JPH02138559A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

自動変速機の制御装置

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JPH02138559A
JPH02138559A JP29170388A JP29170388A JPH02138559A JP H02138559 A JPH02138559 A JP H02138559A JP 29170388 A JP29170388 A JP 29170388A JP 29170388 A JP29170388 A JP 29170388A JP H02138559 A JPH02138559 A JP H02138559A
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Ichiro Sakai
酒井 伊知郎
Yasuhisa Arai
康久 新井
Hiroki Matsui
弘樹 松井
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は自動変速機の制御装置に関し、より具体的には
ファジィ制御理論を応用することによって従来の手動変
速機において行われていたエキスパート運転者の判断・
操作に類似する制御を可能とする自動変速機の制御装置
に関する。
(従来の技術) 車両の変速機にあっては従来は手動変速機が用いられ、
運転者が四囲の状況を考慮しつつ運転状態に応じて変速
時期を判断し、クラッチペダルとシフトレバ−を操作し
て変速していた。しかしながら、斯る手動による変速は
煩瑣であることがら自動変速機が開発され、昨今におい
ては販売さレル乗用車の過半に装着されるに至っている
。而して、斯る自動変速機の制御装置にあっては油圧回
路にシフトバルブを設けて当該バルブの一端にスロット
ル開度に比例したスロットル圧を作用させると共に他端
に車速に比例するガバナ圧を作用させ、両者の圧力比に
応じてギヤクラッチへ油圧を供給/遮断して自動的にギ
ヤの切り換えを行っていた。又、その後の電子制御化に
伴ってマイクロ・コンピュータで制御装置を構成し、そ
のメモリに格納した変速マツプをスロットル開度と車速
とから検索して変速点を検出し、ソレノイドバルブを励
磁/非励磁して前記のシフトバルブを駆動してギヤの切
り換えを行っている。
而して、従来の自動変速制御装置においては以前の手動
変速機であれば運転者自身が判断・操作していた変速時
点がスロットル開度と車速とから一義的に決定されるた
め、どうしても不自然な変速が生じることは否めなかっ
た。例えば、登板時において運転者が平地走行と同じ様
にスロットル開度をクルーズ開度に戻した場合、走行車
速によってはシフトアップしてしまい、そのため余裕駆
動力が不足して再度アクセルペダルを踏んでシフトダウ
ンすることとなり、シフトダウン、シフトアンプの繰り
返しが生じて運転者にビジー感を与える如き不都合があ
った。この様な不都合は、キャンピングカー等を牽引す
る場合、積載等によって車両重量が増加する場合乃至は
機関充填効率が悪化する高地走行時等にも発生する。
ここで運転者が何故アクセルペダルを踏んでスロットル
弁を開くがを考えてみると、このスロットル弁を開いて
示した運転者の加速要求に対して車両の走行が追随する
ことを期待するからに他ならない。即ち、前述の如き不
都合が発生するのは換言すれば余裕駆動力が減少して車
両の制御性が十分確保されていないにも関わらず制御装
置において変速指令が出されることに起因する。従って
、そのためには制御装置において駆動力と走行抵抗とを
確実に把握し、駆動力が走行抵抗を上回って余裕駆動力
が存在することを確認してシフトアップすべきであるに
も関わらず其の様になされていないことに起因する。
この点から近時特開昭60−143133号公報記載の
技術が提案されており、その技術にあってはアクセルペ
ダル踏込量から運転者の要求するトルクを求め、別途算
出した登板抵抗を減算して要求加速度を算出している。
更に、複数個の最良燃費変速線図の中から検出した登板
抵抗に対応する変速線図を選択すると共に、その変速線
図上の一定加速走行軌跡データから要求加速度を実現す
べくスロットル開度を制御し、更に其の変更されたスロ
ットル開度と車速とから変速線図を検索して変速判断を
行い、変更前の加速度を維持すべく構成している。
(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、運転者の要求
するトルクを勘案して変更判断を行うも、その変速判断
はあくまでも予め設定しておいた変更線図に基づいてな
されるのであって設定しである状況にしか対応すること
が出来ず、又いづれにしてもスロットル開度と車速とか
ら変速時点が一義的に決定される点で先に記した従前の
技術と同様の批判を免れ難い物であった。
これが、手動変速機車両であれば運転者は登板中である
ことを認識して不用意なシフトアップを避ける筈である
。即ち、手動変速機車両においては運転者が四囲の状況
を含む車両の運転状態を把握し、車両が出力している駆
動力を認識すると共にシフトした場合の駆動力の増減を
も予見し、体得した種々の経験則を取捨選択してシフト
時期を判断した筈である。即ち、前記した不都合は、従
来の制御においては人間の判断・動作が等閑視されてい
て制御中に反映されていないことに起因するものである
。即ち、従来の自動変速制御技術においては基本的にス
ロットル開度と車速とから変速時点を機械的に決定する
ものであり、車両の運転状態を多変数で捉えて変速時点
を判断するものではないことから、上記した不都合が生
じるのは避は難いものであった。
従って、本発明の目的は従来技術における上記した欠点
を解消することにあり、手動変速機車両で運転者が判断
・操作していた変速動作をファジィ制御理論を応用して
自動変速制御に取り込み、よって人間の意思決定に類似
した変速判断を可能とする自動変速機の制御装置を提供
することにある。
更には斯る制御装置において、走行抵抗と変速後の駆動
力とから車両の操作性を予見して変速判断の一層とする
と共に、車両運転の過渡時には前回算出値から車両操作
性を予見し、よって変速判断を一層正確ならしめる如く
構成した自動変速機の制御装置を提供することを目的と
する。
(課題を解決するための手段及び作用)上記の目的を達
成するために本発明に係る自動変速機の制御装置は第1
図に示す如く、少なくともスロットル開度、その変化量
及び機関回転数並びに車両の走行加速度を含む車両の運
転状態を検出する車両運転状態検出手段1、該車両運転
状態検出手段の出力を入力し、入力値に基づいて車両に
加わっている走行抵抗を演算する走行抵抗演算手段2、
該走行抵抗演算手段及び前記車両運転状態検出手段の出
力を入力して検出値から変速後のスロットル全開時の駆
動力を算出し、車両運転が過渡状態にないと判断すると
きは入力した走行抵抗との比を求め、数比から少なくと
もスロットル開度から推定される運転者の変速意図に対
する変速後の車両の反応の適合度を定量的に予見する車
両反応適合度予見手段3、該車両反応適合度予見手段及
び前記車両運転状態検出手段の出力を入力して評価スケ
ールとし、運転者の変速動作を分析して帰納される判断
・操作に基づいて設定された言語表現からなる複数個の
変速ルールを適用してファジィ推論を行い、該変速ルー
ルの満足度を評価する変速ルール評価手段4、該変速ル
ール評価手段の出力を入力して評価値に基づいて変速ル
ールの一つを選択し、それに基づいて変速制御値を決定
する変速制御値決定手段5及び該変速制御値決定手段の
出力を入力して変速機構を駆動する変速手段6からなる
如く構成した。
(実施例) 以下、添付図面に即して本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明に係る自動変速機の制御装置を全体的に
示す概略図であり、同図に従って説明すると、符号10
は内燃機関の本体を示す。機関本体10には吸気路12
が接続されており、その先端側にはエアクリーナ14が
取着される。而して、該エアクリーナ14から導入され
た吸気は、車両運転席床面のアクセルペダル(図示せず
)に連動して作動するスロットル弁16を介して流量を
調節されて機関本体に至る。該吸気路12の燃焼室(図
示せず)付近の適宜位置には燃料噴射弁(図示せず)が
設けられて燃料を供給しており、吸入空気は燃料と混合
されて燃焼室内に入りビストン(図示せず)で圧縮され
た後点火プラグ(図示せず)を介して着火されて爆発し
、ピストンを駆動する。該ピストン駆動力は回転運動に
変換されて機関出力軸18から取り出される。
機関本体10の後段にはトランスミッション20が接続
されており、機関出力軸1日は其処でトルクコンバータ
22に接続され、そのポンプインペラ22aに連結され
る。トルクコンバータ22のタービンランナ22bはメ
インシャフト(ミッション入力軸)24に連結される。
メインシャフト24にはカウンタシャフト(ミッション
出力軸)26が並置されており、両シャフト間には1速
ギヤG1.2速ギヤG2.3速ギヤG3及び4速ギヤG
4並びにリバースギヤORが設けられると共に、それぞ
れのギヤには多板式の油圧クラッチCLI、 Cl3.
