JP4131671B2 - Select assist device for automatic transmission - Google Patents
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- F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
- F16H2061/323—Electric motors actuators or related electrical control means therefor for power assistance, i.e. servos with follow up action
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機のセレクトアシスト装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の自動変速機のレンジセレクト装置としては、車室内の運転席付近にセレクトレバーを設け、このセレクトレバーの操作力をケーブルやロッドなどの操作力伝達手段を介して自動変速機のレンジ切り換え装置に伝達し、自動変速機のレンジ(P,R,N,Dなど)を切り換える構成のものが知られている。
【0003】
セレクトレバーの操作には、ケーブルやロッドのフリクション、ディテント機構においてディテントピンがカム山を乗り越える際に発生する抵抗等により、大きな操作力が必要となる。このため、セレクトレバーを十分な長さに設定し、その梃子力を利用することにより、乗員の操作力を大きな力に変換し、レンジセレクトを行うよう構成されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−323559号公報(1頁〜3頁,第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、十分な梃子力を得るために長いセレクトレバーが必要となり、車室内レイアウトの自由度が小さくなるという問題がある。また、設置場所にも制約が多く、運転席脇やステアリングコラム付近に限定されている。
【0006】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができ、しかも良好な操作特性が得られる自動変速機のセレクトアシスト装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明請求項1に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置では、自動変速機のレンジ切り換え装置と連結されたセレクトレバーへの入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、前記セレクトレバーの操作位置を検出する操作位置検出手段と、運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバーに出力するアシストアクチュエータと、前記セレクトレバーへの入力トルクと、セレクトレバーの操作位置と、セレクトレバーの機械的負荷特性とに基づいてアシストトルクを制御するアシストトルク制御手段と、を備えることを特徴とする。
【0008】
ここで、「セレクトレバーの機械的負荷特性」とは、セレクトレバーの操作位置毎の必要操作力をいい、機械的負荷力としては、セレクトレバーから動力伝達手段を介してレンジ切り換え装置に至るまでの負荷力、例えば、ディテント機構による負荷力、アシストアクチュエータを含む機構部のイナーシャ、フリクション等がある。
【0009】
また、請求項1に記載の発明では、前記アシストトルク制御手段は、セレクトレバーの操作位置と、セレクトレバーの機械的負荷特性とに基づいて目標アシストトルクを設定する目標アシストトルク設定部と、設定された目標アシストトルクをセレクトレバーへの入力トルクに応じて補正する目標アシストトルク補正部と、補正された目標アシストトルクを目標値としてアシストトルクを制御するアシストアクチュエータ制御部と、を備えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記セレクトレバーの機械的負荷特性は、前記セレクトレバーに連結される前記自動変速機のレンジ切り換え装置に設けられ、複数のカム山の間にレンジに対応して設けられる谷部が形成されたディテントプレートに係合ピンが押し付けられて選択されたレンジ位置を保持するディテント機構で、押し付けられた係合ピンが移動する際に受ける反力特性を含む、ことを特徴とする。
【0010】
請求項3に記載の発明では、請求項1又は請求項2に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記目標アシストトルク設定部は、セレクトレバーに作用する機械的負荷力がマイナスのとき、目標アシストトルクをゼロまたはセレクトレバーの操作方向と逆方向に設定することを特徴とする。
【0011】
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、前記目標アシストトルク設定部は、レンジ切り換え装置のディテントピンがディテントプレートのカム山の頂点を乗り越えたとき、目標アシストトルクをゼロまたはセレクトレバーの操作方向と逆方向に設定することを特徴とする。
【0012】
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、予め、セレクトレバーの各操作位置に応じたセレクトレバーの機械的負荷特性値から、セレクトレバーの各操作位置に応じたセレクトレバーの理想操作力を減じた目標アシストトルクをデータとして有する目標アシストトルクマップを設け、前記目標アシストトルク設定部は、セレクトレバーの操作位置と目標アシストトルクマップとに基づいて目標アシストトルクを設定することを特徴とする。
