JP2000074727A - 車両の質量推定装置 - Google Patents
車両の質量推定装置Info
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- JP2000074727A JP2000074727A JP24861598A JP24861598A JP2000074727A JP 2000074727 A JP2000074727 A JP 2000074727A JP 24861598 A JP24861598 A JP 24861598A JP 24861598 A JP24861598 A JP 24861598A JP 2000074727 A JP2000074727 A JP 2000074727A
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- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車種を選ばずに車両の質量を測定する。連結
されるトレーラの如何にかかわらずトラクタ側でトレー
ラも含めた連結車の質量を推定する。高い精度で車両の
質量を推定する。 【解決手段】 車両の質量を当該車両の加速度を計測す
ることによって推定するが、このときに、走行抵抗によ
る質量の推定値の誤差を排除する。
されるトレーラの如何にかかわらずトラクタ側でトレー
ラも含めた連結車の質量を推定する。高い精度で車両の
質量を推定する。 【解決手段】 車両の質量を当該車両の加速度を計測す
ることによって推定するが、このときに、走行抵抗によ
る質量の推定値の誤差を排除する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車の姿勢安定制
御に関する。本発明は、ヨーあるいはロールなど走行中
の車両の挙動に基づいて、車両の姿勢を安定な方向に自
動的に制御する装置に利用する。本発明は、例えば、車
両が走行中に横すべり状態になる可能性があることを自
動的に検知演算して、全部または一部の車輪のブレーキ
圧力を自動的に制御することにより、その車両を横すべ
りが生じる可能性の小さい状態に回復させる自動制御装
置に利用することができる。本発明は、例えば高速走行
中の大きいハンドル操作など、車両の特性を越える運転
操作により車両が運転者の意図しない挙動に達したとき
に自動的に安定な状態を回復させる姿勢制御に関する。
本発明は、バス・トラックなど商業車両の横転防止に利
用する。
御に関する。本発明は、ヨーあるいはロールなど走行中
の車両の挙動に基づいて、車両の姿勢を安定な方向に自
動的に制御する装置に利用する。本発明は、例えば、車
両が走行中に横すべり状態になる可能性があることを自
動的に検知演算して、全部または一部の車輪のブレーキ
圧力を自動的に制御することにより、その車両を横すべ
りが生じる可能性の小さい状態に回復させる自動制御装
置に利用することができる。本発明は、例えば高速走行
中の大きいハンドル操作など、車両の特性を越える運転
操作により車両が運転者の意図しない挙動に達したとき
に自動的に安定な状態を回復させる姿勢制御に関する。
本発明は、バス・トラックなど商業車両の横転防止に利
用する。
【０００２】
【従来の技術】従来からブレーキの電子制御装置や車両
安定化制御装置（ＶＳＣ、Vehicle Stability Control)
などが知られている。ブレーキにかかわる電子制御装置
の代表的なシステムはＡＢＳ（Antilock Brake System)
である。これは車輪に車輪回転センサを設けて車輪回転
を検出し、ブレーキ圧力が大きいときに車輪回転が停止
すると、車輪と路面との間にスリップがあったものとし
て、ブレーキ圧力を断続制御するものである。ＡＢＳは
乗用車あるいは貨物車に広く普及し、ブレーキをかけな
がらもハンドルがきく装置として広く知られるところと
なった。車両安定化制御装置（ＶＳＣ）の代表的な装置
としては、横すべり防止装置が知られている。これは、
運転者が操作入力する操舵角（ハンドル角度）から、運
転者が進もうとしている針路を読取り、その針路に対し
て車速が大きすぎると、運転者がブレーキペダルを踏ま
なくとも自動的に減速のための制御がなされ、さらに針
路から外れないように左右のブレーキ圧力を配分するな
どの制御が行われる装置である。
安定化制御装置（ＶＳＣ、Vehicle Stability Control)
などが知られている。ブレーキにかかわる電子制御装置
の代表的なシステムはＡＢＳ（Antilock Brake System)
である。これは車輪に車輪回転センサを設けて車輪回転
を検出し、ブレーキ圧力が大きいときに車輪回転が停止
すると、車輪と路面との間にスリップがあったものとし
て、ブレーキ圧力を断続制御するものである。ＡＢＳは
乗用車あるいは貨物車に広く普及し、ブレーキをかけな
がらもハンドルがきく装置として広く知られるところと
なった。車両安定化制御装置（ＶＳＣ）の代表的な装置
としては、横すべり防止装置が知られている。これは、
運転者が操作入力する操舵角（ハンドル角度）から、運
転者が進もうとしている針路を読取り、その針路に対し
て車速が大きすぎると、運転者がブレーキペダルを踏ま
なくとも自動的に減速のための制御がなされ、さらに針
路から外れないように左右のブレーキ圧力を配分するな
どの制御が行われる装置である。
【０００３】すでに知られている車両姿勢安定化装置
（ＶＳＣ）（特開昭６３−２７９９７６号公報、特開平
２−１１２７５５号公報など）をさらに説明すると、車
両の走行中に運転者が操舵を行うと、車両の向きが変化
し車両にロールが生じる。このとき操舵による旋回内輪
のタイヤが路面のグリップ限界を越えると、内輪がいわ
ゆるホイール・リフト傾向となり、車両が横すべりをは
じめる。例えば、直線走行状態から運転者が左に操舵を
行うと車両は右に傾斜する。このとき、正常な状態では
その操舵に応じて車両が旋回するが、走行速度に対して
操舵の速さが大きすぎると、車両は右に傾斜しながら左
