JP2004184117A - Vehicle mass estimating system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle mass estimating system which estimates the mass of a vehicle with high precision using an existing sensor. <P>SOLUTION: A CPU estimates the longitudinal acceleration dv of the vehicle based on the rotational speed (no) of the output shaft of the vehicle. The CPU removes the low frequency component of the estimated acceleration dv, and obtains filtered acceleration hdv. The CPU integrates this acceleration hdv and obtains acceleration area, and estimates the mass of the vehicle. The CPU obtains a throttle-on time vehicle speed based on the rotational speed (no) of the output shaft of the vehicle, and corrects the obtained acceleration area on the basis of this vehicle speed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両質量を推定する車両質量推定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機の変速段の決定などに利用される車両質量の推定装置は、基本的に変速前後の車両状態を利用した２点差分方式を採用したものが一般的である（特許文献１、特許文献２など）。この２点差分方式は、車両の駆動力及び加速度の変化がある２点間で差分をとり、これにより道路勾配などのオフセットを除去して駆動力及び加速度の比、即ち車両質量を求めるものである。
【０００３】
一方、特許文献３、特許文献４に記載された装置は、道路勾配の影響が車両の駆動力及び加速度に低周波数成分として現れる点に鑑み、検出された駆動力及び加速度をハイパスフィルタでフィルタ処理する。そして、フィルタ処理後の駆動力及び加速度と車両運動方程式とに基づいて車両質量を推定する。
【０００４】
詳述すると、車両運動方程式は、車両の駆動力Ｆ、加速度ｄｖ及び道路勾配θを用いて下式のように表される。
Ｆ＝ｍ（ｄｖ＋ｇ・ｓｉｎθ）
ここで、ｓｉｎθは勾配成分であるので不定問題となり解はない。道路勾配θは一定とみなしうるので、ハイパスフィルタによるフィルタ処理で除去できる。従って、フィルタ処理後の駆動力及び加速度をそれぞれｈＦ，ｈｄｖで表すと、車両運動方程式はｈＦ＝ｍ・ｈｄｖとなり、車両質量ｍ＝ｈＦ／ｈｄｖと求められる。
【０００５】
このときの車両質量ｍは、時間の関数で求めれることになり、位相差をもつ。そこで、これを解消するために所定の積分区間を設定し、下式により車両質量を推定する。
【０００６】
ｍ＝∫ｈＦｄｔ／∫ｈｄｖｄｔ
なお、上式においてフィルタ処理後の加速度を積分した∫ｈｄｖｄｔを特に加速度面積という。こうした車両質量の推定では、積分区間はできるだけ長く設定することが精度向上のために好ましく、積分開始点をできるたけ早く、積分終了点をできるだけ遅くするアルゴリズムを基本としている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−３０００３１号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２１４４２号公報
【特許文献３】
特開２０００−２１３９８１号公報
【特許文献４】
特開２００２−８１９８９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記加速度面積には、加速度検出に係る出力軸回転速度センサの分解能や駆動輪のタイヤスリップ等による位相差といった精度悪化要因がある。すなわち、出力軸回転速度センサの分解能では、出力軸回転速度センサは出力軸の回転をパルス信号に変換して車両速度（及び加速度）を求めるため、車両速度が低い発進直後では応答遅れが発生する。
【０００９】
また、タイヤスリップ等による位相差では、大きな駆動力がかかったり路面摩擦係数が低かったりするとタイヤがスリップし、実速度に対して出力軸回転速度センサにより求められる車両速度に位相差が生じる。
【００１０】
このように、出力軸回転速度センサには、加速度（加速度面積）検出にあたって多くの誤差要因（精度悪化要因）がある。こうした出力軸回転速度センサを用いた加速度検出に代えて、専用の加速度センサを使うことも考えられる。これにより、上述の誤差要因の問題が解消される。しかしながら、別途加速度センサを設けることでコストの増大を余儀なくされることから、既存センサを用いて精度よく車両質量を推定することが望ましい。
【００１１】
本発明の目的は、既存センサを用いて精度よく車両質量を推定することができる車両質量推定装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両の出力軸回転速度に基づき該車両の前後方向の加速度を推定する加速度推定手段と、前記推定された加速度の低周波数成分を除去して処理後加速度を取得する加速度処理手段と、前記処理後加速度を積分して加速度面積を取得する加速度面積取得手段とを備え、前記取得された加速度面積に基づき前記車両の質量を推定する車両質量推定装置において、前記車両の出力軸回転速度に基づき所定タイミングでの車両速度を取得する車両速度取得手段と、前記取得された車両速度に基づき前記取得された加速度面積を補正する補正手段とを備えたことを要旨とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、車両の出力軸回転速度に基づき該車両の前後方向の加速度を推定する加速度推定手段と、前記車両の駆動力を推定する駆動力推定手段と、前記推定された加速度の低周波数成分を除去して処理後加速度を取得する加速度処理手段と、前記処理後加速度を所定積分区間で積分して加速度面積を取得する加速度面積取得手段とを備え、前記取得された加速度面積に基づき前記車両の質量を推定する車両質量推定装置において、前記積分区間における前記推定された駆動力の最大値及びその発生時間を取得する最大駆動力取得手段と、前記積分区間における前記推定された駆動力の最小値及びその発生時間を取得する最小駆動力取得手段と、前記取得された最大駆動力及び最小駆動力に基づき駆動力勾配を取得する駆動力勾配取得手段と、前記取得された駆動力勾配に基づき前記取得された加速度面積を補正する第１補正手段とを備えたことを要旨とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両質量推定装置において、前記車両の出力軸回転速度に基づき所定タイミングでの車両速度を取得する車両速度取得手段と、前記取得された車両速度に基づき前記取得された加速度面積を補正する第２補正手段とを備えたことを要旨とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は３に記載の車両質量推定装置において、前記車両速度を取得する所定タイミングは、スロットルオン時であることを要旨とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の車両質量推定装置において、前記加速度処理手段は、前記推定された加速度の高周波数成分を除去して処理後加速度を取得することを要旨とする。
【００１７】
（作用）
請求項１又は３に記載の発明によれば、所定タイミングで取得された車両速度に基づき前記取得された加速度面積が補正される。車両の出力軸回転速度は、車両速度が低くなるほど分解能が低下した状態で検出される。また、取得された加速度面積は、分解能による応答遅れを含んでいる。この取得された加速度面積に含まれる応答遅れは、分解能に対応する所定タイミングでの車両速度に応じて変動する。従って、上記所定タイミングでの車両速度に応じて取得された加速度面積を補正することで、分解能低下に伴う加速度面積の精度低下が改善され、既存の出力軸回転速度（センサ）を用いた車両質量の推定においてその推定精度が向上される。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、取得された駆動力勾配に基づき前記取得された加速度面積が補正される。車両の出力軸回転速度（車両速度に対応）は、駆動力勾配が大きくなるほど実際の車両速度に対する位相差が大きくなることが確認されている。一方、加速度面積に含まれる誤差は、上記位相差に応じて変動し、従って上記駆動力勾配に応じて変動する。このため、上記駆動力勾配に応じて、取得された加速度面積を補正することで、上記位相差に基づく加速度面積の精度低下が改善され、既存の出力軸回転速度（センサ）を用いた車両質量の推定においてその推定精度が向上される。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、車両速度を取得する所定タイミングは、スロットルオン時とされる。加速度推定にあたっては、車両の出力軸回転速度に十分な変化を有することが好ましく、例えば加速度面積の取得に係る積分区間も同変化が顕著となるスロットルオン時を基準にすることが好ましい。この場合、加速度面積の補正に係る車両速度の取得もスロットルオン時に行うことで、同加速度面積の精度が改善され、車両質量の推定精度が更に向上される。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、推定された加速度の高周波数成分を除去したことで、高周波ノイズに起因する推定加速度の振動が抑制される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両質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、同車両質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、エンジン１０と、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ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、同トルクコンバータ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１０の駆動トルクを、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ２０、自動変速機３０、及び図示しない差動歯車装置などを介して駆動輪へ伝達するようになっている。
【００２２】
ロックアップクラッチ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、エンジン１０のクランク軸（図示略）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、ステータ羽根車（図示略）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る。ロックアップクラッチ機構２２は、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１２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を達成し得るようになっている。また、ロックアップクラッチ機構２２は、接続された油圧制御回路４０による作動油の給排により、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の駆動トルクを自動変速機３０に伝達しない非係合状態を達成し得るようになっている。
【００２３】
自動変速機３０は、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ェ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。
【００２４】
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。
【００２５】
電気制御装置５０は、何れも図示を省略したＣＰＵ、メモリ、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る。この電気制御装置５０は、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６４、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。
【００２６】
スロットル開度センサ６１は、エンジン１０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ｔｈｒｍ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、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ｎｏを表す信号を発生するようになっている。この出力軸回転速度ｎｏは、車両速度を求めるために利用されるもので、出力軸回転速度センサ６４はこのために一般的な車両に搭載される既存のセンサである。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」）及びローレベル（「０」）にそれぞれ変化するストップ信号ＳＴＯＰを出力するようになっている。
【００２７】
次に、上記自動変速機の変速制御の作動について説明する。電気制御装置５０は、出力軸回転速度ｎｏから求めた車両速度とスロットル開度ｔｈｒｍとに基づく図２（ａ）に示した変速マップをメモリ内に記憶している。電気制御装置５０は、そのときの車両速度（ｎｏ）及び検出されたスロットル開度ｔｈｒｍが同変速マップに示された変速線を横切るとき、同変速線に基づく変速段を達成するように変速要求信号を発生し、これに基づいて油圧制御回路４０の電磁バルブを制御する。なお、この変速要求信号は、実際の変速段の推定にも供される。
【００２８】
