JPH0686188B2 - 運転状態認識装置及びこれを用いた自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

運転状態認識装置及びこれを用いた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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車用の運転状態認識装置及びこれを用い
た自動変速機（オートマチックトランスミッション）の
変速制御装置に関する。
〈従来の技術〉 従来、自動車のエンジン及び駆動力伝達系の制御は、予
め定めた制御定数に基づき、目標値に近づくように制御
を行っていた。
従って、エンジンの過渡応答性や自動変速機の変速タイ
ミング等の制御特性目標が予め定められたものとなって
いた。
例えば、電子制御式の自動変速機では、車速とスロット
ル弁開度とに対応して変速位置（ギア位置;1速〜3,4
速）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
御を行っており（実開昭62−194231号公報参照）、変速
タイミングの制御特性目標が予め定められたものとなっ
ていた。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このように、エンジンの過渡応答性や自
動変速機の変速タイミング等の制御特性目標が予め定め
られたものとなっていると、例えば、下記の如く、特定
の運転状態で最適でないという問題点があった。
エンジンのレスポンスを最適とするべく、割込み噴
射，加速増量等をマッチングしておくと、渋滞走行時に
ガクガク振動を生じる。
自動変速機の変速タイミングを燃費優先のシフトアッ
プ早目としておくと、渋滞走行時でも変速を繰返して運
転しにくい。
また、下記の如く、多様なユーザーの好み・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っ
た。
アクセルペダル踏込みに対する応答を渋滞走行時は乗
心地指向としたいが、スポーツ走行時は高めたい。
自動変速機の変速タイミングをスポーツ走行時はもっ
とひっぱり勝手にしたい。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、渋滞走行，
市街地走行，高速走行，スポーツ走行等の運転状態（又
は運転環境）に応じて、エンジン又は駆動力伝達系の制
御定数を可変としうるように、スロットル弁開度，エン
ジン回転数等の運転状態パラメータに基づき、因子分析
して、運転状態を認識判断する運転状態認識装置を提供
することを目的とする。
また、認識判断された運転状態に基づいて、特に自動変
速機の変速制御を最適化する自動変速機の変速制御装置
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〉 このため、本発明は、第１図（ａ）に示すように、下記
の（Ａ）〜（Ｄ）の手段を設けて、運転状態認識装置を
構成する。
（Ａ）少なくともスロットル弁開度TVOとエンジン回転
数Ｎとを含む複数の運転状態パラメータの状態量を単位
時間ごとにサンプリングして、時系列データを得る運転
状態パラメータ検出手段 （Ｂ）各運転状態パラメータごとにその時系列データか
ら代表データを作成する代表データ作成手段 この代表データ作成手段は、例えば、各運転状態パラメ
ータごとに、予め定めた小〜大の区分についての状態量
による評価関数に従って各サンプリングデータを評価し
て該当する小〜大の区分に割付ける割付け手段を有し、
各区分に割付けられたサンプリングデータの頻度分布に
基づいて、代表データを作成する。
（Ｃ）予め定めた複数の運転状態についての運転状態パ
ラメータによる評価完成を用い、複数の運転状態パラメ
ータの代表データに基づいて、各評価関数の満足度を算
出する満足度算出手段 この満足度算出手段は、例えば、各運転状態パラメータ
ごとに、予め定めた複数の運転状態についての運転状態
パラメータによる評価関数に従って代表データを評価し
て該当する運転状態に割付ける割付け手段を有し、各運
転状態に割付けられた代表データ分布より満足度を算出
する。
（Ｄ）複数の評価関数の各満足度より運転状態を判定す
る運転状態判定手段 また、本発明に係る自動変速機の変速制御装置は、第１
図（ｂ）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、これらの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予め定めた変速パタ
