steering characteristic)”. The steer characteristic is a characteristic regarding a difference between a vehicle turning speed assumed by the driver and an actual vehicle turning speed when the driver performs a steering operation. The case where the actual vehicle turning speed is larger than the assumed vehicle turning speed is referred to as oversteer (OS), the case where the actual vehicle turning speed is small is referred to as understeer (US), and the case where there is no difference is referred to as neutral steer (NS). This “vehicle turning speed assumed by the driver” can be replaced with the target yaw rate in the vehicle model. When the vehicle is in a steady turning state and the steering characteristic is neutral steering, the turning direction is changed. In other words, the vehicle traveling direction.
本実施形態では、IFS制御演算部35は、ステア特性がアンダーステアである場合に、転舵輪6の切れ角を小さくするための、またステア特性がオーバーステアである場合に、転舵輪6にヨーモーメントの方向と逆方向の舵角(カウンタステア)を与えるためのACT角θtaの制御目標成分としてIFS_ACT指令角θifs*を演算する。
In the present embodiment, the IFS
具体的には、図5のフローチャートに示すように、IFS制御演算部35は、先ず、転舵角θt及び車速Vに基づいて車両モデル演算を行い、車両のヨーモーメントに関連する車両状態量の目標値としての目標ヨーレイトRy0を演算する(ステップ101)。尚、この車両モデルに基づき転舵角θt及び車速Vから目標ヨーレイトRy0を演算する方法については、例えば、特開2002−254964号公報等を参考されたい。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 5, the IFS
続いて、IFS制御演算部35は、上記ステップ101において演算された目標ヨーレイトRy0、検出されたヨーレイトRy、並びに操舵角θs及び車速Vに基づいて、車両のステア特性、即ち、車両がオーバーステア、アンダーステア、又はニュートラルステアの何れの状態にあるかを演算(判定)する(ステア特性演算、ステップ102)。そして、その判定結果を示すアナログ信号としてOS/US特性値Val_stを出力する。尚、本実施形態では、OS/US特性値Val_stは次式、Val_st=(L×Ry/V−θt)×Ry、L:ホイールベース、により求められる。
Subsequently, the IFS
次に、IFS制御演算部35は、上記ステップ101において演算された目標ヨーレイトRy0に実際のヨーレイトRyを追従させるべくフィードバック演算を行う。そして、そのフィードバック演算に基づいて、ステア特性がオーバーステアである場合のACT角θtaの制御目標成分、即ちヨーモーメントと逆方向の舵角(カウンタステア)を発生させるための制御目標成分として、OS制御時ACT指令角θos*を演算する(OS制御演算、ステップ103)。また、IFS制御演算部35は、操舵角θs及び操舵速度ωs、並びに上記ステップ102において演算されたOS/US特性値Val_stに基づいて、ステア特性がアンダーステアである場合、即ち転舵輪6の切れ角を小さくするためのACT角θtaの制御目標成分としてUS制御時ACT指令角θus*を演算する(US制御演算、ステップ104)。
Next, the IFS
そして、IFS制御演算部35は、OS/US特性値Val_stがオーバーステアを示すものである場合には、上記OS制御時ACT指令角θos*を、アンダーステアを示すものである場合には、上記US制御時ACT指令角θus*をIFS_ACT指令角θifs*として出力する(IFS_ACT指令角演算、ステップ105)。
When the OS / US characteristic value Val_st indicates oversteer, the IFS