【0013】
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の自動変速機のセレクトアシスト装置において、運転者のセレクトレバー操作速度を検出する操作速度検出手段と、セレクトレバー操作速度に対応する複数の目標アシストトルクマップと、を設け、前記目標アシストトルク設定部は、セレクトレバー操作速度に応じて目標アシストトルクマップを切り換えることを特徴とする。
【0014】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明では、レンジセレクトにおいて、アシストアクチュエータによりアシストトルクが出力され、運転者のセレクトレバー操作力が補助される。
【0015】
従来の手動によるレンジセレクトでは、セレクトレバーの梃子力により自動変速機のマニュアルバルブと連結するマニュアルレバーを操作してレンジを切り換えている。
【0016】
これに対し、本発明では、アシストアクチュエータによりアシストトルクを加えることで、セレクトレバーを操作する必要モーメントは低減され、大きな梃子力を利用しなくとも運転者に負担をかけることなくセレクト操作が可能となる。よって、セレクトレバーの長さを短く設定できるので、車室内のレイアウト自由度とセレクトレバーのデザイン性を高めることができる。
【0017】
また、本発明では、アシストトルク制御手段は、セレクトレバーへの入力トルクと、セレクトレバーの操作位置と、セレクトレバーの機械的負荷特性とに基づいて、アシストアクチュエータから出力されるアシストトルクを制御する。
【0018】
ここで、アシストトルクは、セレクトレバーの機械的負荷力から運転者の操作力を除いたものであり、このうち、操作感に直接影響を及ぼすセレクトレバーに作用する機械的負荷力については、予め実験等により測定することが可能である。
【0019】
よって、セレクトレバーの機械的負荷特性に応じて操作感が良好となる操作力特性が得られるよう、セレクトレバーの操作位置に応じたアシストトルクを設定し、さらに実際の入力トルクも考慮してアシストトルクを出力することにより、セレクトレバーに作用する機械的負荷力に影響されることなく、良好な操作特性を得ることができる。
【0020】
また、請求項1に記載の発明では、セレクトレバーの操作位置とセレクトレバーの機械的負荷特性とに基づいて目標アシストトルクを設定し、この目標アシストトルクをセレクトレバーへの入力トルクに応じて補正することにより、実アシストトルクをより目標アシストトルクにより近づけることができ、きめ細かい操作特性の設定が可能となる。
【0021】
請求項3に記載の発明では、セレクトレバーに作用する機械的負荷力がマイナスのときには、目標アシストトルクをゼロまたはセレクトレバーの操作方向と逆方向に設定することにより、セレクトレバーに引き込み力のみを作用させ、またはセレクトレバーの機械的負荷特性による引き込み力(慣性力)を適度に減少させて自然な操作感を得ることができる。
【0022】
請求項4に記載の発明では、レンジ切り換え装置のディテントピンがディテントプレートのカム山の頂点を乗り越えたとき、目標アシストトルクをゼロまたセレクトレバーの操作方向と逆方向に設定することにより、カム山の谷部の引き込み力により運転者の意に反してセレクトレバーが操作方向に引きずられ、所定位置でセレクトレバーが停止しない、すなわち、セレクトレバーがオーバーランするのを防止でき、節度感のある操作特性が得られる。
【0023】
請求項5に記載の発明では、目標アシストトルクマップを予め設けておくことにより、目標アシストトルク設定部において複雑な演算が不要であり、応答性の高い制御を行うことができる。
【0024】
請求項6に記載の発明では、セレクトレバーの操作速度に応じて複数の目標アシストトルクマップを設けることにより、セレクトレバーの操作速度に応じて変化する機械的負荷特性に対応でき、操作速度に拘わらず最適な操作特性を設定することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
図1は本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図、図2は自動変速装置の背面図である。
【0026】
コントロール部1は運転者により操作されるセレクトレバー2を有し、例えば、運転席脇のセンタクラスタ3の上部に設置されている。セレクトレバー2は、下端の支点軸4を中心として車両の前後方向に操作するよう設定されている。このセレクトレバー2の長さは100mm程度に設定され、従来の一般的なセレクトレバーよりも250mm程度短く設計されている。従って、従来のセレクトレバーよりも車室内空間への突出量が少なく、車室内レイアウトの自由度が大きい。また、コンパクトであり、必要に応じて他の位置(インストルメントパネル等)に設置可能である。
【0027】
セレクトレバー2の支点軸4には、この支点軸4と一体で上下方向に回動する制御レバー5の上端部が固定されている。また、支点軸4には、セクタギヤ6が固定され、このセクタギヤ6には、運転者の操作力を補助する電動モータ(アシストアクチュエータ)7が連結されている。
【0028】
制御レバー5の下端部には、前方の自動変速機8に設けられたディテント機構9(図3参照)の制御アーム10の上端部と、ロッド状のリンケージ11とを介して連結されている。なお、ディテント機構9については後述する。
【0029】
セレクトレバー2の支点軸4には、支点軸4への入力トルクを検出するトルクセンサ(入力トルク検出手段)12と、セレクトレバー2のストローク角度を検出するポテンショメータ(操作位置検出手段)13とが連結されている。
