JPH02138560A - 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・ンチへ油圧を供給／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ｆ６１／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、シフトアップの繰り
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
力との比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、ブレーキの踏み込みが検出されたときは予
見値又は酸比を所定の値に設定し、よって変速判断を一
層正確に行うことを可能とする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
成する為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、
機関回転数及びブレーキ操作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、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、ブレーキ操作が検出されて
いないとき入力した走行抵抗との比を求め、酸比から少
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、添付図面に則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がら導入され
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ｌＯ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が並置されており、両シャフト間には１速
ギヤＣ１，２速ギヤＧ２．３速ギヤＧ３及び４速ギヤＣ
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、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個のシフトパルプ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３６．３８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１ｏ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
ビックアン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７０ｂ
、ＣＰＵ７０ｃ、ＲＯＭ７０ｄ及びＲＡＭ７０　ｅ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、入カポ−
ｔ−７０ａを介してマイクロ・コンピュータ内に入力さ
れてＲＡＭ７０ｅ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（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
エキスノｉ−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パージ・ンプ関数の決定それ
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”０°゛から“１．　Ｏ”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
Ｕ７０　ｃ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１速アツ
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１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、１０
ｆｆｉｓ乃至４０＠ｓ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３１０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Ｓδ（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、３１２．　
　Ｓ１４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■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、Ｓ１０２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
ｌ（ｎからＲＯＭ７０ｄ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「２８
％」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
ルが一〇Ｔ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
Ｔｆｌｎ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３２００で求めた２８％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ＰＳＤ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ジジンが高い
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ジジンが低いと判断す
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
チベージジンを決定する。

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
（、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。

５３００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θＴ）ｌ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θＴｔｌｎとＮｅとから検索した値と、時刻ｎ−１で
の８７８口と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、５３０８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
対するモチベージジ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ジジ
ンが低い 期待ＰＳ比≧１・・・シフトダウンのモチベージジンが
高い と判断する。即ち、１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″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、変速光を成敗えず第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ＣＨＭＩＮを算出する。これは第１４図
算出例に示す如（、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＝　　　　　　　　　　（ｒｐｌｌ、）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８４０８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、３５０４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３４０２で求めたシフトダ
ウン可能な最大変速段数ＣＩＩＭＩＮ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８５０６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１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
８４１０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、８５０８において、予想高力ＣＰＳから現在の
馬力ＰＳＤ　　（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５５１０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、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
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５１１０
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、
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、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＝（７１６，２Ｘ実馬力）／機関回転数　　
　　　（ｋｇｉｍ） 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５６００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、８６０６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／口１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、５６０８
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）ラ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２ｋＴＩＩ／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３６２０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ΔθＴＯ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−ＣＬＯＳＥ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、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３
６２８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１’ＲＯＸ伝達効率η×
現在段の総減速比ＧＲ）　／　（タイヤ有効半径ｒ））
−（Ｎ＋相当質漬 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ＴＲロ×ギヤ比ＧＲＸ効率η）／タ
イヤ有効半径ｒ　（ｋｇｆ　） Ｒ＝（ころがり抵抗μＯ十勾配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ｓｉｎ　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
急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（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
Ｘ加速度α）　ＸＳＩ［；Ｎ　（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／口１で与えられたと仮定
しよう。この場合、ＲＯの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かない。

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５ＴＥＰ＝　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Ｃ１ｔｌＮＥ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１．３６４８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Ｃｌ
０ＣＴ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Ｃ
２ＵＣＴ、　Ｃ３ＵＣＴを算出する。上記の如（、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／
Ω１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が大きいことか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、５１１０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８．現在のシフト位置３６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。

尚匈０Ｔ＝８４度〕 結論００００１８．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１速へシフトダウン せよｊ 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、車速がｌ０Ｉａｌ
Ｉ／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Ｏ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＝０．９
５、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（、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、ルールエは最大値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０１．現在のシフト位置Ｓδ車速■ スロットル開度θＴＨ 結論１０１０１００．第２速にシフトダウンルールの含
意０９．「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０９０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１０．１ｓ。以下 同じコ コントロールタフネスＲ１ ／ＱＩ ＰＳ比 結論、、、、、、、、ｉ速アップ ルールの含意２０．［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（、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１速ア
ツプして良いことを示す。

