JP2015021810A - 推定車重の算出方法と車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の走り始めの低車速で、精度良く推定車重を算出することができる推定車重の算出方法と車両を提供する。【解決手段】車両1の力行運転が予め定めた判定時間t1以上、継続された場合に、予め定めた算出時間t2の間、予め定めたサンプリング時間t3ごとに各時刻の推定車重Mt1〜Mtnを車両1の走行抵抗Rと駆動力Fを用いて算出し、各時刻の推定車重Mt1〜Mtnを積算した値を算出時間t2で除算して平均推定車重Maveを算出し、平均推定車重Maveを推定車重M’とすることを特徴とする。【選択図】図2
Description
本発明は、車両の変速制御や回生制御に使用される推定車重を算出する推定車重の算出方法と車両に関する。
一般に、トレーラを牽引するトラクタやトラックのように、車重(車両重量や車両質量ともいう)が大きく変動するような車両では、走行中に推定車重を算出し、その算出した推定車重に基づいて、変速制御を行うことで燃費の向上を図っている。また、エンジンの他に走行用モータを搭載したハイブリット車両においては、算出した推定車重に基づいて走行用モータを回生制御して、回生量を増加させる制御を行なっている。
そのため、トラクタやトラックなどの車重が変動する車両では、推定車重を正確に算出する必要がある。例えば、エアサスペンションを搭載した車両では、エアサスペンションの圧力などから推定車重を求めていた。
一方、エアサスペンションを搭載していない車両で推定車重を算出する装置として、変速時における変速前の加速度及び変速中の減速度を導き、且つ変速前の駆動力を変速前の加速度から変速中の減速度を減算した値で除算して車重を求める装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この装置は、エンジンや駆動系の回転慣性力や駆動損失、空気抵抗の影響を少なくするために、加速時と変速中の惰性走行状態の加速度の差から推定車重を算出している。
しかし、特許文献1に記載の装置のように、変速中に推定車重の算出を行う場合には、ある程度の車速、例えば、50〜60Km/s程度の車速が必要であり、それ以下の車速では推定車重を算出できないという問題がある。また、ある程度の車速に到達しても、変速に要する時間が短時間の場合は、推定車重を算出するために必要なパラメータを正確に取得することができず、正確な推定車重を算出することができなかった。
特に特許文献1に記載の装置は、変速機に多段変速機を用いた大型のトレーラや大型のトラックなどを想定しており、その多段変速機の高位段での変速時に推定車重を算出している。そのため、車両が発進してからある程度の車速になるまでは、車重を考慮した変速制御や回生制御を行うことはできない。
しかし、主に街中を走行するような積載量が2t前後の商用車においては、推定車重の算出を行うのに必要な車速に達しないことが多い。そして、そのような商用車は、街中で停車することも多く、その停車中に車重が大きく変化することがあるため、何時まで経っても正確な推定車重を算出することができなかった。
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、車両の走り始めの低車速で、精度良く推定車重を算出することができる推定車重の算出方法と車両を提供する
ことである。
ことである。
上記の課題を解決するための本発明の推定車重の算出方法は、車両の力行運転が予め定めた判定時間以上、継続された場合に、予め定めた算出時間の間、予め定めたサンプリング時間ごとに各時刻の推定車重を車両の走行抵抗と駆動力を用いて算出し、前記各時刻の推定車重を積算した値を前記算出時間で除算して平均推定車重を算出し、該平均推定車重を推定車重とすることを特徴とする方法である。
なお、ここでいう車両の力行運転とは、車両がエンジンの駆動力で加速している状態のことをいう。つまり、走行抵抗により減速することに任せる惰行運転や、ブレーキなどによる減速運転ではない状態である。
また、車両の走行抵抗と駆動力に基づいて推定車重を算出する方法の一例を挙げると、走行抵抗Rがころがり抵抗Rrと空気抵抗Raと勾配抵抗Reと加速抵抗Rcと等しくなることを示す以下の数式(1)を用いて算出する。ここで、推定車重をMtn、ころがり抵抗係数をμr、勾配角をθ、車両1の前後の加速度をα、重力加速度をg、空気抵抗係数をμa、車両1の前面投影面積をA、車速をV、駆動機構の回転部分の慣性相当重量(エンジン、トランスミッション、ファイナルドライブ、及び駆動輪の回転運動の慣性抵抗を考慮した重量)をmrとする。
