JPH0581786B2 - - Google Patents

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
体的にはフアジイ制御理論を応用することによつ
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） 車両の変速機にあつ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、クラツチペダルと
シフトレバー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つている。而し
て、斯る自動変速機の制御装置にあつては油圧回
路にシフトバルブを設けて当該バルブの一端にス
ロツトル開度に比例したスロツトル圧を作用させ
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ツチへ油圧を
供給／遮断して自動的にギヤの切り換えを行つて
いた。又、その後の電子制御化に伴つてマイク
ロ・コンピユ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ツトル開度と車速
とから検索して変速点を検出し、ソレノイドバル
ブを励磁／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つている。

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ツ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
速が生じることは歪めなかつた。例えば、登坂時
において運転者が平地走行と同じ様にスロツトル
開度をクルーズ開度に戻した場合、走行車速によ
つてはシフトアツプしてしまい、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
アツ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つた。この様な不都合は、キ
ヤンピングカー等を牽引する場合、積載等によつ
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
ロツトル弁を開くかを考えてみると、このスロツ
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。従つ
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
つて余裕駆動力が存在することを確認してシフト
アツプすべきであるにも関わらずその様になされ
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、その技術にあつてはアク
セルペダル踏込量から運転者の要求するトルクを
求め、別途算出した登坂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坂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
ツトル開度を制御し、更にその変更されたスロツ
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、上記従来技術にあつては、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つて設定し
てある状況にしか対応することが出来ず、又いづ
れにしてもスロツ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ものであつた。

これが、手動変速機車両であれば運転者は登坂
中であることを認識して不用意なシフトアツプを
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ツ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
避け難いものであつた。

従つて、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アジ
イ制御理論を応用して自動変速制御に取り込み、
よつ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。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため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、機関回転
数、スロツトル開度、スロツトル開度変化量、車
速、車速変化量、及び現在の変速比を少なくとも
含む機関乃至は車両の運転状態を検出する運転状
態検出手段１、現在の変速比から変速可能な全て
の変速比について該変速比に変速すれば生じるで
あろう余裕駆動力の変化を含む上記運転状態の変
化を予測する運転状態変化予測手段２、前記検出
されるべき運転状態及び予測されるべき運転状態
変化とをメンバーシツプ関数で定量化してなるフ
アジイ・プロダクシヨンルールを手動変速機付き
車両でなされる運転者の操作・判断に基づいて複
数個予め設定する設定手段３、前記検出された運
転状態と予測された運転状態変化とフアジイ・プ
ロダクシヨンルールとからフアジイ推論を行つて
変速比を決定する変速比決定手段４、及び前記変
速比決定手段の出力に応じて変速機構を駆動する
駆動手段５からなる如く構成した。

（作用） 手動変速機付き車両で熟練運転者が判断・操作
していた変速動作をフアジイ推論を介して変速制
御に取り込むことができ、人の意思決定に類似し
た変速判断を可能とすると共に、余裕駆動力の変
化を含む運転状態の変化を予測する様にしたの
で、変速比の頻繁な変更を確実に回避することが
できる。

（実施例） 以下、添付図面に即して本発明の実施例を説明
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、同図に従つて説明す
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か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ツトル弁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１０の後段にはトランスミツシヨン２
０が接続されており、機関出力軸１８はそこでト
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はメインシヤフト（ミツ
シヨン入力軸）２４に連結される。メインシヤフ
ト２４にはカウンタシヤフト（ミツシヨン出力
軸）２６が並置されており、両シヤフト間には１
速ギヤＧ１、２速ギヤＧ２、３速ギヤＧ３及び４
速ギヤＧ４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ツ
チCL１，CL２，CL３，CL４（リバースギヤの
クラツ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にはワンウエ
イクラツチ２８が装着される。これらの油圧クラ
ツチには油圧源（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，B2個のシフトバルブ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／非励磁状態によつて位置
を変え、前記したクラツ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３２はロツ
クアツプ機構４０を備えており、後述する制御ユ
ニツ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
ヤフト２６はデイフアレンシヤル装置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１
０及びトランスミツシヨン２０並びにデイフアレ
ンシヤル装置４２はシヤシ（図示せず）に取り付
けられており、そのシヤシ上にフレーム（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のスロツトル弁１６の
付近にはその開度を検出するポテンシヨメータ等
からなるスロツトルセンサ５０が設けられると共
に、機関本体１０付近のデイストリビユータ（図
示せず）等の回転部には電磁ピツクアツプ等から
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
ツチ５４が設けられると共に、トランスミツシヨ
ン２０の適宜位置にはリードスイツチ等からなる
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５０，５２，５４，５６
の出力は、変速制御ユニツト６０に送出される。
更に、該制御ユニツトには、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ツチ６２及
びシフト位置（ギヤ段）を検出するシフトポジシ
ヨンスイツチ６４の出力も送出される。

