JP2018192951A - Method for estimating loading mass in vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源としてエンジンを用いた車両に積載する質量の推定方法に関するものであり、特に荷重計などの直接的な検知手段を用いずに走行中における車両に搭載されるエンジンを含めた各種の走行機器から検出される情報を用いて車両に積載する質量の推定方法に関するものである。 The present invention relates to a method for estimating a mass loaded on a vehicle using an engine as a drive source, and particularly includes an engine mounted on a vehicle during traveling without using a direct detection means such as a load meter. The present invention relates to a method for estimating a mass loaded on a vehicle using information detected from various traveling devices.
駆動源としてエンジンを用いる車両においてはエンジンの負荷や自動変速機の制御などにおいて車両や積載される質量に影響され、殊に、積載質量の増減が大きいトラックなどの大型車両では積荷重計などの直接的な検知手段を用いずに走行中に積載質量の変化に対応する必要があり、従来から例えば走行中の車両の駆動力や加速度などに基づいて車両に積載する質量を推定する車載型の積載質量の推定装置が特開平9−72776号公報、特開平9−325065号公報、特開20001−304948号公報などに提供されている。 In vehicles using an engine as a drive source, the load on the engine and the mass of the automatic transmission are affected by the load of the engine and the automatic transmission. Especially, in a large vehicle such as a truck with a large increase / decrease in the load mass, It is necessary to cope with changes in the loaded mass during traveling without using direct detection means. Conventionally, for example, an in-vehicle type that estimates the mass loaded on the vehicle based on the driving force or acceleration of the traveling vehicle, for example. An apparatus for estimating a loading mass is provided in JP-A-9-72776, JP-A-9-325065, JP-A 20001-304948, and the like.
図11は従来の車載型の積載質量の推定装置の例を示すものであり、積載量演算のコンピュータ(CPU)1aに、主たる入力情報として車両に搭載した車速センサ2a、エンジン噴射量センサ3a、エンジン回転センサ4a、アクセルペダル位置センサ5a、クラッチペダル位置センサ6a、ブレーキペダル位置センサ7a、クラッチ締結センサ8a、ギア位置センサ9aおよび勾配センサ10aが接続されており、コンピュータ(CPU)1a内で計算された積載質量情報(mi)は、運転席のインパネなどに設置した表示機11aに出力して運転者に情報提供する機能や、別コンピュータ(図示せず)に情報提供することで車体の制御最適化などに役立てられる。
FIG. 11 shows an example of a conventional on-vehicle type loading mass estimation device, and a vehicle speed sensor 2a, an engine injection amount sensor 3a mounted on a vehicle as main input information to a loading amount calculation computer (CPU) 1a, The
図12は従来の積載質量の推定方法における検知の原理について車両運動の力学的バランスを説明するものであり、mは積載質量、Teはエンジン駆動トルク、Trは走行抵抗トルク、Vsは車速を示す。 FIG. 12 explains the dynamic balance of the vehicle motion with respect to the detection principle in the conventional method for estimating the load mass, where m is the load mass, Te is the engine drive torque, Tr is the running resistance torque, and Vs is the vehicle speed. .
図13は前記図12における従来方式の積載質量の推定方法におけるアクセル全開で加速したときの検知情報についての時間的な変化を示すものであって、アクセル情報により、アクセルが踏み込まれると同時にエンジン駆動トルク(Te)が増大し、走行抵抗トルク(Tr)より大きくなると加速トルクとなって車体が加速し、図12に示した車速(Vs)が上昇する。 FIG. 13 shows the change over time in the detection information when the accelerator is fully opened in the conventional method for estimating the load mass in FIG. 12, and the engine is driven at the same time as the accelerator is depressed by the accelerator information. When the torque (Te) increases and becomes larger than the running resistance torque (Tr), the vehicle body accelerates as an acceleration torque, and the vehicle speed (Vs) shown in FIG. 12 increases.
そして、積載質量が軽いときは慣性モーメントが小さいために車速は速く上昇し、積載質量が重いときは慣性モーメントが大きいため車速が遅く上昇する。そのため、車速(Vs)を時間で微分した加速度(α)を検知する事で積載質量の識別が可能となる。 When the loading mass is light, the inertia moment is small, so the vehicle speed increases rapidly. When the loading mass is heavy, the inertia moment is large, so the vehicle speed increases slowly. Therefore, it is possible to identify the loaded mass by detecting the acceleration (α) obtained by differentiating the vehicle speed (Vs) with respect to time.
