JP2002221442A - 車両重量推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両重量を精度良く推定すること。 【解決手段】 車両の加速度を検出する加速度検出手段
と、前記車両の駆動力を推定する駆動力推定手段と、前
記検出された加速度と前記推定された駆動力とに基づい
て前記車両の重量を推定する車両重量推定手段とを備え
た車両重量推定装置において、前記車両が降坂路を走行
しているか否かを前記エンジンの発生トルクを増大させ
る指示がなされた時点と前記車両の速度が所定速度より
も大きくなる時点との関係に基づいて判定する降坂路走
行判定手段と、前記車両が降坂路を走行していると判定
された場合に前記車両重量推定手段による車両重量の推
定を無効とする推定無効手段とを備えた。これにより、
降坂時のように、推定精度の良好でない駆動力を用いた
車両重量の推定が行われないので、同車両重量の推定精
度が良好となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機の変速
段の決定などに利用される車両の重量（車重）を推定す
る車両重量推定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両用自動変速機の変速制御
装置は、車速とエンジンのスロットル開度（アクセルペ
ダル操作量）とに基づいて達成すべき変速段を決定する
ようになっている。また、搭乗者の人数や積載量等によ
り変動する車両の重量を同車両の加速度及び同車両に加
わる駆動力等を基にして推定するとともに、同推定され
た車両重量を前記変速段の決定等に使用し、降坂路走行
時にエンジンブレーキを有効に発揮させたり、登坂路走
行時の加速性能を向上する変速制御装置も知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては、車両に加わる駆動力を用いて車両重量
を推定する条件が十分に検討されていないため、車両重
量の推定精度が良好でないという問題があった。

【０００４】

【発明の概要】本発明は、上記課題に対処すべくなされ
たものであって、その特徴は、原動機の発生トルクを流
体式トルクコンバータを介して駆動輪に伝達する車両の
加速度を検出する加速度検出手段と、前記車両の駆動力
を推定する駆動力推定手段と、前記検出された加速度と
前記推定された駆動力とに基づいて前記車両の重量を推
定する車両重量推定手段とを備えた車両重量推定装置に
おいて、前記車両が降坂路を走行しているか否かを判定
する降坂路走行判定手段と、前記車両が降坂路を走行し
ていると判定された場合に前記車両重量推定手段による
車両重量の推定を無効とする推定無効手段とを備えたこ
とにある。

【０００５】上記車両重量推定装置は、加速度検出手段
により車両の加速度を検出するとともに、駆動力推定手
段により車両の駆動力を推定し、車両重量推定手段によ
り前記検出された加速度と前記推定された駆動力とに基
づいて車両の重量を推定する。また、降坂路走行判定手
段により車両が降坂路を走行していると判定された場合
には、推定無効手段が前記車両重量推定手段による車両
重量の推定を無効とする。

【０００６】降坂路走行時においては、車両の駆動力が
小さく、十分な精度をもって同駆動力を推定することが
困難であるから、降坂路走行時に推定された車両重量は
精度が良好でない場合がある。そこで、降坂路走行時に
推定される車両重量を無効とすることで、車両重量の推
定精度を向上することができる。なお、推定される車両
重量を無効とすることは、車両重量の推定自体を停止す
ること、または車両重量の推定を行うがその結果を最終
的な車両重量としては採用しないことの何れであっても
よい。

【０００７】この場合において、前記降坂路走行判定手
段は、前記原動機に対して同原動機の発生トルクを増大
させる指示がなされた時点と、前記車両の速度が所定速
度よりも大きくなる時点との関係に基づいて前記車両が
降坂路を走行しているか否かを判定するように構成され
ることが好適である。

【０００８】平坦路及び登坂路の発進時においては、原
動機の発生トルクを増大させる指示（例えば、エンジン
のスロットル開度を増大させること）があった後に車速
が所定速度に到達する。他方、降坂路の発進時において
は、原動機の発生トルクを増大させる指示がなされる前
に車速が所定速度に到達する。従って、上記のように構
成することで、車両が降坂路を走行しているか否かを容
易に判定することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による車両重量推定
装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、この車両重量推定装置を含む変速制御装置を車
両に搭載した例を概略的に示している。この車両は、原
動機としてのエンジン１０と、ロックアップクラッチ付
流体式トルクコンバータ２０と、２乃至３組の遊星歯車
ユニットなどから構成された有段（ここでは、前進４
段、後進１段）の自動変速機３０と、トルクコンバータ
２０及び自動変速機３０に供給される油圧を制御するた
めの油圧制御回路４０と、油圧制御回路４０に制御指示
信号を与える電気制御装置５０とを含んでいて、図示し
ないアクセルペダルの操作により増減されるエンジン１
０の発生トルクを、ロックアップ付トルクコンバータ２
０、自動変速機３０、及び図示しない差動歯車装置（デ
ィファレンシャルギヤ）などを介して駆動輪へ伝達する
ようになっている。

【００１０】ロックアップ付トルクコンバータ２０は、
エンジン１０が発生する動力を流体（作動油）を介して
自動変速機３０に伝達する流体式伝達機構２１と、この
流体式伝達機構２１に対して並列に連結されたロックア
ップクラッチ機構２２とからなっている。流体式伝達機
構２１は、図示を省略したエンジン１０のクランク軸と
一体的に回転するトルクコンバータ入力軸１２に連結さ
れたポンプ羽根車２１ａと、同ポンプ羽根車２１ａが発
生する作動油の流れにより回転されるとともに自動変速
機３０の入力軸３１に連結されたタービン羽根車２１ｂ
と、図示を省略したステータ羽根車とを含んでいる。ロ
ックアップクラッチ機構２２は、ロックアップクラッチ
を含んで構成されていて、接続された油圧制御回路４０
による作動油の給排により、トルクコンバータ入力軸１
２と自動変速機３０の入力軸３１とを同ロックアップク
ラッチにより機械的に結合してこれらを一体的に回転さ
せる係合状態と、前記ロックアップクラッチによる機械
的な結合を解除してエンジン１０の発生トルクを自動変
速機３０に伝達しない非係合状態とを達成し得るように
なっている。

