JP2794747B2 - 自動変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両等に用いられる自動変速制御装置に関
し、特に、登坂路を高速走行中に例えば３４速の間で
繁雑に発生する不本意な変速切り換え動作いわゆるビジ
ーシフトを回避して運転フィーリングの改善を意図した
自動変速制御装置に関する。

（従来の技術） 車両等に用いられる自動変速制御装置の変速動作は、
走行中の車速やスロットル開度に従って、予め設定され
たテーブル状の変速マップ（いわゆる変速線図）を参照
し、走行状態に応じた変速段を決定して自動変速機の変
速比を切り換えており、一般に上記変速マップは、通常
の走行状態を想定して予め設定されたもので、したがっ
て、想定通りの通常の走行状態であれば、ほぼ満足し得
る変速特性を得ることができる反面、例えば登坂路を比
較的に高速で走行中の場合に、しばしば次に述べるよう
な好ましくない変速動作（ビジーシフト）が発生するこ
とがあった。

すなわち、高速走行時に選択されている変速段は通常
最も上位段（例えば４速：オーバドライブ段）である
が、この上位段のままで登坂路走行に移ると、トルク不
足が感じられてスロットルペダルが踏み増しされる結
果、上位段の１つ下の段（例えば３速、以下、下位段）
が選択される。そして、下位段のトルクは比較的に大き
いものであるから、車速が上昇ぎみに変化して再び上位
段が選択され、結局、上位段下位段の切り換えが繁雑
に行われて、いわゆるビジーシフトとなり運転フィーリ
ングの悪化を招くことがあった。

従来のビジーシフトを回避する自動変速制御装置とし
ては、例えば特開昭62−165052号公報に記載されたもの
があり、この公知例では、第９図にその基本概念図を示
すように、車両が一定車速で登坂路を走行中であること
を検出する登坂車速検出手段１と、所定ギヤ（例えば、
４速）と該所定ギヤの次に変速比が小さくなる次段ギヤ
（例えば、３速）との間で行われる変速比の切り換え回
数をカウントするシフトチェンジカウント手段２と、車
両が一定車速で登坂中に、変速比の切り換え回数が所定
時間内に予め設定した回数を超えたとき、所定ギヤへの
アップシフトを禁止する禁止手段３とを備えるもので、
変速比の切り換え回数からビジーシフトが発生したこと
を検知して、次段ギヤ（例えば、３速）に固定するよう
にしたものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の自動変速制御装置に
あっては、実際の変速比の切り換え回数が所定回数を超
えたときに、ビジーシフトを判定して切り換えを禁止す
る構成となっていたため、ビジーシフトがある程度発生
した後でなければ変速比を固定することができないか
ら、厳密にはビジーシフトを回避しているとは言えな
い。すなわち、変速比が固定されるまでの間ではある程
度のビジーシフトが避けられずこの間の運転フィーリン
グ改善は到底望めないといった問題点があった。

そこで、本発明は、ビジーシフトのわずかな発生をも
回避して登坂路高速走行時における一層の運転フィーリ
ングの改善を図ることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明による自動変速制御装置は上記目的達成のた
め、ａ）スロットル開度を検出するスロットル開度検出
手段を少なくとも含み車両の走行状態を表す各種パラメ
ータを検出する検出手段と、ｂ）スロットル開度とスロ
ットル開度の平均値との偏差の自乗の平均値を入力変数
とする少なくとも１つのメンバシップ関数を含む予め設
定された複数のメンバシップ関数と前記検出手段からの
出力信号とに基づいてスロットル開度の移動分散が小さ
ければ高負荷走行用変速マップの選択係数を大にする度
合いを高めよという制御則を含むファジィ推論を行い現
在の走行状態下における走行抵抗の大きさの度合いに相
当する評価値を演算するファジィ演算手段と、ｃ）演算
された評価値が所定値よりも大きい場合に、高負荷走行
用変速マップの選択を指令する指令信号を出力する指令
手段と、ｄ）指令信号が出力されると通常走行用変速マ
ップに代えて高負荷走行用変速マップを選択するマップ
選択手段と、ｅ）選択されたマップと前記各種パラメー
タとに基づいて現在の走行状態下における変速段を決定
する決定手段と、ｆ）決定された変速段となるように自
動変速機を操作する操作手段と、を備えたことを特徴と
する。

（作用） 本発明では、スロットル開度の偏差の自乗の平均値を
入力変数とする少なくとも１つのメンバシップ関数を含
む予め設定された複数のメンバシップ関数と前記検出手
段からの出力信号とに基づいて、スロットル開度の移動
分散が小さければ高負荷走行用変速マップの選択係数を
大にする度合いを高めよという制御則を含むファジィ推
論を行い、現在の走行状態下における走行抵抗の大きさ
の度合いに相当する評価値を演算し、演算された評価値
が所定値よりも大きい場合に、高負荷走行用変速マップ
の選択を指令する指令信号を出力するので、ビジーシフ
トのわずかな発生をも回避でき、登坂路高速走行時にお
ける運転フィーリングの一層の改善を図ることができる
ことに加えて、スロットル開度の分散に関するメンバー
シップ関数は、平坦路高速走行と登坂路高速走行をよく
識別できるとともに、車両諸元に依存しないという事実
より、車両の種類毎に関数テーブルを調節しなくてもよ
い、という特有の効果が得られる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜８図は本発明に係る自動変速制御装置の一実施
例を示す図であり、オーバドライブ付の前進４速自動変
速機（以下、A/Tと略す）を搭載する車両に適用した例
である。

