JP3792765B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファジー推論で旋回状態を検出し、最適な制御を行なう自動変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両の自動変速機では、エンジン負荷を示すスロットル開度と車速を基に予め設定されているシフトパターンで変速位置を決定するようになっている。
【０００３】
通常のシフトパターンは、直進での変速位置が最適になるように設定されているため、車両が旋回する際に、不必要なアップシフトが行なわれてシフトハンティングを繰り返しドライバに不快感を与えるといった問題があり、また、不必要なアップシフトのため、旋回終了時にドライバが加速を要求した場合、再びダウンシフトをしてから加速が行なわれるためスムーズな加速ができないといった問題がある。
【０００４】
このため、特開平４−８８２５８号公報では、横加速度、あるいは、車速と操舵角をパラメータとして形成した旋回判断マップにより旋回状態か非旋回状態かを判定し、旋回状態の場合にはトルクコンバータの容量可変制御を禁止すると共に歯車変速機の変速制御も禁止することにより、旋回中においてドライバがアクセル操作をしてもドライバが望む駆動力をスムーズに得られると共に安定した車両挙動を得ることができるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行技術では、横加速度を用いて旋回状態か非旋回状態かを判定する場合は、新たに横加速度センサを設ける必要がある。また、横加速度を用いて旋回状態か非旋回状態かを判定する場合、旋回状態と非旋回状態の判断閾値の設定が困難で、さらに、旋回判断マップを用いて旋回状態か非旋回状態かを判定する場合も、旋回状態域と非旋回状態域の境界線の設定が困難であり、これら判断閾値あるいは境界線の設定によっては、制御効果が十分に得られないといった問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、旋回状態を検出するための特別なセンサを追加することなく、また、必要最小限のメンバシップ関数でファジー推論により車両の旋回状態を精度良く検出し、旋回状態での変速位置を最適に設定することができる自動変速機の制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明による自動変速機の制御装置は、車速を検出する車速検出手段と、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、所定の運転条件で車速とエンジン負荷とに基づき予め設定したシフトパターンで変速位置を決定し出力する変速位置決定出力手段とを備えた自動変速機の制御装置において、前輪と後輪の回転数の差を算出する前後輪差回転数算出手段と、前輪と後輪の回転数の差と車速とエンジン負荷のそれぞれについて、予め設定しておいたメンバシップ関数に基づき、各メンバシップ値を定めるメンバシップ値設定手段と、予め設定したファジールールを基に上記各メンバシップ値から旋回走行の適合度を求める旋回適合度演算手段と、上記旋回走行の適合度に応じて上記シフトパターンを設定する変速状態設定手段とを備えたものである。
【０００８】
上記自動変速機の制御装置は、まず、車速検出手段で車速を、エンジン負荷検出手段でエンジン負荷をそれぞれ検出し、前後輪差回転数算出手段で前輪と後輪の回転数の差を算出する。次に、メンバシップ値設定手段で、前輪と後輪の回転数の差と車速とエンジン負荷のそれぞれについて、予め設定しておいたメンバシップ関数に基づき、各メンバシップ値を定め、旋回適合度演算手段で予め設定したファジールールを基に上記各メンバシップ値から旋回走行の適合度を求め、変速状態設定手段で上記旋回走行の適合度に応じて上記シフトパターンを設定する。そして、変速位置決定出力手段は、所定の運転条件で車速とエンジン負荷とに基づき予め設定したシフトパターンで変速位置を決定し出力する。