また、図14に示すように加速トルク(Te−Tr)と加速度(α)の関係は積載質量が一定値ならば加速トルク(Te−Tr)に対して一定の加速度(α)を示す関係となることからα/(Te−Tr)を指標値として単位加速トルク当たりの加速度として定義し、この指標値と積載質量(m)との関係は図15に示すように反比例の相関関係となり、この関係式より積載質量(m)を検出している。 As shown in FIG. 14, the relationship between the acceleration torque (Te-Tr) and the acceleration (α) is a relationship indicating a constant acceleration (α) with respect to the acceleration torque (Te-Tr) if the loaded mass is a constant value. Therefore, α / (Te−Tr) is defined as an acceleration per unit acceleration torque with an index value, and the relationship between the index value and the load mass (m) is an inversely proportional correlation as shown in FIG. The loading mass (m) is detected from the relational expression.
しかしながら、実際の車両においては走行抵抗トルク(Tr)が一定ではなく、様々な外乱因子によって変化するのが実情である。 However, in actual vehicles, the running resistance torque (Tr) is not constant, and is actually changing depending on various disturbance factors.
図16は登坂時の車両と走行トルクの力学的バランスを図示したものであるが、タイヤ中心から鉛直方向に架かる荷重(Fa)は勾配センサ(θ)の角度が大きくなるにつれて車両後方側にずれるために、車両を後ろ側に引っ張る荷重(Fb)が大きくなり、これが走行抵抗トルク(Tr)を大きくする要因のひとつとなっている。 FIG. 16 illustrates the mechanical balance between the vehicle and the running torque during climbing, but the load (Fa) applied in the vertical direction from the tire center shifts to the vehicle rear side as the angle of the gradient sensor (θ) increases. Therefore, the load (Fb) that pulls the vehicle rearward is increased, which is one of the factors that increase the running resistance torque (Tr).
図17に各勾配を走行したときの走行抵抗トルク(Tr)の変化を示すが、エンジン駆動トルクが一定であったとしても平坦路、登坂路、降坂路によって走行抵抗トルク(Tr)が大きく変化することで加速度に影響を与える結果となり、加えて、図18に示したように平坦路一定速度での走行抵抗トルク(Tr)であっても単純に積載質量(m)が重くなると軸受けやタイヤの摩擦による抵抗も大きくなるため、走行抵抗トルク(Tr)は全体的に大きくなるなどの外乱要因も存在する。 FIG. 17 shows changes in the running resistance torque (Tr) when running on each gradient. Even if the engine driving torque is constant, the running resistance torque (Tr) changes greatly depending on the flat road, the uphill road, and the downhill road. As a result, the bearings and tires may be affected when the load mass (m) is simply increased even when the running resistance torque (Tr) at a constant flat road speed is obtained as shown in FIG. Therefore, there is a disturbance factor such as an overall increase in the running resistance torque (Tr).
このように従来の積載資量の検知技術を実現化するためには実際の環境下で変化する走行抵抗トルク(Tr)を上手く予想することが重要であり、これを考慮するためには勾配センサ(θ)の情報を用いて走行抵抗トルク(Tr)を補正演算することが例えば特開平6−201523号公報などに提示されているように一般的な対応技術となっている。 Thus, in order to realize the conventional load capacity detection technology, it is important to predict the running resistance torque (Tr) that changes in the actual environment, and in order to take this into account, the gradient sensor Compensating and calculating the running resistance torque (Tr) using the information (θ) is a general countermeasure technique as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-201523.
図19はこれらを考慮した制御ブロック図の一例を示すものであり、信号の流れを順に説明すると、燃料噴射量(Ti)とエンジン回転速度(Ne)、アクセル情報(ACP)、ブレーキ情報(BRKP)などからエンジンに発生したトルクを推定し、ここにギア情報(GEAR)、クラッチ情報(CLP)などからタイヤへ最終的に発生するエンジン駆動トルク(Te)を演算する。 FIG. 19 shows an example of a control block diagram taking these into consideration. The flow of signals will be described in order. The fuel injection amount (Ti), the engine speed (Ne), the accelerator information (ACP), the brake information (BRKP) ) And the like, the torque generated in the engine is estimated, and the engine driving torque (Te) finally generated on the tire is calculated from the gear information (GEAR), the clutch information (CLP), and the like.
