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JPH07151221A - 車両内の装置用制御装置 - Google Patents

車両内の装置用制御装置

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Publication number
JPH07151221A
JPH07151221A JP6210755A JP21075594A JPH07151221A JP H07151221 A JPH07151221 A JP H07151221A JP 6210755 A JP6210755 A JP 6210755A JP 21075594 A JP21075594 A JP 21075594A JP H07151221 A JPH07151221 A JP H07151221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching
fuzzy
vehicle
speed
mittel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6210755A
Other languages
English (en)
Inventor
Friedrich Graf
グラーフ フリードリッヒ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of JPH07151221A publication Critical patent/JPH07151221A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両内の装置用制御装置６であって、該制御
装置は走行ペダル位置ｄｋ、車両速度ｎａｂ等に依存し
て当該装置に対する操作量を確定し、規則ベースRB_Fah
rer,RB_Last,RB_Schaltungを格納しているファジィ計算
機２３を有し、該ファジィ計算機には、dk,nab、導出パ
ラメータddk,dk_mittel,ddk_mittelが供給され、ファジ
ィ論理の規則に従った評価により出力変数last,shaltun
gが生成され、該出力変数によって、車両のその都度の
走行／負荷状態が考慮される形式のものを、前記確定の
際に走行ダイナミック影響量（走行および負荷状況、運
転者の運転挙動特性、道路形式など）を僅かなコストで
精確に考慮する。 【構成】 ファジィ計算機に、走行ペダルアクティビテ
ィddk、その平均値ddk_mittelおよび走行ペダル位置の
平均値dk_mittelが供給されかつ操作量の確定の際に運
転者の運転操作挙動を特徴付ける出力変数fahrerが生成
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両内の装置、例えば
自動変速機用制御装置であって、該制御装置は走行ペダ
ル位置、車両速度および場合によっては別の測定量に依
存して、前記制御すべき装置に対する操作量を確定し、
かつ複数の規則（ルール）ベースを格納しているファジ
ィ計算機を有し、該ファジィ計算機には、前記測定量お
よび該測定量から導出されるパラメータが入力量として
供給されかつ該ファジィ計算機によって、前記測定量お
よびパラメータの、ファジィ論理の規則に従った評価に
基づいて出力変数が生成され、該出力変数によって、車
両のその都度の走行および負荷状態が考慮される形式の
ものに関する。この種の制御装置は、車両において例え
ば自動変速機、後輪操舵、スリップ防止調整または走行
速度調整器を制御するために使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】車両に対する公知の変速機制御装置で
は、変速機の変速比は、走行ペダル位置および走行速度
に依存して、記憶されている特性マップを用いて自動的
に調整設定される。その際さらに、車両の負荷状態およ
び運転者の走行スタイルが考慮される（ヨーロッパ特許
出願公開第０４７１１０２号公報、西独国特許第３３４
１６５２号明細書）。
【０００３】別の自動変速機制御装置では、車両が住宅
地域における狭い道路を走行するとき、基本特性マップ
から特別マップに切り換えられる（ヨーロッパ特許第０
３３９４６２号明細書）。この走行状態の生起が推定さ
れるのは、計算で求められた所謂相関係数が限界値を上
回る際である。その場合特別特性マップに従って、第２
速が固定的に保持されされかつ第１速と第２速との間の
頻繁な切換は妨げられる。相関係数によって、或１つの
時間における操舵運動の範囲および制動操作の数が考慮
される。制限された役割機能に対する付加コストは、著
しく大きい。
【０００４】別の公知の自動変速機制御装置（米国特許
第４８４１８１５号明細書、A.Takahashi, Method of P
redicting Driving Enviroment, IFSA 1991, Bruessel,
第２０３ないし２０６頁）では、その都度切り換える
べき変速段の選択は、ファジィ論理手法に従って動作す
る制御装置によって行われる。この論理によって、経験
によって獲得されているエキスパート知識が、所謂規則
（ルール）ベースの形において記述されかつこれにより
車両の変速機の閉ループまたは開ループ制御過程に対し
て使用される。この形式の制御装置（ヨーロッパ特許出
願公開第０３７５１５５号公報）では、複数のファジィ
規則によって、自動変速機の特性を、経験のある運転者
によって操作される手動切換変速機の特性に整合するこ
とが図られる。
【０００５】しかし制御タスク（役割、任務）を出来る
だけ最適に果たすために、制御すべき装置の特性に作用
を及ぼすことができる付加的な影響量を、操作量を求め
る際に考慮すれば有利であろう。これは、運転者のその
都度の走行スタイルおよび車両の負荷状態（積荷の高
さ、走行すべき勾配）の他にとりわけ、車両が走行する
道路の種類である。ここでは車両がその都度走行する道
路の種類または道路の型式という概念下で、それが市街
道路であるのか、幹線道路であるのかまたはアウトバー
ンであるのか、道路が比較的真っ直ぐであるのかまたは
それがカーブの多いものであるのかかつ道路が平坦であ
