JP3179561B2 - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載される無段
変速機の変速比を運転状態に応じて制御する無段変速機
の変速制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平３−１２５０６２号
公報に見られるように、燃料消費率が最も小さくなるよ
うに予め設定された最小燃費率曲線に基づいて上記自動
変速機の制御基準値を読出し、この制御基準値に応じて
自動変速機の変速比を無段階に制御するように構成され
たＶベルト式の自動変速機において、路面勾配や車両加
速度、アクセル変化量等をパラメータとするあいまい推
論を実行し、上記制御基準値を車両の走行状態に適合さ
せて補正することが行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の自動変速機
では、路面勾配および車両加速度等のパラメータに応じ
てそれぞれあいまい推論を実行し、それらを統合するこ
とにより、制御基準値の補正量を求めるように構成され
ており、走行路の変化状態に適合させるようにメンバー
シップ関数を定義すれば、運転者の心理状態等に応じて
変化する運転操作状態に対応した制御を実行することが
できないという問題がある。また、運転者の運転操作状
態に適合させるようにメンバーシップ関数を定義すれ
ば、走行路の屈曲状態等に対応した制御を実行すること
ができないという問題がある。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するもので、運
転者の運転操作状態および走行路の変化状態の両方に適
合した変速制御を実行することができる無段変速機の変
速制御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
予め設定された制御マップに基づいて制御基準値を設定
する基準値設定手段と、無段変速機の変速比を変化させ
る変速駆動部を備えた無段変速機の変速制御装置におい
て、運転者の運転操作状態に関する値からなる入力変数
に対応した満足度が複数のラベル毎に設定された第１入
力メンバシップ関数、走行路の変化状態に関する値から
なる入力変数に対応した満足度が複数のラベル毎に設定
された第２入力メンバシップ関数及び上記制御基準値の
修正値からなる出力変数に対応した満足度が複数のラベ
ル毎に設定された出力メンバシップ関数を記憶する関数
記憶手段と、上記第１入力メンバシップ関数のラベルと
第２入力メンバシップ関数のラベルとの組合せに基づい
て出力メンバシップ関数のラベルを読み出すために設定
された複数の制御ルールを記憶するルール記憶手段と、
上記運転者の運転操作状態に関する値を検出する第１検
出手段と、上記走行路の変化状態に関する値を検出する
第２検出手段と、この第１，第２検出手段の検出値に応
じ、上記関数記憶手段から読み出された第１，第２入力
メンバシップ関数のラベルと上記制御ルールとに基づい
て出力メンバシップ関数のラベルを上記関数記憶手段か
ら読み出し、このラベルに対応した上記制御基準値の修
正量を推論する推論手段と、この推論手段によって推論
された修正値及び上記基準値設定手段において設定され
た制御基準値に応じて求められた最終の制御基準値と上
記基準値を求めたときの車速とに基づいて目標変速比を
求め、この目標変速比に対応する制御信号を上記変速駆
動部に出力する変速制御手段とを設けたものである。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１記載の無
段変速機の変速制御装置において、エンジン負荷の変化
率に応じて運転者の運転操作状態を検出する第１検出手
段と、横加速度の絶対値の積算値に応じて走行路の変化
状態を検出する第２検出手段とを設けたものである。

【０００７】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、第１検出手
段によって検出された第１入力変数に応じ、運転者の運
転操作時に適合したあいまい推論が行なわれるととも
に、第２検出手段によって検出された第２入力変数に応
じ、走行路の変化状態に適合したあいまい推論が行なわ
れる。そして上記あいまい推論によって求められた制御
基準値の修正値に対応する適正な変速制御が実行される
ことになる。

【０００８】上記請求項２記載の発明によれば、第１検
出手段によって検出されたエンジン負荷の変化率に応
じ、運転者が先を急ぐ心理状態にあるか否か等を適正に
検出してこれに対応した変速制御を実行することができ
る。また、第２検出手段によって検出された横加速度の
絶対値の積算値に応じ、車両が山道等の蛇行した路面の
走行時にあるか否かを適正に検出してこれに対応した変
速制御を実行することができる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係る無段変速機１
の変速制御装置を備えた車両の駆動系統を示している。
上記無段変速機１は、エンジン２のクランク軸３に電磁
クラッチ４を介して連結された入力軸５と、車両の駆動
輪６に連結された終減速機７に駆動力を伝達する出力軸
８と、入力軸５および出力軸８に取付けられた駆動プー
リ９および従動プーリ１０と、この両プーリ９，１０に
巻き掛けられたＶベルト１１とを備えている。なお、上
記電磁クラッチ４に代えて流体継手、トルクコンバータ
もしくは遠心クラッチ等を使用した構造としてもよい。