  Cl3. Cl3 (リバースギヤのクラッチは図
示の簡略化のため省略した)が対応して設けられる。又
、1速ギヤG1にはワンウェイクラッチ28が装着され
る。これらの油圧クラッチには油圧源(図示せず)とタ
ンク(図示せず)とを結ぶ油路30が接続されており、
その途中にA、82個のシフトバルブ32.34が介挿
されており、該シフトバルブは2個の電磁ソレノイド3
6.38の励磁/非励磁状態によって位置を変え、前記
したクラッチ群への圧油の供給/排出を制御する。尚、
トルクコンバータ22はロックアツプ機構40を備えて
おり、後述する制御ユニットの指令に応じてタービンラ
ンナ22bと機関出力軸18とを直結する。而して、カ
ウンタシャフト26はディファレンシャル装置42を介
してリアアクスル44に接続されており、その両端には
後輪46が取着される。尚、斯る機関本体10及びトラ
ンスミッション20並びにディファレンシャル装置42
はシャシ(図示せず)に取り付けられており、そのシャ
シ上にフレーム(図示せず)が取り付けられて車両を構
成する。
而して、前記吸気路12のスロットル弁16の付近には
其の開度を検出するポテンショメータ等からなるスロッ
トルセンサ50が設けられると共に、機関本体10付近
のディストリビュータ(図示せず)等の回転部には電磁
ピックアップ等からなるクランク角センサ52が設けら
れ、ピストンのクランク角位置を検出して所定クランク
角度毎に信号を出力する。更に、車両運転席床面に設置
されたブレーキペダル(図示せず)の近傍にはブレーキ
ペダルの踏み込みを検出するブレーキスイッチ54が設
けられると共に、トランスミッション20の適宜位置に
はリードスイッチ等からなる車速センサ56が設けられ
て車両の走行速度を検出する。これらのセンサ50,5
2.54.56の出力は、変速制御ユニット60に送出
される。更に、該制御ユニットには、レンジセレクタの
選択位置を検出するレンジセレクタスイッチ62及びシ
フト位置(ギヤ段)を検出するシフトポジションスイッ
チ64の出力も送出される。
第3図は該変速制御ユニッ1−60の詳細を示すブロッ
ク図であるが、同図に示す如くスロットルセンサ50の
出力は制御ユニット60に入力された後、先ずレベル変
換回路68に入力されて適宜レベルに増幅され、マイク
ロ・コンピュータ7Oに入力される。マイクロ・コンピ
ュータ70は、入力ポードア0a、A/D変換回路70
b、CPU70 c、ROM70 d及びRAM70 
e及び出力ポードア0f並びに−群のレジスタ及びカウ
ンタ(共に図示せず)を備えており、前記レベル変換回
路68の出力は其のA/D変換回路70bに入力されて
デジタル値に変換されてRAM70eに一時格納される
。同様に、クランク角センサ52等の出力も制御ユニッ
ト内において波形整形回路72で波形整形された後、入
力ポードア0aを介してマイクロ・コンピュータ内に入
力されてRAM70 eに一時記憶される。CPU70
 cは此れ等の実測値及び其れ等から算出した種々の演
算値に基づいて後述の如く変速指令値を決定して出力ポ
ードア0fから第1出力回路74及び/又は第2出力回
路76に送出し、電磁ソレノイド36.38を励磁/非
励磁してギヤ段を切り換える乃至は現在段をホールドさ
せる。尚、ギヤ段の切り換えは例えば、両ソレノイドが
非励磁(オフ)された場合には4速ギヤが係合される如
くに行われるが、斯る電磁ソレノイドを介しての変速動
作自体は公知であり、本願の特徴とするところではない
ので、詳細な説明は省略する。
続いて、第4図以下のフロー・チャートを参照して本制
御装置の動作を説明する。
ここで、具体的な説明に入る前に本制御装置の特徴を概
略的に説明すると、本発明に係る制御装置の特徴はファ
ジィ制御理論を応用して人間の意思決定に近い形で変速
時点を決定する如く構成した点にある。即ち、本発明に
係る制御装置の特徴は装置自体の構成にあるのではなく
、その制御装置の動作、即ち制御方法にある。尚、ファ
ジィ制御理論自体は近時種々の分野で応用されつつある
ので、その詳細な説明は省略するが、簡単に云えば制御
対象の状態認識をあいまいに把握すると共に、その状態
認識に基づいて制御値を決定する制御規則(「プロダク
ションルール」と称される)自体も「もし〜ならば〜せ
よ」と云う形で言語表現され、そのプロダクションルー
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
量として扱われており、メンバーシップ関数で定量化さ
れているものである。即ち、人間の行っているあいまい
な情報を用いたものでありながら、柔軟で適応性の高い
制御動作をファジィ理論でモデル化し、ファジィ推論を
用いて制御値を算出するものであり、斯る如く人間の有
している知識を表現し易いことから熟練者の知識・判断
をコンピュータシステム中に取り込む所謂エキスパート
システムに馴染み易いものである。本制御装置はこの様
な理論を前提とする。
従って、本制御装置にあっても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ファジィ
プロダクションルールの作成等の作業を行うと共に、実
走時には其の制御アルゴリズムに基づいて制御値を決定
するものであり、具体的には以下の如くに行われる。
(1)  プロダクションルールの作成後述の如く、「
極端な高回転になったときは機関保護のため1速アツプ
する」等の言語表現されたルールを適宜個数作成する。
このルールの作成に際しては、手動変速機車両における
エキスパート運転者の判断・操作を分析し、それから帰
納される経験則を取捨選択して行う。
(2)パラメータ及びメンバーシップ関数の決定それと
同時に、制御対象の状態をどの様なパラメータから認識
するか決定すると共に、前記のプロダクションルールの
夫々に付いて使用するパラメータ(変数)を選択し、更
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(斯るメンバシップ関数で表現された状態をフ
ァジィラベルと称する)。このパラメータとしては本制
御装置においてはセンサを通じて検出した実測値及びそ
れを微分する等して得られた算出値(推定値、予見値含
む)からなる物理量が用いられる。具体的には機関回転
数、スロットル開度、車速、スロットル変化量、加速度
等がパラメータとして使用され、第25図に示す如く座
標上において該パラメータを横軸(以下「定義域」と称
する)にとって適宜な波形(前記メンバーシップ関数)
を与え、縦軸に11011から”1.0”までの値(「
メンバーシップ値(グレード)」と称する)を付す。
以上が車両設計時の準備作業である。尚、準備段階にお
いては此れと共に、決定したパラメータを検出するため
のセンサの選択、前記した制御ユニットのマイクロ・コ
ンピュータのメモリへの制御ルール等の格納或いは演算
手順の命令の格納等が行われる。
(3)実走時の制御 走行中にあってはマイクロ・コンピュータにおいてCP
U70cは、パラメータを検出(算出)し、制御ルール
を参照し、ファジィ推論を行っていづれかの制御ルール
を選択し、それに基づいて制御結果、例えばl速アップ
を決定した後、所定の電磁ソレノイド36.38を励T
61/非励磁して1速ギヤを係合させることになるゆ尚
、このファジィ推論においては各制御ルール毎に関係す
るパラメーターについてメンバーシップ値を算出し、そ
の最小値を其の制御ルールの評価値とし、全制御ルール
の中で評価値が最大である制御ルールを選択する。斯る
ミニ・マックス演算自体はファジィ推論で良く用いられ
るところである。
続いて、第4図フロー・チャートを参照して本制御装置
の動作を説明する。尚、このプログラムは例えば、Io
ms乃至40m5の適宜なタイミングで起動される。
第4図は変速制御のメイン・ルーチンを示すフロー・チ
ャートであるが、先ずS10において今回プログラム起
動時に前記センサ群が検出した値を読み込んでRAM内
に一時的に格納する。検出値としては、機関回転数Ne
(rpm) (前述したクランク角センサ52の出力を
所定時間積算して算出する)、車速V (km/h)、
スロットル開度θTH(度)、現在のシフト位置(現在
のギヤ段)信号S6(ミッションの入力軸回転数と出力
軸回転数との比、或いは機関回転数、スロットル開度、
車速等から算出する)、シフト後経過時間tSFT(s
) (これはセンサ出力ではなくマイクロ・コンピュー
タのタイマカウンタで時間計測して求める。具体的には
マイクロ・コンピュータにおいてシフト指令がなされる
と適宜フラグレジスタのビットがオンされるので、それ
がオンされてからの経過時間を計測して求める)及びブ
レーキスイッチ54のオン/オフ信号B Ke −0N
10FF並びにレンジ位置信号P RANGEが用いら
れる。
続いて、S12においてレンジセレクタがDレンジにあ
ることを確認した後、S14において現在変速動作中で
あるか否か判断する。この判断作業は、前述のシフト指
令フラグを参照して行う、S14において変速中ではな
いことが確認された場合には、S16に進み変速指令値
を決定する。これに付いては後述する。尚、S12.S
