JPH10503000A - 自動変速機の変速比を変化させるための制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は自動変速機（３）の変速比を変化させるための制御装置（１０）に関する。運転者−車両システムから入力変数が得られ確立される。ファジィ論理法によって出力変数が確立され、変速比を決定するために使用される。ファジィ論理モジュールが論理フリップフロップの動作方式をシミュレートし、補足的に連続的な中間値を認識して、種々の状況によって生じる運転状態を考慮するために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 自動変速機の変速比を変化させるための制御装置 本発明は請求の範囲における請求項１の前段に記載した要件を有する、自動変 速機の変速比を変化させるための制御装置に関するものである。 ドイツ特許出願公開第４２１５４０６号明細書から、ファジィ論理方式に従っ て作動する自動変速機の変速比を変化させるための制御装置は公知である。この 制御装置は、全体のファジィ論理の生成を個々の部分に分割して行なう最適化制 御論理に基づいている。 走行状態が比較的長い時間にわたって継続する場合のほかに、一連の自発的・ 状況制約的な走行状態（例えばカーブ走行、短時間の坂道下降・登坂）がある。 このような状況制約的な複数の走行状態を集約することには、ことに従来の操縦 装置では、明確な開始特性と終了特性を得ることがほとんどできないという問題 点がある。この理由から、しきい値検索を行なうことはほとんど、あるいは全く できない。このような場合には大抵、複数の時間段階または減速選択肢を導入し ているが、時間と共に変化する走行状態には全く適合できないか、または適合さ せるのに非常にコスト高となる。 本発明の課題は、状況制約的な走行状態を考慮するために単純なしきい値問題 を用いる上述の型の制御装置を提供することにある。 本発明のこの課題は、状況制約的な走行状態を考慮に入れるために、論理フリ ップフロップの動作態様をシミュレートし、さらにまた連続する中間値を認めた ファジィ論理モジュールを利用するすることによって解決される。 ファジィ論理の基本原理に従って、このファジィ・フリップフロップの入力値 および出力値の範囲は連続的であり、したがって「セット」および「リセット」 の状態に一種の尤度重み付けが与えられる。そのため、このファジィ・フリップ フロップの出力量は、常にそれぞれの時点における入力量の中間量であり、その 場合、ファジィ制御動作によって、さらにまたファジィ量になることがある。本 発明の制御装置のさらに好ましい実施の形態は請求項２ないし１０により得るこ とができる。 以下にフリップフロップがその一部を構成する本発明の制御装置を、図面を参 考にしてさらに詳細に説明する。 図１は、制御基準のファジィ・フリップフロップの単純化したブロックダイア グラムである。 図２は、アルゴリズムによりモデル化したシステムの挙動を有するファジィ・ フリップフロップのフローチャートである。 状況制約的な複数の走行状態を結び付ける場合には、しばしば十分に明確な始 動特性と終了特性（例えば、スロットルバルブ位置の変化が２０％を越える等） を得ることができないという事実が問題となる。このことから、しきい値の検知 が難しいか、または不可能になる。大抵の場合、複数の時間段階または減速選択 肢を導入しているが、時間と共に変化する走行状態に全く適合できないか、また は適合させるのに非常にコスト高となる。 ここで好ましくは、論理フリップフロップの作動状態をシミュレートするファ ジィ論理モジュールが組み込まれる。システム内の状態記憶装置と組合わせて、 ファジィ論理方式を組み込むことによっ制御基準の実現またはアルゴリズムによ る実現が可能になる。 図１に従うモジュールは、事象に応じて出力を「セット」および「リセット」 することのできる２つの入力を処理する。ファジィ論理の基本原理に従えば、こ のファジィ・フリップフロップの入力値範囲と出力値範囲は連続的であり、した がって状態「セット」および「リセット」は一種の尤度重み付けを与えられる。 そのためこのファジィ・フリップフロップの出力量は、常にそれぞれの時点にお ける入力量の中間量であり、その場合、ファジィ制御作用によって、再び不定量 として発生される（図１参照）。論理フリップフロップに対応して、ファジィ・ フリップフロップはまた出力量のファジィ否定を行なうことができる。 以上に 説明したファジィ・フリップフロップのシステム挙動は原則的には各種の理論的 な方法によってシミュレーションすることができる。 図２にアルゴリズムの実現の基礎となるファジィ・フリップフロップの作動方 式のフローチャートを示す。適用されるアルゴリズムは、本質的に入力量δＳＲ を基準としている。ここで「セット」入力と「リセット」入力との差が重要なも のである。この差はファジィ・フリップフロップの出力値の基準を表わす。入力 量δＳＲによって、セット、ホールドおよびリセットの過程が重要であるかどう かが決定される。 さらに本質的な２つの量にシステム内の状態メモリＱ＿maxおよびＱ＿oldがあ る。Ｑ＿maxの値は非断続的なセット過程の最大値に対応する。この最大値はま た最も近いセット段階までリセット段階中にホールドされる。入力量δＳＲが計 算された後、この量の問い合わせが行なわれる。入力量δＳＲがゼロより大きい （δＳＲ＞０）ときは、セット過程に対して実際値がホールドされる。次の段階 ではＱがセット過程Ｑ oldについての旧値と比較される。この比較によって、Ｑ ＜Ｑ＿oldの場合にそれまでのセット値Ｑ＿max（＝Ｑ＿old）が更に有効となる か、または以後はセット過程に対する更に高い値でリセットされることになる。 入力量δＳＲがδＳＲ＜０のときは、セット過程に対する実際値Ｑの計算が等 式Ｑ＝Ｑ＿max（１＋δＳＲ）に従って行なわれる。ここでδＳＲの値が負の記 号を示すことに注意しなければならない。Ｑの実際値が計算された後、この値は Ｑ＿oldの値と比較される。Ｑのほうが大きい場合には、セット過程Ｑ＿oldの 旧値は実際値によりリセットされる。Ｑ＿maxの値と、論理積ファジィ演算子に よって導出される否定差との間の連係によってリセット信号の定量的計算が行な われる。 出力量Ｑ＿oldとの比較の結果、「ホールド」と「変化」の状態間が識別され る。 制御基準の始動の場合には（図１）、ファジィ・フリップフロップの制御動作 には否定差値δＲＳ＝−δＳＲ＝Ｒ（Ｋ）−Ｓ（Ｋ）、および変化量Ｓ−ｐｋｔ （Ｋ）＝Ｓ（Ｋ）−Ｓ（Ｋ−１）およびＲ−ｐｋｔ（Ｋ）＝Ｒ（Ｋ）−Ｒ（Ｋ− １）（Ｋ＝実際の走査間隔）が用いられる。 制御を実行することによって、各走査間隔ごとに「セット」方向または「リセ ット」方向へ出力が変化するかどうかに応じて、尤度ステートメントが送り出さ れる。出力変化の絶対値は尤度から直接誘導され、したがって突発性の短時間駆 動型の変化ならびに緩慢な移行がファジィ・フリップフロップの出力として可能 である。 下記の６種の制御がファジィ・フリップフロップのポイントとなっている。 制御１（優先順位：１，０； ガンマ：０，０）： δＲＳが小のとき、 尤度をゼロ（＝０）にセットする。 制御２（優先順位：１，０； ガンマ：０，０）： δＲＳがプラスの大で、Ｒ−ｐｋｔがプラスであるとき、 尤度をマイナスの大（＝−１）にセットする。 制御３（優先順位：１，０； ガンマ：０，０）： δＲＳがマイナスの大で、Ｓ−ｐｋｔがプラスであるとき、 尤度をプラスの大（＝＋１）にセットする。 制御４（優先順位：１，０； ガンマ：０，０）： δＲＳがマイナスの大で、Ｒ−ｐｋｔがマイナスであるとき、 尤度をプラスの大（＝＋１）にセットする。 制御５（優先順位：１，０； ガンマ：０，０）： δＲＳがプラスの大で、Ｓ−ｐｋｔがマイナスであるとき、 尤度をマイナスの大（＝−１）にセットする。 制御６（優先順位：１，０； ガンマ：０，０）： δＲＳがマイナスの大で、Ｓ−ｐｋｔがマイナスであるとき、 尤度をゼロ（＝０）にセットする。 これらの制御動作によって生じる尤度は次の段階で合計され、その結果、出力 がどの程度までセットもしくはリセットされるかについての最終的なステートメ ントが作成される。合計する場合には非線形因子に関してセット特性とリセット 特性が別々に影響する可能性がある。本発明の適用において次式に示すように差 δＲＳとの２次的関係の有利であることが実証されている。 Ｑ＝Ｑ＋δＱ（Ｒ−Ｓ）²×ｋ 制御判断結果（単一生起）のコード化数によってセット／リセット速度を制御 することができる。限界領域の場合には、論理的フリップフロップの挙動は離散 的な状態０および１を生じる。 本実施の形態においては、ファジィ・フリップフロップが２つの入力側のファ ジィ制御部と共に、所定の走行状況、例えばカーブ走行における変速装置の変化 （高速側へのギヤチェンジ／後退側へのギヤチェンジ）を事象制御により停止す るために用いられる。 そのためにファジィ・フリップフロップの出力の尤度のレベルが、処理のため の入力量としてファジィシステムにセットされ、また任意の制御装置において前 提段として利用することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年９月２３日 【補正内容】 請求の範囲 １． 運転者−運転装置から導出される入力変数を検出するための手段（９） と、前記入力変数に対して属性関数（ファジィセット）を発生するための手段と 、変速機の変速比を変化させるための手段とを有し、前記入力変数を検出するた めの手段（９）と、前記入力変数に対して属性関数を発生するための手段と、前 記変速機の変速比を変化させるための手段とを、前記変速機の変速比を決定する 出力変数をファジィ生成規則に従って得る方式により連動せしめ、ファジィ論理 モジュールを、状況制約的な走行状態を考慮するために使用する、自動変速機の 変速比を変化させるための制御装置（１０）において、前記ファジィ論理モジュ ールが論理フリップフロップの動作態様をシミュレートし、入力値範囲および出 力値範囲が連続的に操作され、連続する操作過程で入力値に適用され実行される 制御またはアルゴリズムによって、前記ファジィ論理モジュールの出力を「セッ ト」方向または「リセット」方向へ変化させるか、最後に到達した値に保持する かどうかについての尤度ステートメントを準備することを特徴とする、自動変速 機の変速比を変化させるための制御装置。 ２． 請求項１に記載の制御装置において、両入力端に入力される入力量の差 がファジィ論理モジュールの出力値の変化に対する尺度を表わすことを特徴とす る制御装置。 ３． 請求項１または２に記載の制御装置において、ファジィ・フリップフロ ップに入力変数として、差δＲＳ（Ｋ）＝Ｒ（Ｋ）−Ｓ（Ｋ）ならびに変化量Ｓ −ｐｋｔ（Ｋ）＝Ｓ（Ｋ）−Ｓ（Ｋ−１）およびＲ−ｐｋｔ（Ｋ）＝Ｒ（Ｋ）− Ｒ（Ｋ−１）（ここで、Ｋは実際の走査間隔を表わす）が入力されることを特徴 とする制御装置。 ４． 請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置において、ファジィ論理 モジュールが次の制御内容、すなわち、 制御１：δＲＳが小であるとき、 尤度をゼロ（＝０）にセットする、 制御２：δＲＳがプラスの大で、Ｒ−ｐｋｔがプラスであるとき、 尤度をマイナスの大（＝−１）にセットする、 制御３：δＲＳがマイナスの大で、Ｓ−ｐｋｔがプラスであるとき、 尤度をプラスの大（＝＋１）にセットする、 制御４：δＲＳがマイナスの大で、Ｒ−ｐｋｔがマイナスであるとき、 尤度をプラスの大（＝＋１）にセットする、 制御５：δＲＳがプラスの大で、Ｓ−ｐｋｔがマイナスであるとき、 尤度をマイナスの大（＝−１）にセットする、 制御６：δＲＳがマイナスの大で、Ｓ−ｐｋｔがマイナスであるとき、 尤度をゼロ（＝０）にセットする に従って動作することを特徴とする制御装置。 ５． 請求項４に記載の制御装置において、制御によって生じる尤度が次の段 階で合計され、その結果、出力がどの程度までセットもしくはリセットされるか についての最終的なステートメントが作成されることを特徴とする制御装置。 ６． 請求項１ないし５のいずれかに記載の制御装置において、所定の走行状 態たとえばカーブ走行の場合に、事象制御される変速比変化（高速ギヤチェンジ ／後退ギヤチェンジ）に対するファジィ論理モジュールの使用を停止することを 特徴とする制御装置。 ７． 請求項１ないし６のいずれかに記載の制御装置において、ファジィ論理 モジュールが各時点における入力変数の中間量を表わす出力変数を発生し、前記 入力変数自体がファジィ制御作用によりファジィ量として発生されることを特徴 とする制御装置。 ８． 請求項４または５に記載の制御装置において、セット特性またはリセッ ト特性が非線形要素を介して別々に影響を与えることができることを特徴とする 制御装置。 ９． 請求項８に記載の制御装置において、セット特性およびリセット特性が 式、 Ｑ＝Ｑ＋δＱ（Ｒ−Ｓ）²×Ｋ （ここで、ｋは比例定数）に従う差δＲＳとの２次関数によって生じることを特 徴とする制御装置。 １０． 請求項１または２に記載の制御装置において、アルゴリズムの実現が ファジィ論理モジュールに基づくことを特徴とする制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギリヒ，ウド ドイツ連邦共和国メッケンボウレン、ゼー シュトラーセ、104 (72)発明者 ルンゲ，ボルフガング ドイツ連邦共和国ラーベンスブルク、ゲー テシュトラーセ、17

