JP5401377B2 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、ツインクラッチ式変速機を備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle equipped with a twin clutch type transmission.
エンジンとモータジェネレータとを組み合わせて搭載したハイブリッド車両の中には、出力軸と2つの入力軸との間に選択的に作動可能な多数のギヤ列を有する変速機を備え、第1入力軸は第1クラッチを介してエンジンに接続可能に設けられ、第2入力軸はモータジェネレータに接続可能で、かつエンジンもしくは第1入力軸に第2クラッチを介して接続可能に設けられたツインクラッチ式変速機を備えたものがある。このツインクラッチ式変速機は、変速前に次のシフトポジションの噛み合い式クラッチを締結するプリシフトを行うことで、変速時の動作を第1クラッチと第2クラッチの切り替え動作のみとすることができ、変速時の駆動力抜けに起因する違和感の低減と、変速時間の短縮を図っている(特許文献1参照)。 A hybrid vehicle having a combination of an engine and a motor generator includes a transmission having a large number of gear trains selectively operable between an output shaft and two input shafts, and the first input shaft is Twin-clutch speed change provided so that it can be connected to the engine via the first clutch, the second input shaft can be connected to the motor generator, and can be connected to the engine or the first input shaft via the second clutch Some have a machine. This twin clutch type transmission can perform only the switching operation of the first clutch and the second clutch at the time of shifting by performing pre-shifting to engage the meshing clutch of the next shift position before shifting, It is intended to reduce a sense of incongruity caused by missing driving force during shifting and shorten the shifting time (see Patent Document 1).
上記従来技術においては、プリシフトする際のエネルギー供給源をエンジンとすると共に、それによって不足した車両駆動に必要なエネルギーをモータにて補充することによりプリシフト時の運転者の意図しない駆動力変化を抑えることで違和感を無くしているが、クラッチトゥクラッチのみならずプリシフトの際にもクラッチスリップが伴うので、一般的なツインクラッチ式変速機よりクラッチで吸収されるエネルギーが増加してしまい、ツインクラッチの耐摩耗性や耐熱性の対策が必要となっている。 In the above prior art, an energy supply source at the time of pre-shifting is an engine, and thereby the energy necessary for driving the vehicle that is insufficient is supplemented by a motor, thereby suppressing unintended driving force changes at the time of pre-shifting by the driver. Although there is no sense of incongruity, the clutch slip is accompanied not only in clutch-to-clutch but also in pre-shifting, so the energy absorbed by the clutch is increased compared to a general twin-clutch transmission, and the twin clutch Wear resistance and heat resistance measures are required.
そこで、この発明は、ツインクラッチで吸収されるエネルギーを少なくして、ツインクラッチの耐摩耗性や耐熱性を向上できるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can reduce the energy absorbed by the twin clutch and improve the wear resistance and heat resistance of the twin clutch.
上記目的を達成するために、請求項1に記載した発明は、エンジン(例えば、実施形態におけるエンジンE)とモータジェネレータ(例えば、実施形態におけるモータジェネレータM)を車両の駆動源として備えるとともに前記エンジンと連係されるスタータジェネレータを備え、第1クラッチ(例えば、実施形態における第1クラッチCL1)と第2クラッチ(例えば、実施形態における第2クラッチCL2)とを切り替えることで第1ギヤ列(例えば、実施形態における2速ギヤ2G、4速ギヤ4G、6速ギヤ6G)と第2ギヤ列(例えば、実施形態における1速ギヤ1G、3速ギヤ3G、5速ギヤ5G)を切り替えて変速するツインクラッチ式変速機を備え、前記ツインクラッチ式変速機の前記第2クラッチの下流側に第2駆動軸(例えば、実施形態における外駆動軸13)を介してモータジェネレータを接続すると共に、前記第2ギヤ列を介して駆動輪(例えば、実施形態における駆動輪5)が接続され、前記第1クラッチの下流側に第1駆動軸(例えば、実施形態における最外駆動軸15)及び前記第1ギヤ列を介して駆動輪が接続され、前記第2クラッチを締結状態から解放状態に切り替え、前記第1クラッチを解放状態から締結状態に切り替えるシフトチェンジをするための準備として、噛み合い式クラッチ(例えば、実施形態における噛み合い式クラッチS1〜S4)によるプリシフトを実施する際に、前記第1駆動軸の回転数を上昇させるために必要なエネルギーを、解放状態から締結状態に切り替えられる前記第1クラッチの容量制御によって前記エンジン側から得ると共に、それによって発生した駆動力損失分を前記スタータジェネレータと前記モータジェネレータの少なくともいずれか一方を駆動することでプリシフトトルクとして補填するハイブリッド車両の制御装置であって、前記プリシフトが完了した場合に、イナーシャ相に移行して、前記駆動力損失分の補填が終了した後、前記第2クラッチのクラッチ容量を減少させつつ前記エンジンにより前記スタータジェネレータで発電を行い、またはバッテリ(例えば、実施形態におけるバッテリ7)により前記スタータジェネレータを駆動して前記エンジンを駆動補助することで、エンジン回転数を前記シフトチェンジ後の目標回転数に近づけることを特徴とする。
To achieve the above object, the invention according to
請求項2に記載した発明は、前記シフトチェンジがシフトアップであって、前記プリシフトが完了した場合に、イナーシャ相に移行して、前記エンジンにより前記スタータジェネレータで発電を行いエンジン回転数を低下させ前記シフトチェンジ後の目標回転数に近づけることを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, when the shift change is a shift up and the pre-shift is completed, the engine shifts to an inertia phase, and the starter generator generates power with the engine to reduce the engine speed. It is close to the target rotational speed after the shift change .