14で否定及び肯定された場合には本プログラムを直ち
に終了する。
第5図は変速指令値を決定するサブルーチンを示すフロ
ー・チャートである。同図に従って説明すると、先ず5
100において、前回プログラム起動時に検出したセン
サ出力値の中から車速V及びスロットル開度θTHを読
み出して加速度α(km/h/s)  (車速偏差)及
びスロットル変化量ΔθTH(度/S)を算出する。即
ち、第6図に示す如く、今回プログラム起動時(時刻n
とする)の値と前回プログラム起動時(時刻n−1とす
る)の値の偏差(単位時間n−(n−1)で除した1次
微分値)を求めて算出する。尚、実際の演算においては
、加速度は“km/h10. is ”で、スロットル
変化量は0度10.1s″で算出する。
続いて、5102において現在時刻nのスロットル開度
θTHから運転者が望んでいる出力を推定し、それと車
両が実際に出力している力との比(以下rPS比」と称
する)を計算する。尚、このPS比及び以下に述べる演
算パラメータの単位として馬力(PS)、駆動力(kg
f)等を使用するが、更にはトルク(kgf ・m)、
加速度(km/h/s)を用いても良い。
第7図乃至第9図は此のPS比の算出を示すサブルーチ
ン・フロー・チャートであり、同図に従って説明すると
、先ず5200において現在時刻のスロットル開度θT
HnからROM70 d内に格納されているテーブル値
を検索し、運転者が望んでいる馬力利用度(以下rPs
%」と称する)を求める。第8図は此のテーブル値を示
す説明図であるが、図示の如く横軸に示したスロットル
開度θTHに比例した出力特性が予め実験によって求め
られて格納されており、この特性図から例えばスロット
ル力(NOTまで開けられていれば運転者は其の時点で
機関の発生し得る最大馬力を望んでおり、スロットル開
度がθTH−αであれば機関の最大馬力のα%の馬力の
利用を望んでいるものと把握することが出来る。
続いて、5202において現在時刻のスロットル開度θ
THnと機関回転数NeからROM70d内のマツプを
検索して実際に車両が出力している馬力PSDを算出す
る。第9図はROM内に格納されている此の出カマツブ
を示す説明図である。
これも予め実験を通じて求めておくことは云うまでもな
い。
続いて、5204において8200で求めたPS%に最
高馬力(車両が出力することが出来る最大馬力)を乗じ
、その積で前ステップで求めた実際の発生馬力psoを
除して前記したPS比を求める。即ち、 PS比=マツプから検索した実馬力/ 運転者が望んでいる馬力 を示しており、これから運転者が望んでいる馬力に対し
て車両が実際に出力している馬力の割合を把握すること
が出来る。而して、PS比が′1”′に近い、又は其れ
より大きい場合には運転者が望んでいる馬力が十分満足
されており、換言すればシフトアップして馬力を減少方
向に向けても良いとする運転者のモチベーションが高い
と考えることが出来、PS比が°′1″より小さければ
運転者が望んでいる程の馬力が得られておらず、よって
運転者にはシフトアップのモチベーションが低いと判断
することが出来る。従って、このPS比をシフトアップ
時の指標とすることが出来る。
再び第5図に戻ると、続いて5104において、スロッ
トル変化量ΔθTHから運転者が期待している馬力変化
を求め、それと実際に車両が出力している馬力変化との
比(以下「期待P S PcEPsRTOJと称する)
を算出する。後述の如く、この期待PS比はシフトダウ
ンのモチベーションを決定する。
第10図は此の期待ps比の演算手順を示すサブルーチ
ン・フロー・チャートであり、同図に従って説明すると
、先ず5300においてスロットル変化量ΔθTHが負
値ではないか否か判断し、負値であればスロットル弁が
戻されていることを意味するので、5302に進んで期
待PS比を零とする。即ち、この期待PS比は後述の如
く、シフトダウンするか否かを決定するものなので、ス
ロットル開度が減少している際には運転者の加速要求(
シフトダウン意思)が見受けられないからである。
3300においてスロットル弁が戻っていないことが確
認された場合には5304に移行し、前回検出時(時刻
n−1)のスロットル開度θTHn1と、前回検出時と
今回検出時の間に生じたスロットル変化量ΔθT)Iと
からROM内に格納したマツプを検索し、運転者が期待
している馬力変化量(以下「期待PS変化量DEPS 
Jと称する)を算出する。第11図は斯るマツプを説明
する説明図であり、これも予め実験を通じて求めて格納
しておくことは云うまでもない。
続いて、5306において実際の馬力変化量(以下「実
際PS変化量DLTPSD Jと称する)を以下の如く
算出する。
実際PS変化量=マツプから検索した実馬力(時刻nに
おける)−マツ プから検索した実馬力(時 刻n−1における) このマツプから検索する実馬力は第9図に示した出カマ
ツブから、スロットル開度θTHと機関回転数Neによ
り検索するものであり、従って上式において時刻nでの
θ↑HnとNeとから検索した値と、時刻n−1でのθ
Tt(nとNeとから検索した値の差を求めることにな
り、これによって時刻n−1とnとの間における単位時
間当たりの実際の馬力変化を求めることが出来る。次い
で、3308において前ステップで求めた実際馬力変化
鼠と定数CARD (適宜設定)とから第12図テーブ
ル(ROM内に格納)を検索して補正係数kPSを求め
る。
続いて、ステップ310において期待PS比!!PSR
TOを以下の如く求める。
期待PS比=(kpsx期待馬力変化量)/(実際馬力
変化量+CARD ) 尚、上式においてkps及びCARDは演算上の便宜か
ら設けられたもので、低回転域においては馬力変化が零
となることがあることから、その様な不都合を解消する
ために使用するものである。
この期待PS比は上記した如く、車両が実際に出力して
いる馬力の変化に対する運転者が期待する馬力の変化の
割合を示しており、この値から運転者のシフトダウンに
対するモチベーションを判断することが出来。即ち、 期待PS比<1.、 、シフトダウンのモチベーション
が低い 期待PS比≧1・・・シフトダウンのモチベーションが
高い と判断する。即ち、lより大きい場合には運転者の期待
量の方が大きくて車両が応えられないことになるので、
シフトダウンして駆動力を増加する必要があり、1未満
の場合は期待に応えることが出来、よってシフトダウン
の必要がないからである。尚、前述したシフトアップ判
断指標たるPS比をシフトダウン判断に用いることなく
、新たに期待PS比なる概念を導入してダウン判断指標
としたのは、PS比がスロットル開度から求められるの
に対し期待PS比はスロットル変化量から算出される故
である。即ち、出力増加が意図されるシフトダウンのモ
チベーションを推定するのはスロットル変化量の方が適
切と考えられるからである。
ここで再び第5図に戻ると、続いて5LO6において現
状のシフト位置からアップ乃至ダウン可能な全てのシフ
ト位置(ギヤ段)に対するシフト後の機関回転数(以下
「変速後回転数」と称する)を求める。
第13図は其の演算手順を示しており、同図に従って説
明すると、先ず5400において変速可能なシフト位置
を順次示すカウンタS FTIの値を初期化する(初期
値パ1′”)。即ち、この変速後回転数は特定のギヤ段
についてではなく、現在のシフト位置Sδ以外の全ての
、具体的には前進4速であるので、残るギヤ段から残り
の3速に付いて各別に算出することから、算出中のギヤ
段を表示するものとして此のカウンタを使用するため、
本ステップでカウント値を初期化5FT1=1とする(
即ち、変速光を散散えず第1速とする)。
続いて、5402において第1速(カウンタ値5FTI
)と現在のシフト位置Si5とを比較し、シフトダウン
可能な最大段数CH旧Nを算出する。
これは第14図算出例に示す如く、例えば現在第3速に
あれば2速分がダウン可能な段数となる。
続いて、5404において現在段が第1速か否か判断し
、第1速になければ3406に進んで第1速にシフトし
たと仮定した場合の第1速における変速後回転数を算出
する。これは、第1速の総減速比GR 変速後回転数−〔rp11〕 現在段の総減速比GR で算出する。尚、予め斯る総減速比をギヤ段毎にデータ
としてROM内に格納しておく。
続いて、3408において第1速(カウンタ値)と現在
段との差を算出して変速段数を計算し、5410におい
て算出した変速後回転数をRAM内の当該ギヤ段の欄に
ストアする。この場合第14図に示す如く、ダウン側の
ギヤ段の値はCnDNEとして、アップ側のギヤ段のそ
れはCnUNEとして格納する(n:ギヤ段。従って、
この場合n=1)。
続いて、5412においてカウンタ値5FTIが”4°
゛、即ち第4速に達したか否か判断する。
第1回の起動時の場合には第1速から算出するので当然
に到達しないことから、5414においてカウンタ値を
インクリメントして第2速以上に付いても現在段と一致
しない限り同様の手順で変速後回転数を算出し、第4速
到達確認後に最終ステップの3416において第4速と
現在段との差を計算してアップ可能な最大変速段数CH
