JP2002523735A - 車両の質量の算出方法および装置 - Google Patents
車両の質量の算出方法および装置Info
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Abstract
Description
方法に関する。
牽引力の2回の時間的にずれた測定とそこから得られる加速度とにより規定され
る、上述したような方法が知られている。この方法は、未知の走行抵抗が2回の
連続する測定において本質的に両測定にとり同一であることを前提にするため、
この未知の量を減らすことができる。この知られた方法においては、牽引力段階
中でも、クラッチが多段変速機のギヤシフトのために開かれている無牽引力段階
中でも、その都度車輪トルクの値と車両加速度の値とが算出され、そこから現在
の車両質量が計算可能である。上述したような方法は好ましくは、自動変速機を
備えた車両では例えば、シフト前に既に牽引力が新しいギヤでまだ十分であり、
積載状態とそれにより車両質量とが決定的な影響をもつかどうかを算出できるよ
うにするための走行戦略の範囲内で用いることができる。このような応用では、
上述した方法に関して高い精度が必要である。
に目立たなく行われることが好ましい。多段変速機のギヤチェンジ中にいずれに
せよ発生する状態、すなわち無牽引力段階および牽引力段階は、測定のための一
定の限界条件として利用される。この方法における欠点は、計算のために考慮し
た車輪トルクもしくは加速度の値が測定技術上一定のばらつきの影響下にあり、
そのため不正確な結果をもたらすことである。
量の2回の時間的にずれた測定の原理に基づくものである。重力の影響を算出す
るために運転者が測定の実施にあたり同じ区間を異なる牽引力基準値で2回走行
することが提案されている。これは実用上の問題のために実車両を用いて道路交
通で実施することが困難である。選択肢として、正確に知られている区間形状を
有する区間の走行が提案されている。これも、各車両運転者に上述したような区
間が提供されておらず、上述したような測定に要する労力が実用上の応用で受け
入れられないために問題がある。
に行われ、その際に、知られた方法よりも高い精度を達成する、上述したような
分類に対応する車両質量の決定方法を開発することである。この課題は本発明に
従って独立請求項1または2のいずれかの特徴を有する方法によって解決される
。
に適している。
よりも大きく、かつデータ検出期間のうち一方がシフト中に無牽引力段階の範囲
内にあり、他方が牽引力段階中のシフト前あるいは後にあるような、2つのデー
タ検出期間において、牽引力量および運動量の値を非常に高い精度で算出するこ
とができ、そこから全体的にこの方法の高い精度が生じる。
速機の質量慣性モーメントの合計に相当する修正量(kg) t0,t1 牽引力段階の開始時点および終了時点 v0,v1 牽引力段階の開始および終了の車両速度(m/s) v2,v3 無牽引力段階の開始および終了の速度(m/s)
ゼロであるため現れない。
つため、修正係数MGangによって本質的に改善できることが明らかになった
。プログラミングのために電子変速機制御に適しかつ上式中に含まれる積分が時
間離散の近似法で置換された上式の形は次式によって与えられる。
速度 #t_abt 走査ステップ幅(パラメータ) #k_korr_ms 原動機もしくは駆動系効率の再修正の修正係数 I01 時間(t0−t1)で計算された牽引力の数値積分
い精度で近似できることが明らかになった。データ検出期間の開始および終了の
速度の算出は同様に良好に計算できるため非常に高い精度が達成できる。
変速機ではギヤ数が一般に少なくなり、そこから結果的に段飛びこしが連続のギ
ヤで大きくなる。
る。請求項2に記載の方法は、第1のデータ検出期間がギヤシフトの直前にあり
、かつ第2のデータ検出期間がギヤシフトの直後にあることによって、上述した
短く連続する牽引力状態を利用する。第1のデータ検出期間の開始はその場合に
例えば切換指令によって解除することができる。一般に切換指令とシフト推移と
の間で接続するクラッチを満たすために必要な時間はそれによって第1の測定に
利用することができる。
び多段変速機の質量慣性モーメントの合計に相当する第1のデータ検出期間で挿
入されたギヤの修正量(kg) MGang,t23 車両の並進運動によって低減された原動機、クラッチおよ
