JPH023755A - 車両の自動変速機の制御装置 - Google Patents

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、車両の自動変速機の制御装置に関し、特に、
運転者の意図に応じて変速特性を自在に変更できるよう
にした車両の自動変速機の制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、車両等の電子制御式自動変速機では、車速やス
ロットル開度をパラメータとして予め設定された変速テ
ーブルを持ち、この変速テーブルを実際の車速やスロッ
トル開度に従って参照して変速比を決定するものが多い
が、このものでは、変速特性が画一的に設定されてしま
い、個々の運転者の運転傾向が反映されていない。した
がって、最適な変速動作が行われているとは言い難い。

そこで、変速テーブルを複数種用意し、運転者の意図（
例えば、緩やかな走行やスポーツ的な走行などの何れを
意図しているか）や運転環境の自動認識によって、変速
テーブルを適宜選択するものが提案されている。このよ
うな公知例としては、例えば、特開昭６１−１２４７５
９号公報、特開昭５９−２００８４９号公報などを挙げ
ることができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の公知例では、変速チーフルを複数
種用意しているものの、これらの変速テーブルは車両の
出庫時に設定されたものであり、運転者は何ら関知しな
いものである。したがって、代表的な運転者を°“想定
°”して設定されたこれらの変速テーブルは、その車両
のユーザとなる実際の運転者の°“くせ″”や特殊な運
転環境等は考慮されておらず、運転者の意図に応じた最
適な変速状態が実現されているとは言い難かった。

そこで本発明は、運転者に固有の“′くせ“′や特殊な
運転環境を考慮して自在に変速特性を設定できるように
し、運転者の意図に応じた最適な変速状態を実現するこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明による車両の音速機の制御装置は上記目的達成の
ため、変速線図が書き込まれた変速テーブルを備え、少
なくとも車速やスロットル開度情報を含む車両の走行情
報を検出する検出手段からの信号によって該変速テーブ
ルを参照して走行状態に応じた変速・比を決定する車両
の自動変速機の制御装置において、 必要に応じて所定の運転者の変速意図が入力される人力
手段と、該入力手段に入力された変速比となるように自
動変速機の変速比を操作する操作手段と、自動変速機の
変速比が一の変速比から他の変速比へと切換えられたと
き、前記検出手段からの信号を各変速動作毎に記録する
記録手段と、該記録手段に記録された蓄積データを重回
帰分析を含む手法によって分析する分析手段と、該分析
手段の分析結果に基づいて前記運転者に固有の変速線図
を生成する生成手段と、該変速線図を前記変速テーブル
に書き込む書込み手段と、を備えている。

（作用） 本発明では、必要に応じて、運転者が希望の変速比を入
力手段に入力すると、この入力された変速比になるよう
に自動変速機の変速比が操作されるとともに、変速時の
車両の走行情報（例えば、車速やスロットル開度）が記
録される。そして、適当な時間車両を走行させて得られ
た蓄積記録データは、重回帰分析を含む手法で分析され
、当該車両を運転した運転者に固をの変速線図が生成さ
れて、変速テーブルに書き込まれる。その結果、運転者
の意図に応じて作成された変速テーブルに基づいて変速
動作を行うことができ、変速状態を最適にすることがで
きる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は本発明の一実施例を示す図であり、オーバ
ードライブ（以下、ＯＤ）付の４速自動変速機を搭載し
た車両に適用した例である。

まず、構成を説明する。第１図において、１は書込み読
出しが可能なＩＣメモリ等の可搬型メモリ装置（以下、
ＩＣカード）であり、ＩＣカード１には、後述する個別
パターンデータが記録され、また、必要に応じて消去さ
れる。２はＩＣカード１をセットするディスク装置であ
り、ディスク装置２はセントされたＩＣカード１内の個
別パターンデータを読み出して出力し、あるいは新たな
データをＩＣカード１に書込み、または必要に応じてＩ
Ｃカード１のデータを消去する。