次に、前記演算した値に勾配センサからの勾配センサ(θ)の情報と車速(Vs)、ギア情報(GEAR)、クラッチ情報(CLP)などからこのとき車両に発生する走行抵抗トルク(Tr)を推定演算し、両者を引き算して加速トルク(Te−Tr)を演算し、これに車速(Vs)を微分処理して加速度(α)を演算し、前述した加速トルク(Te−Tr)と割り算する事で単位加速トルク当たりの加速度(α/(Te−Tr))を算出する。 Next, the travel resistance torque (Tr) generated in the vehicle at this time is calculated from the gradient sensor (θ) information and the vehicle speed (Vs), gear information (GEAR), clutch information (CLP), etc. Is calculated by calculating the acceleration torque (Te-Tr), the vehicle speed (Vs) is differentiated to calculate the acceleration (α), and the acceleration torque (Te-Tr) described above is calculated. By dividing, the acceleration per unit acceleration torque (α / (Te−Tr)) is calculated.
ここにギア毎に設けられたデータに予め予想される積載質量(m)が定義されており、このデータを前述した単位加速トルク当たりの加速度(α/(Te−Tr))から線形補間することにより、積載質量(m)を算出する。また、積載質量(m)の精度を向上させるために、アクセル情報(ACP)やエンジン回転速度(Ne)などの情報からデータが安定する条件を予め定めておき、この条件が成立するときに前述する積載質量推定の演算処理を起動することで積載質量(m)を推定演算している。 Here, a predicted load mass (m) is defined in advance in the data provided for each gear, and this data is linearly interpolated from the acceleration per unit acceleration torque (α / (Te−Tr)) described above. Thus, the loading mass (m) is calculated. Further, in order to improve the accuracy of the load mass (m), a condition for stabilizing the data is determined in advance from information such as the accelerator information (ACP) and the engine speed (Ne). The load mass (m) is estimated and calculated by starting the calculation processing of the load mass estimation.
しかしながら、このような従来の速度(Vs)と加速トルクの関係を元に積載質量を推定する方法においては、走行抵抗が様々な環境条件で変化する可能性があるため、走行抵抗を正しく推測することが難しく、特に勾配センサの情報は必須であり、この勾配センサ(θ)をつけることでコストが上昇するなどの問題があった。 However, in the conventional method of estimating the load mass based on the relationship between the speed (Vs) and the acceleration torque, the running resistance may be changed under various environmental conditions, and thus the running resistance is correctly estimated. In particular, the information of the gradient sensor is essential, and there is a problem that the cost increases by attaching this gradient sensor (θ).
本発明は前記従来の問題点に着目してなされたものであって、走行抵抗トルクの影響を受けずに積載質量を推定することで高価な勾配センサなどを廃止することができる車両における積載質量の推定方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional problems, and is capable of eliminating an expensive gradient sensor or the like by estimating the loaded mass without being affected by the running resistance torque. It is an object of the present invention to provide an estimation method.
前記課題を解決するためになされた本発明である車両における積載質量の推定方法は、車両に搭載される駆動源であるエンジンにおける駆動トルク情報が急変化するタイミングにおいてドライブトレーン系統に発生する共振現象をエンジン回転速度情報より検出して共振周波数を求め、前記共振周波数を予めコンピュータ内に記憶しておいた各積載量時の共振周波数と比較演算して車両積載質量を推定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the vehicle load mass estimation method according to the present invention is a resonance phenomenon that occurs in the drive train system at the timing when drive torque information in an engine that is a drive source mounted on the vehicle changes suddenly. Is detected from the engine rotational speed information, the resonance frequency is obtained, and the resonance frequency is compared with the resonance frequency at each loading amount stored in advance in the computer to estimate the vehicle loading mass. .
また、本発明において、前記車両に設置された変速機から検出した現時点で使用しているギア情報を用いて前記共振周波数を修正することができる。 In the present invention, the resonance frequency can be corrected using gear information currently used detected from a transmission installed in the vehicle.
加えて、本発明は、前記エンジンの駆動トルク情報の急変化するタイミングを車両に設置されているブレーキ装置の操作から検知されるブレーキ情報またはクラッチ装置の操作から検知されるクラッチ装置情報の少なくとも1つからトルクが急変化したときに表われる共振現象を捉えることによって積載質量検知の比較演算回数を増やして積載質量の精度向上を図ることが可能である。 In addition, the present invention provides at least one of the brake information detected from the operation of the brake device installed in the vehicle and the clutch device information detected from the operation of the clutch device. It is possible to increase the accuracy of the load mass by increasing the number of comparison calculations of the load mass detection by grasping the resonance phenomenon that appears when the torque suddenly changes.