【０００９】
また、請求項２記載の本発明による自動変速機の制御装置は、請求項１記載の自動変速機の制御装置において、上記変速状態設定手段は、上記旋回走行の適合度に応じてアップシフトを禁止するものである。
【００１０】
このため、請求項２記載の本発明による自動変速機の制御装置では、請求項１記載の自動変速機の制御装置において、変速位置決定出力手段は、変速状態設定手段で上記旋回走行の適合度に応じてアップシフトが禁止されている場合には、アップシフトをしない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図７は本発明の実施の形態を示し、図１は自動変速機の制御装置の機能ブロック図、図２は自動変速機の制御装置の概略構成を示す説明図、図３は通常のシフトパターンと旋回時専用シフトパターンの説明図、図４はシフトパターン設定手順のフローチャート、図５はシフトパターン決定のフローチャート、図６は各メンバシップ関数の説明図、図７は通常のシフトパターンと旋回時専用シフトパターンの切換えのヒステリシスの説明図である。
【００１２】
図２において、符号１はエンジンを示し、このエンジン１の吸気系には、スロットルバルブを内設したスロットルボディ２が介装され、このスロットルボディ２の上流側にエアフローメータ３を介してエアークリーナ４が取付けられている。
【００１３】
また、上記エンジン１の出力側には自動変速機５が設けられており、この自動変速機５は、トルクコンバータ６、変速機構部７、油圧回路８、制御部（トランスミッションコントロールユニット、以下、トランスミッションをＴ／Ｍと略称）９とから主に構成されている。
【００１４】
上記トルクコンバータ６には、コンバータケース内にフロントデファレンシャルユニット（図示せず）が共に格納されている。
【００１５】
また、上記変速機構部７には、例えば、前進４段、後退１段に形成され、変速を行なうための各種油圧クラッチや、各種油圧ブレーキ等が設けられている。
【００１６】
上記油圧回路８は、上記Ｔ／Ｍコントロールユニット９によりＯＮ−ＯＦＦされる変速制御用のソレノイドＡ１０、ソレノイドＢ１１や、上記トルクコンバータ６のロックアップ制御用の図示しないロックアップソレノイド等の複数のソレノイドと、これらソレノイドにより開閉され油圧経路を所定に形成する複数のバルブが設けられている。
【００１７】
すなわち、前進４段の変速は、上記ソレノイドＡ１０、ソレノイドＢ１１のＯＮ−ＯＦＦの組合わせで形成される油圧経路で上記変速機構部７の所定の油圧クラッチが動作され行なわれる。また、上記ロックアップソレノイドのＯＮ−ＯＦＦにより形成される油圧経路でロックアップクラッチが動作され、上記トルクコンバータ６のロックアップの実行、解除が行なわれる。
【００１８】
上記Ｔ／Ｍコントロールユニット９は、マイクロコンピュータとその周辺回路で形成されており、このＴ／Ｍコントロールユニット９には、上記スロットルボディ２に設けられたスロットルボディの開度を検出するエンジン負荷検出手段としてのスロットル開度センサ１２、上記フロントデファレンシャルユニットから回転信号を前輪の回転数ＮF として検出する前輪回転数センサ１３、Ｔ／Ｍ出力軸５ａの回転数を後輪の回転数ＮR として検出する後輪回転数センサ１４、シフトレンジ位置を検出するインヒビタスイッチ１５等が接続されている。尚、上記各センサ１２、１３、１４およびインヒビタスイッチ１５は、エンジンおよびトランスミッションに必要な他の多くの制御においても用いられるものである。
【００１９】
また、上記Ｔ／Ｍコントロールユニット９からの出力信号は、図示しない駆動回路に出力されて、上記ソレノイドＡ１０、ソレノイドＢ１１等の複数のソレノイドを制御可能に形成されている。
【００２０】
上記Ｔ／Ｍコントロールユニット９は、図１に示すように、車速算出部２１、前後輪差回転数算出部２２、メンバシップ値設定部２３、旋回適合度演算部２４、変速状態設定部２５および変速位置決定出力部２６から主要に構成されている。尚、上記Ｔ／Ｍコントロールユニット９は、さらにロックアップ制御、ライン圧制御、変速タイミング制御、…等、その他の制御に必要な部分も有しているが説明では省略する。