請求項3に記載した発明は、前記噛み合い式クラッチがシンクロ機能を備えていないドグクラッチを含む切り替え機構であることを特徴とする。
The invention described in
請求項4に記載した発明は、前記スタータジェネレータを用いてプリシフトトルクを補填することを特徴とする。
The invention described in
請求項5に記載した発明は、前記イナーシャ相においてエンジン回転数が前記シフトチェンジ後の目標回転数となるまで、前記第2クラッチのクラッチ容量を減少させつつ前記エンジンにより前記スタータジェネレータで発電を行い、またはバッテリにより前記スタータジェネレータを駆動して前記エンジンを駆動補助して、第2クラッチを解放すると共に第1クラッチを締結することを特徴とする。
The invention described in claim 5 is, in the inertia phase until the engine speed becomes the target speed after the shift change, it performs electric by the starter-generator by the engine while reducing the clutch capacity of the second clutch Alternatively, the starter generator is driven by a battery to assist driving of the engine to release the second clutch and fasten the first clutch.
請求項1に記載した発明によれば、プリシフト時におけるトルク変動を抑えることができ運転者に違和感を与えることがなくなる。また、イナーシャ相における第1クラッチのトルク容量を最小限に抑えつつ、応答性の良いスタータジェネレータにより速やかにエンジン回転数を次段目標回転数に近づけることにより、例えば、第1クラッチで発生する滑りによる損失を低減することができ燃費を向上できると共に、第1クラッチで吸収されるエネルギーを少なくして、耐摩耗性、耐熱性を向上することができる。
請求項2に記載した発明によれば、上記効果に加え、エンジン回転数を速やかに次段目標エンジン回転数に低下させることができ応答性が向上すると共に、スタータジェネレータにより取り込める発電電力によって燃費を向上できる。
請求項3に記載した発明によれば、シンクロ機能を備えてない切り替え機構であるため安価な装置を用いることができる。
請求項4に記載した発明によれば、エンジン出力を最も効率の良い正味燃料消費率(BSFC)としたままで、その後にエンジン出力を下げエンジン出力の変動を抑制して燃費を向上できる。
請求項5に記載した発明によれば、応答性の速いスタータジェネレータでエンジン回転数を目標とする回転数に速やかに移行することができ応答性が向上する。
According to the first aspect of the present invention, torque fluctuation during pre-shifting can be suppressed, and the driver does not feel uncomfortable. In addition, by reducing the torque capacity of the first clutch in the inertia phase to a minimum and quickly bringing the engine speed close to the next stage target speed with a responsive starter generator, for example, the slip generated in the first clutch Loss can be reduced, fuel efficiency can be improved, and energy absorbed by the first clutch can be reduced to improve wear resistance and heat resistance.
According to the second aspect of the invention, in addition to the above effect, the engine speed can be quickly reduced to the next target engine speed, improving the responsiveness, and improving the fuel efficiency by the generated power that can be captured by the starter generator. It can be improved.
According to the invention described in
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to improve fuel efficiency by lowering the engine output and suppressing fluctuations in the engine output while keeping the engine output at the most efficient net fuel consumption rate (BSFC).
According to the fifth aspect of the present invention, the engine speed can be quickly shifted to the target speed with the starter generator having quick response, and the response is improved.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1はこの発明の第1実施形態のツインクラッチ式変速機を備えたハイブリッド車両を模式的に示している。このハイブリッド車両1はエンジンEとモータジェネレータMがクランクシャフトの長手方向の一方に配置され、他方に一対のクラッチからなるツインクラッチが配置されている。また、エンジンEのクランク軸にはベルト伝達装置Vを介してスタータジェネレータSGが連係されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a hybrid vehicle equipped with a twin clutch transmission according to a first embodiment of the present invention. In this
ハイブリッド車両1は、駆動源としてのエンジンEと、一対のクラッチである第1クラッチCL1と第2クラッチCL2を備えたツインクラッチ式の変速機2と、ディファレンシャルギヤ4、出力軸3を介して回転駆動する駆動輪5と、変速機2に連係され駆動源及び発電機として機能するモータジェネレータMと、このモータジェネレータMに接続されるインバータ6と、インバータ6に接続され駆動源として機能するモータジェネレータMを駆動すると共に発電機として機能するモータジェネレータMの発電電力を充電するバッテリ7と、これらインバータ6とバッテリ7を含む様々な機器類を制御する制御装置としてのマネージメント(MG)ECU8を備えている。
The