第３図は該変速制御ユニツト６０の詳細を示す
ブロツク図であるが、同時に示す如くスロツトル
センサ５０の出力は制御ユニツト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・コンピユータ７０
に入力される。マイクロ・コンピユータ７０は、
入力ポート７０ａ、Ａ／Ｄ変換回路７０ｂ、
CPU７０ｃ、ROM７０ｄ及びRAM７０ｅ及び
出力ポート７０ｆ並びに一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の出力はそのＡ／Ｄ変換回路７０ｂ
に入力されてデジタル値に変換されてRAM７０
ｅ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ツト内において波形整形
回路７２で波形整形された後、入力ポート７０ａ
を介してマイクロ・コンピユータ内に入力されて
RAM７０ｅに一時記憶される。CPU７０ｃはこ
れらの実測値及びそれらから算出した種々の演算
値に基づいて後述の如く変速指令値を決定して出
力ポート７０ｆ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３
６，３８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・チヤートを参照
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
置の特徴はフアジイ制御理論を応用して人間に意
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、フアジイ制
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（「プロダクシヨンルール」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、そのプロダクシヨ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、メンバーシツプ関数で定量化され
ているものである。即ち、人間の行つているあい
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アジイ理論でモデル化
し、フアジイ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・判断をコンピユータ
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。

従つて、本制御装置にあつても自動変速機の制
御システムの設計時にフアジイ制御理論の導入に
必要なフアジイプロダクシヨンルールの作成等の
作業を行うと共に、実走時にはその制御アルゴリ
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) プロダクシヨンルールの作成 後述の如く、「極端な高回転になつたときは機
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パー
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バーシツプ関数の決定 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
ロダクシヨンルールの夫々について使用するパラ
メータ（変数）を選択し、更にパラメータのメン
バーシツプ関数を定めて評価基準を決定する（斯
るメンバシツプ関数で表現された状態をフアジイ
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、スロツトル開度、車速、
スロツトル変化量、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
とつて適宜な波形（前記メンバーシツプ関数）を
与え、縦軸に“０”から“1.0”までの値（「メン
バーシツプ値（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
段階においてはこれと共に、決定したパラメータ
を検出するためのセンサの選択、前記した制御ユ
ニツトのマイクロ・コンピユ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 走行中にあつてはマイクロ・コンピユータにお
いてCPU７０ｃは、パラメータを検出（算出）
し、制御ルールを参照し、フアジイ推論を行つて
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、このフア
ジイ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ツプ値を算出し、
その最小値をそ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・マツクス演算自体はフアジ
イ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・チヤートを参照して本
制御装置の動作を説明する。尚、このプログラム
は例えば、10ms乃至40msの適宜なタイミングで
起動される。尚、第４図および後述の第５図の構
成が請求項１項および１５項に対応する。

第４図は変速制御のメイン・ルーチンを示すフ
ロー・チヤートであるが、先ずS10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）、スロツトル開度θTH
（度）、現在のシフト位置（現在のギヤ段）信号
Soバー（ミツシヨ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、スロツトル開
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・コンピユ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・コンピユータに
おいてシフト指令がなされると適宜フラグレジス
タのビツ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
スイツチ５４のオン／オフ信号Bke−ON／OFF
並びにレンジ位置信号PRANGE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
については後述する。尚、S12，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・チヤートである。同図に従つて説明
すると、先ずS100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Ｖ及び
スロツトル開度θTHを読み出して加速度α（Km／
ｈ／ｓ）（車速偏差）及びスロツトル変化量
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／ｈ／0.1s”で、ス
ロツトル変化量は“度／0.1s”で算出する。

続いて、S102において現在時刻ｎのスロツト
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「PS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（Kgｆ）等を使用する。

第７図乃至第９図はこのPS比の算出を示すサ
ブルーチン・フロー・チヤートであり、同図に従
つて説明すると、先ずS200において現在時刻の
スロツトル開度θTHn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「PS％」と称する）を求
める。第８図はこ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ツトル開度
θTHに比例した出力特性が予め実験によつて求
められて格納されており、この特性図から例えば
スロツトルがWOTまで開けられていれば運転者
はその時点で機関の発生し得る最大馬力を望んで
おり、スロツトル開度が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、S202において現在時刻のスロツトル
開度θTHn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
いるこの出力マツプ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、S204においてS200で求めたPS％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、その積で前ステツ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、又はそ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
シフトアツ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シヨ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、よつて
運転者にはシフトアツプのモチベーシヨンが低い
と判断することが出来る。従つて、このPS比を
シフトアツ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S104において、
スロツトル変化量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
EPSRTO」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シヨン
を決定する。

第１０図はこの期待PS比の演算手順を示すサ
ブルーチン・フロー・チヤートであり、同図に従
つて説明すると、先ずS300においてスロツトル
変化量ΔθTHが負値ではないか否か判断し、負値
であればスロツトル弁が戻されていることを意味
するので、S302に進んで期待PS比を零とする。
即ち、この期待PS比は後述の如く、シフトダウ
ンするか否かを決定するものなので、スロツトル
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。