そして、上記の数式(2)の走行抵抗Rを車両の駆動力Fに置き換えることで、推定車重Mtnを算出することができる。
この方法によれば、車両の力行運転が一定時間以上、継続された場合に、一定時間内でサンプリング時間ごとに算出された各時刻の推定車重を積算平均化して、平均推定車重を算出し、その平均推定車重を推定車重とするので、エアサスペンションを搭載しない車両や、主に街中を走行するような商用車でも、車両の発進時などの走り始めの低車速で、精度の高い推定車重を算出することができる。
これにより、車両の発進時から一定時間が経過すれば、推定車重を用いた変速制御や回生制御を行って、燃費を向上させることや回生量を増加させることができる。
また、上記の推定車重の算出方法において、車両が停車状態又は駐車状態から発進するときに、車両の力行運転が前記判定時間以上、継続されたか否かを判定することを特徴とすると、車重が大きく変化する可能性のある停車状態又は駐車状態から発進するときに、車両の力行運転が判定時間以上継続されたか否かを判定するので、発進後から短時間が経過した後に推定車重の算出を開始することができる。
なお、ここでいう停車状態とは、交通の流れから外れた状況で、車が動いていない状態のことであり、駐車状態とはその停車状態がある程度の時間継続された状態のことである。この停車状態と駐車状態は、交通の流れの中にいる状況で、車が動いていない時が停止状態とは区別される。
また、車両の力行運転が判定時間以上、継続された否かを判定するときに、発進前の停車状態又は駐車状態で推定車重の算出に用いる勾配を計測すると、走行抵抗の関係式で用いる勾配抵抗の値を精度良く算出することができるので、精度の高い推定車重を算出することができる。
加えて、上記の推定車重の算出方法において、前記平均推定車重が予め定めた許容範囲内である場合は、前記平均推定車重を推定車重とし、前記平均推定車重が前記許容範囲外である場合は、予め定めた初期値を推定車重とすることを特徴とすると、算出した平均推定車重が、外乱などの影響により許容範囲外の本来の車両1の車重とかけ離れた値となった場合に、その平均推定車重を使用せずに、推定車重として初期車重を使用する。これにより、本来の車両の車重とかけ離れた値の推定車重による変速制御や回生制御を防止することができる。
例えば、算出時間内に車両が急加速するなどして、平均推定車重の値が空車状態の値よりも小さく算出された場合に、その平均推定車重に基づいて変速制御を行うと、トルク不足などが発生する。そこで、上記のように、平均推定車重の値を判定することで、そのような事態を回避する。
なお、ここでいう許容範囲は、平均推定車重がある程度正しい値か否かを判断する範囲であればよく、空車状態の車両に運転手のみが搭乗した場合の車重を下限値、及び最大積載量を積んだ状態の車両に最大搭乗人数が搭乗した場合の車重を上限値とした範囲が好ましい。
また、ここでいう初期車重は、最大積載量を積んだ状態の車両に最大搭乗人数が搭乗した場合の車重よりも重くした値に設定すると、トルク不足を確実に回避することができる。
例えば、実際の車重よりも推定車重の方が重い場合に、燃費が悪化するという問題が発生するが、トルク不足などによる走行不能などの問題は発生しない。一方、実際の車重よりも推定車重の方が軽い場合に、坂道発進などで発進できないなどの問題が発生する。よって、この初期車重はある程度のマージンを考慮して最大積載量を積んだ状態の車両に最大搭乗人数が搭乗した場合の車重よりも重くした値よりも重めに設定するとよい。
上記の課題を解決するための本発明の車両は、車両の力行運転を判定する力行運転判定手段と、車両の推定車重を車両の走行抵抗と駆動力を用いて算出する推定車重算出手段と、算出された前記推定車重を積算平均して平均推定車重を算出する平均推定車重算出手段と、を有し、予め定めた判定時間が経過するまで、前記力行運転判定手段を繰り返し実施し、車両の力行運転が前記判定時間以上、継続されたと判定された場合に、予め定めた算出時間が経過するまで、前記推定車重算出手段を予め定めたサンプリング時間ごとに実施し、各時刻の推定車重を算出し、前記各時刻の推定車重が算出されると、前記平均推定車重算出手段を実施し、前記各時刻の推定車重を積算した値を前記算出時間で除算して平均推定車重を算出し、該平均推定車重を推定車重とする推定車重算出装置を備えて構成される。