車輪が浮きぎみな状態となり、運転者の意図する方向よ
り右寄りに進行することになる。このような車両の挙動
は、走行レーンの逸脱や、極端な場合には車両の横転を
招く原因となる。
（ＶＳＣ）（特開昭６３−２７９９７６号公報、特開平
２−１１２７５５号公報など）をさらに説明すると、車
両の走行中に運転者が操舵を行うと、車両の向きが変化
し車両にロールが生じる。このとき操舵による旋回内輪
のタイヤが路面のグリップ限界を越えると、内輪がいわ
ゆるホイール・リフト傾向となり、車両が横すべりをは
じめる。例えば、直線走行状態から運転者が左に操舵を
行うと車両は右に傾斜する。このとき、正常な状態では
その操舵に応じて車両が旋回するが、走行速度に対して
操舵の速さが大きすぎると、車両は右に傾斜しながら左
車輪が浮きぎみな状態となり、運転者の意図する方向よ
り右寄りに進行することになる。このような車両の挙動
は、走行レーンの逸脱や、極端な場合には車両の横転を
招く原因となる。
【０００４】通常走行状態において、操舵の大きさと速
さ、車両の速度、車両の横移動の速さ、および車両の向
きの変化の速さ（ヨーレイト、垂直軸まわりの車両の回
転加速度）を検出して演算することにより、車輪の横す
べり開始点または内輪のホイールリフト開始点を予測
し、横すべりあるいはホイールリフトが始まる前に車輪
のブレーキ圧力を制御する装置が開発された。この車輪
のブレーキ圧力制御は、必ずしも全輪同一のブレーキ圧
力ではなく、一つの車輪について大きいあるいは小さい
ブレーキ圧力を印加して、車両の横すべりを防止するも
のである。このような装置は、原理的な構造や設計のみ
ならず、経済性および耐久性などもよく検討され、乗用
車については市販品に実装される段階に達した。
さ、車両の速度、車両の横移動の速さ、および車両の向
きの変化の速さ（ヨーレイト、垂直軸まわりの車両の回
転加速度）を検出して演算することにより、車輪の横す
べり開始点または内輪のホイールリフト開始点を予測
し、横すべりあるいはホイールリフトが始まる前に車輪
のブレーキ圧力を制御する装置が開発された。この車輪
のブレーキ圧力制御は、必ずしも全輪同一のブレーキ圧
力ではなく、一つの車輪について大きいあるいは小さい
ブレーキ圧力を印加して、車両の横すべりを防止するも
のである。このような装置は、原理的な構造や設計のみ
ならず、経済性および耐久性などもよく検討され、乗用
車については市販品に実装される段階に達した。
【０００５】従来の姿勢制御装置を図４ないし図６を参
照して説明する。図４は従来の姿勢制御の全体構成例を
示す図である。車両１は姿勢制御装置の被制御対象であ
る。車両１には、操舵、制動、加速、その他運転操作入
力が与えられ、それに対する応答が車両の挙動である。
この車両１には姿勢制御装置２が搭載される。そしてこ
の姿勢制御装置２は車両安定化制御装置（ＶＳＣ）３お
よび電子制御制動装置４を含む。この電子制御制動装置
４は従来のＡＢＳ手段に代表される装置である。
照して説明する。図４は従来の姿勢制御の全体構成例を
示す図である。車両１は姿勢制御装置の被制御対象であ
る。車両１には、操舵、制動、加速、その他運転操作入
力が与えられ、それに対する応答が車両の挙動である。
この車両１には姿勢制御装置２が搭載される。そしてこ
の姿勢制御装置２は車両安定化制御装置（ＶＳＣ）３お
よび電子制御制動装置４を含む。この電子制御制動装置
４は従来のＡＢＳ手段に代表される装置である。
【０００６】その車両の挙動をデータとして観測するた
めに、その車両１に搭載されたセンサ類１１からは挙動
データが出力される。挙動データは、速度、横方向加速
度、ヨーレイト、ロールレイト、車輪回転情報、その他
である。
めに、その車両１に搭載されたセンサ類１１からは挙動
データが出力される。挙動データは、速度、横方向加速
度、ヨーレイト、ロールレイト、車輪回転情報、その他
である。
【０００７】車両安定化制御装置３は、運転操作入力お
よび挙動データを入力として、車両の挙動を予測演算
し、その結果を電子制御制動装置４に与える。電子制御
制動装置４は、同じく運転操作入力および挙動データを
取込み、それに加えて車両安定化制御装置（ＶＳＣ）３
の出力を取込み、車両１に対する運転操作入力および外
乱入力に対する安全方向への自動制御出力を送出し、こ
れは修正入力となる。
よび挙動データを入力として、車両の挙動を予測演算
し、その結果を電子制御制動装置４に与える。電子制御
制動装置４は、同じく運転操作入力および挙動データを
取込み、それに加えて車両安定化制御装置（ＶＳＣ）３
の出力を取込み、車両１に対する運転操作入力および外
乱入力に対する安全方向への自動制御出力を送出し、こ
れは修正入力となる。
【０００８】図５は従来の姿勢制御装置のシステム構成
図である。制御装置５１はプログラム制御されるコンピ
ュータ回路を含む車両に搭載された電子装置であり、車
両の運転操作入力およびその車両の挙動データを入力と
しその車両の運動状態を演算出力する車両安定化制御装
置（ＶＳＣ）と、この車両安定化制御装置の演算出力に
したがって運転操作入力および外乱入力を安全側に修正
する修正入力をその車両に与える制御手段とを含む。
図である。制御装置５１はプログラム制御されるコンピ
ュータ回路を含む車両に搭載された電子装置であり、車
両の運転操作入力およびその車両の挙動データを入力と
しその車両の運動状態を演算出力する車両安定化制御装
置（ＶＳＣ）と、この車両安定化制御装置の演算出力に
したがって運転操作入力および外乱入力を安全側に修正
する修正入力をその車両に与える制御手段とを含む。
【０００９】この車両にはヨーレイトセンサ５２、横方
向加速度センサ５３、ロールレイトセンサ６０、および
前後方向加速度センサ６１が実装され、これらの各検出
出力は制御装置５１に接続されている。前輪５４ｆおよ
び後輪５４ｒにはそれぞれ車輪回転センサ５５が取付け
られ、これらの検出出力も制御装置５１に接続される。
ブレーキ・ブースタ・アクチュエータ５６にはブレーキ
圧センサ５７が取付けられ、この検出出力は同じく制御
装置５１に接続される。操舵ハンドル５８には操舵角セ