尚、IFS制御演算部35は、本実施形態では、OS/US特性値Val_stがニュートラルステアであることを示すものである場合には、その出力するIFS_ACT指令角θifs*を「0」とする。そして、OS/US特性値Val_stは、車内ネットワーク23を介してPPSECU15に送信される。また、本実施形態では、上記OS制御演算(図5参照、ステップ103)において演算されたOS制御時ACT指令角θos*も同様にPPSECU15へと送信される。そして、これらOS/US特性値Val_st及びOS制御時ACT指令角θos*は、PPSECU15によるパワーアシスト制御に用いられる(図4参照)。
In this embodiment, when the OS / US characteristic value Val_st indicates neutral steering, the IFS
また、図4に示すように、ギヤ比可変制御演算部36には、操舵角θs及び車速Vが入力される。そして、ギヤ比可変制御演算部36は、これらの車両状態量(及び制御信号)に基づいて、車速Vに応じてギヤ比を可変させるための制御目標成分としてギヤ比可変ACT指令角θgr*を演算する(ギヤ比可変制御演算)。
Further, as shown in FIG. 4, the steering angle θs and the vehicle speed V are input to the gear ratio variable
LeadSteer制御演算部37には、車速V及び操舵速度ωsが入力される。尚、操舵速度ωsは、操舵角θsを微分することにより演算される(以下同様)。そして、LeadSteer制御演算部37は、これら車速V及び操舵速度ωsに基づいて操舵速度に応じて、車両の応答性を向上させるための制御目標成分としてLS_ACT指令角θls*を演算する(LeadSteer制御演算)。
The vehicle speed V and the steering speed ωs are input to the lead steer
IFS制御演算部35、ギヤ比可変制御演算部36及びLeadSteer制御演算部37は、上記各演算により演算された各制御目標成分、即ちIFS_ACT指令角θifs*、ギヤ比可変ACT指令角θgr*、及びLS_ACT指令角θls*を加算器38に出力する。そして、この加算器38において、これらIFS_ACT指令角θifs*、ギヤ比可変ACT指令角θgr*、及びLS_ACT指令角θls*が重畳されることによりACT角θtaの制御目標であるACT指令角θta*が演算される。
The IFS
加算器38にて演算されたACT指令角θta*は、モータ12に設けられた回転角センサ39により検出されたACT角θtaとともに、位置制御演算部40に入力され、位置制御演算部40は、入力されたACT指令角θta*及びACT角θtaに基づくフィードバック演算により電流指令εを演算し、その電流指令εをモータ制御信号出力部42に入力する。そして、モータ制御信号出力部42が、その電流指令εに基づくモータ制御信号を生成し、駆動回路34が入力されたモータ制御信号に基づく駆動電力をギヤ比可変アクチュエータ7のモータ12に供給することにより、同ギヤ比可変アクチュエータ7の作動が制御されるようになっている。
The ACT command angle θta * calculated by the
一方、PPSECU15は、ソレノイドバルブ18を駆動するための電流指令を出力するマイコン43と、その電流指令に基づいてソレノイドバルブ18に駆動電力を供給する駆動回路44とを備えている。
On the other hand, the
本実施形態では、マイコン43は、パワーステアリング装置14が発生するアシスト力のベースとなる制御目標成分として基本アシスト電流指令Ias*を演算する基本アシスト力演算部45に加え、車両のステア特性並びに運転者によるカウンタステアの有無に応じて上記基本アシスト電流指令Ias*を補正するための補正電流指令Icom*を演算するアシスト力補正演算部46を備えている。
In the present embodiment, the
詳述すると、本実施形態では、基本アシスト力演算部45には、車速Vが入力されるようになっており、基本アシスト力演算部45は、その車速Vが速いほど小さな基本アシスト電流指令Ias*を出力する(基本アシスト力演算)。 More specifically, in the present embodiment, the vehicle speed V is input to the basic assist force calculation unit 45, and the basic assist force calculation unit 45 decreases the basic assist current command Ias as the vehicle speed V increases. * Is output (basic assist force calculation).