また、上記の車両において、前記推定車重推定装置が、車両が停車状態又は駐車状態から発進するときに、前記力行運転判定手段を実施するように構成されることが望ましい。
加えて、上記の車両において、前記推定車重推定装置が、前記平均推定車重が予め定めた許容範囲内である場合は、前記平均推定車重を車両の車重とし、前記平均推定車重が前記許容範囲外である場合は、予め定めた初期値を車両の車重とする車重判定手段を備えることが望ましい。
本発明によれば、車両の力行運転が一定時間以上、継続された場合に、一定時間内でサンプリング時間ごとに算出された各時刻の推定車重を積算平均化して、平均推定車重を算出し、その平均推定車重を推定車重とするので、エアサスペンションを搭載しない車両や、主に街中を走行するような商用車でも、車両の発進時などの走り始めの低車速で、精度の高い推定車重を算出することができる。
これにより、車両の発進時から一定時間が経過すれば、推定車重を用いた変速制御や回生制御を行って、燃費を向上させることや回生量を増加させることができる。
以下、本発明に係る実施の形態の車重の推定方法と車両について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態では、車両について特に限定されないが、本発明は特に、主に街中を走行することが多い積載量が2t前後の商用車に適している。
まず、本発明に係る実施の形態の車両1について、図1を参照しながら説明する。本発明の車両1は、エンジン2、クラッチ3、トランスミッション4、プロペラシャフト5、ファイナルドライブ6、ドライブシャフト7、及び駆動輪8を備える。また、この車両1は、エンジン2を制御するエンジンECU(エンジンの制御装置)9と、クラッチ3の断接とトランスミッション4の変速を制御するトランスミッションECU(クラッチとトランスミッションの制御装置)10とを備え、エンジンECU9とトランスミッションECU10がCAN(Controller Area Network;車載ネットワーク)11により相互接続されている。
加えて、この車両1は、CAN11によりエンジンECU9とトランスミッションECU10と相互接続され、車両1の推定車重M’を算出する推定車重算出装置12を備え、この推定車重算出装置12に、力行運転判定手段M1、推定車重算出手段M2、平均推定車重算出手段M3、推定車重判定手段M4、判定タイマー13、及び算出タイマー14を備える。
なお、この推定車重算出装置12は、エンジンECU9などの制御装置に組み込まれるように構成されてもよい。
そして、この推定車重算出装置12は、判定タイマー13により、予め定めた判定時間t1が経過するまで、力行運転判定手段M1を繰り返し実施する。次に、車両1の力行運転が判定時間t1以上、継続されたと判定された場合に、算出タイマー14により、予め定めた算出時間t2が経過するまで、推定車重算出手段M2を予め定めたサンプリング時間t3ごとに実施し、各時刻の推定車重Mt1〜Mtnを算出する。
次に、各時刻の推定車重Mt1〜Mtnが算出されると、平均推定車重算出手段M3を実施し、各時刻の推定車重Mt1〜Mtnを積算した値を算出時間t2で除算して平均推定車重Maveを算出する。次に、推定車重判定手段M4を実施し、平均推定車重Maveが予め定めた許容範囲Mmin〜Mmax内である場合は、平均推定車重Maveを車両1の推定車重M’とし、平均推定車重Maveが許容範囲Mmin〜Mmax外である場合は、予め定めた初期値車重Mdefを車両1の推定車重M’とする。
力行運転判定手段M1は、車両1の力行運転を判定する手段であり、判定タイマー13により、判定時間t1が経過するまで繰り返し行われる手段である。なお、ここでいう力行運転とは、車両1がエンジン2の駆動力で加速している状態のことをいう。つまり、走行抵抗Rにより減速することに任せる惰行運転や、ブレーキなどによる減速運転ではない状態である。
また、この実施の形態では、車両1が停車状態又は駐車状態から発進するときに、この力行運転判定手段M1が実施されるように構成され、車両1の発進後から短時間が経過した後に推定車重M’の算出を開始している。
詳しくは、エンジンキー15がONになったか否か、車速センサ16で検知された車速Vがゼロより大きいか否か、CAN11から得られる情報によりクラッチ3が接続されているか否か、CAN11から得られる情報により燃料噴射量Qが予め定めた噴射量判定値Qjudよりも大きいか否か、及びGセンサ17で検知された加速度αが予め定めた加速度判定値αjudよりも大きいか否かを判定し、全ての判定が可となれば、車両1が力行運転されていると判定する。これらの全ての判定は順次行われるか、又は並列に行われるかのどちらでもよい。
