JP2003287117A - 自動車の駆動系内の自動変速機を制御するための方法 - Google Patents
自動車の駆動系内の自動変速機を制御するための方法Info
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Abstract
り適合させる、自動変速機の制御方法を提供することで
ある。 【解決手段】 運転者による介入が予測的介入である場
合には、変速機制御部により、来るべき路程の特徴をデ
ータベースからバッファメモリにロードし、自動車の走
行状態及び運転者による介入を記述する変数を、介入時
点の前後、FIFOバッファの動作時間に相応した期間
の間、バッファメモリに記録し、バッファメモリ内で特
別な路程特徴を検索し、特別な路程特徴が存在する場合
には、シフトロジックに対する入力データを計算し、介
入のための分類システムを運転者が要望する特性に適合
させ、又は、特別な路程特徴が存在しない場合には、運
転者介入を拒絶するよう構成された方法により解決され
る。
Description
御部により、運転者による介入を様々なクラスに分類
し、この分類をギヤ選択及びギヤチェンジの際に考慮す
る形式の自動車の駆動系内の自動変速機を制御するため
の方法に関する。
(非特許文献1)では、動作状態と割当てられたシフト
特性との間の対応は固定的に設定されておらず、運転者
はこの対応を変更することができる。このために、いわ
ゆるインテリジェント学習システムが“+/−”ジョグ
キーを介した運転者の介入を監視し、運転者が介入によ
ってシフト特性の変更を望んでいるかどうか、ある走行
状態−例えば追越動作の開始のような−から出ようとし
ているかどうか、又は、シフト特性を非常に良好に運転
者に適合させるために車両を手動でシフトすることを望
んでいるかどうかを分析する。
の期待される流れ(「300mの登坂走行」、「市街地
から出る」、「比較的長く市街地を走行する」)を予見
すること又は予想することは、運転者が直ちに実行でき
る形では不可能である。
IntelligenTip(R)−eine Tra
inierbare Fahrstrategie,V
DI−Berichte 1610“Getriebe
in Fahrzeugen2001”,19.−2
0.06.2001,pp745−761
機のシフト特性を運転者のイメージにより適合させる、
自動車の駆動系内の自動変速機を制御するための方法を
提供することである。
り、運転者による介入が予測的介入である場合には、変
速機制御部により、来るべき路程の特徴をデータベース
からバッファメモリにロードし、自動車の走行状態及び
運転者による介入を記述する変数を、介入時点の前後、
FIFOバッファの動作時間に相応した期間の間、前記
バッファメモリに記録し、前記バッファメモリ内で特別
な路程特徴を検索し、前記特別な路程特徴が存在する場
合には、シフトロジックに対する入力データを計算し、
介入のための分類システムを運転者が要望する特性に適
合させ、又は、前記特別な路程特徴が存在しない場合に
は、運転者介入を拒絶するように、自動車の駆動系内の
自動変速機を制御するための方法を構成することで解決
される。
求項に示されている。
が非常に良く充足され、各時点において物理的に最適な
だけでなく、運転者の主観的な観点からも「正しい」ギ
アチェンジが行われることにある。その結果、顧客にま
すます受け入れられ、自動変速機に対する満足度が上が
る。運転者介入とナビゲーションデータは、変速機のシ
フト特性を改善するために、非常に合理的に共に使用さ
れる。
を説明する。
されている機械的な構成部材と、図の上部に示されてい
る制御部とを内蔵している。すなわち、電子式エンジン
制御部(略してECC)4を備えた駆動エンジン2と、
コンバータロックアップクラッチ8を備えた流体力学的
トルクコンバータ7と、電子式変速機制御部(ETC)
10を備えた自動変速機9とを内蔵している。車輪駆動
部はプロペラシャフト11と駆動される車輪12とを指
しており、排気系統は触媒14とマフラ15とを指して
いる。流体力学的トルクコンバータ7とコンバータロッ
クアップクラッチ8は、ここでは隣接して表示されてい
るが、実際には共通のハウジング内に収納されている。
号ライン16を介して変速機制御部10と接続されてい
るアクチュエータAを有している。変速機制御部は信号
ライン18によって変速機9の中の複数のアクチュエー
タと接続されている。しかし、これら複数のアクチュエ