【0030】
トルクセンサ12は、支点軸4に設けられた一対の回転部12aと、その間のねじれトルクを検出する検出部12bとから構成されている。トルクセンサ12はセレクトレバー2の支点軸4に設けられているため、実際にセレクトレバー2に入力される運転者の操作力を検出することができる。トルクセンサ12の出力電圧は、制御アンプ(アシストトルク制御手段)14へ出力され、制御アンプ14では、トルクセンサ12の出力電圧から入力トルクを認識する。
【0031】
また、ポテンショメータ13は、セレクトレバー2がP(パーキング)レンジ最端部に位置しているときを0度として、セレクトレバー2を操作したときのストローク角度を随時検出する。
【0032】
図4に、ポテンショメータ13の出力電圧とセレクトレバー2のストローク角度との関係を示す。図において、縦軸はポテンショメータ13の出力電圧、横軸はセレクトレバー2のストローク角度であり、制御アンプ14は、下表に示すような出力電圧とストローク角度との対応関係に基づいて、セレクトレバー2のストローク角度を認識する。
【表1】
【0033】
制御アンプ14は、検出されたセレクトレバー2のストローク角度と、予め設定された目標アシストトルクマップ(図7参照)とに基づいて、電動モータ7が出力するアシストトルクの目標値である目標アシストトルクを演算する。そして、実際の入力トルクに応じて目標アシストトルクを補正し、補正した目標アシストトルクに基づいて、電動モータ7の出力するアシストトルクの出力デューティ比をPWM(パルス幅変調)方式により制御する。
【0034】
次に、ディテント機構9の構造について説明する。
図3は、自動変速機のディテント機構9の構造を示す斜視図である。
制御アーム10の下端部には回転シャフト15が設けられ、この回転シャフト15にディテントプレート16が支持されている。このディテントプレート16の上端には、カム山16aの間に4つのレンジ(P・R・N・D)に対応した谷部16bが形成されている。そして、この谷部16bにバネ板17の先端に形成されたディテントピン18を係合させ、選択されたレンジ位置を保持している。
【0035】
すなわち、セレクトレバー2を前後に操作することにより、その操作力がリンケージ11を介してディテントプレート16に伝達され、このディテントプレート16が前後に移動することにより、ディテントピン18がカム山16aを乗り越えて隣のレンジに対応した谷部16bへ係合し、係合したレンジ位置がバネ板17の弾力性により保持される。
【0036】
ディテントプレート16には、パーキングポール19の一端が回動自在に連結されている。このパーキングポール19は、セレクトレバー2をPレンジに移動させたとき、カム状プレート20を介してパーキングギヤ21の回転を阻止し、図外の駆動輪をロックするものである。これにより、勾配路上にPレンジで車両を駐車したとき、勾配に応じて駆動輪をロックするように車重負荷が加わり、パーキングポール19を咬む力として作用する。
【0037】
次に、作用を説明する。
[セレクトレバーの機械的負荷特性]
図5は、P→Rレンジ方向におけるセレクトレバー2の機械的負荷特性図であり、電動モータ7を駆動していない状態で、セレクトレバー2の支点軸4に入力される機械的負荷力による軸トルクFmisをセレクトレバー2のストローク角度ごとに測定したものである。この機械的負荷力による軸トルクFmisは、上述した自動変速機8のディテント機構9で発生する負荷力に、リンケージ11の摩擦力、電動モータ7のイナーシャ等を合成したものであり、電動モータ7によるトルクアシストが無い状態でレンジ切り換えを行うには、この機械的負荷力による軸トルクFmis以上の操作力が必要となる。
【0038】
図5に示すように、セレクトレバー2をP→Rレンジ方向に操作したときに発生する機械的負荷力による軸トルクFmisは、各レンジ間において、初めにセレクトレバー2の操作方向と逆方向(D→Nレンジ方向)に発生し、ピーク後に向きを変えて操作方向と同一方向(P→Rレンジ方向)に発生し、レンジ切り換え位置(停止位置)付近でゼロに収束した状態となる。この特性は、ディテント機構9において、ディテントピン18がディテントプレート16のカム山16aを乗り越える際に発生する負荷力に起因している。
【0039】
すなわち、ディテントピン18がカム山16aを乗り越えるまでは、バネ板17の付勢力により抵抗力が発生し、ディテントピン18がカム山16aを乗り越えた後は、ディテントピン18が次のカム山16aの溝に落ち込んで引き込み力(慣性力)が発生するためである。
【0040】
[セレクトレバーの理想操作力特性]
図6は、P→Rレンジ方向におけるセレクトレバー2の理想操作力特性図であり、セレクト時に良好な操作特性が得られる運転者の理想操作力による軸トルクFtを、セレクトレバー2のストローク角度に応じて予め設定したものである。
【0041】
[目標アシストトルクマップ]
図7は、P→Rレンジ方向における目標アシストトルクマップである。この目標アシストトルクマップには、セレクトレバー2のストローク角度に応じた目標アシストトルクFmotが設定されている。この目標アシストトルクFmotは、機械的負荷力による軸トルクFmisから理想操作力による軸トルクFtを減ずることにより求められる。すなわち、この目標アシストトルクFmotを目標値として電動モータ7のアシストトルクを制御することにより、上述した理想操作力による軸トルクFtが得られる。
【0042】
なお、D→Nレンジ方向へのセレクトでは、上述したP→Rレンジ方向における機械的負荷特性とは異なる機械的負荷特性を有しているため、その機械的負荷特性に応じて目標アシストトルクマップも別途設定する。よって、セレクトレバー2のアシスト制御においては、セレクトレバー2の操作方向を検出し、操作方向に応じた目標アシストトルクマップを用いてアシストトルクの制御を行う必要がある。