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 運転者−運転装置から導出される入力変数を検出するための手段（９） と、前記入力変数に対して属性関数（ファジィセット）を発生するための手段と 、変速機の変速比を変化させるための手段とを有し、前記入力変数を検出するた めの手段（９）と、前記入力変数に対して属性関数を発生するための手段と、前 記変速機の変速比を変化させるための手段とを、前記変速機の変速比を決定する 出力変数をファジィ制御規則に従って得る方式により連動せしめる、自動変速機 の変速比を変化させるための制御装置（１０）において、論理フリップフロップ の動作態様をシミュレートし、さらに連続的な中間値を可能とするファジィ論理 モジュールを、状況制約的な走行状態を考慮するために使用することを特徴とす る、自動変速機の変速比を変化させるための制御装置。 ２． 請求項１に記載の制御装置において、ファジィ論理モジュール（１７） が２つの入力を有し、事象制御されて出力のセットまたはリセットが行なわれ、 入力値および出力値の範囲が連続的に経過して「セット」または「リセット」の 状態に尤度の重み付けを行なうことを特徴とする制御装置。 ３． 請求項１または２に記載の制御装置において、ファジィ・フリップフロ ップに入力変数として、差δＲＳ（Ｋ）＝Ｒ（Ｋ）−Ｓ（Ｋ）ならびに変化量Ｓ −ｐｋｔ（Ｋ）＝Ｓ（Ｋ）−Ｓ（Ｋ−１）およびＲ−ｐｋｔ（Ｋ）＝Ｒ（Ｋ）− Ｒ（Ｋ−１）（ここで、Ｋは実際の走査間隔を表わす）が入力されることを特徴 とする制御装置。 ４． 請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置において、ファジィ・フ リップフロップが下記の制御内容、すなわち、 制御１：δＲＳが小であるとき、 尤度をゼロ（＝０）にセットする、 制御２：δＲＳがプラスの大で、Ｒ−ｐｋｔがプラスであるとき、 尤度をマイナスの大（＝−１）にセットする、 制御３：δＲＳがマイナスの大で、Ｓ−ｐｋｔがプラスであるとき、 尤度をプラスの大（＝＋１）にセットする、 制御４：δＲＳがマイナスの大で、Ｒ−ｐｋｔがマイナスであるとき、 尤度をプラスの大（＝＋１）にセットする、 制御５：δＲＳがプラスの大で、Ｓ−ｐｋｔがマイナスであるとき、 尤度をマイナスの大（＝−１）にセットする、 制御６：δＲＳがマイナスの大で、Ｓ−ｐｋｔがマイナスであるとき、 尤度をゼロ（＝０）にセットする に従って動作することを特徴とする制御装置。 ５． 請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置において、制御によって 生じる尤度が次の段階で合計され、その結果、出力がどの程度までセットもしく はリセットされるかについての最終的なステートメントが作成されることを特徴 とする制御装置。 ６． 請求項１ないし５のいずれかに記載の制御装置において、所定の走行状 態たとえばカーブ走行の場合に、事象制御される変速比変化（高速ギヤチェンジ ／後退ギヤチェンジ）に対するファジィ・フリップフロップの適用を停止するこ とを特徴とする制御装置。 ７． 請求項１ないし６のいずれかに記載の制御装置において、ファジィ論理 モジュールが各時点における入力変数の中間量を表わす出力変数を発生し、前記 入力変数自体がファジィ制御作用によりファジィ量として発生されることを特徴 とする制御装置。 ８． 請求項４または５に記載の制御装置において、セット特性またはリセッ ト特性が非線形要素を介して別々に影響を与えることができることを特徴とする 制御装置。 ９． 請求項８に記載の制御装置において、セット特性およびリセット特性が 式、 Ｑ＝Ｑ＋δＱ（Ｒ−Ｓ）²×Ｋ （ここで、ｋは比例定数）に従う差δＲＳとの２次関数によって生じることを特 徴とする制御装置。 １０． 請求項１に記載の制御装置において、アルゴリズムの実現がファジィ 論理モジュールに基づくことを特徴とする制御装置。