び多段変速機の質量慣性モーメントの合計に相当する第2のデータ検出期間で挿
入されたギヤの修正量(kg) t0,t1 牽引力段階の開始時点および終了時点 v0,v1 牽引力段階の開始および終了の車両速度(m/s) v2,v3 無牽引力段階の開始および終了の速度(m/s)
けられているため、上式において考慮されている。時間離散の近似法への変換は
請求項1に記載の方法に準じて行うことができる。
説明する。
おいて、2で牽引力のグラフを、4で車両速度のグラフを表している。この測定
時間の範囲内で第1のデータ検出期間6が牽引力段階中に、かつ第2のデータ検
出期間8が無牽引力段階中に互いに時間的にずれて続く。時点t0およびt1は
第1のデータ検出期間の開始および終了を表している。時点t2およびt3は第
2のデータ検出期間の開始および終了を表している。第1のデータ検出期間中、
駆動原動機から牽引力が駆動輪に伝達され、これが結果的にv0からv1へ車両
の速度変化を生じさせる。面積I01は第1のデータ検出期間6の間の牽引力の
時間積分に相当する。シフト段階10の開始とともに時点t1で第1のデータ検
出期間が終了する。クラッチが時間間隔t1〜t2中に多段変速機のギヤシフト
のために開かれた後、時点t2で第2データ検出時間8が始まり、この時間内で
は牽引力は駆動原動機から駆動輪に伝達されない。転動抵抗、空気抵抗および勾
配抵抗を含む走行抵抗の作用下に車両はv2からv3への速度変化を受ける。時
点t3でクラッチが再び閉じられるため、新たなギヤで再び牽引力が伝達される
。この方法の基本的な実施では実際にギヤチェンジを行う必要がない。しかし、
ギヤチェンジ中に生じる無牽引力段階がこの方法で利用される場合が好ましい。
このようなやり方において上述した方法は運転者に気づかれずにかつ目立たなく
させることができる。データ検出期間6,8の持続時間は牽引力の積分形成時に
十分な平均値の決定を達成しかつ評価可能な車両の速度変化を保証するために最
小持続時間よりも大きくなる。
牽引力段階中に例えば切換過程によって生じる振動のような駆動系内の障害によ
って損なわれない。その場合にはこの障害の減衰を待機する必要がなく、それに
よって2つのデータ検出期間の間隔が拡大することになる。2つのデータ検出期
間はこのようにして時間的に非常に密に繋がることができる。全体の測定時間が
短くなるため、例えば車道勾配のような環境条件でも殆ど変化することがない。
およびパラメータを示した。アルゴリズムの本質的な出力量が、計算された車両
質量ms_fzgである。量f_zsは現在の牽引力を表す。これは例えば原動
機電子制御によって提供された原動機トルク信号と、公知の原動機と車両車輪と
の間の変速比とから算出することができる。量v_fzg_filtは現在の車
両速度を表し、これは好ましい方法で駆動系振動および/または車輪スリップの
影響を最小限にするために、駆動されていない車両車輪の車輪回転数センサで算
出される。
のみ変化できるという認識を前提として、第1のデータ検出期間の開始と第2の
データ検出期間の開始との間の持続時間中に走った道程が値#delta_s_
maxを超えない場合にのみ質量計算方法が作動することが好ましい。
ーメントを考慮するギヤ依存性の修正量に相当する。このギヤ依存性の量の値は
電子変速機制御の特性曲線メモリに貯蔵することができる。
ッチ投入後に、または予め設定可能な停止時間#t_ms_stehenが経過
したとき、このイベントの前に車両の負荷状態の変化が生じることがあるために
初期化される。その場合に質量計算アルゴリズムの初期値は#ms_fzg_i
niに設定される。
度車両質量の固有値が算出され、それに続き前記固有値から平均値が形成される
ことによってさらに高めることができる。このような固有値のために電子制御装
置にメモリが備えられている。
め設定可能な最大数#az_ms_stopによって制限され、かつ制限された
場合に最後に計算された車両質量の平均値が有効のままになることが考慮されて
いる。それによって電子変速機制御は十分に正確な質量計算の結果が出された後
、連続的な、さらなる方法の実施から免除されることができる。
実施の形態で算出された固有値のための許容数値範囲が最小の許容限度#ms_
fzg_minと最大の許容限度#ms_fzg_maxとして予め前設定可能
である。
なる。従って牽引力段階中に多段変速機で挿入されたギヤ段z_ISTGANG