また、エンジンEにベルト伝達装置Vを介してスタータジェネレータSGが接続されている。スタータジェネレータSGはエンジンEを始動すると共に、シフトチェンジするに先だって噛み合い式クラッチS1〜S4によるプリシフト時、第1クラッチCL1と第2クラッチCL2の切り換え後に変化するエンジン回転数に対応してエンジンEのエンジン回転数を低くしたり、高くしたりするために発電、駆動する。スタータジェネレータSGにはインバータ16が接続され、インバータ16はバッテリ7とマネージメントECU8に接続されている。ここで、噛み合い式クラッチS1〜S4としてはシンクロ機能を持たないドグクラッチを使用している。尚、ドグクラッチ以外のシンクロ機構を備えていない切り替え機構を用いてもよい。勿論、シンクロ機能を備えたクラッチを用いる事ができるのはいうまでもない。
したがって、このスタータジェネレータSGもモータジェネレータMと同様にバッテリ7の電力によりインバータ16を介してエンジンEを駆動補助すると共にエンジンEにより駆動する発電機として機能し、発電電力をインバータ16を介してバッテリ7に充電する。
Further, a starter generator SG is connected to the engine E via a belt transmission device V. The starter generator SG starts the engine E, and at the time of pre-shifting by the meshing clutches S1 to S4 prior to the shift change, the starter generator SG corresponds to the engine speed that changes after switching between the first clutch CL1 and the second clutch CL2. Power generation and driving to lower or increase engine speed. An
Therefore, like the motor generator M, the starter generator SG also functions as a generator that assists the drive of the engine E through the
ここで、マネージメントECU8は、エンジンEを制御するエンジンECUやモータジェネレータM、スタータジェネレータSGを制御するモータECU等の複数のECU(図示せず)を統合するECUであるが、これらエンジンECUやモータECU等複数のECUの機能をマネージメントECU8自体が備えているものとして以下の説明を行う。
Here, the
変速機2はフライホイール10に接続されたエンジンEのクランクシャフトに一体の駆動軸9に第2クラッチCL2のクラッチハウジング11が接続されている。第2クラッチCL2は第1クラッチCL1とクラッチハウジング11を共用するツインクラッチである。第2クラッチCL2のクラッチ本体12は駆動軸9を回転可能に内包する外駆動軸13に接続され、外駆動軸13にはモータジェネレータMのロータMRが一体に接続されている。モータジェネレータMのステータMSにはレゾルバRが設けられている。レゾルバRからの信号はマネージメントECU8に送られる。
第1クラッチCL1のクラッチ本体14は外駆動軸13の外側に回転可能に配置された最外駆動軸15に一体に接続されている。
In the
The
第2クラッチCL2はポンプP2に作動油を供給することによりクラッチ本体12をクラッチハウジング11に接続することで、エンジンEに接続された駆動軸9の駆動力をモータジェネレータMに接続された外駆動軸13に伝達し、第1クラッチCL1はポンプP1に作動油を供給することによりエンジンEに接続された駆動軸9の駆動力を最外駆動軸15に伝達する。これらポンプP1,P2はマネージメントECU8からの指令値により駆動制御される。尚、マネージメントECU8にはアクセルペダルAPからのアクセルペダル開度信号、ステアリングハンドルに設けられたパドルシフトPSの操作信号、自動変速と手動変速の切り替えスイッチSWの信号が入力される。また、エンジン回転数計N(クランク角センサ)、駆動輪5の出力軸3に設けた回転数計5Nの回転数の信号もマネージメントECU8に送られる。
The second clutch CL2 connects the
外駆動軸13は1速ドライブギヤ20、3,5速ドライブギヤ21、7速ドライブギヤ22を同軸で一体に備えている。
第1クラッチCL1に接続された最外駆動軸15は、2速ドライブギヤ23と4,6速ドライブギヤ24を同軸で一体に備えている。
駆動軸9、外駆動軸13、最外駆動軸15と平行に、これら駆動軸9、外駆動軸13、最外駆動軸15に振り分けられように配置された2つのカウンタ軸である第1カウンタ軸31と第2カウンタ軸32が設けられている。エンジンEの駆動力及びモータジェネレータMの駆動力を第1カウンタ軸31と第2カウンタ軸32に振り分けて出力軸3に伝達する。
The
The
A first counter which is two counter shafts arranged so as to be distributed to the
第1カウンタ軸31には1速ギヤ1Gと3速ギヤ3Gとが噛み合い式クラッチS1を介して選択されて動力が伝達可能に常時噛み合うように設けられ、4速ギヤ4GとR(リバース)ギヤRGとが噛み合い式クラッチS2を介して選択され動力が伝達可能に常時噛み合うように設けられている。
第2カウンタ軸32には5速ギヤ5Gと7速ギヤ7Gとが噛み合い式クラッチS3を介して選択され動力が伝達可能に常時噛み合うように設けられ、2速ギヤ2Gと6速ギヤ6Gとが噛み合い式クラッチS4を介して選択され動力が伝達可能に常時噛み合うように設けられている。
The
The
1速ギヤ1Gは1速ドライブギヤ20に噛合し、3速ギヤ3G、5速ギヤ5Gは3,5速ドライブギヤ21に噛合している。2速ギヤ2Gは2速ドライブギヤ23に噛合し、4速ギヤ4G、6速ギヤ6Gは4,6速ドライブギヤ24に噛合している。RギヤRGは図示しないギヤ及びディファレンシャルギヤ4を介して出力軸3に連係している。
第1カウンタ軸31は第1カウンタギヤ25を第2カウンタ軸32は第2カウンタギヤ26を各々同軸で備え、これら第1カウンタギヤ25、第2カウンタギヤ26がディファレンシャルギヤ4を介して出力軸3に連係している。
The
The
次に、図2〜図4に基づいて、車両がスイッチSWにより自動変速に設定されている場合に、図2に示す3速走行から図3に示すようにプリシフトを行った後に図4に示す4速走行にシフトアップする状況を説明する。尚、図中太線で描いているのは、駆動力が伝達されている要素、及び空転している要素を示す。 Next, based on FIGS. 2 to 4, when the vehicle is set to automatic shift by the switch SW, the pre-shift is performed as shown in FIG. 3 from the third speed traveling shown in FIG. The situation of shifting up to 4-speed traveling will be described. In addition, what is drawn with the thick line in the figure shows the element to which the driving force is transmitted, and the idling element.