【0043】
セレクトレバー2の操作方向を検出する方法としては、トルクセンサ12の正負出力状態からの判定、ポテンショメータ13の取得最新値と前回取得値との増減差分による判定、または、目標アシストトルクマップ上の各レンジ停止位置の中央値に対するポテンショメータ13の大小判定等で行うことができる。
【0044】
また、この目標アシストトルクマップは、セレクトレバー2の操作速度に応じて予め複数設定されている。セレクトレバー2の操作速度は、ストローク角度の変化率等から推定することができる。
【0045】
[セレクトレバーアシスト制御処理]
図8は、制御アンプ14で実行されるセレクトレバーアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【0046】
ステップS1では、ポテンショメータ13の出力電圧からセレクトレバー2のストローク角度を読み込む。
【0047】
ステップS2では、トルクセンサ12の出力電圧から入力トルクを読み込む。
【0048】
ステップS3では、トルクセンサ12の正負出力状態から、セレクトレバー2の操作方向を演算する。
【0049】
ステップS4では、ストローク角度と前回読み込んだストローク角度の変化率から、セレクトレバー2の操作速度を演算する。
【0050】
ステップS5では、セレクトレバー2の操作方向と操作速度に応じた目標アシストトルクマップを読み込む。
【0051】
ステップS6では、読み込んだ目標アシストトルクマップとストローク角度から目標アシストトルクを設定する。
【0052】
ステップS7では、実際の入力トルクと目標アシストトルクとを比較し、差分が所定値以上であるとき、目標アシストトルクを補正する。
【0053】
ステップS8では、補正した目標アシストトルクとなるように電動モータ7を駆動して本制御を終了する。
【0054】
[セレクトレバーアシスト制御作用]
次に、セレクトレバー2を一定の速度で移動させ、P→Rレンジへのセレクトを行う場合を例に挙げて、制御アンプ14によるセレクトレバーアシスト制御作用を説明する。
【0055】
図9において、SpはPレンジ側固定端、S1はPレンジ停止中央値を示すストローク角度であり、セレクトレバー2がPレンジにあるとき、セレクトレバー2はストローク角度S0の位置で停止している。
【0056】
セレクトレバー2をP→Rレンジ方向へ操作すると、ディテントピン18がディテントプレート16のカム山16aを登り始め、これに伴い機械的負荷力による軸トルクFmisがR→Pレンジ方向に作用し始める。
【0057】
ストローク角度S1では、電動モータ7によるアシストが開始され、アシストトルクFmotがP→Rレンジ方向に発生する。
【0058】
ストローク角度S1−S2間では、機械的負荷力による軸トルクFmisが徐々に大きくなり、これに応じてアシストトルクFmotも徐々に大きくなる。
【0059】
ストローク角度S2では、機械的負荷力による軸トルクFmisがピーク値となり、これに応じてアシストトルクFmotもピーク値となる。
【0060】
ストローク角度S2−S3間では、機械的負荷力による軸トルクFmisが徐々に減少し、これに応じてアシストトルクFmotも徐々に減少する。
【0061】
ストローク角度S3では、ディテントピン18がディテントプレート16のカム山16aの頂点に達し、機械的負荷力による軸トルクFmisがゼロとなる。このとき、電動モータ7によるアシストトルクFmotの出力が停止する。
【0062】
ストローク角度S3−S4間では、ディテントピン18がカム山16aの谷部16bに引き込まれるため、機械的負荷力による軸トルクFmisはR→Pレンジ方向に発生する。このとき、セレクトレバー2には、機械的負荷力による軸トルクFmisのみが作用している。
【0063】
ストローク角度S4では、ディテントピン18がカム山16aの谷部b下端に達して停止する。このとき、PレンジからRレンジへのセレクトが行われ、図外の後退ブレーキが締結される。
【0064】
[機械的負荷特性に基づくアシスト制御の効果]
ここで、機械的負荷特性に基づくアシスト制御の効果を説明するため、ポテンショメータ13を用いたセレクトレバー2のストローク角度検出を行わず、トルクセンサ12からの入力トルクのみに基づいて電動モータ7の出力値をフィードバック制御する場合について考える。
【0065】
レンジセレクト時、セレクトレバー2の支点軸4には、次に列記する▲1▼〜▲3▼を合成したトルクが入力される。
▲1▼運転者の操作力による軸トルクFt
▲2▼電動モータ7のアシストトルクFmot
▲3▼機械的負荷力による軸トルクFmis
このうち、▲3▼機械的負荷力による軸トルクFmisは、図5に示したように、セレクトレバー2の位置によって大きさと向きが大きく変化している。
【0066】
ところが、トルクセンサ12は▲1▼運転者の操作力のみを検出し、▲3▼機械的負荷力による軸トルクFmisを検出できないため、機械的負荷力による軸トルクFmisが制御に反映されない。従って、セレクトレバー2が機械的負荷力による軸トルクFmisの向きが変化するような位置(図9のストローク角度S3付近)を通過するとき、セレクトレバー2の操作速度によっては、制御変数が波打つ、いわゆるハンチングが発生し、理想的な操作特性が得られないことがある。
【0067】
また、機械的負荷力による軸トルクFmisがゼロとなる位置、すなわち、ディテントピン18がディテントプレート16のカム山16aを乗り越えた直後における運転者の操作力が大きいと、それに応じて大きなアシストトルクが発生するため、セレクトレバー2が切り換え位置を通過したとき、運転者の意に反してセレクトレバー2が操作方向に引きずられてしまう。よって、セレクトレバー2が本来の停止位置で停止しない(ディテントピン18がディテントプレート16aの谷部16b下端を通過してしまう)ため、メリハリのある操作感が得られず、節度感に欠ける。
