CN111512126A - 车辆重量推定装置及车辆重量推定方法 - Google Patents

Abstract

车辆重量推定装置(30)包括：位置传感器(24)、转速传感器25、车速传感器(26)、加速度传感器(27)、控制部(28)以及车辆重量运算部(31)。车辆重量运算部(31)具有参数取得部(32)、推定部(33)及选择部(34)。选择部(34)被构成为：在累计值Σmx(k)偏离误差的范围的情况下，选择推定值mx(k)作为输出值mx而输出，在累计值Σmx(k)收敛在误差的范围内的情况下，选择上次输出值mz作为输出值mx而输出。

Description

车辆重量推定装置及车辆重量推定方法

技术领域

本公开涉及车辆重量推定装置及车辆重量推定方法，更详细地，涉及高精度地推定车辆的重量的车辆重量推定装置及车辆重量推定方法。

背景技术

已经提出了一种装置，在对推定出来的车辆重量进行平滑化后的值偏离预先设定的范围的情况下，进行修改以使该值收敛在该范围内(例如，参照专利文献1)。该装置通过使用基于车辆重量最大值的上限值和基于车辆最小值的下限值作为范围，来进行车辆的重量的推定。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2004-301576号公报

发明内容

发明要解决的课题

此外，推定出来的车辆的重量被用于与车辆的行驶相关的控制。因此，推定中所使用的参数因噪声等的影响而产生误差，每当推定出来的车辆的重量变化时，与车辆的行驶相关的控制也变化。作为这种控制的变化，例示了变更变速器的变速级的定时的变化。这种控制的变化成为给驾驶员带来不适感而使驾驶性(drivability)降低的主要原因。

即，在上述一例的装置中，即使实际的车辆的重量没有变化，也被更新为该推定出来的车辆的重量，因此与车辆的行驶相关的控制发生变化的频率可能变多。

本公开鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种根据车辆的重量变化的定时，高精度地推定车辆的重量的车辆重量推定装置及车辆重量推定方法。

用于解决技术课题的技术手段

实现上述目的的本公开的一个方案的车辆重量推定装置包括：参数取得部件，其取得在车辆的行驶中变化的参数；推定部件，其输入所述参数，并输出基于所述参数的所述车辆的重量的推定值；以及选择部件，其输入所述推定值。所述选择部件被构成为：在所述推定值和预先设定的基准值的差分偏离规定的范围的情况下，选择与所述推定值相应的输出值，在所述差分收敛在所述规定的范围内的情况下，选择在推定所述推定值之前从所述选择部件输出的输出值即上次输出值，并输出所选择的所述输出值或所述上次输出值的任意一者。

实现上述目的的本公开的一个方案的车辆重量推定方法，其中：取得在车辆的行驶中变化的参数；基于所述参数来推定推定值作为所述车辆的重量；计算所推定出的所述推定值和预先设定的基准值的差分；判定所计算出的所述差分是否偏离规定的范围；在判定为所述差分偏离所述规定的范围的情况下，选择与所述推定值相应的输出值作为所述车辆的重量；在判定为所述差分收敛在所述规定的范围内的情况下，选择在推定所述推定值之前作为所述车辆的重量而输出的输出值即上次输出值；输出所选择的所述输出值或所述上次输出值的任意一者。

发明效果

根据本公开的一个方案，能够根据车辆的重量变化的时机高精度地推定车辆的重量。

附图说明

图1是例示车辆重量推定装置的第一实施方式的说明图。

图2是例示图1的控制装置的框图。

图3是例示图2的车辆重量运算部的框图的一部分。

图4是例示图2的车辆重量运算部的框图的一部分。

图5是例示车辆重量推定方法的第一实施方式的流程图。

图6是例示引擎转速及燃料喷射量与引擎扭矩的关系的关系图。

具体实施方式

以下，对车辆重量推定装置及车辆重量推定方法的实施方式进行说明。

图1～图4所例示的实施方式的车辆重量推定装置30被搭载于车辆10，是基于在该车辆10的行驶中变化的参数来推定车辆10的重量的装置。以下，符号中附带x、y的是变量、表示传感器等的检测值或推定值，符号中附带k的表示时间序列，该k在每个采样周期ts逐次增加“1”。