一方、アシスト力補正演算部46は、ステア特性がオーバーステアである場合の補正成分を演算するOS補正演算部47と、ステア特性がアンダーステアである場合の補正成分を演算するUS補正演算部48とを備えている。
On the other hand, the assist force
OS補正演算部47は、運転者がカウンタステアを行っている場合の補正成分としてOS時カウンタ補正電流指令Ios_c*を演算するOSカウンタ補正演算部49と、カウンタステアを行っていない場合の補正成分としてOS時非カウンタ補正電流指令Ios_nc*を演算するOS非カウンタ補正演算部50とを備えている。本実施形態では、OSカウンタ補正演算部49には、転舵角速度ωt(転舵角θtの微分値)が入力され、OSカウンタ補正演算部49は、その転舵角速度ωtが速いほど上記基本アシスト電流指令Ias*を大きくする、即ちパワーステアリング装置14の発生するアシスト力を強めるようなOS時カウンタ補正電流指令Ios*_cを演算する(OSカウンタ補正演算)。また、OS非カウンタ補正演算部50には、IFSECU8(マイコン33)の出力するOS/US特性値Val_stが入力され、OS非カウンタ補正演算部50は、OS/US特性値Val_stの示す値がより強いオーバーステア傾向を示すほど上記基本アシスト電流指令Ias*を小さくする、即ちパワーステアリング装置14の発生するアシスト力を弱めるようなOS時非カウンタ補正電流指令Ios*_ncを演算する(OS非カウンタ補正演算)。そして、US補正演算部48には、OS/US特性値Val_stが入力され、US補正演算部48は、OS/US特性値Val_stの示す値がより強いアンダーステア傾向を示すほど上記基本アシスト電流指令Ias*を小さくする、即ちパワーステアリング装置14の発生するアシスト力を弱めるようなUS時補正電流指令Ius*を演算する(US補正演算)。
The OS
本実施形態では、OS補正演算部47において演算されたOS時カウンタ補正電流指令Ios_c*及びOS時非カウンタ補正電流指令Ios*_nc、並びにUS補正演算部48において演算されたUS時補正電流指令Ius*は、OS/US特性値Val_st及びOS制御時ACT指令角θos*の変更速度、即ちOS指令角速度ωos*とともに、アシスト補正演算部51に入力される。尚、本実施形態では、OS指令角速度ωos*は、OS制御時ACT指令角θos*を微分することにより演算される。そして、アシスト補正演算部51は、その入力されたOS/US特性値Val_st及びOS指令角速度ωos*に基づき推定される車両のステア特性並びに運転者によるカウンタステアの有無に応じて、上記各補正演算部により演算されたOS時カウンタ補正電流指令Ios_c*、OS時非カウンタ補正電流指令Ios*_nc、及びUS時補正電流指令Ius*の何れか(又は0)を補正電流指令Icom*として出力するようになっている(アシスト補正演算)。
In the present embodiment, the OS correction counter command Ios_c * and the OS non-counter correction current command Ios * _nc calculated by the OS
基本アシスト力演算部45の出力する基本アシスト電流指令Ias*、及びアシスト力補正演算部46の出力する補正電流指令Icom*は、加算器52に入力される。そして、マイコン43は、この加算器52において基本アシスト電流指令Ias*に補正電流指令Icom*を重畳した値を電流指令として駆動回路44に出力するようになっている。
The basic assist current command Ias * output from the basic assist force calculation unit 45 and the correction current command Icom * output from the assist force
即ち、図6のフローチャートに示すように、マイコン43は、先ず基本アシスト演算を実行することにより基本アシスト電流指令Ias*を演算し(ステップ201)、続いてOSカウンタ補正演算(ステップ202)、OS非カウンタ補正演算(ステップ203)、及びUS補正演算(ステップ204)を実行する。次に、マイコン43は、アシスト補正演算を実行することにより、上記ステップ201〜ステップ203の各補正演算において演算された各補正電流指令(Ios_c*,Ios_nc*,Ius*)のうち、OS/US特性値Val_st及びOS指令角速度ωos*に基づき推定される車両のステア特性並びに運転者によるカウンタステアの有無に応じたものを補正電流指令Icom*として決定(演算)する(ステップ205)。そして、マイコン43は、上記ステップ201において演算された基本アシスト電流指令Ias*にステップ205において演算された補正電流指令Icom*を重畳した値を電流指令として駆動回路44に出力する(ステップ206)。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 6, the
次に、本実施形態のステアリング装置におけるパワーアシスト制御の態様、並びにカウンタステアの有無の推定方法について説明する。
本実施形態では、PPSECU15は、ステア特性がオーバーステアである場合において、運転者によるカウンタステアが行われている場合には、パワーステアリング装置14の発生するアシスト力を強め、カウンタステアが行われていない場合には、パワーステアリング装置14の発生するアシスト力を弱めるように制御する。そして、ステア特性がオーバーステアである場合のACT角θtaの制御目標成分であるOS制御時ACT指令角θos*の変化方向、即ちOS指令角速度ωos*の符号(+/−)と操舵角θsの変化方向、即ち操舵速度ωsの符号が同一であり、且つ操舵速度ωsの絶対値が所定値αよりも大きい場合に、運転者によるカウンタステアが行われていると推定する。
Next, an aspect of power assist control in the steering device of the present embodiment and a method for estimating the presence or absence of counter steer will be described.