【００１０】そして油圧駆動式の変速制御弁からなる変
速駆動部１２によって上記両プーリ９，１０の有効径を
変化させることにより、上記入力軸５と出力軸８との回
転速度比からなる変速比が無段階に変更されるようにな
っている。すなわち、上記変速駆動部１２は、変速制御
装置から出力される制御信号に応じて上記駆動プーリ９
および従動プーリ１０に供給されるライン油圧もしくは
流量を調節することにより、両プーリ９，１０の有効径
を調節して無段変速機１の変速比を目標値に一致させる
ように構成されている。

【００１１】上記変速制御装置は、車体に作用する横加
速度ＨＧを検出する横加速度センサ１３の検出信号と、
スロットル開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１４
の検出信号と、車両の走行速度Ｖを検出する車速センサ
１５の検出信号とに基づいて車両の走行状態に対応した
目標変速比を読出す制御部１６を有している。そして上
記制御部１６から変速駆動部１２に出力される制御信号
に応じ、無段変速機１の実変速比を上記目標変速比に一
致させる制御が実行されるように構成されている。

【００１２】上記制御部１６は、図２に示すように、予
め設定された制御マップに基づいて入力軸回転数ＩＳ
Ｐ、つまり無段変速機１に入力されるエンジン２の出力
軸の回転数からなる制御基準値を設定する基準値設定手
段１７と、予め設定された第１，第２入力メンバシップ
関数および出力メンバシップ関数を記憶する関数記憶手
段１８と、後述する制御ルールを記憶するルール記憶手
段１９と、この制御ルールに基づいて上記制御基準値の
修正量を推論する推論手段２０と、この推論手段２０の
推論結果に応じて上記変速駆動部１２に出力される変速
目標値を求める変速制御手段２１とを有している。

【００１３】また上記制御部１６には、上記スロットル
センサ１４の検出信号に応じてスロットル開度の変化率
ｄＴＶＯを求める第１検出手段２２と、上記横加速度セ
ンサ１３の検出信号に応じて単位時間当たりの横加速度
の絶対値の積算値Σ｜ＨＧ｜を求める第２検出手段２３
とが設けられている。

【００１４】上記制御マップは、図３に示すように、所
定のスロットル開度ＴＶＯごとに最小の燃費率となるよ
うに設定された車両の走行速度Ｖと入力軸回転数ＩＳＰ
との対応関係を示すグラフからなっている。そして上記
基準値設定手段１７において、上記スロットルセンサ１
４および車速センサ１５から出力される検出信号に応
じ、上記グラフから燃費率が最小となる入力軸回転数Ｉ
ＳＰが読出されるようになっている。

【００１５】上記関数記憶手段１８において記憶された
第１入力メンバシップ関数は、図４に示すように、Ｓ
（小さい）、ＭＳ（やや小さい）、ＭＢ（やや大きい）
およびＢ（大きい）からなる４種類のあいまい表現が付
されたラベルを有している。そしてスロットル開度の変
化率ｄＴＶＯからなる入力変数に対応して満足度が、各
ラベルごとに０ないし１の範囲内で設定されている。ま
た、第２入力メンバシップ関数は、入力変数として横加
速度の絶対値の積算値Σ｜ＨＧ｜が用いられる点を除い
て上記第１入力メンバシップ関数と同様に構成されてい
る。

【００１６】一方、上記関数記憶手段１８において記憶
された出力メンバシップ関数は、図５に示すように、Ｓ
（小さい）、ＭＳ（やや小さい）、ＭＢ（やや大きい）
およびＢ（大きい）からなる４種類のあいまい表現が付
されたラベルを有し、上記入力軸回転数ＩＳＰからなる
出力変数に対応して満足度が０ないし１の範囲内で設定
されている。