如图1所例示，搭载有车辆重量推定装置30的车辆10在底盘11的前方侧配置有驾驶室(cab)12，在底盘11的后方侧配置有车体13。

在底盘11上设置有引擎14、离合器15、变速器16、传动轴17以及差动齿轮18。引擎14的旋转动力经由离合器15传递到变速器16。由变速器16变速后的旋转动力通过传动轴17传递到差动齿轮18，并作为驱动力分别分配到作为后轮的一对驱动轮19。也可以在引擎14和离合器15之间夹装液力变矩器。

控制装置20与引擎14、离合器15、变速器16以及各种传感器经由以单点划线表示的信号线电连接。作为各种传感器，在驾驶室12中设置有：根据油门踏板21的踏入量检测油门开度Ax的油门开度传感器22；以及检测换挡杆23的杆位置Px的位置传感器24。在底盘11上设置有：检测引擎14的未图示的曲轴的转速Nx的转速传感器25；车速传感器26；以及加速度传感器27。

控制装置20是由进行各种信息处理的CPU、能够读写用于进行该各种信息处理的程序或信息处理结果的内部存储装置、以及各种接口等构成的硬件。

如图2所例示，控制装置20中作为各功能要素具有：控制部28，其控制引擎14、离合器15及变速器16；以及车辆重量运算部31，其运算车辆10的重量。在本实施方式中，各功能要素作为程序被存储于内部存储装置，但各功能要素也可以由单独的硬件构成。

车辆重量推定装置30包括：位置传感器24、转速传感器25、车速传感器26、加速度传感器27、控制部28以及车辆重量运算部31。车辆重量运算部31作为参数取得部件、推定部件以及选择部件发挥功能，输入这些传感器的检测值或运算部的运算结果，并将基于各检测值或运算结果而运算的结果作为输出值mx输出。

控制部28是作为参数取得部件的一部分而发挥功能的功能要素，在该实施方式中，在每个采样周期ts取得引擎14中的燃料喷射量Qx。因为燃料喷射量Qx与引擎14的未图示的喷射器的喷射时间(驱动脉冲)成比例，所以根据喷射时间的合计值求得。

控制部28输入由油门开度传感器22检测出的油门开度Ax，并基于该油门开度Ax来计算基准喷射时间。接下来，控制部28基于被搭载于车辆10并被引擎14驱动的车载装置是否驱动、对从引擎14排出的排气气体进行净化的排气气体净化装置是否再生等，计算追加喷射时间。在喷射基于该追加喷射时间的燃料喷射量时，补充车载装置的驱动力、或使排气净化装置再生。接下来，控制部28在每个采样周期ts基于基准喷射时间及追加喷射时间的合计值来计算燃料喷射量Qx。

作为控制部28，只要能够取得引擎14中的实际喷射的燃料喷射量Qx即可，并不限定于该构成。作为控制部28，也可以根据未图示的进气歧管的内压、体积效率及要求空燃比，或者根据吸入空气量及引擎转速Nx来计算基准喷射时间。作为车载装置，可以示例空气压缩机、电动发电机等。作为排气气体净化装置，可以示例捕获排气气体中的颗粒状物质的捕获过滤器。

位置传感器24是作为参数取得部件的一部分而发挥功能的装置，通过电检测由车辆10的驾驶员操作的换挡杆23的位置从而检测驾驶员所要求的杆位置Px。位置传感器24在每个采样周期ts检测与杆位置Px相应的变速器16的齿轮比ix。作为杆位置Px，可以例示停车位置(P位置)、后退位置(R位置)、空挡位置(N位置)、前进位置(D档)等。前进位置例如设定有1速～6速的多级。各前进位置中设定有从1速起随着每次级数提高而变小的齿轮比ix。在变速器16由AMT构成的情况下，也可以取代位置传感器24而使用具有读取由控制部28控制的变速器16的变速级的功能的构成。另外，在根据控制部28的控制信号取得变速器16的齿轮比ix的情况下，该齿轮比ix也能够基于车速vx和引擎转速Nx来求得。