MAχを求めて終わる。
再び第5図フロー・チャートに戻ると、続いて3108
において運転者が期待している馬力変化とシフトダウン
後の予想される実車の馬力変化との比(以下[シフト後
期待PS比CnDPSR」と称する)を算出する。即ち
、本制御装置においてはシフトダウンは、運転者が行う
スロットル操作から運転者が期待している馬力変化を推
定し、それと車両側が実際に出力している馬力変化とを
比較して運転者が期待している変化が実現されているか
否かでシフトダウンするか否かを決定するものであり、
この比較が前記した期待PS比に相当する。而して、そ
の結果シフトダウンする必要があると判断される場合に
、どのギヤ段(シフト位置)にダウンするかを決定する
指標とするのがこれから算出するシフト後期待PS比で
あり、従って此のシフト後期待PS比は、どのギヤ段に
ダウンすれば運転者の期待する馬力変化を実現すること
が出来るかを示すものである。
ついでにシフトアップに付いて云えば、現状のスロット
ル開度から運転者が期待している馬力を推定し、それと
実車が出力している馬力との比較(前述したPS比)を
もってシフトアップを判断すると共に、無理なシフトア
ップを行って余裕馬力が極端に減少して車両の操作性が
失われるのを避けるためにスロットル変化に対する車両
の反応の適切度を示す係数として設けたコントロールタ
フネスなる概念を通じて確認するものである。
このコントロールタフネスに付いては後述する。
而して、本制御装置においては此れ等の種々の指標をパ
ラメータに含めてファジィ推論を通じてファジィプロダ
クションルールの満足度を判定して制御指令値を決定す
る。
第15図を参照してシフト後期待PS比に付いて説明す
る。
先ず、5500において前述した期待PS比と同様にス
ロットル弁が閉弁方向になく、従って少なくとも運転者
にシフトダウンの意思が見られない状態にはないことを
確認した後、5502において第13図フロー・チャー
トの3408で求めた変速段数5TEPを表示するカウ
ンタの値を初期化する(初期値゛−1”)。この初期値
は、1速分ダウンしたと仮定する場合を意味する。
続いて、5504において該初期値、即ち1速分が、同
様に先のフロー・チャートの8402で求めたシフトダ
ウン可能な最大変速段数CHMINを超えるか否か判断
する。超える場合、例えば現在段が第1速で1速分のダ
ウンが不可能な場合には演算が無駄なので直ちに終了す
ると共に、超えずダウン可能な場合には5506に進ん
で変速後回転数と現在のスロットル開度とから第9図に
示したPSマツプを検出してl速分ダウンしたと仮定し
た場合に車両が出力する馬力cpsを算出する。この場
合、変速後回転数は先の第13図フロー・チャートの8
410で格納したデータの中のダウン側の値の中の1速
分ダウン値CIDNEを使用する。
続いて、5508において、予想馬力CPSから現在の
馬力pso  (第7図フロー・チャートで算出)を減
算してシフトによる馬力増分CDELTAを算出し、次
いで3510において、シフト後期待PS比CnDPS
R(n:当該ダウン数)を以下の如く算出する。
シフト後期待PS比−期待PS変化量/(シフトによる
馬力増分子CARD ) ここで、期待PS変化量は第10図で算出した変化量D
EPSを用いる。又、CARDは零割り防止定数である
続いて、5512において変速段数カウンタの値をデク
リメントし、3504においてダウン可能な最大値に達
したと判断されるまで、以上の動作を繰り返す。尚、5
500で閉弁中と判断されるときは5514においてシ
フト後期待PS比を零として終了する。
再び第5図フロー・チャートに戻ると、続いてSl 1
0において前記したコントロールタフネスを算出する。
第16図は此の算出サブルーチンを示すフロー・チャー
トである。
ここで、フロー・チャートの具体的な説明に入る前に、
第17図を参照してコントロールタフネスに付いて概略
的に説明すると、これは発明者達の造語に係る語であっ
て、[スロットル開度の変化に対する車両の反応の適切
度を表す係数」を意味するものとして使用する。斯る概
念は本出願が前述した如くに登板時或いはキャンピング
カー牽引時等のシフトが頻繁に繰り返されるビジー感を
解消することを一つの目的とするところ々)ら案出され
たものである。即ち、上記した不都合は駆動力から車両
の外因的な負荷たる走行抵抗を減算して得られる余裕駆
動力が十分確保されないことから生じるものであり、而
して余裕駆動力の減少は駆動力自体が減少するシフトア
ップ時において顕著となる。この点に付いて第17図を
参照して説明すると、いま機関回転数がNeOで走行し
ているとすると、全開駆動力との差分として示される余
裕馬力相当分は図示の如くに示される。この場合、走行
抵抗は登板時においては勾配抵抗が加わることから平坦
路走行時よりも増加する。而して、この状態でスロット
ル開度がクルーズ開度に戻されると、従来の制御装置に
おいては車速とスロットル開度とから変速点が一義的に
決定されることから自動的にシフトアップし、そのため
機関回転数はNelに低下し、全開駆動力(シフト後の
)値も低下することから、シフト後の余裕馬力相当分も
図示の如くに減少し、結果として再度シフトダウンが行
われることとなる。即ち、この場合には運転者の要求に
対し、シフト後の余裕馬力相当分に対する走行抵抗が大
きく、車両が適切に反応することが出来ない状態にあり
、断る状態をシフト判断時に勘案することが出来れば無
意味なシフトアップを回避することが出来る筈である。
従って、本制御装置においては此の車両の反応の適切度
をシフト後の駆動力に対する現在の走行抵抗で捉えてコ
ントロールタフネスなる概念で示すと共に、シフトアッ
プの判断に際しては斯る概念を考慮して決定することと
した。より正確には前述の如く、シフトアップ判断に際
してはPS比から運転者期待馬力と実馬力とを比較して
アップ時期を判断すると共に、併せて此のコントロール
タフネスからアップした場合の車両の操作性を判断して
アップすべきか否か最終決定する。以下、このコントロ
ールタフネスの算出に付いて説明する。
先ず、5600において現在のトルクTEを下記の如く
算出する。
現在トルク=(716,2×実馬力)/機関回転数  
   (kgf−m) 尚、716.2は周知の如く、馬力−トルク換算用の定
数である。
続いて、5602においてトルク比マツプを検索してト
ルク比TRを算出する。即ち、自動変速機においてはミ
ッション入力トルクは前記したトルクコンバータ22を
介して増幅されるので、その増幅度を算出してトルクを
補正する。第18図は此のトルク比マツプ(ROM内格
納)を示す説明図であって、横軸は速度比を示し、縦軸
が其れに対応するトルク比を示す。速度比はミッション
のメインシャフト24とカウンタシャフト26との回転
比であって、これらは具体的には機関回転数及び車速を
もって代用する。算出したトルク比TRは次いで560
4において3600で算出されたトルクTHに乗算され
、補正トルクTOが求められる。
続いて、5606において斯る如く算出した補正トルク
の値を適宜周期遡って平均化する。即ち、スロットル変
化が機関出力に反映されるまでには若干の時間的な遅れ
があるので、機関出力を所定期間の力積で把握して平均
化することによって一層正確に算出することが出来るか
らである。
第19図は此の平均化作業を示す説明図であり、現時点
(今回の制御周期)の時刻nから所定周期区間n−Mま
で遡って其の間のトルクを合算し、次いで合算周期数で
除して平均値を算出する。
続いて、3608においてブレーキスイッチ54の検出
信号からブレーキが踏まれていないことを確認した後、
5610においてブレーキタイマをデクリメントする。
これはブレーキが作動している場合には結果的に車両側
に負荷乃至は走行抵抗が加わったのと同じことになり、
駆動力と走行抵抗との比からコントロールタフネスを算
出する関係上、走行抵抗の算出の正確を期し難いためで
ある。従って、ブレーキ動作中と判断されるときは56
12においてコントロールタフネスR1/Ω1を1,0
として結果とし、ファジィ推論においてシフトアップ指
令がなされない様にルールが選択される如く構成する。
この場合、R1は現時点の走行抵抗を、Qlはシフトし
たと仮定した場合の其のギヤ段での全開駆動力を意味す
る(尚、走行抵抗はシフトの前後を通じて変化しないの
で、R1はシフト後の走行抵抗と云っても良い)。又、
本フロー・チャートにおいてはブレーキ動作中のみなら
ず、それが終了してブレーキが戻された後も一定期間は
コントロールタフネスの算出を回避する如く構成して演
算の一層の正確化を期している。そのために、8608
でブレーキペダルが踏まれたと判断された場合には56
14でブレーキタイマ(前記マイクロ・コンピュータに
内蔵)をスタートさせると共に、8608でブレーキ操
作の終了が確認される度に8610でカウント値をデク
リメントし、又その間に8608で再度ブレーキが操作
されたことが検出された場合には5614でカウント値
をリセットする。
而して、5616でブレーキタイマ値が零に達したこと
が確認された場合、続いて8618において車速■が所