３はモード選択スイッチであり、モード選択スイッチ３
は車室内の操作しやすい場所に設けられ、運転者によっ
て任意に操作される。また、モード選択スイッチ３は、
操作に応じて４つの選択位置、すなわち、ノーマルモー
ド位置ｍｏｄｅ■、個別パターンモード位置ｍｏ　ｃｌ
　ｅ　ＩＩ、補正モード位置ｍｏｄｅＩ［Ｉ、学習モー
ド位置ｎｏ　ｄ　ｅＩＶの何れかに選択され、選択位置
を示す信号（以下モード信号といい、Ｓｔ、ｓｎ、Ｓ■
、ＳＩＶで表わす）を出力する。

なお、４は車速ＳＰＤを検出する車速センサ（検出手段
）、５はアクセルペダルに連動するスロットルバルプノ
スロットル開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ
（検出手段）、６は自動変速機のコントロールレバーの
操作位置（少なくとも１′′“２”“Ｄｏ”）を検出す
る例えばインヒビタスイッチ、７はコントロールレバー
のノブに設けられ、運転者の操作によってオーバードラ
イブ信号“ＯＤ゛を出力するオーバードライブ操作スイ
ッチである。なお、上記インヒビタスイッチ６およびオ
ーバードライブ操作スイッチ７は人力手段としての機能
を有している。

１０はコントロールユニットであり、コントロールユニ
ット１０は記録手段、分析手段および書込手段としての
機能をなし、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉｌｏ、ＣＰＵ
等を含むマイクロコンピュータにより構成されている。

ＲＯＭには予め設定された基本変速パターンが格納され
るとともに、変速制御処理に必要なソフトウェアや、後
述の個別パターン制御、補正処理、学習処理などに必要
なソフトウェアが格納され、さらに、後に詳述する重回
帰分析を含む方法で行われる同定作業のためのソフトウ
ェアも格納されている。ＲＡＭには、各種ワーキングエ
リアが確保されているとともに、演算により設定された
変速パターンを書き込むためのエリアも確保されている
。ＣＰＵはモード選択スイッチ３からの信号（Ｓｌ−３
ＩＶ）に従って必要な処理を選択して実行し、例えば、
ＳＩの場合、通常の変速処理を実行し、Ｓ■の場合、デ
ィスク装置２からの個別パターンデータを取り込んでこ
のデータに従って変速処理を実行し、Ｓ■の場合、個別
パターンデータを補正してより実際に近づける補正処理
を実行し、ＳＩＶの場合、新たに個別パターンデータを
設定する学習処理を実行する。これらの処理を行ってい
る間、処理内容を示す信号が表示装置１１に送られ、表
示装置１１はこの信号に従って現在の処理内容を運転者
に対して視認性よく表示する。また、表示装置１１はＳ
■に係る処理がコントロールユニット１０で行われるに
際し、ディスク装置２にＩＣカード１がセットされてい
なければ、ＩＣカードｌのセットを促す表示をする。

さらに、コントロールユニット１０ｔ’５ＩＩＩＳＩＶ
（７）処理が行われているとき、処理に必要なサンプリ
ングデータの収集成果を表示して補正や学習の進捗状況
を公開する。コントロールユニット１０はＳ■〜ＳＩＶ
に係る処理を行った結果、変速比を指令する信号Ｓｓを
バルブコントローラ（操作手段）１２に出力する。バル
ブコントローラ１２はＳｓに従って自動変速機１３内の
バルブの組み合わせを決定し、バルブを駆動する信号Ｓ
ｖを出力して自動変速機１３の変速比を操作する。

次に、作用を説明する。

第２図は、モード選択スイッチ３の選択位置に従って、
４つのモードに処理を移行するための分岐処理を示すフ
ローチャートである。第２図において、モード選択スイ
ッチ３からの信号がＳＩの場合「通常の変速制御」に移
行しくステップＰ１、Ｐｚ）、ＳＩＩの場合「個別パタ
ーン制御」に移行しくステップＰ、　、Ｐ、）、５ｉｌ
ｌの場合「補正処理」に移行しくステップＰｓ　、Ｐｈ
　）、ＳＩＶの場合「学習処理」に移行する（ステップ
Ｐ？　、Ｐａ　）「通常の変速制御」の場合、変速セン
サ４からのＳＰＤおよびスロットル開度センサ５からの
ＴｖＯに基づいて、ＲＯＭ内に予め格納された基本の変
速パターンを参照し、変速比を決定する。この場合、基
本の変速パターンの内容にもよるが、運転者の意図した
最適な変速状態は期待し難い。