车速传感器26是作为参数取得部件的一部分而发挥功能的装置，是读取与传动轴17的转速成比例的脉冲信号、并通过控制装置20的未图示的车速运算处理而在每个采样周期ts取得车速vx的传感器。由于车速传感器26基于与转速成比例的脉冲信号来取得车速vx，所以所取得的车速vx不为负而为零以上的值。作为车速传感器26，也可以使用根据变速器16的未图示的输出轴、驱动轮19、从动轮等的转速来取得车速vx的传感器。此外，在使用根据驱动轮19、从动轮等的转速来取得车速vx的传感器的情况下，取得左右一对车轮的各自的转速，并将其平均值作为车速vx即可。

加速度传感器27是作为参数取得部件的一部分而发挥功能的装置，根据伴随车辆10的前后方向上的速度变化的加速度分量和伴随车辆10的姿势变化的重力加速度分量而动作。加速度传感器27是在每个采样周期ts取得将这些合成而得到的与路面平行的加速度分量、即车辆10的前后方向的加速度Gx的传感器。作为加速度传感器27，可以例示机械位移测定方式、光学方式、半导体方式等。

如图3及图4所例示，在本实施方式中，车辆重量运算部31具有参数取得部32、推定部33以及选择部34作为各功能要素。车辆重量运算部31的各功能要素作为程序存储于内部存储装置，但各功能要素也可以由单独的硬件构成。

参数取得部32作为参数取得部件而发挥功能，输入控制部28及各传感器的检测值。参数取得部32是在每个采样周期ts将第一参数Φx与第二参数Φy作为车辆10在行驶中变化的参数输出到推定部33的功能要素。参数取得部32具有第一参数计算模块32a、第二参数计算模块32b以及引擎扭矩计算模块32c。

第一参数计算模块32a是输入加速度Gx来计算第一参数Φx的功能要素。第二参数计算模块32b是输入车速vx、变速器16的齿轮比ix以及引擎扭矩Te来计算第二参数Φy的功能要素。引擎扭矩计算模块32c是输入引擎转速Nx、燃料喷射量Qx来计算从引擎14实际输出的引擎扭矩Te的功能要素。

推定部33作为推定部件发挥功能，是输入第一参数Φx、第二参数Φy，并基于这些与在采样周期ts中上一个推定的上次推定值mx(k-1)，输出使用平滑化处理而推定的推定值mx(k)的功能要素。推定部33由RLS推定模块构成。RLS推定模块在每个采样周期ts更新推定运算中的变量。即，RLS推定模块在输入新参数时，成为存储有上次推定值mx(k-1)、协方差矩阵P(k-1)、通过RLS算法计算的增益K(k-1)的状态。

选择部34作为选择部件发挥功能，依次输入从推定部33输出的推定值mx(k)。选择部34是基于推定值mx(k)和基准值ma的差分，来选择推定值mx(k)或上次输出值mz的任意一者作为输出值mx输出的功能要素。

推定值mx(k)及基准值ma的差分是到输入推定值mx(k)时为止的从基准值ma到推定值mx(k)之间的经时变化的累计值Σmx(k)。即，选择部34是计算累计值Σmx(k)的功能要素，该累计值Σmx(k)是将输入的推定值mx(k)和上次推定值mx(k-1)的差分即变化量Δmx(k)累计到上次推定值mx(k-1)和基准值ma的差分Δmx(k-1)上而得到。

基准值ma是在将推定值mx(k)作为输出值mx输出的定时更新的值。作为基准值ma的初始值，例示了基准车重W0。作为基准车重W0，例示了作为空车时的车辆10的重量的车辆重量，即车辆10的主体(底盘11、驾驶室12、车体13)的重量(还包含引擎14等)。此外，作为车辆重量，也可以包含燃料、润滑油、冷却水、备用轮胎及工具等的重量。另外，作为基准值ma，还例示了车辆总重量，即，将车辆重量与最大乘车定员的合计体重及最大装载量的货物的重量合计而得到的重量。

在该实施方式中，选择部34具有：上次推定值取得模块(延迟模块)34a、加法模块34b、累计模块(也称为积分器或integrator)34c、绝对值模块34d、比较模块34e、开关模块34f以及上次输出值取得模块(延迟模块)34g。