定下限値VMINCT 、例えば2km/hを超えてい
るか否か判断する。これは、斯る低車速の場合にはいづ
れにしても変速動作が不要のためであり、この場合には
5620でコントロールタフネスを1.0に設定してプ
ログラムを終了する。
3618で車速か所定値以上と判断された場合、続いて
5622においてスロットル変化量ΔθTHが第20図
に示す如く所定開弁速度ΔθTl1−OPENを超える
か否か判断し、超えない場合には続いて5624におい
て同様に所定閉弁速度ΔθTH−CLO5Eを超えるか
否か判断する(所定開弁速度Δθ7l−OPEN及び所
定閉弁速度ΔθTH−c、,O5Eは同一の値に設定し
ても良く、或いは異なった値に設定しても良い)。即ち
、斯るスロットルや、変時は急過渡状態を示すが、急過
渡状態、特に急加速の場合車両においては前述した如く
スロットルを開けて増加させた燃料がインテークマニホ
ルドを経て各気筒に配分されて機関出力の増大となる迄
に所定の時間遅れがあることから、斯るスロットル急変
時には走行抵抗ROの算出を中止すると共に、それに続
く所定時間に付いても算出を中止する。
具体的には、5622或いは5624でスロットルの急
変が検出されたときは5626に移行してスロットルタ
イマのリセット/スタートを行うと共に、5624でス
ロットルの急変動作が終わったことが検出される度に8
628で該タイマ値をデクリメントして行う。又、走行
抵抗ROは前回算出値ROn−1で代用する(363B
)。尚、本実施例においては、スロットル変化量から過
渡状態を検出したが、機関回転数の変化量、吸気圧力変
化量等車両の運転状態の過渡状態を示す他のパラメータ
を用いて検出しても良い。
続いて、5630で該タイマ値が零に達したことが確認
された後、5632で現時点の走行抵抗ROを次の通り
算出する。
走行抵抗RO= [(平均トルクTRQ X伝達効率η
×現在段の総減速比GR) / (タイヤ有効半径r)
)−((1+相当質量 係数)×(車重M×加速度α)  (kgf〕 ・・・
(1) 尚、伝達効率η、総減速比GR、タイヤ有効半径r、相
当質量係数、車重M(理想値)は予めデータを求めてR
OM内に格納しておくと共に、トルクTRQは前記56
06で算出した値を、加速度αは第5図フロー・チャー
トの3100で算出した値を使用する。
ここで、走行抵抗を何故上式の如く算出するかに付いて
説明すると、車両の動力性能は運動方程式から、 駆動力F−走行抵抗R=車重M×加速度α〔kgf )
  ・・・(2) ’、’F−()ルクTRQ Xギヤ比GRX効率η)/
タイヤ有効半径r (kgf ) R=(ころがり抵抗μ0+勾配sin θ)X車重Wr
+空気抵抗(μAXV”) (kgf ) 上式において走行状態によって変化するものは、乗員数
及び積載貨物量により変動する車重Wrと走行路面に応
じて異なる勾配stn θであり、これらは全て走行抵
抗Rに含まれるものである。従って、上式(2)を変形
することにより、走行抵抗R=駆動力F−(車重M×加
速度α)  (kgf ) とすることが出来る。(1)式はこれに基づく。尚、ト
ルクに関してはトルクセンサを設けて直接的に検出して
も良いことは云うまでもない。
続いて、5633で加速度αが負値ではないことを確認
した後、5634で加速度保証率マツプ(hマツプ)を
検索して加速度保証率を算出し、5636で下記の如く
前出の走行抵抗ROを補正して補正抵抗R1を算出する
。尚、第16図フロー・チャートにおいて、スロットル
象、変時と判断されたときは前述の如く、走行抵抗RO
O値は前回算出値ROn−1を使用する(363B)。
又、加速度が負方向の場合は補正しない(S633)補
正走行抵抗R1=RO+(加速度保証率h×車重M×加
速度α) X5IGN (RO)(kgf  ) この加速補正に付いて説明すると、第21図は加速度保
証率マツプを示しており、同図において横軸が加速度α
を表しており、例えば縦軸に示す保証率(補正係数)は
加速度が大きくなるに従って減少する様に設定する。こ
の点に付いて第22図を参照して説明すると、いま車速
■が図示の如き状態にあるとき、時刻tnでシフトアッ
プ判断がなされたとする。今、シフトアップ判断の中の
コントロールタフネスがRO/Qlで与えられたと仮定
しよう。この場合、ROO中には加速状態を維持するの
に必要な駆動力部分が欠けているので、コントロールタ
フネスの指標は、現在の車速さえ維持できれば良いと考
えた時の余裕馬力を表すことになり、指標として適当で
ない、逆にROO中に加速状態を維持するのに必要な駆
動力全部分をROに加えてR1とし、R1/Qlでコン
トロールタフネスを考えたとすると、シフトアップによ
ってギヤ比乃至は機関回転数の低下により必ず駆動力の
減少が起こることを考えれば、急加速時はR1〉Qlと
なり殆どシフトアップせず、これも我々の感覚とマツチ
しない。当然、人はシフトアップによって加速が損なわ
れるのを予想しているのであり、その人の期待を何等か
で表現し補正を施す必要がある。従って、斯る如く構成
することにより・加速時においてもシフト前の加速度が
維持出来る限り有効にシフトアップがなされて円滑な走
行が確保されると共に、シフトアップ後に加速度が急変
して運転者が違和感を覚える如き不都合がない。
続いて、5640において前記変速段数カウンタの値を
初期化し、5642でシフトアップ上限段数に達したと
判断されるまで、5644以降においてシフト後全開駆
動力Q1を可能なギヤ段毎に算出する。以下、説明する
と、先ず5644でカウンタ値5TuP=1、即ち1速
シフトアツプしたと仮定した場合のそのギヤ段での最大
馬力CPSMAXを検索する。これは第13図フロー・
チャートで算出した変速後回転数CIUNEとスロット
ル開度全開値とから第9図の出カマツブを検索して算出
する。
続いて、5646で馬力−駆動力換算を行って全開駆動
力Q1を以下の如く算出する。
全開駆動力Q1=(716,2Xシフト後全開馬力CP
SMAX Xシフト後総減 速比GRXシフト後ギヤ伝達 効率η)/(変速後回転数 CnUNE Xタイヤ有効半径) (kgf ) 続いて、3648で全開駆動力Q1で走行抵抗R1を除
して1速アツプした場合のコントロールタフネスCl0
CTを算出し、次いで5650でカウンタ値をインクリ
メントし、5642で上限値に達したと判断されるまで
、2速アツプ、3速アツプのコントロールタフネスC2
UCT、C3UCT ヲ’JK出する。上記の如く、コ
ントロールタフネスはn速分シフトしたと仮定して其処
で得られる最大駆動力に対し走行抵抗がどの程度の割合
を占めるかを示すものであるため、即ちシフト後の余裕
馬力を示すものであるため、この意味でスロットル変化
に示される運転者の変速意図に対して車両がどの程度適
切に反応することが出来るかを示す係数としても捉える
ことが出来る。
第23図は斯るコントロールタフネスをメンバーシップ
関数で定義した場合を示す説明図である。即ち、R1/
Qlが1に近い又は1より大きいときは余裕駆動力がな
く、従ってシフトアップすると馬力不足となることから
評価値(グレード)μも低くなる。逆に、負値となる場
合にはMαが大きいことがら降板状態等を意味し、同様
に車両のコントロール性が低いことから評価値も低くな
る。従って、例の場合には0.2〜0.5程度の所定範
囲がシフトアップしたとしても駆動力に余裕があること
になる。本制御装置においては後述する如く、このコン
トロールタフネス等に付いてファジィ推論を通じて変速
ルール、例えばコントロールタフネスが良ければ1速ア
ツプせよ等の変速ルールの適合度を評価して変速指令値
を決定する。
再び、第5図に戻ると、5iloでコントロールタフネ
スを算出した後、5112でファジィプロダクションル
ールによるシフト位置の決定を行う。
第24図は此のルール検索のメイン・ルーチンを示すフ
ロー・チャートであるが、同図の説明に入る前に第25
図を参照して本制御装置で使用するルールに付いて簡単
に説明する。尚、このルール及び使用パラメータ乃至は
其のファジィラベルは車両の制御系の設計時に設定する
ことは前述した通りである。尚、本実施例においては同
図に示す如く20個のルールが使用される。
ルール1 使用パラメータ・・機関回転数Ne  [rpm。以下
同じ] 結論・・・・・・・1速アツプ ルール含意03.「極端な高回転になったときは機関保
護のため1速アツ プする」 これは機関保護のルールであって、機関回転数が600
Orpmを超えるレッドゾーンに入る、乃至は入る恐れ
があるときはシフトアップして回転数を下げて保護する
ことを意味する。尚、このルールで云う「1速アツプ」
は、1速分アンプ、例えば金弟2速であれば第3速へシ
フトアップすることを意味し、第1速へシフトアップす
ることを意味しない。
ルール2 使用パラメータ0.現在のシフト位置Sδ車速V [k
m/h、以下同じ] スロットル開度θTH[WOT 78度。以下同じ。
尚紳O?=84度] 結論801184.第1速にシフトダウンルールの含意
0.「全閉かつ極低車速の場合、現在のシフト位置が第
4速 なら第1速へシフトダウン せよ」 本ルールからルール4まではスロットル全閉で極低車速
