JPH023738A - 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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JPH023738A
JPH023738A JP63149375A JP14937588A JPH023738A JP H023738 A JPH023738 A JP H023738A JP 63149375 A JP63149375 A JP 63149375A JP 14937588 A JP14937588 A JP 14937588A JP H023738 A JPH023738 A JP H023738A
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康久 新井
Hiroki Matsui
弘樹 松井
Masaki Yamamoto
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    • Y10S706/00Data processing: artificial intelligence
    • Y10S706/90Fuzzy logic

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一を操作し
て変速していた。しかしながら、断る手動による変速は
煩瑣であることから自動変速機が開発され、昨今におい
ては販売される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・コンビエ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h、シフトダウン、シフトアップの繰り
返しが生じて運転者にとジー惑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
弁を開くかを考えてみると、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h、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て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h、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h、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。
(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、スロットル開度及び車速を含む車両の運
転状態を検出する車両運転状態検出手段1、少なくとも
前記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2、前記車両運転状態検出値と車両反応
適合度予見手段とを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に付いてファジィ
推論を通じて其の満足度を評価する変速ルール評価手段
3、前記変速ルール評価手段の出力を入力して評価値か
ら変速ルールの一を選択し、それに基づいて変速指令値
を決定する制御値決定手段4及び該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5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h、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IOには吸気路12
が接続されておh、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h、吸入空気は燃料と混合
されて燃焼室内に入りピストン(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煽発し
、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h、機関出力軸18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h、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GR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
、l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h、
その途中にA、82個のシフトバルブ32.34が介挿
されておh、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32はロックアツプ機構40を備えて
おh、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h、その両端には
後輪46が取着される。尚、斯る機関本体lO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h、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
ピックアップ等が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、車両運転席床面に接地
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ト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70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、CPU70c、ROM70d及びRAM70e及び
出カポ−)70f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h、前記レベル変換回路68
の出力は其のA/D変換回路70bに人力されてデジタ
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・コンピュータ内に人力され
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h、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h、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h、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h、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l速アップ
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−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O”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を励磁
/非励磁してl速ギヤを係合させることになる。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、1
0m5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θ↑H(度)、現在のシフト位置(現在
のギヤ段)信号Sδ(ミッションの人力軸回転数と出力
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、312.3
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
1(10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/h10.1s”で、スロットル変
化量は“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
θT11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(k
gf)等を使用する。
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h、同図に従って説明すると
、先ず52(10において現在時刻のスロットル開度θ
THn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rP
S%」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h、この特性図から例えばスロッ
トルがWOT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h、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31(10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h、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h、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”l”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3104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PS比EPSRTOJ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h、同図に従って説明すると
、先ず53(10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。
53(10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θTHn−1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ΔθTH