In the present embodiment, the
詳述すると、図7のフローチャートに示すように、アシスト補正演算部51は、先ずOS/US特性値Val_stがオーバーステア(OS)を示すものであるか否かを判定し(ステップ301)、オーバーステアでない場合(ステップ301:NO)には、続いて一周期前のサンプリング時にステップ301においてオーバーステアであると判定したか否かを判定する(前回OS?、ステップ302)。そして、前回OSと判定した場合(ステップ302:YES)には、オーバーステア解消からの経過時間tを計測するためのタイマをクリアし(t=0、ステップ303)、前回OSではないと判定した場合(ステップ302:NO)には、上記タイマをインクリメントする(t=t+1、ステップ304)。
More specifically, as shown in the flowchart of FIG. 7, the assist
上記ステップ303においてタイマをクリアし、又は上記ステップ304においてタイマをインクリメントすると、次に、アシスト補正演算部51は、OS/US特性値Val_stがアンダーステア(US)を示すものであるか否かを判定する(ステップ305)。そして、アンダーステアである場合(ステップ305:YES)には、パワーステアリング装置14の発生するアシスト力を弱めるべくUS時補正電流指令Ius*を補正電流指令Icom*として出力し(US補正:Icom*=Ius*、ステップ306)、ニュートラルステアである場合(ステップ305:NO)には、補正電流指令Icom*を「0」とする(補正なし:Icom*=0、ステップ307)。
After clearing the timer in
一方、上記ステップ301において、オーバーステアであると判定した場合(ステップ301:YES)には、アシスト補正演算部51は、次に、オーバーステア解消からの経過時間tが所定時間t0を経過したか否かを判定する(ステップ308)。そして、所定時間t0を経過している場合(t≧t0、ステップ308:YES)には、運転者によるカウンタステアが行われているか否かを推定する(ステップ309,310)。
On the other hand, if it is determined in
具体的には、先ずOS指令角速度ωos*の符号(+/−)と操舵速度ωsの符号が同一、即ちOS制御時ACT指令角θos*の変化方向と操舵角θsの変化方向が同一であるか否かを判定し(ステップ309)、同一である場合(ステップ309:YES)には、続いて操舵速度ωsの絶対値が所定値αよりも大きいか否かを判定する(ステップ310)。そして、操舵速度ωsの絶対値が所定値αよりも大きい場合(|ωs|>α、ステップ310:YES)には、運転者によるカウンタステアが行われていると推定し、パワーステアリング装置14の発生するアシスト力を強めるべくOS時カウンタ補正電流指令Ios_c*を補正電流指令Icom*として出力する(OSカウンタ補正:Icom*=Ios_c*、ステップ311)。そして、上記ステップ309においてOS指令角速度ωos*の符号(+/−)と操舵速度ωsの符号が同一ではないと判定した場合(ステップ309:NO)、又は上記ステップ310において操舵速度ωsの絶対値が所定値α以下であると判定した場合(|ωs|≦α、ステップ310:NO)には、運転者によるカウンタステアが行われていないと推定し、パワーステアリング装置14の発生するアシスト力を弱めるべくOS時非カウンタ補正電流指令Ios_nc*を補正電流指令Icom*として出力する(OS非カウンタ補正:Icom*=Ios_nc*、ステップ312)。
Specifically, first, the sign (+/-) of the OS command angular velocity ωos * and the sign of the steering speed ωs are the same, that is, the change direction of the ACT command angle θos * during OS control is the same as the change direction of the steering angle θs. (Step 309), if they are the same (step 309: YES), it is subsequently determined whether or not the absolute value of the steering speed ωs is larger than a predetermined value α (step 310). If the absolute value of the steering speed ωs is larger than the predetermined value α (| ωs |> α, step 310: YES), it is estimated that the counter-steer is being performed by the driver, and the
また、本実施形態では、上記ステップ308において、オーバーステア解消からの経過時間tが所定時間t0を経過していないと判定した場合(t<t0、ステップ308:NO)には、アシスト補正演算部51は、上記ステップ309,310の処理を実行しない。そして、運転者によるカウンタステアの有無の推定を行うことなく、ステップ311を実行し、OS時カウンタ補正電流指令Ios_c*を補正電流指令Icom*として出力する。
In the present embodiment, when it is determined in