すなわち、本発明の意図するところは、上記以外の３つ
の処理を実行することにより得られるものであり、以下
、これらの処理について説明する。

３つの処理は、次の順序で実行されるべきである。

まず、「学習処理」を実行してその運転者に合った個別
パターンデータを設定し、次いで、この個別パターンデ
ータを用いて実際の走行を行う。さらに、必要の都度、
「補正処理」を実行して個別パターンデータの手直しや
運転環境の変化に対応するアフターケアを行う。このよ
うにしてはじめて運転者の意図に応じた変速状態が得ら
れる。なお、設定された個別パターンデータはＩＣカー
ド１に書き込まれるので、「学習処理」は−度だけ行え
ばよい。

「補正処理」および「学習処理」の場合、運転者の変速
意図を見るため、あえて、自動変速を行わず、“手動゛
変速に切換えられる。これにより、運転者は自己の意志
に基づいて感覚にあった変速動作を行い、このときのデ
ータ（ＳＰＤやＴＶＯ）を収集するようにしている。な
お、本実施例では、手動変速を行うために、自動変速機
のコントロールレバーおよびオーバードライブ操作スイ
ンチアを流用している。このため、大幅な改修等を要し
ていない。勿論、他のスイッチ等を別途設けてもよいこ
とは言うまでもない。

第３図は、手動変速（すなわち、運転者の変速意図）を
判別するフローチャートである。このフローチャートは
、モード選択スイッチ３からの信号がＳＩ［あるいはＳ
ｒＶのときに起動される。なお、運転者はモード選択ス
イッチ３をｍｏｄｅＩＩ［あるいはｍｏ　ｄ　ｅＩＶに
切換えるに際し、コントロールレバーをｌ°”レンジ位
置にしなければならない。

このことは、車両を一旦停車させてから手動変速Ｇ二移
行させる操作が必要なことを意味し、これにより、走行
中に不本意なレンジが選択されることを回避する。

第３図のフローチャートでは、３つのアップ変速点（１
→２．２→３．３→４）と、３つのダウン変速点（４→
３．３→２．２→１）の何れかに至った時点を判別し、
この時点におけるＳＰＤおよびＴＶＯの値をそれぞれ記
録する。すなわち、ステップＰＩ６で“°１″レンジを
モニタし、ステップｐＨで“２′”レンジをモニタして
、゛２パレンジを判別すると、ステップＰＩｚでその時
点のＳＰＤおよびＴＶＯを“１→２°°に関するデータ
として記録する。次いで、ステップｐＨで“′Ｄ°″レ
ンジをモニタし、“Ｄ″ルンジ判別すると、ステップＰ
　１４でその時点のＳＰＤおよびＴＶＯを“′２→３′
”に関するデータとして記録する。ステップＰＩ５では
ＯＤ”“をモニタし、“ＯＤ’″を判別すると、ステッ
プＰ１６でその時点のＳＰＤおよびＴＶＯを“３→４゛
に関するデータとして記録する。

このようにして、３つのアップ変速点に関するデータが
記録された。

３つのダウン変速点に関するデータも同様にして、“’
ＯＤ“のモニタ（ステップＰ１８）、°“２゛レンジの
モニタ（ステップｐＨ、Ｐｚｏ）、＋１１１ルンジのモ
ニタ（ステップＰ　ｚｚ）、“Ｄ”レンジのモニタ（ス
テップＰ２．）を経て、各々、ステップＰ　ＩＱで“４
→３′°に関するデータが、ステップＰＺＩで′３→２
′に関するデータが、ステップＰＺ４で２→１′”に関
するデータが記録される。すなわち、運転者が自己の感
覚に基づいて、コントロールレバーやオーバードライブ
操作スイッチ７を操作すると、そのときの変速比の切換
え状態に関連付けられて、ＳＰＤおよびＴＶＯが記録さ
れることになる。このようなデータ収集は、信頼性の面
で蓄積して行うことが望ましくこれがため、学習処理あ
るいは補正処理に必要なサンプリング数が得られたか否
かの情報を表示装置１１に表示するようにしている。運
転者は、表示装置１１の表示情報を参考にしながら、車
両の走行を継続し、その間データ収集のための手動変速
操作を繰り返せばよい。