上次推定值取得模块34a、加法模块34b及累计模块34c是计算已输入的推定值mx(k)和基准值ma的差分的功能要素，是计算累计值Σmx(k)作为该差分的功能要素。具体地说，上次推定值取得模块34a、加法模块34b及累计模块34c是每隔固定周期(采样时间)计算推定值mx(k)和上次推定值mx(k-1)的差分即变化量Δmx(k)，并计算将已计算出的变化量Δmx(k)累计而得到的累计值Σmx(k)的功能要素。

变化量Δmx(k)是所取得的现在的推定值mx(k)与上次取得的上次推定值mx(k-1)的差分。作为变化量Δmx(k)，例如也可以使用每个固定周期(采样时间)的变化量。变化量Δmx(k)在从上次推定值mx(k-1)增加到推定值mx(k)的情况下为正(+)，在减少的情况下为负(-)。累计值Σmx(k)是每隔固定周期(采样时间)计算的变化量Δmx(k)的总和，将从复位到现在时间点为止的每隔固定周期的变化量Δmx(k)依次相加从而计算。例如，在上次的周期中被复位的情况下累计值Σmx(k)为变化量Δmx(k)，在一次都没有被复位的情况下累计值Σmx(k)为变化量Δmx(1)～变化量Δmx(k)的总和。累计模块34c输入从比较模块34e发出的作为二值信号的“1”时，将累计值Σmx(k)复位，即设为零(“0”)。此外，将累计值Σmx(k)复位实质上与将基准值ma更新为推定值mx(k)，即将推定值mx(k)设定为下次的基准值ma同义。

绝对值模块34d及比较模块34e是判定累计值Σmx(k)是否偏离误差的范围(-Wa～+Wa)的功能要素。比较模块34e在累计值Σmx(k)偏离误差的范围的情况下(|ΣWx|>Wa)，发送“1”(表示真的信号)作为二值信号。另一方面，在累计值Σmx(k)收敛在误差的范围内的情况下(|ΣWx|≦Wa)，发送“0”(表示伪的信号)作为二值信号。此外，在本说明书中，将累计值Σmx(k)为+Wa或-Wa的值的情况作为收敛在误差的范围内的情况。

下面，对由本实施方式的推定部33进行的推定值mx(k)的推定运算进行说明。推定部33基于各参数及上次推定值mx(k-1)，将车辆10的前后方向的运动方程式看作传递函数，并使用自适应算法作为平滑化处理来推定推定值mx(k)。作为自适应算法，使用RLS(Recursive Least Square：递归最小二乘法)算法(递归最小二乘法算法)

车辆10的前后方向的运动方程式由下述数学式(1)表示。在数学式(1)中，vx’表示对车速vx进行时间微分的微分值，Tw表示传递到驱动轮19的驱动扭矩，rw表示驱动轮19的车轮直径，Δmx表示与后述的旋转部分当量质量，B表示常数，g表示重力加速度，μ表示滚动阻力系数。常数B是将“0.5”、空气密度ρ、车辆10的前面投影面积Af以及空气阻力系数cd相乘而得到的常数。车轮直径rw、常数B、滚动阻力系数μ作为车辆10的固有值而被求出。

[数学式1]

若将上述数学式(1)变形，则车辆10的重量mx表示为下述数学式(2)。

[数学式2]

将上述数学式(2)看作以第一参数Φx为输入值、以第二参数Φy为输出值、以推定值mx为变量的传递函数。因此，将该传递函数(Φy(k)＝Φx(k)·mx(k))按照RLS算法进行自适应，来推定推定值mx(k)。推定值mx(k)由以下数学式(3)～(5)表示。在以下数学式中，mx(k-1)表示在采样周期ts中上一个推定的推定值即上次推定值，K(k)表示通过RLS算法计算的增益，P(k)表示协方差矩阵，I表示单位矩阵，“^T”表示转置矩阵。

[数学式3]

[数学式4]

[数学式5]