図2に示す3速走行状態では、噛み合い式クラッチS1は3速側にあり、第1クラッチCL1は解放状態、第2クラッチCL2は締結状態にあるため、エンジンEとモータジェネレータMは直結状態となり、エンジンEの駆動力とモータジェネレータMの駆動力の総和は3,5速ドライブギヤ21から3速ギヤ3G、第1カウンタ軸31、第1カウンタギヤ25、ディファレンシャルギヤ4を経て出力軸3から駆動輪5に伝達される。ここで、第2カウンタ軸32は出力軸3からの回転に伴って第2カウンタギヤ26を介して回転しているだけである。尚、1速ドライブギヤ20を介して1速ギヤ1Gが、3,5速ドライブギヤ21を介して5速ギヤ5Gが、7速ドライブギヤ22を介して7速ギヤ7Gが空転している。
2, the meshing clutch S1 is on the third speed side, the first clutch CL1 is in the released state, and the second clutch CL2 is in the engaged state, so the engine E and the motor generator M are in the direct connection state. The sum of the driving force of the engine E and the driving force of the motor generator M is from the
図2に示す状態から、4速走行への変速を行うのに先だってプリシフトが行われる。つまり、図3に示すように、先ず第1クラッチCL1が低い締結力で接続され、その後噛み合い式クラッチS1が3速側にある状態のままで、噛み合い式クラッチS2を4速側に切り替えてプリシフトを完了する。ここで、第1クラッチCL1を締結する際に第1クラッチCL1、つまり最外駆動軸15の回転数を上昇させるために必要なエネルギーは第1クラッチCL1の容量制御によってエンジンEから得るが、これによって発生した駆動力損失分をスタータジェネレータSG(またはモータジェネレータM、あるいはスタータジェネレータSGとモータジェネレータMの双方でもよい)を駆動することにより補填する。噛み合い式クラッチS2を4速に噛み合わせる際にもこれが負荷となるため、この分もスタータジェネレータSGやモータジェネレータMにより補填する。
From the state shown in FIG. 2, pre-shifting is performed prior to shifting to the fourth speed traveling. That is, as shown in FIG. 3, first, the first clutch CL1 is connected with a low engagement force, and then the meshing clutch S1 remains on the third speed side, and the meshing clutch S2 is switched to the fourth speed side and pre-shifted. To complete. Here, when the first clutch CL1 is engaged, the energy required to increase the rotation speed of the first clutch CL1, that is, the
また、噛み合い式クラッチS2を噛み合わせる位置は、第2クラッチCL2に接続されたモータジェネレータMのレゾルバRによって回転位置を見ながら噛み合わせる。
したがって、噛み合い式クラッチS2が4速側に切り替わると4速ギヤ4Gが第1カウンタ軸31と共に回転を開始し、4,6速ドライブギヤ24を介して最外駆動軸15が回転する。
Further, the meshing clutch S2 is meshed with the resolver R of the motor generator M connected to the second clutch CL2 while viewing the rotational position.
Therefore, when the meshing clutch S2 is switched to the fourth speed side, the
次に、締結状態にある第2クラッチCL2のクラッチ容量を減少させ、第1クラッチCL1のクラッチ容量を一定に維持する。ここで、エンジン回転数をシフトアップ後の4速走行における目標値に低下させる必要があるが、エンジンEによりスタータジェネレータSGで発電を行い、発電電力をバッテリ7に蓄電したりモータジェネレータMの駆動に使用することによりエンジン回転数を徐々に低下させる。 Next, the clutch capacity of the second clutch CL2 in the engaged state is decreased, and the clutch capacity of the first clutch CL1 is kept constant. Here, although it is necessary to reduce the engine speed to the target value in the fourth speed travel after the upshifting, the engine E generates power with the starter generator SG, and the generated power is stored in the battery 7 or the motor generator M is driven. The engine speed is gradually reduced by using it.