ンサ５９が取付けられ、その出力は制御装置５１に接続
される。内燃機関を制御するガバナ６２にはガバナセン
サ６３が組み込まれ、ガバナ６２の状態を検出しその検
出出力は制御装置５１に接続される。図６は前記各セン
サの車両への実装例を示す斜視図である。図５および図
６には２軸構造の車両が示されているが、大型車両の場
合には３軸あるいは４軸構造が用いられる。また、ヘッ
ダ側とトレーラ側とから構成された連結車にも姿勢制御
装置２は搭載される。
向加速度センサ５３、ロールレイトセンサ６０、および
前後方向加速度センサ６１が実装され、これらの各検出
出力は制御装置５１に接続されている。前輪５４ｆおよ
び後輪５４ｒにはそれぞれ車輪回転センサ５５が取付け
られ、これらの検出出力も制御装置５１に接続される。
ブレーキ・ブースタ・アクチュエータ５６にはブレーキ
圧センサ５７が取付けられ、この検出出力は同じく制御
装置５１に接続される。操舵ハンドル５８には操舵角セ
ンサ５９が取付けられ、その出力は制御装置５１に接続
される。内燃機関を制御するガバナ６２にはガバナセン
サ６３が組み込まれ、ガバナ６２の状態を検出しその検
出出力は制御装置５１に接続される。図６は前記各セン
サの車両への実装例を示す斜視図である。図５および図
６には２軸構造の車両が示されているが、大型車両の場
合には３軸あるいは４軸構造が用いられる。また、ヘッ
ダ側とトレーラ側とから構成された連結車にも姿勢制御
装置２は搭載される。
【００１０】このようなＡＢＳおよび車両姿勢安定化装
置（ＶＳＣ）では、共にブレーキ圧力制御が重要な制御
要素として挙げられる。このとき、ブレーキ圧力の値を
如何なる値とするかは、車両の質量によって決定され
る。すなわち、質量の大きさと慣性の力の大きさとは比
例するため、質量の大きさとブレーキ圧力の大きさとは
これもまた比例する。
置（ＶＳＣ）では、共にブレーキ圧力制御が重要な制御
要素として挙げられる。このとき、ブレーキ圧力の値を
如何なる値とするかは、車両の質量によって決定され
る。すなわち、質量の大きさと慣性の力の大きさとは比
例するため、質量の大きさとブレーキ圧力の大きさとは
これもまた比例する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように、車両の質
量を推定することはＡＢＳおよび車両姿勢安定化装置に
とって重要なことである。この車両の質量は積載貨物の
量あるいは搭乗者数により変動する。これに応じてブレ
ーキ制御のためのブレーキ流体圧力を変更設定しなけれ
ばならない。従来からブレーキ流体圧力は慣れた運転者
の感覚にしたがって、ブレーキペダルをどの程度に強く
踏むかという調節により行われているが、ＡＢＳや車両
安定化装置のようにブレーキ流体圧力が直接に制御出力
となる制御装置では、あらかじめその車両の現在の質量
を制御パラメータとして制御装置に入力しておくことが
必要である。
量を推定することはＡＢＳおよび車両姿勢安定化装置に
とって重要なことである。この車両の質量は積載貨物の
量あるいは搭乗者数により変動する。これに応じてブレ
ーキ制御のためのブレーキ流体圧力を変更設定しなけれ
ばならない。従来からブレーキ流体圧力は慣れた運転者
の感覚にしたがって、ブレーキペダルをどの程度に強く
踏むかという調節により行われているが、ＡＢＳや車両
安定化装置のようにブレーキ流体圧力が直接に制御出力
となる制御装置では、あらかじめその車両の現在の質量
を制御パラメータとして制御装置に入力しておくことが
必要である。
【００１２】従来は、軸重センサにより車体を車軸に対
して支持するバネの変位を測定することにより現在の車
両質量を推定する装置が用いられていた。しかし、バネ
定数は車種毎に異なるので軸重センサの定数を車種毎に
設定することが必要であることから割高になる。また、
トラクタの場合には、連結されたトレーラも個別に軸重
センサを設けなければ、トラクタ側の軸重センサのみで
は全体の質量を計測することはできない。このため、軸
重センサによらない車両質量の推定方法または装置の開
発が望まれている。
して支持するバネの変位を測定することにより現在の車
両質量を推定する装置が用いられていた。しかし、バネ
定数は車種毎に異なるので軸重センサの定数を車種毎に
設定することが必要であることから割高になる。また、
トラクタの場合には、連結されたトレーラも個別に軸重
センサを設けなければ、トラクタ側の軸重センサのみで
は全体の質量を計測することはできない。このため、軸
重センサによらない車両質量の推定方法または装置の開
発が望まれている。
【００１３】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、車種を選ばずに車両の質量を推定することが
できる質量推定装置を提供することを目的とする。本発
明は、連結されるトレーラの如何にかかわらずトラクタ
側でトレーラも含めた連結車の質量を推定することがで
きる質量推定装置を提供することを目的とする。本発明
は、高い精度で車両の質量を測定することができる質量
推定装置を提供することを目的とする。
であって、車種を選ばずに車両の質量を推定することが
できる質量推定装置を提供することを目的とする。本発
明は、連結されるトレーラの如何にかかわらずトラクタ
側でトレーラも含めた連結車の質量を推定することがで
きる質量推定装置を提供することを目的とする。本発明
は、高い精度で車両の質量を測定することができる質量
推定装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、車両の質量を
当該車両の加速度を計測することによって推定するとき
に、走行抵抗による質量の推定値の誤差を排除するため
の連立方程式を立てることを特徴とする。
当該車両の加速度を計測することによって推定するとき
に、走行抵抗による質量の推定値の誤差を排除するため
の連立方程式を立てることを特徴とする。
【００１５】ここで、本発明を原理的に説明すると、質
量の大きさはその物体の動き難さに比例する。したがっ