【0068】
一方、本実施の形態では、セレクトレバー2のストローク角度に応じた機械的負荷特性に基づいてアシストトルクを制御することにより、機械的負荷力による軸トルクFmisに影響されることなく、所望の理想操作力による軸トルクFtを実現することができる。
【0069】
次に、効果を説明する。
本実施の形態の自動変速機のセレクトアシスト装置にあっては、次に列挙する効果を得ることができる。
【0070】
(1) セレクトレバー2のストローク角度に応じた機械的負荷力による軸トルクFmisを予め測定し、この機械的負荷特性に基づいて設定した目標アシストトルクFmotに基づいてアシストトルクを制御するため、機械的負荷力による軸トルクFmisに影響されず、良好な操作特性を得ることができる。
【0071】
(2) 目標アシストトルクFmotをトルクセンサ12により検出された入力トルクに基づいて補正するため、運転者の操作力をより理想操作力による軸トルクFtに近づけることができるとともに、きめ細かい操作特性を設定することができる。
【0072】
(3) 図9において、セレクトレバー2のストローク角度がS3−S4の範囲にあるとき、すなわち、機械的負荷力による軸トルクFmisがセレクトレバー2の操作方向に作用するとき、アシストトルクFmotの出力を停止することにより、セレクトレバー2が所定位置(ストローク角度S4)からオーバーランするのを防止できるので、節度感のある操作特性が得られる。また、セレクトレバー2に機械的負荷力による軸トルクFmisのみを作用させ、自然な操作感を得ることができる。
【0073】
(4) 制御アンプ14において目標アシストトルクの設定を、図7に示した目標アシストトルクマップに基づいて行うため、制御アンプ14において複雑な演算が不要であり、応答性の高い制御を行うことができる。
【0074】
(5) セレクトレバー2の操作速度に応じて複数の目標アシストトルクマップを設けることにより、セレクトレバー2の操作速度に応じて変化する機械的負荷特性に対応でき、操作速度毎に最適な操作特性を設定することができる。
【0075】
(その他の実施の形態)
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【0076】
例えば、本実施の形態では、セレクトレバーをP→Rレンジ方向に操作したときのアシストについて説明したが、D→Nレンジ方向に操作した場合にも、本実施の形態と同様の効果が得られる。
【0077】
また、本実施の形態では、機械的負荷力による軸トルクFmisの絶対値が所定値よりも小さい場合、電動モータ7によるアシストトルクの出力を停止したが、常にアシストトルクを発生させる構成としてもよい。
【0078】
また、本実施の形態では、ストローク角度S3−S4間で、目標アシストトルクをゼロに設定し、電動モータ7によるアシストトルクFmotの出力を停止する構成としたが、目標アシストトルクをセレクトレバー2と逆方向に設定し、機械的負荷力による軸トルクFmisによる引き込み力を軽減する方向にアシストトルクFmotを発生させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す側面図である。
【図2】本発明の自動変速機のセレクトアシスト装置を適用した自動変速装置の構成を示す背面図である。
【図3】自動変速機のディテント機構の構造を示す斜視図である。
【図4】ポテンショメータの出力電圧とセレクトレバーのストローク角度との関係を示す図である。
【図5】P→Rレンジ方向におけるセレクトレバーの機械的負荷特性図である。
【図6】P→Rレンジ方向におけるセレクトレバーの理想操作力特性図である。
【図7】P→Rレンジ方向における目標アシストトルクマップである。
【図8】制御アンプで実行されるセレクトレバーアシスト制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図9】セレクトレバーアシスト制御作用を示す図である。
【符号の説明】
1 コントロール部
2 セレクトレバー
3 センタクラスタ
4 支点軸
5 制御レバー
6 セクタギヤ
7 電動モータ
8 自動変速機
9 ディテント機構
10 制御アーム
11 リンケージ
12 トルクセンサ
12a 回転部
12b 検出部
13 ポテンショメータ
14 制御アンプ
15 回転シャフト
16 ディテントプレート
16a カム山
16b 谷部
17 バネ板
18 ディテントピン
19 パーキングポール
20 カム状プレート
21 パーキングギヤ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a select assist device for an automatic transmission.
[0002]
[Prior art]
As a conventional range selector for an automatic transmission, a select lever is provided near the driver's seat in the passenger compartment, and the operating force of the select lever is transmitted through an operating force transmission means such as a cable or a rod. Is known to switch the range (P, R, N, D, etc.) of the automatic transmission.