るのかまたは山がちであるのか、即ち多くの登り坂およ
び下り坂を有しているのかどうかが区別される。これ
は、車両の一層快適でかつ燃料を節約し、ひいては環境
に優しい作動を実現すべきとき、車両における制御役
割、責務（タスク）に影響を及ぼしかつ考慮すべきであ
るすべての量である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、車両
内の制御すべき装置に対する操作量を確定する際に、車
両の快適でかつ環境に優しい走行特性に対して重要であ
るできるだけすべての量を考慮する制御装置を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、請求項１の特徴部分に記載のように、ファジィ計算
機に、別の入力量として、走行アクティビティ、走行ペ
ダルアクティビティの平均値および走行ペダル位置の平
均値が供給されかつこれにより、前記ファジィ計算機か
ら、前記操作量の決定の際に運転者の運転操作挙動を特
徴付ける出力変数が生成されるようにしたことによって
解決される。
【０００８】本発明の有利な改良例はその他の請求項に
記載されている。
【０００９】
【作用】本発明の利点は殊に、本発明が必要とする付加
コストは僅かにすぎないという点にある。今日の変速機
制御装置に通例既存のものであるすべての回路構成部分
およびセンサ信号を使用することができる（例えば先願
のヨーロッパ特許出願第２１１１０７６．３号明細
書）。さらに、別のセンサは不要であり、センサ信号か
ら２、３の付加的な信号を導出しかつ評価しさえすれば
よい。
【００１０】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
【００１１】図１には、変速機制御装置として構成され
ている本発明の制御装置を備えた車両の重要な構成部分
が略示されている。図１において略示されている車両１
は、機関制御部３によって制御される機関２を有してい
る。機関出力軸４は公知の、したがってここでは別個に
図示されていないトルクコンバータを介して自動変速機
５に接続されている。この自動変速機は、本発明の電子
制御装置６によって制御される。以下の実施例におい
て、変速機５は有段変速機として構成されているが、本
発明の制御部は、無段変速機にも同様良好に使用され
る。変速機出力軸８は、ここでは被駆動輪９によって象
徴的に示されている、車両の被駆動軸に接続されてい
る。
【００１２】走行ペダル１０を介して車両の運転者から
命令−正確にはそれは運転者の希望である−が機関制御
部３に供給される。ここには図示されていない、車両の
制動ペダルが操作されると、例えば制動灯スイッチによ
って発生される制動信号が線路１１を介して機関制御部
３に供給される。車両はさらに、車輪スリップ調整部ま
たはスリップ防止調整部（ＡＳＲ）１２およびロック防
止システム（ＡＢＳ）１３を備えている。これらは、信
号を交換する目的で、信号線路１５を介して相互にかつ
機関制御部３および変速機制御部６に接続されている。
信号線路１６を介して機関制御部３は機関２に信号を送
出し、これら信号によって、点火、噴射および絞り弁が
制御される（後者は、相応の制御装置が設けられている
ときにだけである）。
【００１３】選択レバー１７を介して運転者は通例通り
自動変速機５の走行領域を決定する。選択レバー信号
は、機械的な接続部１８ａを介して変速機に達しかつ電
気信号線路１８ｂを介して制御部６に達する。制御装置
６は、信号線路１９を介して制御信号を変速機５に送出
する。これら制御信号は、その都度の変速過程を決定し
かつ必要な切換過程を制御し、または−無段変速機の場
合−その都度の変速比を設定する。変速機の出力軸８の
回転数は、回転数センサ２０から信号線路２１を介して
制御装置６に通報される。少なくとも、制御装置３、
６、１２および１３を相互に接続する信号線路１５は、
個別信号線路または双方向バス、例えば公知のＣＡＮま
たはＬＡＮから形成することができる。制御装置および
制御システム３、１２および１３は必ずしも存在してい
る必要はない。しかしそれらがある場合、変速機制御装
置６がそれらからセンサ信号（例えば車輪回転数に対す
る）およびそこから導出される量をアクセスすることが
できるときは有利である。
【００１４】図２には、ファジィ計算機を備えている、
図１の変速機制御部がブロック図にて示されている。こ
こにおいて電子制御装置６は、次の構成部分を有してい
る：信号処理回路（以下、簡略的に信号処理部と称す）
２２、ファジィ論理制御回路（以下、ファジィ計算機）
２３、複数の切換特性マップまたは変速機変速比表（テ
ーブル）を有する特性マップメモリ２４、切換特性マッ
プ選択回路（略称して、ＳＫＦ選択部）２５および切換
シーケンス制御部２６。
【００１５】信号処理部２２において、種々のセンサま
たは選ばれた別の制御装置から供給される複数の入力信
号が処理される。その際入力信号は、ファジィ論理部２
３において処理可能な特性量に変換される。図２に示さ
れている入力線路から（上から下に向かって）次の測定
値またはパラメータが信号処理部２２に供給される：絞
り弁または一般には走行ペダルの位置において表れる運
転者の希望ｄｋ、変速機出力回転数ｎａｂ、トルクコン
バータのタービン回転数ｎｔ、機関回転数ｎｍｏｔ、車
輪回転数ｎｒａｄ１−４およびスリップ状態信号（“ス
リップ状態”）。これらスリップ状態は、車輪回転数か
ら求めることに対して択一的に−車輪スリップ調整部１
２またはロック防止システム１３から供給するようにす
ることもできる。したがって制御装置６は、そのような
ものが存在している場合には、別の制御装置の作動パラ
メータまたはセンサ信号を使用することもできる。
【００１６】この種のものとしてのファジィ制御装置は
文献（D. Abel: Fuzzy control- eine Einfuehrung ins
Unscharfe, ＡＴ３９（１９９１年）第１２冊）におい
て記載されている。ファジフィケーションによって、入
力パラメータの正確に決められた（英語：crisp（クリ
スプ））量が言語変数に写像変換される。以下、推論部
において、所謂規則（ルール）ベースの形において格納