如果确定协方差矩阵P(k)的初始值P(0)，则能够根据参数Φx并分别基于上述数学式(5)计算协方差矩阵P(k)，以及基于数学式(4)计算增益K(k)。即，在每次新得到第一参数Φx及第二参数Φy时，重新更新协方差矩阵P(k)和增益K(k)。并且，基于这些和数学式(3)，能够通过对之前推定出的上次推定值mx(k-1)进行修正的方式来计算推定值mx(k)。

初始值P(0)由常数α和单位矩阵I的积表示。作为常数α，通常使用1000左右的值，但在噪声较大的情况下可以将常数α设定得较小。该常数α由噪声的大小决定。另外，作为初始值m(0)，例如可以使用除驾驶员、货物之外的空车时的车辆重量、最大装载量时的车辆总重量、或者推定值mx(k)的平均值。

协方差矩阵P(k)变大时，推定值mx(k)远离真值，协方差矩阵P(k)收敛得较小时，推定值mx(k)接近真值。

像这样，通过将上述数学式(2)看作传递函数，利用自适应算法来推定推定值mx(k)，从而能够将推定值mx(k)依次进行平滑化处理。由此，对于向真值的收敛的高速化、以及噪声、干扰、或者各传感器的检测值的统计性质的变化等的鲁棒性有利，能够降低推定误差。随之，能够高精度地推定车辆10的重量。

在本实施方式中，通过使用自适应算法中的RLS算法，能够利用上述数学式(3)～数学式(5)来求得推定值mx(k)。由此，有利于在线推定，能够实时地计算推定值mx(k)。另外，与利用低通滤波器将由各传感器取得的检测值除去噪声的方式相比，有利于确保车辆10的重量的推定的响应性。

除此之外，只要每隔采样周期ts更新上次推定值mx(k-1)、协方差矩阵P(k-1)、增益K(k-1)即可，能够使存储于控制装置20的内部存储装置中的数值为最小限度。因此，与在控制装置20的内部存储装置中必须针对车辆10的不确定的行驶期间确保无限的存储区域的离线推定(批处理推定)的方式相比，有利于削减推定所需要的存储容量。此外，在此所指的离线推定可以例示统一处理最小二乘法、或计算所有的推定值mx(0)～mx(k)的平均值的方法等。

进而，通过使用RLS算法，能够每隔采样周期ts计算推定值mx(k)。由此与在车辆10的状态(例如，齿轮比ix或驱动扭矩Tw)变化时、或行驶了规定的距离时进行推定的方式相比，有利于实时的推定。

接下来，对于车辆重量推定方法，参照图5的流程图，作为车辆重量运算部31的各功能来进行说明。以下车辆重量推定方法在车辆10的控制装置20通电时开始，每隔采样周期反复进行从而实时地推定车辆10的重量。即，将从开始到返回以一个采样周期ts处理。并且，在控制装置20停电时结束。

开始后，车辆重量运算部31利用参数取得部32的功能取得在车辆10的行驶中变化的参数(S110)。参数是第一参数Φx及第二参数Φy。

具体地说，参数取得部32根据由控制部28及各传感器检测出的检测值来取得这些参数。首先，分别由控制部28取得燃料喷射量Qx，由位置传感器24取得变速器16的齿轮比ix，由转速传感器25取得引擎转速Nx，由车速传感器26取得车速vx，由加速度传感器27取得加速度Gx。

接下来，第一参数计算模块32a通过各模块计算下述数学式(6)所示的第一参数Φx。

[数学式6]

加速度Gx如上所述是将伴随车辆10的前后方向上的速度变化的加速度分量和伴随车辆10的姿势变化的重力加速度分量合成而成的与路面平行的加速度分量。即，加速度Gx是将微分值vx’与重力加速度分量g·sinβ相加的值。因此，数学式(6)与上述数学式(2)的分子同义。

作为第一参数Φx的变量，如上述数学式(2)所示，也可以使用车速vx的微分值vx’和基于车辆10正在行驶的路面坡度的重力加速度分量g·sinβ来取代加速度Gx。在这种情况下，可以使用车速传感器26和取得车辆10正在行驶的路面坡度的坡度传感器或运算路面坡度的功能要素来取代加速度传感器27。

