JP2008094346A - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】運転者が意図しない車両の挙動の変化を小さくする。
【解決手段】ECUは、車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件および振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件のいずれも満たされないと(S110にてNO)、アクセルペダルの操作反力が初期値F(0)として定められた値になるように、モータを制御するステップ(S112)と、車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされると(S110にてYES)、アクセルペダルの操作反力が、初期値F(0)に増大値F(1)を加算した値になるように、モータを制御するステップ(S114)とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図3
【解決手段】ECUは、車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件および振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件のいずれも満たされないと(S110にてNO)、アクセルペダルの操作反力が初期値F(0)として定められた値になるように、モータを制御するステップ(S112)と、車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされると(S110にてYES)、アクセルペダルの操作反力が、初期値F(0)に増大値F(1)を加算した値になるように、モータを制御するステップ(S114)とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図3
Description
本発明は、車両の制御装置に関し、特に、運転者により操作される操作部材を操作するために必要な力を制御する技術に関する。
一般的に、車両においてはアクセルペダルの操作量に応じた駆動力で走行する。したがって、アクセル操作が素早く行なわれると、それだけ車両の加速度が素早く変化する。車両の加速度の変化が速いと、車両の挙動が不安定になり得る。そこで、車両の走行状態に応じてアクセル操作を制限することが好ましい。アクセル操作を制限する方法の1つに、アクセルペダルの反力、すなわち運転者がアクセルペダルを操作するために必要な力(踏力)を変更するという方法がある。
特開2004−314871号公報(特許文献1)は、車両の運転状態に応じて適切な踏力を得ることができるアクセルペダル踏力制御装置を開示する。特許文献1に記載のアクセルペダル踏力制御装置は、車両の運転状態を検出する運転状態検出部と、運転状態に応じて、アクセルペダルの踏み込み側の踏力を変更する踏力変更部とを含む。
この公報に記載のアクセルペダル踏力制御装置によれば、運転状態検出部で、車両の運転状態を検出し、踏力変更部で、車両の運転状態に応じて、アクセルペダルの踏み込み側の踏力を変更することができる。このことから、たとえば、車速が大きくなるほど、アクセルペダルの踏み込み側の踏力を大きくするように変更することができる。そのため、高車速域でのアクセルコントロールがし易くなる。したがって、車両の運転状態に応じてアクセルペダルの踏み込み側の踏力を変更し得て、アクセルコントロールをし易くすることができる。
特開2004−314871号公報
ところで、たとえば凹凸が多い悪路を車両が走行する場合などにおいては、車両の振動が大きくなる結果、運転者が揺さぶられて、運転者がアクセルペダルを誤って操作する場合がある。このような場合、車両の駆動力が増減を繰返し、運転者の意図に反して車両の挙動が変化し得る。しかしながら、特開2004−314871号公報には、運転者の意図に反した車両の挙動の変化を防止する方法については何等記載がない。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の挙動の変化を小さくすることができる車両の制御装置を提供することである。
第1の発明に係る車両の制御装置は、運転者により操作される操作部材の操作量に応じた駆動力を車両に付与するパワートレーンと、操作部材を操作するために必要な力を変更する変更機構とを備えた車両の制御装置である。この制御装置は、車両の振動の振幅および周波数のうちの少なくともいずれか一方を検出するための手段と、車両の振動の振幅が予め定められた第1の値よりも大きいという条件および車両の振動の周波数が予め定められた第2の値よりも低いという条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、操作部材を操作するために必要な力が大きくなるように、変更機構を制御するための手段とを含む。
第1の発明によると、パワートレーンは、運転者により操作される操作部材の操作量に応じた駆動力を車両に付与する。操作部材を操作するために必要な力は、変更機構により変更される。車両の振動の振幅および周波数のうちの少なくともいずれか一方が検出される。車両の振動の振幅が予め定められた第1の値よりも大きいという条件および車両の振動の周波数が予め定められた第2の値よりも低いという条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、操作部材を操作するために必要な力が大きくされる。これにより、たとえば凹凸が多い悪路を車両が走行しているために、車両の振動が大きいといえる場合は、操作部材を操作するために必要な力を大きくすることができる。そのため、運転者が操作部材を誤って操作した場合の操作量の変化を小さくすることができる。その結果、車両の挙動の変化を小さくすることができる車両の制御装置を提供することができる。