されている言語規則が処理されかつ曖昧に定式化された
操作量が決定される。これらの規則において（後に挙げ
る例を参照）、所望のシステム特性が確定される。推論
によって決定された操作量はデファジフィケーションに
よって物理的な操作量−一般には：“曖昧でない”情報
−に変換され、それからこれら情報は制御すべきプロセ
スに直接作用する。
【００１７】信号処理部２２（図２）において論理量に
変換された測定値および導出された（誘導）量は図に明
らかである線路を介して制御器２３のファジケーション
部２８に達しかつそこで言語変数に変換されかつファジ
ィ制御ベースを含んでいる推論システム２９に転送され
る。制御ベースにおいてデファジフィケーションされた
規則によって、車両の負荷状態が計算され、運転者検出
が実施され、即ち運転者の運転操作挙動がスポーツ的な
ものであるかまたは燃費に向けられたものであるかが決
定され、かつさらに、増速切換または減速切換が許容さ
れているかまたは禁止されているかが確定される。ファ
ジィ計算機は基礎としているエキスパート知識を含んで
おりかつそれを、制御装置から供給すべき操作量を確定
するために重要であるパラメータを計算するために利用
する。
【００１８】推論部２９は相応に３つの信号“last（負
荷）”、“fahrer（運転者）”および“schaltung（切
換）”を発生し、これら信号はデファジフィケーション
部において物理的な操作量に変換されかつファジィ計算
機２３の出力信号として自動変速機の切換を制御する。
“負荷”信号および“運転者”信号は、切換特性マップ
選択部において相互に論理結合されかつそこで選択信号
が発生され、この信号は信号線路３２を介して特性マッ
プメモリ２４に達しかつそこでその都度の場合に最も望
ましい切換特性マップが選択される。特性マップメモリ
２４の入力信号は、運転者希望（絞り弁位置ｄｋ）およ
び変速機出力回転数ｎａｂである。これらの信号によっ
て確定された、車両の作動状態が特性曲線２−１，１−
２，…，４−３または３−４を上回ると、信号“Gang_n
eu”が確定されかつ信号線路３３を介して切換シーケン
ス制御部２６に供給される。特性曲線１−２は、公知の
ように、それを上回ると、１速から２速へ増速切換えさ
れる点を結んでおり、特性曲線２−１は、それを下回る
と、２速から１速へ減速切換えされる点を結んでいる。
その他も同様である。
【００１９】信号“Gang_neu”が切換シーケンス制御部
２６においてまだ説明していない事例において信号“切
換”によって阻止されない場合、それは信号線路２０を
介して変速機５に転送されかつそこで新しい速度段への
切換が行われる。
【００２０】信号“last”（負荷）は、高められた車両
積荷および／または登り坂または下り坂の走行の形にお
ける外部により生じる負荷状態に対する尺度であり、か
つこの信号から、変速機の切換特性または変速比を新し
い負荷状態に整合するために必要なことが結果的に割り
出される。信号“fahrer”（運転者）は、運転者の運転
態様を表すものであるが、それは間接的に、走行区間の
形式（市街、幹線道路、アウトバーン）のような外部的
に生じる状況によっても左右され得るものである。両方
の信号が、特性マップメモリ２４におけるその都度適当
な切換特性マップ“ＳＫＦ１ないしＳＫＦｎ”の選択を
行う。そのために種々様々な方法がある。実施例におい
ては、これらの信号に対する曖昧でない限界値を上回る
かまたは下回るかしたときに、適当な切換特性マップが
選択される。その際外部の負荷状態に対する整合が、走
行スタイルに対する整合より優先している。別の方法に
よれば、個々の切換特性マップから成る切換特性曲線群
が全体または部分的にシフトされる。
【００２１】切換特性マップに基づいても得られる信号
“Gang_neu”は切換シーケンス制御部に供給される。こ
のシーケンス制御部に、ファジィ計算機は信号“schalt
ung”（切換）によってアクティブに介入しかつ所定の
種類の切換を抑圧するするか（増速切換または減速切
換）またはいずれの切換をも妨げることができる。信号
“schaltung”によって、切換特性マップから得られる
切換過程がダイナミックに補正される。１例は高速のカ
ーブ走行である。切換特性を特性マップからのみ確定し
た場合、カーブ進入時に、運転者がガス供給を停止する
とき、しばしば増速切換えされかつカーブを出て行く際
に、運転者が再びガスを供給するとき、減速切換えされ
る。走行安定性および走行快適さを妨害しかつ摩擦を高
めるこれらの切換過程はここでは妨げられる。別の例
は、車両の車輪と走行路との間のスリップ状態である：
ファジィ計算機２３は、切換シーケンス制御部２６にお
いて、走行安定性に付加的に不都合に作用する可能性が
ある切換を回避するかまたは遅延する。さらに、切換シ
ーケンス制御部２６は、それが切換を許容するとき、変
速がスムーズに快適に行われるように、変速機５におけ
る電気液圧アクチュエータの制御が行われるように作用
する。
【００２２】改良される走行安定性および高められる走
行快適さは、ファジィルールベースに含まれているエキ
スパート知識によって実現され、変速機制御の概観し易
さおよび整合能力は、切換特性マップの使用によって保
証される。切換特性マップの作成の際、数多くの情報、
例えば変速機制御装置が直接使用することができる、新
しい速度段における蓄積トルク、燃料消費量などが組み
込まれている。これにより変速機制御装置はこれらの情
報の非常に面倒な計算をしないですむ。許容できないほ
ど高いまたは低い機関回転数は確実に妨げられる。ファ
ジィ計算機２３は、市販の所謂ＣＡＥ−Ｔｏｏｌｓを用
いて比較的高いプログラミング言語Ｃにおけるプログラ
ムとしてまたは直接目的コードとして製造される。マイ
クロ計算機において実行されるプログラムのこのような
実現の他に、制御器２３は、計算システムの周辺ユニッ
トとしてハードウェアにおいても同様良好に実現するこ
とができる。
【００２３】信号処理部２２において、入力信号から導
出される量も計算される：走行ペダル移動調整速度ｄｄ
ｋは、移動調整速度の循環的にサンプリングされる値の
変化の絶対値の移動平均値（ムービングアベレージ）と
して計算され、その際その都度最後の値が、例えば８０