て、その物体を動かそうとする力を与えてから一定の速
度に達するまでの間の加速度を測定することにより、そ
の物体の質量を推定することができる。
量の大きさはその物体の動き難さに比例する。したがっ
て、その物体を動かそうとする力を与えてから一定の速
度に達するまでの間の加速度を測定することにより、そ
の物体の質量を推定することができる。
【００１６】しかし、その物体が置かれた条件によっ
て、質量による要素以外にもその物体の動き難さに作用
する要素が存在してしまう。例えば、この物体を摩擦係
数の大きな平面上に置いた場合には、この物体が動くと
きには摩擦による抵抗が発生する。このため、この摩擦
が物体の動き難さに作用する要素になり、加速度を測定
することにより正確な質量の推定値を得ることが困難に
なる。
て、質量による要素以外にもその物体の動き難さに作用
する要素が存在してしまう。例えば、この物体を摩擦係
数の大きな平面上に置いた場合には、この物体が動くと
きには摩擦による抵抗が発生する。このため、この摩擦
が物体の動き難さに作用する要素になり、加速度を測定
することにより正確な質量の推定値を得ることが困難に
なる。
【００１７】そこで、本発明の質量推定装置では、異な
る駆動力による複数の時点の加速度を用いて走行抵抗に
よる質量推定の誤差を排除するための連立方程式を立て
ることを特徴とする。
る駆動力による複数の時点の加速度を用いて走行抵抗に
よる質量推定の誤差を排除するための連立方程式を立て
ることを特徴とする。
【００１８】すなわち、加速度は、質量および走行抵抗
をそれぞれ未知数とする方程式によって表すことができ
る。したがって、異なる駆動力による異なる時点の加速
度をそれぞれ計測し、少なくとも二つの異なる加速度に
対してそれぞれ質量および走行抵抗をそれぞれ未知数と
する連立方程式をたてることができれば、質量および走
行抵抗をそれぞれ分離して求めることができる。なお、
走行抵抗には、車両の構造的な摩擦抵抗や路面と車輪と
のころがり摩擦による抵抗などが含まれる。
をそれぞれ未知数とする方程式によって表すことができ
る。したがって、異なる駆動力による異なる時点の加速
度をそれぞれ計測し、少なくとも二つの異なる加速度に
対してそれぞれ質量および走行抵抗をそれぞれ未知数と
する連立方程式をたてることができれば、質量および走
行抵抗をそれぞれ分離して求めることができる。なお、
走行抵抗には、車両の構造的な摩擦抵抗や路面と車輪と
のころがり摩擦による抵抗などが含まれる。
【００１９】すなわち、本発明は車両の質量推定装置で
あって、本発明の特徴とするところは、その車両につい
て車両速度に対する駆動力（Ｆ）を使用ギヤ比およびア
クセル開度をパラメタとするマップを保持する手段と、
その車両について駆動力（Ｆ）、車両質量（Ｗ）、車両
走行抵抗、路面勾配（θ）から車両加速度（α）を求め
る関係式を保持する手段と、車速センサ出力（Ｖ）を取
込みこれを時間微分して得られる車両加速度（α）を演
算する手段と、その時点のアクセル開度および使用され
た複数のギヤ比から前記マップを参照してその駆動力を
求めこれを前記関係式に代入することにより複数の連立
方程式を立てこの複数の連立方程式から車両質量を求め
る演算手段とを備えるところにある。
あって、本発明の特徴とするところは、その車両につい
て車両速度に対する駆動力（Ｆ）を使用ギヤ比およびア
クセル開度をパラメタとするマップを保持する手段と、
その車両について駆動力（Ｆ）、車両質量（Ｗ）、車両
走行抵抗、路面勾配（θ）から車両加速度（α）を求め
る関係式を保持する手段と、車速センサ出力（Ｖ）を取
込みこれを時間微分して得られる車両加速度（α）を演
算する手段と、その時点のアクセル開度および使用され
た複数のギヤ比から前記マップを参照してその駆動力を
求めこれを前記関係式に代入することにより複数の連立
方程式を立てこの複数の連立方程式から車両質量を求め
る演算手段とを備えるところにある。
【００２０】前記関係式は、 α＝ｇ〔Ｆ−（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋Ｗr ） …（１） ただし、μr Ｗ、μc ＡＶ2 、ＷrA は車両走行抵抗で
あり、μr Ｗはころがり抵抗、μc ＳＶ2 は風圧抵抗、
Ｗr は回転部分相当質量であり、μr 、μc はそれぞれ
係数、Ｓは車両断面積を表す であることが望ましい。
あり、μr Ｗはころがり抵抗、μc ＳＶ2 は風圧抵抗、
Ｗr は回転部分相当質量であり、μr 、μc はそれぞれ
係数、Ｓは車両断面積を表す であることが望ましい。
【００２１】ギヤ比Ａ，Ｂ二段についてそれぞれ駆動力
をＦA 、ＦB とし、加速度をそれぞれαA 、αB とし、
回転部分相当質量をそれぞれＷrA、ＷrBとするとき、車
両質量Ｗは、 Ｗ＝〔ｇ（ＦA −ＦB ）−αA ＷrA＋αB ＷrB〕／（α
A −αB ） であることが望ましい。
をＦA 、ＦB とし、加速度をそれぞれαA 、αB とし、
回転部分相当質量をそれぞれＷrA、ＷrBとするとき、車
両質量Ｗは、 Ｗ＝〔ｇ（ＦA −ＦB ）−αA ＷrA＋αB ＷrB〕／（α
A −αB ） であることが望ましい。
【００２２】このように、あらかじめ車両に備えられて
いる各種センサの出力を用いて車両の質量を推定するこ
とができるため、本発明を実現するために車両に新たに
備える装置としては、演算を行うためのコンピュータ装
置だけでよく、このコンピュータ装置のハードウェアは
各種の車両に共通のものとすることができる。したがっ
て、車種を選ばずに車両の質量を推定することができ
る。また、トラクタ側に備えられたセンサの出力を用い
て車両の質量を推定することができるため、本発明は、
連結されるトレーラの如何にかかわらずトラクタ側でト
レーラも含めた連結車の質量を推定することができる。
さらに、走行抵抗を排除し、高い精度で車両の質量を推
定することができる。
いる各種センサの出力を用いて車両の質量を推定するこ
とができるため、本発明を実現するために車両に新たに
備える装置としては、演算を行うためのコンピュータ装