第2の発明に係る車両の制御装置は、第1の発明の構成に加え、操作部材の操作量の振幅および周波数のうちの少なくともいずれか一方を検出するための手段と、操作部材を操作するために必要な力が大きくなるように変更機構が制御されている状態において、操作部材の操作量の振幅が予め定められた第3の値よりも大きいという条件および操作部材の操作量の周波数が予め定められた第4の値よりも低いという条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、操作部材を操作するために必要な力がさらに大きくなるように、変更機構を制御するための手段とをさらに含む。
第2の発明によると、操作部材の操作量の振幅および周波数のうちの少なくともいずれか一方が検出される。操作部材を操作するために必要な力が大きくなるように変更機構が制御されている状態において、操作部材の操作量の振幅が予め定められた第3の値よりも大きいという条件および操作部材の操作量の周波数が予め定められた第4の値よりも低いという条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、操作部材を操作するために必要な力がさらに大きくされる。これにより、操作部材を操作するために必要な力を大きくしても、運転者が操作部材を誤って操作した場合の操作量の変化が大きいと考えられる場合は、操作部材を操作するために必要な力をさらに大きくすることができる。そのため、運転者が操作部材を誤って操作した場合の操作量の変化をより小さくすることができる。その結果、車両の挙動の変化を小さくすることができる。
第3の発明に係る車両の制御装置は、運転者により操作される操作部材の操作量に応じた駆動力を車両に付与するパワートレーンと、操作部材を操作するために必要な力を変更する変更機構とを備えた車両の制御装置である。この制御装置は、操作部材の操作量の振幅および周波数のうちの少なくともいずれか一方を検出するための手段と、操作部材の操作量の振幅が予め定められた第1の値よりも大きいという条件および操作部材の操作量の周波数が予め定められた第2の値よりも低いという条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、操作部材を操作するために必要な力が大きくなるように、変更機構を制御するための手段とを含む。
第3の発明によると、パワートレーンは、運転者により操作される操作部材の操作量に応じた駆動力を車両に付与する。操作部材を操作するために必要な力は、変更機構により変更される。操作部材の操作量の振幅および周波数のうちの少なくともいずれか一方が検出される。操作部材の操作量の振幅が予め定められた第1の値よりも大きいという条件および操作部材の操作量の周波数が予め定められた第2の値よりも低いという条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、操作部材を操作するために必要な力が大きくされる。これにより、たとえば凹凸が多い悪路を車両が走行しているために、運転者が揺さぶられるほど車両の振動が大きいといえる場合は、操作部材を操作するために必要な力を大きくすることができる。そのため、運転者が操作部材を誤って操作した場合の操作量の変化を小さくすることができる。その結果、車両の挙動の変化を小さくすることができる車両の制御装置を提供することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、FR(Front engine Rear drive)車両である。なお、FR以外の車両であってもよい。
車両は、エンジン1000と、オートマチックトランスミッション2000と、トルクコンバータ2100と、オートマチックトランスミッション2000の一部を構成するプラネタリギヤユニット3000と、オートマチックトランスミッション2000の一部を構成する油圧回路4000と、プロペラシャフト5000と、デファレンシャルギヤ6000と、後輪7000と、ECU(Electronic Control Unit)8000とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばECU8000のROM(Read Only Memory)8002に記録されたプログラムを実行することにより実現される。
エンジン1000は、インジェクタ(図示せず)から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。エンジン1000の駆動力により、オルタネータおよびエアコンディショナーなどの補機1004が駆動される。なお、エンジン1000の代わりにもしくは加えて、動力源にモータを用いるようにしてもよい。
オートマチックトランスミッション2000は、トルクコンバータ2100を介してエンジン1000に連結される。オートマチックトランスミッション2000は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。
オートマチックトランスミッション2000から出力された駆動力は、プロペラシャフト5000およびデファレンシャルギヤ6000を介して、左右の後輪7000に伝達される。
なお、オートマチックトランスミッション2000の代わりにMT(Manual Transmission)またはCVT(Continuously Variable Transmission)などを用いるようにしてもよい。