【００１１】自動変速機３０は、前記入力軸３１と、図
示を省略した車両の駆動輪に差動歯車装置などを介して
連結された出力軸３２とを備えていて、接続された油圧
制御回路４０による作動油の給排により作動される複数
の油圧式摩擦係合装置の組合わせに応じ、複数の前進変
速段（前進ギヤ段）および後進ギヤ段のうちの１つを選
択的に成立させ、選択されたギヤ段を介して入力軸３１
と出力軸３２とを一体的に回転させる周知の有段式遊星
歯車装置として構成されている。この自動変速機３０
は、１速及び２速を除く変速段（３速，４速）において
駆動輪側からエンジン１０を駆動する逆駆動状態（エン
ジンブレーキ状態）が達成されるようになっている。一
方、１速及び２速においては、図示しないワンウエイク
ラッチの作動により前記逆駆動状態が達成されない状態
と、図示しない摩擦係合部材を係合させて前記ワンウエ
イクラッチの機能を非作動とすることで前記逆駆動状態
が達成される状態とに制御され得るようになっている。

【００１２】油圧制御回路４０は、電気制御装置５０か
らの信号によりＯＮ−ＯＦＦ駆動される複数の電磁弁
（図示省略）を含んでいて、前記電磁弁の作動の組み合
わせに基づいてロックアップクラッチ機構２２及び自動
変速機３０に対する作動油の給排を行うようになってい
る。

【００１３】電気制御装置５０は、何れも図示を省略し
たＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）、及びインタフェ
ースなどから成るマイクロコンピュータであって、スロ
ットル開度センサ６１、エンジン回転速度センサ６２、
タービン回転速度センサ６３、出力軸回転速度センサ６
４、及びブレーキスイッチ６５と接続されていて、これ
らのセンサ及びスイッチが発生する信号を入力するよう
になっている。

【００１４】スロットル開度センサ６１は、エンジン１
０の吸気通路に設けられ図示しないアクセルペダルの操
作に応じて開閉されるスロットルバルブ１１の開度を検
出し、同スロットル開度ｔｈを表す信号を発生するよう
になっている。エンジン回転速度センサ６２は、エンジ
ン１０の回転速度を検出し、同エンジン回転速度ｎｅを
表す信号を発生するようになっている。タービン回転速
度センサ６３は、自動変速機の入力軸３１の回転速度を
検出し、同タービン回転速度ｎｔを表す信号を発生する
ようになっている。出力軸回転速度センサ６４は、自動
変速機の出力軸３２の回転速度を検出し、同出力軸回転
速度（即ち、車速に比例する値）ｎоを表す信号を発生
するようになっている。ブレーキスイッチ６５は、サー
ビスブレーキ用のブレーキペダル７０の操作・非操作に
応じて、ハイレベル（「１」）信号及びローレベル信号
（「０」）にそれぞれ変化するブレーキ作動信号stopを
出力するようになっている。

【００１５】次に、上記自動変速機の変速制御について
説明する。電気制御装置５０は、出力軸回転速度（車
速）ｎоとスロットル開度ｔｈとで構成される図２
（Ａ）に示した変速マップをメモリ内に記憶しており、
検出された出力軸回転速度（車速）ｎоと検出されたス
ロットル開度ｔｈにより定まる点が同変速マップに示さ
れた変速線を横切るとき、同変速線に従う変速を行うよ
うに油圧制御回路４０の電磁バルブを制御する。

【００１６】同様に、電気制御装置５０は、出力軸回転
速度ｎоとスロットル開度ｔｈとで構成される図３に示
したロックアップクラッチ作動マップをメモリ内に記憶
しており、検出された出力軸回転速度ｎоと検出された
スロットル開度ｔｈとが前記ロックアップクラッチ作動
マップのロックアップ領域にあるとき、油圧制御回路４
０の電磁バルブを制御してロックアップクラッチ機構２
２を係合状態とする。

【００１７】更に、電気制御装置５０は、搭乗人数や荷
物の実積載量に応じて変化する車両重量ｍを推定してい
て、同車両重量ｍが所定値ｍ０以上のとき、上記変速マ
ップを図２（Ａ）に示したものから図２（Ｂ）に示した
ものに切換えて達成される低速段領域を拡大するととも
に、１速及び２速におけるワンウエイクラッチを非作動
としてエンジンブレーキ効果を発揮させる。なお、この
変速制御は、電気制御装置５０のマイクロコンピュータ
が変速制御プログラムを実行することにより達成され
る。

【００１８】次に、上記のように構成された電気制御装
置５０が実行する車両重量ｍの推定原理について説明す
る。車両の運動方程式は、車両質量をｍ、加速度をdv、
車両に働く力のうち道路勾配による力を除いた力をＦ
（以下、実質駆動力Ｆと云う。）、道路勾配をΘ、重力
加速度をｇとすれば、数１に示した通りとなる。

【００１９】

【数１】ｍ・dv＝Ｆ−ｍ・ｇ・sinΘ

【００２０】上記数１の左辺における車両の加速度dv
は、車速の微分値であるあから、車速に対応する出力軸
回転速度ｎоを微分（時間微分）することで算出され得
る。なお、車両の加速度dvは、車両に搭載された加速度
センサの出力から求めることもできる。

【００２１】上記数１の右辺における実質駆動力Ｆは、
エンジン１０の発生するトルクに基いてトルクコンバー
タ２０を介して得られる駆動力Ｆ０から走行抵抗ＲＬを
差し引くことで求められる。

【００２２】上記車両の駆動力Ｆ０は、ロックアップク
ラッチが係合状態にある場合、エンジン１０のスロット
ル開度ｔｈ（又は、アクセル操作量、吸入空気量等で表
されるエンジン負荷）とエンジン回転速度ｎｅとからエ
ンジン１０の出力トルクT0を推定し、この出力トルクT0
に自動変速機３０が達成している変速段のギヤ比k1、同
変速段のギヤ効率k2、及び及び差動歯車機構のギヤ効率
k3などの定数を乗じることで求めることができる。この
場合、エンジン１０が静的状態（定常状態）で運転され
ていれば、スロットル開度ｔｈとエンジン回転速度ｎｅ
とから同エンジン１０の出力トルクT0をある程度の精度
をもって求めることができる。しかしながら、車両の発
進時においてエンジン１０は過渡的状態で運転されるこ
とが殆どであるから、エンジン１０の出力トルクT0を精
度良く求めることは一般に困難である。

【００２３】一方、ロックアップクラッチが非係合状態
にある場合、即ち、流体式伝達機構２１にてトルク伝達
を行っている場合、エンジン１０の出力トルクT0に応じ
たトルクコンバータの出力トルクＴは下記数２に基づき
求めることができる。下記数２は過渡的な運転状態にあ
っても成立するので、同数２を用いることによりエンジ
ン１０の運転時におけるトルクコンバータ２０の出力ト
ルクＴを精度良く求めることができる。なお、下記数２
において、λは流体式伝達機構２１のトルク増幅率であ
り、Ｃｐは同流体式伝達機構２１の容量係数である。

【００２４】

【数２】Ｔ＝λ・Ｃｐ・ｎｅ²

【００２５】従って、上記駆動力Ｆ０は、下記数３によ
り求めることができる。この数３において、定数ｋは、
自動変速機３０が達成している変速段のギヤ比k1、同変
速段のギヤ効率k2、及び差動歯車機構のギヤ効率k3、及
び補正係数k4の積である。

【００２６】

【数３】Ｆ０＝ｋ・λ・Ｃｐ・ｎｅ²

【００２７】一方、上記走行抵抗ＲＬは、ころがり抵抗
などの摩擦抵抗Ｒ１と空気抵抗Ｒ２の和である。ころが
り抵抗などの摩擦抵抗Ｒ１は車両に固有の一定値である
から、予め測定により求めておくことができる。空気抵
抗Ｒ２は、車速の２乗に略比例して変化する値である
が、ある車両について車速と空気抵抗Ｒ２との関係を予
め測定により求めておくとともに実際の車速を検出する
ように構成すれば、実際の空気抵抗Ｒ２を求めることが
できる。以上から、車速（本例では、出力軸回転速度ｎ
о）を検出することにより、走行抵抗ＲＬ（＝Ｒ１＋Ｒ
２）を求めることができる。従って、実質駆動力Ｆは、
下記数４により求めることができる。

【００２８】

【数４】Ｆ＝ｋ・λ・Ｃｐ・ｎｅ²−ＲＬ

【００２９】ところで、上記数１によれば、車両重量ｍ
は道路勾配Θを求めなければ求めることができない。一
方、上記数１は異なる時刻t1，t2においても成立するか
ら、下記数５及び数６を得ることができる。ここでF(t
1)、dv(t1)、及びΘ（t1）は、ぞれぞれ第１の時点の時
刻t1における実質駆動力Ｆ、加速度dv、道路勾配Θであ
り、F(t2)、dv(t2)、及びΘ(t2)は、ぞれぞれ第２の時
点の時刻t2における実質駆動力Ｆ、加速度dv、道路勾配
Θである。

【００３０】

【数５】ｍ・dv(t1)＝F(t1)−ｍ・ｇ・sinΘ(t1)

【００３１】

【数６】ｍ・dv(t2)＝F(t2)−ｍ・ｇ・sinΘ(t2)

【００３２】また、一般に時刻t1と時刻t2との時間差が
小さければ、道路勾配Θ(t1)と道路勾配Θ(t2)は等しい
と仮定することができる。この仮定と上記数５及び数６
とから下記数７が得られる。

【００３３】

【数７】ｍ＝（F(t2)−F(t1)）／（dv(t2)-dv(t1)）

【００３４】更に、本装置においては、後述するように
マイクロコンピュータにより、所定時間ｔｓの経過毎に
実質駆動力F(t)及び加速度dv(t)を求めるとともに、連
続するｎ個（本例においては、ｎ＝１０個）の実質駆動
力F(t)及び加速度dv(t)の平均値（実際には平均値に対
応した積分値）を求めることで、実質駆動力F(t)及び加
速度dv(t)の精度を向上するようになっている。即ち、
実質駆動力F(t1)、加速度dv(t1)、実質駆動力F(t2)、及
び加速度dv(t2)は、下記数８〜数１１により求められ
る。

【００３５】

【数８】F(t1)＝｛F(t1)+ F(t1-ts)+F(t1-2・ts)+…+F(t
1-8・ts)+F(t1-9・ts)｝/10

【００３６】

【数９】dv(t1)＝｛dv(t1)+dv(t1-ts)+dv(t1-2・ts)+…+
dv(t1-8・ts)+dv(t1-9・ts)｝/10

【００３７】

【数１０】F(t2)＝｛F(t2)+ F(t2-ts)+F(t2-2・ts)+…+F
(t2-8・ts)+F(t2-9・ts)｝/10

【００３８】

【数１１】dv(t2)＝｛dv(t2)+dv(t2-ts)+dv(t2-2・ts)+
…+dv(t2-8・ts)+dv(t2-9・ts)｝/10

【００３９】次に、電気制御装置５０が上記原理に基づ
いて行う車両重量ｍの推定に係る実際の作動について、
図４〜図８を参照しながら説明する。なお、図４〜図６
及び図８は、電気制御装置５０のマイクロコンピュータ
が実行するプログラムを機能ブロック図で表したもので
あり、これらのプログラムはＲＯＭ内に記憶されてい
る。また、図４〜図６及び図８において、ｎｅ，ｎｔ，
ｎо，ｔｈ，及びstopは、上述の各センサ及びスイッチ
６１〜６５により得られる変数であり、siftは上述の変
速制御プログラムの実行によりマイクロコンピュータが
認識している自動変速機３０の実際の変速指令値であ
る。

【００４０】マイクロコンピュータは、図４に示したよ
うに、上記数４に基づいて実質駆動力Ｆを推定するため
の駆動力推定プログラム１００と、上記数７〜数１１に
基づいて車両重量ｍを推定する二点差分による車両重量
推定プログラム２００と、降坂路判定プログラム（降坂
路判定手段）３００とを実行するようになっている。ま
た、マイクロコンピュータは、ゲート（推定無効手段）
４００の機能を実行することにより、降坂路判定プログ
ラム３００の判定結果に基づき、二点差分による車両重
量推定プログラム２００の実行により推定した車両重量
ｍを降坂路走行時には無効とし、平坦路走行時又は登坂
路走行時において推定された推定車両重量ｍのみを正規
の車両重量ｍとして上記変速制御プログラムに出力する
ようになっている。以下、各プログラムについて順に説
明する。

【００４１】（駆動力推定プログラム）マイクロコンピ
ュータは図５に詳細に示した上記駆動力推定プログラム
１００を所定時間ｔｓ（ここでは、２０msec）の経過毎
に実行し、駆動力Ｆを推定するようになっている。具体
的に述べると、マイクロコンピュータはブロック１１０
にてエンジン回転速度ｎｅの逆数１／ｎｅを求め、ブロ
ック１２０にてタービン回転速度ｎｔとの積を求めるこ
とにより速度比ｅ（＝ｎｔ／ｎｅ）を求める。

【００４２】次いで、マイクロコンピュータはブロック
１３０にて、速度比ｅと積値λ・Ｃｐとの関係を示すマ
ップ（ルックアップテーブル、以下「λ・Ｃｐマップ」
と云う。）と上記ブロック１２０により求めた実際の速
度比ｅとから実際の積値λ・Ｃｐ（ｅ）を算出する。上
記ブロック１３０にて用いるλ・Ｃｐマップは、予め実
験に基づいて作成され、電気制御装置５０のＲＯＭに記
憶されている。なお、このλ・Ｃｐマップは、自動変速
機３０の変速段を１速に固定しておき、積載量を変更す
ることにより車両重量を種々の値に変化させた車両を平
坦路及び登坂路（即ち、降坂路を除く）にて走行させ、
実際の速度比ｅに対する実際のλ・Ｃｐを測定すること
で作成する。実際の積値λ・Ｃｐは、エンジン１０の実
際の出力トルクT0（トルクセンサにより計測）及び実際
のエンジン回転速度ｎｅ（エンジン回転速度センサから
計測）と、上記数２とに基づいて求める。

【００４３】次に、マイクロコンピュータはブロック１
４０にて上記ブロック１３０にて求めた積値λ・Ｃｐと
エンジン回転速度ｎｅの２乗ｎｅ²との積(λ・Ｃｐ・ｎ
ｅ²)を求め、上記数３にしたがってブロック１５０にて
前記積値(λ・Ｃｐ・ｎｅ²)を定数ｋ´倍して上記駆動
力Ｆ０を求める。この定数ｋ´は、１速のギヤ比ｋ１´
と、同１速のギヤ効率ｋ２´と、上記差動歯車装置のギ
ヤ効率ｋ３の積に、所定の定数ｋ４´を乗じた値であ
る。

【００４４】一方、マイクロコンピュータはブロック１
６０にて、自動変速機３０の出力軸回転速度ｎｏと走行
抵抗ＲＬとの関係を記憶したマップ（ルックアップテー
ブル、以下「走行抵抗マップ」と云う。）と、実際の出
力軸回転速度ｎｏとから実際の走行抵抗ＲＬを求める。
なお、上記走行抵抗マップも、予め実験に基づいて作成
され、電気制御装置５０のＲＯＭに記憶されている。そ
して、マイクロコンピュータは、上記数４に従い、ブロ
ック１７０にて上記駆動力Ｆ０(＝ｋ´・λ・Ｃｐ・ｎ
ｅ²)から上記走行抵抗ＲＬを減じ、これにより推定駆動
力Ｆ（推定された実質駆動力Ｆ）を求め、以下に説明す
る二点差分による車両重量推定プログラム２００におい
て使用する。

【００４５】（二点差分による車両重量推定プログラ
ム）マイクロコンピュータは図６に詳細に示した上記二
点差分による車両重量推定プログラム２００を上記所定
時間ｔｓの経過毎に実行し、車両重量ｍを推定するよう
になっている。具体的に述べると、マイクロコンピュー
タはブロック２０５にて出力軸回転速度ｎｏが所定車速
spd0（例えば、０．１ｋｍ／ｈ）に相当する値より大き
いか否かを判定し、出力軸回転速度ｎｏが所定車速spd0
より大きい場合には値「１」を、小さい場合には値
「０」を出力する。同時にマイクロコンピュータはブロ
ック２１０にてスロットル開度ｔｈが所定スロットル開
度th0（例えば、１％）より大きいか否かを判定し、ス
ロットル開度ｔｈが所定スロットル開度th0より大きい
場合には値「１」を、小さい場合には値「０」を出力す
る。