のとき第1速へのシフトダウンを指令するシフトのイニ
シャル動作を定めたルールであり、本ルールが現在のシ
フト位置が第4速にあるとき、ルール3が第3速にある
とき及びルール4が第2速にあるときを予定している。
ファジィ推論により斯るルールを評価するに付いては第
24図を参照して詳述するが、ここで簡単に述べておく
と、いま現在のシフト位置が第2速、車速か1101a
/h、スロットル開度が1/8とすると、ルール2にお
いて夫々のファジィラベルでのグレードは、現在のシフ
ト位置=0(波形と交差しないことから得点は零)、車
速=0.95、スロットル開度=0.95となる。この
場合には3個のファジィラベルが関係し、それぞれの得
点も異なるが、最小の評価値が少なくとも其の範囲に付
いては関係する全てが満足されると云うことから、最小
の評価値、例の場合にはシフト位置の評価値0がルール
2の評価値となる。斯る評価を20個のルールに付いて
順次行い、最大の評価値を得たルールを満足度が最も高
いと云う意味で選択し、そのルールに基づいて変速指令
値を決定する。実例に付いて云えば、ルール3に付いて
評価すると、グレードは、現在のシフト位置=0、車速
=0.95、スロットル開度=0.95となり、ルール
2の評価値は同様に0となる。同様にルール4に付いて
云えば、現在のシフト位置−0,95、車速−0,95
、スロットル開度=0.95であって0.95が評価値
となる。従って、他のルールの存在を無視したとすれば
、ルール4に従って第2速から第1速にシフトすること
になる。この場合、類似するルール2〜4の中でルール
4が選択されたのは云うまでもなく、現在の運転状態が
ルール4が予定する第2速から第1速へのシフトダウン
に最も近かったからである。尚、本実施例においてはメ
ンバーシップ関数の最大値をルールによって相違させて
いる。即ち、ルールlは最大(11,0、ルール2〜6
は最大値0.95、ルール7以降は最大値0.9とする
。この理由は後述する。
以下、ルールの説明を続けると、 ルール 使用パラメータ、、、現在のシフト位置Sδ車速■ スロットル開度θTO 結論.、、、、、、、第2速にシフトダウンルールの含
意.、、「全閉かつ低車速の場合、現在のシフト位置が
第4 速ならば第2速へシフト ダウンせよ」 これはルール2〜4に類似するルールであって、車速か
それ程低くなっていない場合でも尚低速のときは第2速
ヘシフトする旨を定めている。
尚、ルール6も現在のシフト位置が第3速を予定してい
る点を除けば同口である。
ルール7 使用パラメータ、、。
機関回転数Ne 加速度α[lGn/h10.ts。
以下同じ] スロットル変化量ΔθTH [度10.1s 、以下 同じ] コントロールタフネスR1 /QI PS比 結論.、、、、、、、1速アツプ ルールの含fiK. 、 、  ’加速時のスロ7)ル
一定のシフトアップは、PS 比が1に近づき、コント ロールタフネスが良いな らば行う」 このルールは加速中のシフトアップを示している。即ち
、加速中であれば機関回転数も比較的高く、加速度も増
加方向であり、かつスロットルも開けられている(戻っ
ていない)筈である。前述の如く、シフトアップはPS
比とコントロールタフネスとから判断することから、其
れ等が満足出来る状態にあれば加速中であってもl速ア
ップして良いことを示す。
ルール8 使用パラメータ、、、現在のシフト位置S6期待PS比 結論・・・・・・・・変速せず ルールの含意.、、「スロットルが急激に全閉まで戻っ
てしまったとき には、シフトをホールド する」 これは、4速で走行中は期待PS比(シフトダウンのモ
チベーションの尺度)が小すいときは変速しないことを
意味する。
ルール9 使用パラメータ、、、加速度α スロットル変化量ΔθTH コントロールタフネスR1 7口1 機関回転数Ne 結論・・・・・・・・1速アツプ ルールの含意,、、rll加速時のシフトアップは、回
転数が低くなく且 つコントロールタフネス が良いならば行う」 緩やかな加速である場合には加速度αは余り指標とする
ことが出来ず、従って機関回転数が比較的高いことを要
件としてシフトアップを判断することになる。シフトア
ップなので、当然コントロールタフネスが良いことが条
件となる。尚、PS比に付いて判断しないのは、PS比
が指標として使用出来るのは、車両加速度が一定以上の
場合のみとするのが妥当と考えたためである。
ルール10 使用パラメータ69.シフト後経過時間[s ]スロッ
トル変化量ΔθTH 結論0119010.変速せず ルールの含意00.[シフトチェンジ後直ぐにはスロッ
トルが動かなけ れば変速せず」 これは、シフト後すぐにスロットル弁が大きく踏まれな
い場合には運転者は変速意図を持たないと推定し、所定
時間、例えば1.6〜2.5秒程度の不惑帯を設けるも
のである。
ルール11 使用パラメータ310期待PS比 スロットル変化量ΔθTH 結論、・05161.変速せず ルールの含意01.「スロットルが踏み込まれても期待
PS比が小さい 場合(車がスロットルの 動きに追いてくる場合) には変速せず シフトダウンに付いては期待PS比からダウンのモチベ
ーションを図ると共に、シフト後期待PS比から行先段
を決定するものであるが、期待PS比が小さいことは運
転者の期待する馬力変化より実車の馬力変化の方が大き
いことを意味するので、ダウンして馬力を増加させる必
要がなく、よって変速不要となる。
ルール12 使用パラメータ00.コントロールタフネス変速後回転
数[rpm。以 下同じ1 PS比 スロットル変化量ΔθTll 結論、、、、、、、、3速アツプ ルールの含意19.「スロットルが戻り、クルーズが意
図された場合、 コントロールタフネスと 燃費の両立を考えて3速 アップする」 スロットルが戻り側にある場合はクルーズの意図が読み
取れる。又、回転数もシフトすれば低下することが予想
されれば燃費上から得策である。従って、実馬力と運転
者が望んでいる馬力との比で゛あるPS比も1に近いか
其れより大であればシフトアップのモチベーションが大
であることが窺われるので、シフト後のコントロールタ
フネスが満足出来ればアップする。尚、ルール13〜1
4も同様の趣旨から2速〜1速アツプを意図するもので
ある。
ルール15〜17 使用パラメータ。
10期待PS比 シフト後期待PS比(1 速〜3速ダウン値) 変速後回転数(1速〜3 速ダウン値) 0.3速(2速、l速)ダウ 結論。
ルールの含意11.「スロットルが踏み込まれても車が
スロットルの動 きに追いてこない場合に はシフト後期待PS比が 1となる様に3速(2速 、l速)ダウンする。
ルール15乃至17はキックダウンのルールである。運
転者の期待する馬力変化と実車の馬力変化との比である
期待PS比が大きいことがらシフトダウンが必要と判断
される。従って、1速〜3速ダウンに付いてシフト後に
運転者の期待する馬力変化に対する実車の馬力変化(シ
フト後期待PS比)を評価する。
ルール1日 使用パラメータ、。
結論41180.。
ルールの含意・・ 車速のみ シフトホールド 「極低車速又は止まってい るときには現状のシフト (l速)で待つ」 これは、車両停止時に採択されるルールがないと、他の
ルールが低いグレード値で採択される可能性があるため
、それを防ぐルールである。
ルール1920 使用パラメータ1.コントロールタフネス(1速アップ
時の) 結論190111.シフトホールド ルールの含意8.「1速アツプしてその結果コントロー
ルタフネスが ないと予測できるならば 、変速せず」 これはシフドアツブルールを補償するものであり、シフ
ドアツブルールではコントロールタフネスが良いときに
はシフトアップすると記述されているので、コントロー
ルタフネスが良くないときでも他のルールの満足度が低
ければ結果的にシフドアツブルールが採択されるに至り
、シフトのビジーを避けると云う本願の一つの目的は達
せられないことなるため設けたルール群である。
続いて、第24図フロー・チャートを参照してルール検
索に付いて説明する。同図においては先ず5700にお
いてメンバーシップ関数のグレード値を計算する。これ
は第26図のサブルーチンに従って行われる。同図を参
照して説明すると、先ず5aooにおいて各物理量(パ
ラメータ)NOに対してデータをセットし、5802に
おいてアドレスレジスタのアドレス・コードNoを初期
化しく初期値−IL 5804において其のCN番値の
メンバーシップ値(グレード)  (DAT)を読み取
る。
以上に付いて第27図乃至第29図を参照して説明する
と、前記マイクロ・コンピュータのROM内には第27
図に示す如きデータが格納されている。データは、例え
ば車速等のパラメータ毎に設定されると共に、それに対
応するメンバーシップ関数が定義域(横軸)に当該物理
量を付されてテーブル形式で定義されて格納されており
、その一つ一つに物理量No及びアドレス(コードNO
)が付される。この物理量(パラメータ)のメンバーシ
ップ関数に付いては第25図のルールに関して説明した
。尚、一つの物理量に対して異なったメンバーシップ関
数(波形)が定義されている場合には格別にアドレスが