同様に、電気制御装置５０は、出力軸回転速度ｎｏから求めた車両速度とスロットル開度ｔｈｒｍとに基づく図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いる。電気制御装置５０は、そのときの車両速度（ｎｏ）及び検出されたスロットル開度ｔｈｒｍ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４０の電磁バルブを制御し、これによりロックアップクラッチ機構２２を係合状態とする。
【００２９】
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質量ｍを推定していて、同車両質量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を有効に発揮させる。
【００３０】
次に、電気制御装置５０が実行する車両質量ｍの推定方法について説明する。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ものをＦ、道路勾配をθ、重力加速度をｇとすれば、（１）式に示したようになる。
【００３１】
Ｆ＝ｍ（ｄｖ＋ｇ・ｓｉｎθ） …（１）
上記（１）式におけるＦは、エンジン１０の駆動トルクに基づく駆動力Ｆ１から走行抵抗Ｆ２を差し引くことで求められる。
【００３２】
エンジン１０による駆動力Ｆ１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ｔｈｒｍ（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Ｔを推定し、これに総変速比などのパラメータ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ｔｈｒｍ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Ｔ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、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、運転時においてエンジン１０の出力トルクＴを精度良く求めることは一般に困難である。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には、エンジン１０の出力トルクＴを下記（２）式に基づき求めることができる。下記（２）式は過渡的な運転状態にあっても成立するので、同（２）式を用いることによりロックアップクラッチ付トルクコンバータ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（２）式において、Ｃｐは流体式伝達機構２１の容量係数であって一例が図４に示されている。また、λは流体式伝達機構２１のトルク増幅率であって一例が図５に示されている。
【００３３】
Ｔ＝Ｃｐ×λ×ｎｅ＾２ …（２）
そして、自動変速機３０の総変速比などのパラメータをｋとすれば、駆動力Ｆ１は下記（３）式で表される。
【００３４】
Ｆ１＝ｋ×Ｃｐ×λ×ｎｅ＾２ …（３）
一方、走行抵抗Ｆ２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、車両速度の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両速度と空気抵抗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両速度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。
【００３５】
そして、駆動力Ｆは下記（４）式で求められる。
Ｆ＝Ｆ１−Ｆ２ …（４）
車両の加速度ｄｖは、車両速度の微分値であるから、車両速度を表す出力軸回転速度ｎｏを微分（時間微分）することで算出される。
【００３６】
上記（１）式における車両質量ｍは、搭乗者数、荷物等の積載量などの変化により車両の初期質量に対して変化する。この車両質量ｍを駆動力Ｆ及び加速度ｄｖにより表すと（５）式が得られる。
【００３７】
Ｆ＝ｍ（ｄｖ＋ｇ・ｓｉｎθ） …（５）
今、車両が道路勾配一定の道路を走行していればθは一定であるから、上記（５）式において道路勾配に係る項（−ｇ・ｓｉｎθ）は一定である。即ち、道路勾配の影響は加速度ｄｖにおいてその直流成分として現れているはずである。従って、加速度ｄｖを表す信号から直流成分を除けば、道路勾配の影響を除いた運動方程式を得ることができる。
【００３８】
実際には、道路勾配θは比較的緩やかに変化し、同道路勾配θの影響は加速度ｄｖにおいて低周波数成分（１〜２Ｈｚ以下）として現れる。従って、加速度ｄｖ及び駆動力Ｆを表す各信号から所定周波数以下の信号を除けば、同時に直流成分も除去され、道路勾配の影響を除いた下記（６）式に示す車両運動方程式を得ることができる。
【００３９】
ｈＦ＝ｍ・ｈｄｖ …（６）
そして、（６）式に基づき車両質量ｍは下記（７）式で表される。
ｍ＝ｈＦ／ｈｄｖ …（７）
なお、加速度ｄｖ及び駆動力Ｆを表す各信号には、道路勾配成分に加えてセンサノイズ、サスペンションやパワートレインなどの駆動系の振動成分が含まれることになる。そこで、加速度ｄｖ及び駆動力Ｆを表す各信号に含まれる道路勾配成分、センサノイズ及び駆動系の振動成分をそれぞれハイパスフィルタ、ローパスフィルタ及びノッチフィルタ（バンドストップフィルタ）にて除去するようにしている。上記（６）式及び（７）式においては、加速度ｄｖ及び駆動力Ｆを表す信号からこうした周波数成分を除いた信号をそれぞれ処理後加速度としてｈｄｖ、処理後駆動力としてｈＦと表している。センサノイズ及び駆動系の振動成分をそれぞれ除去するためのローパスフィルタ及びノッチフィルタのいずれかは割愛してもよい。
【００４０】
上記（７）式では、車両質量ｍが時間の関数で表されており、位相差を有している。従って、これを解消するために積分区間を設定してこれらフィルタ処理後の加速度ｈｄｖ及び駆動力ｈＦの各積分値∫ｈｄｖｄｔ、∫ｈＦｄｔを求める。この積分区間は、後述する車両質量の推定に好適な所定の区間に設定されるものである。これにより、車両質量ｍは下記（８）式で表される。
【００４１】
ｍ＝∫ｈＦｄｔ／∫ｈｄｖｄｔ …（８）
実際には、これら積分値∫ｈｄｖｄｔ、∫ｈＦｄｔは、当該積分区間において所定時間の経過ごとに連続して求められた複数個（例えば、１０個）のフィルタ処理後の加速度ｈｄｖ及び駆動力ｈＦをそれぞれ加算することで求められる。
【００４２】
これら積分値∫ｈｄｖｄｔ、∫ｈＦｄｔの算出にあたっては、当該積分区間において正数となる加速度ｈｄｖ及び駆動力ｈＦのみを抽出する（以下、正則処理という）。また、当該積分区間における複数個の加速度ｈｄｖ及び駆動力ｈＦに重み付けをして加算し、積分値∫ｈｄｖｄｔ、∫ｈＦｄｔを求める。
【００４３】
なお、特に積分値∫ｈｄｖｄｔを加速度面積Ｓａという。この加速度面積Ｓａには、加速度検出に係る出力軸回転速度センサ６４の分解能や駆動輪のタイヤスリップ等による位相差といった精度悪化要因がある。以下、これら精度悪化要因とその対策の概要について説明する。
【００４４】
まず、出力軸回転速度センサ６４の分解能による精度悪化要因とその対策の概要について説明する。出力軸回転速度センサ６４は、出力軸３２の回転をパルス信号に変換して車両速度を求めるため、車両速度が低い発進直後では分解能が低下して応答遅れが発生する。具体的には、出力軸回転速度センサ６４には車両速度の逆数に比例した応答遅れがあり、例えば１ｋｍ／ｈの車両速度で１０パルスを出力する出力軸回転速度センサの場合、当該速度で１００ｍｓの遅れ時間が発生する。この遅れ時間は、１０ｋｍ／ｈの車両速度で１０ｍｓとなって問題にはならない。この車両速度に依存する出力軸回転速度センサ６４の応答遅れをリアルタイムで補償することは現実的ではない。
【００４５】
ここで、加速度面積Ｓａは、出力軸回転速度ｎｏを微分した加速度ｄｖをハイパスフィルタ、ローパスフィルタ及びノッチフィルタにてフィルタ処理して求めた加速度ｈｄｖを積分することで求められる。この積分により、フィルタ処理後に残った高周波振動（駆動系信号）は相殺される。そして、設定された積分区間において、時系列データが積分値に固定化される。この固定化された積分値即ち加速度面積Ｓａは、上述の応答遅れの成分を含むことになる。
【００４６】
出力軸回転速度ｎｏに応答遅れがないときの加速度面積Ｓａと応答遅れがあるときの加速度面積Ｓａとを比較すると、応答遅れがないときの加速度面積Ｓａよりも応答遅れがあるときの加速度面積Ｓａの方が大きくなる。これは、出力軸回転速度ｎｏに応答遅れがないときよりも応答遅れがあるときの方が出力軸回転速度ｎｏの立ち上がり勾配が急峻となり、ハイパスフィルタが過剰反応することによる。換言すれば、出力軸回転速度ｎｏの応答遅れは車両速度に依存することから、当該積分区間に移行したときの車両速度に応じて加速度面積Ｓａを補正すればよい。上述の出力軸回転速度ｎｏの応答遅れと車両速度との関係から示唆されるように、基本的には上記積分区間に移行したときの車両速度（ｎｏ）が高いときを基準にして車両速度（ｎｏ）が低いときほど加速度面積Ｓａが小さくなるように補正する。これにより、加速度面積Ｓａに含まれる応答遅れ成分が補償される。
【００４７】
実走行における運転者のブレーキペダル、アクセルペダルの操作は様々はパターンがあり、ブレーキオフ後に直ちにアクセルをオンして発進する場合もあれば、ブレーキオフ後にクリープ現象を利用して発進する場合もある。後述するように、上記積分区間は、精度のよい積分を可能にするため、運転者のアクセルペダルの操作によりスロットル開度ｔｈｒｍが所定値を超えスロットルオンするときを基準に設定される。この積分区間は、フィルタ時定数の遅れの影響を回避し推定駆動力の精度を確保するように設定される。
【００４８】
スロットルオン時の車両速度には、出力軸回転速度センサ６４の分解能による遅延時間（応答遅れ）が含まれている。上記積分区間に移行したときの車両速度（ｎｏ）が高いときは応答遅れの影響が小さいことから加速度面積Ｓａの補正量は不要若しくは小さくてよく、同低いときは応答遅れの影響が大きいことから加速度面積Ｓａの補正量を大きくすることでその補償が効果的となる。
【００４９】
なお、クリープ現象を利用した発進ではスロットルオン時の車両速度が高くなることから、スロットルオン時の車両速度に対応する出力軸回転速度Ｎｏ（Ｔｈ＞０）が所定の閾値車両速度Ｖ０より大ならクリープ発進と定義し、閾値車両速度Ｖ０以下なら通常発進と定義して補正の有無を決定してもよい。この場合、クリープ発進では上記遅延時間（応答遅れ）の補正を行わず、通常発進のときのみ補正を行う。
【００５０】
図６は、加速度精度Ｓａ／ＳＧとスロットルオン時の出力軸回転速度Ｎｏ（Ｔｈ＞０）との関係を示すグラフである。同図に示されるように、加速度精度Ｓａ／ＳＧは、上記出力軸回転速度Ｎｏ（Ｔｈ＞０）が閾値車両速度Ｖ０より大のときに値「１」となり、閾値車両速度Ｖ０以下のときに出力軸回転速度Ｎｏ（Ｔｈ＞０）に応じて変化する屈曲特性を有している。すなわち、このグラフは、スロットルオン時の車両速度が十分に高いときは補正の必要がないことから値「１」に設定され、車両速度が低いときは所定値Ｂ（＞１）を用いた下記（９）式に従って補正ゲイン（加速度精度Ｓａ／ＳＧ）が求められることを表している。
【００５１】
補正ゲイン＝（−Ｂ＋１）／Ｖ０×Ｎｏ（Ｔｈ＞０）＋Ｂ …（９）
以上により、加速度面積Ｓａに対する分解能補正は、上記（９）式にて求めた補正ゲインを除したものを新たな加速度面積Ｓａとして更新することで行う。上記分解能補正に係る補正ゲイン（グラフ）は、実験的に求めたものである。
【００５２】
次に、駆動輪のタイヤスリップ等による位相差に基づく精度悪化要因とその対策の概要について説明する。出力軸回転速度センサ６４は、自動変速機３０の出力軸３２の回転速度（ｎｏ）を検出するセンサであり、前記差動歯車装置のディファレンシャルギヤ比ｄｉｆｆ及びタイヤ半径ｔｉｒｅを乗ずることで下記（１０）式に基づき車両速度Ｖが求まる。
【００５３】
Ｖ＝ｎｏ／ｄｉｆｆ×２π×ｔｉｒｅ／６０［ｍ／ｓ］ …（１０）
しかしながら、駆動力がかかったり路面摩擦係数が低かったりするとタイヤにスリップが発生し、上記（１０）式で求めた車両速度Ｖは現実の車両速度よりも大きくなる。これは見かけ上、車両速度Ｖの位相が進んでいることになる。そして、現実の車両速度に対して出力軸回転速度センサ６４により求められる車両速度Ｖに位相差が生じる。
【００５４】
この見かけ上の位相差には、加速度推定に及ぼす影響が大きい場合と小さい場合とがある。図７は、この加速度推定に及ぼす影響が大きい場合と小さい場合とを比較して示すグラフであり、図７（ａ１）〜（ａ３）が加速度推定に及ぼす影響が大きい場合を示し、図７（ｂ１）〜（ｂ３）が加速度推定に及ぼす影響が小さい場合を示す。最上段の図７（ａ１）（ｂ１）は出力軸回転速度ｎｏに基づき求めた車両速度Ｖと現実の車両速度（実車速）との関係を示す。また、中段の図７（ａ２）（ｂ２）は上記車両速度Ｖ及び現実の車両速度（実車速）の偏差と推定駆動力Ｆとの関係を示す。さらに、最下段の図７（ａ３）（ｂ３）は車両速度Ｖ（出力軸回転速度ｎｏ）に基づく加速度面積（Ｓａ）と現実の車両速度（実車速）に基づく加速度面積との関係を示す。なお、各グラフにおいて破線で示した期間は、上記加速度面積を求める際の積分区間に相当する。
【００５５】
まず、上記位相差の加速度推定に及ぼす影響が大きい場合には、図７（ａ１）に示すように車両速度Ｖと現実の車両速度（実車速）との偏差の面積が小さく、当該偏差の収束時間も短くなっている。この場合、車両速度Ｖ（出力軸回転速度ｎｏ）の立ち上がり勾配が急峻となり、ハイパスフィルタでのフィルタ処理後のパワー（出力）が大きくなる。そして、図７（ａ３）に示すように現実の車両速度（実車速）に基づく加速度面積に対し、加速度面積Ｓａのずれ（誤差）は大きくなる。すなわち、加速度面積Ｓａの精度は、車両速度Ｖと現実の車両速度（実車速）との偏差の収束時間が短いときに悪化する。
【００５６】
一方、上記位相差の加速度推定に及ぼす影響が小さい場合には、図７（ｂ１）に示すように車両速度Ｖと現実の車両速度（実車速）との偏差の面積が大きく、当該偏差の収束時間も長くなっている。この場合、車両速度Ｖ（出力軸回転速度ｎｏ）の立ち上がり勾配が緩くなり、ハイパスフィルタでのフィルタ処理後のパワー（出力）が小さくなる。そして、図７（ｂ３）に示すように現実の車両速度（実車速）に基づく加速度面積に対し、加速度面積Ｓａのずれ（誤差）は小さくなる。すなわち、加速度面積Ｓａの精度は、車両速度Ｖと現実の車両速度（実車速）との偏差の収束時間が長いときに良好となる。
【００５７】
ここで、図７（ａ２）（ｂ２）に示すように、車両速度Ｖ及び現実の車両速度（実車速）の偏差と推定駆動力Ｆとは、その変動の推移（勾配特性）において似ている。このことは、推定駆動力Ｆを求めてその勾配特性を実質的に車両速度Ｖ及び現実の車両速度（実車速）の偏差の収束時間とみなすことで、現実の車両速度（実車速）に基づく加速度面積に対する加速度面積Ｓａの誤差の大きさが示唆される。実車速は加速度センサや車輪速度センサがないと求めることができないが、車両速度Ｖ及び実車速の偏差の特性と似る推定駆動力Ｆの特性、すなわち推定駆動力Ｆの勾配（負勾配）を用いた補正を行うことで位相ずれの補償が可能となる。いうまでもなく、上記推定駆動力Ｆの勾配が小さいときは誤差が小さいとみなせることから加速度面積Ｓａの補正量は不要若しくは小さくてよく、同大きいときは誤差が大きいとみなせることから加速度面積Ｓａの補正量を大きくすることでその補償が効果的となる。
【００５８】
上記推定駆動力Ｆの勾配算出にあたっては、加速度面積Ｓａを求める積分区間において、（４）式から求まる推定駆動力Ｆの最大駆動力Ｆｍａｘ及びその発生時間ｔｍａｘ、最小駆動力Ｆｍｉｎ及びその発生時間ｔｍｉｎをそれぞれ求める。そして、下記（１１）式に従って推定駆動力Ｆの勾配Ｆｋｏｕｂａｉを算出する。
【００５９】
Ｆｋｏｕｂａｉ＝（Ｆｍａｘ−Ｆｍｉｎ）／（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）…（１１）
図８は、位相補正係数と推定駆動力Ｆの勾配Ｆｋｏｕｂａｉとの関係を示すグラフである。同図に示されるように、位相補正係数は、上記勾配Ｆｋｏｕｂａｉの大きさがマイナス側に大きくなるほど値「１」から小さくなる特性を有し、得られた補正係数で当該積分区間での加速度面積Ｓａを補正すればよい。
【００６０】
以上により、加速度面積Ｓａに対する位相補正は、図８で求めた位相補正係数にて補正したものを新たな加速度面積Ｓａとして更新することで行う。上記位相補正に係る図８のグラフは、実験的に求めたものである。
【００６１】
図９は、推定駆動力Ｆの勾配Ｆｋｏｕｂａｉと実車速に基づく加速度面積に対する加速度面積Ｓａの誤差との関係を示す実験値であり、図９（ａ）は位相補正前の状態を示している。図９（ａ）から明らかなように、位相補正前の状態では推定駆動力Ｆの勾配Ｆｋｏｕｂａｉが所定範囲を超えると、上記加速度面積Ｓａの誤差が安定化する。従って、実際の位相補正にあたっては、補正ゲインを一定にしてもよい。この場合、補正パラメータは前述のスロットルオン時の車両速度のみとなるため実装への適用が容易となる。
【００６２】
図９（ｂ）は補正ゲインを屈曲特性にしたときの位相補正後の状態を示しており、同補正によって上記加速度面積Ｓａの誤差が吸収されていることがわかる。次に、電気制御装置５０が上記原理に基づいて車両質量ｍを推定する際の作動について説明する。図１０は、電気制御装置５０のＣＰＵが実行する車両質量ｍの推定プログラムを機能ブロックにより示したものである。このＣＰＵは、駆動力計算に係るブロックＢ１のプログラムと、駆動力フィルタに係るブロックＢ２のプログラムと、加速度計算に係るブロックＢ３のプログラムと、加速度フィルタに係るブロックＢ４のプログラムと、推定許可に係るブロックＢ５のプログラムと、面積法に係るブロックＢ６のプログラムとを主として実行する。
【００６３】
ＣＰＵは、ブロックＢ１において、タービン回転速度ｎｔ及びエンジン回転速度ｎｅを入力し、前記（３）式に基づいて推定駆動力Ｆ（Ｆ１）を求める。より具体的に述べると、ＣＰＵは図１１に詳細に示したブロックＢ１のプログラムを実行し、駆動力Ｆを推定する。すなわち、ＣＰＵ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。
【００６４】
次いで、ＣＰＵ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」という）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（図４及び図５参照）。
【００６５】
次に、ＣＰＵはブロック１４０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ｎｅ＾２との積（λ・Ｃｐ・ｎｅ＾２）を求め、更にブロック１５０にて総変速比などのパラメータｋを乗ずることで推定駆動力Ｆを求める。なお、推定駆動力Ｆは、前記（４）式に基づいて走行抵抗Ｆ２による補正を加えて求めてもよい。
【００６６】
次いで、ＣＰＵは、ブロックＢ２において、ブロックＢ１からの推定駆動力Ｆを入力し、これをフィルタ処理する。詳述すると、ブロックＢ２にはハイパスフィルタ、ローパスフィルタ及びノッチフィルタ（バンドストップフィルタ）が設定されており、ＣＰＵはそれぞれによって上記推定駆動力Ｆに含まれる道路勾配成分、センサノイズ（高周波ノイズ）及び駆動系の振動成分を除去した駆動力ｈＦを算出する。いうまでもなく、この駆動力ｈＦからは道路勾配（θ）の影響が除去されている。
【００６７】
一方、ＣＰＵは、ブロックＢ３において出力軸回転速度ｎｏを入力し、これを時間微分して加速度ｄｖを求める。より具体的に述べると、ＣＰＵは現在の出力軸回転速度ｎｏと所定時間前の出力軸回転速度との差分を求め、これに定数を乗じることで車両の加速度ｄｖを演算する。
【００６８】
次いで、ＣＰＵは、ブロックＢ４において、ブロックＢ３からの加速度ｄｖを入力し、これをフィルタ処理する。詳述すると、ブロックＢ４にはハイパスフィルタ、ローパスフィルタ及びノッチフィルタ（バンドストップフィルタ）が設定されており、ＣＰＵはそれぞれによって上記加速度ｄｖに含まれる道路勾配成分、センサノイズ（高周波ノイズ）及び駆動系の振動成分を除去した加速度ｈｄｖを算出する。いうまでもなく、この駆動力ｈＦからは道路勾配（θ）の影響が除去されている。
【００６９】
ＣＰＵは、ブロックＢ５において前述の各センサからの信号及び前記変速要求信号に基づき推定される実際の変速段を表すシフト信号ｓｉｆｔ等を入力し、これにより推定許可信号ｅｎを生成してブロックＢ６に出力する。詳述すると、ブロックＢ５（推定許可信号ｅｎ）はブロックＢ６における車両質量の推定許可・禁止等を規定するもので、ＣＰＵは下記（１）〜（７）の条件が総て満たされたときに推定許可信号ｅｎをハイレベル（「１」）にし、同（１）〜（７）の何れかの条件が不成立のときに推定許可信号ｅｎをローレベル（「０」）にする。後述するようにＣＰＵは、ブロックＢ６においてハイレベルの推定許可信号ｅｎが入力されることで車両質量の推定を行う。一方、ＣＰＵは、ブロックＢ６においてローレベルの推定許可信号ｅｎが入力されることで車両質量の推定を行わない。以下、（１）〜（７）の条件について順番に説明する。
【００７０】
（１）車両の発進時であること。具体的には、停車時間（車両速度を示す出力軸回転速度ｎｏが零である時間）が所定時間（例えば２秒）以上継続した後に、加速度（又は車両速度）が零でなくなった場合であること。上述したように、車両質量ｍは駆動力（Ｆ）及び加速度（ｄｖ）に基づいて推定されるから、同駆動力と同加速度が十分に大きくないとこれらに含まれるノイズの影響が大きく、推定精度が良好でない。一方、車両の発進時においては、その他の走行時よりも大きな駆動力及び加速度が得られる。そこで、同車両の発進時に限定して車両質量ｍを推定することとしたのである。また、上記（２）式に従えばエンジン１０の出力トルクＴを精度が良く求められる。この場合ロックアップクラッチが非係合でなければならないが、発進時であれば車両速度（出力軸回転速度ｎｏ）が小さいから、図３からも明らかなようにロックアップクラッチは非係合状態にある。この意味においても、発進時に車両質量ｍの推定を行うことは同推定の精度向上にとって有利である。
【００７１】
（２）変速中でないこと。変速中においては駆動力（Ｆ）が変動するため、精度良く車両質量ｍを推定することができないからである。この変速中の如何は、前記シフト信号ｓｉｆｔの変化に基づき認識される。
【００７２】
（３）出力軸回転速度ｎｏが零より大きく、且つスロットル開度ｔｈｒｍが所定値を超えて（スロットルオンして）から所定時間（遅延時間）経過していること。車両質量ｍの推定原理が上記（５）式の車両前後方向の運動方程式を基礎としているため、同推定には駆動力（Ｆ）及び加速度（ｄｖ）を表す信号を必要とし、理論的には加速度と駆動力との位相が一致していることが前提となる（好ましい）。しかしながら、実際には、上述したエンジントルク特性又はトルクコンバータ特性から求める駆動力（Ｆ）と、出力軸回転速度ｎｏの時間微分（所定時間に対する変化量、即ち差分）から求める加速度（ｄｖ）には動力伝達系の遅れ等により位相差が存在する。
【００７３】
より具体的には、出力軸回転速度ｎｏを検出する出力軸回転速度センサ６４には分解能があるため、実際に発進が行われていても同発進を検出できず（極低車両速度では出力が現れない）、加速度の検出精度が低下する。一方、駆動力は車両が停止状態にある場合でもストールトルクがあるので発進前から零ではない。さらに駆動力Ｆは、自動変速機３０の出力軸３２（出力軸回転速度センサ６４が回転速度を検出しようとする対象）よりも駆動系の上流に位置するエンジン１０の回転速度ｎｅが変化することで変化する。以上のことから、駆動力（Ｆ）は加速度（ｄｖ）よりその位相が早い信号となる。
【００７４】
従って、上記「出力軸回転速度ｎｏが零より大きい」という条件を加えることで、駆動力と加速度との位相差が大きい状態（アクセルペダルが操作されてスロットル開度ｔｈｒｍが零でなくなった直後で、出力軸回転速度ｎｏが零のとき）での車両質量ｍの推定が避けられ、同車両質量ｍの推定精度の低下が抑制される。
【００７５】
また、車両質量ｍを推定するには、推定に使用する加速度（ｄｖ）及び駆動力（Ｆ）にある程度の変化がなければならない。一般に、加速度（ｄｖ）及び駆動力（Ｆ）の変化の大きさは、スロットル開度ｔｈｒｍが小さいときには小さくなる。
【００７６】
従って、上記「スロットルオンしてから所定時間（遅延時間）経過している」という条件を加えることで、加速度及び駆動力の変化が小さい場合での車両質量ｍの推定が避けられ、同車両質量ｍの推定精度の低下が抑制される。
【００７７】
（４）変速段が１速又は２速であること。２速から発進された場合であっても、車両質量ｍの推定を可能とするためである。この変速段は、前記シフト信号ｓｉｆｔに基づき認識される。
【００７８】
（５）ブレーキ作動中でないこと。ブレーキペダル７０の操作によりサービスブレーキが作動して制動状態となると制動力の推定が困難であることから、駆動力Ｆの推定が困難になるためである。このブレーキ作動の如何は、前記ストップ信号ＳＴＯＰに基づき認識される。
【００７９】
（６）加速度（ｄｖ）が所定の基準加速度より大きいこと。加速度が小さい場合には同加速度にノイズの影響が大きく現れるので、車両質量ｍの推定精度が低下するからである。なお、（１）の条件に加えてこの（６）の条件を加えているのは、登坂発進時のように、発進時であっても加速度が小さい場合があるからである。
【００８０】
（７）エンジン１０が逆駆動状態にないこと。駆動輪側からエンジン１０が逆駆動されている場合には、トルクコンバータ２０の流体式伝達機構２１内における作動油の流れが乱れるため、駆動力Ｆを精度良く推定することが困難となるからである。この逆駆動状態の如何は、自動変速機３０内のワンウェイクラッチの作動に基づき認識される。具体的には、ＣＰＵはタービン回転速度ｎｔと出力軸回転速度ｎｏとから求められる変速比が、現在認識している変速段の変速比の±５％以外（０．９５〜１．０５倍の範囲外）の場合に逆駆動状態と判定する。
【００８１】
ＣＰＵは、上記（１）〜（７）の全ての条件が満たされるときに所定の積分区間を設定し、当該積分区間に対応させて推定許可信号ｅｎをハイレベルに設定する。
【００８２】
ＣＰＵは、ブロックＢ６において各ブロックからの信号Ｆ，ｈＦ，ｈｄｖ，ｅｎなどを入力し、これらに基づき車両質量ｍを推定する。以下、図１２及び図１３を併せ参照して車両質量ｍの推定態様を説明する。
【００８３】
ＣＰＵは図１２に示したブロックＢ６のプログラムを実行し、車両質量ｍを推定する。すなわち、ＣＰＵはブロック６１０にて推定許可信号ｅｎがハイレベルの期間（積分区間）においてフィルタ処理後の駆動力ｈＦを積分し、駆動力積分値ＳＦを求める。具体的には、ＣＰＵは当該積分区間において所定時間の経過ごとに連続して求められた複数個（例えば、１０個）の駆動力ｈＦを加算することで駆動力積分値ＳＦを求める。このとき、ＣＰＵは当該積分区間において正数となる駆動力ｈＦのみを抽出する（正則処理する）。また、ＣＰＵは当該積分区間における複数個の駆動力ｈＦに重み付けをして加算する。
【００８４】
また、ＣＰＵはブロック６２０にて推定許可信号ｅｎがハイレベルの期間（積分区間）においてフィルタ処理後の加速度ｈｄｖを積分し、加速度面積Ｓａを求める。具体的には、ＣＰＵは当該積分区間において所定時間の経過ごとに連続して求められた複数個（例えば、１０個）の加速度ｈｄｖを加算することで加速度面積Ｓａを求める。このとき、ＣＰＵは当該積分区間において正数となる加速度ｈｄｖのみを抽出する（正則処理する）。また、ＣＰＵは当該積分区間における複数個の加速度ｈｄｖに重み付けをして加算する。
【００８５】
さらに、ＣＰＵはブロック６３０にてスロットル開度ｔｈｒｍ及び出力軸回転速度ｎｏに基づきスロットルオン時の車両速度に対応する出力軸回転速度Ｎｏ（Ｔｈ＞０）を求める。そして、ＣＰＵはブロック６４０にて図６に対応するマップ（ルックアップテーブル）に基づき分解能補正に係る補正ゲインＧ１を算出する。上記ブロック６４０にて用いるマップは、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。
【００８６】
さらにまた、ＣＰＵはブロック６５０にて推定許可信号ｅｎがハイレベルの期間（積分区間）において推定駆動力Ｆの勾配を求める。具体的には、図１３に示すようにブロック６５１にてＣＰＵは、推定許可信号ｅｎがハイレベルの期間での推定駆動力Ｆの最大値（最大駆動力Ｆｍａｘ）及びその発生時間ｔｍａｘを演算する。また、ブロック６５２にてＣＰＵは、推定許可信号ｅｎがハイレベルの期間での推定駆動力Ｆの最小値（最小駆動力Ｆｍｉｎ）及びその発生時間ｔｍｉｎを演算する。
【００８７】
次に、ＣＰＵは、ブロック６５３にて最大駆動力Ｆｍａｘと最小駆動力Ｆｍｉｎとの偏差（Ｆｍａｘ−Ｆｍｉｎ）を求めるとともに、ブロック６５４にて最大駆動力発生時間ｔｍａｘと最小駆動力発生時間ｔｍｉｎとの偏差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）を求める。そして、ＣＰＵはブロック６５５にて駆動力の偏差（Ｆｍａｘ−Ｆｍｉｎ）を発生時間の偏差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）で除して勾配Ｆｋｏｕｂａｉを演算する。
【００８８】
推定駆動力Ｆの勾配Ｆｋｏｕｂａｉを算出したＣＰＵは、図１２のブロック６６０にて図８に対応するマップ（ルックアップテーブル）に基づき位相補正に係る補正ゲインＧ２を算出する。上記ブロック６６０にて用いるマップは、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。
【００８９】
次に、ＣＰＵは、ブロック６７０にて分解能補正ゲインＧ１及び位相補正ゲインＧ２を乗じて分解能補正及び位相補正を含めた補正ゲインＧを演算する。そして、ＣＰＵは、ブロック６８０にてブロック６２０からの加速度面積Ｓａを補正ゲインＧで除して、分解能及び位相の影響が吸収された加速度面積Ｓａとして更新する。
【００９０】
そして、ＣＰＵは、ブロック６９０にて駆動力積分値ＳＦを更新された加速度面積Ｓａにて除することで車両質量ｍを推定する。この推定された車両質量ｍには、分解能及び位相の影響が吸収されていることはいうまでもない。
【００９１】
図１４は、上述したＣＰＵによる処理を示すフローチャートである。この処理は、所定時間ごとの定時割り込みにより繰り返し実行される。処理がこのルーチンに移行すると、ＣＰＵはステップＳ１０１において加速度ｄｖ及び駆動力Ｆを入力する。そして、ＣＰＵはステップＳ１０２において加速度ｄｖ及び駆動力Ｆをフィルタ処理し、勾配（θ）及びセンサノイズ等を除去した加速度ｈｄｖ及び駆動力ｈＦを求める。
【００９２】
次に、ステップＳ１０３においてＣＰＵは、推定開始判定にて推定許可信号ｅｎをハイレベルに設定する。このとき、ＣＰＵは推定開始判定から所定の遅延時間を設定して推定許可信号ｅｎをハイレベルに設定する。また、ステップＳ１０４においてＣＰＵは、推定終了判定にて推定許可信号ｅｎをローレベルに設定する。
【００９３】
次に、ステップＳ１０５においてＣＰＵは、推定許可信号ｅｎのレベルに応じて推定許可か禁止かを判断する。そして、推定許可状態の場合のみＣＰＵは、ステップＳ１０６における加速度ｈｄｖの正則処理及びステップＳ１０７における加速度ｈｄｖの重み付け積分を行い、加速度面積Ｓａを求める。
【００９４】
そして、ＣＰＵは、上記加速度面積Ｓａに対しステップＳ１０８において出力軸回転速度ｎｏの分解能に応じた補正を行い、更にステップＳ１０９において推定駆動力Ｆに応じた補正を行う。そして、この算出・更新された加速度面積Ｓａが車両質量ｍの推定に供される。一方、推定禁止状態の場合には加速度面積Ｓａの算出等を行わない。
【００９５】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、スロットルオン時に取得された車両速度に基づき加速度面積Ｓａが補正される。従って、出力軸回転速度センサ６４の分解能低下に伴う加速度面積Ｓａの精度低下を改善でき、既存センサを用いた車両質量の推定においてその推定精度を向上できる。また、上記車両速度を出力軸回転速度ｎｏの変化が大きいスロットルオン時に取得することで、同加速度面積Ｓａの精度を改善でき、車両質量の推定精度を更に向上できる。さらに、既存センサを利用できることで、コストの増大も抑制できる。
【００９６】
（２）本実施形態では、推定駆動力Ｆの勾配Ｆｋｏｕｂａｉに基づき加速度面積Ｓａが補正される。従って、実車速に対する上記位相差に基づく加速度面積Ｓａの精度低下を改善でき、既存センサを用いた車両質量の推定においてその推定精度を向上できる。また、既存センサを利用できることで、コストの増大も抑制できる。
【００９７】
（３）本実施形態では、ハイパスフィルタを設けて推定された加速度及び駆動力の高周波数成分を除去したことで、高周波ノイズに起因する推定加速度及び推定駆動力の各振動を抑制できる。
【００９８】
（４）本実施形態では、ノッチフィルタを設けたことで、推定加速度及び推定駆動力から駆動系の振動成分を除去できる。
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
【００９９】
・前記実施形態においては、分解能補正に係る車両速度の取得タイミングは、スロットルオン時に限定されるのもではなく、例えば加速度ｈｄｖの積分区間の直前などその他のタイミングにしてもよい。
【０１００】
・前記実施形態において、推定された車両質量ｍを複数回分記憶しておき、それらの平均（加重平均など）値を最終的な車両質量としてもよい。
・前記実施形態において、ロックアップクラッチが係合状態にある場合には、スロットル開度ｔｈｒｍとエンジン回転速度ｎｅとからエンジン１０の出力トルクＴを求め、駆動力Ｆを推定するようにしてもよい。
【０１０１】
・前記実施形態におけるＣＰＵによる各機能ブロック（プログラム）をハードウェア的に構成してもよい。
・前記実施形態において、エンジン１０はガソリンエンジン又はディーゼルエンジンの何れであってもよく、電動モータ、電動モータとガソリンエンジンとを組合せたもの等であってもよい。要は、車両の駆動力が推定可能であればよい。
【０１０２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１乃至５に記載の発明によれば、既存センサを用いて精度よく車両質量を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両質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。
【図２】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。
【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。
【図４】図１に示した流体伝達機構の容量係数マップ。
【図５】図１に示した流体伝達機構のトルク増幅率のマップ。
【図６】加速度精度と閾値車両速度との関係を示すグラフ。
【図７】位相差による加速度推定への影響を示す説明図。
【図８】位相補正係数と推定駆動力勾配との関係を示すグラフ。
【図９】推定駆動力勾配に応じた補正前後の加速度面積の誤差を実験的に求めたグラフ。
【図１０】図１に示した電気制御装置が実行する車両質量推定のプログラムを機能ブロック別に表した図。
【図１１】図１に示した電気制御装置が実行する車両質量推定のプログラムを機能ブロック別に表した図。
【図１２】図１に示した電気制御装置が実行する車両質量推定のプログラムを機能ブロック別に表した図。
【図１３】図１に示した電気制御装置が実行する車両質量推定のプログラムを機能ブロック別に表した図。
【図１４】図１に示した電気制御装置が実行する車両質量推定のプログラムを示すフローチャート。
【符号の説明】
５０…加速度推定手段、加速度処理手段、加速度面積取得手段、車両速度取得手段、補正手段、駆動力推定手段、最大駆動力取得手段、最小駆動力取得手段、駆動力勾配取得手段、第１補正手段及び第２補正手段を構成する電気制御装置、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。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle mass estimating device that estimates a vehicle mass.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus for estimating a vehicle mass used for determining a gear position of an automatic transmission or the like generally adopts a two-point difference method that basically uses a vehicle state before and after a gear shift (Patent Document 1). And Patent Document 2). This two-point difference method takes a difference between two points where there is a change in the driving force and acceleration of the vehicle, and thereby removes an offset such as a road gradient to obtain the ratio of the driving force and acceleration, that is, the vehicle mass. is there.
[0003]
On the other hand, the devices described in Patent Literature 3 and Patent Literature 4 filter the detected driving force and acceleration with a high-pass filter in consideration of the fact that the influence of the road gradient appears as a low frequency component in the driving force and acceleration of the vehicle. I do. Then, the vehicle mass is estimated based on the driving force and the acceleration after the filtering and the vehicle motion equation.
[0004]
More specifically, the vehicle motion equation is represented by the following equation using the driving force F, acceleration dv, and road gradient θ of the vehicle.
F = m (dv + g · sin θ)
Here, since sin θ is a gradient component, it becomes an indefinite problem and there is no solution. Since the road gradient θ can be considered to be constant, it can be removed by filtering with a high-pass filter. Accordingly, when the driving force and the acceleration after the filtering process are represented by hF and hdv, respectively, the vehicle motion equation is hF = m · hdv, and the vehicle mass m = hF / hdv.
[0005]
The vehicle mass m at this time is obtained as a function of time, and has a phase difference. Therefore, in order to solve this, a predetermined integration section is set, and the vehicle mass is estimated by the following equation.
[0006]
m = ∫hFdt / ∫hdvdt
Note that Δhdvdt obtained by integrating the acceleration after the filter processing in the above equation is particularly referred to as an acceleration area. In such estimation of the vehicle mass, it is preferable to set the integration section as long as possible for the purpose of improving accuracy, and the algorithm is based on an algorithm for setting the integration start point as soon as possible and the integration end point as late as possible.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-7-300031
[Patent Document 2]
JP 2002-221442 A
[Patent Document 3]
JP 2000-213981 A
[Patent Document 4]
JP-A-2002-81989
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the acceleration area has accuracy degradation factors such as the resolution of the output shaft rotational speed sensor relating to the acceleration detection and the phase difference due to tire slip of the drive wheel. That is, with the resolution of the output shaft rotation speed sensor, the output shaft rotation speed sensor converts the rotation of the output shaft into a pulse signal to determine the vehicle speed (and acceleration), and therefore, a response delay occurs immediately after the vehicle starts running at a low vehicle speed. .
[0009]
In the case of a phase difference due to tire slip or the like, when a large driving force is applied or the road surface friction coefficient is low, the tire slips, and a phase difference occurs between the actual speed and the vehicle speed obtained by the output shaft rotation speed sensor.
[0010]
As described above, the output shaft rotation speed sensor has many error factors (accuracy deterioration factors) in detecting acceleration (acceleration area). Instead of such acceleration detection using the output shaft rotation speed sensor, a dedicated acceleration sensor may be used. Thereby, the problem of the above-mentioned error factor is solved. However, since provision of an additional acceleration sensor inevitably increases the cost, it is desirable to accurately estimate the vehicle mass using the existing sensor.
[0011]
An object of the present invention is to provide a vehicle mass estimating device capable of accurately estimating a vehicle mass using an existing sensor.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 includes an acceleration estimating means for estimating a longitudinal acceleration of the vehicle based on an output shaft rotation speed of the vehicle, and a low frequency component of the estimated acceleration. And an acceleration area obtaining unit that integrates the processed acceleration to obtain an acceleration area, and estimates a mass of the vehicle based on the obtained acceleration area. Vehicle mass estimating device, a vehicle speed acquiring device that acquires a vehicle speed at a predetermined timing based on an output shaft rotation speed of the vehicle, and a correcting device that corrects the acquired acceleration area based on the acquired vehicle speed. The point is that it is provided.
[0013]
The invention according to claim 2 is an acceleration estimating means for estimating a longitudinal acceleration of the vehicle based on an output shaft rotation speed of the vehicle, a driving force estimating means for estimating a driving force of the vehicle, and Acceleration processing means for removing a low-frequency component of the acceleration to obtain a post-processing acceleration; and acceleration area obtaining means for obtaining the acceleration area by integrating the post-processing acceleration in a predetermined integration section, wherein the obtained acceleration In a vehicle mass estimating device for estimating the mass of the vehicle based on an area, a maximum driving force obtaining unit for obtaining a maximum value of the estimated driving force in the integration section and a generation time thereof, and the estimated driving force in the integration section. A minimum driving force acquisition unit for acquiring a minimum value of the driving force and a generation time thereof, and a driving force for acquiring a driving force gradient based on the acquired maximum driving force and the minimum driving force. A distribution obtaining unit, and summarized in that and a first correcting means for correcting the acceleration area in which the acquired based on a driving force gradients said acquired.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle mass estimating apparatus according to the second aspect, a vehicle speed obtaining unit that obtains a vehicle speed at a predetermined timing based on an output shaft rotation speed of the vehicle, and the obtained vehicle A second correction unit that corrects the acquired acceleration area based on the speed is provided.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle mass estimating apparatus according to the first or third aspect, the predetermined timing for acquiring the vehicle speed is a throttle-on time.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle mass estimating apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the acceleration processing unit acquires a post-processing acceleration by removing a high frequency component of the estimated acceleration. The point is to do.
[0017]
(Action)
According to the first or third aspect of the invention, the acquired acceleration area is corrected based on the vehicle speed acquired at a predetermined timing. The output shaft rotation speed of the vehicle is detected in a state where the resolution decreases as the vehicle speed decreases. The acquired acceleration area includes a response delay due to the resolution. The response delay included in the acquired acceleration area varies according to the vehicle speed at a predetermined timing corresponding to the resolution. Therefore, by correcting the acceleration area acquired in accordance with the vehicle speed at the above-mentioned predetermined timing, the decrease in the accuracy of the acceleration area due to the reduction in resolution is improved, and the vehicle mass using the existing output shaft rotation speed (sensor) is improved. , The accuracy of the estimation is improved.
[0018]
According to the invention described in claim 2, the acquired acceleration area is corrected based on the acquired driving force gradient. It has been confirmed that the output shaft rotation speed (corresponding to the vehicle speed) of the vehicle has a larger phase difference with the actual vehicle speed as the driving force gradient increases. On the other hand, the error included in the acceleration area varies according to the phase difference, and thus varies according to the driving force gradient. Therefore, by correcting the acquired acceleration area in accordance with the driving force gradient, the accuracy reduction of the acceleration area based on the phase difference is improved, and the vehicle mass using the existing output shaft rotation speed (sensor) is improved. , The accuracy of the estimation is improved.
[0019]
According to the fourth aspect of the present invention, the predetermined timing for acquiring the vehicle speed is the time when the throttle is turned on. In estimating the acceleration, it is preferable that the output shaft rotation speed of the vehicle has a sufficient change. For example, it is preferable that the integral section related to the acquisition of the acceleration area is based on the throttle-on state where the change is remarkable. In this case, by acquiring the vehicle speed related to the correction of the acceleration area when the throttle is turned on, the accuracy of the acceleration area is improved, and the estimation accuracy of the vehicle mass is further improved.
[0020]
According to the fifth aspect of the present invention, by removing the high-frequency component of the estimated acceleration, the vibration of the estimated acceleration caused by the high-frequency noise is suppressed.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a vehicle mass estimating device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an example in which a shift control device including the vehicle mass estimation device is mounted on a vehicle. The vehicle includes an engine 10, a torque converter 20 with a lock-up clutch, a stepped automatic transmission 30 (here, four forward steps, one reverse step) including two or three sets of planetary gear units and the like. An accelerator pedal (not shown) including a hydraulic control circuit 40 for controlling hydraulic pressure supplied to the torque converter 20 and the automatic transmission 30 and an electric control device 50 for providing a control instruction signal to the hydraulic control circuit 40 Is transmitted to the drive wheels via the torque converter 20 with a lock-up clutch, the automatic transmission 30 and a differential gear device (not shown).
[0022]
The torque converter 20 with a lock-up clutch is connected in parallel with a fluid transmission mechanism 21 that transmits power generated by the engine 10 to the automatic transmission 30 via a fluid (hydraulic oil). The lock-up clutch mechanism 22 is provided. The hydraulic transmission mechanism 21 is provided by a pump impeller 21a connected to a torque converter input shaft 12 that rotates integrally with a crankshaft (not shown) of the engine 10, and a flow of hydraulic oil generated by the pump impeller 21a. It includes a turbine impeller 21b that is rotated and connected to an input shaft 31 of the automatic transmission 30, and a stator impeller (not shown). The lock-up clutch mechanism 22 includes a lock-up clutch. The lock-up clutch mechanism 22 mechanically connects the torque converter input shaft 12 and the input shaft 31 of the automatic transmission 30 by the same lock-up clutch by supplying and discharging hydraulic oil by the connected hydraulic control circuit 40. To achieve an engagement state in which the members are integrally rotated. Further, the lock-up clutch mechanism 22 releases the mechanical connection by the lock-up clutch and does not transmit the driving torque of the engine 10 to the automatic transmission 30 by supplying and discharging the hydraulic oil by the connected hydraulic control circuit 40. A disengaged state can be achieved.
[0023]
The automatic transmission 30 includes an input shaft 31 and an output shaft 32 connected to driving wheels of a vehicle (not shown) via a differential gear device or the like. One of a plurality of forward gears (forward gears) and a reverse gear is selectively established according to a combination of a plurality of hydraulic friction engagement devices operated by supply / discharge of a gear. It is configured as a well-known stepped planetary gear device that integrally rotates an input shaft 31 and an output shaft 32 via gear stages. The automatic transmission 30 is configured to achieve a reverse drive state (engine brake state) in which the engine 10 is driven from the driving wheel side in gears other than the first and second gears (third and fourth gears). . On the other hand, in the first speed and the second speed, a state in which the reverse driving state is not achieved by the operation of the one-way clutch (not shown) and a state in which the function of the one-way clutch is deactivated by engaging a friction engagement member (not shown). The reverse driving state can be controlled to be achieved.
[0024]
The hydraulic control circuit 40 includes a plurality of solenoid valves (not shown) that are turned on and off by a signal from the electric control device 50, and based on a combination of operations of the solenoid valves, the lock-up clutch mechanism 22 and the automatic Supply and discharge of hydraulic oil to and from the transmission 30 are performed.
[0025]
The electric control device 50 is a microcomputer including a CPU, a memory, an interface, and the like, all of which are not shown. The electric control device 50 is connected to a throttle opening sensor 61, an engine rotation speed sensor 62, a turbine rotation speed sensor 63, an output shaft rotation speed sensor 64, and a brake switch 65, and signals generated by these sensors and switches are provided. Is to be entered.
[0026]
The throttle opening sensor 61 detects an opening of a throttle valve 11 provided in an intake passage of the engine 10 and opened and closed in response to an operation of an accelerator pedal (not shown), and generates a signal representing the throttle opening thrm. Has become. The engine rotational speed sensor 62 detects the rotational speed of the engine 10 and generates a signal indicating the engine rotational speed ne. The turbine rotation speed sensor 63 detects the rotation speed of the input shaft 31 of the automatic transmission, and generates a signal representing the turbine rotation speed nt. The output shaft rotation speed sensor 64 detects the rotation speed of the output shaft 32 of the automatic transmission, and generates a signal indicating the output shaft rotation speed no. The output shaft rotation speed no is used to determine the vehicle speed, and the output shaft rotation speed sensor 64 is an existing sensor mounted on a general vehicle for this purpose. The brake switch 65 outputs a stop signal STOP that changes to a high level (“1”) and a low level (“0”) in accordance with the operation / non-operation of the brake pedal 70 for the service brake. I have.
[0027]
Next, the operation of the shift control of the automatic transmission will be described. The electric control device 50 stores in the memory the shift map shown in FIG. 2A based on the vehicle speed and the throttle opening thrm obtained from the output shaft rotation speed no. When the vehicle speed (no) at that time and the detected throttle opening thrm cross the shift line shown in the shift map, the electric control device 50 issues a shift request to achieve a shift speed based on the shift line. A signal is generated, and the electromagnetic valve of the hydraulic control circuit 40 is controlled based on the signal. The shift request signal is also used for estimating the actual shift speed.
[0028]
Similarly, the electric control device 50 stores the lock-up clutch operation map shown in FIG. 3 in the memory based on the vehicle speed and the throttle opening thrm obtained from the output shaft rotation speed no. The electric control device 50 controls the electromagnetic valve of the hydraulic control circuit 40 when the vehicle speed (no) at that time and the detected throttle opening thrm are in the lock-up area of the lock-up clutch operation map. As a result, the lock-up clutch mechanism 22 is brought into the engaged state.
[0029]
Further, the electric control device 50 estimates the vehicle mass m that changes according to the number of passengers and the actual load of the baggage. When the vehicle mass m is equal to or more than the predetermined value M0, the shift map is displayed as shown in FIG. 2) is switched to the one shown in FIG. 2 (b), the achieved low speed range is expanded, and the one-way clutches at the first and second speeds are deactivated to effectively exert the engine brake.
[0030]
Next, a method of estimating the vehicle mass m executed by the electric control device 50 will be described. The equation of motion of the vehicle is given by Equation (1), where m is the vehicle mass, dv is the acceleration, F is the force acting on the vehicle, excluding the road gradient force, θ is the road gradient, and g is the gravitational acceleration. As shown.
[0031]
F = m (dv + g · sin θ) (1)
F in the above equation (1) is obtained by subtracting the running resistance F2 from the driving force F1 based on the driving torque of the engine 10.
[0032]
When the lock-up clutch is in the engaged state, the driving force F1 by the engine 10 is determined by the throttle opening thrm of the engine 10 (or the engine load represented by the accelerator operation amount, the intake air amount, etc.) and the engine rotation speed ne. Can be obtained by estimating the output torque T of the engine 10 and multiplying the output torque T by a parameter such as the total gear ratio. In this case, if the engine 10 is operated in a static state (steady state), the output torque T of the engine 10 can be obtained with a certain degree of accuracy from the throttle opening thrm and the engine speed ne. However, since the engine 10 is almost always operated in a transient state, it is generally difficult to accurately obtain the output torque T of the engine 10 during operation. On the other hand, when the lock-up clutch is in the disengaged state, that is, when the hydraulic transmission mechanism 21 is transmitting torque, the output torque T of the engine 10 may be obtained based on the following equation (2). it can. Since the following equation (2) is satisfied even in the transient operation state, the output torque T of the torque converter 20 with the lock-up clutch can be accurately obtained by using the equation (2). In the following equation (2), Cp is a capacity coefficient of the fluid transmission mechanism 21 and an example is shown in FIG. Further, λ is the torque amplification factor of the fluid transmission mechanism 21 and an example is shown in FIG.
[0033]
T = Cp × λ × ne ＾ 2 (2)
Then, assuming that a parameter such as a total gear ratio of the automatic transmission 30 is k, the driving force F1 is expressed by the following equation (3).
[0034]
F1 = k × Cp × λ × ne ＾ 2 (3)
On the other hand, the running resistance F2 is the sum of frictional resistance R1 such as rolling resistance and air resistance R2. Since the frictional resistance R1 such as the rolling resistance is a constant value specific to the vehicle, it can be determined in advance by measurement. The air resistance R2 is a value that changes substantially in proportion to the square of the vehicle speed. For a certain vehicle, the relationship between the vehicle speed and the air resistance R2 is determined in advance by measurement, and the actual vehicle speed is detected. In this case, the actual air resistance R2 can be obtained.
[0035]
The driving force F is obtained by the following equation (4).
F = F1-F2 (4)
Since the acceleration dv of the vehicle is a differential value of the vehicle speed, it is calculated by differentiating (time differentiating) the output shaft rotation speed no representing the vehicle speed.
[0036]
The vehicle mass m in the above equation (1) changes with respect to the initial mass of the vehicle due to changes in the number of passengers, the load of luggage, and the like. When this vehicle mass m is represented by the driving force F and the acceleration dv, the expression (5) is obtained.
[0037]
F = m (dv + g · sin θ) (5)
Now, if the vehicle is traveling on a road with a constant road gradient, θ is constant, so the term (−g · sin θ) relating to the road gradient in the above equation (5) is constant. That is, the influence of the road gradient should appear as its DC component at the acceleration dv. Therefore, by removing the DC component from the signal representing the acceleration dv, a motion equation excluding the influence of the road gradient can be obtained.
[0038]
In practice, the road gradient θ changes relatively slowly, and the influence of the road gradient θ appears as a low-frequency component (1 to 2 Hz or less) in the acceleration dv. Therefore, if a signal having a predetermined frequency or less is removed from the signals representing the acceleration dv and the driving force F, the DC component is also removed at the same time, and the vehicle motion equation shown in the following equation (6) excluding the influence of the road gradient can be obtained. it can.
[0039]
hF = m · hdv (6)
The vehicle mass m is expressed by the following equation (7) based on the equation (6).
m = hF / hdv (7)
Each signal representing the acceleration dv and the driving force F includes a sensor noise and a vibration component of a driving system such as a suspension or a power train in addition to a road gradient component. Therefore, a road gradient component, a sensor noise, and a vibration component of the driving system included in each signal representing the acceleration dv and the driving force F are removed by a high-pass filter, a low-pass filter, and a notch filter (band stop filter), respectively. . In the above equations (6) and (7), signals obtained by removing such frequency components from the signals representing the acceleration dv and the driving force F are expressed as hdv as the post-processing acceleration and hF as the post-processing driving force, respectively. Either the low-pass filter or the notch filter for removing the sensor noise and the vibration component of the drive system may be omitted.
[0040]
In the above equation (7), the vehicle mass m is represented by a function of time, and has a phase difference. Therefore, in order to solve this, an integral section is set, and the integrated values ∫hdvdt and ∫hFdt of the acceleration hdv and the driving force hF after these filter processes are obtained. This integration section is set to a predetermined section suitable for estimating the vehicle mass described later. Thus, the vehicle mass m is expressed by the following equation (8).
[0041]
m = ∫hFdt / ∫hdvdt (8)
Actually, these integral values ∫hdvdt and ∫hFdt are obtained by calculating a plurality of (for example, 10) filtered accelerations hdv and a driving force hF that are continuously obtained every elapse of a predetermined time in the integration section. It is obtained by adding each.
[0042]
When calculating these integrated values ∫hdvdt and ∫hFdt, only the acceleration hdv and the driving force hF that are positive numbers in the integration section are extracted (hereinafter, referred to as regular processing). Further, a plurality of accelerations hdv and driving forces hF in the integration section are weighted and added to obtain integrated values ∫hdvdt and ∫hFdt.
[0043]
In particular, the integral value ∫hdvdt is referred to as an acceleration area Sa. Acceleration area Sa has accuracy deterioration factors such as resolution of output shaft rotation speed sensor 64 relating to acceleration detection and a phase difference due to tire slip of a drive wheel or the like. The outline of these accuracy deterioration factors and their countermeasures will be described below.
[0044]
First, a description will be given of an outline of a factor of accuracy deterioration due to the resolution of the output shaft rotation speed sensor 64 and a countermeasure thereof. The output shaft rotation speed sensor 64 converts the rotation of the output shaft 32 into a pulse signal to obtain the vehicle speed. Therefore, immediately after the vehicle starts running at a low vehicle speed, the resolution is reduced and a response delay occurs. Specifically, the output shaft rotation speed sensor 64 has a response delay proportional to the reciprocal of the vehicle speed. For example, in the case of an output shaft rotation speed sensor that outputs 10 pulses at a vehicle speed of 1 km / h, the output shaft rotation speed sensor has a response delay of 100 ms. Delay time occurs. This delay time is 10 ms at a vehicle speed of 10 km / h, which is not a problem. It is not realistic to compensate for the response delay of the output shaft rotational speed sensor 64 depending on the vehicle speed in real time.
[0045]
Here, the acceleration area Sa is obtained by integrating the acceleration hdv obtained by filtering the acceleration dv obtained by differentiating the output shaft rotation speed no with a high-pass filter, a low-pass filter, and a notch filter. By this integration, the high-frequency vibration (drive system signal) remaining after the filter processing is canceled. Then, in the set integration section, the time-series data is fixed to an integrated value. The fixed integral value, that is, the acceleration area Sa includes the above-described response delay component.
[0046]
When the acceleration area Sa when the output shaft rotation speed no has no response delay is compared with the acceleration area Sa when there is a response delay, the acceleration area Sa when there is a response delay is greater than the acceleration area Sa when there is no response delay. Is larger. This is because the rising gradient of the output shaft rotation speed no becomes steeper when there is a response delay than when the output shaft rotation speed no has no response delay, and the high-pass filter reacts excessively. In other words, since the response delay of the output shaft rotation speed no depends on the vehicle speed, the acceleration area Sa may be corrected according to the vehicle speed at the time of transition to the integration section. As suggested from the relationship between the response delay of the output shaft rotation speed no and the vehicle speed, basically, the vehicle speed (no) is determined based on the vehicle speed (no) at the time of transition to the integration section being high. The correction is made so that the acceleration area Sa becomes smaller as the value of no increases. Thereby, the response delay component included in the acceleration area Sa is compensated.
[0047]
There are various patterns of driver's operation of the brake pedal and accelerator pedal in actual driving, and there are cases where the accelerator is turned on immediately after the brake is turned off and the vehicle starts using the creep phenomenon after the brake is turned off. . As will be described later, in order to enable accurate integration, the integration section is set on the basis of when the throttle opening thrm exceeds a predetermined value and the throttle is turned on by the operation of the accelerator pedal by the driver. This integration section is set so as to avoid the influence of the delay of the filter time constant and to ensure the accuracy of the estimated driving force.
[0048]
The vehicle speed when the throttle is on includes a delay time (response delay) due to the resolution of the output shaft rotation speed sensor 64. When the vehicle speed (no) at the time of the transition to the integration section is high, the effect of the response delay is small when the vehicle speed (no) is high, so the correction amount of the acceleration area Sa may be unnecessary or small, and when the vehicle speed (no) is low, the effect of the response delay is large. Increasing the correction amount of the acceleration area Sa makes the compensation effective.
[0049]
Since the vehicle speed when the throttle is turned on increases when starting using the creep phenomenon, if the output shaft rotation speed No (Th> 0) corresponding to the vehicle speed when the throttle is turned on is greater than a predetermined threshold vehicle speed V0. It may be defined as creep start, and if it is equal to or lower than the threshold vehicle speed V0, it may be defined as normal start to determine whether or not there is correction. In this case, the correction of the delay time (response delay) is not performed in the creep start, but is corrected only in the normal start.
[0050]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the acceleration accuracy Sa / SG and the output shaft rotation speed No when the throttle is on (Th> 0). As shown in the figure, the acceleration accuracy Sa / SG becomes a value “1” when the output shaft rotation speed No (Th> 0) is higher than the threshold vehicle speed V0, and when the output shaft rotation speed No is lower than the threshold vehicle speed V0. It has a bending characteristic that changes according to the output shaft rotation speed No (Th> 0). In other words, this graph is set to a value “1” when the vehicle speed at the time of throttle ON is sufficiently high because there is no need for correction, and when the vehicle speed is low, the predetermined value B (> 1) is used. This shows that the correction gain (acceleration accuracy Sa / SG) is obtained according to equation (9).
[0051]
Correction gain = (− B + 1) / V0 × No (Th> 0) + B (9)
As described above, the resolution correction for the acceleration area Sa is performed by updating a value obtained by dividing the correction gain obtained by the above equation (9) as a new acceleration area Sa. The correction gain (graph) related to the resolution correction is obtained experimentally.
[0052]
Next, a description will be given of an outline of a factor of accuracy deterioration based on a phase difference due to a tire slip of a driving wheel and a countermeasure thereof. The output shaft rotation speed sensor 64 is a sensor that detects the rotation speed (no) of the output shaft 32 of the automatic transmission 30. The output shaft rotation speed sensor 64 multiplies the differential gear ratio diff of the differential gear device and the tire radius tire to obtain the following (10). The vehicle speed V is obtained based on the equation (3).
[0053]
V = no / diff × 2π × ire / 60 [m / s] (10)
However, when a driving force is applied or the road surface friction coefficient is low, a slip occurs in the tire, and the vehicle speed V obtained by the above equation (10) becomes higher than the actual vehicle speed. This apparently indicates that the phase of the vehicle speed V is advanced. Then, a phase difference occurs between the actual vehicle speed and the vehicle speed V obtained by the output shaft rotation speed sensor 64.
[0054]
The apparent phase difference may have a large or a small effect on the acceleration estimation. FIG. 7 is a graph showing a comparison between a case where the effect on the acceleration estimation is large and a case where the effect on the acceleration estimation is small. FIG. 7 shows a case where the effects of FIGS. 7 (a1) to (a3) on the acceleration estimation are large. The case where the influence of b1) to (b3) on the acceleration estimation is small is shown. FIGS. 7 (a1) and (b1) at the top show the relationship between the vehicle speed V obtained based on the output shaft rotation speed no and the actual vehicle speed (actual vehicle speed). 7 (a2) and 7 (b2) show the relationship between the estimated driving force F and the deviation between the vehicle speed V and the actual vehicle speed (actual vehicle speed). Further, FIGS. 7 (a3) and 7 (b3) at the bottom show the relationship between the acceleration area (Sa) based on the vehicle speed V (output shaft rotation speed no) and the acceleration area based on the actual vehicle speed (actual vehicle speed). Note that the period indicated by a broken line in each graph corresponds to an integration section when the acceleration area is obtained.
[0055]
First, when the influence of the phase difference on the acceleration estimation is large, the area of the deviation between the vehicle speed V and the actual vehicle speed (actual vehicle speed) is small as shown in FIG. Time is getting shorter. In this case, the rising gradient of the vehicle speed V (output shaft rotation speed no) becomes steep, and the power (output) after the filter processing by the high-pass filter increases. Then, as shown in FIG. 7A3, the deviation (error) of the acceleration area Sa becomes larger than the acceleration area based on the actual vehicle speed (actual vehicle speed). That is, the accuracy of the acceleration area Sa deteriorates when the convergence time of the deviation between the vehicle speed V and the actual vehicle speed (actual vehicle speed) is short.
[0056]
On the other hand, when the influence of the phase difference on the acceleration estimation is small, the area of the deviation between the vehicle speed V and the actual vehicle speed (actual vehicle speed) is large as shown in FIG. Time is getting longer. In this case, the rising gradient of the vehicle speed V (output shaft rotation speed no) becomes gentle, and the power (output) after the filter processing by the high-pass filter becomes small. Then, as shown in FIG. 7B3, the deviation (error) of the acceleration area Sa becomes smaller than the acceleration area based on the actual vehicle speed (actual vehicle speed). That is, the accuracy of the acceleration area Sa is improved when the convergence time of the deviation between the vehicle speed V and the actual vehicle speed (actual vehicle speed) is long.
[0057]
Here, as shown in FIGS. 7 (a2) and 7 (b2), the deviation between the vehicle speed V and the actual vehicle speed (actual vehicle speed) and the estimated driving force F are similar in the transition (gradient characteristic) of the fluctuation. . This is based on the actual vehicle speed (actual vehicle speed) by obtaining the estimated driving force F and considering the gradient characteristic as substantially the convergence time of the deviation between the vehicle speed V and the actual vehicle speed (actual vehicle speed). The magnitude of the error of the acceleration area Sa with respect to the acceleration area is suggested. Although the actual vehicle speed cannot be obtained without an acceleration sensor or a wheel speed sensor, the characteristic of the estimated driving force F similar to the characteristics of the deviation of the vehicle speed V and the actual vehicle speed, that is, the gradient (negative gradient) of the estimated driving force F is used. By performing the correction, the phase shift can be compensated. Needless to say, when the gradient of the estimated driving force F is small, the error can be regarded as small, and the correction amount of the acceleration area Sa is unnecessary or small. When the gradient is large, the error can be regarded as large. The compensation becomes effective by increasing the correction amount of.
[0058]
In calculating the gradient of the estimated driving force F, the maximum driving force Fmax of the estimated driving force F and the generation time tmax thereof, the minimum driving force Fmin and the generation time tmin of the estimated driving force F obtained from the equation (4) are calculated in the integration section for obtaining the acceleration area Sa. Respectively. Then, the gradient Fkoubai of the estimated driving force F is calculated according to the following equation (11).
[0059]
Fkoubai = (Fmax−Fmin) / (tmax−tmin) (11)
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the phase correction coefficient and the gradient Fkoubai of the estimated driving force F. As shown in the drawing, the phase correction coefficient has a characteristic that the value decreases from the value “1” as the magnitude of the gradient Fkoubai increases to the minus side, and the obtained correction coefficient indicates the acceleration area in the integration section. What is necessary is just to correct Sa.
[0060]
As described above, the phase correction for the acceleration area Sa is performed by updating the value corrected by the phase correction coefficient obtained in FIG. 8 as a new acceleration area Sa. The graph of FIG. 8 relating to the phase correction is obtained experimentally.
[0061]
FIG. 9 is an experimental value showing the relationship between the gradient Fkoubai of the estimated driving force F and the error of the acceleration area Sa with respect to the acceleration area based on the actual vehicle speed. FIG. 9A shows a state before the phase correction. As is clear from FIG. 9A, in the state before the phase correction, when the gradient Fkoubai of the estimated driving force F exceeds a predetermined range, the error of the acceleration area Sa is stabilized. Therefore, in actual phase correction, the correction gain may be fixed. In this case, since the correction parameter is only the vehicle speed at the time of the above-mentioned throttle-on, application to mounting is easy.
[0062]
FIG. 9B shows a state after the phase correction when the correction gain is set to the bending characteristic, and it can be seen that the error of the acceleration area Sa is absorbed by the correction. Next, an operation when the electric control device 50 estimates the vehicle mass m based on the above principle will be described. FIG. 10 is a functional block diagram showing a program for estimating the vehicle mass m executed by the CPU of the electric control device 50. The CPU includes a program of a block B1 related to driving force calculation, a program of a block B2 related to driving force filter, a program of a block B3 related to acceleration calculation, a program of a block B4 related to acceleration filter, and a program related to estimation permission. The program of block B5 and the program of block B6 relating to the area method are mainly executed.
[0063]
In block B1, the CPU inputs the turbine rotation speed nt and the engine rotation speed ne, and obtains an estimated driving force F (F1) based on the above equation (3). More specifically, the CPU executes the program of the block B1 shown in detail in FIG. 11 to estimate the driving force F. That is, the CPU obtains the reciprocal 1 / ne of the engine rotation speed ne in block 110, and obtains the speed ratio e (= nt / ne) by obtaining the product of the revolving speed and the turbine rotation speed nt in block 120.
[0064]
Next, in block 130, the CPU displays a map (look-up table, hereinafter referred to as “λ · Cp map”) indicating the relationship between the speed ratio e and the product value λ · Cp and the actual speed ratio e obtained in block 120. And the actual product value λ · Cp (e) is calculated. The λ · Cp map used in the block 130 is created in advance based on an experiment and stored in the ROM of the electric control device 50 (see FIGS. 4 and 5).
[0065]
Next, the CPU obtains the product (λ · Cp · ne ＾ 2) of the product value λ · Cp obtained in the above-mentioned block 130 and the square ne ＾ 2 of the engine rotation speed ne in a block 140, and further obtains a block 150 The estimated driving force F is obtained by multiplying by a parameter k such as the total gear ratio. The estimated driving force F may be obtained by adding a correction based on the running resistance F2 based on the above equation (4).
[0066]
Next, in block B2, the CPU inputs the estimated driving force F from block B1, and filters this. More specifically, a high-pass filter, a low-pass filter, and a notch filter (band stop filter) are set in the block B2, and the CPU respectively performs a road gradient component, a sensor noise (high-frequency noise), and a sensor noise (high-frequency noise) included in the estimated driving force F. The driving force hF from which the vibration component of the driving system is removed is calculated. Needless to say, the influence of the road gradient (θ) is removed from the driving force hF.
[0067]
On the other hand, the CPU inputs the output shaft rotational speed no in block B3, and differentiates this with time to obtain the acceleration dv. More specifically, the CPU calculates the difference between the current output shaft rotation speed no and the output shaft rotation speed before a predetermined time, and calculates the acceleration dv of the vehicle by multiplying the difference by a constant.
[0068]
Next, in block B4, the CPU inputs the acceleration dv from block B3, and performs a filtering process on the acceleration dv. More specifically, a high-pass filter, a low-pass filter, and a notch filter (band stop filter) are set in the block B4, and the CPU executes a road gradient component, a sensor noise (high-frequency noise), and a driving system included in the acceleration dv by the respective components. Then, the acceleration hdv from which the vibration component is removed is calculated. Needless to say, the influence of the road gradient (θ) is removed from the driving force hF.
[0069]
The CPU inputs a signal from each of the above-described sensors and a shift signal shift indicating the actual shift speed estimated based on the shift request signal in block B5, thereby generating an estimation permission signal en and sending it to block B6. Output. More specifically, the block B5 (estimation permission signal en) defines the permission / prohibition of the estimation of the vehicle mass in the block B6, and the CPU executes the processing when all of the following conditions (1) to (7) are satisfied. The estimation permission signal en is set to a high level ("1"), and when any of the conditions (1) to (7) is not satisfied, the estimation permission signal en is set to a low level ("0"). As described later, the CPU estimates the vehicle mass by receiving the high-level estimation permission signal en in block B6. On the other hand, the CPU does not estimate the vehicle mass when the low-level estimation permission signal en is input in block B6. Hereinafter, the conditions (1) to (7) will be described in order.
[0070]
(1) When the vehicle starts. Specifically, the acceleration (or the vehicle speed) is not zero after the stop time (the time when the output shaft rotation speed no indicating the vehicle speed is zero) continues for a predetermined time (for example, 2 seconds) or more. thing. As described above, since the vehicle mass m is estimated based on the driving force (F) and the acceleration (dv), if the driving force and the acceleration are not sufficiently large, the influence of noise included in these is large, and the estimation is performed. The accuracy is not good. On the other hand, when the vehicle starts, greater driving force and acceleration are obtained than during other traveling. Therefore, the vehicle mass m is estimated only when the vehicle starts moving. According to the above equation (2), the output torque T of the engine 10 can be obtained with high accuracy. In this case, the lock-up clutch must be disengaged. However, since the vehicle speed (output shaft rotation speed no) is low when the vehicle starts, the lock-up clutch is disengaged as is apparent from FIG. is there. In this sense as well, estimating the vehicle mass m at the time of starting is advantageous for improving the accuracy of the estimation.
[0071]
(2) Being not shifting. This is because the vehicle force m cannot be accurately estimated because the driving force (F) fluctuates during gear shifting. The state of the shift is recognized based on a change in the shift signal shift.
[0072]
(3) The output shaft rotation speed no is greater than zero, and a predetermined time (delay time) has elapsed since the throttle opening thrm exceeded a predetermined value (the throttle was turned on). Since the principle of estimating the vehicle mass m is based on the equation of motion in the longitudinal direction of the vehicle in the above equation (5), the estimation requires signals representing the driving force (F) and the acceleration (dv). It is assumed that the phases of the acceleration and the driving force match (preferable). However, actually, the driving force (F) obtained from the above-described engine torque characteristics or torque converter characteristics and the acceleration (dv) obtained from the time derivative of the output shaft rotation speed no (a change amount with respect to a predetermined time, that is, a difference) are included. There is a phase difference due to a delay in the power transmission system or the like.
[0073]
More specifically, since the output shaft rotation speed sensor 64 that detects the output shaft rotation speed no has a resolution, the start cannot be detected even when the vehicle is actually started (at a very low vehicle speed, the output cannot be detected). Does not appear), the accuracy of acceleration detection is reduced. On the other hand, the driving force is not zero even before the vehicle starts, because there is a stall torque even when the vehicle is stopped. Further, the driving force F is such that the rotation speed ne of the engine 10 located upstream of the drive system with respect to the output shaft 32 of the automatic transmission 30 (the object whose output shaft rotation speed sensor 64 is to detect the rotation speed) changes. To change. From the above, the driving force (F) is a signal whose phase is earlier than the acceleration (dv).
[0074]
Therefore, by adding the condition that the output shaft rotation speed no is greater than zero, the phase difference between the driving force and the acceleration is large (just after the accelerator pedal is operated and the throttle opening thrm is no longer zero). , The output shaft rotation speed no is zero), the estimation of the vehicle mass m is avoided, and a decrease in the estimation accuracy of the vehicle mass m is suppressed.
[0075]
In order to estimate the vehicle mass m, the acceleration (dv) and the driving force (F) used for the estimation must have some changes. Generally, the magnitude of the change in the acceleration (dv) and the driving force (F) becomes small when the throttle opening thrm is small.
[0076]
Therefore, by adding the above-mentioned condition that “a predetermined time (delay time) has elapsed since the throttle was turned on”, the estimation of the vehicle mass m when the change in the acceleration and the driving force is small can be avoided, and the vehicle mass m can be avoided. A decrease in estimation accuracy of m is suppressed.
[0077]
(4) The first gear or the second gear. This is because the vehicle mass m can be estimated even when the vehicle is started from the second speed. This shift speed is recognized based on the shift signal shift.
[0078]
(5) The brake is not operating. This is because, when the service brake is operated by the operation of the brake pedal 70 to be in the braking state, it is difficult to estimate the braking force, and thus it is difficult to estimate the driving force F. This braking operation is recognized based on the stop signal STOP.
[0079]
(6) The acceleration (dv) is larger than a predetermined reference acceleration. This is because, when the acceleration is small, the influence of noise on the acceleration is large, and the estimation accuracy of the vehicle mass m is reduced. The reason for adding the condition (6) in addition to the condition (1) is that the acceleration may be small even at the time of starting, such as when starting uphill.
[0080]
(7) The engine 10 is not in the reverse drive state. When the engine 10 is reversely driven from the driving wheel side, the flow of the hydraulic oil in the fluid transmission mechanism 21 of the torque converter 20 is disturbed, so that it becomes difficult to accurately estimate the driving force F. is there. This reverse driving state is recognized based on the operation of the one-way clutch in the automatic transmission 30. Specifically, the CPU determines that the speed ratio obtained from the turbine speed nt and the output shaft speed no is other than ± 5% of the currently recognized speed ratio (0.95 to 1.05 times the speed ratio). (Out of range), it is determined to be in the reverse drive state.
[0081]
The CPU sets a predetermined integration interval when all of the above conditions (1) to (7) are satisfied, and sets the estimation permission signal en to a high level corresponding to the integration interval.
[0082]
The CPU inputs signals F, hF, hdv, en, etc. from each block in block B6, and estimates the vehicle mass m based on these. Hereinafter, an estimation mode of the vehicle mass m will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
[0083]
The CPU executes the program of block B6 shown in FIG. 12 to estimate the vehicle mass m. That is, the CPU integrates the driving force hF after the filtering process in a period (integration section) in which the estimation permission signal en is at a high level in a block 610 to obtain a driving force integrated value SF. Specifically, the CPU obtains the driving force integrated value SF by adding a plurality of (for example, ten) driving forces hF continuously obtained every time a predetermined time elapses in the integration section. At this time, the CPU extracts only a positive driving force hF in the integration section (regular processing). Further, the CPU weights and adds the plurality of driving forces hF in the integration section.