接下来，引擎扭矩计算模块32c基于燃料喷射量Qx和引擎转速Nx来计算从引擎14输出的实际的引擎扭矩Te。

如图6所例示，从引擎14输出的引擎扭矩Te分别与引擎转速Nx及燃料喷射量Qx处于正的关系，引擎转速Nx越快且燃料喷射量Qx越大，则引擎扭矩Te越大。预先通过实验或试验而求得该设定图数据，并存储于作为数据模块的引擎扭矩计算模块32c。

在本实施方式中，根据引擎转速Nx及燃料喷射量Qx的关系计算引擎扭矩Te，但也可以使用油门开度传感器22所取得的油门开度Ax来取代燃料喷射量Qx，也可以是其他取得方法。

接下来，第二参数计算模块32b使用下述数学式(7)来计算传递到驱动轮19的驱动扭矩Tw。在数学式(7)中，if表示差动齿轮18的齿轮比，η表示按齿轮比而不同的传递效率。驱动扭矩Tw也可以使用扭矩传感器来取得，也可以使用其他方法来取得。

[数学式7]

Tw＝Te·ix·if·η…(7)

接下来，第二参数计算模块32b通过查找表格模块32d计算旋转部分当量质量Δmx。

旋转部分当量质量Δmx是根据作为变量的齿轮比ix确定的值。查找表格模块32d按照齿轮比ix设定有多个旋转部分当量质量Δmx，选择与齿轮比ix相应的值。旋转部分当量质量Δmx也可以根据空车时的车辆重量、齿轮比ix以及与规定的系数的关系来计算。

接下来，第二参数计算模块32b通过各模块来计算下述数学式(8)所示的第二参数Φy。

[数学式8]

在本实施方式中，以上述数学式(8)表示第二参数Φy，但也可以考虑作用于引擎14、离合器15、变速器16、差动齿轮18等的摩擦扭矩Tf。在这种情况下，将从驱动扭矩Tw减去摩擦扭矩Tf后的值除以驱动轮19的车轮直径rw即可。若考虑摩擦扭矩Tf，则有利于推定精度的提高。

若如以上这样取得各参数，则车辆重量运算部31通过推定部33的上述推定方法来推定推定值mx(k)(S120)。

接下来，车辆重量运算部31通过选择部34来计算所输入的推定值mx(k)和在输入该推定值mx(k)之前输入的值即上次推定值mx(k-1)的差分即变化量Δmx(k)(S130)。具体地说，在该步骤中，通过上次推定值取得模块34a及加法模块34b来计算变化量Δmx(k)。此外，变化量Δmx(k)也可以作为每单位时间的推定值mx(k)的变化量来计算。另外，控制装置20刚通电之后的上次推定值mx(k-1)可以是在控制装置20即将停止之前输入的推定值，也可以是上述基准值ma的初始值即基准车重W0。

接下来，车辆重量运算部31通过选择部34计算到输入了推定值mx(k)时为止的从基准值ma到推定值mx(k)之间的经时变化的累计值Σmx(k)(S140)。具体地说，在该步骤中，通过累计模块34c在上次推定值mx(k-1)和基准值ma的差分即上次累计值Σmx(k-1)上加上在步骤130中计算出的变化量Δmx(k)相加，从而计算累计值Σmx(k)。即，在上次累计值Σmx(k-1)为零(“0”)的情况下，在该步骤中计算出的累计值Σmx(k)为变化量Δmx(k)。

接下来，车辆重量运算部31通过选择部34判定累计值Σmx(k)是否偏离误差的范围(-Wa～+Wa)(S150)。在该步骤中，在由选择部34判定累计值Σmx(k)的绝对值超过误差的范围的数值Wa的情况下，进入将临时推定值mx(k)作为输出值mx输出的步骤。另一方面，在累计值Σmx(k)的绝对值为误差的范围的数值Wa以下的情况下，进入维持上次输出值mz的步骤。

在累计值Σmx(k)的绝对值超过误差的范围的数值Wa的情况下，车辆重量运算部31通过选择部34选择推定值mx(k)(S160)。接下来，车辆重量运算部31通过选择部34使累计值Σmx(k)复位(S170)。在该步骤中，通过使累计值Σmx(k)复位并使该值为零，从而实质上将基准值ma更新为推定值mx(k)。接下来，车辆重量运算部31输出由选择部34选择的推定值mx(k)作为输出值mx(S180)，并返回到开始。