【００１７】また、上記ルール記憶手段１９において記
憶された制御ルールは、図６に示すように、上記各関数
の４種類のラベルに対応してそれぞれ区画された第１入
力メンバシップ関数の第１入力変数ｄＴＶＯおよび第２
入力メンバシップ関数の第２入力変数Σ｜ＨＧ｜と、出
力メンバシップ関数の出力変数ＩＳＰとの関係を、予め
マップに１６種類のルールとして設定したものである。
例えば、ラベルＳに属する第１入力変数が検出されると
ともに、ラベルＭＢに属する第２入力変数が検出された
場合には、第３ルールに基づいてラベルＭＢに属する出
力変数が選択されるように設定されている。

【００１８】次に、上記推論手段２０において、ミニマ
ム−マキシマム演算により実行される上記制御基準値の
修正値の推論方法を説明する。例えば第１入力変数の検
出値が第１入力メンバシップ関数のラベルＳおよびＭＳ
に属し、第２入力変数の検出値がラベルＭＢおよびＢに
属していることが確認された場合には、上記制御ルール
に基づき、上記両入力変数の検出値に関係する出力メン
バシップ関数のラベルを図６から読出す。

【００１９】すなわち、第１入力変数がラベルＳで、第
２入力変数がラベルＭＢであるとすると、図６の第３ル
ールに基づき、出力変数としてラベルＭＢが選択され、
また第１入力変数がラベルＭＳで、第２入力変数がラベ
ルＢであるとすると、第８ルールに基づき、出力変数と
してラベルＢが選択される。さらに、第１入力変数がラ
ベルＳで、第２入力変数がラベルＢであるとすると、第
４ルールに基づき、出力変数としてラベルＭＢが選択さ
れ、また第１入力変数がラベルＭＳで、第２入力変数が
ラベルＭＢであるとすると、第７ルールに基づき、出力
変数としてラベルＢが選択される。

【００２０】上記第３ルールに基づいて行なわれる推論
を、図７において説明する。まず、第１入力変数Ｘ１に
応じてラベルＳの第１メンバシップ関数から求めた満足
度ａと、第２入力変数Ｘ２に応じてラベルＭＢの第２メ
ンバシップ関数から求めた満足度ｂとを比較し、小さい
方の満足度ａを選択する。次にこの満足度ａをラベルＭ
Ｂの出力メンバシップ関数の満足度として設定すること
により、斜線領域αの推論結果を求める。

【００２１】また、上記第８ルールに基づく推論によ
り、図８に示すように、第１入力変数Ｘ１に応じてラベ
ルＭＳの第１メンバシップ関数から求めた満足度ｃと、
第２入力変数Ｘ２に応じてラベルＢの第２メンバシップ
関数から求めた満足度ｄとを比較し、小さい方の満足度
ｄに応じてラベルＢの出力メンバシップ関数から斜線領
域βの推論結果を求める。さらに上記第４ルールおよび
第７ルールに基づく推論を実行し、それぞれ出力メンバ
シップ関数から斜線領域の推論結果を求めるのである
が、説明を簡略化するためにこの工程については省略す
る。

【００２２】次に、各ルールに応じて求めた斜線領域の
推論結果を合成することにより、図９に示すように、斜
線領域γの推論結果を求める。そして上記斜線領域γの
合成面積に応じ、その重心Ｇを求め、この重心Ｇに対応
する出力変数を読出す。そして上記重心Ｇの座標に対応
する出力変数に応じて予め設定された上記入力軸回転数
ＩＳＰからなる制御基準値の修正量を推論する。

【００２３】上記変速制御手段２１は、上記推論手段２
０において推論された制御基準値の修正量と、上記基準
値設定手段１７において読出された制御基準値とに応じ
て最終の制御基準値を求め、この最終の制御基準値と、
車速Ｖとに基づいて無段変速機１の目標変速比を算出
し、これ目標変速比に対応する制御信号を上記変速駆動
部１２に出力されるように構成されている。