なお、この力行運転判定手段M1の判定で使用される車速V、燃料噴射量Q、及び加速度αなどのパラメータは、上記の各センサ16及び17や、CAN11から得られる情報以外で取得されるように構成してもよい。
また、噴射量判定値Qjudと加速度判定値αjudは、車両1の力行運転が行われているか否かを判定できる値であればよく、車両1の種類によっても異なる。但し、車両1の発進時に車両1の力行運転の判定を行う場合は、車両1の走行時に用いる判定値よりも小さい値とするとよい。
判定タイマー13は、予め定めた条件が満たされると開始され、判定時間t1をカウントするタイマーである。この実施の形態では、エンジンキー15がONになり、且つ力行運転判定手段M1の全ての判定が少なくとも一回は完了した場合に、判定時間t1のカウントを開始する。
この判定時間t1は、車両1の力行運転が行われていることを判定するのに十分な時間であればよい。この判定時間t1をより長い時間に設定すると車両1の力行運転をより確
実に判定できるが、その分、上記の全ての判定が可となる条件が厳しくなるので、車両1によって最適な値とすることが好ましい。この実施の形態では、車両1が主に街中を走行する商用車のため、この判定時間t1を、例えば、2秒に設定する。
実に判定できるが、その分、上記の全ての判定が可となる条件が厳しくなるので、車両1によって最適な値とすることが好ましい。この実施の形態では、車両1が主に街中を走行する商用車のため、この判定時間t1を、例えば、2秒に設定する。
推定車重算出手段M2は、推定車重Mtnを車両1の走行抵抗Rと駆動力Fを用いて算出する手段である。
また、この推定車重算出手段M2は、算出タイマー14により、算出時間t2が経過するまで、予め定めたサンプリング時間t3ごとに実施される手段である。
算出タイマー14は、前述した力行運転判定手段M1が判定時間t1以上継続されたと判定された場合に開始され、算出時間t2をカウントするタイマーである。この算出時間t2は、算出時間t2内で平均推定車重算出手段M3に必要なn個の推定車重Mt1〜Mtnを算出するのに十分な時間であればよい。また、サンプリング時間t3は、演算処理性能などにより任意の値に設定できる。
この実施の形態では、その後に実施される平均推定車重算出手段M3の算出結果の精度を向上するために、推定車重算出手段M2により、例えば、二十個の推定車重Mt1〜Mt20を算出するため、サンプリング時間t3を0.1秒に設定し、算出時間t2を2秒とする。
ここで、この推定車重算出手段M2が走行抵抗Rと駆動力Fを用いて、推定車重Mtnを算出する方法について説明する。
走行抵抗Rは、下記の数式(3)に示すように、ころがり抵抗Rrと空気抵抗Raと勾配抵抗Reと加速抵抗Rcと等しくなる。ここで、ころがり抵抗係数をμr、勾配角をθ、車両1の前後の加速度をα/g、空気抵抗係数をμa、車両1の前面投影面積をA、車速をV、回転部分相当重量をmrとする。なお、数式(3)で用いられる車速Vは車速センサ16から、加速度αと勾配θはGセンサ17で検出される。
ころがり抵抗係数μrは、推定車重Mtnで一次近似した下記の数式(4)から求められる。ここで、μr1とμr2はそれぞれ固定値であり、排出ガス測定などにおいて採用されている値、μr1=0.00513、μr2=17.6を用いてもよい。
また、空気抵抗係数μaと前面投影面積Aを乗算した値は、車両1の全高Hと全幅Bで
一次近似した下記の数式(5)から求められる。ここで、μa1とμa2はそれぞれ固定値であり、排出ガス測定などにおいて採用されている値、μa1=0.00299、μa2=0.000832を用いてもよい。
一次近似した下記の数式(5)から求められる。ここで、μa1とμa2はそれぞれ固定値であり、排出ガス測定などにおいて採用されている値、μa1=0.00299、μa2=0.000832を用いてもよい。
加えて、この推定車重算出手段M2では、サンプリング時間t3ごとに推定車重Mtnを算出する。よって、サンプリング時間t3ごとの車両1の走行抵抗Rと車両1の駆動力Fを等しいとし、上記の数式(3)の走行抵抗Rを駆動力Fに置き換える。さらに、数式(4)及び(5)を代入し、推定車重Mtnについて解いた下記の数式(6)により、推定車重Mtnを算出する。