[0003]
The operation of the select lever requires a large operating force due to the friction of the cable and rod, the resistance generated when the detent pin gets over the cam crest in the detent mechanism, and the like. For this reason, the selector lever is set to a sufficient length, and the lever force is used to convert the occupant's operating force into a large force and perform range selection (see, for example, Patent Document 1). ).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-323559 (
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art requires a long select lever in order to obtain a sufficient lever force, and there is a problem that the degree of freedom of the vehicle interior layout is reduced. In addition, there are many restrictions on the installation location, and it is limited to the side of the driver's seat and the vicinity of the steering column.
[0006]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and its object is to improve the degree of freedom of layout in the passenger compartment and the design of the select lever, and to achieve an excellent speed change operation characteristic. The object is to provide a machine select assist device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the automatic transmission select assist device according to
[0008]
Here, the “mechanical load characteristic of the select lever” means a required operating force for each operating position of the select lever, and the mechanical load force is from the select lever to the range switching device via the power transmission means. Load force, for example, load force due to a detent mechanism, inertia of a mechanism portion including an assist actuator, friction, and the like.
[0009]
In the first aspect of the present invention, the assist torque control means includes: a target assist torque setting unit that sets a target assist torque based on an operation position of the select lever and a mechanical load characteristic of the select lever; A target assist torque correction unit that corrects the corrected target assist torque in accordance with an input torque to the select lever, and an assist actuator control unit that controls the assist torque using the corrected target assist torque as a target value. And
According to a second aspect of the present invention, in the automatic transmission select assist device according to the first aspect, the mechanical load characteristic of the select lever is the range change device of the automatic transmission connected to the select lever. A detent mechanism that holds a selected range position by pressing an engagement pin against a detent plate that has a valley formed corresponding to the range between a plurality of cam peaks. It includes a reaction force characteristic received when the pin moves.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the automatic transmission select assist device according to the first or second aspect, the target assist torque setting unit is configured such that when the mechanical load force acting on the select lever is negative, The target assist torque is set to zero or the direction opposite to the operation direction of the select lever.
[0011]
The invention according to
[0012]
In the invention described in
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, in the automatic transmission select assist device according to the fifth aspect, the operation speed detecting means for detecting the driver's select lever operating speed and a plurality of targets corresponding to the select lever operating speed. An assist torque map, and the target assist torque setting unit switches the target assist torque map according to a select lever operation speed.
[0014]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, in the range selection, the assist torque is output by the assist actuator to assist the driver's select lever operating force.
[0015]
In the conventional manual range select, the range is switched by operating the manual lever connected to the manual valve of the automatic transmission by lever force of the select lever.
[0016]
In contrast, in the present invention, by applying an assist torque by the assist actuator, the required moment for operating the select lever is reduced, and the select operation can be performed without imposing a burden on the driver without using a large lever force. Become. Therefore, since the length of the select lever can be set short, the layout freedom in the vehicle interior and the design of the select lever can be improved.
[0017]
In the present invention, the assist torque control means controls the assist torque output from the assist actuator based on the input torque to the select lever, the operation position of the select lever, and the mechanical load characteristic of the select lever. .
[0018]
Here, the assist torque is obtained by subtracting the driver's operating force from the mechanical load force of the select lever. Among these, the mechanical load force acting on the select lever that directly affects the operational feeling is preliminarily determined. It can be measured by experiments or the like.
[0019]
Therefore, the assist torque is set according to the operation position of the select lever, and the actual input torque is also taken into consideration so that the operation force characteristic can be obtained according to the mechanical load characteristic of the select lever. By outputting the torque, good operating characteristics can be obtained without being affected by the mechanical load force acting on the select lever.
[0020]
In the first aspect of the invention, the target assist torque is set based on the operation position of the select lever and the mechanical load characteristic of the select lever, and the target assist torque is corrected according to the input torque to the select lever. By doing so, the actual assist torque can be made closer to the target assist torque, and fine operation characteristics can be set.
[0021]
In the third aspect of the invention, when the mechanical load force acting on the select lever is negative, the target assist torque is set to zero or opposite to the operation direction of the select lever, so that only the pulling force is applied to the select lever. It is possible to obtain a natural feeling of operation by acting or by appropriately reducing the pulling force (inertial force) due to the mechanical load characteristic of the select lever.
[0022]
According to the fourth aspect of the present invention, when the detent pin of the range switching device gets over the top of the cam peak of the detent plate, the target assist torque is set to zero or the direction opposite to the operation direction of the select lever. The select lever is dragged in the direction of operation against the driver's will due to the pulling force of the trough of the car, and the select lever does not stop at the predetermined position, that is, the select lever can be prevented from overrun, and operation with a sense of moderation Characteristics are obtained.
[0023]
In the fifth aspect of the present invention, by providing the target assist torque map in advance, the target assist torque setting unit does not require a complicated calculation and can perform control with high responsiveness.
[0024]
According to the sixth aspect of the present invention, by providing a plurality of target assist torque maps according to the operation speed of the select lever, it is possible to cope with the mechanical load characteristics that change according to the operation speed of the select lever. It is possible to set optimal operating characteristics.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a side view showing a configuration of an automatic transmission to which a select assist device for an automatic transmission according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a rear view of the automatic transmission.