【００２４】上記制御部における制御動作を図１０に示
すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作が
スタートすると、上記横加速度ＨＧ、スロットル開度Ｔ
ＶＯおよび入力軸回転数ＩＳＰの検出値を入力する（ス
テップＳ１）。次いで、上記第２検出手段２３におい
て、上記横加速度ＨＧの検出値に応じて単位時間当たり
（例えば２０秒間）に積算された横加速度の絶対値の積
算値Σ｜ＨＧ｜を求める（ステップＳ２）。

【００２５】また、上記第１検出手段２２において、上
記スロットル開度ＴＶＯの検出値に応じてスロットル開
度の変化率ｄＴＶＯを求めた後（ステップＳ３）、上記
推論手段２０において、変化率ｄＴＶＯからなる第１入
力変数と、積算値Σ｜ＨＧ｜からなる第２入力変数と、
上記各メンバシップ関数と、制御ルールとに基づいて制
御基準値の修正値を推論する（ステップＳ４）。

【００２６】次いで、基準値設定手段１７において、車
速Ｖおよびスロットル開度ＴＶＯの検出値に対応する入
力軸回転数ＩＳＰの制御基準値を図３に示す制御マップ
から読出す（ステップＳ５）。また、上記制御基準値と
その修正量とに基づいて求めた最終の制御基準値と、車
速Ｖとに基づいて無段変速機１の目標変速比を算出し
（ステップＳ６）、この目標変速比に対応する制御信号
を上記変速制御手段２１から変速制御部１２に出力する
（ステップＳ７）。

【００２７】このように第１検出手段２２によって検出
されたスロットル開度の変化率ｄＴＶＯからなる第１入
力変数と、第２検出手段２３によって検出された横加速
度の絶対値の積算値Σ｜ＨＧ｜からなる第２入力変数と
に基づいて制御基準値の修正量を推論するように構成し
たため、運転者の運転操作状態および走行路の変化状態
に応じた変速制御を実行し、運転者がハードな運転操作
を行ない、あるいは走行路が頻繁に屈曲する山道等の走
行時等に駆動力が不足する等の事態が生じるのを効果的
に防止することができる。

【００２８】すなわち、運転者が先を急ぐ心理状態にあ
る場合には、急激なアクセル操作を行なってスロットル
開度の変化率ｄＴＶＯとして大きな値が検出されるた
め、これに応じて上記制御基準値の修正量として大きな
値が推論されるように制御ルールを定めておくことよ
り、上記運転者の意思に適合した変速制御を実行するこ
とができる。

【００２９】また、山道の走行時には、車両の進行方向
が頻繁に変化して単位時間値に積算される横加速度の絶
対値の積算値Σ｜ＨＧ｜が大きくなるため、これに応じ
て入力軸回転数ＩＳＰからなる制御基準値を大きく修正
するように制御ルールを定めておくことにより、走行路
の屈曲状態に応じて無段変速機１の変速比を大きく設定
することができる。したがって、上記山道の走行時に駆
動力が不足するのを防止し、走行状態に適合した変速制
御を実行することができる。

【００３０】しかも、上記運転者の運転操作状態および
走行路の変化状態に応じ、目標変速比を連続的に変化さ
せることができるため、例えば山道等の走行時に運転者
が手動操作することにより、制御マップを変更して大き
な駆動力が得られるように制御する場合等に比べ、スム
ーズな変速制御を実行することができる。

【００３１】なお、上記のようにスロットル開度ＴＶＯ
の検出値、つまりエンジン負荷の変化率に応じて運転者
の運転操作状態を検出する構成に代え、エンジン２の出
力トルクの変化状態を検出し、これによって運転者が先
を急ぐ心理状態にあるか否か等を検出するように構成し
てもよい。また、上記横加速度ＨＧの検出値に応じて走
行路の変化状態を検出する構成に代え、ハンドル舵角の
変化状態もしくは車速の変化状態に応じ、走行路の屈曲
状態もしくは傾斜時に変化状態を検出し、これによって
車両が山道等の走行状態が頻繁に変化する路面を走行し
ているか否かを検出するように構成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、第１検
出手段によって検出されたエンジン負荷の変化状態等か
らなる第１入力変数と、第２検出手段によって検出され
た横加速度の絶対値の積算値等からなる第２入力変数と
に基づいて制御基準値の修正量を推論するように構成し
たため、運転者の運転操作状態および走行路の変化状態
に応じた変速制御を実行し、走行路が蛇行する山道等の
走行時に駆動力が不足する等の事態が生じるのを効果的
に防止することができる。