第４図は上述の手動変速を必要とする補正処理および学
習処理のフローチャートである。学習処理では、ステッ
プＰ３１でＩＣカードｌの内容を初期化する（個別パタ
ーンデータが書き込まれている場合消去される）。一方
、補正処理では、ステップＰ３．゛で同定直線（後述す
る）から所定のポイント数だけ抽出し、代表値ポイント
とする。これは、補正によって得られるポイントとレベ
ルを合わせるために行われる。ステップＰ３□では、第
３図のフローチャートを起動し、手動変速を可能にする
。そして、ステップＰ３３〜Ｐ３Ｓで第３図に示したよ
うな処理を行い、３つのアップ変速点およびダウン変速
点におけるデータ（ＳＰＤ、ＴＶＯ）を記録する。サン
プリング数が所定値に達すると、サンプリング完了と判
別し、ステップＰ３６でその旨を表示装置ｌｌに表示さ
せて、データ収集のための走行の終了を運転者に促す。

ここで、上記サンプリング数は学習処理と補正処理で異
なっており、学習処理のサンプリング数よりも補正処理
のサンプリング数は充分に少な（（例えば、およそ１７
２〜１１５）設定されている。

この理由は、サンプリング数の多少はデータ収集のため
の時間に影響し、学習は充分な時間をかけられるのに対
し、補正はそれ程の時間をかけられないこと、および、
補正は一部のデータの手直しが目的であり、多量のデー
タを必要としないことなどによる。

サンプリングが完了すると、ステップＰ３７で、同定作
業が開始される。同定作業は重回帰分析を含む手法によ
ってサンプリングされたデータを分析するもので、その
具体的な一例は後に詳述される。同定作業によって求め
られた運転者固有の個別パターンデータは、ステップＰ
、。でＩＣカードｌに書込まれ、当該運転者による所持
を可能にする。ステップＰ２９では、他のモードへの変
更か否かを判別し、モード変更の場合、第２図のフロー
チャートに戻る。

次に、第５図のフローチャートを参照しながら、個別パ
ターン制御を説明する。この制御時、学習処理によって
個別パターンデータが書き込まれたＩＣカード１がディ
スク装置２にセットされていなければならない、もし、
セットされていなければ、本制御への移行と同時に、表
示装置１１の表示によってセットが促される。セットさ
れたＩＣカードｌの個別パターンデータは、コントロー
ルユニッ目０内のＲＡＭに転送され、制御が開始される
。まず、ステップＰ４１でそのときの５ＰＤＳＴｖＯが
読み込まれる０次いで、ステップｐａｗでは、読み込ま
れたＳＰＤ、ＴＶＯによって個別パターンデータが参照
され、変速比が決定される。なお、この決定に際しては
、個別パターンデータ内の前記同定作業で同定の完了し
たシフト線図が用いられる。したがって、運転者の意図
に応じた最適な変速比が決定されることとなる０次いで
、ステップＰ４３で決定された変速比を示すギヤ位置指
令（Ｓｓ）がバルブコントローラ１２に出力され、パル
プコントローラ１２はＳｖを出力して自動変速機１３の
変速比を決定変速比となるように操作する。

このように本実施例では、運転者価々の手動変速動作の
結果、収集されたデータを同定してシフト線図を設定し
、このシフト線図を可搬型のＩＣカード１に個別パター
ンデータとして書き込んでいる。そして、個別−パター
ンモードを選択したときには、運転者は、自己専用のＩ
Ｃカードｌをディスク装置２にセットすることにより、
上記同定の完了したシフト線図に従って自動変速を行う
ことができる。したがって、各々の運転者の意図に応じ
て最適な変速状態を得ることができ、運転フィーリング
が著しく改善される。