ータは個別的には図示されていない。エンジン制御部4
は、スロットルバルブ19を作動させる電子式スロット
ルバルブ制御部ETCを内蔵している。しかし、他の公
知のエンジン制御装置でも十分適任である。車輪は電磁
ブレーキ20及び関連するブレーキ制御部EMBを備え
ている。
の要望をエンジン制御部4に伝える。エンジン制御部4
は、図示された制御/信号ラインにより駆動系1の変速
機制御部10と接続されている。運転者命令を入力する
ために、通常の走行レンジD,N,R及び駐車位置Pな
らびに、ギヤに応じて変速機をシフトアップ(“+”)
もしくはシフトダウン(“−”)するための2つのシフ
トポジション又はジョグキーを備えたセレクタレバー2
4が使用される。
との間のデータ接続及び変速機制御部10とナビゲーシ
ョンシステム28との間のデータ接続が、矢印25及び
26によって示されている。変速機制御部10は統合駆
動系管理IPMの機能も果たすことができる。そのつど
の走行力学的状態によって引き起こされるブレーキ信
号、例えばABS信号及びESP信号は、適切な制御装
置により生成される。なお、この制御装置は、図中で
は、電磁ブレーキ20の制御装置EMBと統合されてい
る。
6又は吸気量を制御する他の装置に加えて、点火時点、
噴射時点及びエンジン内に噴射される燃料量及び/又は
過給を制御する。これは個別的には図示されていない。
というのも、エンジン制御の方式自体は周知だからであ
る。
てコンバータロックアップクラッチ8を制御し、信号ラ
イン18を介して変速機9の変速比を制御する。制御部
4及び10は、例えばデータバスの形の双方向の信号/
制御ライン29によって相互に接続されており、これら
のデータラインを介して、自動車の快適かつ経済的な走
行動作に必要な情報を交換する。
されたコンポーネント及び要素はつぎのように実施され
ている。すなわち、実線で示されたコンポーネントは標
準的に存在しており、一方、破線で示された要素は存在
していてもよい。現在位置測定のための装置30は有利
には衛星ナビゲーションシステムGPSとして実現され
ている。FCDシステム(“floating car
data”システム)31は、−すでに存在している
場合には−高速道路の交通量を求め、関連する受信機を
備えた自動車でこの交通量を利用できるようにする。イ
ンジケータパネル32は、自動車が中央処理装置又は車
載コンピュータ33のようなものを有しているならば、
中央処理装置又は車載コンピュータ33に、そしてナビ
ゲーションシステムにも接続されている。中央処理装置
33は運転者の入力も受信する。
行程メモリ34(以下ではFIFOバッファとも称す
る)は、自動車内に設置された諸センサの信号を記憶す
るために使用される。電子道路地図35は、ナビゲーシ
ョンシステム28又は中央処理装置33に行程又は路程
の特徴、つまり走行すべきルートの道路勾配、曲率半
径、高さなどに関する情報を供給する。行程特徴と交通
情報は行程メモリ34に供給され、ナビゲーションシス
テム28の中央処理装置に入力される。
irst out”)は離散時間信号(t+n)を格納
する。ここで、nは正整数≧0である。これで、ブロッ
ク34においてルートの流れを予想することができる。
FIFOメモリの出力は、個々の区間に関するデータを
含んでいるのではなく、区間全体を特徴付けている。離
散時間信号(t+n)は、CDもしくはDVDのような
“オンボード”メモリから生じるか、又はデータ伝送可
能な接続(GSM/UMTS)を介して定置メモリユニ
ットから読み出すことができる。行程メモリ34は行程
特徴メモリも含んでいてよい。
路図は以下のブロックを有している。ただし、ブロック
という表現は繰り返さない。適応コンポーネント38に
は、ライン40を介して入力側39に達するセンサデー
タが入力信号として供給される。これらのセンサデータ
は第1のファジーシステム41に供給され、第1のファ
ジーシステム41は、運転者及び荷重状態の識別を実行
し、出力ライン42を介して状態データを適応コンポー
ネント38に伝送する。第2の出力ライン43,44を
介して、適応コンポーネント38とフィルタ45とに運
転者及び荷重倍数が出力される。
されたそしてこれからまだ言及される入力信号からファ
ジーシステムパラメータFSPが形成され、第2のファ
ジーシステム46に出力される。これにより生成された
出力信号は適応コンポーネント38及びフィルタ45に
伝送される。最も単純なケースでは、1つのファジーシ
ステムだけが存在するが、2つ以上のファジーシステム