另一方面，在累计值Σmx(k)的绝对值为误差的范围的数值Wa以下的情况下，车辆重量运算部31通过选择部34选择上次输出值mz(S190)。接下来，车辆重量运算部31输出由选择部34选择的上次输出值mz作为输出值mx(S180)，并返回到开始。

具体地说，在选择部34中，通过比较模块34e来判定累计值Σmx(k)的绝对值是否超过误差的范围的数值Wa(S150)。在累计值Σmx(k)的绝对值超过误差的范围的数值Wa的情况下，通过输入了从比较模块34e发出的作为二值信号的“1”的开关模块34f，来选择推定值mx(k)(S160)。接下来，通过输入了从比较模块34e发出的作为二值信号的“1”的累计模块34c，来复位累计值Σmx(k)(S170)。

另一方面，在累计值Σmx(k)的绝对值为误差的范围的数值Wa以下的情况下，通过开关模块34f选择上次输出值mz(S190)。

如以上这样，车辆重量运算部31将累计值Σmx(k)偏离了误差的范围(-Wa～+Wa)时看作车辆的重量发生了变化的定时，将这时所推定的推定值mx(k)作为输出值mx输出。另一方面，车辆重量运算部31将累计值Σmx(k)收敛在误差的范围(-Wa～+Wa)内时看作车辆的重量无变化时，在这时维持上次输出值mz的输出。

即，通过车辆重量运算部31排除感测中的误差以认清车辆10的重量发生了变化的定时而输出输出值mx，从而有利于抑制车辆10的重量更新的频率。另外，在推定值mx(k)以收敛在误差的范围内的值逐渐变化的情况下，通过以累计值Σmx(k)判断其变化，从而也有利于避免错过车辆10的重量的变化的情况。像这样，因为车辆重量运算部31能够根据车辆10的重量发生了变化的定时而高精度地推定其重量，所以能够不给驾驶员带来因使用该重量的控制的变动引起的不适感而提高驾驶性(drivability)。

例如，在使用车辆10的重量的控制为变速器16的变速控制的情况下，若车辆10的重量更新，则变速器16中的变速定时随着该更新而变化。因此，实施方式的车辆重量运算部31在车辆10的重量实际发生了变化时更新输出值mx。因此，因为能够根据车辆10的重量的变化而使变速定时变化，所以能够不给驾驶员带来变速定时的变化所造成的不适感而提高驾驶性。

另外，因为在累计值Σmx(k)收敛在误差的范围内的情况下，即实际上车辆的重量没有变化的情况下，车辆重量运算部31维持上次输出值mz的输出，所以有利于降低车重的推定误差。

车辆重量运算部31使用误差的范围作为针对累计值Σmx(k)的阈值，但只要是能够判定车辆的重量的变化的范围，则也可以使用误差的范围之外的范围。但通过使用误差的范围，能够排除由各传感器的精度、灵敏度造成的误差的影响、或由起因于车辆10的振动的传感器的振动造成的误差的影响，有利于降低路面坡度的推定误差。

在上述实施方式中，例示了作为推定值mx(k)和基准值ma的差分而计算累计值Σmx(k)的构成，但也可以采用对连同复位基准值ma一起而被复位时的推定值mx(k)进行更新的构成，并每隔固定周期(采样时间)地计算推定值mx(k)和基准值ma的差分。

在本实施方式中，说明了作为推定值mx(k)的推定运算而使用RLS算法的例子，但作为推定部33只要能够推定车辆10的重量即可，推定运算并不限定于此。例如，也可以取代RLS算法而使用LMS(Least Mean Square：最小均方)算法、NLMS(Nomalized Least MeanSquare：归一化最小均方)算法等作为自适应算法。另外，也可以实施将推定出的所有推定值mx(0)～推定值mx(k)的平均值输出的平均化处理。此外，平均化处理是平滑化处理的特定的模式。

