JPH0625592B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動変速機（オートマチックトランスミッシ
ョン）の変速制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、自動車用の電子制御式の自動変速機では、車速と
スロットル弁開度とに対応して変速位置（ギヤ位置；１
速〜３，４速）を予め定めた変速パターンのマップを有
し、セレクトレバーがＤレンジの状態において、これに
基づいて変速制御を行っていた（実開昭６２−１９４２
３１号公報等参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、このように、自動変速機の変速タイミングの
制御特性目標が予め定められたものとなっていると、特
定の運転状態で最適でないという問題点があった。

例えば、自動変速機の変速タイミングを燃費優先のシフ
トアップ早目としておくと、渋滞走行時でも変速を繰返
して運転しにくくなってしまう。

また、多様なユーザーの好み・ニーズにまんべんなく対
応するのが困難であるという問題点もあった。

例えば、自動変速機の変速タイミングをスポーツ走行時
はもっとひっぱり勝手にしたいが、従来は対応が困難で
あった。

そこで、渋滞走行，市街地走行，高速走行，スポーツ走
行等の運転状態（又は運転環境）に応じて、自動変速機
の変速タイミングを可変としうるように、エンジン回転
数，スロットル弁開度等の運転状態パラメータに基づ
き、因子分析して、運転状態を認識判断し、これに基づ
いて、自動変速機の変速制御を最適化することが考えら
れた。

しかし、エンジン回転数大でスポーツ走行と判定する場
合、熟練ドライバーあるいはスポーツ好きのドライバー
の場合は、6000rpm位までの高回転を用いるが、一般に
婦人ドライバーあるいは高齢ドライバーの場合、もとも
と2000〜3000rpm位しか使用せず、たまにスポーツ走行
しても、4000rpm止まりであることが多い。

従って、エンジン回転数についての判定基準を単一とす
ると、運転車によっては意味のないものとなる。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、運転状態の
みならず、運転者のレベルにあわせて、自動変速機の変
速制御を最適化することが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〉 このため、本発明に係る自動変速機の変速制御装置は、
第１図に示すように、車速及びスロットル弁開度を検出
し、これらに基づいて予め定めた変速パターンより変速
位置を設定して、自動変速機を変速制御する変速制御手
段を備えるものにおいて、少なくともエンジン回転数を
検出し、予め定めた判定基準に従って小〜大の区分を判
定し、その判定結果に基づいて前記変速パターンを変更
する変速パターン変更手段を設ける一方、過去からのエ
ンジン回転数の変化範囲を記憶するエンジン回転数変化
範囲記憶手段と、その変化範囲に基づいて前記判定基準
を変更する判定基準変更手段とを設けてなる。

〈作用〉 上記の構成においては、車速及びスロットル弁開度に基
づいて予め定めた変速パターンより変速位置を設定し、
これに応じて自動変速機を変速制御するに際し、少なく
ともエンジン回転数を検出し、予め定めた判定基準に従
って小〜大の区分を判定し、その判定結果に基づいて変
速パターンを変更する。これにより、渋滞走行，市街地
走行，高速走行，スポーツ走行等の運転状態に従って、
変速パターンを最適なものに変更する。

一方、過去からのエンジン回転数の変化範囲（使用レン
ジ）を記憶していて、その変化範囲に基づいてエンジン
回転数についての小〜大の区分の判定基準を変更する。

すなわち、第２図に例示するように、変化範囲が大の場
合（Ａ）は、熟練ドライバーあるいはスポーツ好きのド
ライバーとして、例えばスポーツ走行の判定基準となる
回転数を大きな値Ｓ_Ａとする。また、変化範囲が小の場
合（Ｂ）は、一般に婦人ドライバーあるいは高齢ドライ
バーとして、例えばスポーツ走行の判定基準となる回転
数を小さな値Ｓ_Ｂとする。これらにより、各人に感覚に
最適なものとする。

〈実施例〉 以下に本発明に係る自動変速機の変速制御装置の実施例
を説明する。

第３図を参照し、エンジン１の出力側に自動変速機２が
設けられている。自動変速機２は、エンジン１の出力軸
に連結されたトルクコンバータ３と、このトルクコンバ
ータ３の出力軸に連結された歯車式変速機４と、この歯
車式変速機４中の各種変速要素の結合・解放操作を行う
油圧アクチュエータ５とを備える。油圧アクチュエータ
５に対する作動油圧は各種の電磁弁を介して制御される
が、ここでは自動変速のためのシフト用電磁弁６Ａ，６
Ｂのみを示してある。