％重み付けされかつ最新の値が２０％重み付けられる。
【００２４】走行ペダル−平均値 dk_mittel は、絞り
弁位置によって与えられる運転者希望ｄｋの前以て決め
られる時間間隔にわたる平均値を表しておりかつ走行ス
タイルを計算するために、しかもルールベース RB_Fahr
er において用いられる。この平均値は、次のように計
算される： dk_mittel，ｎ＝（Σｄｋ，ｎ−dk_mittel，ｎ−１）／
ｐ ここにおいて、 Σｄｋ，ｎ＝ｄｋ＊ｋ＋Σｄｋ，ｎ−１， ｐは、ｄｋの急激な変化の後に新しい平均値が得られる
までの計算サイクルの数であり（例えばｐ＝２５６）、
かつｋは、そのときのｄｋ値を評価するための正規化係
数である。ただしｋ＞１でありかつｎはｎ番目の計算サ
イクルを表している。
【００２５】車両横加速度ａｙは、回転数センサから供
給される車輪速度から次のように計算される：
【００２６】
【数１】
【００２７】ただし ｂ ＝駆動されない車軸における輪距、 ｖｖｌ ＝車輪速度前左および ｖｖｒ ＝車輪速度前右（後輪または全輪駆動の場合に
その都度；前輪駆動の場合、後輪の車輪速度が使用され
る）。
【００２８】車輪速度は、測定された車輪回転数から計
算される。
【００２９】横加速度ａｙの上述の計算は、顕著なスリ
ップ状態が存在していないときにしか正しくない。しか
しスリップ状態が生じている場合、別の規則が、横加速
度の影響より高く優先付けられているので、ａｙがスリ
ップが生じている場合に代替値にセットされるとき、ａ
ｙの更新が行われなくても影響しない。
【００３０】別の導出される量は、次のように計算され
る差動力ｄｆであり：
【００３１】
【数２】
【００３２】ここにおいて Ｆｂ（ｔ） ＝駆動力、 ＦＬ（ｔ） ＝空気抵抗、 ＦＲ（ｔ） ＝ころがり抵抗 ｍＦｚｇ＊Δｎａｂ（ｔ）＝加速度抵抗および Ｆｂｒ（ｔ） ＝制動力。
【００３３】ｄｆは、車両に作用する力の、変速機出力
側に現れる力の結果を表すものである。平坦地において
それは外部の負荷−例えば積荷またはトレーラ作動−な
しでは、零に等しいはずである。そうでない場合には、
高められた車両質量、走行路の傾きおよび／または外部
負荷（積荷、トレーラ作動など）が検出される。これに
類似して、差動力ｄｆとは付加的な係数によってのみ相
異している（この点についてはファジィ論理のための論
述を参照されたい）差動モーメント m_diff が計算され
る。
【００３４】平均差動力 df_mittel は、走行路勾配ま
たは傾きおよび／または車両積荷に対する尺度であり、
しかも間隔ｚにおける平均値として表される。それは、
時間間隔ｚにおける差動力ｄｆの絶対値の平均値を表し
ている。それによって例えば、極めて丘状または山がち
の走行区間および／または高められた車両積荷を検出し
かつ変速機の相応の特性を制御ベース PB_LAST によっ
て比較的長い時間にわたっても保証することができる。
これにより例えば、長い勾配の後に、負荷適合切換特性
マップが維持され、即ち４−５増速切換は阻止される。
その場合これにより、後に続く降坂走行において良好な
機関制動作用を有する４速を使用することが可能であ
る。このようにして、丘状の幹線道路における不必要な
４−５および５−４切換が回避される。
【００３５】平均差動力に基づいて、山間の狭い街道の
走行も制御ベース PB_Strasse によって検出される。平
均差動力の計算は次の通りである： df_mittel，ｎ＝（Σｄｆ，ｎ−df_mittel，ｎ−１）／
ｐ ここにおいて Σｄｆ，ｎ＝ｋ＊｜ｄｆ｜＋Σｄｆ，ｎ−１、 ｋは、そのときの差動力の絶対値を評価するための正規
化係数であり、ｎは、計算サイクルでありかつｐは、｜
ｄｆ｜の急激な変化の後に新しい平均値が得られるまで
の、計算サイクルの数である（例えばｐ＝２５６）。
【００３６】このことに類似して、一定の係数まで平均
差動力 mf_mittel に相応しかつ登り坂および下り坂の
持続的な存在に関するデータを含んでいる差動モーメン
ト md_mittel の平均絶対値が使用される（ファジィ論
理に関する論述も参照されたい）。量子化は、２Ｎｍの
ステップによって行われる。
【００３７】走行ペダルアクティビティ ddk_mittel
は、間隔ｚにおける走行ペダルの位置調整の頻度ｄｋを
表しておりかつそれは次のように計算される： ddk_mittel，ｎ＝（Σddk_mittel，ｎ−ddk_mittel，ｎ
−１）／ｐ ここにおいて Σddk_mittel，ｎ＝ｋ＊｜Δｄｋ｜＋Σddk_mittel，ｎ
−１である。
【００３８】ｋ，ｎおよびｐに対して、上と同じことが
当てはまる。ｄｄｋは、走行ペダル移動調整速度または
走行ペダルアクティビティを表している。
【００３９】平均差動力および走行ペダルアクティビテ
ィの上述の計算は、簡単化された移動平均値形成に相応
する。
【００４０】制動力をＡＢＳ制御装置または相応のセン
サから供給することができる場合、上述の式に従って、
差動力をよく表している値が計算される。制動力が供給
されない場合、このことを制動時に考慮しなければなら
ない。
【００４１】車輪回転数は既述のように、横加速度およ
び車輪スリップの計算のために用いられる。その際小さ
い回転数差でも、計算される量の重大な値を招来する可
能性がある。それ故に、例えばタイヤ交換または雪道用
チェーンの装着による１つまたは複数の車輪の円周の変
化による誤計算を検出しかつ補正することが必要であ
る。そうしなければ例えば、検出されたカーブ走行にお
いて増速切換が大きな横加速度のために誤って阻止され
ることになる。このことは次のようにして回避すること
ができる：変速機制御装置６の新たなスタート後、即ち
点火の投入後、計算される横加速度は前以て決められた
時間の間、限界値以下にあるはずであり、そうでない場
合にはそれは連続する作動サイクルの持続時間の間、零
に等しくセットされる。
【００４２】その際、運転者は例えば新たなスタート後
２分間の間は、この時間間隔の間は直ちに持続的に一定
の極性を有する高い横加速度で走行しないことが前提と
なっている。これに対して、横加速度が短時間だけ限界
値を上回りかつそれから再び小さな値に低下することが
生じると、それは合理的と見なされかつ制御のために取