【００２１】
上記車速算出部２１は、上記後輪回転数センサ１４からの信号が入力され、後輪の回転数ＮR を所定に変換して車速Ｖを算出し、この車速Ｖを、上記メンバシップ値設定部２３および上記変速位置決定出力部２６に出力するように形成されている。すなわち、車速検出手段は、上記後輪回転数センサ１４と上記車速算出部２１とで形成されている。尚、車両によっては上記車速算出部２１に、上記前輪回転数センサ１３からの信号が入力されるようにして、前輪の回転数ＮF を所定に変換して車速Ｖを算出するようにしても良く、また、上記車速算出部２１に、上記前輪回転数センサ１３と上記後輪回転数センサ１４からの信号が入力されるようにして、前輪の回転数ＮF と後輪の回転数ＮR とから車速Ｖを算出するようにしても良い。
【００２２】
上記前後輪差回転数算出部２２は、上記前輪回転数センサ１３と上記後輪回転数センサ１４からの信号が入力され、これら入力された前輪回転数ＮF と後輪回転数ＮR の差、すなわち前後輪差回転数ΔＮを算出し、上記メンバシップ値設定部２３に出力する前後輪差回転数算出手段として形成されている。
【００２３】
また、上記メンバシップ値設定部２３は、上記前後輪差回転数算出部２２から前後輪差回転数ΔＮ、上記車速算出部２１から車速Ｖ、上記スロットル開度センサ１２からエンジン負荷としてスロットル開度θt が入力され、これら前後輪差回転数ΔＮ、車速Ｖ、スロットル開度θt のそれぞれについて、過去の走行頻度を基に予め設定しておいた各メンバシップ関数（例えば、図６）に基づき、各メンバシップ値ＧΔＮ，ＧＶ，Ｇθt を定め、上記旋回適合度演算部２４に出力するメンバシップ値設定手段として形成されている。
【００２４】
上記前後輪差回転数ΔＮについてのメンバシップ関数は、図６（ａ）に示すように、前後輪差回転数ΔＮが大きくなるほどメンバシップ値ＧΔＮが大きくなるように形成されており、これは、前輪と後輪の回転数が大きいほど、旋回らしさが高い（旋回状態である可能性が高い）ことを示す。
【００２５】
また、上記車速Ｖについてのメンバシップ関数は、図６（ｂ）に示すように、車速Ｖが、一定の速度（図中Ｖa 、例えば３０km/h）以上になるとメンバシップ値ＧＶが小さくなり、旋回らしさが低く（旋回状態である可能性が低く）なり、さらに、ある一定の速度（図中Ｖb 、例えば６０km/h）以上では、旋回らしさが０になる（旋回状態である可能性がない）ように形成されている。すなわち、旋回を確実に安定して行なうには、車速Ｖを落とすことから、この車速Ｖについてのメンバシップ関数が定められている。
【００２６】
さらに、上記スロットル開度θt についてのメンバシップ関数は、図６（ｃ）に示すように、スロットル開度θt が大きくなるほどメンバシップ値Ｇθt が小さくなり、旋回らしさが低く（旋回状態である可能性が低く）なるように形成されており、ドライバがアクセルペダルを踏みながら旋回することが少ないことを示す。
【００２７】
上記旋回適合度演算部２４は、予め設定したファジールールを基に上記各メンバシップ値ＧΔＮ，ＧＶ，Ｇθt から旋回走行の適合度Ｇs を求め、上記変速状態設定部２５に出力する旋回適合度演算手段として形成されている。上記ファジールールは、旋回状態の定義を「前後輪差回転数が大きく、且つ、車速が低く、且つ、スロットル開度が小さい」とし、少なくとも旋回らしさを表現する要因すべて（ＧΔＮ，ＧＶ，Ｇθt ）を満足する値、すなわち、ＧΔＮ，ＧＶ，Ｇθt の最小値を旋回適合度Ｇs とするものである。
【００２８】
上記変速状態設定部２５は、上記旋回適合度Ｇs に応じて上記変速位置決定出力部２６に旋回時専用のシフトパターンと通常のシフトパターンのどちらかを設定する変速状態設定手段として形成されている。また、図７に示すように、上記旋回時専用パターンから通常のシフトパターンへの切換えは、上記旋回適合度Ｇs が下方基準値ＧL 以下になったときに行なわれ、上記通常のシフトパターンから上記旋回時専用パターンへの切換えは、旋回適合度Ｇs が上方基準値ＧH 以上になったときに行なわれるようにヒステリシスが設定されている。