置だけでよく、このコンピュータ装置のハードウェアは
各種の車両に共通のものとすることができる。したがっ
て、車種を選ばずに車両の質量を推定することができ
る。また、トラクタ側に備えられたセンサの出力を用い
て車両の質量を推定することができるため、本発明は、
連結されるトレーラの如何にかかわらずトラクタ側でト
レーラも含めた連結車の質量を推定することができる。
さらに、走行抵抗を排除し、高い精度で車両の質量を推
定することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図１を参照し
て説明する。図１は本発明実施例の車両の質量推定装置
の要部ブロック構成図である。本発明実施例の車両の質
量推定装置は図４および図５に示す制御装置５１内に実
装される。
て説明する。図１は本発明実施例の車両の質量推定装置
の要部ブロック構成図である。本発明実施例の車両の質
量推定装置は図４および図５に示す制御装置５１内に実
装される。
【００２４】本発明は車両の質量推定装置であって、本
発明の特徴とするところは、その車両について車両速度
に対する駆動力（Ｆ）を使用ギヤ比およびアクセル開度
をパラメタとするマップ７４を保持する手段である駆動
力推定部７３と、その車両について駆動力（Ｆ）、車両
質量（Ｗ）、車両走行抵抗、路面勾配（θ）から車両加
速度（α）を求める関係式を保持する手段である質量推
定部７２と、車輪回転センサ５５の出力（Ｖ）を取込み
これを時間微分して得られる車両加速度（α）を演算す
る手段である加速度演算部７１とを備え、質量推定部７
２は、駆動力推定部７３によりその時点のアクセル開度
および使用された複数のギヤ比からマップ７４を参照し
て得られた駆動力を前記関係式に代入することにより複
数の連立方程式を立てこの複数の連立方程式から車両質
量を求めるところにある。
発明の特徴とするところは、その車両について車両速度
に対する駆動力（Ｆ）を使用ギヤ比およびアクセル開度
をパラメタとするマップ７４を保持する手段である駆動
力推定部７３と、その車両について駆動力（Ｆ）、車両
質量（Ｗ）、車両走行抵抗、路面勾配（θ）から車両加
速度（α）を求める関係式を保持する手段である質量推
定部７２と、車輪回転センサ５５の出力（Ｖ）を取込み
これを時間微分して得られる車両加速度（α）を演算す
る手段である加速度演算部７１とを備え、質量推定部７
２は、駆動力推定部７３によりその時点のアクセル開度
および使用された複数のギヤ比からマップ７４を参照し
て得られた駆動力を前記関係式に代入することにより複
数の連立方程式を立てこの複数の連立方程式から車両質
量を求めるところにある。
【００２５】前記関係式は、 α＝ｇ〔Ｆ−（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋Ｗr ） …（１） ただし、μr Ｗ、μc ＡＶ2 、ＷrA は車両走行抵抗で
あり、μr Ｗはころがり抵抗、μc ＳＶ2 は風圧抵抗、
Ｗr は回転部分相当質量であり、μr 、μc はそれぞれ
係数、Ｓは車両断面積を表す である。
あり、μr Ｗはころがり抵抗、μc ＳＶ2 は風圧抵抗、
Ｗr は回転部分相当質量であり、μr 、μc はそれぞれ
係数、Ｓは車両断面積を表す である。
【００２６】また、ギヤ比Ａ，Ｂ二段についてそれぞれ
駆動力をＦA 、ＦB とし、加速度をそれぞれαA 、αB
とし、回転部分相当質量をそれぞれＷrA、ＷrBとすると
き、車両質量Ｗは、 Ｗ＝〔ｇ（ＦA −ＦB ）−αA ＷrA＋αB ＷrB〕／（α
A −αB ） である。
駆動力をＦA 、ＦB とし、加速度をそれぞれαA 、αB
とし、回転部分相当質量をそれぞれＷrA、ＷrBとすると
き、車両質量Ｗは、 Ｗ＝〔ｇ（ＦA −ＦB ）−αA ＷrA＋αB ＷrB〕／（α
A −αB ） である。
【００２７】
【実施例】本発明実施例を図１ないし図３を参照して説
明する。図２は本発明実施例の制御装置の動作を示すフ
ローチャートである。図３はマップを説明するための図
であり、横軸に車速をとり、縦軸に駆動力をとる。
明する。図２は本発明実施例の制御装置の動作を示すフ
ローチャートである。図３はマップを説明するための図
であり、横軸に車速をとり、縦軸に駆動力をとる。
【００２８】本発明実施例の制御装置５１における加速
度演算部７１は、図２に示すように、ギャ比Ａにおける
１回目の加速度αA の演算を行う（Ｓ１）。この１回目
の加速度αA の演算は、車速演算部７０により演算され
た車速を時間微分することにより行う。この手順と並行
して駆動力推定部７３では、図３に示すマップ７４にし
たがって駆動力を推定する。すなわち、車速演算部７０
により演算された車速Ｖをマップ７４の横軸にとり、曲
線８０にしたがって縦軸の駆動力の推定値を読取る。
度演算部７１は、図２に示すように、ギャ比Ａにおける
１回目の加速度αA の演算を行う（Ｓ１）。この１回目
の加速度αA の演算は、車速演算部７０により演算され
た車速を時間微分することにより行う。この手順と並行
して駆動力推定部７３では、図３に示すマップ７４にし
たがって駆動力を推定する。すなわち、車速演算部７０
により演算された車速Ｖをマップ７４の横軸にとり、曲
線８０にしたがって縦軸の駆動力の推定値を読取る。
【００２９】なお、マップ７４は、アクセルストローク
が１００％踏み込まれた状態での曲線８０を示してお
り、駆動力推定部７３では、アクセルストロークセンサ
６４により検出される実際のアクセルストロークにした
がって縦軸から読取られた駆動力の推定値を適当な値に
補正する。あるいは、多数のアクセルストローク毎に、
それぞれ図３に示すようなマップをあらかじめ多数用意
しておき、アクセルストロークセンサ６４により検出さ
れるアクセルストロークにしたがって、いずれかのマッ
プを選択するようにしてもよい。
が１００％踏み込まれた状態での曲線８０を示してお
り、駆動力推定部７３では、アクセルストロークセンサ
６４により検出される実際のアクセルストロークにした
がって縦軸から読取られた駆動力の推定値を適当な値に