次に、図4に示すように、第2クラッチCL2、噛み合い式クラッチS1が既に解放され、第1クラッチCL1が締結状態に切り替わることで速への変速が終了する。
この4速走行状態では、噛み合い式クラッチS2は4速側にあり、第1クラッチCL1は締結状態、第2クラッチCL2は解放状態にあるため、モータジェネレータMからの駆動力は遮断され、エンジンE及びスタータジェネレータSGからの駆動力のみが最外駆動軸15に伝達され、4,6速ドライブギヤ24から2速ギヤ4G、第1カウンタ軸31、第1カウンタギヤ25、ディファレンシャルギヤ4、出力軸3を経て駆動輪5に伝達される。
ここで、4速ギヤ4Gと共に4,6速ドライブギヤ24に噛合する6速ギヤ6G、2速ドライブギヤ23及び2速ギヤ2Gが回転しており、6速ギヤ6G、2速ギヤ2Gは第2カウンタ軸32上で空転している。
Next, as shown in FIG. 4, the second clutch CL <b> 2 and the meshing clutch S <b> 1 are already disengaged, and the first clutch CL <b> 1 is switched to the engaged state, thereby completing the shift to the high speed.
In this fourth speed running state, the meshing clutch S2 is on the fourth speed side, the first clutch CL1 is in the engaged state, and the second clutch CL2 is in the released state, so the driving force from the motor generator M is cut off and the engine E Only the driving force from the starter generator SG is transmitted to the
Here, the
図5は3速走行から4速走行にシフトアップする場合のマネージメントECU8によって行われる処理を示すフローチャート図である。
ステップS1において、4速にプリシフトするに際して、第1クラッチCL1をプリシフト開始と同時に低い締結力で接とするため、この第1クラッチCL1、つまり最外駆動軸15の回転数を上昇させるために必要なエネルギーがエンジンEの駆動力から奪われる。そのため何ら対策をしないと運転者に違和感を感じさせるので、奪われる分のエネルギーを補填する必要がある。この駆動力補填のためのエネルギーを算出してステップS2に進む。
FIG. 5 is a flowchart showing processing performed by the
In step S1, when the pre-shift to the fourth speed is performed, the first clutch CL1 is brought into contact with a low engagement force simultaneously with the start of the pre-shift, so that it is necessary to increase the rotation speed of the first clutch CL1, that is, the
ステップS2において、ステップS1で算出したエネルギーに対応してスタータジェネレータSGをバッテリ7により駆動すると共に第1クラッチCL1をプリシフト開始と同時に低締結力で接続する。スタータジェネレータSGを駆動することによりエンジンEへの駆動力の補填を行ってステップS3に進む。ここで、スタータジェネレータSGによりエンジンの駆動力の補填(プリシフトトルクの補填)を行う場合には、エンジンEが最も効率の良い正味燃料消費率(BSFC)で運転したままスタータジェネレータSGを駆動することでスタータジェネレータSGによってプリシフトトルクを発生させる。尚、スタータジェネレータSGに換えてモータジェネレータMによりあるいはスタータジェネレータSGとモータジェネレータMによりエンジンへの駆動力補填を行うことも可能である。 In step S2, the starter generator SG is driven by the battery 7 corresponding to the energy calculated in step S1, and the first clutch CL1 is connected with a low engagement force simultaneously with the start of the preshift. By driving the starter generator SG, the driving force to the engine E is compensated, and the process proceeds to step S3. Here, when the engine driving force is compensated by the starter generator SG (preshift torque compensation), the starter generator SG is driven while the engine E is operating at the most efficient net fuel consumption rate (BSFC). Thus, the preshift torque is generated by the starter generator SG. It is also possible to compensate for the driving force to the engine by the motor generator M or by the starter generator SG and the motor generator M instead of the starter generator SG.
ステップS3では噛み合い式クラッチS2を4速側に切り換える。噛み合い式クラッチS2の切り替えはモータジェネレータMのロータの位置をレゾルバRで検出しながら行う。ステップS4で噛み合い式クラッチS2の締結(プリシフト)が完了したか否かを判定する。ステップS4でプリシフトが完了していない場合には、ステップS3に戻る。ステップS4においてプリシフトが完了したと判定されたら、ステップS5に進む。 In step S3, the meshing clutch S2 is switched to the fourth speed side. The meshing clutch S2 is switched while the position of the rotor of the motor generator M is detected by the resolver R. In step S4, it is determined whether or not the engagement (pre-shift) of the meshing clutch S2 is completed. If the preshift is not completed in step S4, the process returns to step S3. If it is determined in step S4 that the preshift has been completed, the process proceeds to step S5.
ステップS5においてはエンジンEによりスタータジェネレータSGを駆動して発電を行いエンジン回転数を減少させる。これと同時に第2クラッチCL2は解放側へ、第1クラッチCL1はステップS2の低締結力を維持する。スタータジェネレータSGの発電により得られた電力はインバータ16を介してバッテリ7に充電されるか、あるいはモータジェネレータM駆動用の電力として使用される。つまり、スタータジェネレータSGにより発電することにより、スタータジェネレータSGによって減少する分だけエンジンEから第1クラッチCL1にかかるトルクを減少させることができ、エンジントルクがそのまま第1クラッチCL1にかかっていた場合のように第1クラッチCL1が滑りを生ずるのを防止できる。
In step S5, the engine E drives the starter generator SG to generate electric power to reduce the engine speed. At the same time, the second clutch CL2 maintains the low engagement force in step S2 while the first clutch CL1 maintains the release side. The electric power obtained by the power generation of the starter generator SG is charged to the battery 7 via the
次に、ステップS6においてエンジン回転数が4速の目標回転数に一致したか(あるいは所定範囲内になった)か否かを判定する。ステップS5において、モータジェネレータSGで発電を行うことで、エンジンEの駆動力が持ち出される分だけ、エンジン回転数が低下してゆき、4速における目標回転数に一致(あるいは所定範囲内になった)したタイミングで第1クラッチCL1を締結するためである。ステップS6において、エンジン回転数が4速の目標回転数まで低下していない場合にはステップS5に進む。 Next, in step S6, it is determined whether or not the engine speed matches the target speed for the fourth speed (or falls within a predetermined range). In step S5, by generating power with the motor generator SG, the engine speed decreases by the amount that the driving force of the engine E is taken out, and coincides with the target speed at the fourth speed (or falls within a predetermined range). This is because the first clutch CL1 is engaged at the timing. In step S6, if the engine speed has not decreased to the target speed of the fourth speed, the process proceeds to step S5.