コントロールユニット７は、マイクロコンピュータを内
蔵し、各種のセンサからの信号に基づいて前記シフト用
電磁弁６Ａ，６Ｂ等を制御することにより、油圧アクチ
ュエータ５を介して歯車式変速機４を変速制御する。

前記各種のセンサとしては、図示しないセレクトレバー
の操作位置（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，２，１）を検出するポジ
ションセンサ８が設けられている。

また、歯車式変速機４の出力軸より回転信号を得て車速
ＶＳＰを検出する車速センサ９が設けられている。

また、エンジン１の吸気系のスロットル弁10の開度ＴＶ
Ｏを検出するスロットルセンサ11が設けられている。

また、エンジン１の出力軸又はこれに同期して回転する
軸にクランク角センサ12が設けられている。尚、クラン
ク角センサ12からの信号は例えば基準クランク角毎のパ
ルス信号で、その周期よりエンジン回転数Ｎが算出され
る。

ここで、コントロールユニット７は、各種入力信号に基
づいてセレクトレバーの操作位置と車両の運転条件とに
適合した変速制御を行い、特にセレクトレバーがＤレン
ジの状態では１速〜４速の変速位置を自動設定し、シフ
ト用電磁弁６Ａ，６ＢのＯＮ・ＯＦＦの組合わせを制御
して、歯車式変速機４をその変速位置に変速制御する。

コントロールユニット７によるＤレンジでの変速制御
は、後述の如く、第７図のフローチャートに従って行わ
れるが、その前提として、運転者のレベルを加味した運
転状態（又は運転環境）の認識判断がなされる。

運転状態認識の手法についてその概要を説明すると、こ
れは、基本的にはファジィ推論を行うもので、例えば第
４図に示すように、認識判断する運転状態を、例えば渋
滞走行，市街地走行，高速走行，スポーツ走行に分け、
これらの運転状態におけるエンジン回転数Ｎ，その変化
率ΔＮ／Δｔ，スロットル弁開度ＴＶＯ，その変化率Δ
ＴＶＯ／Δｔ，車速ＶＳＰ，その変化率ΔＶＳＰ／Δ
ｔ，ギア位置，ギア位置変化頻度（シフト回数／時間）
等の運転状態パラメータのおおよその状態量（小・中・
大）を予め定めておき、これを運転状態の評価関数（メ
ンバーシップ関数）とする。

運転状態の認識にあたっては、先ずエンジン回転数Ｎ，
スロットル弁開度ＴＶＯ等の複数の運転状態パラメータ
の状態量を単位時間ごとにサンプリングして、時系列デ
ータを得る。

次に各運転状態パラメータごとに、予め定めた小〜大の
区分についての状態量による評価関数に従って、各サン
プリングデータを評価して該当する区分に割付ける。

次に各運転状態パラメータごとに、各区分に割付けられ
たサンプリングデータの頻度分布に基づいて、代表デー
タを作成する。

次に予め定めた複数の運転状態の評価関数を用い、複数
の運転状態パラメータの代表データに基づいて、各評価
関数の満足度を算出する。

次に複数の評価関数の各満足度より、直接、あるいはこ
れらの重みづけ平均等を求めて運転状態を数値化して、
運転状態を判定する。

ここにおいて、運転状態パラメータの１つであるエンジ
ン回転数Ｎについては、過去からのエンジン回転数Ｎの
変化範囲（使用レンジ）を記憶する。そして、その変化
範囲に基づいて、対応する前記小〜大の区分についての
評価関数を修正・変更する。

次に運転状態認識の具体的手法について、第５図のフロ
ーチャートに従って説明する。

但し、以下では説明の便宜のため運転状態パラメータを
エンジン回転数Ｎとスロットル弁開度ＴＶＯとに絞って
説明する。

ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）で
は、エンジン回転数Ｎを単位時間ごとにサンプリング
し、エンジン回転数Ｎの所定時間区間における時系列デ
ータを得る。