四−ル８ 使用パラメータ１１．現在のシフト位置Ｓδ期待ＰＳ比 結論・・・・・・・・変速せず ルールの含意１９．［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３０．加速度α スロットル変化量ΔθＴｌ＋ 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０９．「緩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０１．シフト後経過時間［Ｓ　］スロッ
トル変化量ΔθＴＨ 結論１４０３．１１．変速せず ルールの含意３９．「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４００期待ＰＳ比 スロットル変化量ΔθＴＨ 結論、・０８８０７．変速せず ルールの含意９１．「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３０．コントロールタフネス変速後回転
数［ｒｐｍ　ｏ以 下同じ］ ＰＳ比 スロットル変化量ΔθＴＨ 結論、、、、、、、、３速アツプ ルールの含意９１．「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〜工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０８０期待ＰＳ比 シフト後期待ＰＳ比（Ｉ 速〜３速ダウン値） 変速後回転数（１速〜３ 速ダウン値） 結論、、、、、、、、３速（２速、１速）ダウン ルールの含意００．「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１．車速のみ 結論９０００００．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１９２０ 使用パラメータ０．コントロールタフネス（１速アップ
時の） 結論１００１６０．シフトホールド ルールの含、！、、ｒｌ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５８００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、５８０
２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８８００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
１（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トイ直を当８亥
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５８０８においてコードＮＯをインクリメン
トし、５８１０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・ン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
ＲＡＭ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、
５９００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ｌを初期化する（ｌ＝１゜ルール１のｊ［Ｄ
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Ｎ
ｏを付されることになる。続いて、８９０６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、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、３９１２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、８９０８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、５９１８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３７０
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、５１００ＯにおいてルールＮｏカウンタを初期化
し、３１００２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、８１００４．１００６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３１００８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）、３１０１０
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、３１０１４を経て５１
０１６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３
１０１８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、３１０２
２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、５１０１４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、５１０３２で第２の比較用出発値を初期化しく初期
値＝０）、次いで５１０３４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柩。

３１０４２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５ＩＯ４Ｂ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、３１０５
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１／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の比から車両の操
作性を予見して変速判断の一助とすると共に、ブレーキ
踏み込み時には予見値又は核化を所定の値に設定し、よ
ってシフトアップ判断がなされない如く構成したので、
変速制御を一層的確に行うことが出来る。

尚、本発明を有段変速機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
ラクションの制御にも応用可能である。

（発明の効果） 本発明に係る自動変速機の制御装置は、少な（ともスロ
ットル開度、その変化量、機関回転数及びブレーキ操作
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、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、ブレ
ーキ操作が検出されていないとき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の比から車両反応
適合度を予見して変速判断の一助とすると共に、ブレー
キの踏み込みが検出されたときは予見値又は核化を所定
の値に設定する如く構成したので、変速制御を一層的確
に行うことが出来る。

【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１！図 第１２図 −０ＬＴＰＳＯ＋ＧＡ＃Ｄ− 第６図 第８ 図 一〇ＹＨ− 第１３図 第１４図 第７図 第９図 第１５図 第１７図 第１８図 第１９図 第２０図 第ｎ図 判軒 第２１図 第２３図 μ 第３１図 第３０図 第３２図 第３４図 第３３図 手続補正書 （方式） 補正の内容 別紙の通り補正する。 平成元年 ３月２９日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１） ａ、少なくともスロットル開度、その変化量、機関回転
   数及びブレーキ操作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、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、ブレーキ操作が検出されていないと
   き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. （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手段は、ブレー
   キ操作が検出されたときは、前記走行抵抗と全開駆動力
   との比を所定の値に固定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）前記車両反応適合度予見手段は、ブレーキ操作が
   終了した後も所定時間は前記比を所定値に固定し続ける
   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。