また、疲労等によって運転者の希望変速パターンが変化
した場合などでは、補正処理を適宜おこなうことにより
、これに容易に応えることができる。なお、本実施例で
は車両の走行情報として車速（ＳＰＤ）およびスロット
ル開度（ＴＶＯ）を用いているが、他の有易な情報を用
いてもよいことは言うまでもない。

皿足立粟夏旧皇 ここで、サンプリングデータを分析してシフト線を同定
する過程を詳述する。本実施例では、同定作業をクラス
タ分析と重回帰分析の２つの手法を用いて行っている。

蓄積されたサンプリングデータは、各変速点毎にクラス
タ（群）を作り、これらのクラスタは、ＴＶＯをＹ軸、
ＳＰＤをＸ軸とする平面内に分布しているが、場合によ
っては、同一の変速点のデータでも２つ以上のクラスタ
を作ることがある。そこで、各々のクラスタ内で重回帰
分析を行ってデータとして適正なりラスタを抽出するよ
うにした。また、重回帰分析においては、運転者のミス
による異常データに対応するため、データの取り込みに
際し、Ｆ検定を行い、ステップワイズ法で異常ポイント
を削除している。

まず、記述統計学的手法のクラスタ分析について概略説
明する。今、データを次式■で表す。

（ｘｄＬ、ｔ　）　　　（α＝１．　２＝・・−・ｎ　
；　ｉ＝１．　２）・・・・・・■ ０式において、データ数はｎ個であり、また、Ｘ９．ｔ
。

は車速（ＳＰＤ）’、ＸｅＬ、　ｔはスロットル開度（
ＴＯ）に関するデータである。

ここで、データ間の距離を論じる手法として、次式■■
が考えられる。

ｄ、ｔβ　２　＝　Σ　（Ｘべｉ−Ｘβ五）　２　・・
・・・・■Ｗ″ａ（ｘαｊ−Ｘβ、）・・・・・・■但
し、０式中のＷ・Ｊは、次式■における・・・・・・■ 上式■は、ユークリッド距離として知られているもので
、一方、上式■■はマハラノビス汎距離と呼ばれている
ものである。本実施例においては、得られたデータの集
合全体が１つの多次元正規分布にしたがっていると仮定
し、統計的な意味で自然なマハラノビスの汎距離を参照
した。クラスタリングの基準としては、次式■の重心法
を用いた。

なお、回帰式を次式■に示す。

ｄｉｓ、（Ｃｔの重心、Ｃ９の重心）・・・・・・■・
・・・・・■ ところで、クラスタの妥当性について、特に、いくつの
クラスタに分類するかが問題となる。例えば、２つのク
ラスタに分類した場合、直観的にも不自然さを感じない
が、サンプルデータによっては判断が難しい場合がある
。ここで、クラスタＣ、の数をｍ、ＣＫに属する個体数
をｎＫ　（ｋ＝１・・・・・・ｍ）、全変動（偏差平方
和、積和行列）をＴ、ＣＫ間の変動をＢＳＣＫ内変動の
和をＷとすると、次式■の関係が成立する。

Ｔ＝Ｂ＋Ｗ　　　・・・・・・■ Ｔ、ＢＳＷは、ＰｘＰ　（例えばＰ＝２）の行列であり
、 ’ｒ　＝　　（ｔ　ｔＪ） Ｂ＝　　（ｂｉ、）　　　　　　　　　　　　■が得ら
れる。なお、Ｔ、を第ｉ変量の総平均、ｘ（ｋ′をクラ
スタ内での第ｉ変量の平均値とする。

このときの要素は、 である。ここで、全変動Ｔは一定であるから、前０式に
より、クラスタ間のバラツキＢを大きくすると、クラス
タ内のバラツキＷは小さくなる。例えばクラスタ数ｍ”
ｎとすればＷ＝０となり、また、ｍ＝１とすればＷ＝Ｔ
となる。すなわち、ｍの大きさにＷやＢが左右され、ｍ
を大きくすればＷは小さ（なりうる。このようなことか
ら、本実施例では、ｍ＝２としてクラスタリングを行っ
た。