ステップ２では、エンジン回転数Ｎに対し予め定めた小
・中・大の評価関数を用い、サンプリングデータの１つ
ごとに評価を行って、小・中・大に割付ける。

例えば、ある時点ｔ_１でのエンジン回転数のサンプリン
グデータがＮ_１の場合、小0.3，中0.7，大0.0の如く割
付ける。

但し、ここで用いる小・中・大の評価関数は、後述の如
く、第６図のフローチャートに従って修正・変更され
る。

ステップ３では、全サンプリングデータについての小・
中・大の割付け値をそれぞれ積算し、小・中・大の頻度
分布を作成する。

ステップ４では、小・中・大の頻度分布よりエンジン回
転数の代表データを定める。

すなわち、小・中・大の順で数値が大となるように、こ
れらの各々のウエイトｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を予め決めてお
き（例えば、小ｗ_１＝0.25，中ｗ_２＝0.50，大ｗ_３＝0.
75）、各頻度（割付け値の積算値）をａ，ｂ，ｃとする
と、次式より、重みづけ平均をとって、代表データＷを
演算する。

又は、頻度分布の包絡線により囲まれる面積の図心を求
めて、これを代表データとしてもよい。

ステップ５では、代表データ（小・中・大のデータ）に
対し予め定めた運転状態の評価関数を用い、代表データ
について評価を行って、渋滞走行，市街地走行，高速走
行，スポーツ走行に割付ける。

例えば、エンジン回転数の代表データがＷ_１である場
合、渋滞走行0.3，市街地走行0.7，高速走行0.0，スポ
ーツ走行0.0の如く割付ける。

また、ステップ１′〜５′では、ステップ１〜５と並列
に、これらと同様の処理をスロットル弁開度ＴＶＯにつ
いて行い、スロットル弁開度ＴＶＯの代表データについ
て評価して、渋滞走行，市街地走行，高速走行，スポー
ツ走行に割付ける。

次にステップ６，７へ進む。

ステップ６では、全ての運転状態パラメータについての
渋滞走行，市街地走行，高速走行，スポーツ走行の割付
け値をそれぞれ積算し、それらの頻度分布を作成する。

この頻度分布は、各頻度の総数値（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）が
１となるように圧縮して作成すれば、満足度を表すもの
となる。

ステップ７では、渋滞走行，市街地走行，高速走行，ス
ポーツ走行についての各満足度より運転状態の判定値を
得る。

すなわち、渋滞走行，市街地走行，高速走行，スポーツ
走行の順で数値が大となるように、これらの運転状態の
各々のウエイトｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，ｘ_４を予め決めてお
き（例えば、渋滞走行ｘ_１＝0.2，市街地走行ｘ_２＝0.
4，高速走行ｘ_３＝0.6，スポーツ走行ｘ_４＝0.8）、各
頻度値をａ，ｂ，ｃ，ｄとすると、次式より、重みづけ
平均をとって、判定値Ｘを算出する。

又は、満足度の分布の包絡線により囲まれる面積の図心
を求めて、これを判定値としてもよい。

以上により、運転状態の判定値Ｘが求められ、その数値
の大〜小が、渋滞走行，市街地走行，高速走行，スポー
ツ走行を表すことになる。

従って、この判定値Ｘに応じて、変速パターンを変更し
つつ、自動変速機の変速制御を行うことにより、運転状
態に適合した制御が可能となる。

次に第６図のフローチャートについて説明する。これ
は、第５図のステップ２で用いるエンジン回転数Ｎの判
断基準である小・中・大の評価関数を運転者のレベルに
より修正・変更するためのものである。

ステップ21では、単位時間ごとにエンジン回転数Ｎを読
込む。

ステップ22では、読込んだエンジン回転数Ｎをこれまで
の最大値ＭＡＸと比較し、Ｎ＞ＭＡＸであれば、ステッ
プ23でＭＡＸ＝Ｎとする。

ステップ24では、読込んだエンジン回転数Ｎをこれまで
の最小値ＭＩＮと比較し、Ｎ＜ＭＩＮであれば、ステッ
プ25でＭＩＮ＝Ｎとする。

こうして、エンジン回転数Ｎの変化範囲の最大値ＭＡＸ
と最小値ＭＩＮとを得る。

尚、最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮは、バックアップメ
モリに記憶する。但し、所定走行距離又は時間ごとにク
リアしてもよく、あるいは、所定走行距離又は時間ごと
に最大値及び最小値を時系列データとして記憶し、過去
のデータから順にクリアしてもよい。また、最小値ＭＩ
Ｎについては何人についてもほぼ一定であるから、記憶
を省略してもよい。