与えられる。又、第28図はRAM内に用意される演算
テーブルを示しており、物理量毎に実測した乃至は演算
した値を書き込む様に設定されている。第29図は、第
28図のデータを第27図に当てはめてコードNO毎に
メンバーシップ値(グレード)を算出した結果を書き込
む演算テーブルであって、同様にRAM内に設けられる
従って、第26図フロー・チャートにおいて3800は
第28図演算テーブルに実測乃至演算したデータを書き
込む作業を意味しており、5802は第27図のアドレ
ス・コードを指定するアドレス・レジスタの値を初期値
l(最初の欄を示す)とする作業を、5804は第28
図の演算テーブルを用いて実測値を第27図のメンバー
シップ関数テーブルに当てはめてグレード値を当該アド
レス(コードNo)毎に算出(読み取る)する、即ち最
初の欄の車速に付いて実測した値、例えば120)cm
/h等の値を当てはめて0.0等のグレード値を読み取
る作業を意味する。読み取られたデータは続いて580
6において当該コードのグレード値μ(CN)とされ、
続いて3808においてコードNoをインクリメントし
、3810で全てのコードに付いてグレード値が読み取
られたことが確認されるまで、繰り返す。
再び第24図に戻ると、続いて5702において検索用
マトリックスを作成する。第30図は其の作成サブルー
チンを示すフロー・チャートである。即ち、第25図に
示したルール群は実際上は第31図に示す如く、ROM
内にマトリックス状に格納されているが、それを検索し
て先程求めたグレード値を当てはめて第32図に示すR
AM内に格納された演算マトリックスに書き込むのが此
のサブルーチンの目的である。以下、説明する先ず、5
900においてルール総数Nを読み取る0本例の場合は
20個である。続いて、S902においてルールNOを
計数するカウンタの値nを初期化しくn=1.ルール1
を意味)、5904で同様にラベルNOを計数するカウ
ンタの値■を初期化する(I=1゜ルールエの最初のラ
ベルを意味する)。このラベルは、例えばルール2で云
えば現在のシフト位置、車速、スロットル開度が其れに
該り、それぞれラベル1.ラベル2゜ラベル3とNoを
付されることになる。続いて、5906でラベル総数Q
Lを読み取る。ルール2で云えば3個となる。続いて、
5908を経て5910において第31図に示すルール
・マトリックスから該当するルールのコードNoを読み
取る。
ルール2で云えばシフト位置、車速及びスロットル開度
に該当するコードNo(第27図テーブルに示す)を読
み取ることになる。続いて、5912において当該コー
ドNoに該当する先に演算済みのグレード値を読み取り
、5914において第32図演算用マトリックスに書き
込み、5916においてラベルNoをインクリメントす
る。
而して、3908において当該ルールのラベルに付いて
全て検索したことが確認されると、3918に進んでル
ールNOを更新して次のルールに付いて同様の作業を行
い、5920で全てのルールについて終了したことを確
認して終わる。
第24図メイン・ルーチンに再度戻ると、最後の870
4で出力決定を行うが、これは第33図に示すサブルー
チンに基づいて行う。このサブルーチンは、先に求めた
メンバーシップ値から各ルールの適合度と其の適合度を
決定しているラベルNoを求める作業と、適合度が最大
となるルールを選択して制御指令値を決定する所謂ミニ
・マックス演算を示す。
先ず、51000においてルールNoカウンタを初期化
し、51002で最初のルールの結論を読み取る。第3
4図はROMに格納されているルールマツプを示してお
り、斯るマツプを参照して結論を読み取ることになる。
例えば、最初のルールの場合は1速アツプ(+1)であ
る。
続いて、51004,1006で結論が実行可能である
か否か(例えば現在のシフト位置が第3速であれば1速
アツプは可能である)シフトアップ及びシフトダウンに
付いて判断し、続いて81008で比較用の出発メンバ
ーシップ値を初期化しく初期値=1.0)、S 101
0で最初のルールのラベル総数を読み取り、51012
でラベルNoカウンタを初期化し、51014を経て5
1016で最初のラベルに付いて先に求めたグレード値
・と出発値1.0を比較し、グレード値の方が小さけれ
ば31018で出発値と入れ替え、次いで51020で
其の値を取り敢えず当該ラベルのグレード値とし、51
022でラベルNoをインクリメントして同様の作業を
繰り返し、31014で当該ルールの全てのラベルの検
索が終了したと判断されると31024に進んで検索さ
れた最小値を当該ルールの代表値とし、31026で次
のルールの検索に進む。尚、31004.1006で否
定された場合はルール代表値はOとする(S1028)
而して、51030でルールNoカウンタを初期化した
後、31032で第2の比較用出発値を初期化しく初期
値−〇)、次いで31034で最初のルールから其の代
表値(最小値)と前記第2出発値とを比較し、代表値の
方が大きければ51036に進んで出発値と入れ換え、
次いで31038において其のルールを散散えず最大の
適合値を存するルールとし、51040でルールをイン
クリメントして全てのルールに付いて同様に検索する。
51042で全てのルールの検索が終了したことが確認
されると、51044で其の中の最大値を最終選択ルー
ル適合値とする。
次いで、31046で選択値を適宜設定した基準値μT
Hと比較し、それを超えていれば5IO48で当該ルー
ルの結論に従って現在のシフト位置Sδから出力シフト
位置SAを決定すると共に、それを超えていない場合に
は51044で選択したルールを一旦廃棄し、5105
0で前回の制御値S An−1をそのまま使用する。即
ち、この基準値を設けた理由は、ミニ・マックス演算に
おいてはルールが相対的に選択されることから、その運
転状態において適合しているとは云えないルールが他の
ルールの得点が更に低い故に採択されることもあり、そ
れを回避するためである。第35図は、出力決定ルーチ
ンで使用する演算テーブルを示す説明図である。尚、前
述の如く、本実施例においては、ルールによってメンバ
ーシップ値の最大値を相違させているが、斯る構成も不
適当なルールが選択されるのを回避するのに有益である
即ち、最大値を重要度の高い順に与えておくことにより
、当該重要度の高いルールが予定する運転状態において
其のルールが選択される可能性を高めることが出来、結
果として不適当なルールの選択を防止することが出来る
最後に再び第4図に戻ると、決定した制御指令値に従っ
て318において電磁ソレノイド36.38が励磁/非
励磁されて変速装置が駆動乃至はホールドされる。それ
と同時に、マイクロ・コンピュータにおいて変速指令フ
ラグがオンされることとなる。
本実施例は上記の如く、スロットル開度乃至は車速等の
実測値のみならず運転者の期待量に対する実車側の出力
量をも定量的に測定してパラメータとなすと共に、それ
らのパラメータに基づいてエキスパート運転者の手動変
速機車両で見られる判断・操作を分析して帰納される制
御則を複数個設定し、ファジィ推論を通じて該制御則を
評価して最適制御値を選択する如く構成したので、四囲
の状況を含む車両の運転状態を多変数で捉えて瞬時に処
理し、よって手動変速機での熟練運転者の判断・操作に
類似する自動変速制御が可能となったものである。即ち
、ファジィ手法を用いた制御によって人間の手動変速動
作に似たより適切な制御が可能となり、前記従来技術に
見られた如き、設定データに拘束される、乃至はスロッ
トル開度と車速とから変速時点が一時的に決定される等
の不都合がない。又、開示したルールを更に増やすこと
により、エミッション対策に対応した変速制御を実現す
ることも可能であり、更にはユーザの求める変速制御特
性に一層フレキシブルに応えることが出来る。この意味
において、従来技術とは目的、構成及び効果において全
く異なるものである。更には、走行抵抗と変速後の駆動
力とから車両の操作性を予見して変速判断の一層とする
と共に、過渡時には走行抵抗の算出を行わない如く構成
したので、過渡時に起こるエンジンの出力発生までの時
間遅れに原因する走行抵抗計算の不正確さを排除出来、
変速判断を一層的確に行うことが出来る。尚、本発明を
有段変速機の制御装置を例にとって説明したが、それに
限られるものではなく、本発明は無段変速機乃至はトラ
クシシンの制御にも応用可能なものである。
(発明の効果) 本発明に係る自動変速機の制御装置は、少なくともスロ
ットル開度、その変化量及び機関回転数並びに車両の走
行加速度を含む車両の運転状態を検出する車両運転状態
検出手段、該車両運転状態検出手段の出力を入力し、入
力値に基づいて車両に加わっている走行抵抗を演算する
走行抵抗演算手段、該走行抵抗演算手段及び前記車両運
転状態検出手段の出力を入力して検出値から変速後のス
ロットル全開時の駆動力を算出し、車両運転が過渡状態
にないと判断するときは入力した走行抵抗との比を求め
、核化から少なくともスロットル開度から推定される運
転者の変速意図に対する変速後の車両の反応の適合度を
定量的に予見する車両反応適合度予見手段、該車両反応