まず、構成を説明する。第２図において、10は検出手
段であり、検出手段10は車速Ｖを検出する車速センス11
およびスロットル開度（スロットルペダル踏込量でもよ
い）θを検出するスロットルセンサ12を備えている。13
はA/Tコントローラで、A/Tコントローラ13は第３図
（ａ）に示す通常走行用変速マップ（以下、マップＭ）
および第３図（ｂ）に示すように３速域を広げた高負荷
走行用変速マップ（以下、マップＫ）を内蔵し、指令信
号CMDが入力されると、マップＭに代えてマップＫを選
択し、選択されたマップと検出手段10からの信号Ｖ、θ
に基づいて変速比を決定するとともに、変速決定信号SE
Lを自動変速機（A/T）のバルブ機構15に出力するもの
で、このA/Tコントローラ13は決定手段および選択手段
としての機能を有し、バルブ機構15は操作手段としての
機能を有している。

一方、14はディテクターであり、ディテクター14は、
検出手段10からの信号Ｖ、θに基づいて次式、に従
って、時間ｔにおける車速Ｖの移動平均値▲▼およ
びスロットル開度θの移動平均値▲▼を求めるとと
もに、次式に従ってスロットル開度θの移動分散値▲
▼を求める。

そして、これらの▲▼、▲▼、▲▼に
基づいて複数のメンバシップ関数テーブルを参照し、言
葉で表現されたあいまいなルール（いわゆる言語制御
則）の成立する度合を求めるもので、言語制御則は、以
下に述べる（Ｉ）〜（III）が設定されている。

Ｉ）第１の制御則（以下、LRR1） 前件命題→「車速の移動平均値が大きければ」、 後件命題→「高速高負荷係数を大にする度合を高め
よ」。

II）第２の制御則（以下、LRR2） 前件命題→「スロットル開度の移動平均値が大きけれ
ば」、後件命題→「高速高負荷係数を大にする度合を高
めよ」。

III）第３の制御則（以下、LRR3） 前件命題→「スロットル開度の移動分散が小さけれ
ば」、後件命題→「高速高負荷係数を大にする度合を高
めよ」。

ここで、上記LRR1〜LRR3について説明する。

LRR1において、車両が高速走行中であることを示す指
標として車速を信号として用いている。

LRR2において、車両の負荷状態を示す指標としてスロ
ットル開度を用いている。スロットル開度の移動平均値
が大きい程、車両の負荷が大きいことになる。

LRR3において、車両の高速高負荷を示す指標としてス
ロットル開度の分散を用いている。ちなみに、勾配の小
さい高速道路の走行時と勾配の大きな山岳地域の高速道
路の走行時とを比較すると、スロットル開度の移動分散
値には大きな差異が現われることが本出願人により確認
された。すなわち、山岳地域の高速道路（具体的には、
例えば箱根ターンパイク）の走行時のスロットル開度の
移動分散値は、平坦路の高速道路（例えば西湘バイパ
ス）の走行時の移動分散値に比べて、約３倍となること
が確認された。なお、上記LRR1およびLRR2は、各車両の
車両諸元（例えば車両重量、動力性能）に依存して設定
を変える必要があるが、LRR3は車両諸元には大きく依存
せず、どのような車両にあっても略同一なる設定で良
く、車両毎の調整を要しないことが本出願人により確認
されている。

第４〜６図はそれぞれ上記LRR1〜LRR3に相当するメン
バシップ関数テーブルであり、各図（ａ）は前件命題
に、各図（ｂ）は後件命題に対応している。例えば、第
４図（ａ）では、▲▼が大きくなるとメンバシップ
値が“1"に近くなり、したがって、このメンバシップ値
で参照される第４図（ｂ）の値（後述の高速高負荷係数
HPFを大きくする度合を示す値）が増大側に変化するこ
ととなる。ここで、第７図は、ファジィ推論によって求
めようとする走行抵抗の大きさの度合に相当する評価値
すなわち高速高負荷係数（以下、High Performance Fac
tor:HPF）と実際の走行抵抗との関係を示すグラフで、
このグラフの相関関係となるように第４図（ｂ）、第５
図（ｂ）および第６図（ｂ）の各後件命題のメンバシッ
プ関数テーブルが設定されている。