このように、アシスト補正演算部51(マイコン43)は、定時割り込み毎に上記ステップ301〜ステップ312の各処理を実行することによりアシスト補正演算を行う。これにより、操舵トルクを電気的に検出可能なトルクセンサ等を用いることなく、簡素な構成にて、運転者によるカウンタステアの有無を推定することが可能になり、通常の油圧式パワーステアリング装置を採用するものにおいても、運転者によるカウンタステアの有無に応じたアシスト力の制御を行うことができる。その結果、運転者がカウンタステアを行っている場合には、そのカウンタステアをより容易に、またカウンタステアを行っていない場合には、そのカウンタステアを誘導して、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。
As described above, the assist correction calculation unit 51 (microcomputer 43) performs the assist correction calculation by executing the processes in
また、オーバーステア解消からの経過時間tが所定時間t0を経過するまでは、そのステア特性の変化に関わらず、パワーステアリング装置14の発生するアシスト力を強めるように制御することで、オーバーステア解消後、そのステア特性が、オーバーステアから再びオーバーステアへと連続的に変化するような場合であっても、その操舵トルクの変動を抑えて良好な操舵フィーリングを確保することができる。そして、アシスト力を強めたままとすることで、運転者による修正舵を容易なものとすることができる。
Further, until the elapsed time t from the oversteer elimination exceeds the predetermined time t0, the oversteer can be eliminated by controlling the assist force generated by the
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を、伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ7を備え、そのACT角θtaを変更することにより、車両のヨーモーメントを制御すべく転舵角θtを制御する、所謂アクティブステア機能を有するステアリング装置1に具体化した。しかし、これに限らず、ステア特性の判定が可能なステア特性判定手段としての機能を有するものであれば、このようなアクティブステア機能を有しないパワーステアリング装置に具体化してもよい。その場合、運転者によるカウンタステアの有無の推定(図7参照、ステップ309)には、OS指令角速度ωos*に代えて、車両のスリップ角の変化速度を用いる、即ちスリップ角速度の符号と操舵速度ωsの符号(操舵角θsの変化方向)が同一であるか否かを判定することにより行えばよい。そして、スリップ角検出手段には、ヨーレイトセンサ26及び横Gセンサを用い、それにより検出されるヨーレイトRy及び横方向加速度に基づいてスリップ角を検出する構成とすればよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the present invention includes the gear ratio variable actuator 7 as a transmission ratio variable device, and changes the ACT angle θta to control the turning angle θt to control the yaw moment of the vehicle. The present invention is embodied in a
・本実施形態では、推定手段を構成するOSカウンタ補正演算部49においては、転舵角速度ωt(転舵角θtの微分値)に基づいてOS時カウンタ補正電流指令Ios*_cを演算することとした。しかし、これに限らず、IFS_ACT指令角θifs*の微分値(IFS_ACT指令角速度)や目標転舵角速度(IFS_ACT指令角速度+操舵速度ωs)に基づいて演算することとしてもよい。
In the present embodiment, the OS counter
・また、OS時非カウンタ補正電流指令Ios*_nc及びUS時補正電流指令Ius*の演算には、OS/US特性値Val_stに代えて、OS制御時ACT指令角θos*又はOS指令角速度ωos*を用いてもよい。 In addition, in the calculation of the OS non-counter correction current command Ios * _nc and the US correction current command Ius *, the OS control ACT command angle θos * or the OS command angular velocity ωos * is used instead of the OS / US characteristic value Val_st. May be used.
・本実施形態では特に言及しなかったが、US補正演算及びOS非カウンタ補正演算におけるアシスト力補正プロフィール(図4参照)は、同一であっても異なるものであってもよい。 Although not specifically mentioned in the present embodiment, the assist force correction profiles (see FIG. 4) in the US correction calculation and the OS non-counter correction calculation may be the same or different.
