JP3218373B2 - 自動車用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

自動車用自動変速機の変速制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用自動変速機
（オートマチックトランスミッション）の制御装置に関
し、特に、自動車の環境及び運転者の意図を認識した変
速位置制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車における電子制御式の自動
変速機においては、次のように変速制御における変速タ
イミングが予め定められたものとなっている。即ち、車
速とスロットル弁開度とに対応して自動車に要求される
最適なトルクを得るように、変速位置（ギヤ位置）を定
めた変速パターンのマップを有し、セレクトレバーがＤ
レンジの状態において、これに基づいて変速制御を行っ
ている（実開昭６２−１９４２３１号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、車速とスロットル弁開度とに対応して変速位置
を定めたマップから、そのときの車速とスロットル弁開
度に基づいて変速位置を読み出して設定する構成では、
変速タイミングの制御特性目標が予め定められている
と、例えば、高地においては空気密度が低下するため、
高地と低地とでは、スロットル弁開度と機関トルクとの
関係にずれを生じ、高地では、スロットル弁開度が同一
の条件では、低地と比較して機関トルクが低下する。
又、登坂路のように走行抵抗が大きい場合、予め定めら
れた変速マップでは、最適な変速パターンと異なり、運
転者に違和感を与えたり、スロットル操作、セレクタ操
作等が繁雑となる。
【０００４】又、多様なユーザー個々の好み、ニーズに
まんべんなく対応するのが困難であるという問題点もあ
る。そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑
み、変速領域を限定して変速線を決定する構成により、
変速タイミングを環境変化に対応して適正に制御し、多
様なユーザー個々の好み、ニーズにまんべんなく対応し
た変速制御を可能にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の自動
車用自動変速機の変速制御装置は、図１に示すように、
車速検出手段と、スロットル弁開度検出手段と、車両の
運転状態を認識判断する運転状態認識手段と、複数の変
速段のうち第ｎ速又は第ｎ＋１速にて走行する第１変速
範囲から第ｎ＋ｋ速又は第ｎ＋ｋ＋１速にて走行する第
ｋ＋１変速範囲まで複数区分した変速範囲を、車両の運
転状態に基づいて予め記憶した変速範囲記憶手段と、前
記車速検出手段及びスロットル弁開度検出手段により検
出された車速及びスロットル弁開度に基づいて変速範囲
記憶手段から第１変速範囲から第ｋ＋１変速範囲のうち
のいずれか１つの変速範囲を選択する変速範囲選択手段
と、前記運転状態認識手段により認識された車両の運転
状態に基づいて、前記選択された変速範囲のうちの低速
変速段と高速変速段のいずれか１つの変速位置を選択す
る変速段選択手段と、選択された変速位置に従って変速
機のシフト段を切り換えるシフト切換手段と、を含んで
構成した。
【０００６】
【作用】かかる構成において、車速とスロットル弁開度
とに対応して変速範囲を定めた記憶手段から、そのとき
の車速とスロットル弁開度に基づいて変速範囲を選択す
る。又、車両の運転状態を認識判断して変速範囲のうち
の低速変速段と高速変速段のいずれか１つの変速位置を
選択することにより、従来装置に比べてより的確に変速
判断を行うことができ、従来のように予め設定された変
速線図に基づいてスロットル弁開度と車速により機械的
に変速タイミングを判断することがないため、運転状態
に即応した変速制御を実現でき、環境の変化に対応した
変速制御を実現できる。
【０００７】又、運転者の変速意図に対応した変速制御
を実現できるため、多様なユーザー個々の好み、ニーズ
にまんべんなく対応するのが容易となる。
【０００８】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図２において、エンジン１の出力側には自動変
速機２が設けられている。この自動変速機２は、トルク
コンバータ３と、このトルクコンバータ３を介して連結
された歯車式変速機４と、この変速機４中の各種変速要
素の結合・解放操作を行う油圧アクチュエータ５とを備
える。油圧アクチュエータ５に対する作動油圧は各種の
電磁弁を介してＯＮ・ＯＦＦ制御されるが、ここでは、
自動変速のためのシフト用電磁弁６Ａ，６Ｂのみを示し
てある。コントロールユニット７は、マイクロコンピュ
ータを内蔵し、各種のセンサからの信号に基づいて前記
シフト用電磁弁６Ａ，６Ｂ等を制御することにより、油
圧アクチュエータを介して歯車式変速機４を変速制御す
る。
【０００９】各種のセンサとしては、図示しないセレク
トレバーの操作位置（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，２，１）を検出
するポジションセンサ８が設けられている。又、機関１
の吸気系のスロットル弁１０の開度ＴＶＯを検出するポ
テンショメータ式のスロットルセンサ１１が設けられて
いる。機関１のクランク軸又はこれに同期して回転する
軸にクランク角センサ１２が設けられている。このクラ
ンク角センサ１２からの信号は例えば基準クランク角毎
のパルス信号で、その周期より機関回転速度Ｎe が算出
される。
【００１０】自動変速機２の出力軸より回転信号を得て
車速ＶＳＰを検出する車速センサ９が設けられている。
コントロールユニット７は、各種入力信号に基づいてセ
レクトレバーの操作位置と車両の運転条件とに適合した
変速制御を行う。そして、特に、セレクトレバーがＤレ
ンジの状態では、次の各手段によって、１速〜４速の変
速位置を自動設定すると共に、シフト用電磁弁６Ａ，６
ＢのＯＮ・ＯＦＦの組み合わせを制御して歯車変速機４
をその変速位置に変速制御する。
【００１１】即ち、前記コントロールユニット７は、運
転状態を認識判断する運転状態認識手段と、複数の変速
段のうち第ｎ速又は第ｎ＋１速にて走行する第１変速範
囲から第ｎ＋ｋ速又は第ｎ＋ｋ＋１速にて走行する第ｋ
＋１変速範囲まで複数区分した変速範囲を、車速ＶＳＰ
及びスロットル弁開度ＴＶＯに基づいて予め記憶した変
速範囲記憶手段と、前記車速センサ９及びスロットルセ
ンサ１１により検出された車速ＶＳＰ及びスロットル弁
開度ＴＶＯに基づいて変速範囲記憶手段から第１変速範
囲から第ｋ＋１変速範囲のうちのいずれか１つの変速範
囲を選択する変速範囲選択手段と、前記運転状態認識手
段により認識された車両の運転状態に基づいて、設定さ
れた変速範囲のうちの低速段と高速段のいずれか１つの
変速位置を選択する変速段選択手段と、選択された変速
位置に従って変速機のシフト段を切り換えるシフト切換
手段と、をソフトウェア的に装備している。
【００１２】即ち、ＲＯＭ上に、図３に示すように、車
速ＶＳＰとスロットル弁開度ＴＶＯとに応じて例えば第
１変速範囲（第１速，第２速），第２変速範囲（第２
速，第３速）及び第３変速範囲（第３速，第４速）を予
め定めたマップが設けられる。このマップが本発明の変
速範囲記憶手段に相当する。そして、変速制御は、セレ
クトレバーの操作位置に適合して行い、特にセレクトレ
バーがＤレンジの状態では、後述するように検出された
車速ＶＳＰとスロットル弁開度ＴＶＯとに従って上記マ
ップから第１変速範囲から第３変速範囲のうちいずれか
１つの変速範囲を設定する。
【００１３】ここで、前記運転状態認識装置の特徴を概
略的に説明すると、該装置の特徴はファジィ制御理論を
応用して運転者の意思決定に近い形で前記変速段を選択
する如く構成した点にある。ファジィ制御理論自体は近
年種々の分野にて応用されつつあるもので、簡単に言う
と制御対象の状態認識をあいまいに把握し、その状態認
識に基づいて制御値を決定する制御規制（ルール）を設
けるものである。
【００１４】この制御ルールの中では状況判断の基準乃
至は操作の内容があいまい量（ファジィラベルとして示
される）として扱われており、メインバーシップ関数と
して定量化される。従って、運転状態認識装置にあって
は、自動変速機の制御システムの設計時にファジィ制御
理論の導入に必要な前記制御ルールの作成等の作業を行
うものであり、具体的には以下のように行われる。
【００１５】（１）制御ルールの作成 如何なる運転状態の時にシフトアップ或いはシフトダウ
ン或いは現状保持とするかの制御ルールを作成する。 （２）パラメータ及びメインバーシップ関数の決定 同時に制御対象の状態をどのようなパラメータから認識
するかを決定すると共に、パラメータのメンバーシップ
関数を定めて評価基準を決定する。
【００１６】このパラメータとして、本運転状態認識装
置にあっては、前記車速センサ９及びスロットルセンサ
１１を通じて検出される車速ＶＳＰとスロットル弁開度
ＴＶＯとこのスロットル弁開度の平均値ＡＶＥＴＶＯを
使用し、図４〜図６に示すように、夫々座標において横
軸に車速ＶＳＰ，スロットル弁開度ＴＶＯ，スロットル
弁開度平均値ＡＶＥＴＶＯというパラメータを所定の波
形（前記評価基準を決定するメンバーシップ関数）、即
ち、シフトアップ（ＵＰＴ）とシフトダウン（ＤＷＮ）
の評価基準を定める波形で与え、縦軸に０から１．０ま
での値即ち、メンバーシップ値を付したマップを設け
る。このマップにおけるメンバーシップ関数は前記第１
変速範囲，第２変速範囲及び第３変速範囲毎に異ならせ
てある。
【００１７】そして、車両の走行中において、前記パラ
メータを検出し、シフトアップ（ＵＰＴ）とシフトダウ
ン（ＤＷＮ）夫々のメンバーシップ関数のマップを参照
して、メンバーシップ値を検索し、このメンバーシップ
値から制御ルールの評価値を決定し、評価値から決定さ
れる制御ルールを選択し、これに基づいて制御結果、例
えば、シフトアップか、シフトダウンか、現状保持かを
決定した後、前記シフト用電磁弁６Ａ，６ＢのＯＮ・Ｏ
ＦＦの組み合わせを制御して、油圧アクチュエータ５を
介して歯車式変速機４をその変速位置に制御する。
【００１８】この場合、各パラメータについて各評価基
準毎にメンバーシップ値を求め、各評価基準におけるメ
ンバーシップ値の最小値を各評価基準毎の制御ルールの
評価値とし、各評価基準毎の制御ルールの評価値に基づ
いて制御結果、例えば、シフトアップか、シフトダウン
か、現状保持かを決定する。図８は各評価基準毎の制御
ルールの評価値の関係から制御結果を導くためのマップ
である。
【００１９】続いて、図３以下を参照して、本装置の動
作を説明する。図７は本装置の動作を概略的に示すメイ
ンルーチンのフローチャートである。即ち、ステップ１
（図では、Ｓ１と略記する。以下同様）では、車速ＶＳ
Ｐとスロットル弁開度ＴＶＯに対応して変速範囲を定め
た図３のマップを参照して、実際の車速ＶＳＰとスロッ
トル弁開度ＴＶＯから変速範囲を選択する。
【００２０】ステップ２では、前述した図４のマップ
（ＴＶＯマップ）を参照して、そのときのスロットル弁
開度ＴＶＯに対応するシフトアップ（ＵＰＴ）のメンバ
ーシップ値とシフトダウン（ＤＷＮＴ）のメンバーシッ
プ値とを検索する。ステップ３では、図５のマップ（Ｖ
ＳＰマップ）を参照して、そのときの車速ＶＳＰに対応
するシフトアップ（ＵＰＶ）のメンバーシップ値とシフ
トダウン（ＤＷＮＶ）のメンバーシップ値とを検索す
る。
【００２１】ステップ４では、図６のマップ（ＡＶＥＴ
ＶＯマップ）を参照して、そのときのスロットル弁開度
平均値ＡＶＥＴＶＯに対応するシフトアップ（ＵＰＡ
Ｔ）のメンバーシップ値とシフトダウン（ＤＷＮＡＴ）
のメンバーシップ値とを検索する。ステップ５では、検
索したＵＰＴ、ＵＰＶ、ＵＰＡＴのメンバーシップ値の
うち最小値を選択して、これをＦＵＰとする。
【００２２】ステップ６では、検索したＤＷＮＴ、ＤＷ
ＮＶ、ＤＷＮＡＴのメンバーシップ値のうち最小値を選
択して、これをＦＤＷＮとする。ステップ７では、ＦＵ
Ｐのメンバーシップ値とＦＤＷＮのメンバーシップ値と
によって予めシフトアップ（ＵＰ），シフトダウン（Ｄ
ＷＮ），現状保持（Ｈ）という判定結果を定めた図８の
マップ（ＵＰＤＷＮマップ）を参照して、そのときのＦ
ＵＰのメンバーシップ値とＦＤＷＮのメンバーシップ値
に対応する判定結果を検索する。
【００２３】ステップ８においては、検索した判定結果
がシフトアップ（ＵＰ）であるか否かを判断し、シフト
アップ（ＵＰ）であれば、ステップ９に進んで、シフト
アップの指令を出力する。検索した判定結果がシフトア
ップ（ＵＰ）でなければ、ステップ１０に進んで、検索
した判定結果がシフトダウン（ＤＷＮ）であるか否かを
判断し、シフトダウン（ＤＷＮ）であれば、ステップ１
１に進んで、シフトダウンの指令を出力する。検索した
判定結果がシフトダウン（ＤＷＮ）でなければ、ステッ
プ１２に進んで、現状保持の指令を出力する。
【００２４】尚、図９に示すように、電磁弁６Ａ，６Ｂ
のＯＮ・ＯＦＦの組み合わせを制御して、油圧アクチュ
エータ５を介して歯車式変速機４をその変速位置に制御
する。以上の構成によれば、車速とスロットル弁開度と
に対応して変速範囲を定めたマップから、そのときの車
速とスロットル弁開度に基づいて変速範囲を選択する構
成であるから、運転情報から全ての変速線のうちの一つ
を検索する必要がなく、制御部における演算負担を軽減
することができる。
【００２５】又、周囲の状況を含む車両の運転状態を複
数のパラメータで捉えてファジィ推論を通じて処理する
ことにより、従来装置に比べてより的確に変速判断を行
うことができ、従来のように予め設定された変速線図に
基づいてスロットル弁開度と車速により機械的に変速タ
イミングを判断することがないため、運転状態に即応し
た変速制御を実現でき、環境の変化に対応した変速制御
を実現できる。
【００２６】又、運転者の変速意図に対応した変速制御
を実現できるため、多様なユーザー個々の好み、ニーズ
にまんべんなく対応するのが容易となる。以上のよう
に、特定の実施例を参照して本発明を説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、当該技術分野にお
ける熟練者等により、本発明に添付された特許請求の範
囲から逸脱することなく、種々の変更及び修正が可能で
あるとの点に留意すべきである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車速とスロットル弁開度に基づいて変速範囲を選択し、
車両の運転状態を認識判断して変速範囲のうちの低速変
速段と高速変速段のいずれか１つの変速位置を選択する
構成であるから、従来装置に比べてより的確に変速判断
を行うことができ、従来のように予め設定された変速線
図に基づいてスロットル弁開度と車速により機械的に変
速タイミングを判断することがないため、運転状態に即
応した変速制御を実現でき、環境の変化に対応した変速
制御を実現でき、又、運転者の変速意図に対応した変速
制御を実現できるため、多様なユーザー個々の好み、ニ
ーズにまんべんなく対応するのが容易となる有用性大な
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】 本発明の一実施例を示すシステム図
【図３】 同上実施例における変速範囲を示すマップ
【図４】 同上実施例におけるメンバーシップ関数のマ
ップ
【図５】 同上実施例におけるメンバーシップ関数のマ
ップ
【図６】 同上実施例におけるメンバーシップ関数のマ
ップ
【図７】 同上実施例の作用を説明するフローチャート
【図８】 同上実施例において制御結果を導くためのマ
ップ
【図９】 電磁弁のＯＮ・ＯＦＦの組み合わせに基づく
変速位置を表す図
【符号の説明】
１ エンジン ２ 自動変速機 ３ トルクコンバータ ４ 歯車式変速機 ５ 油圧アクチュエータ ６Ａ シフト用電磁弁 ６Ｂ シフト用電磁弁 ７ コントロールユニット ９ 車速センサ １１ スロットルセンサ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−163258（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−163259（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−286201（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−246546（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−292561（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−194231（ＪＰ，Ｕ) (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 (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車速検出手段と、 スロットル弁開度検出手段と、 車両の運転状態を認識判断する運転状態認識手段と、 複数の変速段のうち第ｎ速又は第ｎ＋１速にて走行する
    第１変速範囲から第ｎ＋ｋ速又は第ｎ＋ｋ＋１速にて走
    行する第ｋ＋１変速範囲まで複数区分した変速範囲を、
    車両の運転状態に基づいて予め記憶した変速範囲記憶手
    段と、 前記車速検出手段及びスロットル弁開度検出手段により
    検出された車速及びスロットル弁開度に基づいて変速範
    囲記憶手段から第１変速範囲から第ｋ＋１変速範囲のう
    ちのいずれか１つの変速範囲を選択する変速範囲選択手
    段と、 前記運転状態認識手段により認識された車両の運転状態
    に基づいて、前記選択された変速範囲のうちの低速変速
    段と高速変速段のいずれか１つの変速位置を選択する変
    速段選択手段と、 選択された変速位置に従って変速機のシフト段を切り換
    えるシフト切換手段と、を含んで構成されたことを特徴
    とする自動車用自動変速機の変速制御装置。
JP29154791A 1991-11-07 1991-11-07 自動車用自動変速機の変速制御装置 Expired - Fee Related JP3218373B2 (ja)

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