ーンより変速位置を設定し、これに応じて自動変速機を
変速制御する変速制御手段とを備えるものにおいて、上
記の運転状態認識装置を用い、その運転状態認識結果に
従って変速パターンを変更する変速パターン変更手段を
設ける。
〈作用〉 上記の運転状態認識装置は、基本的にはファジィ推論を
行うもので、例えば第２図に示すように、認識判断する
運転状態を、例えば渋滞走行，市街地走行，高速走行，
スポーツ走行に分け、これらの運転状態におけるスロッ
トル弁開度TVO,その変化率ΔTVO/Δt,エンジン回転数N,
その変化率ΔN/ΔＴ等の運転状態パラメータのおおよそ
の状態量（小・中・大）を予め定めておき、これを運転
状態の評価関数（メンバーシップ関数）とする。
運転状態の認識にあたっては、先ずスロットル弁開度TV
O,エンジン回転数Ｎ等の複数の運転状態パラメータの状
態量を単位時間ごとにサンプリングして、時系列データ
を得る。
次に各運転状態パラメータごとにその時系列データから
代表データを作成する。
次に予め定めた複数の運転状態の評価関数を用い、複数
の運転状態パラメータの代表データに基づいて、各評価
関数の満足度を算出する。
次に複数の評価関数の各満足度より、直接、あるいはこ
れらの重みづけ平均等を求めて運転状態を数値化して、
運転状態を判定する。
この運転状態認識装置を用いて、自動変速機の変速制御
を最適化する場合は、車速及びスロットル弁開度に基づ
いて予め定めた変速パターンより変速位置を設定し、こ
れに応じて自動変速機を変速制御するに際し、運転状態
認識装置の運転状態判定結果に従って、すなわち渋滞走
行，市街地走行，高速走行，スポーツ走行等に従って、
変速パターンを最適なものに変更する。
〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。
先ず運転状態認識装置について説明する。
運転状態認識装置は、マイクロコンピュータ内蔵のコン
トロールユニットにより構成され、周知のスロットルセ
ンサ，クンランク角センサ，車速センサ，ギア位置セン
サ等が接続されている。
そして、これらのセンサからの信号に基づいて、運転状
態認識用の運転状態パラメータとして、スロットル弁開
度TVO,その変化率ΔTVO/Δt,エンジン回転数N,その変化
率ΔN/Δt,車速VSPその変化率ΔVSP/Δt,ギア位置（L,
M,H），ギア位置変化頻度（シフト回数／時間）が単位
時間ごとに検出される。
但し、以下では説明の便宜のため運転状態パラメータを
スロットル弁開度TVOとエンジン回転数Ｎとに絞って説
明する。
コントロールユニットによる運転状態の認識は第３図の
フローチャートに従って行われる。
ステップ１（図にはS1と記してある。以下同様）では、
スロットル弁開度TVOを単位時間ごとにサンプリング
し、スロットル弁開度TVOの所定時間区間における時系
列データを得る。
このステップ１の部分が運転状態パラメータ検出手段に
相当する。
ステップ２では、スロットル弁開度TVOに対し予め定め
た小・中・大の評価関数を用い、サンプリングデータの
１つごとに評価を行って、小・中・大に割付ける。
例えば、ある時点t1でのスロットル弁開度のサンプリン
グデータがTVO1の場合、小0.7,中0.3,大0.0の如く割付
ける。
ステップ３では、全サンプリングデータについての小・
中・大の割付け値をそれぞれ積算し、小・中・大の頻度
分布を作成する。
ステップ４では、小・中・大の頻度分布よりスロットル
弁開度の代表データを定める。
すなわち、小・中・大の順で数値が大となるように、こ
れらの各々のウエイトw1,w2,w3を予め決めておき（例え
ば、小w1＝0.25,中w2＝0.50,大w3＝0.75）、各頻度（割
付け値の積算値）をa,b,cとすると、次式より、重みづ
け平均をとって、代表データＷを演算する。
又は、頻度分布の包絡線により囲まれる面積の図心を求
めて、これを代表データとしてもよい。
ここで、ステップ２〜４の部分が代表データ作成手段に
相当し、そのうち特にステップ２の部分が割付け手段に
相当する。
ステップ５では、代表データ（小・中・大のデータ）に
対し予め定めた運転状態の評価関数を用い、代表データ
について評価を行って、渋滞走行，市街地走行，高速走
行，スポーツ走行に割付ける。
例えば、スロットル弁開度の代表データがW1である場
合、渋滞走行0.3,市街地走行0.7,高速走行0.0,スポーツ
走行0.0の如く割付ける。
また、ステップ１′〜５′では、ステップ１〜５と並列
に、これらと同様の処理をエンジン回転数Ｎについて行