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h、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、8306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119Ps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h、従って上式において時刻nでの
θTHnとNeとから検索した値と、時刻n−1でのθ
Tl1nとNeとから検索した値の差を求めることにな
h、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
量と定数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EPSRT
O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GARD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h、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<101.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h、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5106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h、同図に従って説
明すると、先ず54(10において変速可能なシフト位
置を順次示すカウンタ5FTIの値を初期化する(初期
値゛l°゛)。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、変速光を取敢えず第1速とする)。
続いて、5402において第1速(カウンタ値S FT
Iと現在のシフト位置Sδとを比較し、シフトダウン可
能な最大段数CHMTN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5406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=          (rpm )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S FTI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
MAX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CnDPSRJ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h、
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h、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、55(10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II  1”)、この
初期値は、l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5402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l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3
410で格納したデータの中のダウン側の値の中のl速
分ダウン値CIDNEを使用する。
続いて、8508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
馬力増分十CARD) ここで、期待PS変化量は第1O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、5504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
5(10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5IIO
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惑を
解消することを一つの目的とするところから案出された
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h、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で退行して
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(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h、
斯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、56(10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=(716,2X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36(10で算出されたトルクTE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h、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h、
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36
12においてコントロールタフネスR1/Q1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、3608
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、3608でブレーキ操
作の終了が確認される度に3610でカウント値をデク
リメントし、又その間に3608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3618において車速Vが所
定下限値VMINCT 、例えば2kll/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h、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。
361B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ΔθTH−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。即ち、斯るスロットル急変時は急過渡状態
を示すが、2、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コントロールタフネスの算出
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5628で該タイマ値をデクリメントして行
う続いて、5630で該タイマ値が零に達しことが確認
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TR(I X伝達効率l
×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36
06で算出した値を、加速度αは第5図フロー・チャー
トの31(10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sinθ)X車重Wr+
空気抵抗(μAXVす (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sinθであh、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h、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。
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
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h、同図において横軸が加速度α
を表しておh、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
V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h、指標として適当で
ない、逆にRO0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h、その人の期待を何等か
で表現し補正を施す必要がある。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、走行抵抗ROの値は前回算出値ROn−1を使用
する(3638)。又、加速度が負方向の場合は補正し
ない(S633)。
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Ql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STI!P= 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Ql=(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Qlで走行抵抗R1を除
してl速アップした場合のコントロールタフネスCIU
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を算出する。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l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、5IIO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  [rp−0以下
同じ] 結論・・・・・・・l速アップ ルール含意(10.「極端な高回転になったときは機関
保護のためl速アッ プする」 これは機関保護のルールであって、機関回転数が6(1
0Orpm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「l速アップ