S300においてスロツトル弁が戻つていないこ
とが確認された場合にはS304に移行し、前回検
出時（時刻ｎ−１）のスロツトル開度θTHn−１
と、前回検出時と今回検出時の間に生じたスロツ
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」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、S306において実際の馬力変化量（以
下「実際PS変化量DLTPSD」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
た出力マツプから、スロツトル開度θTHと機関
回転数Neにより検索するものであり、従つて上
式において時刻ｎでのθTHnとNeとから検索し
た値と、時刻ｎ−１でのθTHnとNeとから検索
した値の差を求めることになり、これによつて時
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、
S308において前ステツプで求めた実際馬力変化
量と定数GARD（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、ステツプ310において期待PS比
EPSRTOを以下の如く求める。 期待PS比＝
（kps×期待馬力変化量）／ （実際馬力変化量＋GARD） 尚、上式においてkps及びGARD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シヨンを判
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シ
ヨンが低い 期待PS比≧１……シフトダウンのモチベーシ
ヨンが高い 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、よつてシフトダウンの必要がないからであ
る。尚、前述したシフトアツプ判断指標たる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比がスロツトル開度から求められ
るのに対し期待PS比はスロツトル変化量から算
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ヨンを推定するのはス
ロツ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S106にお
いて現状のシフト位置からアツプ乃至ダウン可能
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図はその演算手順を示しており、同図に
従つて説明すると、先ずS400において変速可能
なシフト位置を順次示すカウンタSFT1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Soバー以外の全ての、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速につい
て各別に算出することから、算出中のギヤ段を表
示するものとしてこのカンタを使用するため、本
ステツプでカウント値を初期化SFT1＝１とする
（即ち、変速先を取敢えず第１速とする）。

続いて、S402において第１速（カウンタSFT1
と現在のシフト位置Soバーとを比較し、シフト
ダウン可能な最大段数CHMIN）を算出する。こ
れは第１４図算出例に示す如く、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、S404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S406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、 変速後回転数＝第１速の総減速比GR／現在段の総減速
比GR〔rpm〕 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、S408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、
S410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、アツプ側のギヤ段のそれはCnUNEとして
格納する（ｎ：ギヤ段。従つて、この場合ｎ＝
１）。

続いて、S412においてカウンタ値SFT1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、S414においてカウン
タ値をインクリメントして第２速以上についても
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ツプの
S416において第４速と現在段との差を計算して
アツプ可能な最大変速段数CHMAXを求めて終
わる。第１３図の構成が請求項２項に該当する。

再び第５図フロー・チヤートに戻ると、続いて
S108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CnDPSR」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、運転者が行うスロツトル操作から
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、従つてこの
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。この構成が請求項５項
および６項に対応する。

ついでにシフトアツプについて云えば、現状の
スロツ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）をもつてシフトアツプを判断す
ると共に、無理なシフトアツプを行つて余裕馬力
が極端に減少して車両の操作性が失われるのを避
けるためにスロツ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ついては後述する。而し
て、本制御装置においてはこれらの種々の指標を
パラメータに含めてフアジイ推論を通じてフアジ
イプロダクシヨ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比につい
て説明する。

先ず、S500において前述した期待PS比と同様
にスロツトル弁が閉弁方向になく、従つて少なく
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、S502において第
１３図フロー・チヤートのS408で求めた変速段
数STEP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、S504において該初期値、即ち１速分
が、同様に先のフロー・チヤートのS402で求め
たシフトダウン可能な最大変速段数CHMIN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S506に進んで変速後回転数
と現在のスロツトル開度とから第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
ヤートのS410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C1DNEを使用する。

続いて、S508において、予想馬力CPSから現
在の馬力PSD（第７図フロー・チヤートで算出）
を減算してシフトによる馬力増分CDELTAを算
出し、次いでS510において、シフト後期待PS比
CnDPSR（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＋GARD） ここで、期待PS変化量は第１０図で算出した
変化量DEPSを用いる。又、GARDは零割り防止
定数である。

続いて、S512において変速段数カウンタの値
をデクリメントし、S504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、S500で閉弁中と判断されるとき
はS514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・チヤートに戻ると、続いて
S110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図はこの算出サブルーチンを示
すフロー・チヤートである。

ここで、フロー・チヤ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
スにつ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つて、「スロツトル開度の変
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
前述した如くに登坂時或いはキヤンピングカー牽
引時等のシフトが頻繁に繰り返されるビジー感を
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ツプ時において顕
著となる。この点について第１７図を参照して説
明すると、いま機関回転数がNe0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、走行抵抗は登坂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、この状態でスロツ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
ロツ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ツプし、そのため機関
回転数はNe1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
シフトアツプを回避することが出来る筈である。
従つて、本制御装置においてはこの車両の反応の
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、シフトアツ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、シフトアツプ判断に際してはPS比か
ら運転者期待馬力と実馬力とを比較してアツプ時
期を判断すると共に、併せてこのコントロールタ
フネスからアツプした場合の車両の操作性を判断
してアツプすべきか否か最終決定する。この構成
が請求項７項および８項に対応する。

以下、このコントロールタフネスの算出につい
て説明する。

先ず、S600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＝（716.2×実馬力）／機関回転数
〔Kgｆ・ｍ〕 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、S602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
においてはミツシヨ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
このトルク比マツプ（ROM内格納）を示す説明
図であつて、横軸は速度比を示し、縦軸がそれに
対応するトルク比を示す。速度比はミツシヨンの
メインシヤフト２４とカウンタシヤフト２６との
回転比であつて、これらは具体的には機関回転数
及び車速をもつて代用する。算出したトルク比
TRは次いでS604においてS600で算出されたトル
クTEに乗算され、補正トルクT0が求められる。