が変速機入力と変速機出力との間で予め設定可能な境界ギヤ段#z_fw_ma
x_gangより大きい変速比を有する場合にのみ質量計算方法が作動する場合
が好ましい。
存性を有するので(アイドリング制御、全負荷速度制御)、牽引力段階中の駆動
原動機の回転数が最小原動機回転数#n_ms_minより大きくかつ最大原動
機回転数#n_ms_maxより小さい場合にのみ質量計算方法が作動する場合
がさらに好ましい。
回避システムを提供している。誤り測定を回避するために車両車輪で状態量z_
ABSもしくはz_ASRによって表示される増加したスリップが検出されない
場合にのみ質量計算方法が作動する場合が好ましい。
量計算方法をカーブ走行中に実施しないことが好ましい。走行状態「カーブ走行
」は例えばステア角度センサまたは対応する方法によって検出され、かつアルゴ
リズムが用いる量z_kurveによって表すことができる。
ることがあるため、測定時間中の車両速度が予め設定可能な最小速度#v_ms
_minより大きい場合にのみ質量計算方法が作動する場合に達成することがで
きる。入力量z_KUPはクラッチ状態を表す。クラッチの一部開放状態では牽
引力の算出が非常に困難であるため、クラッチが無牽引力段階中に完全に開放さ
れかつ牽引力段階中に完全に閉じられている場合にのみ質量計算方法が作動する
。
り、これは量z_MBR_AN(エンジンブレーキ状態)とz_FBr(常用ブ
レーキ状態)とによって表される。本発明の一実施の形態は、車両のブレーキが
作動せずかつ最後のブレーキ過程以降少なくとも予め設定可能なむだ時間#t_
Br_totが経過した場合にのみ質量計算方法が作動することを考慮している
。
このような装置は少なくともメモリ領域および評価領域を有する電子変速機制御
と、駆動原動機から駆動輪へ伝達された牽引力を算出するための第1の測定手段
と、車両速度を算出するための第2の測定手段とを提供する。
子制御によって提供される。
メータを示す概略図。
Claims (19)
- 【請求項1】 少なくとも1つの駆動原動機によって駆動される車両の質量の算出方法であっ
て、一方で始動要素として利用される切換可能なクラッチを介して前記駆動原動
機と接続可能であり、かつ他方で駆動側車両の駆動輪と接続された複数のギヤ段
を備えた切換可能な多段変速機を有し、前記方法は、ある測定時間以内に少なく
とも2回の時間的にずれた測定を含み、前記測定によってその都度少なくとも1
つの、駆動原動機によって発生された、車両の駆動輪に運動方向へ作用する牽引
力を表す牽引力量と、少なくとも1つの、車両の運動を表す運動量とが算出され
、クラッチが多段変速機のギヤシフトのために開かれている無牽引力段階中に前
記2回の測定のうちの一方が行われ、かつクラッチが閉じられていて牽引力が駆
動輪に伝達される牽引力段階中に前記2回の測定のうちの他方が行われ、かつ両
方の時間的にずれた測定の算出量によって車両の現在の質量が計算される、車両
の質量の算出方法において、前記2回の測定のうちの第1の測定が第1のデータ
検出期間を含み、前記2回の測定のうちの第2の測定が第2のデータ検出期間を
含み、前記2つのデータ検出期間の持続時間が最小持続時間よりも大きく、牽引
力量が各データ検出期間中に作用する牽引力の時間積分に相当し、かつ運動量が
各データ検出期間中に行われた車両の速度変化に相当することを特徴とする、車
両の質量の算出方法。 - 【請求項2】 少なくとも1つの駆動原動機によって駆動される車両の質量の算出方法であっ
て、一方で始動要素を介して前記駆動原動機と接続可能であり、かつ他方で駆動
側車両の駆動輪と接続された複数のギヤ段を備えた切換可能な多段変速機を有し
、前記方法は、ある測定時間以内に少なくとも2回の時間的にずれた測定を含み
、前記測定によってその都度少なくとも1つの、駆動原動機によって発生された
、車両の駆動輪に運動方向へ作用する牽引力を表す牽引力量と、少なくとも1つ
の、車両の運動を表す運動量とが算出され、前記2回の測定中に異なる牽引力が
関連し、かつ両方の時間的にずれた測定の算出量によって車両の現在の質量が計
算される、車両の質量の算出方法において、前記2回の測定のうちの第1の測定
が第1のデータ検出期間を含み、前記2回の測定のうちの第2の測定が第2のデ
ータ検出期間を含み、前記2つのデータ検出期間の持続時間が最小持続時間より
も大きく、牽引力量が各データ検出期間中に作用する牽引力の時間積分に相当し