補正する。あるいは、多数のアクセルストローク毎に、
それぞれ図３に示すようなマップをあらかじめ多数用意
しておき、アクセルストロークセンサ６４により検出さ
れるアクセルストロークにしたがって、いずれかのマッ
プを選択するようにしてもよい。
【００３０】このようにして推定された駆動力ＦA およ
び車速演算部７０により演算された車速Ｖにより、１つ
目の関係式として、 αA ＝ｇ〔ＦA −（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋ＷrA） …（１） を立てる（Ｓ２）。
び車速演算部７０により演算された車速Ｖにより、１つ
目の関係式として、 αA ＝ｇ〔ＦA −（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋ＷrA） …（１） を立てる（Ｓ２）。
【００３１】続いて、加速度演算部７１は、ギャ位置セ
ンサ６５の出力にしたがって変速機段数を検出する（Ｓ
３）。変速機段数に変化があれば（Ｓ４）、加速度演算
部７１は、ギャ比Ｂにおける２回目の加速度αB の演算
を行う（Ｓ５）。この２回目の加速度αB の演算は、１
回目と同様に、車速演算部７０により演算された車速を
時間微分することにより行う。この手順と並行して駆動
力推定部７３では、図３に示すマップ７４にしたがって
駆動力を推定する。すなわち、車速演算部７０により演
算された車速Ｖをマップ７４の横軸にとり、曲線８１に
したがって縦軸の駆動力の推定値を読取る。
ンサ６５の出力にしたがって変速機段数を検出する（Ｓ
３）。変速機段数に変化があれば（Ｓ４）、加速度演算
部７１は、ギャ比Ｂにおける２回目の加速度αB の演算
を行う（Ｓ５）。この２回目の加速度αB の演算は、１
回目と同様に、車速演算部７０により演算された車速を
時間微分することにより行う。この手順と並行して駆動
力推定部７３では、図３に示すマップ７４にしたがって
駆動力を推定する。すなわち、車速演算部７０により演
算された車速Ｖをマップ７４の横軸にとり、曲線８１に
したがって縦軸の駆動力の推定値を読取る。
【００３２】このようにして推定された駆動力ＦB およ
び車速演算部７０により演算された車速Ｖにより、２つ
目の関係式として、 αB ＝ｇ〔ＦB −（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋ＷrB） …（２） を立てる（Ｓ６）。質量推定部７２は、（１）式および
（２）式により、連立方程式を立てる（Ｓ７）。この連
立方程式を解くことにより、質量と走行抵抗とを分離し
て推定することができる（Ｓ８）。
び車速演算部７０により演算された車速Ｖにより、２つ
目の関係式として、 αB ＝ｇ〔ＦB −（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋ＷrB） …（２） を立てる（Ｓ６）。質量推定部７２は、（１）式および
（２）式により、連立方程式を立てる（Ｓ７）。この連
立方程式を解くことにより、質量と走行抵抗とを分離し
て推定することができる（Ｓ８）。
【００３３】すなわち、走行抵抗Ｒは、Ｗを質量、μr
をころがり抵抗係数、μc を引きづり係数、Ｓを車両断
面積、Ｖを車速、θを勾配とするときに、 μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ として表すことができる。よって、αA を図３のギャ比
Ａにおける加速度、αBをギャ比Ｂにおける加速度、Ｆ
A をギャ比Ａにおける駆動力、ＦB をギャ比Ｂにおける
駆動力、ＷrAをギャ比Ａにおける回転部分相当質量、Ｗ
rBをギャ比Ｂにおける回転部分相当質量、ｇを重力加速
度とすれば、 αA ＝ ｇ〔ＦA −（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋ＷrA） …（１） αB ＝ ｇ〔ＦB −（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋ＷrB） …（２） と表すことができる。ここで、（１）式および（２）式より、 αA （Ｗ＋ＷrA）＝ＦAg−（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）ｇ …（１）′ αB （Ｗ＋ＷrB）＝ＦBg−（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）ｇ …（２）′ となり、（１）′−（２）′とすると、 ｇ（ＦA −ＦB ）＝αA （Ｗ＋ＷrA）−αB （Ｗ＋ＷrB） ＝（αA −αB ）Ｗ＋αA ＷrA−αB ＷrB となり、 Ｗ＝〔ｇ（ＦA −ＦB ）−αA ＷrA＋αB ＷrB〕／（αA −αB ） を得る。
をころがり抵抗係数、μc を引きづり係数、Ｓを車両断
面積、Ｖを車速、θを勾配とするときに、 μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ として表すことができる。よって、αA を図３のギャ比
Ａにおける加速度、αBをギャ比Ｂにおける加速度、Ｆ
A をギャ比Ａにおける駆動力、ＦB をギャ比Ｂにおける
駆動力、ＷrAをギャ比Ａにおける回転部分相当質量、Ｗ
rBをギャ比Ｂにおける回転部分相当質量、ｇを重力加速
度とすれば、 αA ＝ ｇ〔ＦA −（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋ＷrA） …（１） αB ＝ ｇ〔ＦB −（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋ＷrB） …（２） と表すことができる。ここで、（１）式および（２）式より、 αA （Ｗ＋ＷrA）＝ＦAg−（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）ｇ …（１）′ αB （Ｗ＋ＷrB）＝ＦBg−（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）ｇ …（２）′ となり、（１）′−（２）′とすると、 ｇ（ＦA −ＦB ）＝αA （Ｗ＋ＷrA）−αB （Ｗ＋ＷrB） ＝（αA −αB ）Ｗ＋αA ＷrA−αB ＷrB となり、 Ｗ＝〔ｇ（ＦA −ＦB ）−αA ＷrA＋αB ＷrB〕／（αA −αB ） を得る。