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The lower end of the
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
Further, the
[0032]
FIG. 4 shows the relationship between the output voltage of the
[Table 1]
[0033]
Based on the detected stroke angle of the
[0034]
Next, the structure of the
FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the
A
[0035]
That is, by operating the
[0036]
One end of a
[0037]
Next, the operation will be described.
[Mechanical load characteristics of select lever]
FIG. 5 is a mechanical load characteristic diagram of the
[0038]
As shown in FIG. 5, the shaft torque Fmis due to the mechanical load force generated when the
[0039]
That is, until the
[0040]
[Ideal operating force characteristics of select lever]
FIG. 6 is an ideal operating force characteristic diagram of the
[0041]
[Target assist torque map]
FIG. 7 is a target assist torque map in the P → R range direction. In this target assist torque map, a target assist torque Fmot corresponding to the stroke angle of the
[0042]
Note that the selection in the D → N range direction has a mechanical load characteristic different from the mechanical load characteristic in the P → R range direction described above, and therefore the target assist torque map according to the mechanical load characteristic. Is also set separately. Therefore, in the assist control of the
[0043]
As a method of detecting the operation direction of the
[0044]
A plurality of target assist torque maps are set in advance according to the operation speed of the
[0045]
[Select lever assist control processing]
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the select lever assist control process executed by the
[0046]
In step S1, the stroke angle of the
[0047]
In step S2, the input torque is read from the output voltage of the
[0048]
In step S3, the operation direction of the
[0049]
In step S4, the operation speed of the
[0050]
In step S5, a target assist torque map corresponding to the operation direction and operation speed of the
[0051]
In step S6, a target assist torque is set from the read target assist torque map and stroke angle.
[0052]
In step S7, the actual input torque and the target assist torque are compared, and when the difference is equal to or greater than a predetermined value, the target assist torque is corrected.
[0053]
In step S8, the
[0054]
[Select lever assist control action]
Next, the select lever assist control action by the
[0055]
In Figure 9, S p is the P range side fixed end, S 1 is the stroke angle indicating the P-range stop median, when the
[0056]
When the
[0057]
In the stroke angle S 1, the assist is started by the
[0058]
Between the stroke angles S 1 and S 2 , the shaft torque Fmis due to the mechanical load force gradually increases, and the assist torque Fmot gradually increases accordingly.
[0059]
In the stroke angle S 2, the axial torque Fmis by the mechanical load force reaches a peak value, the assist torque Fmot also a peak value accordingly.
[0060]
Between the stroke angles S 2 and S 3 , the shaft torque Fmis due to the mechanical load force gradually decreases, and the assist torque Fmot also gradually decreases accordingly.
[0061]
In the stroke angle S 3, the
[0062]
Between the stroke angles S 3 and S 4 , the
[0063]
In the stroke angle S 4, detent pin 18 is stopped reaches the valley portion b the lower end of the
[0064]
[Effect of assist control based on mechanical load characteristics]
Here, in order to explain the effect of the assist control based on the mechanical load characteristics, the stroke angle of the
[0065]
At the time of range selection, torque obtained by combining the following (1) to (3) is inputted to the
(1) Shaft torque Ft due to driver's operating force
(2) Assist torque Fmot of
(3) Shaft torque Fmis due to mechanical load
Among these, (3) the shaft torque Fmis due to the mechanical load force varies greatly in magnitude and direction depending on the position of the
[0066]
However, since the
[0067]
Further, if the driver's operating force is large at a position where the shaft torque Fmis due to the mechanical load force becomes zero, that is, immediately after the
[0068]
On the other hand, in the present embodiment, by controlling the assist torque based on the mechanical load characteristic corresponding to the stroke angle of the
[0069]
Next, the effect will be described.
In the automatic transmission select assist device of the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0070]
(1) The shaft torque Fmis due to the mechanical load force corresponding to the stroke angle of the
[0071]
(2) Since the target assist torque Fmot is corrected based on the input torque detected by the
[0072]
(3) In FIG. 9, when the stroke angle of the
[0073]
(4) Since the target assist torque is set in the
[0074]
(5) By providing multiple target assist torque maps according to the operating speed of the
[0075]
(Other embodiments)
Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration of the present invention is not limited to the present embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the invention, It is included in the present invention.
[0076]
For example, in the present embodiment, the assist when the select lever is operated in the P → R range direction has been described. However, the same effect as the present embodiment can be obtained when the select lever is operated in the D → N range direction. .
[0077]
In the present embodiment, when the absolute value of the shaft torque Fmis due to the mechanical load force is smaller than a predetermined value, the output of the assist torque by the
[0078]
Further, in the present embodiment, the target assist torque is set to zero between the stroke angles S 3 and S 4 and the output of the assist torque Fmot by the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a configuration of an automatic transmission device to which a selection assist device for an automatic transmission according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a rear view showing a configuration of an automatic transmission device to which a selection assist device for an automatic transmission according to the present invention is applied.
FIG. 3 is a perspective view showing a structure of a detent mechanism of the automatic transmission.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an output voltage of a potentiometer and a stroke angle of a select lever.