ECU8000には、シフトレバー8004のポジションスイッチ8006と、アクセルペダル8008のアクセル開度センサ8010と、ブレーキペダル8012の踏力センサ8014と、電子スロットルバルブ8016のスロットル開度センサ8018と、エンジン回転数センサ8020と、入力軸回転数センサ8022と、出力軸回転数センサ8024と、油温センサ8026と、ストップランプスイッチ(ブレーキペダルスイッチ)8028と、加速度センサ8034とがハーネスなどを介して接続されている。
シフトレバー8004の位置(ポジション)は、ポジションスイッチ8006により検出され、検出結果を表す信号がECU8000に送信される。シフトレバー8004の位置に対応して、オートマチックトランスミッション2000のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。
アクセル開度センサ8010は、アクセルペダル8008の開度を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。アクセルペダル8008の操作反力(アクセルペダル8008を操作するのに必要な力)は、モータ8030により任意の値に設定可能である。
踏力センサ8014は、ブレーキペダル8012の踏力(運転者によるブレーキペダル8012の操作力)を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。ブレーキペダル8012の踏力は、モータ8030により任意の踏力で保持可能である。
スロットル開度センサ8018は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ8016の開度を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。電子スロットルバルブ8016により、エンジン1000に吸入される空気量(エンジン1000の出力)が調整される。
なお、電子スロットルバルブ8016の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ(図示せず)や排気バルブ(図示せず)のリフト量や開閉する位相を変更することにより、エンジン1000に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。
エンジン回転数センサ8020は、エンジン1000の出力軸(クランクシャフト)の回転数を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。入力軸回転数センサ8022は、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転数NI(トルクコンバータ2100のタービン回転数NT)を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。出力軸回転数センサ8024は、オートマチックトランスミッション2000の出力軸回転数NOを検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。
油温センサ8026は、オートマチックトランスミッション2000の作動や潤滑に用いられるオイル(ATF:Automatic Transmission Fluid)の温度(油温)を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。
ストップランプスイッチ8028は、ブレーキ操作量がしきい値以上である場合にオンになり、しきい値未満であるとオフになる。たとえば、ブレーキ操作量が最大であるときに、ストップランプスイッチ8028がオンになる。ストップランプスイッチ8028は、オンまたはオフであることを表わす信号をECU8000に送信する。加速度センサ8034は、車両上下方向の加速度を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
ECU8000は、ポジションスイッチ8006、アクセル開度センサ8010、踏力センサ8014、スロットル開度センサ8018、エンジン回転数センサ8020、入力軸回転数センサ8022、出力軸回転数センサ8024、油温センサ8026、ストップランプスイッチ8028、加速度センサ8034などから送られてきた信号、ROM8002に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。アクセル開度が大きいほど、車両の駆動力が大きくなるようにエンジン1000が制御される。
本実施の形態において、ECU8000は、シフトレバー8004がD(ドライブ)ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション2000のシフトレンジにD(ドライブ)レンジが選択された場合、前進1速〜8速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション2000を制御する。前進1速〜8速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション2000は後輪7000に駆動力を伝達し得る。なおDレンジにおいて、8速ギヤ段よりも高速のギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。形成するギヤ段は、車速とアクセル開度とをパラメータとして実験等により予め作成された変速線図に基づいて決定される。
図2を参照して、ECU8000についてさらに説明する。なお、以下に説明するECU8000の機能は、ハードウエアにより実現するようにしてもよく、ソフトウエアにより実現するようにしてもよい。