【００３４】このように、変速機の段数が変化する前後
で、制御装置５１は質量Ｗを推定演算する。また、推定
された質量Ｗにしたがって、勾配θを、 ｓｉｎθ＝（１／Ｗ）〔ＦA −（αA （Ｗ＋ＷrA）／
ｇ）−μr Ｗ−μc ＳＶ2 〕 として求めることもできる。
で、制御装置５１は質量Ｗを推定演算する。また、推定
された質量Ｗにしたがって、勾配θを、 ｓｉｎθ＝（１／Ｗ）〔ＦA −（αA （Ｗ＋ＷrA）／
ｇ）−μr Ｗ−μc ＳＶ2 〕 として求めることもできる。
【００３５】このように、本発明の質量推定装置は、変
速機段数の変化とそれに伴う加速度の変化により車両の
質量を推定することができる。このため、従来のよう
に、車種毎に異なる軸重センサを設ける必要もなく、ま
た、連結車のように、トレーラ側に如何なる車種が連結
されるかが不明である場合にも、トラクタ側に本発明の
質量推定装置を設けることにより、連結車全体の質量を
推定することができる。さらに、走行抵抗を排除した高
い精度の質量推定値を得ることができる。
速機段数の変化とそれに伴う加速度の変化により車両の
質量を推定することができる。このため、従来のよう
に、車種毎に異なる軸重センサを設ける必要もなく、ま
た、連結車のように、トレーラ側に如何なる車種が連結
されるかが不明である場合にも、トラクタ側に本発明の
質量推定装置を設けることにより、連結車全体の質量を
推定することができる。さらに、走行抵抗を排除した高
い精度の質量推定値を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車種を選ばずに車両の質量を測定することができる。ま
た、連結されるトレーラの如何にかかわらずトラクタ側
でトレーラも含めた連結車の質量を推定することができ
る。さらに、高い精度の質量推定値を得ることができ
る。
車種を選ばずに車両の質量を測定することができる。ま
た、連結されるトレーラの如何にかかわらずトラクタ側
でトレーラも含めた連結車の質量を推定することができ
る。さらに、高い精度の質量推定値を得ることができ
る。
【図１】本発明実施例の車両の質量推定装置の要部ブロ
ック構成図。
ック構成図。
【図２】本発明実施例の制御装置の動作を示すフローチ
ャート。
ャート。
【図３】本発明実施例のマップを示す図。
【図４】従来の姿勢制御の全体構成例を示す図。
【図５】従来の姿勢制御装置のシステム構成図。
【図６】各センサの車両への実装例を示す斜視図。
【符号の説明】 １ 車両 ２ 姿勢制御装置 ３ 車両安定化制御装置（ＶＳＣ） ４ 電子制御制動装置 （ＥＢＳ） １１ センサ類 ５１ 制御装置 ５２ ヨーレイトセンサ ５３ 横方向加速度センサ ５４ｆ 前輪 ５４ｒ 後輪 ５５ 車輪回転センサ ５６ ブレーキ・ブースタ・アクチュエータ ５７ ブレーキ圧センサ ５８ 操舵ハンドル ５９ 操舵角センサ ６０ ロールレイトセンサ ６１ 前後方向加速度センサ ６２ ガバナ ６３ ガバナセンサ ６４ アクセルストロークセンサ ６５ ギャ位置センサ ７０ 車速演算部 ７１ 加速度演算部 ７２ 質量推定部 ７３ 駆動力推定部 ７４ マップ ８０、８１ 曲線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D032 CC02 DA00 DA03 DA24 DA25 DA29 DA33 DA36 DA47 DA49 DB11 DC03 DC07 DC08 DD01 DD02 EA01 EA02 EC00 FF01 GG01 3J052 AA20 GC13 GC23 GC46 GC51 GC72 GD05 LA01
Claims (3)
- 【請求項１】 その車両について車両速度に対する駆動
力（Ｆ）を使用ギヤ比およびアクセル開度をパラメタと
するマップを保持する手段と、 その車両について駆動力（Ｆ）、車両質量（Ｗ）、車両
走行抵抗、路面勾配（θ）から車両加速度（α）を求め
る関係式を保持する手段と、 車速センサ出力（Ｖ）を取込みこれを時間微分して得ら
れる車両加速度（α）を演算する手段と、 その時点のアクセル開度および使用された複数のギヤ比
から前記マップを参照してその駆動力を求めこれを前記
関係式に代入することにより複数の連立方程式を立てこ
の複数の連立方程式から車両質量を求める演算手段とを
備えたことを特徴とする車両質量推定装置。 - 【請求項２】 前記関係式は、 α＝ｇ〔Ｆ−（μr Ｗ＋μc ＳＶ2 ＋Ｗｓｉｎθ）〕／（Ｗ＋Ｗr ） …（１） ただし、μr Ｗ、μc ＡＶ2 、ＷrA は車両走行抵抗で
あり、 μr Ｗはころがり抵抗、μc ＳＶ2 は風圧抵抗、Ｗr は
回転部分相当質量であり、μr 、μc はそれぞれ係数、
Ｓは前面投影面積を表す である請求項１記載の車両質量推定装置。 - 【請求項３】 ギヤ比Ａ，Ｂ二段についてそれぞれ駆動
力をＦA 、ＦB とし、加速度をそれぞれαA 、αB と
し、回転部分相当質量をそれぞれＷrA、ＷrBとすると
き、車両質量Ｗは、 Ｗ＝〔ｇ（ＦA −ＦB ）−αA ＷrA＋αB ＷrB〕／（α
