JPH03121354A - 自動変速機の変速制御装置 - 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、車速及びエンジン負荷に基づいた変速マツプ
を複数の種類予め用意すると共に、この複数の変速マツ
プの中から、車速、エンジン負荷以外の走行パラメータ
に依って特定の変速マツプを選択し、選択された変速マ
ツプに従って変速段を決定するようにした自動変速機の
変速制御装置に関する。

【従来の技術】

歯車変速機構と複数個の摩擦係合装置とを備え、油圧制
御装置を作動させることによって前記摩擦係合装置の係
合を選択的に切換え、複数個の変速段のうちのいずれが
達成されるように構成した車両用の有段自動変速機は既
に広く知られている。 このような自動変速機は、一般に、運転者によって操作
されるシフトレバ−と、車速を検出する車速センサと、
エンジン負荷を反映していると考えられるスロットル開
度を検出するスロットルセンサとを備え、シフトレバ−
のレンジに応じ、予め設定された車速及びスロットル開
度の変速マツプに従って前記摩擦係合装置の係合状態を
選択的に切換えるように構成しである。 前記変速マツプは、例えば、第７図に示されるようにし
て設定されている。現在、車速ｎ１、スロットル開度θ
１のＡ地点（第４速段）で走行しているときに、アクセ
ルペダルが踏込まれてスロットル開度が０２になると、
マツプ上の位置がＢ地点にまで移動し、自動変速機は第
３速段に変速されることになる（４→３の破線参照）。 ところで、従来の自動変速機の変速は、このような構成
を基本とし、該車速−エンジン負荷の変速マツプにおけ
る変速点く変速ラインのマツプ上の位置）を、車速、エ
ンジン負荷以外の走行パラメータに応じて適宜移動する
ようにして、より適切な変速段が得られるように工夫し
ていた。この変速マツプの切換え（変更、あるいは補正
）に関する開示は従来多数行われている。 例えば、特開昭６２−６３２５１においては、自動変速
機の油温を検出し、車速センサからの信号を該油温によ
って補正し、低油温時は同一スロットル開度に対して変
速ラインを高速側に移動（変速ラインが高速側に移動し
た変速マツプを選択）し、逆に高油温時は低速度側に移
動するような技術が開示されている。これにより、エン
ジンのＭａｌがあまり進んでいないような状況下におい
てはエンジンを比較的高回転状態に維持させるような変
速を行うことができ、暖機促進と円滑な走行を行うこと
ができる。 又、特公昭４８−９７２９においては、操舵角によって
変速マツプを切換える°技術が提案されている。これに
より、操舵角が大きいときはダウンシフトの発生を抑え
、旋回中に運転者の意図せぬ駆動力の増強が行われない
ように構成することができる。 又、特開昭６２−３７５４９においては、路面傾斜を検
出し、該路面傾斜の程度に応じた変速走行ができるよう
に変速マツプを変更・補正する技術が開示されている。 更に、特開昭６３−１０１５４９においては車両の加速
度状態に応じて変速制御を行うように変速マツプを変更
する技術が開示されている。 しかしながら、このような従来の変速制御にあっては、
種々の走行パラメータ〈上記技術の場合、油温、操舵角
、路面傾斜あるいは車両の加速度）を考慮して、ドライ
バーの真に要求する変速段を得るためには、各走行パラ
メータの数値がモニタされる毎にその都度スロットル開
度と車速とによる変速マツプの切換え（補正）を行うか
、さもなければ膨大な記憶容量の多次元マツプを用意す
るかしなければならないという問題があった。 更に、各走行パラメータ相互の関係をきめ細く考慮する
のは事実上不可能であるなめ、多くの補正の結果、得ら
れた変速マツプ（＝該変速マツプによって決定される変
速段）が必ずしも運転者の要望する変速段と合っていな
いことがあるという問題があった。 具体的に言うと、前述したように油温が低いときには自
動変速機の変速点は高速側に移動され（変速点が高速側
に移動された変速マツプが選択され）、エンジンが高回
転状態で始めてアップシフトが行われるように補正され
る。又、路面傾斜が急なときも動力性能を確保するなめ
に同様な補正が行われる。従って、もし油温が低く、且
つ路面傾斜がきついときは、これらの情正が相乗され、
エンジンがかなり高回転状態とならないと変速を行わな
いという状態が発生することになる。 又、例えば前記操舵角が所定値以上のときに不意の駆動
力増強を防止するためにダウンシフトを禁止するという
制御と、前記路面傾斜が急なときに駆動力を増強するた
めにダウンシフトさせるという制御とが重なった場合は
、どのように対処したらよいかというような問題も発生
する。 又、例えばアクセルが所定値以上踏まれている状態で、
車両加速度が所定以下、且っ車重が所定値以上の条件が
成立したときにはダウンシフトさせるという制御を行わ
せようとした場合、車重がどんなに重いときであっても
車両加速度が与えられた閾値より僅かに低いときにはシ
フトダウンが実行されないことになり、運転者の現実の
要求とは離れたものになってしまう。 このような走行パラメータ間の相互干渉は、走行パラメ
ータによる補正制御が多種複雑化する程、無視できなく
なるが、実現的には全ての干渉を円滑に解消するのは至
難である。 近年、自動変速機における変速制御をより高度化するめ
に種々の走行パラメータによる変速マツプの切換え、補
正制御を多く取入れるようになった。しかしながら、こ
のような補正制御を多く取入れれば取入れるほど、結果
として実際に行われる変速制御が運転者の現に要望する
変速制御からずれてしまうことがあるという皮肉な結果
をもたらすことも見出されるようになって来たのである
。 このような問題に対し、特開昭６３−２４６５４６にお
いては、各種検知手段からの信号から予め設定されたメ
ンバシップ関数に基づいてファジー推論を行って変速比
を決定する技術が提案されている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、この特開昭６３−２４６５４６にて開示
されている方法は、ファジー推論を用いてはいるが、変
速段を決定するための制御ルールを評価するのに当って
、その基礎となる個々のサブルールの処理を単にａｎｄ
結合するだけの簡易な発想しか有していなかったため、
複雑な制御ルールを構築するには未だ充分ではないとい
う問題があった。 その上、この特開昭６３−２４６５４６では、変速段を
ファジー推論を用いて直接決定するようにしていたため
、制御ルールの設定のし方が稚拙であると、従来の車速
−エンジン負荷からなる変速マツプを基本とした変速制
御よりむしろ異和感のある変速制御を実行してしまうこ
とがあるという問題らあった。 本発明は、このような従来の問題に孟みてなされたもの
であって、あまり複雑な制御ルールを構築したりする必
要がなく、それにもかかわらず従来より遥かに合理的に
車速及びエンジン負荷以外の走行パラメータの要素をバ
ランス良く考慮することのでき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】