い、エンジン回転数Ｎの代表データについて評価して、
渋滞走行，市街地走行，高速走行，スポーツ走行に割付
ける。
次にステップ6,7へ進む。
ステップ６では、全ての運転状態パラメータについての
渋滞走行，市街地走行，高速走行，スポーツ走行の割付
け値をそれぞれ積算し、それらの頻度分布を作成する。
この頻度分布は、各頻度の総数値（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）が
１となるように圧縮して作成すれば、満足度を表すもの
となる。
ここで、ステップ5,6の部分が満足度算出手段に相当
し、そのうち特にステップ５の部分が割付け手段に相当
する。
ステップ７では、渋滞走行，市街地走行，高速走行，ス
ポーツ走行についての各満足度より運転状態の判定値を
得る。
すなわち、渋滞走行，市街地走行，高速走行，スポーツ
走行の順で数値が大となるように、これらの運転状態の
各々のウエイトx1,x2,x3,x4を予め決めておき（例え
ば、従来走行x1＝0.2,市街地走行x2＝0.4,高速走行x3＝
0.6,スポーツ走行x4＝0.8）、各頻度値をa,b,c,dとする
と、次式より、重みづけ平均をとって、判定値Ｘを算出
する。
又は、満足度の分布の包絡線により囲まれる面積の図心
を求めて、これを判定値としてもよい。
ここで、ステップ７の部分が運転状態判定手段に相当す
る。
以上により、運転状態の判定値Ｘが求められ、その数値
の小〜大が、渋滞走行，市街地走行，高速走行，スポー
ツ走行を表すことになる。
従って、この判定値Ｘに応じて、エンジン又は駆動力伝
達系の制御定数を可変とすることにより、運転状態に適
合した制御が可能となる。
次に本発明に係る運転状態認識装置を用いた自動変速機
の変速制御装置について説明する。
第４図を参照し、エンジン１の出力側に自動変速機２が
設けられている。自動変速機２は、エンジン１の出力軸
に連結されたトルクコンバータ３と、このトルクコンバ
ータ３の出力軸に連結された歯車式変速機４と、この歯
車式変速機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
臓し、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５を介して歯車式変速機４を変速制御する。
前記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。
また、歯車式変速機４の出力軸より回転信号を得て車速
VSPを検出する車速検出手段としての車速センサ９が設
けられている。
また、エンジン１の吸気系のスロットル弁10の開度TVO
を検出するスロットル弁開度検出手段としてのスロット
ルセンサ11が設けられている。
また、エンジン１の出力軸又はこれに同期して回転する
軸にエンジン回転数検出手段としてのクランク角センサ
12が設けられている。尚、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
よりエンジン回転数Ｎが算出される。
ここで、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い、特にセレクトレバーがＤレン
ジの状態では１速〜４速の変速位置を自動設定し、シフ
ト用電磁弁6A,6BのON・OFFの組合わせを制御して、歯車
式変速機４をその変速位置に変速制御する。
次にコントロールユニット７によるＤレンジでの速速制
御を第５図のフローチャートに従って説明する。
ステップ11では、車速VSP,スロットル弁開度TVOの読込
みを行う。
ステップ12では、運転状態の判定値Ｘについて所定値
C1,C2（但し、C1＜C2）と比較し、所定値C1以下の渋滞
走行時はステップ13へ、所定値C1〜所定値C2までの市街
地走行時及び高速走行時はステップ14へ、所定値C1以上
のスポーツ走行時はステップ15へ、それぞれ進む。
ステップ13,14,15では、車速VSPとスロットル弁開度TVO
とに対応して変速位置（１速〜４速）を定めた変速パタ
ーンのマップを参照し、対応する変先位置を検索する。
そして、当該変速位置に変速制御すべく、シフト用電磁
弁6A,6Bを制御する。
ここで、ステップ13,14,15において使用される変速パタ
ーンのマップはそれぞれ異なっている。
ステップ14のマップをノーマルとすれば、ステップ13の
マップは渋滞走行用であるので、１速・２速間の変速点
のみを低車速側に移動させてあり、ステップ15のマップ
は、スポーツ走行用であるので、引っぱり勝手となるよ
う全ての変速点を高車速側側へ移動させてある。
従って、ステップ12の部分が変速パターン変更手段に相
当し、ステップ13,14,15の部分が変速制御手段に相当す
る。
尚、判定値Ｘを所定値と比較する代わりに、例えば渋滞
走行であるか否かを判定するのであれば、第３図のステ
ップ６を参照し、a/（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）が渋滞走行満足
度を表すので、これを所定値と比較してもよい。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、スロットル弁開
度，エンジン回転数等の運転状態パラメータに基づき、
因子分析して、渋滞走行，市街地走行，高速走行，スポ
ーツ走行等の運転状態（又は運転環境）を認識判断で
き、これに応じた最適な制御を実現しうるという効果が
得られる。
また、認識判断された運転状態に基づいて、特に自動変
速機の変速制御を最適化することができ、例えば渋滞走
行，市街地走行，高速走行，スポーツ走行等に適合した
変速パターンを実現することが可能となり、運転フィー
リングが大幅に向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の構成を示す機能ブロッ
ク図、第２図は運転状態の評価関数について示す図、第
３図は本発明の一実施例を示す運転状態認識のフローチ
ャート、第４図は自動変速機の変速制御装置のシステム
図、第５図は変速制御のフローチャートである。 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,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、
12……クランク角センサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくともスロットル弁開度とエンジン回
    転数とを含む複数の運転状態パラメータの状態量を単位
    時間ごとにサンプリングして、時系列データを得る運転
    状態パラメータ検出手段と、 各運転状態パラメータごとにその時系列データから代表
    データを作成する代表データ作成手段と、 予め定めた複数の運転状態についての運転状態パラメー
    タによる評価関数を用い、複数の運転状態パラメータの
    代表データに基づいて、各評価関数の満足度を算出する
    満足度算出手段と、 複数の評価関数の各満足度より運転状態を判定する運転
    状態判定手段と、 を備えることを特徴とする運転状態認識装置。
  2. 【請求項２】代表データ作成手段が、各運転状態パラメ
    ータごとに、予め定めた小〜大の区分についての状態量
    による評価関数に従って各サンプリングデータを評価し
    て該当する小〜大の区分に割付ける割付け手段を有し、
    各区分に割付けられたサンプリングデータの頻度分布に
    基づいて、代表データを作成することを特徴とする請求
    項１記載の運転状態認識装置。
  3. 【請求項３】満足度算出手段が、各運転状態パラメータ
    ごとに、予め定めた複数の運転状態についての運転状態
    パラメータによる評価関数に従って代表データを評価し
    て該当する運転状態に割付ける割付け手段を有し、各運
    転状態に割付けられた代表データの分布より満足度を算
    出することを特徴とする請求項１記載の運転状態認識装
    置。
  4. 【請求項４】車速検出手段と、スロットル弁開度検出手
    段と、これらの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予め定めた変速パターンより変
    速位置を設定し、これに応じて自動変速機を変速制御す
    る変速制御手段とを備える自動変速機の変速制御装置に
    おいて、 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の運転状態認
    識装置を用い、その運転状態判定結果に従って前記変速
    パターンを変更する変速パターン変更手段を設けたこと
    を特徴とする自動変速機の変速制御装置。
JP1083901A 1989-04-04 1989-04-04 運転状態認識装置及びこれを用いた自動変速機の変速制御装置 Expired - Fee Related JPH0686188B2 (ja)

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