A −αB ） である請求項２記載の車両質量推定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24861598A JP2000074727A (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 車両の質量推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24861598A JP2000074727A (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 車両の質量推定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000074727A true JP2000074727A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17180762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24861598A Pending JP2000074727A (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 車両の質量推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000074727A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007315535A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Denso Corp | 変速操作指示装置 |
| US7430491B2 (en) * | 2005-10-11 | 2008-09-30 | International Truck Intecllectual Property Company, Llc | Tractor-trailer having self-contained apparatus on-board tractor for estimating trailer weight |
| JP2010002207A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Fujitsu Ltd | 車両重量測定システム、車両重量測定方法、及び車両重量測定プログラム |
| RU2444709C2 (ru) * | 2006-05-12 | 2012-03-10 | Цф Фридрихсхафен Аг | Способ определения массы автомобиля |
| CN102410866A (zh) * | 2011-08-03 | 2012-04-11 | 武汉嘉工科技有限公司 | 一种车辆通行计重系统及车辆计重方法 |
| JP2012136182A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Hino Motors Ltd | 重心位置推定装置、車両、および重心位置推定方法、並びにプログラム |
| JP2015231771A (ja) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 株式会社豊田中央研究所 | 駆動力制御装置及び自動車 |
| JP2016133375A (ja) * | 2015-01-19 | 2016-07-25 | 株式会社アドヴィックス | 車両質量推定装置 |
| JP2020038151A (ja) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | いすゞ自動車株式会社 | 車両質量推定装置及び車両質量推定方法 |
| CN110954201A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-03 | 卡斯柯信号有限公司 | 一种列车车体总质量测量系统及方法 |
| CN113335290A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-09-03 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种车辆滚动阻力获取方法、获取模块及存储介质 |
| KR20230095400A (ko) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 상신브레이크주식회사 | 차량신호와 휠 다이나믹스 특성을 이용한 차량 질량 추정방법 |
-
1998
- 1998-09-02 JP JP24861598A patent/JP2000074727A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113335290A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-09-03 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种车辆滚动阻力获取方法、获取模块及存储介质 |
| CN113335290B (zh) * | 2021-07-22 | 2023-01-10 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种车辆滚动阻力获取方法、获取模块及存储介质 |
| KR20230095400A (ko) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 상신브레이크주식회사 | 차량신호와 휠 다이나믹스 특성을 이용한 차량 질량 추정방법 |
| KR102562101B1 (ko) * | 2021-12-22 | 2023-08-01 | 상신브레이크주식회사 | 차량신호와 휠 다이나믹스 특성을 이용한 차량 질량 추정방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040723 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040803 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040929 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041027 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |