JP2015021810A - 推定車重の算出方法と車両 - Google Patents

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。

特開２００２−０１３６２０号公報

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。

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Ｍ_ｔｎ、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。

この数式（１）から、推定車重Ｍ_ｔｎについて解いたものを、以下の数式（２）で示す。

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Ｍ_ｔｎ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。

本発明に係る実施の形態の車両の推定車重算出装置を示す全体図である。 本発明に係る実施の形態の推定車重の算出方法を示すフローチャートである。 図２の一部のステップの詳細を示すフローチャートである。 図２の一部のステップの詳細を示すフローチャートである。

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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔｎを算出する。

次に、各時刻の推定車重Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔｎ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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔｎを積算した値を算出時間ｔ２で除算して平均推定車重Ｍ_ａｖｅ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Ｍ_ａｖｅが予め定めた許容範囲Ｍ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘ内である場合は、平均推定車重Ｍ_ａｖｅを車両１の推定車重Ｍ’とし、平均推定車重Ｍ_ａｖｅが許容範囲Ｍ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘ外である場合は、予め定めた初期値車重Ｍ_ｄｅｆ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Ｑ_ｊｕｄ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α_ｊｕｄ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Ｑ_ｊｕｄと加速度判定値α_ｊｕｄ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。

推定車重算出手段Ｍ２は、推定車重Ｍ_ｔｎ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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔｎ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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔ２０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Ｍ_ｔｎ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Ｍ_ｔｎで一次近似した下記の数式（４）から求められる。ここで、μｒ_１とμｒ_２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、μｒ_１＝０．００５１３、μｒ_２＝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、μａ_１とμａ_２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、μａ_１＝０．００２９９、μａ_２＝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Ｍ_ｔｎ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Ｍ_ｔｎについて解いた下記の数式（６）により、推定車重Ｍ_ｔｎを算出する。

ここで、駆動力Ｆは、下記の数式（７）より算出される。ここで、車両１の駆動出力をＰとする。

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Ｔ_ｍａｘ、エンジン２が発生しているトルクをＴ_ａｃｔ、エンジン２のその時の回転数のフリクションをＴ_ｆｒｃ、トランスミッション４の伝達効率をη_ｇｒｔ、ファイナルドライブ６の伝達効率をη_ｅｒｆとする。

なお、エンジン２の最大トルクＴ_ｍａｘ、トランスミッション４の伝達効率η_ｇｒｔ、及びファイナルドライブ６の伝達効率η_ｅｒｆ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Ｔ_ａｃｔとエンジン２のその時の回転数のフリクションＴ_ｆｒｃ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Ｍ_ｔｎを算出したが、サンプリング時間ｔ３ごとに推定車重Ｍ_ｔｎ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Ｍ_ｔｎ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Ｔ_ａｃｔなど）を用いるので、サンプリング時間ｔ３ごとに推定車重Ｍ_ｔｎ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Ｔ_ａｃｔ、及びフリクションＴ_ｆｒｃ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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔｎを積算した値を、算出時間ｔ２で除算して平均推定車重Ｍ_ａｖｅ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Ｍ_ａｖｅが予め定めた許容範囲Ｍ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘ内である場合は、平均推定車重Ｍ_ａｖｅを車両１の推定車重Ｍ’とし、平均推定車重Ｍ_ａｖｅが許容範囲Ｍ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘ外である場合は、予め定めた初期車重Ｍ_ｄｅｆ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Ｍ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘとは、平均推定車重Ｍ_ａｖｅ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Ｍ_ｍｉｎ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Ｍ_ｍａｘとした。

例えば、空車状態の車両１の車重をＭ_ｅｍｐとし、運転手を含む搭乗者の体重をＭ_ｍａｎとし、車両１に最大に積載できる積荷の重量をＭ_ｆｕｌとし、最大搭乗人数をｍとすると、下限値Ｍ_ｍｉｎは下記の数式（９）、上限値Ｍ_ｍａｘは下記の数式（１０）で示される。

また、ここでいう初期車重Ｍ_ｄｅｆは、平均推定車重Ｍ_ａｖｅ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Ｍ_ｍａｘ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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔ２０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Ｍ_ｔ１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Ｍ_ｔ１を出力するステップＳ１２０を行う。

次に、経過時間ｔ_ｅｌａ（この時点では、ｔ_ｅｌａ＝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ｔ_ｅｌａ（ｔ_ｅｌａ＝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ｔ_ｅｌａ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ｔ_ｅｌａ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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔ２０を算出する。そして、ステップＳ１４０で経過時間ｔ_ｅｌａ（ｔ_ｅｌａ＝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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔ２０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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔ２０を積算した値を算出時間ｔ２で除算して、平均推定車重Ｍ_ａｖｅ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Ｍ_ａｖｅが許容範囲Ｍ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘ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Ｍ_ａｖｅが許容範囲Ｍ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘ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Ｍ_ａｖｅ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Ｍ_ａｖｅが許容範囲Ｍ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘ外の場合は、次に、車両１の推定車重Ｍ’を初期車重Ｍ_ｄｅｆ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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔ２０を積算平均化して、平均推定車重Ｍ_ａｖｅを算出する。そして、平均推定車重Ｍ_ａｖｅが許容範囲Ｍ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘ内であれば、その平均推定車重Ｍ_ａｖｅを車両１の推定車重Ｍ’とし、平均推定車重Ｍ_ａｖｅが許容範囲Ｍ_ｍｉｎ〜Ｍ_ｍａｘ外であれば、初期車重Ｍ_ｄｅｆ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Ｍ_ａｖｅ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Ｍ_ａｖｅを使用せずに、車両１の推定車重Ｍ’として初期車重Ｍ_ｄｅｆ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Ｍ_ａｖｅの値が下限値Ｍ_ｍｉｎよりも小さく算出された場合に、その平均推定車重Ｍ_ａｖｅ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Ｍ_ａｖｅの値が上限値Ｍ_ｍａｘよりも大きく算出された場合に、その平均推定車重Ｍ_ａｖｅ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Ｍ_ｄｅｆを、上限値Ｍ_ｍａｘ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Ｑ_ｊｕｄ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Ｑ_ｊｕｄ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Ｑ_ｊｕｄ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α_ｊｕｄ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α_ｊｕｄ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α_ｊｕｄ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ｔ_ｅｌａ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ｔ_ｅｌａ（ｔ_ｅｌａ＝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ｔ_ｅｌａ（この時点では、ｔ_ｅｌａ＝ゼロ）に各判定を行って経過した時間ｔ_ｉが加算されるステップＳ２９０が行われ、時間ｔ_ｉが経過する。この時間ｔ_ｉ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ｔ_ｅｌａ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ｔ_ｅｌａ（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Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔ２０の算出中への外乱の影響を抑制し、各時刻の推定車重Ｍ_ｔ１〜Ｍ_ｔ２０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。

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

Claims (6)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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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