本発明は、第１図にその要旨を示すように、車速及びエ
ンジン負荷に基づいた変速マツプを複数の種類予め用意
すると共に、この複数の変速マツプのうち、車速、エン
ジン負荷以外の走行パラメータに依って特定の変速マツ
プを選択し、選択された変速マツプに従って変速段を決
定するようにした自動変速機の変速制御装置において、
変速マツプ切換えのための前記走行パラメータ毎に予め
メンバシップ関数を対応・設定する手段と、該メンバシ
ップ関数と当該走行パラメータとから、所定の制御ルー
ルに従ってファジー推論を行い、選択するべき変速マツ
プを決定する手段と、を備えたことにより、上記目的を
達成したものである。

【作用】

ｔ＆適な変速段を決定するのは、基本的にはドライバの
意思であり、自動変速制御は、ドライバの意思を推論し
て自動的に変速段を決定する作業であると言える。この
場合、例えば特開昭６３−２４６５４６のように、変速
段自体をファジー推論によって決定するものは、各定行
パラメータに対するメンバシップ関数の設定のし方、あ
るいはこのメンバシップ関数と当該走行パラメータの値
とから得られた満足度を処理するための制御ルールの設
定のし方を的確に行わないと、却って選択された変速段
が不適当になってしまう恐れがある。 本発明では、この点に鑑み、ドライバの意思を最も基本
的に反映しているのはやはり車速及びエンジン負荷から
なる変速マツプであることに着目し、この変速マツプを
予め複数種類備え、該複数の変速マツプの選択をファジ
ー推論によって行うようにしたものである。この結果、
各走行パラメータの個々の値を記憶した多次元マツプを
設ける必要がなくなり、且つ、個々の走行パラメータの
バランスを良好に考慮した上で特定の変速マツプを選択
することができるようになる。 しかも、変速段の決定はあくまで変速マツプを基本とし
ているため、「メンバシップ関数の設定や制御ルールの
設定の段階では予期し得なかった走行状態が発生するこ
とによってドライバの意思とは大きく異なる変速段が選
択されてしまう」というような事態も生じることはない
。