り入れられる。
【００４３】ファジィ計算機２３の出力信号“last”お
よび“fahrer”および時点ｔにおいてアクティブである
切換特性マップＳＫＦ（ｔ）が、後続の時点における切
換特性マップＳＫＦ（ｔ＋１）を決定する。その際サイ
クル時間は約２０msである。特性マップメモリ２４にフ
ァイルされている切換特性マップは相互に調整されてい
る。
【００４４】この実施例においては３つの運転者適応切
換特性マップＥ（“経済的”）、Ｍ（“中間”）および
Ｓ（“スポーツ”）および２つの負荷適応切換特性マッ
プＴＡ（“部分適応”）およびＡ（“適応”）が存在し
ている。運転者適応切換特性マップでは、機関出力回転
数ｎａｂが増大してＥからＭを介してＳになる場合増速
切換が行われる。切換特性マップＴＡは、速度段３、４
および５の間の切換しか包含していない。速度段１およ
び２並びにこれらから３速への切換特性曲線は、出力信
号“fahrer”によって確定される運転者適応切換特性マ
ップに基づいているが、例外は切換特性マップＳdeあ
る。というのはこの特性マップは、ＴＡの機能性を一緒
に包含しているからである。
【００４５】図３には、例として運転者適応切換特性マ
ップＳが示されている。切換特性曲線Ｓ１２は、第１速
から第２速への増速切換が実施される、値対機関出力回
転数および絞り弁角度を結んでいる。相応に例えば、切
換特性曲線Ｓ５４は、５速から４速への減速切換が行わ
れる、値対機関出力回転数／絞り弁角度を結んでいる。
２つの所定の速度段（例えば３−４）の間の増幅切換が
同じ速度段の間の減速切換より高い回転数において行わ
れるように作用する、切換特性曲線のヒステリスがよく
わかる。
【００４６】運転者適応切換特性マップが切り換えられ
たとき、上述の選択信号の変動による頻繁な切換を回避
するために、それは前以て決められた保持時間の間、変
化されずにアクティブにとどまる。さらに、例えば追い
越し過程において、運転者にとって即刻、変速機の適当
な切換特性により必要な加速を得ることができるように
するために、走行出力向き切換特性マップは常時、経済
的な切換特性マップに対して優位である（図５も参
照）。保持時間の持続時間は、例えばアウトバーン走行
において、統一のとれた切換特性を比較的長く保証する
ために（例えば速度段４および５における比較的長い保
持時間を有する）、速度段に依存するようにすることが
できる。また、例えば出力要求が非常に高い場合、即ち
信号“fahrer”が大きい場合、Ｓ切換特性マップの活性
化の際に比較的長い保持時間を惹き起こすことができる
ようにするために、保持時間の持続時間が運転者の運転
挙動特性に依存するようにすることができる。しかしこ
の形式の機能性は、それぞれの車両型式の機関、車体お
よび変速機に依存している。
【００４７】図４に示されているマトリクスには、“古
い”、すなわち時点ｔにおいて利用された切換特性マッ
プ（左列）から“新しい”、時点ｔ＋１において利用さ
れる切換特性マップへ移行するために、ファジィ計算機
２３の出力信号“fahrer”および“last”が満足しなけ
ればならない条件が示されている。量ｅｍ，ｍｓ，ｘｔ
ａ，ｘａ，ｍｅ，ｓｍ，ｔａｘおよびａｘは、上記２つ
の信号に対する前以て決められた限界値である。符号∧
は、ＡＮＤ論理結合を表している。
【００４８】例えば運転者適応Ｅ切換特性マップから負
荷適応ＴＡ切換特性マップに切り換えるために、信号
“last”は限界値ｘｔａより大きくかつ信号“fahrer”
は限界値ｍｓより下になければならない。Ｓ切換特性マ
ップからＴＡ切換特性マップへの切換は許容されない。
というのは、スポーツ的なＳ切換特性マップが、部分適
応切換特性マップが設定されている、中位の勾配を有す
る道路の走行に対する条件も満足しているからである。
【００４９】一方において、それぞれ一層細かく段階付
けられている５より多くの切換特性マップを使用するこ
とができるが、ファジィ計算機２３の出力信号は、１つ
または２、３の少ない基本特性マップを変更するために
も使用することができる。このために、信号“fahrer”
によって特性曲線はシフトされかつ場合によっては信号
“last”によって増速切換特性曲線と減速切換特性曲線
との間のヒステリスが変更される。これにより、個々の
特性マップを選択するために必要な基本特性マップの数
が低減される。
【００５０】図４のマトリクスにおける限界値は走行実
験において求められる。それらは、切換特性マップの使
用開始と使用中止との間に前以て決められたヒステリス
を有していなければならない。すなわち例えばＥ切換特
性マップからＭ切換特性マップへの交代に対する限界値
ｅｍは、Ｍ切換特性マップからＥ切換特性マップに戻る
際の限界値ｍｅより大きい：ｅｍ＞ｍｅ。
【００５１】さらに、所定の走行操作、例えば山道走行
において、使用開始限界値を変化する、例えばＳ切換特
性マップに対する使用開始限界値を高めることができ
る。というのは、信号“fahrer”は山道走行では低めに
評価しなければならないからである。ここでは、ファジ
ィ論理の普遍的な利点が明らかになり、すなわち種々異
なった帰結を許容する、入力量の可変の評価が行われ
る。例えば信号“fahrer”が非常に大きな値を有してい
るとき、例えば追い越しの際の、運転者の短時間の出力
要求が扱われている。この定量的な評価はファジィ論理
によって行われかつこのようなものとして特別に利用す
ることができる。
【００５２】図４のマトリクスは技術的には、相応の質
問および分岐を処理しまたはその時の切換特性マップＳ
ＫＦ（ｔ）に依存してアドレス指定される表を有する相
応のプログラムを有する計算機によって実現することが
できる。その場合計算機は、使用開始限界値および比較
の種類（“＞”または“＜”）を表から取り出しかつ使
用開始すべき新しい切換特性マップを信号“fahrer”お
よび“last”を表からの限界値と比較することによって
確定する。図５には、その際実行される演算の全体のシ
ーケンスがフローチャートにて示されている。シーケン
スフローチャートは自己解明形であり、演算は次のよう
に実行される。
【００５３】変速機制御装置６は、ダイナミックな切換
点の補正を−切換特性マップの交代による切換抑圧によ