適合度予見手段及び前記車両運転状態検出手段の出力を
入力して評価スケールとし、運転者の変速動作を分析し
て帰納される判断・操作に基づいて設定された言語表現
からなる複数個の変速ルールを適用してファジィ推論を
行い、該変速ルールの満足度を評価する変速ルール評価
手段、該変速ルール評価手段の出力を入力して評価値に
基づいて変速ルールの一つを選択し、それに基づいて変
速制御値を決定する変速制御値決定手段、及び該変速制
御値決定手段の出力を入力して変速機構を駆動する変速
手段からなる如く構成したので、四囲の状況を含む車両
の運転状態を多変数で捉えてファジィ推論を通じて瞬時
に処理することによって手動変速機車両においてエキス
パート運転者が行っていた変速判断・操作に類似する判
断・動作を制御中に再現することが出来る。更には、従
来技術に見られる如き予め設定された変速線図に基づい
てスロットル開度と車速とから機械的に変速時点を判断
することがないため、刻々変化する運転状態に即応した
変速制御を実現することにより、エミッション対策に対
応した変速制御或いはユーザ個々が求める変速特性に個
別に応えることが出来る変速制御を実現することも可能
となる。更には、走行抵抗と変速後の駆動力とから車両
反応適合度を予見して変速判断の一層とすると共に、過
渡時には前回算出した走行抵抗値を用いて車両反応適合
度を予見する如く構成したので、−層的確な変速制御を
実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のクレーム対応図、第2図は本発明に係
る自動変速機の制御装置の全体構成を示す概略図、第3
図は其の中の制御ユニットの構成を示すブロック図、第
4図は該ユニットの動作を示すメインルーチン・フロー
・チャート、第5図は其の中の変速指令値決定サブルー
チンを示すフロー・チャート、第6図は其の中の加速度
及びスロットル変化量の演算を示す説明図、第7図は第
5図フロー・チャートの中のPS比計算サブルーチンを
示すフロー・チャート、第8図はその中のPS%の算出
を示す説明図、第9図は同様に第7図フロー・チャート
の中の発生馬力の算出を示す説明図、第10図は第5図
フロー・チャートの中の期待PS比算出のサブルーチン
を示すフロー・チャート、第11図は其の中の期待PS
変化量の演算を示す説明図、第12図は同様に第10図
フロー・チャート中で使用される補正係数の算出を示す
説明図、第13図は第5図フロー・チャートの中の変速
後回転数の算出サブルーチンを示すフロー・チャート、
第14図は其の算出例を示す説明図、第15図は第5図
フロー・チャートの中のシフト後期待PS比の算出サブ
ルーチンを示すフロー・チャート、第16図は第5図フ
ロー・チャートの中のコントロールタフネス算出サブル
ーチンを示すフロー・チャート、第17図はコントロー
ルタフネスの前提を説明する駆動力線図、第18図は第
16図フロー・チャートで使用されるトルク比を示す説
明図、第19図は同様に第16図フロー・チャートで算
出される平均トルクを示す説明図、第20図は同様にト
ルク算出手法を示す説明図、第21図は同様に加速補正
を示す説明図、第22図は其の前提を示す説明図、第2
3図はコントロールタフネスのメンバーシップ関数を示
す説明図、第24図はファジィプロダクションルールの
検索のメインルーチンを示すフロー・チャート、第25
図はファジィプロダクションルールを示す説明図、第2
6図は第24図フロー・チャートのメンバーシップ値算
出サブルーチンを示すフロー・チャート、第27図は該
算出で使用するROM格納テーブルを示す説明図、第2
8図及び第29図は同様に該算出で用いる演算テーブル
を示す説明図、第30図は第24図フロー・チャート中
の検索マトリックス作成サブルーチンを示すフロー・チ
ャート、第31図は其の算出で用いられるROMに格納
されるルール・マトリックスを示す説明図、第32図は
同様の演算マツプを示す説明図、第33図は第24図フ
ロー・チャートの出力決定サブルーチンを示すフロー・
チャート、第34図及び第35図は其処で使用されるR
OM及びRAMに格納されるテーブルを示す説明図であ
る。 10・・・内燃機関本体、16・・・スロットル弁、1
8・・・機関出力軸、20・・・トランスミッション、
22・・・トルクコンバータ、24・・・メインシャフ
ト、26・・・カウンタシャフト、30・・・油路、3
2.34・・・シフトバルブ、36.38・・・電磁ソ
レノイド、42・・・ディファレンシャル装置、46・
・・後輪、50・・・スロットルセンサ、52・・・ク
ランク角センサ、54・・・ブレーキスイッチ、56・
・・車速センサ、60・・・変速制御ユニット、62・
・・レンジセレクタスイッチ、64・・・シフトポジシ
ョンスイッチ、80・・・マイクロ・コンピュータ 第4図 第5図 第6図 第8 図 第7図 第9図 第11図 第12図 一0L7PSil)+GARD− 第13図 第14図 第15図 第17図 第24図 第26図 八をひPff) 第27図 第18図 第19図 第20図 第21図 第22図 第23図 μ 判前 第31図 第30図 第32図 第34図 手続補正書 (方式) 事件の表示 昭和63年特許願第291703号 発明の名称 自動変速機の制御装置 補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 東京都港区南青山2丁目1番1号11′7ダ 
 ギケシコウギ碑つ 名 称 本田技研工業株式会社 4゜ ク   メ   クダ  ノ 代表者久米是志

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) a、少なくともスロットル開度、その変化量及び機関回
    転数並びに車両の走行加速度を含む車両の運転状態を検
    出する車両運転状態検出手段、 b、該車両運転状態検出手段の出力を入力し、入力値に
    基づいて車両に加わっている走行抵抗を演算する走行抵
    抗演算手段、 c、該走行抵抗演算手段及び前記車両運転状態検出手段
    の出力を入力して検出値から変速後のスロットル全開時
    の駆動力を算出し、車両運転が過渡状態にないと判断す
    るときは入力した走行抵抗との比を求め、該比から少な
    くともスロットル開度から推定される運転者の変速意図
    に対する変速後の車両の反応の適合度を定量的に予見す
    る車両反応適合度予見手段d、該車両反応適合度予見手
    段及び前記車両運転状態検出手段の出力を入力して評価
    スケールとし、運転者の変速動作を分析して帰納される
    判断・操作に基づいて設定された言語表現からなる複数
    個の変速ルールを適用してファジィ推論を行い、該変速
    ルールの満足度を評価する変速ルール評価手段、 e、該変速ルール評価手段の出力を入力して評価値に基
    づいて変速ルールの一つを選択し、それに基づいて変速
    制御値を決定する変速制御値決定手段、 及び、 f、該変速制御値決定手段の出力を入力して変速機構を
    駆動する変速手段、 からなることを特徴とする自動変速機の制御装置(2)
    前記走行抵抗演算手段は、車両運転状態検出値から車両
    が出力する駆動力を算出し、次いで走行加速度と車重と
    の積を求めて該駆動力から減算して走行抵抗を算出する
    と共に、前記車両反応適合度予見値は、車両運転が過渡
    状態にあると判断するときは、該走行抵抗演算手段が今
    回制御時に演算した走行抵抗値に代え、前回制御時に演
    算した走行抵抗値を用いて前記比を求めることを特徴と
    する請求項1項記載の自動変速機の制御装置。 (3)前記車両反応適合度予見手段は、過渡状態が終了
    した後も所定時間は前回演算した走行抵抗を用いて前記
    比を求めることを特徴とする請求項2項記載の自動変速
    機の制御装置。 (4)前記過渡状態はスロットル変化量から検出するこ
    とを特徴とする請求項1項乃至3項のいずれかに記載の
    自動変速機の制御装置。
JP29170388A 1988-11-18 1988-11-18 自動変速機の制御装置 Granted JPH02138559A (ja)

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EP89311970A EP0377953B1 (en) 1988-11-18 1989-11-20 Vehicle automatic transmission control system
DE68920013T DE68920013T2 (de) 1988-11-18 1989-11-20 Steuerungssystem für ein automatisches Fahrzeuggetriebe.
US07/439,933 US5079704A (en) 1988-11-18 1989-11-20 Vehicle automatic transmission control system

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