ステップS6においてエンジン回転数が4速の目標回転数に一致した(所定範囲内になった)と判定された場合には、ステップS7において第1クラッチCL1のクラッチ容量を一定量増加し、ステップS8において最終的に第1クラッチCL1を締結力上限値で締結する。尚、3速の噛み合い式クラッチS1を解放するタイミングはステップS5からステップS7の間とする。 If it is determined in step S6 that the engine speed matches the target speed of the fourth speed (becomes within a predetermined range), the clutch capacity of the first clutch CL1 is increased by a certain amount in step S7, and step S8 is performed. Finally, the first clutch CL1 is engaged at the engagement force upper limit value. The timing for releasing the third-speed meshing clutch S1 is between step S5 and step S7.
図6は3速走行から4速走行へとシフトアップする際のタイムチャートを示している。
時刻t0において、アクセルペダルを踏み込んでいるためエンジンの回転数は徐々に高くなり4速へのシフトアップに備えている。また、3速走行では第2クラッチCL2が締結力上限値で締結、第1クラッチCL1は解放となっているため、エンジンEと直結しているモータジェネレータMの回転数もエンジン回転数と同様となっている。4速側の噛み合い式クラッチS2は解放されている。
FIG. 6 shows a time chart when shifting up from the third speed travel to the fourth speed travel.
Since the accelerator pedal is depressed at time t0, the engine speed gradually increases to prepare for a shift up to the fourth speed. Further, in the third speed traveling, the second clutch CL2 is engaged at the engagement force upper limit value, and the first clutch CL1 is released, so that the rotation speed of the motor generator M directly connected to the engine E is the same as the engine rotation speed. It has become. The meshing clutch S2 on the fourth speed side is released.
この状態で、時刻t1でプリシフトが開始されると、第1クラッチCL1が低い締結力で接となる。この第1クラッチCL1の動作で、今まで回転数がゼロであった最外駆動軸15の回転数が立ち上がるため、これに必要なエネルギーがエンジンEの駆動力から奪われる。よって、その奪われる分だけ、エンジンEの駆動力を補填する必要からスタータジェネレータSGをバッテリ7により駆動している。そのため、スタータジェネレータSGがプラストルクを示している。このスタータジェネレータSGの駆動はイナーシャ相の開始タイミングである時刻t2まで続く。また、時刻t2の手前で噛み合い式クラッチS2が動作をはじめ、時刻t2において締結される。車両駆動軸トルクは時刻t1でスタータジェネレータSGにより補正を行っている分だけやや下がる。
In this state, when pre-shifting is started at time t1, the first clutch CL1 comes into contact with a low engagement force. By the operation of the first clutch CL1, the rotational speed of the
時刻t2〜時刻t3はイナーシャ相、時刻t3〜時刻t4はトルク相を示している。ここで、イナーシャ相とは、プリシフト完了後に第1クラッチCL1が接状態となっているが、未だエンジンEの出力が駆動輪6に伝達されていない状況を示し、トルク相とはエンジンEの出力が駆動輪5に伝わっている状況を示す。
Time t2 to time t3 indicate an inertia phase, and time t3 to time t4 indicate a torque phase. Here, the inertia phase indicates a state in which the first clutch CL1 is in the engaged state after completion of the preshift, but the output of the engine E is not yet transmitted to the
時刻t2〜時刻t3のイナーシャ相では第2クラッチCL2の締結力を徐々に下げて時刻t3で第2クラッチCL2を解放する。第1クラッチCL1では、プリシフト開始と共に設定した低い締結力を維持する。エンジン回転数は徐々に下がり後に最外駆動軸15の回転数に一致する。一方、第1クラッチCL1の回転数、つまり最外駆動軸15の回転数は徐々に上がる。エンジントルクは低下する。そのため、エンジントルクが低下した分だけショックを無くすためにモータジェネレータMのトルクを上げている。
車両駆動軸トルクは時刻t2においては第2クラッチCL2の締結力が下がるため、やや低下する。
In the inertia phase from time t2 to time t3, the engaging force of the second clutch CL2 is gradually decreased, and the second clutch CL2 is released at time t3. In the first clutch CL1, the low engagement force set with the start of the preshift is maintained. After the engine speed gradually decreases, it matches the speed of the
The vehicle drive shaft torque slightly decreases at time t2 because the fastening force of the second clutch CL2 decreases.