」は、1速分アップ、例えば令弟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56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−0T=84度] 結論6(10010.第1速にシフトダウンルールの含
意1.「全閉かつ極低車速の場合、現在のシフト位置が
第4速 なら第工速ヘシフトダウン 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h、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所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10h/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=O(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
云う意味で選訳し、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h、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1は最大値1.0、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5 使用パラメータ(10.現在のシフト位置Sδ車速V スロットル開度θTH 結論(10(10(100.第2速にシフトダウンルー
ルの含意(10.[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
る点を除けば同旨である。
ルール7 使用パラメータ(100機関回転数Ne加速度α[km
/h10.1s 。
以下同じ] スロットル変化量ΔθTH [度10.1g 、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 ルールの含意61.「加速時のスロットル一定のシフト
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(、加速度も増
加方向であh、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(10.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(15).「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)が小さ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11.加速度α スロットル変化量ΔθTH コントロールタフネスR1 /Q1 機関回転数Ne 結論・・・・・・・・1速アツプ ルールの含意(10.r5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lO 使用パラメータ10.シフト後経過時間[5]スロット
ル変化量ΔθTll 結論(10(10(108.変速せず ルールの含意(10.「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秒程度の不感帯を設けるも
のである。
ルール11 使用パラメータ160期待ps比 スロットル変化量ΔθTH 結論01(1001.変速せず ルールの含意16.「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01.コントロールタフネス変速後回転
数[rpm 、以 下同じ] ps比 スロットル変化量ΔθTl( 結論、、、、、、、、3速アツプ ルールの含意80.「スロットルが戻h、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13〜14
も同様の趣旨から2速〜l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660期待ps比 シフト後期待ps比(l 速〜3速ダウン値) 変速後回転数(l速〜3 速ダウン値) 結論、、、、、、、、3速(2速、l速)ダウン ルールの含意(10.「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 、1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比が大きいことか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18 使用パラメータ0.車速のみ 結論1(10.11.シフトホールド ルールの含意・・ [極低車速又は止まっているときに
は現状のシフト (1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19 20 使用パラメータ9.コントロールタフネス(l速アップ
時の) 結論901(109.シフトホールド ルールの含意1.「l速アッ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h、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h
、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57(10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5soo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=1)、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h
、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)のメンハーシ
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h、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2を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88(10
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h、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1(最初の欄を示す)とする作業を、5804は第2
8図の演算チー7’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 
km/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5
806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、581O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
9(10においてルール総数Nを読み取る。本例の場合
は20個である。続いて、5902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(1=1.ルール1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h、それぞれラベルl、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
QLを読み取る。ルール2で云えば3個となる。続いて
、3908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h
、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=亥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
Wi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、51(10OにおいてルールNoカウンタを初期
化し、51(102で最初のルールの結論を読み取る。
第34図はROMに格納されているルールマツプを示し
ておh、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l速アップ(+1)
である。
続いて、31(104.1(106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
l速アップは可能である)シフトアップ及びシフトダウ
ンに付いて判断し、続いて31(108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)、5I
OIOで最初のルールのラベル総数を読み取h、510
12でラベルNOカウンタを初期化し、5IO14を経
て51016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51018で出発値と入れ替え、次いで31020
で其の値を取り敢えず当該ラベルのグレード値とし、5
1022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、51026で
次のルールの検索に進む。尚、51(104,1(10
6で否定された場合はルール代表値は0とする(310
28)。
而して、31030でルールNoカウンタを初期化した
後、51032で第2の比較用出発値を初期化しく初期
値=0)、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51038において其のルールを取敢えず最大の
適合値を有するルールとし、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、51046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S5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31044で選択したルールを一旦廃棄し、5105
0で前回の制御値5An−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h、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h