車両1の駆動出力Pは、下記の数式(8)より算出される。ここで、エンジン2の最大トルクをTmax、エンジン2が発生しているトルクをTact、エンジン2のその時の回転数のフリクションをTfrc、トランスミッション4の伝達効率をηgrt、ファイナルドライブ6の伝達効率をηerfとする。
なお、エンジン2の最大トルクTmax、トランスミッション4の伝達効率ηgrt、及びファイナルドライブ6の伝達効率ηerfは、シミュレーションなどで算出された予め定められた固定値を用いられる。また、エンジン2が発生しているトルクTactとエンジン2のその時の回転数のフリクションTfrcは、CAN11から得られる情報より取得される。
この実施の形態では、上記の数式(6)により、推定車重Mtnを算出したが、サンプリング時間t3ごとに推定車重Mtnを算出することができればよく、特に限定されないが、上記の数式(6)を用いた推定車重Mtnの算出方法は、その時点で検知される加速度α、車速V、勾配θ、及びエンジン2の運転パラメータ(エンジン2が発生しているトルクTactなど)を用いるので、サンプリング時間t3ごとに推定車重Mtnを算出するのに適している。
また、数式(6)に用いられる変数が、車速V、加速度α、勾配θ、トルクTact、及びフリクションTfrcとなり、その時点で各センサ16及び17とCAN11から得られる情報のみで算出することができる。
平均推定車重算出手段M3は、算出された複数の推定車重を積算平均して平均推定車重を算出する手段であり、詳しくは、算出時間t2内の各時刻の推定車重Mt1〜Mtnを積算した値を、算出時間t2で除算して平均推定車重Maveを算出する手段である。
推定車重判定手段M4は、算出された平均推定車重Maveが予め定めた許容範囲Mmin〜Mmax内である場合は、平均推定車重Maveを車両1の推定車重M’とし、平均推定車重Maveが許容範囲Mmin〜Mmax外である場合は、予め定めた初期車重Mdefを車両1の推定車重M’とする手段である。
ここでいう、許容範囲Mmin〜Mmaxとは、平均推定車重Maveがある程度正しい値か否かを判断する範囲であればよい。この実施の形態では、空車状態の車両1に運転手のみが登場したときの車重を下限値Mminとし、最大積載量を積んだ状態の車両1に最大登場人数が登場した場合の車重を上限値Mmaxとした。
例えば、空車状態の車両1の車重をMempとし、運転手を含む搭乗者の体重をMmanとし、車両1に最大に積載できる積荷の重量をMfulとし、最大搭乗人数をmとすると、下限値Mminは下記の数式(9)、上限値Mmaxは下記の数式(10)で示される。
また、ここでいう初期車重Mdefは、平均推定車重Maveが本来の車両1の車重とかけ離れた値と判定された場合に、代わりに車両1の推定車重M’として用いられるものであり、上記の上限値Mmaxよりも重い値が望ましい。
次に、本発明に係る実施の形態の推定車重の算出方法について、図2及び図3のフローチャートを参照しながら説明する。なお、ここでは一例として算出時間t2を2秒、サンプリング時間t3を0.1秒とする。
まず、力行運転判定手段M1が実施され、車両1の力行運転が判定時間t1以上行われたか否かを判定するステップS10を行う。
ステップS10で車両1の力行運転が判定時間t1以上行われたと判定された場合は、次に、算出時間t2の間、サンプリング時間t3ごとに推定車重算出手段M2が実施され、上記の数式(6)によりサンプリング時間t3ごとの各時刻の推定車重Mt1〜Mt20を算出するステップS20を行う。
このステップS20について、図3を参照しながら詳しく説明する。
ステップS10で車両1の力行運転が判定時間t1以上行われたと判定された場合は、まず、算出タイマー14がONになり、カウントを開始するステップS100を行う。次に、推定車重Mt1を上記の数式(6)により算出するステップS110を行う。次に、算出した推定車重Mt1を出力するステップS120を行う。
次に、経過時間tela(この時点では、tela=ゼロ)にサンプリング時間t3が加算されるステップS130が行われ、0.1秒が経過する。
次に、経過時間tela(tela=0.1)が算出時間t2以上か否かを判定するステップS140を行う。このステップS140で、経過時間telaが算出時間t2より小さいと判定されると、次に、変数n(n=1)に1が加算されるステップS150が行われる(n=2)。そして、ステップS110へ戻る。