[0084]
In addition, in block 620, the CPU integrates the acceleration hdv after the filtering process during the period (integration section) in which the estimation permission signal en is at the high level, and obtains the acceleration area Sa. Specifically, the CPU obtains the acceleration area Sa by adding a plurality of (for example, 10) accelerations hdv continuously obtained every predetermined time in the integration section. At this time, the CPU extracts only a positive acceleration hdv in the integration section (regular processing). Further, the CPU weights and adds the plurality of accelerations hdv in the integration section.
[0085]
Further, at block 630, the CPU obtains an output shaft rotation speed No (Th> 0) corresponding to the vehicle speed when the throttle is on based on the throttle opening thrm and the output shaft rotation speed no. Then, at block 640, the CPU calculates a correction gain G1 related to the resolution correction based on the map (lookup table) corresponding to FIG. The map used in the block 640 is created in advance based on an experiment and stored in the ROM of the electric control device 50.
[0086]
Further, the CPU obtains the gradient of the estimated driving force F in a period (integration section) in which the estimation permission signal en is at a high level in block 650. Specifically, as shown in FIG. 13, in block 651, the CPU calculates the maximum value (maximum driving force Fmax) of the estimated driving force F during the period when the estimation permission signal en is at the high level and the generation time tmax thereof. . Further, in block 652, the CPU calculates the minimum value (minimum driving force Fmin) of the estimated driving force F during the period when the estimation permission signal en is at the high level and the generation time tmin thereof.
[0087]
Next, the CPU obtains the deviation (Fmax−Fmin) between the maximum driving force Fmax and the minimum driving force Fmin in block 653, and calculates the difference between the maximum driving force generation time tmax and the minimum driving force generation time tmin in block 654. Find the deviation (tmax-tmin). Then, the CPU calculates the gradient Fkoubai by dividing the deviation of the driving force (Fmax-Fmin) by the deviation of the generation time (tmax-tmin) at block 655.
[0088]
The CPU that has calculated the gradient Fkoubai of the estimated driving force F calculates the correction gain G2 related to the phase correction based on the map (lookup table) corresponding to FIG. 8 in block 660 of FIG. The map used in the block 660 is created in advance based on an experiment and stored in the ROM of the electric control device 50.
[0089]
Next, in block 670, the CPU multiplies the resolution correction gain G1 and the phase correction gain G2 to calculate a correction gain G including resolution correction and phase correction. Then, in block 680, the CPU divides the acceleration area Sa from the block 620 by the correction gain G to update the acceleration area Sa in which the influence of the resolution and the phase has been absorbed.
[0090]
Then, the CPU estimates the vehicle mass m by dividing the driving force integrated value SF in block 690 by the updated acceleration area Sa. It goes without saying that the influence of the resolution and the phase is absorbed in the estimated vehicle mass m.
[0091]
FIG. 14 is a flowchart showing the processing by the CPU described above. This process is repeatedly executed by a periodic interruption every predetermined time. When the process proceeds to this routine, the CPU inputs the acceleration dv and the driving force F in step S101. Then, in step S102, the CPU performs a filtering process on the acceleration dv and the driving force F to obtain the acceleration hdv and the driving force hF from which the gradient (θ) and the sensor noise have been removed.
[0092]
Next, in step S103, the CPU sets the estimation permission signal en to a high level in the estimation start determination. At this time, the CPU sets a predetermined delay time from the estimation start determination and sets the estimation permission signal en to a high level. Further, in step S104, the CPU sets the estimation permission signal en to a low level in the estimation end determination.
[0093]
Next, in step S105, the CPU determines whether estimation is permitted or prohibited according to the level of the estimation permission signal en. Then, only in the estimation permission state, the CPU performs regular processing of the acceleration hdv in step S106 and performs weighted integration of the acceleration hdv in step S107 to obtain the acceleration area Sa.
[0094]
Then, the CPU corrects the acceleration area Sa in step S108 according to the resolution of the output shaft rotation speed no, and further performs correction in step S109 according to the estimated driving force F. Then, the calculated / updated acceleration area Sa is used for estimating the vehicle mass m. On the other hand, when the estimation is prohibited, the calculation of the acceleration area Sa is not performed.
[0095]
As described in detail above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the acceleration area Sa is corrected based on the vehicle speed acquired when the throttle is turned on. Therefore, it is possible to improve a decrease in the accuracy of the acceleration area Sa due to a decrease in the resolution of the output shaft rotation speed sensor 64, and to improve the estimation accuracy in estimating the vehicle mass using the existing sensor. Further, by obtaining the vehicle speed when the throttle is turned on in which the output shaft rotation speed no changes greatly, the accuracy of the acceleration area Sa can be improved, and the accuracy of estimating the vehicle mass can be further improved. Further, the use of existing sensors can suppress an increase in cost.
[0096]
(2) In the present embodiment, the acceleration area Sa is corrected based on the gradient Fkoubai of the estimated driving force F. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the acceleration area Sa based on the phase difference with respect to the actual vehicle speed, and to improve the accuracy of estimating the vehicle mass using the existing sensor. In addition, an increase in cost can be suppressed by using an existing sensor.
[0097]
(3) In the present embodiment, the vibration of the estimated acceleration and the estimated driving force due to the high-frequency noise can be suppressed by removing the high-frequency components of the estimated acceleration and the driving force by providing the high-pass filter.
[0098]
(4) In the present embodiment, by providing the notch filter, the vibration component of the driving system can be removed from the estimated acceleration and the estimated driving force.
Note that the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be modified as follows.
[0099]
In the above-described embodiment, the acquisition timing of the vehicle speed related to the resolution correction is not limited to when the throttle is turned on, but may be another timing, for example, immediately before the integration period of the acceleration hdv.
[0100]
In the above-described embodiment, the estimated vehicle mass m may be stored for a plurality of times, and the average (weighted average or the like) thereof may be used as the final vehicle mass.
In the above embodiment, when the lock-up clutch is in the engaged state, the output torque T of the engine 10 may be obtained from the throttle opening thrm and the engine speed ne to estimate the driving force F. .
[0101]
-Each functional block (program) by the CPU in the above embodiment may be configured as hardware.
In the embodiment, the engine 10 may be a gasoline engine or a diesel engine, and may be an electric motor, a combination of an electric motor and a gasoline engine, or the like. The point is that the driving force of the vehicle can be estimated.
[0102]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first to fifth aspects of the present invention, it is possible to accurately estimate the vehicle mass using the existing sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram when a shift control device including a vehicle mass estimation device according to the present invention is mounted on a vehicle.
FIG. 2 is a shift diagram used by the electric control device shown in FIG. 1 for shift control.
FIG. 3 is a map used by the electric control device shown in FIG. 1 to control a lock-up mechanism.
FIG. 4 is a capacity coefficient map of the fluid transmission mechanism shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a map of a torque amplification factor of the fluid transmission mechanism shown in FIG.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between acceleration accuracy and a threshold vehicle speed.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the influence of a phase difference on acceleration estimation.
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a phase correction coefficient and an estimated driving force gradient.
FIG. 9 is a graph in which an error of an acceleration area before and after correction according to an estimated driving force gradient is experimentally obtained.
10 is a diagram showing a program of vehicle mass estimation executed by the electric control device shown in FIG. 1 for each functional block.
11 is a diagram showing a program of vehicle mass estimation executed by the electric control device shown in FIG. 1 for each functional block.
FIG. 12 is a diagram showing a program of vehicle mass estimation executed by the electric control device shown in FIG. 1 for each functional block.
FIG. 13 is a diagram showing a program for estimating a vehicle mass executed by the electric control device shown in FIG. 1 for each functional block.
FIG. 14 is a flowchart showing a vehicle mass estimation program executed by the electric control device shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
50 ... Acceleration estimation means, acceleration processing means, acceleration area acquisition means, vehicle speed acquisition means, correction means, driving force estimation means, maximum driving force acquisition means, minimum driving force acquisition means, driving force gradient acquisition means, first correction means And an electric control device constituting the second correction means, 61: throttle opening sensor, 62: engine rotation speed sensor, 63: turbine rotation speed sensor, 64: output shaft rotation speed sensor.

Claims (5)

車両の出力軸回転速度に基づき該車両の前後方向の加速度を推定する加速度推定手段と、
前記推定された加速度の低周波数成分を除去して処理後加速度を取得する加速度処理手段と、
前記処理後加速度を積分して加速度面積を取得する加速度面積取得手段とを備え、
前記取得された加速度面積に基づき前記車両の質量を推定する車両質量推定装置において、
前記車両の出力軸回転速度に基づき所定タイミングでの車両速度を取得する車両速度取得手段と、
前記取得された車両速度に基づき前記取得された加速度面積を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする車両質量推定装置。Acceleration estimation means for estimating the longitudinal acceleration of the vehicle based on the output shaft rotation speed of the vehicle,
Acceleration processing means for removing the low-frequency component of the estimated acceleration to obtain the post-processing acceleration,
Acceleration area acquisition means for acquiring the acceleration area by integrating the post-processing acceleration,
In a vehicle mass estimating device that estimates the mass of the vehicle based on the acquired acceleration area,
Vehicle speed obtaining means for obtaining a vehicle speed at a predetermined timing based on the output shaft rotation speed of the vehicle,
A vehicle mass estimating device comprising: a correcting unit configured to correct the obtained acceleration area based on the obtained vehicle speed. 車両の出力軸回転速度に基づき該車両の前後方向の加速度を推定する加速度推定手段と、
前記車両の駆動力を推定する駆動力推定手段と、
前記推定された加速度の低周波数成分を除去して処理後加速度を取得する加速度処理手段と、
前記処理後加速度を所定積分区間で積分して加速度面積を取得する加速度面積取得手段とを備え、
前記取得された加速度面積に基づき前記車両の質量を推定する車両質量推定装置において、
前記積分区間における前記推定された駆動力の最大値及びその発生時間を取得する最大駆動力取得手段と、
前記積分区間における前記推定された駆動力の最小値及びその発生時間を取得する最小駆動力取得手段と、
前記取得された最大駆動力及び最小駆動力に基づき駆動力勾配を取得する駆動力勾配取得手段と、
前記取得された駆動力勾配に基づき前記取得された加速度面積を補正する第１補正手段とを備えたことを特徴とする車両質量推定装置。Acceleration estimation means for estimating the longitudinal acceleration of the vehicle based on the output shaft rotation speed of the vehicle,
Driving force estimating means for estimating the driving force of the vehicle,
Acceleration processing means for removing the low-frequency component of the estimated acceleration to obtain the post-processing acceleration,
Acceleration area acquisition means for acquiring the acceleration area by integrating the post-processing acceleration in a predetermined integration interval,
In a vehicle mass estimating device that estimates the mass of the vehicle based on the acquired acceleration area,
Maximum driving force acquisition means for acquiring the maximum value of the estimated driving force and the generation time thereof in the integration section,
A minimum driving force acquisition unit that acquires a minimum value of the estimated driving force and an occurrence time thereof in the integration section,
Driving force gradient acquisition means for acquiring a driving force gradient based on the acquired maximum driving force and minimum driving force,
A vehicle mass estimating device comprising: a first correction unit configured to correct the acquired acceleration area based on the acquired driving force gradient. 請求項２に記載の車両質量推定装置において、
前記車両の出力軸回転速度に基づき所定タイミングでの車両速度を取得する車両速度取得手段と、
前記取得された車両速度に基づき前記取得された加速度面積を補正する第２補正手段とを備えたことを特徴とする車両質量推定装置。The vehicle mass estimating device according to claim 2,
Vehicle speed obtaining means for obtaining a vehicle speed at a predetermined timing based on the output shaft rotation speed of the vehicle,
A second correction unit configured to correct the acquired acceleration area based on the acquired vehicle speed. 請求項１又は３に記載の車両質量推定装置において、
前記車両速度を取得する所定タイミングは、スロットルオン時であることを特徴とする車両質量推定装置。The vehicle mass estimating device according to claim 1 or 3,
The vehicle mass estimating device is characterized in that the predetermined timing for acquiring the vehicle speed is when the throttle is turned on. 請求項１〜４のいずれかに記載の車両質量推定装置において、
前記加速度処理手段は、前記推定された加速度の高周波数成分を除去して処理後加速度を取得することを特徴とする車両質量推定装置。The vehicle mass estimating device according to any one of claims 1 to 4,
The vehicle mass estimating device, wherein the acceleration processing means removes a high-frequency component of the estimated acceleration to obtain a processed acceleration.
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