次に、作用を説明する。

ディテクター14に入力するＶ、θから演算された各々
▲▼、▲▼、▲▼は、第８図に示すよう
に、LRR1〜LRR3の各前件側の参照信号として用いられ、
これにより、各前件側からメンバシップ値が取り出され
てこのメンバシップ値により各後件側の関数がリミット
される。そして、各々リッミトされた値の和集合が取ら
れ、集合図形に対するｘ軸上の面積重心位置が求められ
て、この重心位置が高速高負荷係数（HPF）の値とな
る。すなわち、HPFの値はそのときの走行抵抗の大きさ
の度合を表わす評価値で、この値が大である程、ビジー
シフトの発生する可能性が大きいことを示している。し
たがって、例えば、求められたHPFの値が所定のスレッ
シュホールド値（しきい値）を超えたときに、ディテク
ター14から指令信号CMDを出力させ、A/Tコントローラ13
においてマップＭに代えてマップＫを選択させるように
すれば、前もって３速にホールドすることができ、ビジ
ーシフトの発生を未然に防ぐことができる。なお、上記
スレッシュホールド値を２段階にしていわゆるヒステリ
シス特性を持たせ、HPFが小さい方のスレッシホールド
を下回ったときに、マップＭに復帰させるようにすれ
ば、ビジーシフトの可能性が小さくなると同時にスムー
ズに通常の変速特性へと復帰させることができる。

このように、本実施例では、車速、スロットル開度お
よびスロットル開度の分散値によってファジィ推論を行
い、走行抵抗に相関する高速高負荷係数（HPF）を求め
て、このHPFが所定のスレッシュホールド値を超えたと
きに、マップＭに代えてマップＫを選択させるようにし
たので、高速で登坂中における走行抵抗の増大変化時
に、直ちにマップＫを選択することができ、ビジーシフ
トの発生を未然に回避することができる。すなわち、わ
ずかなビジーシフトをも発生させることなく、登坂時の
運転フィーリングを改善することができる。

なお、本実施例においては、車速、スロットル開度お
よびスロットル開度の分散値によってファジィ推論を行
い、高速高負荷係数を求めたが、車速、スロットル開
度、スロットル開度の分散値に加えて、スロットル開度
の変化量、或いはスロットル開度の変化量の分散値を加
えてファジィ推論を行なっても良い。また、車速とスロ
ットル開度の分散値との２つの値でファジィ推論を行な
っても、スロットル開度とスロットル開度の分散値との
２つの値でファジィ推論を行なっても、本発明の効果を
得ることができる。

（効果） 本発明によれば、ビジーシフトのわずかな発生をも回
避することができ、登坂路高速走行時における運転フィ
ーリングの一層の改善を図ることができるとともに、車
両の種類毎に関数テーブルを調節しなくてもよいという
特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念構成図、第２〜８図は本発明に係
る自動変速制御装置の一実施例を示す図であり、第２図
はその構成図、第３図（ａ）（ｂ）はその通常走行用変
速マップ（マップＭ）および高負荷走行用変速マップ
（マップＫ）をそれぞれ示す図、第４図（ａ）（ｂ）は
その第１の制御則（LRR1）に対応する前件側命題および
後件側命題のそれぞれのメンバシップ関数を示す図、第
５図（ａ）（ｂ）はその第２の制御則（LRR2）に対応す
る前件側命題および後件側命題のそれぞれのメンバシッ
プ関数を示す図、第６図（ａ）（ｂ）はその第３の制御
則（LRR3）に対応する前件側命題および後件側命題のそ
れぞれのメンバシップ関数を示す図、第７図はその走行
抵抗と高速高負荷係数との関係を示す図、第８図はその
ファジィ推論の進め方を示す図、第９図は従来の自動変
速制御装置を示すその概念構成図である。 10……検出手段、 13……A/Tコントローラ（マップ選択手段、決定手
段）、 14……ディテクター（ファジィ演算手段、指令手段）、 15……バルブ機構（操作手段）。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 61/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）スロットル開度を検出するスロットル
   開度検出手段を少なくとも含み車両の走行状態を表す各
   種パラメータを検出する検出手段と、 ｂ）スロットル開度とスロットル開度の平均値との偏差
   の自乗の平均値を入力変数とする少なくとも１つのメン
   バシップ関数を含む予め設定された複数のメンバシップ
   関数と前記検出手段からの出力信号とに基づいてスロッ
   トル開度の移動分散が小さければ高負荷走行用変速マッ
   プの選択係数を大にする度合いを高めよという制御則を
   含むファジィ推論を行い現在の走行状態下における走行
   抵抗の大きさの度合いに相当する評価値を演算するファ
   ジィ演算手段と、 ｃ）演算された評価値が所定値よりも大きい場合に、高
   負荷走行用変速マップの選択を指令する指令信号を出力
   する指令手段と、 ｄ）指令信号が出力されると通常走行用変速マップに代
   えて高負荷走行用変速マップを選択するマップ選択手段
   と、 ｅ）選択されたマップと前記各種パラメータとに基づい
   て現在の走行状態下における変速段を決定する決定手段
   と、 ｆ）決定された変速段となるように自動変速機を操作す
   る操作手段と、を備えたことを特徴とする自動変速制御
   装置。