临时推定值mx(k)只要能够通过简单的方法计算即可，并不限定于以上述数学式(2)所表示的仅使用车辆10的前后方向的运动方程式的方式。例如，在车辆10搭载空气悬架的情况下，也可以使用基于车辆10的上下方向的变化的方式。另外，也可以使用基于在变速的前后输入到变速器的扭矩和从该变速器输出的转速的变化量的方式。另外，也可以将由负载传感器等重量传感器取得的伴随装载量的变化而变化的车体13的重量的值与空车时的车辆重量的相加而得到的值作为临时推定值Mx。

另外，在上述实施方式中，说明了车辆重量推定装置30由车辆重量运算部31和各传感器等构成的例子，但本公开并不限定于此。例如，车辆重量推定装置30也可以由作为参数取得部件及临时推定部件而发挥功能的一个传感器、以及作为推定部件及维持部件而发挥功能的硬件构成。

本申请基于2017年12月26日申请的日本国专利申请(特愿2017-249663)，并将其内容作为参考援引至此。

工业可利用性

本公开的车辆重量推定装置及车辆重量推定方法在能够根据车辆的重量变化的定时而高精度地推定车辆的重量这一点上是有用的。

附图标记说明

10 车辆

24 位置传感器

25 转速传感器

26 车速传感器

27 加速度传感器

28 控制部

30 车辆重量推定装置

31 车辆重量运算部

32 参数取得部

33 推定部

34 选择部

Φx 第1参数

Φy 第2参数

mx(k) 推定值

mx(k-1) 上次推定值

mx 输出值

mz 上次输出值

ma 基准值

Δmx(k) 变化量

Σmx(k) 推定值及基准值的差分(变化量的累计值)

Claims (8)

1.一种车辆重量推定装置，其中，包括：

参数取得部件，其取得在车辆的行驶中变化的参数，

推定部件，其输入所述参数，并输出基于所述参数的所述车辆的重量的推定值，以及

选择部件，其输入所述推定值；

所述选择部件被构成为：在所述推定值和预先设定的基准值的差分偏离规定的范围的情况下，选择与所述推定值相应的输出值，在所述差分收敛在所述规定的范围内的情况下，选择在推定所述推定值之前从所述选择部件输出的输出值即上次输出值，并输出所选择的所述输出值或所述上次输出值的任意一者。

2.如权利要求1所述的车辆重量推定装置，其中，

所述选择部件计算所述推定值和所述基准值的差分，来作为到输入所述推定值时为止的从所述基准值到所述推定值的变化的累计值。

3.如权利要求2所述的车辆重量推定装置，其中，

所述选择部件在判定为所述累计值偏离所述规定的范围时，将该累计值设为零。

4.如权利要求1或2所述的车辆重量推定装置，其中，

所以选择部件在所述推定值和所述基准值的差分偏离所述规定的范围时，将所述推定值设定为下一次的基准值。

5.如权利要求1至4的任意一项所述的车辆重量推定装置，其中，

所述推定部件在预先设定的误差的范围内推定所述推定值；

所述规定的范围被设定为所述误差的范围。

6.如权利要求1至5的任意一项所述的车辆重量推定装置，其中，

所述推定部件基于所输入的所述参数及在取得所述参数前推定的推定值即上次推定值，并使用平滑化处理来推定所述推定值。

7.如权利要求6所述的车辆重量推定装置，其中，

所述推定部件基于所述参数及所述上次推定值，将所述车辆的前后方向的运动方程式看作传递函数，并使用自适应算法作为所述平滑化处理来推定所述推定值。

8.一种车辆重量推定方法，其中，

取得在车辆的行驶中变化的参数，

基于所述参数来推定推定值作为所述车辆的重量，

计算所推定出的所述推定值和预先设定的基准值的差分，

判定所计算出的所述差分是否偏离规定的范围，

在判定为所述差分偏离所述规定的范围的情况下，选择与所述推定值相应的输出值作为所述车辆的重量，

在判定为所述差分收敛在所述规定的范围内的情况下，选择在推定所述推定值之前作为所述车辆的重量而输出的输出值即上次输出值，

输出所选择的所述输出值或所述上次输出值的任意一者。

Images