ここで、エンジン回転数は3速よりも4速の方が低いため、4速の目標エンジン回転数に合わせて低下させなければならないため、エンジンEでスタータジェネレータSGにより発電を行う。この発電電力はバッテリ7に蓄電するか、そのまま、モータジェネレータMの駆動に用いられる。ここで、エンジン回転数を低下させるために必要な次段の第1クラッチCL1のクラッチトルクを決定する際に、スタータジェネレータSGにて発電可能なトルクを考慮し、その分の第1クラッチCL1のトルクを減少させることができる。 Here, since the engine speed is lower at the fourth speed than at the third speed, it must be reduced in accordance with the target engine speed of the fourth speed, so that the engine E generates power by the starter generator SG. This generated electric power is stored in the battery 7 or used as it is for driving the motor generator M. Here, when determining the clutch torque of the first clutch CL1 of the next stage necessary for reducing the engine speed, the torque that can be generated by the starter generator SG is taken into consideration, and the corresponding amount of the first clutch CL1 Torque can be reduced.
トルク相では、エンジン回転数は最外駆動軸15の回転と一致して再び上昇し、これに伴いエンジンEのトルクは上昇する。一方、モータジェネレータMのトルクは減している。このとき、第1クラッチCL1の締結力は階段状に高くなり時刻t4で締結力上限値に到達する。この時刻t4でモータジェネレータMのトルクは当初の値に低下する。
車両駆動軸トルクは時刻t2〜t3でスタータジェネレータSGにより補正を行っている分だけやや下がり、t3〜t4で定常状態になり最終的に4速走行へのシフトアップ後の時刻t4以降では時刻t0の際の駆動軸トルクよりも低いトルクとなる。
In the torque phase, the engine speed increases again in accordance with the rotation of the
The vehicle drive shaft torque slightly decreases by the amount corrected by the starter generator SG at times t2 to t3, reaches a steady state at t3 to t4, and finally reaches time t0 after time t4 after the shift up to the fourth speed. The torque is lower than the drive shaft torque at this time.
上記実施形態によれば、3速から4速にシフトアップするためにプリシフトする場合には、先ず第1クラッチCL1を低い締結力で締結する。この第1クラッチCL1、つまり最外駆動軸15の回転数を上昇させるために必要なエネルギーは第1クラッチCL1の容量制御によってエンジンEから得るが、これによって発生したエンジンの駆動力損失分をスタータジェネレータSGを駆動することにより補填するため、トルク変動を抑えることができ運転者に違和感を与えることがなくなる。また、噛み合い式クラッチS2を4速側に切り換える際のトルク変動もなくすことができる。
According to the above embodiment, when pre-shifting to shift up from the third speed to the fourth speed, the first clutch CL1 is first engaged with a low engagement force. The energy required to increase the rotational speed of the first clutch CL1, that is, the
また、プリシフト終了後にイナーシャ相に移行した際には、図7に示すように、エンジン回転数NEが4速の目標回転数に低下する必要があるが、エンジンEにより応答性の良いスタータジェネレータSGで発電を行うことでエンジン回転数を速やかに低下させることができる。よって、ハッチングで示す部分(上縁を鎖線で示す)の第1クラッチCL1のトルクをその分だけ少なくすることができ、クラッチトルクを減少させることができる分だけ第1クラッチCL1の滑りを抑制し、滑りによる損失を低減して燃費を向上できる。尚、図7中第1クラッチCL1のクラッチトルクは実線で示し、第2クラッチCL2のクラッチトルクは破線で示す。 Further, when the phase shifts to the inertia phase after completion of the pre-shift, as shown in FIG. 7, the engine speed NE needs to be reduced to the target speed of the fourth speed. It is possible to quickly reduce the engine speed by generating electric power. Therefore, the torque of the first clutch CL1 in the portion indicated by hatching (the upper edge is indicated by the chain line) can be reduced by that amount, and the slip of the first clutch CL1 can be suppressed by the amount that the clutch torque can be reduced. This can reduce the loss caused by slipping and improve fuel efficiency. In FIG. 7, the clutch torque of the first clutch CL1 is indicated by a solid line, and the clutch torque of the second clutch CL2 is indicated by a broken line.
ここで、エンジン回転数NEを低下させるために必要な第1クラッチCL1のクラッチトルクを決定する際には、スタータジェネレータSGにて発電可能なトルクを考慮し、その分の第1クラッチCL1のトルクを減少させればよい。
また、滑りによる損失を少なくできるので、第1クラッチの耐摩耗性、耐熱性を高めることができる。
Here, when determining the clutch torque of the first clutch CL1 required for reducing the engine speed NE, the torque that can be generated by the starter generator SG is taken into consideration, and the torque of the first clutch CL1 corresponding to that torque is taken into consideration. Should be reduced.
Moreover, since loss due to slipping can be reduced, the wear resistance and heat resistance of the first clutch can be improved.
したがって、イナーシャ相においてエンジントルクが変動しても、スタータジェネレータSGによって発電を行うことで、エンジン出力を最も効率の良い正味燃料消費率(BSFC)として燃費を向上できる。また、スタータジェネレータSGによって発電電力を得られるため燃費向上を図ることができる。 Therefore, even if the engine torque fluctuates in the inertia phase, by generating power with the starter generator SG, the engine output can be made the most efficient net fuel consumption rate (BSFC) and the fuel efficiency can be improved. Further, since the generated power can be obtained by the starter generator SG, the fuel efficiency can be improved.