更に、本発明において、前記変速機から検出した現時点で使用しているギア情報がニュートラル位置または前記クラッチ装置の操作から検知されるクラッチ装置情報がクラッチ非締結位置であってエンジンが駆動しているにも拘わらず走行停止の検知情報が検知された場合に、次に駆動ギア情報または連結したクラッチ装置情報が検知されるまで現時点で使用しているギア情報または連結したクラッチ装置情報による積載質量の比較演算を一時的に停止して元の積載質量情報を保持することにより積載質量の検出精度を向上させることができる。 Further, in the present invention, the currently used gear information detected from the transmission is the neutral position or the clutch device information detected from the operation of the clutch device is the clutch non-engagement position, and the engine is driven. However, when the travel stop detection information is detected, the load mass of the currently used gear information or the connected clutch device information until the next drive gear information or the connected clutch device information is detected. It is possible to improve the detection accuracy of the loaded mass by temporarily stopping the comparison operation and retaining the original loaded mass information.
更にまた、本発明において、所定の走行期間中は一定の積載量を積載して走行する場合に所定の走行期間における一定時間以上の車両停止以外では前記比較演算を連続的に起動し、平均化処理を用いて総合的に判定することで共振周波数の検知精度を向上させることもできる。 Furthermore, in the present invention, when the vehicle travels with a constant load amount during a predetermined travel period, the comparison operation is continuously started and averaged except when the vehicle is stopped for a predetermined time or more in the predetermined travel period. It is also possible to improve the detection accuracy of the resonance frequency by making a comprehensive determination using processing.
本発明において、前記エンジンがエンジン停止(キーオフ)或いは一定時間以上走行停止した状態であることを前記駆動トルク情報により検知したときに前記比較演算した積載質量の情報を初期値にリセットして元の共振周波数を消去させておくことにより、停止をして積載物の積み直しをしたときに元の共振周波数に影響されずに迅速且つ確実に共振周波数を検知させることができる。 In the present invention, when it is detected from the driving torque information that the engine has been stopped (key-off) or stopped running for a certain time or longer, the information on the loaded weight calculated by the comparison is reset to an initial value. By erasing the resonance frequency, the resonance frequency can be detected quickly and reliably without being affected by the original resonance frequency when stopping and reloading the load.
また、本発明において、前記推定した積載質量の情報を用いて、これをインパネ表示器、もしくは、これに準じた機器で運転者に知らせる手段を設けることにより積載質量の情報を運転者に提供することで運転者は積載質量に応じて適切な安全で省エネな運転を行うことができる。 Further, in the present invention, the information on the load mass is provided to the driver by providing means for notifying the driver of the estimated load mass using an instrument panel display or a device equivalent thereto. Thus, the driver can perform an appropriate safe and energy-saving operation according to the loaded mass.
更にまた、本発明において、前記推定した積載質量の情報が確定した後、この積載質量の情報を用いて、前記エンジンの燃料噴射量、もしくは、吸入空気量絞り弁(スロットルバルブ)などのエンジン制御装置を補正することで車両の安定性、運転性向上に役立てることが可能である。 Furthermore, in the present invention, after the information on the estimated load mass is determined, the information on the load mass is used to control the engine such as the fuel injection amount of the engine or the intake air amount throttle valve (throttle valve). By correcting the device, it is possible to improve the stability and drivability of the vehicle.
本発明によれば、実際に計量装置を用いることなく、走行中に積載質量を検知推定可能であることは言うまでもなく、従来のこの種の推定装置と比べて走行抵抗トルクの影響を受けずに積載質量を推定することで高価な勾配センサなどを廃止することができる車両における積載質量の推定装置を提供することができるものである。 According to the present invention, it is needless to say that the load mass can be detected and estimated during traveling without actually using a weighing device, and without being affected by the traveling resistance torque as compared with the conventional estimation device of this type. It is possible to provide an apparatus for estimating a loading mass in a vehicle that can eliminate an expensive gradient sensor by estimating the loading mass.