【実施例】

第２図にこの実施例が適用される車両用自動変速機の全
体概要を示す。 この自動変速機は、そのトランスミッション部としてト
ルクコンバータ部２ｏと、オーバードライブ機構部４０
と、前進３段後進１段のアンダードライブ機構部６０と
を備える。 前記トルクコンバータ部２０は、ボンダ２１、タービン
２２、ステータ２３、及びロックアツプクラッチ２４を
備えた周知のものである。 前記オーバードライブ機構部４ｏは、サンギヤ４３、リ
ングギヤ４４、プラネタリビニオン４２、及びキャリヤ
４１からなる１組の遊星歯車装置を備え、この遊星歯車
装置の回転状態をクラッチＣＯ、プレー−１ｒＢｏ、一
方向クラッチＦｏによって制御している。 前記アンダードライブ機構部６ｏは、共通のサンギヤ６
１、リングギヤ６２．６３、プラネタリピニオン６４．
６５及びキャリヤ６６．６７からなる２組の遊星歯車装
置を備え、この２組の遊星歯車装置の回転状態、及び前
記オーバードライブ機構との連結状態をクラッチｃ１、
ｃ２、ブレーキ８１〜Ｂ３、及び一方向クラッチＦ＋、
Ｆ２によって制御している。 このトランスミッション部及びこれを制御する油圧制御
装置の機械的な構成については、これ自体周知であるた
め、第２図においてスゲルトン図示するにとどめ、詳細
な説明は省略する。 この自動変速機は、上述の如きトランスミッション部、
及びコンピュータ（ＥＣＵ）８４を備える。コンピュー
タ８４にはエンジン１の出力（トルク）を反映させるた
めのスロットル開度θを検出するスロットルセンサ８０
、車速ｎｏを検出する車速センサ（出力軸７０の回転速
度センサ）８２、更には路面勾配αを検出する路面勾配
センサ９１、車重の増加量ΔＷを検出する車重増加ｌセ
ンサ９２、車両の前後加速度９を検出する加速度センサ
９３、操舵角Ｓを検出する舵角センサ９４、及びアイド
ルスイッチＬＬのＯＮ、ＯＦＦセンサ９５等からの各信
号が入力される。 コンピュータ８４は予め設定された複数（３つ）のスロ
ットル開度−車速の変速マツプの中から、そのときの路
面勾配α、車重の増加量ΔＷ、前後加速度ｑ、操舵角Ｓ
及びアイドルスイッチＬＬのＯＮ、ＯＦＦのバランス上
、最も適当な変速マツプを１つ選択し、該選択された変
速マツプに従って油圧制御回路８６内の電磁弁３１、Ｓ
２　（シフトバルブ用）、及びＳＬ（ロックアツプクラ
ッチ用）を駆動・制御し、第３図に示されるような各ク
ラッチ、ブレーキ等の係合の組合わせを行って変速を実
行する。 第４図にコンピュータ８４が３つの変速マツプの中から
最適な変速マツプを１つ選択するときの制御フローを示
す。 まずステップ２０２においては、路面勾配α、車重増加
量ΔＷ、アイドルスイッチＬＬの０Ｎ−ＯＦＦ状態、車
両前後加速度９、操舵角Ｓ等の走行パラメータを読込む
。 ステップ２０４においては、各走行パラメータ毎に予め
設定されているメンバシップ関数に対し、各走行パラメ
ータの値の満足度がどの程度であるかが演算される。 この実施例では、路面勾配α、車重増加量ΔＷ、車両の
前後加速度ｇ、操舵角Ｓについて次のようなルール（サ
ブルール）　　ｆ＋〜ｆ８を定義し、それぞれのメンバ
シップ間数を第５図（Ａ）〜（Ｄ）のように定めである
。 ｆ＋：＃１面勾配αが小（平坦路） Ｆ２：路面勾配αが大 Ｆ３：車重増加量ΔＷが小（車重が標準状態に近い） Ｆ４：車重増加量ΔＷが大 Ｆ５：車両の前後加速度９が大ではない（加速状態でな
い） Ｆ６：車両の前後加速度ｇが大（加速状態）Ｆ７：操舵
角Ｓが小（直進走行） Ｆ８：操舵角Ｓが大（旋回走行） ステップ２０６．２０８．２１０においては、それぞれ
燃費を重視したエコノミーパターン（第６図（Ａ））、
動力性能を重視したパワーパターン（第６図＜８））、
燃費を重視すると共にオーバードライブを禁止してとジ
−シフト（頻繁なシフト）を抑制したスペシャルパター
ン（第６図（Ｃ））の３種類の変速マツプについて、そ
れぞれ満足度γ（Ｅ）、γ（Ｐ）、γ（Ｓ）の演算が行
われる。 ここで、エコノミーパターンを満すべき制御ルールＲ（
Ｅ）は、次のように定義される。 Ｒ（Ｅ） ＝　　ｆｌ　ａｎｄ　　ｆ３ａｎｄ　　（ｌ　　　ＬＬ
Ｏｒ　　ｆ５　　）　　ａｎｄ　　ｔ７・・・・・・・