、かつ運動量が各データ検出期間中に行われた車両の速度変化に相当し、第1の
測定がギヤシフトの直前に行われ、かつ第2の測定がギヤシフトの直後に行われ
ることを特徴とする、車両の質量の算出方法。 - 【請求項3】 両方の時間的にずれた測定のうち、第1の測定が牽引力段階中に、かつ第2の
測定が牽引力段階中の駆動系振動の影響を最小限にするために無牽引力段階中に
行われる、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 クラッチが無牽引力段階中に完全に開かれてかつ牽引力段階中に完全に閉じら
れている場合にのみ質量計算方法が作動する、請求項1または3に記載の方法。 - 【請求項5】 車両の質量の計算時に引き続き車両の並進運動によって低減された原動機、始
動要素および多段変速機の質量慣性モーメントの合計に相当する修正量が考慮さ
れ、かつ多段変速機の負担分がギヤ依存性として記憶された数値対(特性曲線)
から算出される、請求項1ないし4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 走行区間依存性の周囲条件の変化が測定中に制限されていることを保証するた
めに、第1のデータ検出期間の開始と第2のデータ検出期間の開始との間の持続
時間中に進んだ道程が一定値を超えない場合にのみ質量計算方法が作動する、請
求項1ないし5のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 速度が車両の非駆動輪で測定される、請求項1ないし6のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項8】 質量計算が車両のイグニッションスイッチ投入後にまたは予め設定可能な停止
時間が経過したときに初期化される、請求項1ないし7のいずれかに記載の方法
。 - 【請求項9】 前記方法が走行サイクル中に複数回実施され、その都度車両質量のための固有
値が算出され、かつ車両質量の現在値が前記固有値からの平均値に相当する、請
求項1ないし8のいずれかに記載の方法。 - 【請求項10】 初期化後に算出された固有値の数が予め設定可能な最大数によって制限され、
かつ車両質量の最後の現在値の最大数の超過後に有効にとどまる、請求項1ない
し9のいずれかに記載の方法。 - 【請求項11】 算出された固有値のための許容数値範囲が最小および最大の許容限度によって
予め設定可能である、請求項1ないし10のいずれかに記載の方法。 - 【請求項12】 牽引力段階中に多段変速機で挿入されたギヤ段が変速機入力と変速機出力との
間で予め設定可能な境界ギヤ段より大きい変速比を有する場合にのみ質量計算方
法が作動する、請求項1ないし11のいずれかに記載の方法。 - 【請求項13】 駆動原動機の回転数が牽引力段階中に最小原動機回転数より大きく、かつ最大
原動機回転数より小さい場合にのみ質量計算方法が作動する、請求項1ないし1
2のいずれかに記載の方法。 - 【請求項14】 車両車輪で増加したスリップが検出されない場合にのみ質量計算方法が作動す
る、請求項1ないし13のいずれかに記載の方法。 - 【請求項15】 走行状態「カーブ走行」が検出されない場合にのみ質量計算方法が作動する、
請求項1ないし14のいずれかに記載の方法。 - 【請求項16】 測定時間中の車両速度が予め設定可能な最小速度より大きい、請求項1ないし
15のいずれかに記載の方法。 - 【請求項17】 車両のブレーキが作動していない場合にのみ質量計算方法が作動する、請求項
1ないし16のいずれかに記載の方法。 - 【請求項18】 質量計算方法がブレーキ過程後に予め設定可能なむだ時間の経過後に初めて再
び作動される、請求項16に記載の方法。 - 【請求項19】 少なくとも1つの駆動原動機によって駆動される車両の質量の算出方法を実施
するための装置であって、一方で前記駆動原動機に接続可能であり、かつ他方で
駆動側車両の駆動輪に接続された複数のギヤ段を備えた切換可能の多段変速機と
、メモリ領域および評価領域を有する電子変速機制御と、駆動原動機から駆動輪
に伝達された牽引力を算出するための第1の測定手段と、車両速度を算出するた
めの第2の測定手段とを有することを特徴とする装置。
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