って次のように実行する。アクティブな切換特性マップ
ＳＫＦ（ｔ）に基づいて、信号ｄｋおよびｎａｂから新
しい速度段が提案として求められる。この提案がその時
の、液力的に挿入されている速度段と異なっていれば、
これに基づいて増速切換（ＨＳ）および減速切換（Ｒ
Ｓ）に対する切換要求が発生される。しかしこの切換は
ただちに切換命令として変速機に転送されるのではな
く、必要に応じてある程度の時間、すなわち所謂禁止時
間間隔だけ抑圧される。この禁止時間間隔は、切換提案
が再び消失するまでの間持続することができる。このこ
とは例えば、カーブ走行の際に運転者のアクションによ
って走行ペダルにおいて（信号ｄｋ）切換命令が発生さ
れ、その実施は妨害されるかもしれないときに、効果的
である。このような運転操作は、ファジィ計算機によっ
て検出される。さらに、増速切換または減速切換の際に
信号“shaltung”によってファジィ計算機から発生され
る切換禁止は、車輪と走行路との間にスリップ状態が存
在するときに現われる。これにより、走行安定性の限界
領域における走行安全性が改善される。
【００５４】推論部２９はこのために、形 hs_verb ま
たは rs_verb を有しかつ増速切換または減速切換を抑
圧する出力変数“shaltung”を送出する。増速切換また
は減速切換が許容されていれば、出力変数は形 hs_erl
ないし rs_erl を有する。
【００５５】ファジィ計算機によって検出されないさら
に別の切換禁止が必要であることがわかっている。すな
わち、運転者適応切換特性マップの交代によって生じる
切換が煩わしいと知覚される可能性がある。というの
は、このような切換は、運転者によって認識可能なアク
ションまたは環境条件と関連していないからである（所
謂動機付けされていない切換）。このような場合、“切
換特性マップの交代による切換抑圧”が行われ、これに
よりこのような切換は、これら切換が運転者にとって妥
当であると思われる運転操作と結びついてこれら切換が
実施されるまでの間抑圧される。しかしこのこととは異
なって、山道での走行の際の負荷適応切換特性マップへ
の交代による減速切換または負荷適応切換特性マップを
離れることによる増速切換は許容される。増速切換を妥
当にする運転操作は、例えば車両加速（信号ｄｎａｂに
よって開始される）または高い機関回転数（ｎｍｏｔに
よる）である。
【００５６】上述の機能の一層の簡単化および改善は、
新しい速度段を引き続きこれまでの切換特性マップＳＫ
Ｆ（ｔ）によって計算しかつ新しい切換特性マップＳＫ
Ｆ（ｔ＋１）によって計算される新しい速度段と比較す
ることによって行い得る。両方の切換特性マップにより
同じ新しい速度段が生じると、この速度段およびこれに
結び付いている切換が許容される。しかし、このことが
可能でない場合がある。すなわち、例えばＳ切換特性マ
ップにおいて第１の速度段が利用されるが、ＥおよびＭ
切換特性マップにおいては利用されない。Ｓ切換特性マ
ップでは使用されない第５の速度段とは逆の関係にある
（Ｓ切換特性マップでは、騒音低減のためのオーバドラ
イブ特性および燃料消費量の低減が考慮される）。この
種の切換は、それらが走行路（例えば山道における走
行）、車両（加速、機関回転数）または運転者（走行ペ
ダルの踏み込み）によって要求されないとき、抑圧され
なければならない。他方において上述の条件が生じると
き、対応する切換は運転者にとって妥当である。“切換
特性マップの交代による切換が行われる”ことが許容さ
れている場合が、図６の表にまとめられている。
【００５７】図７の表には、ファジィ切換禁止を中止す
る“曖昧でない”機関回転数条件が示されている。これ
らは、切換を抑圧する、ファジィ論理のすべての規則す
べてが機関回転数を考慮している訳ではないので、必要
なことである。
【００５８】ファジィ増速切換禁止の消失後付加的に、
（切換特性マップによって要求される）増速切換がさら
に一時阻止される。このことは走行スタイルに依存して
おり、それは例えば特性曲線の形において確定される。
これにより、出力向け走行態様（追い越し、カーブの多
い区間）においては、走行ペダルが比較的長くは操作さ
れなかった後、または車両が直線の区間部分を走行する
ときようやく増速切り換えされる。
【００５９】上述のファジィルールベースは、次のよう
に既述された規則を含んでいる。
【００６０】ファジィルールベース RB_Last 第１の規則は、山道走行の迅速な検出のために用いられ
る。
【００６１】 RULE Schnellerf_Berg： ｉｆ （（m_diff_is_pos）ａｎｄ（dk is not_s））ａｎｄ（nab is not_low） ｔｈｅｎ last=berg （ＲＬ１） 第２の規則により、負荷適応切換特性マップの保持また
は切換点の相応の持続的なシフトが行われる。
【００６２】 RULE Adap_halten： ｉｆ （m_diff is pos）または（md_mittel is high）、 ｔｈｅｎ last=berg （ＲＬ２） この規則は、車両が１２０km／ｈ以上では走行していな
いときにしか有効でない。
【００６３】常時有効である第３の規則は、別の規則が
同時に有効でないときにのみ、出力信号“last”の値に
対して尺度となる。
【００６４】 RULE Last_balance： ｉｆ md_iff is any、 ｔｈｅｎ last=ebene （ＲＬ３） ファジィルールベース RB_Fahrer 零番目の規則は、出力信号“fahrer”の大きな値を最初
に迅速に求めるために用いられる。
【００６５】 RULE Schnellerf_high： ｉｆ (ddk is phigh)ａｎｄ（dk is gr_m）、 ｔｈｅｎ fahrer=high （ＲＦ０） 第１の規則は、運転者の運転挙動特性またはスタイルの
引き続く迅速な検出のために用いられる。出力信号“fa
hrer”が大きな値（ｈｉｇｈ）を有するとき、運転者は
高い出力を要求する。値が低い（ｌｏｗ）とき、運転者
によって僅かな出力しか要求されない。
【００６６】 RULE Schnellerf1_high： ｉｆ （dk is ll）ａｎｄ（nab is not high）、 ｔｈｅｎ fahrer=high （ＲＦ１） 第２の規則は、出力信号“ｆａｈｒｅｒ”の平均値の長