、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M1/
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
類僚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h、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h、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h、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。
第36図は本発明の第2の実施例を示しておh、これは
第1実施例で第33図フロー・チャートの末尾付近で述
べた不適切なルールが選択されることを回避する別の例
を示すものである。即ち、第36図は第25図と同様な
ファジィプロダクションルールの一部を示すものである
が、第2実施例の特徴的な点はメンバーシップ関数の補
集合を設けた点にある。即ち、第1実施例に関して説明
したルールの内、例えばルール7の後にルール7aを追
加し、その中で主要なパラメータ、例えば加速度αのメ
ンバーシップ関数の補集合を設けた。従って、加速中と
は考え難いとき、即ち加速度αが低いときはルール7よ
りもルール7aの評価値が高くなる筈であh、ルール7
aが選択されるか否かは別として、ルール7の選択だけ
は阻止することが出来る〜。残余の構成は第1実施例と
異ならず、同様の利点を備える。尚、補集合は全てのル
ールに付いて設けても良く、或いは特定のルールに限定
して設けても良い。又、−のルール内において全てのパ
ラメータに付いて設けても良く、主要なパラメータに限
って設けても良い。
(発明の効果) 本発明に係る自動変速機の制御装置は、スロットル開度
及び車速を含む車両の運゛転状態を検出する車両運転状
態検出手段、少なくとも前記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、前記車両運転
状態検出値と車両反応適合度予見値とを評価スケールと
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
ルに付いてファジィ推論を通じて其の満足度を評価する
変速ルール評価手段、前記変速ルール評価手段の出力を
入力しえ評価値から変速ルールの一を選択しそれに基づ
いて変速指令値を決定する制御値決定手段及び該制御値
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h、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。
【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8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
フロア・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フロー・チャート、第
15図は第5図フロー・チャートの中のシフト後期待P
S比の算出サブルーチンを示すフロー・チャート、第1
6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2
0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23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
シッ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ッンルールを示
す説明図、第26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28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ROM及びRAMに格納されるテーブルを
示す説明図及び第36図は本発明の第2実施例を示す第
25図と同様なファジィプロダクションルール例を部分
的に示す説明図である。 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・・・シフトパルプ、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 −DLTPSD+GARD− 第15図 第13図 第14図 第17図 ’e(トpn−ン 第18図 第19図 第20図 第22図 判舶′ 第21図 第23図 μ 第31図 第30図 第32図 第34図 手続補正書 (自発) l。 3゜ 事件の表示 昭和63年特許願第149375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号本シダ  ギ
ケシコウギ1つ 名 称 本田技研工業株式会社 4゜ ク   ス   フグ  ノ 代表者久米是志

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) a、スロットル開度及び車速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、少なくとも前記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、 c、前記車両運転状態検出値と車両反応適合度予見値と
    を評価スケールとし、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に付いてファジィ推論を通じて其
    の満足度を評価する変速ルール評価手段、 d、前記変速ルール評価手段の出力を入力して評価値か
    ら変速ルールの一を選択し、それに基づいて変速指令値
    を決定する制御値決定手段及び e、該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. (2)上記制御装置において g、変速後の機関回転数を予見する変速後回転数予見手
    段、 を設け、前記変速ルール評価手段は、該変速後回転数予
    見手段の出力を入力して前記検出値及び予見値と共に評
    価スケールとして変速ルールの満足度を評価することを
    特徴とする請求項1項記載の自動変速機の制御装置。
  3. (3)上記制御装置において h、前記スロットル開度から運転者の期待する機関出力
    を推定して実際の機関出力との比を求める機関出力比演
    算手段、 を設け、前記変速ルール評価手段は、該機関出力比演算
    手段の出力を入力して前記検出値及び予見値と共に評価
    スケールとして変速ルールの満足度を評価することを特
    徴とする請求項2項記載の自動変速機の制御装置。
  4. (4)上記制御装置において i、前記スロットル開度と其の変化量とから運転者の期
    待する機関出力の変化量を推定して実際の機関出力の変
    化量との比を求める機関出力変化量比演算手段、 を設け、前記変速ルール評価手段は、該機関出力変化量
    比演算手段の出力を入力して前記検出値及び予見値と共
    に評価スケールとして変速ルールの満足度を評価するこ
    とを特徴とする請求項3項記載の自動変速機の制御装置
  5. (5)上記制御装置において j、前記スロットル開度と其の変化量とから運転者の期
    待する機関出力の変化量を推定すると共に、所定のシフ
    ト位置に変速したと仮定した場合の機関出力の変化量を
    推定して両者の比を求めるシフト後機関出力変化量比演
    算手段、 を設け、前記変速ルール評価手段は、該シフト後機関出
    力変化量比演算手段の出力を入力して前記検出値及び予
    見値と共に評価スケールとして変速ルールの満足度を評
    価することを特徴とする請求項4項記載の自動変速機の
    制御装置。
  6. (6)前記車両反応適合度予見手段は、シフト後の駆動
    力に対する走行抵抗の比に基づいて予見することを特徴
    とする請求項1項記載の自動変速機の制御装置。
  7. (7)前記車両反応適合度予見値を該変速機構の滑り率
    に応じて補正することを特徴とする請求項6項記載の自
    動変速機の制御装置。
  8. (8)前記変速ルール評価手段は、前記車両反応適合度
    予見値を少なくともシフトアップ判断に使用することを
    特徴とする請求項7項記載の自動変速機の制御装置。
  9. (9)前記変速ルール評価手段は、前記機関出力比演算
    値を少なくともシフトアップ判断に使用することを特徴
    とする請求項3項記載の自動変速機の制御装置。
  10. (10)前記変速ルール評価手段は、前記機関出力変化
    量比演算値を少なくともシフトダウン或いはシフトホー
    ルド判断に使用することを特徴とする請求項4項記載の
    自動変速機の制御装置。
  11. (11)前記変速ルール評価手段は、前記機関出力変化
    量比演算値を少なくともシフトダウン或いはシフトホー
    ルド判断に使用すると共に、前記シフト後機関出力変化
    量比演算値をダウンすべきシフト位置の特定に使用する
    ことを特徴とする請求項10項記載の自動変速機の制御
    装置。
  12. (12)前記変速ルール評価手段は、選択されたルール
    のメンバーシップ値を所定値と比較し、それを超えない
    場合には一旦選択したルールを廃棄することを特徴とす
    る請求項1項記載の自動変速機の制御装置。
  13. (13)前記複数個の変速ルールは、メンバーシップ関
    数が他のルールのメンバーシップ関数の補集合を含むル
    ールを有す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。
  14. (14)前記複数個の変速ルールは、そのルールを構成
    するメンバーシップ関数の最大値が相違していることを
    特徴とする請求項1記載の自動変速機の制御装置。
  15. (15)前記車両運転状態検出手段は、実測値と該実測
    値から演算された演算値とから運転状態を検出すること
    を特徴とする請求項1項記載の自動変速機の制御装置。
JP63149375A 1988-06-17 1988-06-17 自動変速機の制御装置 Granted JPH023738A (ja)

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