ステップ26では、変化範囲ΔＮ＝ＭＡＸ−ＭＩＮを演算
する。

ステップ27では、変化範囲ΔＮの大小に基づいてエンジ
ン回転数Ｎの判断基準である小・中・大の評価関数を修
正・変更する。

例えば、ΔＮが大の場合は、中と大との境界を大側に移
動させ、逆にΔＮが小の場合は、中と大との境界を小側
に移動させる。

これにより、運転者のレベルに合わせたエンジン回転数
Ｎの評価が可能となる。

次に変速制御について第７図のフローチャートに従って
説明する。

ステップ11では、車速ＶＳＰ，スロットル弁開度ＴＶＯ
の読込みを行う。

ステップ12では、運転状態の判定値Ｘについて所定値Ｃ
_１，Ｃ_２（但し、Ｃ_１＜Ｃ_２）と比較し、所定値Ｃ_１以
下の渋滞走行時はステップ13へ、所定値Ｃ_１〜所定値Ｃ
_２までの市街地走行時及び高速走行時はステップ14へ、
所定値Ｃ_２以上のスポーツ走行時はステップ15へ、それ
ぞれ進む。

ステップ13,14,15では、車速ＶＳＰとスロットル弁開度
ＴＶＯとに対応して変速位置（１速〜４速）を定めた変
速パターンのマップを参照し、対応する変速位置を検索
する。そして、当該変速位置に変速制御すべく、シフト
用電磁弁６Ａ，６Ｂを制御する。

ここで、ステップ13,14,15において使用される変速パタ
ーンのマップはそれぞれ異なっている。

ステップ14のマップをノーマルとすれば、ステップ13の
マップは、渋滞走行時用であるので、１速・２速間の変
速点のみを低車速側に移動させてあり、ステップ15のマ
ップは、スポーツ走行用であるので、引っぱり勝手とな
るよう全ての変速点を高車速側側へ移動させてある。

尚、判定値Ｘを所定値と比較する代わりに、例えば渋滞
走行であるか否かを判定するのであれば、第５図のステ
ップ６を参照し、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）が渋滞走行満
足度を表すので、これを所定値と比較してもよい。

尚、第７図のステップ11，13〜15の部分が変速制御手段
に相当し、第５図のステップ１〜７及び第７図のステッ
プ12の部分が変速パターン変更手段に相当し、第６図の
ステップ21〜26の部分がエンジン回転数変化範囲記憶手
段に相当し、第６図のステップ27の部分が判定基準変更
手段に相当する。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、運転者各人のレベ
ルに適応した変速パターンを実現することが可能とな
り、運転フィーリングが大幅に向上するという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の作用を示す概略図、第３図は本発明の一実施例
を示す自動変速機の変速制御装置のシステム図、第４図
は運転状態の評価関数について示す図、第５図は運転状
態認識のフローチャート、第６図は判定基準変更のフロ
ーチャート、第７図は変速制御のフローチャートであ
る。 １…エンジン、２…自動変速機、３…トルクコンバー
タ、４…歯車式変速機、５…油圧アクチュエータ、６
Ａ，６Ｂ…シフト用電磁弁、７…コントロールユニッ
ト、９…車速センサ、11…スロットルセンサ、12…クラ
ンク角センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車速及びスロットル弁開度を検出し、これ
   らに基づいて予め定めた変速パターンより変速位置を設
   定して、自動変速機を変速制御する変速制御手段を備え
   る自動変速機の変速制御装置において、 少なくともエンジン回転数を検出し、予め定めた判定基
   準に従って小〜大の区分を判定し、その判定結果に基づ
   いて前記変速パターンを変更する変速パターン変更手段
   を設ける一方、 過去からのエンジン回転数の変化範囲を記憶するエンジ
   ン回転数変化範囲記憶手段と、 その変化範囲に基づいて前記判定基準を変更する判定基
   準変更手段と、 を設けたことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。