続いて、S606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つて平均化する。即ち、
スロツ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つて一
層正確に算出することが出来るからである。第１
９図はこ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まで遡つてそ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、S608においてブレーキスイツチ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、S610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
加わつ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。従つて、ブレーキ動作中と判断されるときは
S612においてコントロールタフネスR1／Q1を1.0
として結果とし、フアジイ推論においてシフトア
ツ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、Q1はシフトしたと仮定した場合のそのギヤ
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つても良い）。又、本フロ
ー・チヤ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、S608でブレーキペダルが踏まれたと
判断された場合にはS614でブレーキタイマ（前
記マイクロ・コンピユータに内蔵）をスタートさ
せると共に、S608でブレーキ操作の終了が確認
される度にS610でカウント値をデクリメントし、
又その間にS608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S614でカウント値をリ
セツトする。

而して、S616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S618において
車速Ｖが所定下限値VMINCT、例えば２Km／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S620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。

S618で車速が所定値以上と判断された場合、
続いてS622においてスロツトル変化量ΔθTH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
S624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
ロツ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輌においては前述した如
くスロツ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、斯るスロツトル急変時にはコントロールタフ
ネスの算出を中止すると共に、それに続く所定時
間についても算出を中止する。具体的には、
S622或いはS624でスロツトルの急変が検出され
たときはS626に移行してスロツトルタイマのリ
セツト／スタートを行うと共に、S624でスロツ
トルの急変動作が終わつたことが検出される度に
S628で該タイマ値をデクリメントして行う。

続いて、S630で該タイマ値が零に達したこと
が確認された後、S632で現時点の走行抵抗R0を
次の通り算出する。

走行抵抗R0＝〔（平均トルクTRQ×伝達効率
η×現在段の総減速比GR）／（タイヤ有
効半径ｒ）〕−〔（１＋相当質量係数）×（車体
質量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、車体質量Ｍ（理想値）は予
めデータを求めてROM内に格納しておくと共
に、トルクTRQは前記S606で算出した値を、加
速度αは第５図フロー・チヤートのS100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
について説明すると、車両の動力性能は運動方程
式から、 駆動力Ｆ−走行抵抗Ｒ＝（１＋相当質量係数）
×（車重Wr／重力加速度Ｇ）×加速度α〔Kg
ｆ〕 ……(2) ここで、Ｆ＝（トルクTRQ×ギヤ比GR×効率
η）／タイヤ有効半径ｒ〔Kgｆ〕 Ｒ＝（ころがり抵抗μ0＋勾配sinθ）×
車重Wr＋空気抵抗（μA×V²）
〔Kgｆ〕 上式において走行状態によつて変化するもの
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sinθであり、
これらは全て走行抵抗Ｒに含まれるものである。
従つて、上式(2)を変形することにより、 走行抵抗Ｒ＝駆動力Ｆ−〔（１＋相当質量係数）
×車体質量Ｍ×加速度α〕〔Kgｆ〕 とすることが出来る。(1)式はこれに基づく。

続いて、S633で加速度αが負値ではないこと
を確認した後、S634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、
S636で下記の如く前出の走行抵抗R0を補正して
補正抵抗R1を算出する。

補正走行抵抗R1＝R0＋（加速度保証率ｈ×（１
＋相当質量係数）×車体質量Ｍ×加速度α）
×SIGN（R0）〔Kgｆ〕 尚、SIGN（R0）は、R0の正負が、前出のR0と
同一であることを意味する符号である。

この加速補正について説明すると、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つ
て減少する様に設定する。この点について第２２
図を参照して説明すると、いま車速Ｖが図示の如
き状態にあるとき、時刻tnでシフトアツプ判断が
なされたとする。今、シフトアツプ判断の中のコ
ントロールタフネスがR0／Q1で与えられたと仮
定しよう。この場合、R0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R0の中
に加速状態を維持するのに必要な駆動力全部分を
R0に加えてR1とし、R1／Q1でコントロールタ
フネスを考えたとすると、シフトアツプによつて
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
＞Q1となり殆どシフトアツプせず、これも我々
の感覚とマツチしない。当然、人はシフトアツプ
によつ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。尚、第１６図フロー・チヤートにお
いて、スロツトル急変時と判断されたときは、走
行抵抗R0の値は前回算出値R0n−１を使用する
（S638）。又、加速度が負方向の場合は補正しな
い（S633）。

続いて、S640において前記変速段数カウンタ
の値を初期化し、S642でシフトアツプ上限段数
に達したと判断されるまで、S644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S644でカウンタ
値STEP＝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・チヤートで算
出した変速後回転数C1UNEとスロツトル開度全
開値とから第９図の出力マツプを検索して算出す
る。

続いて、S646で馬力−駆動力換算を行つて全
開駆動力Q1を以下の如く算出する。

全開駆動力Q1＝（716.2×シフト後全開馬力
CPSMAX×シフト後総減速比GR×シフ
ト後ギヤ伝達効率η）／（変速後回転数
CnUNE×タイヤ有効半径）〔Kgｆ〕 続いて、S648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C1UCTを算出し、次いでS650でカウンタ値を
インクリメントし、S642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C2UCT，C3UCTを算出する。上
記の如く、コントロールタフネスはｎ速分シフト
したと仮定してそこ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、この意味でスロツトル変化に示され
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
ーシツプ関数で定義した場合を示す説明図であ
る。即ち、R1／Q1が１に近い又は１より大きい
ときは余裕駆動力がなく、従つてシフトアツプす
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。従つて、例の場合には0.2〜0.5程度の所定範
囲がシフトアツ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ついてフアジ
イ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。上
記構成が請求項９項に対応する。