以下に、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の好ましい実施の形態を実施するための推定装置の一例を示すものであり、基本的には前記従来の図11に示した従来の車載型の積載質量の推定装置の例と同様であり、積載量演算のコンピュータ(CPU)1に、主たる入力情報として車両に搭載した車速センサ2、エンジン噴射量センサ3、エンジン回転センサ4、アクセルペダル位置センサ5、クラッチペダル位置センサ6、ブレーキペダル位置センサ7、クラッチ締結センサ8、ギア位置センサ9が接続されており、コンピュータ(CPU)1内で計算された積載質量情報(mi)は、運転席のインパネなどに設置した表示機11に出力して運転者に情報提供する機能や、別コンピュータ(図示せず)に情報提供することで車体の制御最適化などに役立てられるものであり、本実施の形態では前記図11に示した従来例の勾配センサ(θ)を有していない点が異なる。
FIG. 1 shows an example of an estimation device for carrying out a preferred embodiment of the present invention. Basically, an example of a conventional vehicle-mounted load mass estimation device shown in FIG. Similarly, a computer (CPU) 1 for calculating a load amount has a
図2は本実施の形態における本発明である実施の形態に使用する推定装置の積載質量の推定方法における検知の原理について車両運動の力学的バランスをすべて回転体と見なしてモデリングした車体を構成するドライブトレーン12とともに示したものであり、mは積載質量、Teはエンジン駆動トルク、Trは走行抵抗トルク、Vsは車速を示す。
FIG. 2 shows the principle of detection in the estimation method of the loaded mass of the estimation apparatus used in the embodiment of the present invention in the present embodiment, and constitutes a vehicle body that is modeled by considering all the dynamic balance of the vehicle motion as a rotating body. This is shown together with the
そして、前記ドライブトレーン12は、エンジンは比較的軽い慣性モーメント(Im0)を持つ回転体13であり、この回転体13からはエンジン駆動トルク(Te)が発生しており、これに対して積載質量(m)に相当する慣性モーメントを持つ回転体14が回されて、これにタイヤなどの車体を構成する回転体15が積載質量に対して比較的軽い慣性モーメント(Im1)として回転しており、この末端で走行抵抗トルク(Tr)がエンジン駆動トルクの抵抗になる形で発生している。
The
また、エンジンの回転体13とそれ以外の回転体14,15は比較的剛性の弱いプロペラシャフトやクラッチスプリングなどの回転体16によって接続された構成となっている。
The
ここで回転体全体に影響を与える慣性モーメント(Im)としては積載質量(m)に係る回転体14が一番大きいため、エンジンやその他の回転体13,15をひとつに統合し、これを1自由度の回転体12として定義すると図3に示すようにある共振周波数(ωc)を有する回転体17として考えることできる。
Here, as the moment of inertia (Im) that affects the entire rotating body, the rotating body 14 related to the load mass (m) is the largest, and therefore the engine and other
更に、共振周波数(ωc)は系の持つバネ成分(k1)と慣性モーメント成分(Im)に依存し、バネ成分(k1)はドライブトレーン系の仕様やギア減速比によって決定すると考えられ、この共振周波数(ωc)は積載質量(m)による慣性モーメント成分(Im)によって変化する。 Furthermore, the resonance frequency (ωc) depends on the spring component (k 1 ) and the moment of inertia component (Im) of the system, and the spring component (k 1 ) is determined by the specifications of the drive train system and the gear reduction ratio. This resonance frequency (ωc) varies depending on the moment of inertia component (Im) due to the loaded mass (m).
また、共振周波数(ωc)と積載質量(m)とは図4に示したように積載質量(m)に相当する慣性モーメント(Im)は減速比が一定であれば、積載質量(m)と一定の関係があることから、共振周波数(ωc)と積載質量(m)の関係は逆比例の相関関係を示す。 Further, as shown in FIG. 4, the resonance frequency (ωc) and the loading mass (m) are the same as the loading mass (m) if the inertia moment (Im) corresponding to the loading mass (m) is constant. Since there is a certain relationship, the relationship between the resonance frequency (ωc) and the loaded mass (m) shows an inversely proportional relationship.
本発明は、このような前記説明した原理を利用して共振周波数(ωc)の情報から積載質量(m)を推定するものである。 In the present invention, the loaded mass (m) is estimated from the information of the resonance frequency (ωc) using the above-described principle.
図5は加速した際に車両において発生するエンジン回転速度の共振現象の一例を示すものであり、加速とともに回転体にはエンジントルク(Te〔Nm〕)が印加され、これに応じてエンジン回転速度に共振現象が表われることが確認される。 FIG. 5 shows an example of a resonance phenomenon of the engine rotational speed that occurs in the vehicle when accelerating. The engine torque (Te [Nm]) is applied to the rotating body along with the acceleration, and the engine rotational speed is correspondingly applied thereto. It is confirmed that the resonance phenomenon appears.