1…ステアリング装置、2…ステアリング、6…転舵輪、7…ギヤ比可変アクチュエータ、8…IFSECU、12…モータ、14…パワーステアリング装置、15…PPSECU、33,43…マイコン、35…IFS制御演算部、45…基本アシスト力演算部、46…アシスト力補正演算部、47…OS補正演算部、48…US補正演算部、49…OSカウンタ補正演算部、50…OS非カウンタ補正演算部、51…アシスト補正演算部、θs…操舵角、ωs…操舵速度、α…所定値、θt…転舵角、ωt…転舵角速度、θts…ステア転舵角、θta…ACT角、θta*…ACT指令角、θos*…OS制御時ACT指令角、ωos*…OS指令角速度、Ias*…基本電流指令、Ios_c*…OS時カウンタ補正電流指令、Ios_nc*…OS時非カウンタ補正電流指令、Ius*…US時補正電流指令、Icom*…補正電流指令、Val_st…OS/US特性値、t…経過時間、t0…所定時間。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第2の舵角を上乗せすることによりステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置の作動を制御する第2の制御手段とを備え、前記第2の制御手段は、前記ステア特性がオーバーステアである場合には、前記車両のヨーモーメントの方向と逆方向に前記転舵輪の舵角を変化させるべく前記伝達比可変装置を制御し、
前記推定手段は、前記ステアリングの舵角の変化方向と前記オーバーステアである場合の前記転舵輪の第2の舵角の制御目標成分の変化方向とが同一であり、且つ操舵速度の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記カウンタステアが行われていると推定すること、を特徴とする車両用操舵装置。 An assist force applying means for applying an assist force for assisting a steering operation to the steering system; a control means for controlling an assist force generated by the assist force applying means; and a steer characteristic determining means for determining a steer characteristic of the vehicle; An estimation means for estimating the presence or absence of counter steer by the driver, and the control means strengthens the assist force when the steer characteristic is over steer and the counter steer is performed, When the steering characteristic is oversteer and the countersteer is not performed, the vehicle steering device controls the assist force to be weakened,
A transmission ratio between the steering angle of the steered wheel and the steered angle of the steered wheel by adding the second steered angle of the steered wheel based on the motor drive to the first steered angle of the steered wheel based on the steered angle of the steering And a second control means for controlling the operation of the transmission ratio variable apparatus, wherein the second control means is configured to control the vehicle when the steering characteristic is oversteer. Controlling the transmission ratio variable device to change the steering angle of the steered wheels in a direction opposite to the direction of the yaw moment of
The estimating means has the same direction of change of the steering angle of the steering wheel and the direction of change of the control target component of the second steering angle of the steered wheel in the case of the oversteer, and the absolute value of the steering speed is A vehicle steering apparatus characterized by estimating that the counter-steer is being performed when larger than a predetermined value.
前記車両のスリップ角を検出するスリップ角検出手段を備え、
前記推定手段は、前記ステアリングの舵角の変化方向と前記スリップ角の変化方向とが同一であり、且つ操舵速度の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記カウンタステアが行われていると推定すること、を特徴とする車両用操舵装置。 An assist force applying means for applying an assist force for assisting a steering operation to the steering system; a control means for controlling an assist force generated by the assist force applying means; and a steer characteristic determining means for determining a steer characteristic of the vehicle; An estimation means for estimating the presence or absence of counter steer by the driver, and the control means strengthens the assist force when the steer characteristic is over steer and the counter steer is performed, When the steering characteristic is oversteer and the countersteer is not performed, the vehicle steering device controls the assist force to be weakened,
Comprising slip angle detecting means for detecting the slip angle of the vehicle,
The estimating means performs the counter steer when the steering angle change direction of the steering and the slip angle change direction are the same and the absolute value of the steering speed is larger than a predetermined value. A vehicle steering apparatus characterized by estimating.
前記制御手段は、前記オーバーステアの解消後、所定時間を経過するまで前記アシスト力を強めるように前記制御すること、を特徴とする車両用操舵装置。 In the vehicle steering device according to claim 1 or 2,
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the control means performs the control to increase the assist force until a predetermined time elapses after the oversteer is eliminated.
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