【００３３】すなわち、運転者が先を急ぐ心理状態にあ
る場合には、急激なアクセル操作を行なってスロットル
開度の変化率として大きな値が検出されるため、これに
応じて上記制御基準値の修正量として大きな値が推論さ
れるように制御ルールを定めておくことより、上記運転
者の意思に適合した適正な変速制御を実行することがで
きる。

【００３４】また、上記山道の走行時には、車両の進行
方向が頻繁に変化して単位時間当たりに積算される横加
速度の絶対値の積算値が大きくなるため、これに応じて
入力軸回転数からなる制御基準値を大きく修正するよう
に制御ルールを定めておくことにより、走行路の屈曲状
態に応じて自動変速機の変速比を大きく設定することが
できる。したがって、上記山道の走行時に駆動力が不足
するのを防止し、走行状態に適合した変速制御を実行す
ることができる。しかも、上記運転者の運転操作状態お
よび走行路の変化状態に応じ、目標変速比を連続的に変
化させてスムーズな変速制御を実行することができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る自動変速機の変速制御装
置を有する車両の駆動系統を示す概略図である。

【図２】上記変速制御装置の制御部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】変速制御手段において使用される制御マップの
一例を示す図表である。

【図４】入力メンバシップ関数の一例を示すグラフであ
る。

【図５】出力メンバシップ関数の一例を示すグラフであ
る。

【図６】制御ルールの一例を示す図表である。

【図７】第３ルールに基づく推論結果を示すグラフであ
る。

【図８】第８ルールに基づく推論結果を示すグラフであ
る。

【図９】上記両推論結果の合成状態を示すグラフであ
る。

【図１０】上記制御部における制御動作を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 自動変速機 １２ 変速駆動部 １７ 基準値設定手段 １８ 関数記憶手段 １９ ルール記憶手段 ２０ 推論手段 ２１ 変速制御手段 ２２ 第１検出手段 ２３ 第２検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定された制御マップに基づいて制
   御基準値を設定する基準値設定手段と、無段変速機の変
   速比を変化させる変速駆動部を備えた無段変速機の変速
   制御装置において、運転者の運転操作状態に関する値か
   らなる入力変数に対応した満足度が複数のラベル毎に設
   定された第１入力メンバシップ関数、走行路の変化状態
   に関する値からなる入力変数に対応した満足度が複数の
   ラベル毎に設定された第２入力メンバシップ関数及び上
   記制御基準値の修正値からなる出力変数に対応した満足
   度が複数のラベル毎に設定された出力メンバシップ関数
   を記憶する関数記憶手段と、上記第１入力メンバシップ
   関数のラベルと第２入力メンバシップ関数のラベルとの
   組合せに基づいて出力メンバシップ関数のラベルを読み
   出すために設定された複数の制御ルールを記憶するルー
   ル記憶手段と、上記運転者の運転操作状態に関する値を
   検出する第１検出手段と、上記走行路の変化状態に関す
   る値を検出する第２検出手段と、この第１，第２検出手
   段の検出値に応じ、上記関数記憶手段から読み出された
   第１，第２入力メンバシップ関数のラベルと上記制御ル
   ールと基づいて出力メンバシップ関数のラベルを上記関
   数記憶手段から読み出し、このラベルに対応した上記制
   御基準値の修正量を推論する推論手段と、この推論手段
   によって推論された修正値及び上記基準値設定手段にお
   いて設定された制御基準値に応じて求められた最終の制
   御基準値と上記基準値を求めたときの車速とに基づいて
   目標変速比を求め、この目標変速比に対応する制御信号
   を上記変速駆動部に出力する変速制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
2. 【請求項２】 エンジン負荷の変化率に応じて運転者の
   運転操作状態を検出する第１検出手段と、横加速度の絶
   対値の積算値に応じて走行路の変化状態を検出する第２
   検出手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載の無
   段変速機の変速制御装置。