次に、重回帰分析について説明する。まず、次式［相］
のような重回帰式を仮定し、上述したクラスタ内で同定
する。

ＴＶＯ＝β１＋β２　・ＳＰＤ・・・・・・［相］ここ
で、重回帰式を導出する過程において、Ｆ検定や正準相
関を検討し、総計的に見てそれ程意味がないと思われる
（相関係数が極めて小さい）データに対しては、入手す
るサンプルエリアを変更して再度データを取り直した。

なお、サンプルエリアの実時間は、約１５分程度の走行
時間である。

今、ＳＰＤの値をＸ、で表し、ＴＶＯの値をｙ。

で表し、上式０を仮定すると、線形推定モデルは次式■
となる。

上式■でｕｉは第１番目の観測のときの誤差であり、ま
た、ｅｉは残差を表わしている。なお、β。

は予測値である。これをベクトルの型で書けば次式［相
］となる。

βはいわゆる最小２乗法により次式〇で表わされる。

β＝　（ＸＬＸ）−’Ｘｔ　Ｙ・・・・・・■なお、弐
〇で（ＸＬＸ）−１が存在すること、すなわち、データ
が交絡しているとβが求まらないが、このような交絡す
るケースは見られなかった。以上の手法によってβを求
めるが、運転者の誤操作（意志に反したシフト操作）が
行われた場合や、特殊な運転状況（例えば、’３Ｍ’１
回避操作を伴う状況）の場合などでも、上述した解析手
法では結果に表われてくる。そこで、重回帰式を同定す
る場合、新しい変数を取り込む毎に、既に回帰式に取り
込まれている変数の全てにＦ検定（危険率１０％）を行
い、有意でなくなった変数を回帰式から除去し、有意な
変数のみを残しながら回帰式を生成してゆくステンプワ
イズ法を用いた。これにより、特異的なサンプル値が除
去できた。また、回帰式の生成において、ＴＶＯ−３Ｐ
Ｄの相関性も同時に検証し、相関性のとぼしいケースに
ついては、再度サンプルした。しかし、それにも拘らず
、ＴＶＯ−３ＰＤ相関係数がおよそ０．２５以下のデー
タについては、「運転者が本手法に慣れていない」もし
くは「運転環境が特異であった」と判定し、ノーマルモ
ードをセットするようにしている。

（効果） 本発明によれば、運転者に固有の“くせ”°や特殊な運
転環境を考慮して自在に変速特性を設定することができ
、運転者の意図に応じた最適な変速状態を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明の一実施例を示す図であり、第１図
はその全体構成図、第２図はそのモード判別のためのフ
ローチャート、第３図はその手動変速時の各変速点を判
別するためのフローチャート、第４図はその補正および
学習処理のフローチャート、第５図はその個別パターン
制御のフローチャートである。 ４・・・・・・車速センサ（検出手段）、５・・・・・
・スロットル開度センサ（検出手段）、６・・・・・・
インヒビタスイッチ（入力手段）、７・・・・・・オー
バードライブ操作スイッチ（入力手段）１０・・・・・
・コントロールユニット（記録手段、分析手段、書込手
段）、 １２・・・・・・バルブコントローラ（操作手段）、１
３・・・・・・自動変速機。 第１図 第２図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　変速線図が書き込まれた変速テーブルを備え、少なく
   とも車速やスロットル開度情報を含む車両の走行情報を
   検出する検出手段からの信号によって該変速テーブルを
   参照して走行状態に応じた変速比を決定する車両の自動
   変速機の制御装置において、 必要に応じて所定の運転者の変速意図が入力される入力
   手段と、該入力手段に入力された変速比となるように自
   動変速機の変速比を操作する操作手段と、自動変速機の
   変速比が一の変速比から他の変速比へと切換えられたと
   き、前記検出手段からの信号を各変速動作毎に記録する
   記録手段と、該記録手段に記録された蓄積データを重回
   帰分析を含む手法によって分析する分析手段と、該分析
   手段の分析結果に基づいて前記運転者に固有の変速線図
   を生成する生成手段と、該変速線図を前記変速テーブル
   に書き込む書込手段と、を備えたことを特徴とする車両
   の自動変速機の制御装置。