再び、第５図に戻ると、S110でコントロール
タフネスを算出した後、S112でフアジイプロダ
クシヨンルールによるシフト位置の決定を行う。

第２４図はこのルール検索のメイン・ルーチン
を示すフロー・チヤートであるが、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
るルールにつ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そのフアジイラベル
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……「極端な高回転になつたときは機
関保護のため１速アツプする」 これは機関保護のルールであつて、機関回転数
が6000rpmを超えるレツドゾーンに入る、乃至は
入る恐れがあるときはシフトアツプして回転数を
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速分アツプ、例えば
今第２速であれば第３速へシフトアツプすること
を意味し、第１速へシフトアツプすることを意味
しない。

ルール２ 使用パラメータ……現在のシフト位置Soバー車
速Ｖ［Km／ｈ。以下同じ］スロツトル開度
θTH［WOT／８度。以下同じ。尚WOT＝84
度］ 結論……第１速にシフトダウン ルールの含意……「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」 本ルールからルール４まではスロツトル全閉で
極低車速のとき第１速へのシフトダウンを指令す
るシフトのイニシヤ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。

フアジイ推論により斯るルールを評価するにつ
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10Km／ｈ、スロツトル開度が1/8とす
ると、ルール２において夫々のフアジイラベルで
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
ツトル開度＝0.95となる。この場合には３個のフ
アジイラベルが関係し、それぞれの得点も異なる
が、最小の評価値が少なくともその範囲について
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０
がルール２の評価値となる。斯る評価を20個のル
ールについて順次行い、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
ついて云えば、ルール３について評価すると、グ
レードは、現在のシフト位置＝０、車速＝0.95、
スロツトル開度＝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について云え
ば、現在のシフト位置＝0.95、車速＝0.95、スロ
ツトル開度＝0.95であつて0.95が評価値となる。
従つて、他のルールの存在を無視したとすれば、
ルール４に従つて第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く、
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つたからであ
る。尚、本実施例においてはメンバーシツプ関数
の最大値をルールによつて相違させている。即
ち、ルール１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……現在のシフト位置Soバー 車速Ｖ スロツトル開度θTH 結論……第２速にシフトダウン ルールの含意……「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つ
て、車速がそれ程低くなつていない場合でも尚低
速のときは第２速へ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旨である。

ルール７ 使用パラメータ……機関回転数Ne 加速度α［Km／ｈ／0.1s。以下同じ］ スロツトル変化量ΔθTH［度／0.1s。以下同
じ］ コントロールタフネスR1／Q1 PS比 結論……１速アツプ ルールの含意……「加速時のスロツトル一定のシ
フトアツプは、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ツプを示してい
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、かつスロツトルも
開けられている（戻つていない）筈である。前述
の如く、シフトアツプはPS比とコントロールタ
フネスとから判断することから、それらが満足出
来る状態にあれば加速中であつても１速アツプし
て良いことを示す。

ルール８ 使用パラメータ……現在のシフト位置Soバー 期待PS比 結論……変速せず ルールの含意……「スロツトルが急激に全閉まで
戻つてしまつたときには、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
ウンのモチベーシヨンの尺度）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……加速度α スロツトル変化量ΔθTH 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……「緩加速時のシフトアツプは、
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、従つて機関回転数が比較
的高いことを要件としてシフトアツプを判断する
ことになる。シフトアツプなので、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
比につ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……シフト後経過時間［ｓ］ スロツトル変化量ΔθTH 結論……変速せず ルールの含意……「シフトチエンジ後直ぐにはス
ロツ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ツトル弁が大きく
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……期待PS比 スロツトル変化量ΔθTH 結論……変速せず ルールの含意……「スロツトルが踏み込まれても
期待PS比が小さい場合（車がスロツトルの
動きに追いてくる場合）には変速せず シフトダウンについては期待PS比からダウン
のモチベーシヨンを図ると共に、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、
よつて変速不要となる。

ルール12 使用パラメータ……コントロールタフネス 変速後回転数［rpm。以下同じ］ PS比 スロツトル変化量ΔθTH 結論……３速アツプ ルールの含意……「スロツトルが戻り、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速アツプする」 スロツ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。
従つて、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に近いかそれより大であればシ
フトアツプのモチベーシヨ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
満足出来ればアツプする。尚、ルール13〜14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。この構成などが請求項３項に対応する。

ルール15〜17 使用パラメータ……期待PS比 シフト後期待PS比（１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……「スロツトルが踏み込まれても
車がスロツ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はキツ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。従つて、１速〜３速
ダウンにつ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。この構成などが請求項４項に対
応する。

ルール18 使用パラメータ……車速のみ 結論……シフトホールド ルールの含意……「極低車速又は止まつていると
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19，20 使用パラメータ……コントロールタフネス（１速
アツプ時の） 結論……シフトホールド ルールの含意……「１速アツ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」 これはシフトアツプルールを補償するものであ
り、シフトアツプ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ツ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
トアツプ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れ
ないことなるため設けたルール群である。

続いて、第２４図フロー・チヤートを参照して
ルール検索について説明する。同図においては先
ずS700においてメンバーシツプ関数のグレード
値を計算する。これは第２６図のサブルーチンに
従つて行われる。同図を参照して説明すると、先
ずS800において各物理量（パラメータ）Noに対
してデータをセツトし、S802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（初
期値＝１）、S804においてそのCN番値のメンバ
ーシツプ値（グレード）（DAT）を読み取る。

以上について第２７図乃至第２９図を参照して
説明すると、前記マイクロ・コンピユータの
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
シツプ関数が定義域（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
メンバーシツプ関数については第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
なつたメンバーシツプ関数（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毎にメンバーシツプ値（グレード値）を算出
した結果を書き込む演算テーブルであつて、同様
にRAM内に設けられる。

従つて、第２６図フロー・チヤートにおいて
S800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、S802
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、S804は第２８図の演算テーブル
を用いて実測値を第２７図のメンバーシツプ関数
テーブルに当てはめてグレード値を当該アドレス
（コードNo）毎に算出（読み取る）する、即ち最
初の欄の車速について実測した値、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S806において当該コードのグレード値μ
（CN）とされ、続いてS808においてコードNoを
インクリメントし、S810で全てのコードについ
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S702において
検索用マトリツクスを作成する。第３０図はその
作成サブルーチンを示すフロー・チヤートであ
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内にマトリツクス状
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ツクスに書き込むのがこ
のサブルーチンの目的である。以下、説明する。

先ず、S900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、S902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（ｎ＝１。ルール１を意味）、S904で同様にラ
ベルNoを計数するカウンタの値１を初期化する
（ｌ＝１。ルール１の最初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、スロツトル開度がそれに該り、
それぞれラベル１、ラベル２、ラベル３とNoを
付されることになる。続いて、S906でラベル総
数QLを読み取る。ルール２で位置３個となる。
続いて、S908を経てS910において第３１図に示
すルール・マトリツ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、車速及びスロツ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、S912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、
S914において第３２図演算用マトリツクスに書
き込み、S916においてラベルNoをインクリメン
トする。

而して、S908において当該ルールのラベルに
ついて全て検索したことが確認されると、S918
に進んでルールNoを更新して次のルールについ
て同様の作業を行い、S920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S704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ツプ値から各ルー
ルの適合度とそ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・マツ
クス演算を示す。

先ず、S1000においてルールNoカウンタを初
期化し、S1002で最初のルールの結論を読み取
る。第３４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、S1004，1006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）シフトアツプ及びシ
フトダウンについて判断し、続いてS1008で比較
用の出発メンバーシツプ値を初期化し（初期値＝
1.0）、S1010で最初のルールのラベル総数を読み
取り、S1012でラベルNoカウンタを初期化し、
S1014を経てS1016で最初のラベルについて先に
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S1018で出発値と入れ替
え、次いでS1020でその値を取り敢えず当該ラベ
ルのグレード値とし、S1022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、S1014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S1024に進んで検索された最小値を当
該ルールの代表値とし、S1026で次のルールの検
索に進む。尚、S1004，1006で否定された場合は
ルール代表値は０とする（S1028）。

而して、S1030でルールNoカウンタを初期化
した後、S1032で第２の比較用出発値を初期化し
（初期値＝０）、次いでS1034で最初のルールから
その代表値（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S1036に進んで出発
値と入れ換え、次いでS1038においてそのルール
を取敢えず最大の適合値を有するルールとし、
S1040でルールをインクリメントして全てのルー
ルについて同様に検索する。S1042で全てのルー
ルの検索が終了したことが確認されると、S1044
でその中の最大値を最終選択ルール適合値とす
る。

次いで、S1046で選択値を適宜設定した基準値
μTHと比較し、それを超えていればS1048で当該
ルールの結論に従つて現在のシフト位置Soバー
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S1044で選択したルール
を一旦廃棄し、S1050で前回の制御値SAn−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・マツ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
ールによつてメンバーシツ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
そ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。以上の構成が請求項１０項、１１
項、１２項、１３項に対応する。

最後に再び第４図に戻ると、決定した制御指令
値に従つてS18において電磁ソレノイド３６，３
８が励磁／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
ユ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、スロツトル開度乃至は
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、フアジイ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、よつ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つ
たものである。即ち、フアジイ手法を用いた制御
によつ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、乃至はスロツトル開度
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、エミツシヨ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。

第３６図は本発明の第２の実施例を示してお
り、これは第１実施例で第３３図フロー・チヤー
トの末尾付近で述べた不適切なルールが選択され
ることを回避する別の例を示すものである。即
ち、第３６図は第２５図と同様なフアジイプロダ
クシヨンルールの一部を示すものであるが、第２
実施例の特徴的な点はメンバーシツプ関数の補集
合を設けた点にある。即ち、第１実施例に関して
説明したルールの内、例えばルール７の後にルー
ル7aを追加し、その中で主要なパラメータ、例
えば加速度αのメンバーシツプ関数の補集合を設
けた。従つて、加速中とは考え難いとき、即ち加
速度αが低いときはルール７よりもルール7aの
評価値が高くなる筈であり、ルール7aが選択さ
れるか否かは別として、ルール７の選択だけは阻
止することが出来る。残余の構成は第１実施例と
異ならず、同様の利点を備える。上記構成が請求
項１３項に対応する。