が存在していてもよい。
部10において又は車載コンピュータ33において運転
者識別により選択される個々の運転者パラメータセット
を収容している。または、各運転者に関して、例えばチ
ップカードの形の個人的なデータ記憶媒体が挿入され、
運転者ID49として入力される。運転者パラメータセ
ットはブロック50「適応セット選択及び感度調整」に
おいて評価され、その結果がファジーシステム41に供
給される。ブロック50はまた、ブロック51において
オンラインで受信されるナビゲーションデータNDOを
基に識別される「特別な状況」も評価する。ブロック5
1の出力信号は、フィルタ45と自動シフトポイント補
正のためのブロック「状態オートマトン」52とに達す
る。
は−例えば急速にアクセルペダルを放したとき、登坂サ
ポート時など−シフト特性マップにより定められたシフ
ト決定を変更する。これは、いわゆる状態オートマトン
により実現される。ただし、この状態オートマトンの状
態遷移はファジーシステムにより制御される。
プ補間部54に供給され、このシフト特性マップ補間部
でシフト特性マップパラメータSKPが形成され、ター
ゲット出力信号(target output)のため
のFIFOバッファ内蔵識別段55に伝送される。ター
ゲット出力信号は、運転者介入に相応した命令である。
シフト特性マップ補間部で求められた目標変速比は、一
方では識別段55に供給され、他方では動的補正オート
マトン52に供給される。識別段55は、すでに言及さ
れたそしてこれからまだ言及される入力信号に基づい
て、運転者介入のタイプを識別する。すなわち、運転者
介入を例えば適応的介入として評価すべきか又は予測的
介入として評価すべきかを判定する。
補正信号DKSが生成され、識別段55の別の入力側に
供給される。動的補正オートマトン52では、目標変速
比又は目標ギヤの補正された値が計算され、変速機9に
送られる。補正された値は識別段55にも供給される。
識別段55は、オンラインで利用可能なナビゲーション
データNDO、及びシフト命令、つまり運転者がすでに
述べた“+/−”ジョグキー56の操作により行う運転
者介入も受信する。なお、“+/−”ジョグキー56
は、自動車のハンドル57又はその近傍に取り付けられ
ている。
を用いて、さらに詳細に説明される。運転者による自動
ギヤ選択への介入のために、ジョグキー56により形成
されたユーザインタフェースが使用される。運転者の介
入又は行動が、オートマチックシフトモードからマニュ
アルシフトモードへの変更をトリガする。運転者の介入
又は行動は識別段55に供給され、識別段55におい
て、運転者入力が様々なクラスに分類される。ただし、
これらのクラスは、運転者側の介入の考えられる原因を
以下のように構造的に分類するものである; −運転者行動の評価の適応 −荷重倍数の評価の適応 −平坦な道路上でのブレーキ介入 −目前の走行状態を先取りしたシフト −不当な介入 −許容範囲外でのファジー評価のうちの1つの適応 −運転者によるオートマチックシフトモードへの復帰要
望 分類は記録されたセンサデータに基づいて行われる。な
お、このセンサデータはFIFOバッファ34、55に
格納される。図4には、バッファリングの方式に関する
図式的な概観が示されている。グラフには、アクセルペ
ダル位置と自動車の速度との間の関係が示されている。
より見通し易くするために、シフト特性曲線SKLが記
入されている。FIFOバッファエントリ60〜67は
黒い点で示されている。これらの点は時間的に順次連続
するFIFOバッファへの書き込みを表している。
照)、介入の前後の走行状態及び運転者の反応を判断
し、場合によっては使用中のシフト特性曲線上で、関連
する自動シフトの時点と比較することができるように、
介入の数秒前及び数秒後が記録される。
が格納される:アクセルペダル位置tv_f、自動車速
度vsp、運転者評価dr_f、荷重評価ld_f、入
れるべきギヤgp_nxt、動的補正の状態st_co
r_dyn、及び自動車を減速させるためのファジーパ
ラメータup_del_ac。添字“f”は、フィルタ
リングされた量であることを示している。以下では添字
“f”は省略される。
れ、その結果として、マニュアルシフトモードが作動し
た状態に留まるか、又は、オートマチックシフトモード
が再作動される。識別段は、マニュアルシフト機能の純
粋な制御の他に、運転者の適応要望を識別することがで
きる。
はできなかった。というのも、自動車の現時点の位置又