・・　（１） ファジー工学によれば、ｒａｎｄ」は、代数積（通常の
掛算）と定義されたり、あるいはミニマム演算と定義さ
れたりするが、今、このｒａｎｄ」をミニマム演算と定
義し、且つ、「０「」をマキシマム演算と定義した場合
、エコノミーパターンが満すべき制御ルールＲ（Ｅ）の
満足される度合γ（Ｅ）は次のようにして演算される。 ｒ　（Ｅ）　　＝　　１ｉｎ（ｆａ　、　ｆａ。 １１ａＸ（Ｉ　　　ＬＬＳ　ｆｓ）　　、　ｆ７１・・
・・・・・・・　（２） ここで、（１）、（２）式でＬＬは、アイドルスイッチ
の状態を指しており、アイドルスイッチがＯＮのときに
１．ＯＦＦのときに０となるように定義しである。 一方、パワーパターンを満たすべき制御ルールＲ（Ｐ）
は次のように定義される。 Ｒ（Ｐ）　＝　ｆ２ａｒ　ｆ＜　　　　−・・−−−−
・−（３）従って、パワーパターンが満たすべき制御ル
ールＲ（Ｐ＞の満足される度合γ（Ｐ）は、ｒ　（Ｐ）
　＝　ｌｌ１ａｘ（ｆ２、ｆａ）　　＝（４）として演
算される。 同様にスペシャルパターンを満たすべき制御ルールＲ（
Ｓ）は次のよう定義される。 Ｒ（Ｓ）　＝　（ＬＬ　ａｎｄ　ｆａ　）ｏｒ　ｆａ　
　−＜５）従って、スペシャルパターンが満たすべき制
御ルールＲ（Ｓ）の満足される度合γ（Ｓ）は、７　（
Ｓ）　＝　ＩＩａＸ（ｎ１ｎ（ＬＬ、　　ｆａ　）、ｆ
ａ）・・・・・・・・　（６） として演算される。 ステップ２１２においては、演算されなγ（Ｅ）γ（Ｐ
）、γ（Ｓ）の中で最大となるパターンを求め、そのパ
ターンに相当する変速マツプを選択する。 ステップ２１４では、選択した変速マツプに車速及びス
ロットル開度を当てはめて変速段を求め、求められた変
速段に対するシフト指令を行う。 この結果、常に最適な変速マツプが自動的に選択される
ようになり、最適な変速段が決定されるようになる。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明では、車速及びエンジン負
荷からなる変速マツプを基準とし、予め設定された複数
の変速マツプのうちからどれをｊＨ訳するかについて、
種々の走行パラメータをファジー推論した上で決定する
ようにしているなめ、現時点で晟も相応しい変速段を的
確に選定することができるようになるという優れた効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要旨を示すブロック図、第２図は、
本発明が適用される車両用自動変速機の概略スゲルトン
図、 第３図は、前記自動変速機の各掌擦係合装置の作用状態
を示す線図、 第４図は、コンピュータ内においてｌｆな変速マツプを
選択するために実行される制御手順を示す流れ図、 第５図（Ａ）〜（Ｄ）は、各種走行パラメータに関する
メンバシップ関数を示す線図、第６図（Ａ）〜（Ｃ）は
、予め設定されている３種類の変速マツプの例を示す線
図、 第７図は、従来用いられている変速マツプの例を示す線
図である。 θ・・・スロットル開度（エンジン負荷）、ｎｏ車速、 α・・・路面勾配、 ΔＷ・・・車重増加量、 ９・・・車両の前後加速度、 Ｓ・・・操舵角、 ＬＬ・・・アイドルスイッチ、 ｆ＋〜ｆａ・・・サブルール、 Ｒ（Ｅ）、Ｒ（Ｐ）、Ｒ（Ｓ） ・・・エコノミー、パワー、スペシャルの各パターンが
満たすべき制御ルール、 γ（Ｅ）、γ（Ｐ）、γ（Ｓ） ・・・制御ルールＲ（Ｅ）、　Ｒ（Ｐ）　、Ｒ（Ｓ）が
満足する度合。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車速及びエンジン負荷に基づいた変速マップを複
   数の種類予め用意すると共に、この複数の変速マップの
   中から、車速、エンジン負荷以外の走行パラメータに依
   つて特定の変速マップを選択し、選択された変速マップ
   に従つて変速段を決定するようにした自動変速機の変速
   制御装置において、 変速マップ切換えのための前記走行パラメータ毎に予め
   メンバシップ関数を対応・設定する手段と、 該メンバシップ関数と当該走行パラメータとから、所定
   の制御ルールに従つてフアジー推論を行い、選択するべ
   き変速マップを決定する手段と、を備えたことを特徴と
   する自動変速機の変速制御装置。