【００４６】次いで、マイクロコンピュータはブロック
２１５にて上記ブロック２０５と上記ブロック２１０の
出力の論理積を求める。具体的には、出力軸回転速度ｎ
ｏが所定車速spd0より大きく、且つ、スロットル開度ｔ
ｈが所定スロットル開度th0より大きいか否かを判定
し、「Ｙｅｓ」と判定される場合、即ち、車両が発進状
態にあると判定した場合にのみ値「１」をブロック２２
０に出力する。即ち、上記ブロック２０５，２１０，２
１５は、車両が発進したか否かを検出する発進検出手段
を構成している。次いで、マイクロコンピュータは、ブ
ロック２２０にて前記ブロック２１５の出力を論理反転
し、ブロック２２５に出力する。この結果、ブロック２
２５の入力信号は、車両の発進が検出されるまでは値
「１」であり、同発進が検出されたときに値「１」から
値「０」へと変化する。

【００４７】マイクロコンピュータは、続くブロック２
２５にて同ブロック２２５の入力信号を第１所定時間
（例えば、５００msec）遅延し、同遅延した信号を第１
駆動力積分ブロック２３０の積分許可信号（イネーブル
信号）、及び第１加速度積分ブロック２４０の積分許可
信号（イネーブル信号）として出力する。

【００４８】一方、マイクロコンピュータは、第１駆動
力積分ブロック２３０にて、上記駆動力推定プログラム
１００の実行により所定時間ｔｓの経過毎に更新される
推定駆動力Ｆの値の過去１０個分の合計を求める。即
ち、F1(-n)をｎ回前の駆動力推定プログラム１００の実
行により求められた推定駆動力F1とすると、第１駆動力
積分ブロック２３０により求められる積分値ΣF1は、下
記数１２にて与えられる。

【００４９】

【数１２】ΣF1＝F1(0)＋F1(-1)＋F1(-2)＋・・・＋F1
(-8)＋F1(-9)

【００５０】この第１駆動力積分ブロック２３０は、前
記遅延ブロック２２５から与えられる積分許可信号が値
「１」であるときのみ上記数１２の演算を行い、同積分
許可信号が値「１」から値「０」に変化した時点でその
ときの積分値ΣF1を保持する。この結果、第１駆動力積
分ブロック２３０は、車両発進後約３２０msecから５０
０msec内において算出された推定駆動力Ｆの積分値（総
和）ΣF1を出力することになる。この期間は図７におけ
る時刻t1´〜t1に相当している。

【００５１】また、マイクロコンピュータは、ブロック
２３５にて前記所定時間ｔｓの経過毎に現在の出力軸回
転速度ｎоと同所定時間ｔｓ前の出力軸回転速度ｎоol
dとの差分を求めることにより、同出力軸回転速度ｎо
の時間微分値を求め、これに定数を乗じることで車両の
加速度dvを演算する。また、マイクロコンピュータは第
１加速度積分ブロック２４０にて、前記所定時間ｔｓの
経過毎に更新される加速度dvの値の過去１０個分の合計
を求める。即ち、dv１(-n)をｎ・ｔｓ前に演算された加
速度dvとすると、第１加速度積分ブロック２４０により
求められる積分値Σdv１は、下記数１３にて与えられ
る。

【００５２】

【数１３】Σdv１＝dv１(0)＋dv１(-1)＋dv１(-2)＋・
・・＋dv１(-8)＋dv１(-9)

【００５３】この第１加速度積分ブロック２４０は、上
記第１駆動力積分ブロック２３０と同様に、前記遅延ブ
ロック２２５から与えられる積分許可信号が値「１」で
あるときのみ上記数１３の演算を行い、同積分許可信号
が値「１」から値「０」に変化した時点でそのときの積
分値Σdv１を保持する。この結果、第１加速度積分ブロ
ック２４０は、車両発進後約３２０msec（時刻t1´）か
ら５００msec（時刻t1）内において算出された加速度dv
の積分値Σdv１を出力する。

【００５４】このように、車両が発進されると、マイク
ロコンピュータは、図７に示した時刻t1´〜t1間（第１
の時点である時刻t1を含む第１所定期間）の推定駆動力
Ｆ及び加速度dvの総和を求め（即ち、積分して）、第１
駆動力積分値ΣF1及び第１加速度積分値Σdv１を求め
る。

【００５５】同時に、マイクロコンピュータはブロック
２５０にて自動変速機３０の変速段が１速であるか否か
を判定していて、変速段が１速であるときブロック２５
０から値「１」を、１速でないとき値「０」を出力す
る。また、マイクロコンピュータはブロック２５５にて
現在の推定駆動力Ｆと上記所定時間ｔｓ前の推定駆動力
Ｆoldとの差を求めることにより、推定駆動力Ｆの時間
微分値(dF/dt)を求め、続くブロック２６０にて同推定
駆動力Ｆの時間微分値(dF/dt)が０より大きいか否かを
判定し、同時間微分値(dF/dt)が０より大きい場合に同
ブロック２６０から値「１」を、０より小さい場合に値
「０」を出力する。このブロック２６０は、図示を省略
したが、上記ブロック２１５と接続されていて、同ブロ
ック２１５の出力に基づいて、発進後において１回のみ
値「１」から値「０」への変化が許容されるようになっ
ている。即ち、ブロック２６０は、車両の発進後におい
て推定駆動力が最初に最大値となったことを検出する最
大値発生検出手段を構成している。