尚、補集合は全てのルールに付いて設けても良
く、或いは特定のルールに限定して設けても良
い。又、一のルール内において全てのパラメータ
について設けても良く、主要なパラメータに限つ
て設けても良い。

（発明の効果） 請求項１項にあつては、手動変速機付き車両で
熟練運転者が判断・操作していた変速動作をフア
ジイ推論を通じて変速制御に取込むことができ、
人の意思決定に類似した変速判断を可能とした。
即ち、四囲の状況を含む車両の運転状態を多変数
で捉えてフアジイ推論を通じて瞬時に処理するこ
とによつて手動変速機車両においてエキスパート
運転者が行つていた変速判断・操作に類似する判
断・動作を制御中に再現することを可能とした。
更には、余裕駆動力の変化を含む運転状態の変化
を予測する様にしたので、変速比の頻繁な変更を
確実に防止することができる。また、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
スロツ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
ツシヨ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。

請求項２項にあつては、機関回転数の変化を予
測することで、変速比を一層適切に決定すること
ができる。

請求項３項にあつては、機関回転数の変化を予
測することで、シフトアツプ時の変速比を一層適
切に決定することができる。

請求項４項にあつては、機関回転数の変化を予
測することで、シフトダウン時の変速比を一層適
切に決定することができる。

請求項５項にあつては、機関出力変化を予測す
ることで、変速比を一層適切に決定することがで
きる。

請求項６項にあつては、機関出力変化を予測す
ることで、シフトダウン時の変速比を一層適切に
決定することができる。

請求項７項にあつては、余裕駆動力の変化を用
いることで、シフトアツプ時の変速比を一層適切
に決定することができる。

請求項８項にあつては、機関出力変化を予測す
ることで、シフトアツプ時の変速比を一層適切に
決定することができる。

請求項９項にあつては、同様に、シフトアツプ
時の変速比を一層適切に決定することができる。

請求項１０項にあつては、ルールの１つを選択
することで足りることから、変速比の決定が容易
となる。

請求項１１項にあつては、同様に、変速比の決
定が容易となる。

請求項１２項にあつては、不適切な変速比が決
定されるのを回避することができる。

請求項１３項にあつては、同様に、不適切な変
速比が決定されるのを回避することができる。

請求項１４項にあつては、同様に、不適切な変
速比が決定されるのを回避することができる。

請求項１５項にあつては、手動変速機付き車両
で熟練運転者が判断・操作していた変速動作をフ
アジイ推論によつて変速制御に取り込むことがで
き、人の意思決定に類似した変速判断を可能とし
た。また、フアジイ推論においてフアジイプロダ
クシヨンルールによる推論を用いたので、人の行
動様式の記述が容易であると共に、知識ベースを
作り易く、また対話形式による制御則作りが可能
となつて一層的確に熟練運転者の経験的なノウハ
ウを取り入れることができる。また、制御則の改
変も容易である。