このように、経過時間telaが算出時間t2以上と判定されるまで、サンプリング時間t3ごとの各時刻の推定車重Mt1〜Mt20を算出する。そして、ステップS140で経過時間tela(tela=2)が算出時間t2以上と判定されると、次に、算出タイマー14がOFFになるステップS160を行って、このステップS20は完了する。
ステップS20が完了し、サンプリング時間t3ごとの各時刻の推定車重Mt1〜Mt20が算出されると、次に、平均推定車重算出手段M3が実施され、算出時間t2の各時刻の推定車重Mt1〜Mt20を積算した値を算出時間t2で除算して、平均推定車重Maveを算出するステップS30を行う。
次に、推定車重判定手段M4が実施され、平均推定車重Maveが許容範囲Mmin〜Mmax内か否かを判定するステップS40を行う。このステップS40で平均推定車重Maveが許容範囲Mmin〜Mmax内と判定されると、次に、車両1の推定車重M’を平均推定車重MaveとするステップS50を行って、この算出方法は完了する。
ステップS10で車両1の力行運転が判定時間t1以上行われなかった場合、及びステップS40で平均推定車重Maveが許容範囲Mmin〜Mmax外の場合は、次に、車両1の推定車重M’を初期車重MdefとするステップS60を行って、この算出方法は完了する。
この算出方法によれば、車両1が確実に力行運転されたと判定された場合に、サンプリング時間t3ごとに算出された各時刻の推定車重Mt1〜Mt20を積算平均化して、平均推定車重Maveを算出する。そして、平均推定車重Maveが許容範囲Mmin〜Mmax内であれば、その平均推定車重Maveを車両1の推定車重M’とし、平均推定車重Maveが許容範囲Mmin〜Mmax外であれば、初期車重Mdefとするので、車両1の発進時などの走り始めの低車速でも、精度良く推定車重M’を算出することができる。
これにより、算出された推定車重M’を、車両1のトランスミッション4の変速制御の変数の一つとして使用することで、推定車重M’に合わせたシフト変更が可能となり、燃費を向上することができる。
また、上記の算出方法によれば、エアサスペンションなどを設けない車両や、主に街中を走行する商用車などの車両1でも、推定車重M’を高精度で算出することができる。
加えて、算出した平均推定車重Maveが、外乱などの影響により本来の車両1の車重とかけ離れた値となった場合に、その平均推定車重Maveを使用せずに、車両1の推定車重M’として初期車重Mdefを使用するので、本来の車両1の車重とかけ離れた値の推定車重M’による変速制御を防止することができるので、坂道発進などでトルク不足になるなどの問題の発生を防止することができる。
例えば、算出時間t2内に車両1が急加速するなどして、平均推定車重Maveの値が下限値Mminよりも小さく算出された場合に、その平均推定車重Maveに基づいて変速制御を行うと、トルク不足などが発生する。また、算出時間t2内に車両1が減速するなどして、平均推定車重Maveの値が上限値Mmaxよりも大きく算出された場合に、その平均推定車重Maveに基づいて変速制御を行うと、必要以上にエンジン2の回転数が高くなり、燃費が悪くなる。
さらに、初期車重Mdefを、上限値Mmaxよりも大きい値に設定すると、実際の車重よりも推定車重M’の方が軽い場合に発生する坂道発進などで発進できないなどの問題を確実に回避することができる。
上記の推定車重の算出方法は、車両1の走行中でも実施可能であるが、車両1の発進後数秒の間に行うことが最も効果的である。そこで、上記の推定車重の算出方法は、車両1が停車状態又は駐車状態から発進するときに、力行運転が判定時間t1以上、継続されたか否かを判定することを特徴とする。
そこで、上記のステップS10を車両1が停車状態又は駐車状態から発進するときに実施されるようにしたステップS10を、図4に示すフローチャートを参照しながら詳しく説明する。この図4に示すフローチャートでは、便宜上、各ステップを実施してもその間の時間経過をゼロとし、ステップS130でのみ時間が経過することとする。さらに、このフローチャートで用いられる変数nはスタート時は1が代入され、n=20まで、つまり推定車重を二十回算出する。
まず、エンジンキー15がONか否かを判定するステップS200を行う。このステップS200で、エンジンキー15がOFFと判定されると図2のステップS60へ進む。エンジンキー15がONと判定されると、次に、判定タイマー13がONか否かを判定するステップS210を行う。この時点では、判定タイマー13はOFFなので、次に、勾配θを算出するステップS220を行う。