は状態との関係しか成立していないからである。運転者
に可能な「予見」又は予想(「300mの登坂走行」、
「市街地から出る」、「比較的長く市街地を走行す
る」)は、予見的介入が評価の際に考慮されるようにタ
イムコリダー又はルートコリダーを使用するという形で
拡張して実現することができる。このタイムコリダー又
はルートコリダーは、所定の行程ないし所定時間内に走
破することのできる行程を記述するものである。これら
コリダーは行程特徴を決定する際に考慮される。つま
り、来るべき道路区間(例えば100mの)が、FIF
Oバッファ内蔵識別段55に内蔵されたシフトロジック
により予め計算され、予測的介入がこれらの道路区間に
適切に割当てられる。
められる。車両速度v及びアクセルペダル位置tvは、
介入時点t=t1前のt1−tFIFOの期間の間、及
び介入時点t=t1後のt1+tFIFOの期間の間、
記録される。ここで、tFI FOはFIFOバッファの
動作時間である(現在では2秒)。Δtv1は介入前の
tFIFOの期間におけるアクセルペダルの最大変位で
ある。Δtv2は介入後のtFIFOの期間におけるア
クセルペダルの最大変位である。アクセルペダル操作が
シフト介入後に(動特性及びストロークに関する)重要
な調整の形で行われる場合、この運転者介入は予測的と
判定される(例えば、シフトダウン要求とそれに続くア
クセルペダルの開放)。
づいている(オンライン情報ベースから通知される)場
合には、アクセルペダル操作とは無関係に、予測的介入
が識別される。別の例はつぎの通りである:幹線道路を
走行しているときには、短期間の緩慢な走行(およそ3
0〜40km/hで数秒間)が、すぐに追い越される遅
い車両を意味することがある。したがって、素早い追い
越しを可能にするために、ある一定の期間の間、高めら
れた余剰トルク(すなわち比較的低いギヤ)が用意され
る。これは特に自動化されたマニュアルトランスミッシ
ョンの場合に有利である。というのも、その場合、まさ
にこの付加的な余剰トルクを維持するためには、手動で
の見越しシフトダウンが重要であると思われるからであ
る。先行きの交通に関する情報は拡張されたFCDシス
テム31により供給される。
向かって動いており、運転者は上り坂の30m手前で要
望としてシフトダウンを手動で実施する。このような規
定行動は同種の運転行動においては同じポイントで再現
されるようにしてもよい。
間が重要な属性に従って探索されることである。これら
重要な属性とはつぎのようなものであってもよい; −交互にやって来る傾斜、カーブの接近、市街地又は高
速道路への入口、幹線道路、他の道路への分岐路、多層
駐車場、駐車場など −将来時点におけるこのような事象の検出及び行程(特
徴)メモリへの保存 −手動シフト介入の際の予測的介入としての分類 −「所定の特徴(「30m右前方に分岐路」)に従った
事前探索」なるクラスのFIFOエントリの比較 −介入時点におけるシフトロジックに対する入力データ
の計算 −ファジーシステムを適応させるための適応コンポーネ
ントを製造する公知の方法(特許文献1)の使用、ただ
し、来るべき区間の特徴に対する行動についての運転者
の要望に関する個人的な適応パラメータの形成による。
ような既存の機能は、所望の動作が生じるように適応さ
せられる。これには、ブレーキアシストのようないわゆ
る動的補正(短期介入とも呼ばれる)も含まれる(例:
運転者が分岐路手前でいつもより早く、つまりエンジン
回転数がトランスミッションの基本チューニングの場合
よりも高いときに、このようなブレーキのシフトダウン
を要望する)。このようなルート特徴に近づくと、適応
の後に、「運転者の要望に応じた」シフトが再現され
る。
な特徴は連続的な変化(カーブへの進入、上り坂又は
山)よりも扱い易い。来るべき道路区間の完全な予測が
必要であり、しかも時間軸又は経路軸に基づいて計算さ
れる(ルートの流れのデータは、ディジタル地図又は外
部データソースの地図データを求めるために使用される
オンラインチャネルから既知である)。このオンライン
チャネルはデータ伝送可能でなければならない。このた
めに、現在、GSM技術(Global Standa
rd for Mobile Communicati
ons)が利用可能であり、将来的にはUMTS技術が
利用可能である(見込みでは2003年以降)。これと
ともに多くのオンラインサービスが開発される。また想
定される車両速度も既知である。
メントは、求められた有効データに基づいて、想定され
た速度曲線を用いて計算される。予測的介入がある区間
に割当てられれば、変速機制御を来るべき道路区間又は
タイムセグメントに関して最適化又は適応させることも
可能である。これに関して重要なことは、これから起こ
るどの事象が運転者の反応に関連しているかを確定する
ことである。これは、例えば運転者の視線の方向を検出
するシステムにより識別される(その種の公知のシステ
ムは、自動車の運転者の疲労を識別するために使用され
る)。
実行されるプログラムのフローチャートは以下のステッ
プを有する; スタート S1 運転者介入の有無を調べる。介入が存在する場合
には、ステップS2において S2 介入が予見的介入であるか否かを確定する。予見
的介入である場合には、ステップS3において S3 来るべき路程の特徴をデータベースからロードす
る。つぎにステップ4において S4 特別な特徴の有無を調べる。特別な特徴が存在す
る場合には、ステップ5において S5 FIFOバッファメモリ内で路程特徴を探索し、
ステップ5において S6 このような特徴がFIFOバッファメモリ内に存
在するか調べる。存在する場合には、ステップ7におい
て S7 シフトロジックに対する入力データを計算する。
このデータはステップ8において S8 運転者介入の分類に対する適応値を計算する。こ
れらの値を用いてステップ9において S9 分類システムを適応させる。これでプログラムは
終了する。
ある場合には、ステップS10において S10 運転者介入を処理する。
ある場合には、ステップS11において S11 運転者介入を拒絶する。そしてプログラムは終
了へジャンプする。
ある場合には、同様にプログラムは終了にジャンプす
る。
ビゲーション情報を考慮して運転者の要望する動作に適
合させられる。
辺要素とともに概略的に示す。
路図を示す。
的に示す。
ラフを示す。
ムのフローチャートを示す。
Claims (8)
- 【請求項1】 自動車の駆動系内の自動変速機を制御す
るための方法であって、 前記自動車の変速機制御部により、運転者による介入を
様々なクラスに分類し、該分類をギヤ選択及びギヤチェ
ンジの際に考慮する形式の方法において、 運転者による介入が予測的介入である場合には、前記変
速機制御部により、来るべき路程の特徴をデータベース
からバッファメモリにロードし、 前記自動車の走行状態及び運転者による介入を記述する
変数を、介入時点の前後に、FIFOバッファの動作時
間(tFIFO)に相応した期間の間、前記バッファメ
モリに記録し、 前記バッファメモリ内で特別な路程特徴を探索し、 前記特別な路程特徴が存在する場合には、シフトロジッ
クに対する入力データを計算し、介入のための分類シス
テムを運転者が要望する特性に適応させ、又は、 前記特別な路程特徴が存在しない場合には、運転者介入
を拒絶する、ことを特徴とする自動車の駆動系内の自動
変速機を制御するための方法。 - 【請求項2】 運転者による介入が非予測的介入である
場合には、変速機を制御するために前記運転者介入を処
理する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 ユーザインタフェースを介して入力され
た運転者行動を識別段に供給し、該識別段において前記
運転者行動を、運転者行動の考えられる原因を構造的に
分類した様々なクラスに分類する、請求項1記載の方
法。 - 【請求項4】 目標変速比、ジョグキー信号及びシフト
特性マップパラメータに基づいて、前記識別段により運
転者介入のタイプを求める、請求項3記載の方法。 - 【請求項5】 来るべき道路区間をシフトロジックを用
いて予め計算し、前記道路区間に予測的介入を割当て
る、請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 車両速度とアクセルペダルの使用状態を
介入時点の前後の期間の間記録し、アクセルペダルの操
作がシフト介入後の重要な調整の形で行われた場合、前
記運転者介入を予測的と判定する、請求項1記載の方
法。 - 【請求項7】 メモリユニット内に含まれた個々の運転
者パラメータセットを運転者識別情報により選択する、
請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 運転者入力の分類を、FIFOバッファ
メモリに格納されている記録されたセンサデータに基づ
いて行う、請求項1記載の方法。
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