【００５６】そして、マイクロコンピュータは、ブロッ
ク２６５にて前記ブロック２５０と前記ブロック２６０
の出力の論理積を求める。車両発進直後においては、車
両の変速段は１速であり、且つ通常は実際の車両の駆動
力も時間経過とともに増大するから、前記ブロック２５
０と前記ブロック２６０の出力はともに値「１」であ
る。従って、マイクロコンピュータはブロック２６５か
ら値「１」を出力する。

【００５７】その後、アクセルペダルの踏込みが戻され
る等の理由によりエンジン１０の発生トルクが減少する
と、推定駆動力Ｆの時間微分値(dF/dt)は０より小さく
なる（負となる）。従って、ブロック２６０から出力さ
れる値は値「１」から値「０」へと変化し、これにより
ブロック２６５から出力される値も値「１」から値
「０」へと変化する。即ち、ブロック２６５の出力は、
推定駆動力Ｆが発進後において初めて最大値となったと
きに、値「１」から「０」へと変化する。

【００５８】一方、マイクロコンピュータは、第２駆動
力積分ブロック２７０にて、上記第１駆動力積分ブロッ
ク２３０と同様に、前記所定時間ｔｓの経過毎に更新さ
れる推定駆動力Ｆの値の過去１０個分の合計を求める。
即ち、F2(-n)をｎ回前の駆動力推定プログラム１００の
実行により求められた推定駆動力F2とすると、第２駆動
力積分ブロック２７０により求められる積分値ΣF2は、
下記数１４にて与えられる。

【００５９】

【数１４】ΣF2＝F2(0)＋F2(-1)＋F2(-2)＋・・・＋F2
(-8)＋F2(-9)

【００６０】この第２駆動力積分ブロック２７０は、前
記ブロック２６５から与えられる積分許可信号が値
「１」であるときのみ上記数１４の演算を行い、同積分
許可信号が値「１」から値「０」に変化した時点でその
ときの積分値ΣF2を保持する。前述したように、ブロッ
ク２６５の出力は、推定駆動力Ｆが発進後において初め
て最大値となったときに、値「１」から「０」へと変化
する。この結果、第２駆動力積分ブロック２７０は、推
定駆動力Ｆが最大値となった図７に示す時刻t2から約１
８０msec前の時刻t2´までの期間において算出された推
定駆動力Ｆの積分値（総和）ΣF2を出力することにな
る。

【００６１】また、マイクロコンピュータは、第２加速
度積分ブロック２７５にて、前記所定時間ｔｓの経過毎
に更新される加速度dvの値の過去１０個分の合計を求め
る。即ち、dv2(-n)をｎ・ｔｓ前に演算された加速度dv
とすると、第２加速度積分ブロック２７５により求めら
れる積分値Σdv２は、下記数１５にて与えられる。

【００６２】

【数１５】Σdv２＝dv２(0)＋dv２(-1)＋dv２(-2)＋・
・・＋dv２(-8)＋dv２(-9)

【００６３】この第２加速度積分ブロック２７５は、上
記第２駆動力積分ブロック２７０と同様に、前記ブロッ
ク２６５から与えられる積分許可信号が値「１」である
ときのみ上記数１５の演算を行い、同積分許可信号が値
「１」から値「０」に変化した時点でそのときの積分値
Σdv２を保持する。この結果、第２加速度積分ブロック
２７５は、上記の時刻t2´〜t2までにおいて算出された
加速度の積分値（総和）Σdv２を出力する。

【００６４】このように、車両の発進後において推定駆
動力Ｆが最大値となると、マイクロコンピュータは、図
７に示した時刻t2´〜t2間（第２の時点である時刻t2を
含む第２所定期間）の推定駆動力Ｆ及び加速度dvを積分
して、それぞれ第２駆動力積分値ΣF2び第２加速度積分
値Σdv２を求める。

【００６５】マイクロコンピュータは、ブロック２８０
にて、上記ブロック２７０によって演算された第２駆動
力積分値ΣF2から上記ブロック２３０によって演算され
た第１駆動力積分値ΣF1を減算し、その結果（ΣF2−Σ
F1）をブロック２９０に出力する。同様に、マイクロコ
ンピュータは、ブロック２８５にて、上記ブロック２７
５によって演算された第２加速度積分値Σdv２から上記
ブロック２４０によって演算された第１加速度積分値Σ
dv１を減算し、その結果（Σdv２−Σdv１）をブロック
２９０に出力する。

【００６６】上記ブロック２９０は、上記ブロック２６
５から入力されてくる信号が値「１」から値「０」へと
変化したとき、即ち、発進後において推定駆動力Ｆが最
大値となったとき、上記ブロック２８０により求められ
た差（ΣF2−ΣF1）を上記ブロック２８５により求めら
れた差（Σdv２−Σdv１）で除した結果を出力する。こ
の結果、上記数７、上記数８〜数１１、及び上記数１２
〜数１５により明らかなように、車両重量推定値ｍが求
められ、ブロック２９０から出力される。

【００６７】なお、車両の発進後において、ブロック２
６０にて推定駆動力Ｆの最大値が検出される前に自動変
速機３０の変速が発生し、変速段が１速でなくなった場
合には、その時点でブロック２５０、従ってブロック２
６５の出力が値「１」から値「０」へと変化するから、
この変化が生じた時点から約１８０msec前までの間の推
定駆動力Ｆと加速度dvがブロック２７０及びブロック２
７５にてそれぞれ積分され、上記と同様にして車両重量
ｍが推定される。

【００６８】（降坂路判定プログラム）更に、マイクロ
コンピュータは図８に詳細に示した上記降坂路判定プロ
グラム３００を上記所定時間ｔｓの経過毎に実行してい
る。具体的に説明すると、マイクロコンピュータはブロ
ック３１０にてタービン回転速度ｎｔが所定値（２５０
rpm）より大きいか否かを判定し、大きい場合に値
「１」を、小さい場合には値「０」を出力する。同時
に、マイクロコンピュータはブロック３２０にてスロッ
トル開度ｔｈが「０」より大きいか否かを判定し、
「０」より大きい場合には値「１」を、小さい場合には
値「０」を出力する。

【００６９】次いで、マイクロコンピュータは、ブロッ
ク３３０にてこれらのブロック３１０，３２０の出力の
排他的論理和（２入力のうち、何れかの入力値が「１」
で他が「０」の場合に出力が「１」となり、その他の場
合には出力が「０」となる）を求め、ブロック３４０に
出力する。

【００７０】車両が平坦路又は登坂路において発進する
場合には、スロットル開度ｔｈが増大してブロック３２
０の出力が値「１」となった後に、タービン回転速度ｎ
ｔ（出力軸回転速度ｎо（車速）に応じた値）が増大し
てブロック３１０の出力が値「１」に変化する。従っ
て、ブロック３３０はスロットル開度ｔｈが「０」より
大きくなったときから車速がタービン回転速度２５０rp
mに相当する値に増大するまで値「１」を出力すること
になる。他方、車両が降坂路において発進する場合に
は、スロットル開度ｔｈが０より大きくなる前に車速が
タービン回転速度２５０rpmに相当する値より大きくな
る。従って、この場合、ブロック３３０は、車速がター
ビン回転速度２５０rpmに相当する値に増大してから、
スロットル開度ｔｈが「０」より大きくなるまで値
「１」を出力する。

【００７１】また、マイクロコンピュータはブロック３
５０にて、上記ブロック３２０の出力から上記ブロック
３１０の出力を減じ、その結果をブロック３４０に出力
する。従って、ブロック３５０の出力は、スロットル開
度ｔｈの立上り（エンジン１０のスロットル開度ｔｈの
増大）がタービン回転速度ｎｔ（車速に応じた値）の立
上りに先行して行われる場合（登坂路、平坦路走行時）
には「＋１」となり、タービン回転速度の立上りｎｔが
スロットル開度ｔｈの立上りに先行して行われる場合は
「−１」となり（降坂路走行時）、タービン回転速度ｎ
ｔの立上りとスロットル開度ｔｈの立上りとが同時に行
われる場合は「０」となる。このように、本実施形態
は、エンジン１０のスロットル開度ｔｈの増大がなされ
た時点と、車速に応じた値が所定値（タービン回転速度
２５０rpmに相当する値）より大きくなる時点との関係
に基いて車両が降坂路を走行しているか否かを判定して
いる。

【００７２】同時に、マイクロコンピュータはブロック
３６０にて出力軸回転速度ｎоが「０」より大きいか否
かを判定し、出力軸回転速度ｎｏが「０」より大きい場
合には値「１」を、小さい場合には値「０」をブロック
３４０に出力する。また、マイクロコンピュータはブロ
ック３７０にてブレーキ作動信号stopの値が「０」か否
かを判定し、同ブレーキ作動信号stopの値が「０」の場
合（即ち、ブレーキペダル７０が操作されていない場
合）に値「１」を、同ブレーキ作動信号stopの値が
「１」の場合に値「０」をブロック３４０に出力する。

【００７３】マイクロコンピュータは、ブロック３４０
にて、上記ブロック３３０、３６０及びブロック３７０
の出力が総て値「１」の場合にのみ、上記ブロック３５
０の出力をブロック３８０に出力する。この結果、ブロ
ック３４０の出力は、車両が平坦路又は登坂路にある場
合には、ブレーキペダル７０が非操作状態（ブロック３
７０参照）で、車速が「０」より大きく（ブロック３６
０参照）、スロットル開度ｔｈが「０」より大きくなっ
たときから車速がタービン回転速度２５０rpmに相当す
る値に増大するまで（ブロック３１０〜３３０参照）値
「１」となる。他方、ブロック３４０の出力は、車両が
降坂路にある場合には、ブレーキペダル７０が非操作状
態（ブロック３７０参照）で、車速が「０」より大きく
（ブロック３６０参照）、車速がタービン回転速度２５
０rpmに相当する値より大きくなったときからスロット
ル開度ｔｈが「０」より大きくなるまで（ブロック３１
０〜３３０参照）値「−１」となる。また、ブロック３
４０の出力は、上記以外の場合に、値「０」となる。

【００７４】そして、マイクロコンピュータは、ブロッ
ク３８０にて上記ブロック３４０の出力を積分する。従
って、車両が平坦路又は登坂路にて発進した場合には、
同ブロック３８０の出力値Σは「０」より大きい値とな
り、車両が降坂路にて発進した場合には「０」より小さ
くなる。次いで、マイクロコンピュータはブロック３９
０にて、上記ブロックの出力値Σが「０」より大きいか
否かを判定し、出力値Σが「０」より大きいとき許可信
号ｆαを値「１」として出力し、出力値Σが「０」以下
のとき許可信号ｆαを値「０」として出力する。

【００７５】このブロック３９０の出力、即ち許可信号
ｆαは図４に示したゲート４００に入力される。ゲート
４００は、上記二点差分による車両重量推定プログラム
２００の実行により推定した車両重量ｍを、前記許可信
号ｆαの値が「１」のとき有効として出力し、同許可信
号ｆαの値が「０」のとき無効として出力しない。この
結果、平坦路走行時又は登坂路走行時において推定され
た推定車両重量ｍのみが正規の車両重量ｍとして上述の
変速制御プログラムにおいて使用されることになる。

【００７６】以上、説明したように、本実施形態におい
ては、車両重量ｍを推定するために必要な駆動力Ｆ０
を、λＣｐマップから求めることとした。これにより、
車両の駆動力Ｆ０を、速度比ｅに対するトルク増幅率λ
及び容量係数Ｃｐを個別にマップ化して記憶し、これら
のマップから個々に得られるトルク増幅率λ及び容量係
数Ｃｐの積値から求める場合に比べて、一層精度良く、
しかもメモリの容量を増大することなく推定することが
でき、その結果、車両重量ｍの推定精度が向上する。更
に、λＣｐマップは、車両重量ｍの推定精度が低下する
降坂路走行時を除いたデータにより作成されるととも
に、降坂路判定プログラム３００及びゲート４００によ
り、降坂路走行時に推定された車両重量ｍは無効として
いるので、この点においても車両重量ｍの推定精度が向
上する。降坂路走行時は車両重量ｍの推定に使用する駆
動力Ｆ０が小さく、同駆動力Ｆ０の精度が良くないから
である。

【００７７】また、本実施形態においては、車両発進直
後の所定期間（図７に示した時刻t1´〜t1間）に求めら
れた推定駆動力Ｆ及び加速度dvの平均値（実際の計算上
は積分値に相当する総和）と、車両発進後に初めて車両
の推定駆動力Ｆが最大値となった時点から過去に遡る所
定期間（図７に示した時刻t2´〜t2）に求められた推定
駆動力Ｆ及び加速度dvの平均値（実際の計算上は積分値
に相当する総和）とに基づいて、車両重量ｍを推定して
いるから、同推定駆動力Ｆ及び同加速度dvの精度を高め
ることができ、その結果、車両重量ｍの推定精度が向上
する。特に、出力軸回転速度ｎоには、車両の駆動力伝
達系に生じる捩り振動に基づくサスペンション、プロペ
ラシャフト、エンジン１０等に発生する固有振動が重畳
するから、出力軸回転速度ｎоを時間微分することで加
速度dvを求める上記実施形態においては、加速度dv（即
ち、車両重量ｍ）の推定精度を大きく向上することがで
きる。

【００７８】以上，本発明の一実施形態に基づいて本発
明を説明したが、本発明は同実施形態に限定されること
はなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用す
ることができる。例えば、上記実施形態においては、数
９（数１３）と数１１（数１５）とに基づいて、出力軸
回転速度ｎоを微分した加速度dvの積分値Σdv１，Σdv
２を求めるようにしていたが、これらは、下記数１６、
数１７に示したように、時刻t1´,t1,t2´,t2における
車速（出力軸回転速度ｎо）であるv(t1´),v(t1),v(t2
´),v(t2)から求めるように構成することもできる。

【００７９】

【数１６】

【００８０】

【数１７】

【００８１】これによれば、出力軸回転速度ｎоの微分
値を計算する必要がないので、制御を簡素化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による車両重量推定装置を含む変速制
御装置を車両に搭載した場合のシステム構成図である。

【図２】 （Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示した電気制御
装置が変速制御に使用する変速線図である。

【図３】 図１に示した電気制御装置がロックアップ機
構の制御に使用するマップである。

【図４】 図１に示した電気制御装置のマイクロコンピ
ュータが実行するプログラムを機能ブロックで表した図
である。

【図５】 図４に示した駆動力推定プログラムの詳細を
機能ブロックで表した図である。

【図６】 図４に示した二点差分による車両重量推定プ
ログラムの詳細を機能ブロックで表した図である。

【図７】 車両発進後における推定駆動力とスロットル
開度の変化を示すタイムチャートである。

【図８】 図４に示した降坂路判定プログラムの詳細を
機能ブロックで表した図である。

【符号の説明】

１０…エンジン、１１…スロットルバルブ、１２…トル
クコンバータ入力軸、２０…トルクコンバータ、２１…
流体式伝達機構、２１ａ…ポンプ羽根車、２１ｂ…ター
ビン羽根車、２２…ロックアップクラッチ機構、３０…
自動変速機、３１…入力軸、３２…出力軸、４０…油圧
制御回路、５０…電気制御装置、６１…スロットル開度
センサ、６２…エンジン回転速度センサ、６３…タービ
ン回転速度センサ、６４…出力軸回転速度センサ、６５
…ブレーキスイッチ。

フロントページの続き (72)発明者 加藤 浩明 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 早川 喜三郎 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 大澤 正敬 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 3G093 AA05 DA01 DB01 DB05 DB15 DB21 EA09 FA11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原動機の発生トルクを流体式トルクコンバ
   ータを介して駆動輪に伝達する車両の加速度を検出する
   加速度検出手段と、 前記車両の駆動力を推定する駆動力推定手段と、 前記検出された加速度と前記推定された駆動力とに基づ
   いて前記車両の重量を推定する車両重量推定手段とを備
   えた車両重量推定装置において、 前記車両が降坂路を走行しているか否かを判定する降坂
   路走行判定手段と、 前記車両が降坂路を走行していると判定された場合に前
   記車両重量推定手段による車両重量の推定を無効とする
   推定無効手段とを備えたことを特徴とする車両重量推定
   装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両重量推定装置におい
   て、 前記降坂路走行判定手段は、前記原動機に対して同原動
   機の発生トルクを増大させる指示がなされた時点と、前
   記車両の速度が所定速度よりも大きくなる時点との関係
   に基づいて前記車両が降坂路を走行しているか否かを判
   定するように構成されたことを特徴とする車両重量推定
   装置。