次に、車速Vがゼロより大きいか否かを判定するステップS230を行う。ステップS230で車速Vがゼロ以下の場合は、ステップS60へ進む。車速Vがゼロより大きいと判定されると、次に、クラッチ3が接続されているか否かを判定するステップS240を行う。このステップS240で、クラッチ3が接続されていない場合は、ステップS60へ進む。
ステップS240で、クラッチ3が接続されていると判定されると、次に、燃料噴射量Qが予め定めた噴射量判定値Qjudより大きいか否かを判定するステップS250を行う。ステップS250で、燃料噴射量Qが噴射量判定値Qjud以下の場合はステップS60へ進む。燃料噴射量Qが噴射量判定値Qjudより大きいと判定されると、次に、加速度αが予め定めた加速度判定値αjudよりも大きいか否かを判定するステップS260を行う。ステップS260で加速度αが加速度判定値αjud以下の場合はステップS60へ進む。
ステップS260で、加速度αが加速度判定値αjudより大きいと判定されると、次に、判定タイマー13がONか否かを判定するステップS270を行う。この時点では、判定タイマー13はOFFなので、次に、判定タイマー13をONにするステップS280を行う。
次に、ステップS200へ戻る。そして、次のステップS210で判定タイマー13がONになっているので、次に、経過時間telaが判定時間t1以上か否かを判定するステップS300を行う。この時点では、経過時間tela(tela=0)が判定時間t1よりも小さいので、ステップS230へ進み、各判定を順次行っていく。
次に、ステップS270で判定タイマー13がONなので、次に、経過時間tela(この時点では、tela=ゼロ)に各判定を行って経過した時間tiが加算されるステップS290が行われ、時間tiが経過する。この時間tiは各判定に掛かる時間であり、特に限定されない。
このように、経過時間telaが判定時間t1以上となるまで、各判定を繰り返し行う。そして、ステップS300で経過時間tela(tela=2)が判定時間t1以上となると、次に、判定タイマー13がOFFになるステップS310を行って、ステップS20へ進む。
この方法によれば、車重が大きく変化する可能性のある停車状態又は駐車状態から発進するときに、車両1の力行運転が判定時間t1以上、継続されたか否かを正確に判定するので、発進後数秒で、精度の高い推定車重M’を算出することができる。これにより、車両1の発進後数秒経過してから、推定車重M’を用いた変速制御を行うことができる。
また、判定時間t1が経過するまで、車両1の力行運転が継続された否かを判定し続けることで、確実に車両1の力行運転が行われていることを判定することができる。これにより、この後に行われる推定車重Mt1〜Mt20の算出中への外乱の影響を抑制し、各時刻の推定車重Mt1〜Mt20をより正確に算出することができる。
加えて、ステップS220で、車両1の発進前の停車状態で推定車重算出手段M2に用いる勾配θをGセンサ17により計測すると、勾配抵抗Reの値を精度良く算出することができる。走行中などは車両1の変位が大きくなるため、勾配θを正確に計測することができない。そこで、勾配θを車両1の発進前に計測することで、勾配θを高精度で計測することができる。
なお、この実施の形態では、ステップS230〜ステップS260までを順次行う工程としたが、これらのステップは並列で行う工程としてもよい。また、ブレーキペダルが踏まれたか否かを判定するステップを加えて、減速が行われているか否かを判定してもよい。
上記の実施の形態に、走行用モータを設けると、上記に記載の効果に加えて、車両1の
発進後の一定時間が経過した後から、推定車重M’に応じた走行用モータの回生制御を行うことができるので、回生量を増加することができる。
発進後の一定時間が経過した後から、推定車重M’に応じた走行用モータの回生制御を行うことができるので、回生量を増加することができる。
本発明の推定車重の算出方法は、車両の力行運転が一定時間以上、継続された場合に、一定時間内でサンプリング時間ごとに算出された各時刻の推定車重を積算平均化して、平均推定車重を算出し、その平均推定車重を推定車重とするので、車両の発進時などの走り始めの低車速で、精度の高い推定車重を算出することができるので、特に主に街中を走行する商用車などのトラックに利用することができる。
1 車両
2 エンジン
3 クラッチ
4 トランスミッション
5 プロペラシャフト
6 ファイナルドライブ