【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図はその中の制御ユニツトの構成
を示すブロツク図、第４図は該ユニツトの動作を
示すメインルーチン・フロー・チヤート、第５図
はその中の変速指令値決定サブルーチンを示すフ
ロー・チヤート、第６図はその中の加速度及びス
ロツトル変化量の演算を示す説明図、第７図は第
５図フロー・チヤートの中のPS比計算サブルー
チンを示すフロー・チヤート、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・チヤート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・チヤートの中の
期待PS比算出のサブルーチンを示すフロー・チ
ヤート、第１１図はその中の期待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・チヤ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・チヤートの
中の変速後回転数の算出サブルーチンを示すフロ
ー・チヤート、第１４図はその算出例を示す説明
図、第１５図は第５図フロー・チヤートの中のシ
フト後期待PS比の算出サブルーチンを示すフロ
ー・チヤート、第１６図は第５図フロー・チヤー
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・チヤート、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・チヤ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・チヤ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図はその前提を示す説明図、第２３図はコ
ントロールタフネスのメンバーシツプ関数を示す
説明図、第２４図はフアジイプロダクシヨンルー
ルの検索のメインルーチンを示すフロー・チヤー
ト、第２５図はフアジイプロダクシヨンルールを
示す説明図、第２６図は第２４図フロー・チヤー
トのメンバーシツプ値算出サブルーチンを示すフ
ロー・チヤート、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２８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・チヤー
ト中の検索マトリツクス作成サブルーチンを示す
フロー・チヤート、第３１図はその算出で用いら
れるROMに格納されるルール・マトリツクスを
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・チヤートの
出力決定サブルーチンを示すフロー・チヤート、
第３４図及び第３５図はそこで使用されるROM
及びRAMに格納されるテーブルを示す説明図及
び第３６図は本発明の第２実施例を示す第２５図
と同様なフアジイプロダクシヨンルール例を部分
的に示す説明図である。 １０……内燃機関本体、１６……スロツトル
弁、１８……機関出力軸、２０……トランスミツ
シヨン、２２……トルクコンバータ、２４……メ
インシヤフト、２６……カウンタシヤフト、３０
……油路、３２，３４……シフトバルブ、３６，
３８……電磁ソレノイド、４２……デイフアレン
シヤル装置、４６……後輪、５０……スロツトル
センサ、５２……クランク角センサ、５４……ブ
レーキスイツチ、５６……車速センサ、６０……
変速制御ユニツト、６２……レンジセレクタスイ
ツチ、６４……シフトポジシヨンスイツチ、８０
……マイクロ・コンピユータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 機関回転数、スロツトル開度、スロツト
   ル開度変化量、車速、車速変化量、及び現在の
   変速比を少なくとも含む機関乃至は車両の運転
   状態を検出する運転状態検出手段、 ｂ 現在の変速比から変速可能な全ての変速比に
   ついて該変速比に変速すれば生じるであろう余
   裕駆動力の変化を含む上記運転状態の変化を予
   測する運転状態変化予測手段、 ｃ 前記検出されるべき運転状態及び予測される
   べき運転状態変化とをメンバーシツプ関数で定
   量化してなるフアジイ・プロダクシヨンルール
   を手動変速機付き車両でなされる運転者の操
   作・判断に基づいて複数個予め設定する設定手
   段、 ｄ 前記検出された運転状態と予測された運転状
   態変化とフアジイ・プロダクシヨンルールとか
   らフアジイ推論を行つて変速比を決定する変速
   比決定手段、 及び ｅ 前記変速比決定手段の出力に応じて変速機構
   を駆動する駆動手段、 からなることを特徴とする自動変速機の制御装
   置。 ２ 前記運転状態変化予測手段は更に、現在の変
   速比から変速可能な全ての変速比について、該変
   速比に変速すれば生じるであろう機関回転数の変
   化を予測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 前記予測値がシフトアツプの判断に使用され
   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。 ４ 前記予測値がシフトダウンの判断に使用され
   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。 ５ 前記運転状態検出手段は更に、スロツトル開
   度とその変化量とから運転者の期待する機関出力
   変化量を予測して実際の機関出力変化量との間に
   第１の比を求めると共に、現在の変速比から変速
   可能な全ての変速比について該変速比に変速すれ
   ば生じるであろう期待機関出力変化量と実際の機
   関出力変化量との間に第２の比を求めることを特
   徴とする請求項１項記載の自動変速機の制御装
   置。 ６ 前記第１の比がシフトダウン判断に使用され
   ると共に、前記第２の比がダウンすべき変速比の
   決定に使用されることを特徴とする請求項５項記
   載の自動変速機の制御装置。 ７ 前記余裕駆動力の変化がシフトアツプ判断に
   使用され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。 ８ 前記運転状態変化予測手段は更に、前記スロ
   ツトル開度から運転者の期待する機関出力を予測
   して実際の機関出力との間に第３の比を求めると
   共に、該第３の比を前記余裕駆動力の変化と共
   に、シフトアツプ判断に使用することを特徴とす
   る請求項７項記載の自動変速機の制御装置。 ９ 前記余裕駆動力の変化は、車速変化量に基づ
   いて求められる走行抵抗と駆動力との比から予測
   されることを特徴とする請求項７項又は８項記載
   の自動変速機の制御装置。 １０ 前記変速比の決定が、前記検出値及び／又
   は予測値に基づいて作成されたフアジイ・プロダ
   クシヨンルールの１つを選択して行われることを
   特徴とする請求項１項乃至１０項のいずれかに記
   載の自動変速機の制御装置。 １１ 前記複数個のルールの選択は、検出値及
   び／又は予測値についてルールの後件部の適合度
   を算出して行われることを特徴とする請求項１０
   項記載の自動変速機の制御装置。 １２ 選択したルールの適合度を所定値と比較
   し、それを超えないときは一旦選択したルールを
   廃棄することを特徴とする請求項１１項記載の自
   動変速機の制御装置。 １３ 前記複数個のルールは、その前件部のメン
   バーシツプ関数が他のルールのメンバーシツプ関
   数の補集合を含むルールを有することを特徴とす
   る請求項１１項記載の自動変速機の制御装置。 １４ 前記複数個のルールは、メンバーシツプ関
   数の最大値が相違することを特徴とする請求項１
   １項記載の自動変速機の制御装置。 １５ 変速比が段階的又は無段階的に調節される
   自動変速機の制御装置であつて、 ａ スロツトル開度、車速及び現在の変速比を少
   なくとも含む機関乃至は車両の運転状態を検出
   する運転状態検出手段、 ｂ 前記運転状態をメンバーシツプ関数で定量化
   してなる前件部と、出力たる変速比をメンバー
   シツプ関数で定量化してなる後件部とからなる
   複数個のフアジイ・プロダクシヨンルールを手
   動変速機付き車両でなされる運転者の操作・判
   断に基づいて予め設定する設定手段、 ｃ 前記検出された運転状態を順次、該複数個の
   フアジイ・プロダクシヨンルールの該当するメ
   ンバーシツプ関数にあてはめて前件部の最小値
   を求め、求めた前件部の最小値を後件部のメン
   バーシツプ関数にあてはめてその適合度を求
   め、変速比を決定する変速比決定手段、 及び ｄ 決定された変速比に応じて変速機構を駆動す
   る駆動手段、 からなることを特徴とする自動変速機の制御装
   置。