【００２９】
例えば、図３に示すように、１→２速、２→３速、３→４速のそれぞれのアップ線において、高速側に設定される実線の部分が上記旋回時専用のシフトパターンであり、低速側に設定される破線の部分が上記通常のシフトパターンであり、上記旋回時専用のシフトパターンが設定されるとアップシフトしずらく設定される。このため、車両の旋回時に上記旋回時専用のシフトパターンが設定されると不要なアップシフトが防止され、シフトハンティングが防止されるようになっている。また、不要なアップシフトが防止されることから、旋回終了時にドライバが加速を要求した場合は、ダウンシフトをすることなく加速が行なわれスムーズな加速が可能になる。すなわち、上記変速状態設定部２５は、上記旋回適合度Ｇs から、現在の走行状態が旋回状態か通常の走行状態（非旋回状態）かを判定して、旋回状態の場合は、アップシフトしずらくシフトパターンを設定するようになっている。
【００３０】
尚、本発明の実施の形態では、１→２速、２→３速、３→４速のそれぞれのアップ線の特性形状は、通常のシフトパターンの低速側領域をカットして旋回時専用のシフトパターンを形成しているが、これに限定することなく、例えば、上記各アップ線をそのまま高速側に移動したものを旋回時専用のシフトパターンとしても良く、通常のシフトパターンとは全く形状が異なりアップシフトしずらい特性形状のものを旋回時専用のシフトパターンとしても良い。さらに、本発明の実施の形態では、上記変速状態設定部２５が上記変速位置決定出力部２６にシフトパターンを設定するように形成されているが、上記変速状態設定部２５を、上記変速位置決定出力部２６に上記旋回適合度Ｇs に応じ、旋回状態の際にアップシフトを禁止させるように形成しても、ほぼ同様の効果が得られる。また、旋回適合度Ｇs から旋回状態を旋回状態と通常の状態（非旋回状態）の２通りの状態で判定するようにしているが、さらに細かく判定して（例えば、急旋回状態、通常旋回状態、通常走行状態）、それぞれについてのシフトパターンを設定するようにしても良い。
【００３１】
上記変速位置決定出力部２６は、前記車速算出部２１から速度Ｖ、スロットル開度センサ１２からスロットル開度θt 、インヒビタスイッチ１５からシフトレンジ位置、変速状態設定部２５からシフトパターンがそれぞれ入力され、上記シフトレンジ位置での変速位置を、上記速度Ｖとスロットル開度θt に基づき上記シフトパターンを参照して決定し、駆動回路（図示せず）に対して前記ソレノイドＡ１０、ソレノイドＢ１１のＯＮ−ＯＦＦ信号を出力し、上記変速機構部７を設定変速にさせる変速位置決定出力手段として形成されている。
【００３２】
次に、シフトパターン設定手順を図４のフローチャートで説明する。
このフローチャートは所定時間毎に実行され、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、前輪回転数センサ１３から前輪回転数ＮF を、後輪回転数センサ１４から後輪回転数ＮR を、スロットル開度センサ１２からスロットル開度θt を読み込み、Ｓ１０２に進み、車速算出部２１で、上記後輪回転数ＮR を所定に変換して車速Ｖを算出し、前後輪差回転数算出部２２で、上記前輪回転数ＮF と上記後輪回転数ＮR の差、すなわち前後輪差回転数ΔＮを算出する。
【００３３】
次いでＳ１０３に進み、上記前後輪差回転数ΔＮ、車速Ｖ、スロットル開度θt のそれぞれについて、対応するメンバシップ関数（図６）に基づき、各メンバシップ値ＧΔＮ，ＧＶ，Ｇθt を設定する。すなわち、このＳ１０３は、メンバシップ値設定部２３での処理を示す。
【００３４】
その後、Ｓ１０４に進み、上記各メンバシップ値ＧΔＮ，ＧＶ，Ｇθt にファジールール（ＧΔＮ，ＧＶ，Ｇθt の最小値を選定する）を適応して、旋回適合度Ｇs を設定する。このＳ１０４の処理は、旋回適合度演算部２４で行なわれる処理である。