ECU8000は、変位算出部8100と、第1振幅検出部8102と、第1周波数検出部8104と、第2振幅検出部8106と、第2周波数検出部8108と、第1操作反力制御部8110と、第2操作反力制御部8112とを含む。変位算出部8100は、加速度センサ8034により検出された車両上下方向の加速度を積分することにより、車両上下方向の変位を算出する。
第1振幅検出部8102は、車両上下方向の変位から、車両上下方向の振動の振幅を検出する。第1周波数検出部8104は、車両上下方向の変位から、車両上下方向の振動の周波数を検出する。第2振幅検出部8106は、アクセル開度の変化の振幅を検出する。第2周波数検出部8108は、アクセル開度の変化の周波数を検出する。
第1操作反力制御部8110は、車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされると、アクセルペダル8008の操作反力が大きくなるように、モータ8030を制御する。
第2操作反力制御部8112は、アクセルペダル8008の操作反力が大きくされた状態において、アクセル開度の変化の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされると、アクセルペダル8008の操作反力がさらに大きくなるように、モータ8030を制御する。
図3および図4を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU8000が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU8000は、加速度センサ8034から送信された信号に基づいて、車両上下方向の加速度を検出する。
S102にて、ECU8000は、車両上下方向の加速度を積分して、車両上下方向の変位を算出する。S104にて、ECU8000は、車両上下方向の変位から、車両上下方向の振動の振幅および周波数を検出する。
S110にて、ECU8000は、車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされたか否かを判別する。車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされると(S110にてYES)、処理はS114に移される。もしそうでないと(S110にてNO)、処理はS112に移される。
S112にて、ECU8000は、アクセルペダル8008の操作反力が初期値F(0)として定められた値になるように、モータ8030を制御する。S114にて、ECU8000は、アクセルペダル8008の操作反力が、初期値F(0)に増大値F(1)(F(1)>0)を加算した値になるように、モータ8030を制御する。すなわち、アクセルペダル8008の操作反力が大きくされる。
S120にて、ECU8000は、アクセル開度センサ8010から送信された信号に基づいて、アクセル開度を検出する。S122にて、ECU8000は、アクセル開度の変化の振幅および周波数を検出する。
S130にて、ECU8000は、アクセル開度の変化の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされたか否かを判別する。アクセル開度の変化の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされると(S130にてYES)、処理はS132に移される。もしそうでないと(S130にてNO)、この処理は終了する。
S132にて、ECU8000は、アクセルペダル8008の操作反力が、初期値F(0)に、増大値F(1)より大きい増大値F(2)を加算した値になるように、モータ8030を制御する。すなわち、アクセルペダル8008の操作反力がさらに大きくされる。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECU8000の動作について説明する。
車両の走行中、加速度センサ8034から送信された信号に基づいて、車両上下方向の加速度が検出される(S100)。車両上下方向の加速度を積分して、車両上下方向の変位が算出される(S102)。車両上下方向の変位から、車両上下方向の振動の振幅および周波数が検出される(S104)。
車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件および振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件のいずれも満たさないと(S110にてNO)、アクセルペダル8008の操作反力が初期値F(0)として定められた値になるように、モータ8030が制御される(S112)。
ところで、たとえば凹凸が多い悪路を車両が走行する場合、車両の上下方向の振動の振幅が大きくなる。この状態では、運転者自体が揺さぶられて、運転者の意図に反してアクセル開度が増減される。アクセル開度の増減が繰返されると、車両の駆動力の増減が繰返されて、運転者の意図に反して車両の挙動が変化し得る。また、車両の挙動の変化は、振動の周波数が低い場合は高い場合に比べて顕著に表れる。
そこで、車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされると(S110にてYES)、アクセルペダル8008の操作反力が、初期値F(0)に増大値F(1)を加算した値になるように、モータ8030が制御される。
これにより、車両の振動が大きいといえる場合は、アクセルペダル8008の操作反力を大きくすることができる。そのため、運転者がアクセルペダル8008を誤って操作した場合のアクセル開度の変化量を小さくすることができる。その結果、車両の挙動の変化を小さくすることができる。