FIG. 5 is a mechanical load characteristic diagram of a select lever in a P → R range direction.
FIG. 6 is an ideal operating force characteristic diagram of a select lever in a P → R range direction.
FIG. 7 is a target assist torque map in a P → R range direction.
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of select lever assist control processing executed by the control amplifier.
FIG. 9 is a diagram illustrating a select lever assist control action.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記セレクトレバーの操作位置を検出する操作位置検出手段と、
運転者の操作力を補助するアシストトルクをセレクトレバーに出力するアシストアクチュエータと、
前記セレクトレバーへの入力トルクと、セレクトレバーの操作位置と、セレクトレバーの機械的負荷特性とに基づいてアシストトルクを制御するアシストトルク制御手段と、
を備え、
前記アシストトルク制御手段は、セレクトレバーの操作位置と、セレクトレバーの機械的負荷特性とに基づいて目標アシストトルクを設定する目標アシストトルク設定部と、
設定された目標アシストトルクをセレクトレバーへの入力トルクに応じて補正する目標アシストトルク補正部と、
補正された目標アシストトルクを目標値としてアシストトルクを制御するアシストアクチュエータ制御部と、
を備えることを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。 An input torque detecting means for detecting an input torque to a select lever connected to the automatic transmission range switching device;
An operation position detecting means for detecting an operation position of the select lever;
An assist actuator that outputs to the select lever an assist torque that assists the driver's operating force;
Assist torque control means for controlling the assist torque based on the input torque to the select lever, the operation position of the select lever, and the mechanical load characteristics of the select lever;
Equipped with a,
The assist torque control means includes a target assist torque setting unit that sets a target assist torque based on an operation position of the select lever and a mechanical load characteristic of the select lever;
A target assist torque correction unit for correcting the set target assist torque according to the input torque to the select lever;
An assist actuator controller that controls the assist torque using the corrected target assist torque as a target value;
A selection assist device for an automatic transmission.
前記セレクトレバーの機械的負荷特性は、
前記セレクトレバーに連結される前記自動変速機のレンジ切り換え装置に設けられ、複数のカム山の間にレンジに対応して設けられる谷部が形成されたディテントプレートに係合ピンが押し付けられて選択されたレンジ位置を保持するディテント機構で、押し付けられた係合ピンが移動する際に受ける反力特性を含む、
ことを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。 In the automatic transmission select assist device according to claim 1,
The mechanical load characteristic of the select lever is
Selectable by the engagement pin being pressed against the detent plate provided in the range switching device of the automatic transmission connected to the select lever, and having a valley formed between the plurality of cam peaks corresponding to the range. A detent mechanism that holds the range range, including a reaction force characteristic that is received when the pressed engagement pin moves,
A select assist device for an automatic transmission.
前記目標アシストトルク設定部は、セレクトレバーに作用する機械的負荷力がマイナスのとき、目標アシストトルクをゼロまたはセレクトレバーの操作方向と逆方向に設定することを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。In the automatic transmission select assist device according to claim 1 or 2 ,
The target assist torque setting unit sets the target assist torque to zero or a direction opposite to the operation direction of the select lever when the mechanical load force acting on the select lever is negative. apparatus.
前記目標アシストトルク設定部は、レンジ切り換え装置のディテントピンがディテントプレートのカム山の頂点を乗り越えたとき、目標アシストトルクをゼロまたはセレクトレバーの操作方向と逆方向に設定することを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。The automatic transmission select assist device according to any one of claims 1 to 3 ,
The target assist torque setting unit sets the target assist torque to zero or a direction opposite to the operation direction of the select lever when the detent pin of the range switching device gets over the top of the cam peak of the detent plate. Select assist device for transmission.
予め、セレクトレバーの各操作位置に応じたセレクトレバーの機械的負荷特性値から、セレクトレバーの各操作位置に応じたセレクトレバーの理想操作力を減じた目標アシストトルクをデータとして有する目標アシストトルクマップを設け、
前記目標アシストトルク設定部は、セレクトレバーの操作位置と目標アシストトルクマップとに基づいて目標アシストトルクを設定することを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。An operating position select device for an automatic transmission according to any one of claims 1 to 4,
A target assist torque map having, as data, a target assist torque obtained by subtracting the ideal operating force of the select lever corresponding to each operation position of the select lever from the mechanical load characteristic value of the select lever corresponding to each operation position of the select lever in advance . Provided,
The target assist torque setting section sets a target assist torque based on an operation position of a select lever and a target assist torque map.
運転者のセレクトレバー操作速度を検出する操作速度検出手段と、
セレクトレバー操作速度に対応する複数の目標アシストトルクマップと、
を設け、
前記目標アシストトルク設定部は、セレクトレバー操作速度に応じて目標アシストトルクマップを切り換えることを特徴とする自動変速機のセレクトアシスト装置。In the automatic transmission select assist device according to claim 5,
An operation speed detection means for detecting a driver's select lever operation speed;
Multiple target assist torque maps corresponding to the select lever operation speed,
Provided,
The target assist torque setting section switches a target assist torque map in accordance with a select lever operation speed.
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