【００３５】
次いで、Ｓ１０５に進んで、上記旋回適合度Ｇs に基づき、後述するシフトパターン決定ルーチンで旋回時専用のシフトパターンと通常のシフトパターンのどちらかを決定し、Ｓ１０６に進んで、上記決定したシフトパターンを変速位置決定出力部２６に設定する。このＳ１０５とＳ１０６は、変速状態設定部２５で行なわれる処理である。
【００３６】
そして、上記変速位置決定出力部２６は、上記設定されたシフトパターンを用いて前述の如く変速制御を行なう。
【００３７】
上記シフトパターン決定ルーチンは、図５に示すように、まず、Ｓ２０１で現在設定されているシフトパターンが旋回時専用パターンか否か判定し、通常パターン（非旋回状態のパターン）の場合はＳ２０２に進み、旋回時専用パターンの場合はＳ２０３に進む。
【００３８】
上記Ｓ２０１でＳ２０２に進むと、旋回適合度Ｇs と上方基準値ＧH とが比較され、旋回適合度Ｇs が上方基準値ＧH に達しない場合（Ｇs ＜ＧH の場合）はＳ２０４に進み、そのままシフトパターンを通常のパターンに決定し、旋回適合度Ｇs が上方基準値ＧH 以上の場合（Ｇs ≧ＧH の場合）はＳ２０５に進み、シフトパターンを旋回時専用パターンに決定する。
【００３９】
一方、上記Ｓ２０１でＳ２０３に進むと、旋回適合度Ｇs と下方基準値ＧL とが比較され、旋回適合度Ｇs が下方基準値ＧL 以下の場合（Ｇs ≦ＧL の場合）はＳ２０４に進み、シフトパターンを通常のパターンに決定し、旋回適合度Ｇs が下方基準値ＧL より大きい場合（Ｇs ＞ＧL の場合）はＳ２０５に進み、シフトパターンをそのまま旋回時専用パターンに決定する。
【００４０】
このように、本発明の実施の形態によれば、旋回状態を検出するための特別なセンサを追加することなく、また、必要最小限の３つのメンバシップ関数でファジー推論により車両の旋回状態を精度良く検出し、旋回状態、非旋回状態におけるシフトパターンをそれぞれ最適に設定でき、旋回時における不要なアップシフトを防止することができる。このため、シフトハンティングが防止されるとともに、旋回終了時にドライバが加速を要求した場合は、ダウンシフトをすることなく加速が行なわれスムーズな加速が可能になる。また、不要なアップシフトとダウンシフトがなくなるため、トランスミッションを構成する部品への負荷頻度が低減される。さらに、滑り易い路面状況で転舵するような状態では、不要なアップシフトが生じた後のダウンシフトが生じると駆動力変化が大きくなりタイヤがスリップし易くなるが、これを有効に防止できる。また、不要なアップシフトがなくなるため、ドライバのアクセルワークが軽減され、ドライバへの負担も低減できる。
【００４１】
次に、図８は上記発明の実施の形態のシフトパターン決定手順の変形例を示すフローチャートである。すなわち、上記発明の実施の形態では、前記変速状態設定部２５で行なわれるシフトパターンの決定は、上方基準値ＧH と下方基準値ＧL で定めたヒステリシスに基づいて行なうようになっているが、本変形例では、旋回時専用のシフトパターンから通常のシフトパターンへの切換えが、車速と前後輪差回転数とが設定条件を満たした際に行なわれ、通常のシフトパターンから旋回時専用のシフトパターンへの切換えが、旋回適合度が設定値以上になった場合に行なわれるようになっており、この手順のみ異なるものである。
【００４２】
図８のシフトパターン決定手順において、まず、Ｓ３０１で現在設定されているシフトパターンが旋回時専用パターンか否か判定する。
【００４３】
そして、通常パターン（非旋回状態のパターン）の場合はＳ３０２に進み、旋回適合度Ｇs が設定値Ｇsc以上か否か判定し、旋回適合度Ｇs が設定値Ｇscに達しない場合（Ｇs ＜Ｇscの場合）は非旋回状態と判定してＳ３０３に進み、シフトパターンを通常のパターンに決定する。
【００４４】
また、上記Ｓ３０２で、旋回適合度Ｇs が設定値Ｇsc以上の場合（Ｇs ≧Ｇscの場合）は旋回状態と判定してＳ３０４に進み、シフトパターンを旋回時専用のパターンに決定する。