その後、アクセル開度センサ8010から送信された信号に基づいて、アクセル開度が検出される(S120)。検出されたアクセル開度に基づいて、アクセル開度の変化の振幅および周波数が検出される(S122)。
アクセル開度の変化の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされると(S130にてYES)、アクセルペダル8008の操作反力が、初期値F(0)に、増大値F(1)より大きい増大値F(2)を加算した値になるように、モータ8030が制御される(S132)。すなわち、アクセルペダル8008の操作反力がさらに大きくされる。
これにより、アクセルペダル8008の操作反力を大きくしても、アクセル開度の変化量が大きいと考えられる場合は、アクセルペダル8008の操作反力をさらに大きくすることができる。そのため、運転者がアクセルペダル8008を誤って操作した場合の操作量の変化をより小さくすることができる。その結果、車両の挙動の変化を小さくすることができる。
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるECUによれば、車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされると、アクセルペダルの操作反力が大きくされる。これにより、運転者がアクセルペダルを誤って操作した場合のアクセル開度の変化量を小さくすることができる。その結果、車両の挙動の変化を小さくすることができる。
なお、本実施の形態においては、車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件もしくは振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件が満たされると、アクセルペダル8008の操作反力を大きくしていたが、車両上下方向の振動の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件および振動の周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件の両方が満たされると、アクセルペダル8008の操作反力を大きくするようにしてもよい。
同様に、アクセル開度の変化の振幅が予め定められた振幅よりも大きいという条件および周波数が予め定められた周波数よりも低いという条件の両方が満たされるとアクセルペダル8008の操作反力をさらに大きくするようにしてもよい。
さらに、本実施の形態においては、加速度センサ8034を用いて車両の上下方向の振動の振幅および周波数を検出するようにしていたが、車両の上下方向の振動の振幅および周波数を検出する方法はこれに限らない。その他、その他、トルクなどをパラメータとした車体の運動モデルを用いて、車両の上下方向の振動の振幅および周波数を算出するようにしてもよい。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1000 エンジン、2000 オートマチックトランスミッション、8008 アクセルペダル、8010 アクセル開度センサ、8030 モータ、8034 加速度センサ、8000 ECU、8100 変位算出部、8102 第1振幅検出部、8104 第1周波数検出部、8106 第2振幅検出部、8108 第2周波数検出部、8110 第1操作反力制御部、8112 第2操作反力制御部。
Claims (3)
- 運転者により操作される操作部材の操作量に応じた駆動力を車両に付与するパワートレーンと、前記操作部材を操作するために必要な力を変更する変更機構とを備えた車両の制御装置であって、
前記車両の振動の振幅および周波数のうちの少なくともいずれか一方を検出するための手段と、
前記車両の振動の振幅が予め定められた第1の値よりも大きいという条件および前記車両の振動の周波数が予め定められた第2の値よりも低いという条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、前記操作部材を操作するために必要な力が大きくなるように、前記変更機構を制御するための手段とを含む、車両の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記操作部材の操作量の振幅および周波数のうちの少なくともいずれか一方を検出するための手段と、
前記操作部材を操作するために必要な力が大きくなるように前記変更機構が制御されている状態において、前記操作部材の操作量の振幅が予め定められた第3の値よりも大きいという条件および前記操作部材の操作量の周波数が予め定められた第4の値よりも低いという条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、前記操作部材を操作するために必要な力がさらに大きくなるように、前記変更機構を制御するための手段とをさらに含む、請求項1に記載の車両の制御装置。 - 運転者により操作される操作部材の操作量に応じた駆動力を車両に付与するパワートレーンと、前記操作部材を操作するために必要な力を変更する変更機構とを備えた車両の制御装置であって、
前記操作部材の操作量の振幅および周波数のうちの少なくともいずれか一方を検出するための手段と、
前記操作部材の操作量の振幅が予め定められた第1の値よりも大きいという条件および前記操作部材の操作量の周波数が予め定められた第2の値よりも低いという条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合、前記操作部材を操作するために必要な力が大きくなるように、前記変更機構を制御するための手段とを含む、車両の制御装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100105 |