7 ドライブシャフト
8 駆動輪
9 エンジンECU
10 トランスミッションECU
12 推定車重算出装置
13 判定タイマー
14 算出タイマー
15 エンジンキー
16 車速センサ
17 Gセンサ
M1 力行運転判定手段
M2 推定車重算出手段
M3 平均推定車重算出手段
M4 推定車重判定手段
2 エンジン
3 クラッチ
4 トランスミッション
5 プロペラシャフト
6 ファイナルドライブ
7 ドライブシャフト
8 駆動輪
9 エンジンECU
10 トランスミッションECU
12 推定車重算出装置
13 判定タイマー
14 算出タイマー
15 エンジンキー
16 車速センサ
17 Gセンサ
M1 力行運転判定手段
M2 推定車重算出手段
M3 平均推定車重算出手段
M4 推定車重判定手段
Claims (6)
- 車両の力行運転が予め定めた判定時間以上、継続された場合に、予め定めた算出時間の間、予め定めたサンプリング時間ごとに各時刻の推定車重を車両の走行抵抗と駆動力を用いて算出し、
前記各時刻の推定車重を積算した値を前記算出時間で除算して平均推定車重を算出し、該平均推定車重を推定車重とすることを特徴とする推定車重の算出方法。 - 車両が停車状態又は駐車状態から発進するときに、車両の力行運転が前記判定時間以上、継続されたか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の推定車重の算出方法。
- 前記平均推定車重が予め定めた許容範囲内である場合は、前記平均推定車重を推定車重とし、前記平均推定車重が前記許容範囲外である場合は、予め定めた初期値を推定車重とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の推定車重の算出方法。
- 車両の力行運転を判定する力行運転判定手段と、車両の推定車重を車両の走行抵抗と駆動力を用いて算出する推定車重算出手段と、算出された前記推定車重を積算平均して平均推定車重を算出する平均推定車重算出手段と、を有し、
予め定めた判定時間が経過するまで、前記力行運転判定手段を繰り返し実施し、車両の力行運転が前記判定時間以上、継続されたと判定された場合に、予め定めた算出時間が経過するまで、前記推定車重算出手段を予め定めたサンプリング時間ごとに実施し、各時刻の推定車重を算出し、
前記各時刻の推定車重が算出されると、前記平均推定車重算出手段を実施し、前記各時刻の推定車重を積算した値を前記算出時間で除算して平均推定車重を算出し、該平均推定車重を推定車重とする推定車重算出装置を備えることを特徴とする車両。 - 前記推定車重算出装置が、車両が停車状態又は駐車状態から発進するときに、前記力行運転判定手段を実施するように構成されることを特徴とする請求項4に記載の車両。
- 前記推定車重算出装置が、前記平均推定車重が予め定めた許容範囲内である場合は、前記平均推定車重を車両の車重とし、前記平均推定車重が前記許容範囲外である場合は、予め定めた初期値を車両の車重とする車重判定手段を備えることを特徴とする請求項4又は5に記載の車両。
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JP2013149087A JP2015021810A (ja) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | 推定車重の算出方法と車両 |
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ID=52486391
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114323229A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-04-12 | 杭州鸿泉物联网技术股份有限公司 | 工程车辆载重的计量方法、装置、***及工程车辆 |
CN115556763A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-03 | 三一专用汽车有限责任公司 | 车重的估算方法、装置、存储介质及工程车辆 |
-
2013
- 2013-07-18 JP JP2013149087A patent/JP2015021810A/ja active Pending
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