時間検出のために用いられる。
【００６７】 RULE Langzeiterf_med： ｉｆ ddk_mittel is m、 ｔｈｅｎ fahrer=med （ＲＦ２） 第３の規則は、中位の時間間隔にわたって出力信号“fa
hrer”の中位の大きさの値を確定するために用いられ
る。
【００６８】 RULE Mittelzeit_med： ｉｆ （dk is l）ａｎｄ（dk_mittel is high）、 ｔｈｅｎ fahrer=med （ＲＦ３） 第４の規則はここでも、別の規則が有効でないときにの
み有効になる。
【００６９】 RULE Balance： ｉｆ ddk_mittel is any、 ｔｈｅｎ fahrer=low （ＲＦ４） ファジィルールベース RB_Schaltung 零番目の規則は、車両のエンジンブレーキにおいてまた
は運転者が足を走行ペダルから離したとき、増速切換が
実施されるように考慮する。
【００７０】 RULE no_schub_hs： ｉｆ（（dk is ss）ａｎｄ（nmot is low））ａｎｄ（nab is not low））ｏｒ ddk is less_nmed）、 ｔｈｅｎ schaltung=hs_verb （ＲＳ０） 第１の規則により、小さな機関回転数におけるガス供給
の際および小さなガスペダル移動調整速度によって同様
に、増速切換禁止が行われる。
【００７１】 RULE hs_ddk_verbot： ｉｆ （ddk is gr_plow）ａｎｄ（nmot is low）、 ｔｈｅｎ schaltung=hs_verb （ＲＳ１） 第２の規則により、カーブにおける増速切換が妨げられ
る。
【００７２】 RULE hs_kurven_verbot： ｉｆ （（any is big）ａｎｄ（nmot is low））ｏｒ（day is p）、 ｔｈｅｎ schaltung=hs_verb （ＲＳ２） 第３の規則および第４の規則は、その他に別の規則がな
いときに、増速切換および減速切換の際に有効になる。
【００７３】 RULE balance_hs： ｉｆ any is any、 ｔｈｅｎ schaltung=hs_erl （ＲＳ３） RULE balance_rs： ｉｆ any is any、 ｔｈｅｎ schaltung=rs_erl （ＲＳ４） 上述の規則ベースにおいて使用される、ファジィ変数の
メンバシップ関数が、図８ないし図１０に例示されてい
る。個々のメンバシップ関数の値は、それぞれの車両形
式に依存しており、それらは部分的に経験により求めら
れる。図８には、絞り弁位置ｄｋの値に関する次の量の
メンバシップ度ＢＥＬＩＦＥ−その他ではμとも称され
る−が示されている： ｓｓ 非常に小さい（small small） ｓ 小さい（small） ｎｏｔ＿ｓ 小さくない（not small） ｇｒ＿ｍ 中位（great medium） ｌ 大きい（large） ｌｌ 非常に大きい（large large） 図９には、差動モーメント m_diff のメンバシップ関
数、すなわち差動モーメントの値のメンバシップ度が次
の量に対して示されている： ｎｅｇ 負 ｚｅｒｏ 零 ｌｅｓｓ＿ｐｏｓ 正小 ｐｏｓ 正 図８および図９のメンバシップ関数は、ファジィ量の値
（横軸）と量に対するメンバシップ度（縦軸）との間の
真の関数関係を示している。図１０において、推論の結
果、すなわちファジィ変数に使用される、制御ベースの
規則のまとめが示されている。信号“fahrer”の値の、
次の量ｌｏｗ（低い），ｍｅｄ（中位）およびｈｉｇｈ
（大きい）への帰属はここでは、３面の形において存在
している。
【００７４】すべてに使用することができる種々の実証
済みの推論方法が公知である。実施例において、出力信
号のメンバシップ関数の下方の面がその都度の規則の満
足度に依存している所謂マックスドット推論方法が使用
された。これにより個々の帰結はそれらその都度の満足
度によって重み付けられる。
【００７５】その場合公知のように、結果生じる全体面
が形成される。この面の重心は、最終的に、面重心のｘ
軸とともに、操作量、ひいてはファジィ計算機の出力信
号を表している。
【００７６】上述の“ｂａｌａｎｃｅ”規則から、帰属
面ｌｏｗ（図１０）が常時有効であることが生じる。こ
の規則のみが有効であるとき、信号“fahrer（運転
者）”は、相応の面重心のｘ軸に相応する４４の値を有
する。４４から１３０までの信号“fahrer”の値は、経
済的な走行スタイルから出力向きの走行スタイルを特徴
付け、一方１３０を超えたところにある値はスポーツ走
行スタイルを特徴付ける。１００％に対する帰属度ｆａ
ｈｒｅｒ＝ｈｉｇｈが該当するとき、面重心のｘ軸、ひ
いては出力信号“ｆａｈｒｅｒ”の値は１３０にある。
【００７７】図１１ないし１３から明らかである、ファ
ジィ計算機２３において実現されている、ファジィ論理
の作用の特性マップ形式の表示から、その都度３つの量
しか表示することができないので、別の量は一定に保持
されている。その都度変化する量およびそこから生じる
出力信号は、その都度、それぞれの表示の下方の小さ
【００７８】なスケッチに示されている。表示のそれぞ
れの度量単位は、 【】内に示されている。
【００７９】図１１には、出力信号“last”の、差動モ
ーメント m_diff および平均差動モーメント md_mittel
への依存性が示されている。変速機出力回転数ｎａｂ
および絞り弁位置ｄｋは一定に保持されている：それぞ
れの値は図から明らかである。ここでは規則“Schnelle
rf_Berg”および“Adap_halten”が有効である。m_diff
＞０では、規則“Schnellerf_Berg”が有効であり、山
道区間での走行の際には平均差動モーメント md_mittel
はまだ零に等しくかつしたがって規則“Adap_halten”
はまだ有効でない。比較的長い登り坂を走行するとき、
平均差動モーメントは上昇しかつ規則“Adap_halten”
（すなわち適応切換特性マップの保持）はますます有効
になる。これにより結果的に、規則“Schnellerf_Ber
g”がもはや（全く）作用していないときでも、出力信
号“last”が上昇する。このことは、山道下降において