そして、モータジェネレータMのレゾルバRを用いて噛み合い位置を設定できるため、噛み合い式クラッチS1〜S4としてシンクロ機能を備えていないドグクラッチを用いることができるので、安価な装置とすることができる。
そして、プリシフト時においてスタータジェネレータSGによってプリシフトトルクを付与するため、エンジン出力を最も効率の良い正味燃料消費率(BSFC)とした状態を維持でき、燃費を向上することができる。
And since a meshing position can be set using the resolver R of the motor generator M, since the dog clutch which is not provided with the synchro function can be used as the meshing clutch S1-S4, it can be set as an inexpensive apparatus.
Since the preshift torque is applied by the starter generator SG during the preshift, the engine output can be maintained at the most efficient net fuel consumption rate (BSFC), and fuel efficiency can be improved.
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、3速から4速にシフトアップする場合を例にして説明したが、他の奇数段から偶数段にシフトアップする他の場合に同様に適用できる。また、奇数段から偶数段にシフトダウンする場合、例えば3速から2速にシフトダウンを行う場合にも適用できる。この場合には、バッテリ7の電力を用いてスタータジェネレータSGを用いてエンジンEを駆動補助することにより、2速になった場合の目標回転数にエンジン回転数を合わせることができるため、この点でもエンジンEを最も効率の良い正味燃料消費率(BSFC)で運転しつつ、不足分をスタータジェネレータSGにより補填してエンジン回転数を上げることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and has been described by taking the case of shifting up from the 3rd speed to the 4th speed as an example, but similarly in other cases of shifting up from other odd-numbered stages to even-numbered stages. Applicable. Further, when downshifting from an odd-numbered stage to an even-numbered stage, for example, the present invention can be applied to a case where downshifting is performed from the third speed to the second speed. In this case, since the engine E can be driven and assisted using the starter generator SG using the power of the battery 7, the engine speed can be matched with the target speed when the second speed is achieved. However, while operating the engine E at the most efficient net fuel consumption rate (BSFC), the shortage can be compensated by the starter generator SG to increase the engine speed.
E エンジン
M モータジェネレータ
CL1 第1クラッチ
CL2 第2クラッチ
2G,4G,6G 第1ギヤ列
1G,3G,5G 第2ギヤ列
13 外駆動軸(第2駆動軸)
5 駆動輪
15 最外駆動軸(第1駆動軸)
S1〜S4 噛み合い式クラッチ
7 バッテリ
E Engine M Motor generator CL1 First clutch CL2 Second clutch 2G, 4G, 6G
5 Drive
S1 to S4 meshing clutch 7 battery
Claims (5)
前記ツインクラッチ式変速機の前記第2クラッチの下流側に第2駆動軸を介してモータジェネレータを接続すると共に、前記第2ギヤ列を介して駆動輪が接続され、前記第1クラッチの下流側に第1駆動軸及び前記第1ギヤ列を介して駆動輪が接続され、
前記第2クラッチを締結状態から解放状態に切り替え、前記第1クラッチを解放状態から締結状態に切り替えるシフトチェンジをするための準備として、噛み合い式クラッチによるプリシフトを実施する際に、
前記第1駆動軸の回転数を上昇させるために必要なエネルギーを、解放状態から締結状態に切り替えられる前記第1クラッチの容量制御によって前記エンジン側から得ると共に、それによって発生した駆動力損失分を前記スタータジェネレータと前記モータジェネレータの少なくともいずれか一方を駆動することでプリシフトトルクとして補填するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記プリシフトが完了した場合に、イナーシャ相に移行して、前記駆動力損失分の補填が終了した後、前記第2クラッチのクラッチ容量を減少させつつ前記エンジンにより前記スタータジェネレータで発電を行い、またはバッテリにより前記スタータジェネレータを駆動して前記エンジンを駆動補助することで、エンジン回転数を前記シフトチェンジ後の目標回転数に近づけることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 Comprises a starter generator which is associated with Rutotomoni said engine comprising an engine and a motor generator as a driving source of the vehicle, shifting by switching the first gear train and the second gear train by switching the first clutch and the second clutch Equipped with a twin clutch transmission,
Wherein the downstream side of the second clutch of the twin clutch type transmission with connecting motor generator via the second drive shaft, the drive wheels via the second gear train is connected, downstream of the first clutch drive wheel first drive shaft and through the first gear train is connected to,
As a preparation for performing a shift change to switch the second clutch from the engaged state to the released state, and to switch the first clutch from the released state to the engaged state ,
The energy required to raise the rotational speed of the first drive shaft, together with the obtained from the engine side by the capacity control of the first clutch is switched to an engaged state from the released state, the driving force loss generated by it A hybrid vehicle control device that compensates for pre-shift torque by driving at least one of the starter generator and the motor generator,
When the pre-shift is completed, the phase shifts to an inertia phase, and after the compensation for the driving force loss is completed, the starter generator generates power with the engine while reducing the clutch capacity of the second clutch, or A hybrid vehicle control device, wherein the starter generator is driven by a battery to assist driving of the engine, thereby bringing the engine speed close to the target speed after the shift change .
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