【００４５】
一方、上記Ｓ３０１で現在設定されているシフトパターンが旋回時専用パターンの場合はＳ３０５に進み、車速Ｖが設定車速ＶC 以上か否か判定し、車速Ｖが設定車速ＶC 以上の場合（Ｖ≧ＶC の場合）はＳ３０６に進み、車速Ｖが設定車速ＶC に達しない場合（Ｖ＜ＶC の場合）は、旋回状態が継続していると判定してＳ３０４に進み、シフトパターンを旋回時専用のパターンに決定する。
【００４６】
上記Ｓ３０５でＶ≧ＶC の場合と判定されＳ３０６に進むと、前後輪差回転数ΔＮが設定前後輪差回転数ΔＮc 以下か否かの判定が行なわれ、前後輪差回転数ΔＮが設定前後輪差回転数ΔＮc より大きい場合（ΔＮ＞ΔＮc の場合）は、旋回状態が継続していると判定してＳ３０４に進み、シフトパターンを旋回時専用のパターンに決定する。また、前後輪差回転数ΔＮが設定前後輪差回転数ΔＮc 以下の場合（ΔＮ≦ΔＮc の場合）はＳ３０７に進み、旋回時専用のパターンを解除して通常のパターンに決定する。
【００４７】
すなわち、本変形例では、車速Ｖが設定車速ＶC 以上、かつ、前後輪差回転数ΔＮが設定前後輪差回転数ΔＮc 以下の場合に、旋回時専用のパターンを解除して通常のパターンに決定するようになっている。
【００４８】
このような手順で旋回時専用のシフトパターンと通常のシフトパターンの切換えを行なうようにしたため、ドライバビリティの向上と車両挙動の安定化を図ることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、旋回状態を検出するための特別なセンサを追加することなく、また、必要最小限のメンバシップ関数でファジー推論により車両の旋回状態を精度良く検出し、旋回状態、非旋回状態におけるシフトパターンをそれぞれ最適に設定して制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動変速機の制御装置の機能ブロック図
【図２】自動変速機の制御装置の概略構成を示す説明図
【図３】通常のシフトパターンと旋回時専用シフトパターンの説明図
【図４】シフトパターン設定手順のフローチャート
【図５】シフトパターン決定のフローチャート
【図６】各メンバシップ関数の説明図
【図７】通常のシフトパターンと旋回時専用シフトパターンの切換えのヒステリシスの説明図
【図８】シフトパターン決定手順の変形例を示すフローチャート
【符号の説明】
１ エンジン
５ 自動変速機
６ トルクコンバータ
７ 変速機構部
８ 油圧回路
９ トランスミッションコントロールユニット
１０ ソレノイドＡ
１１ ソレノイドＢ
１２ スロットル開度センサ
１３ 前輪回転数センサ
１４ 後輪回転数センサ
２１ 車速算出部
２２ 前後輪差回転数算出部
２３ メンバシップ値設定部
２４ 旋回適合度演算部
２５ 変速状態設定部
２６ 変速位置決定出力部

Claims (2)

1. 車速を検出する車速検出手段と、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、所定の運転条件で車速とエンジン負荷とに基づき予め設定したシフトパターンで変速位置を決定し出力する変速位置決定出力手段とを備えた自動変速機の制御装置において、
   前輪と後輪の回転数の差を算出する前後輪差回転数算出手段と、前輪と後輪の回転数の差と車速とエンジン負荷のそれぞれについて、予め設定しておいたメンバシップ関数に基づき、各メンバシップ値を定めるメンバシップ値設定手段と、予め設定したファジールールを基に上記各メンバシップ値から旋回走行の適合度を求める旋回適合度演算手段と、上記旋回走行の適合度に応じて上記シフトパターンを設定する変速状態設定手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 上記変速状態設定手段は、上記旋回走行の適合度に応じてアップシフトを禁止することを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。

Images