も当てはまる。この規則の利点は、山道の登りおよび下
り走行に整合されている、制御装置６の特性がファジィ
計算機２３によって実現されることである。
【００８０】図１２には、出力信号“last”は、差動モ
ーメント m_diff および絞り弁位置ｄｋに依存して図示
されている。その際平均差動モーメント md_mittel＝０
および変速機出力回転数ｎａｂ＝９６０ r.p.m は一定
に保持されている。ここではファジィ規則“Schnellerf
_Berg”および“Adap_halten”が有効である。山道走行
に整合されている切換特性または一般にそれに整合され
ている変速比を得るために、m_diff の値が小さい場合
の差動モーメントの評価に対して付加的に、運転者の出
力要求が絞り弁位置ｄｋの重要な値として存在するはず
である。したがって軽い勾配または湾曲を有する（ｄｋ
の小さな値を有する）小さな丘を走行する際に、切換特
性の変化は行われない。
【００８１】図１３には、車両横加速度ａｙおよび機関
回転数ｎｍｏｔに依存した出力信号“hochshaltverbo
t”が示されている。ここでは、機関回転数ｎｍｏｔ＝
５６６０ r.p.m までのファジィ規則“hs_kurven_verb
０”および２．３５ｍ／ｓ2の横加速度からのファジィ
規則“hs_kurven_verb １”が有効である。両方の規則
は、カーブにおいて増速切換されないという前以て決め
られた前提条件下で作用する。
【００８２】増速切換禁止が値 hochschaltverbot＝１
００から有効であるという前提条件において、これら２
つの規則は次のように補足される。横加速度が比較的小
さ場合、そこからは出力信号 hochshaltverbot＜１００
である、すなわち増速切換が許容される（規則 hs_kurv
en_verb ０）機関回転数限界値が存在する。横加速度ａ
ｎｙが“非常に大きい”（規則 hs_kurven_verb １）と
き、機関回転数に無関係に、増速切換が停止される（例
えば５ｍ／ｓ2の場合）。その間に、出力信号“hochsha
lten”が、比較的大きな横加速度の場合、ますます比較
的大きな機関回転数が生じ、それ以下では増速切換が許
容されないように、横加速度および機関回転数に依存し
ている領域が存在する。
【００８３】
【発明の効果】本発明によれば、車両における任意の制
御機器に対する操作量の確定の際に、全部の走行ダイナ
ミック影響量（車両の走行および負荷状況、運転者の運
転挙動特性、道路形式など）が僅かなコストで精確に考
慮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】変速機制御装置として構成されている本発明の
制御装置を備えた車両の重要な構成部分の概略図であ
る。
【図２】ファジィ計算機を備えた、図１の変速機制御装
置のブロック図である。
【図３】図２の変速機制御装置の切換特性マップの１例
を示す線図である。
【図４】図２の変速機制御装置において切換特性マップ
を選択するために使用されるマトリクスを示す図であ
る。
【図５】切換特性マップの選択のためのシーケンスを示
すフローチャート図である。
【図６】切換特性マップの交替による切換を許容するた
めの条件を格納している表を示す図である。
【図７】ファジィ論理の切換禁止に基づいた切換抑圧を
格納している表を示す図である。
【図８】図２の変速機制御装置に使用される、２、３の
ファジィ変数のメンバシップ関数を示す線図である。
【図９】図２の変速機制御装置に使用される、２、３の
ファジィ変数の別のメンバシップ関数を示す線図であ
る。
【図１０】図２の変速機制御装置に使用される、２、３
のファジィ変数のさらに別のメンバシップ関数を示す線
図である。
【図１１】ファジィ規則の作用の結果としてのファジィ
計算機の入力信号と出力信号との関係を３次元で示す図
である。
【図１２】ファジィ規則の作用の結果としてのファジィ
計算機の入力信号と出力信号との関係を３次元で示す別
の図である。
【図１３】ファジィ規則の作用の結果としてのファジィ
計算機の入力信号と出力信号との関係を３次元で示すさ
らに別の図である。
【符号の説明】
２ 機関、 ５ 変速機、 ６ 変速機制御装置、 ２
３ ファジィ計算機、２４ 切換特性マップメモリ、
２５ 切換特性マップ選択部、 ２６ 切換シーケンス
制御部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両内の装置用制御装置であって、該制
    御装置は走行ペダル位置（ｄ，ｋ）、車両速度（ｎａ
    ｂ）および場合によっては別の測定量に依存して、前記
    制御すべき装置に対する操作量を確定し、かつ複数の規
    則（ルール）ベース（RB_Fahrer, RB_Last, RB_Schaltu
    ng）を格納しているファジィ計算機（２３）を有し、該
    ファジィ計算機には、前記測定量（ｄｋ，ｎａｂ）およ
    び該測定量から導出されるパラメータ（ddk, dk_mitte
    l, ddk_mittel）が入力量として供給されかつ該ファジ
    ィ計算機によって、前記測定量およびパラメータの、フ
    ァジィ論理の規則に従った評価に基づいて出力変数（la
    st, shaltung）が生成され、該出力変数によって、車両
    のその都度の走行および負荷状態が考慮される形式のも
    のにおいて、前記ファジィ計算機（２３）に、別の入力
    量として、走行ペダルアクティビティ（ｄｄｋ）、走行
    ペダルアクティビティの平均値（ddk_mittel）および走
    行ペダル位置の平均値（dk_mittel）が供給されかつこ
    れにより、前記ファジィ計算機（２３）から、前記操作
    量の確定の際に運転者の運転操作挙動を特徴付ける出力
    変数（fahrer）が生成されることを特徴とする車両内の
    装置用制御装置。
JP6210755A 1993-08-12 1994-08-12 車両内の装置用制御装置 Pending JPH07151221A (ja)

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