積載質量(m)が小さいときはエンジン回転速度(Ne〔rpm〕)が比較的高い周波数の変動が表われ(A)、質量増加に伴いこの変動は低い周波数へと変化する(B)(C)。この変動はトルクを印加する方向でも、その逆にトルクを減らす方向でも発生し、周波数は系のバネ定数と慣性モーメントに依存するため、走行抵抗トルクによる影響も受けない。このため、従来方式で用いられるような走行抵抗トルクを推定する必要がなく、勾配などの影響も受けないため、ロバスト性が高い。 When the loaded mass (m) is small, the engine speed (Ne [rpm]) has a relatively high frequency fluctuation (A), and this fluctuation changes to a low frequency as the mass increases (B) (C ). This variation occurs both in the direction of applying torque and in the opposite direction of decreasing torque, and the frequency depends on the spring constant and moment of inertia of the system, and is not affected by the running resistance torque. For this reason, it is not necessary to estimate the running resistance torque as used in the conventional method, and it is not affected by the gradient, so that the robustness is high.
図6は本発明における積載質量の推定方法を実施する判定処理の制御ブロック図の実施の形態についての一例を示すものであり、エンジントルクを推定演算する処理の部分であるエンジン駆動トルク推定演算処理は従来方式と変わらない。 FIG. 6 shows an example of an embodiment of a control block diagram of a determination process for implementing the load mass estimation method according to the present invention, and is an engine drive torque estimation calculation process that is a part of the process for estimating and calculating the engine torque. Is the same as the conventional method.
このエンジン駆動トルク(Te)の情報とギア締結およびギア変速段判定からの情報、アクセル情報(ACP)などから積載質量推定にふさわしい条件を起動判定処理内で判断し、この条件が成立するときに共振周波数情報(ωc)を用いて積車量を積載質量推定演算処理部で演算する。 When the engine driving torque (Te) information, information from the gear engagement and gear speed determination, accelerator information (ACP), etc. are used to determine conditions suitable for the load mass estimation in the start determination process, and when these conditions are satisfied Using the resonance frequency information (ωc), the loaded mass is calculated by the loaded mass estimation calculation processing unit.
共振周波数(ωc)の情報についてはエンジン回転速度(Ne)を高速フーリエ変換(FFT)し、そのピーク周波数から共振周波数(ωc)を検出する。エンジン回転側から見た積載質量と慣性モーメントの関係はギア減速比によって変化するため、ギア情報(GEAR)毎に質量データの異なるテーブルデータを用意して線形補間参照し、この情報より共振周波数(ωc)から積載質量(m)への変換処理を行って積載質量の推定処理を行なうものである。 For the information on the resonance frequency (ωc), the engine speed (Ne) is subjected to fast Fourier transform (FFT), and the resonance frequency (ωc) is detected from the peak frequency. Since the relationship between the loaded mass and the moment of inertia seen from the engine rotation side changes depending on the gear reduction ratio, table data with different mass data is prepared for each gear information (GEAR), and linear interpolation is referred to. The conversion processing from ωc) to the loading mass (m) is performed to estimate the loading mass.
図7は本発明における実施の形態について積載質量の推定処理の結果を示すもので、上方に示したグラフは空車(積載質量が0)のときのエンジン回転速度(Ne)と車速(Vs)の時系列を示しており変速後の加速時にエンジン回転速度の変動が表われている。また、下方に示したグラフは上方に示したグラフと同じ条件の加速を25tの積載質量を加えた状態で行なった時のエンジン回転速度(Ne)と車速(Vs)の時系列を示したグラフであり、同じ加速部分に前記上方に示した空車のときの回転変動とは異なる周波数の回転変動が表われていることが確認できる。 FIG. 7 shows the result of the processing for estimating the loading mass according to the embodiment of the present invention. The graph shown above shows the engine speed (Ne) and the vehicle speed (Vs) when the vehicle is empty (the loading mass is 0). A time series is shown, and fluctuations in the engine speed appear during acceleration after shifting. The graph shown below shows the time series of engine speed (Ne) and vehicle speed (Vs) when acceleration under the same conditions as the graph shown above is performed with a loading mass of 25 t added. Thus, it can be confirmed that a rotational fluctuation of a frequency different from the rotational fluctuation at the time of the empty vehicle shown above appears in the same acceleration portion.
また、図8乃至図10は、それぞれ2速ギア、3速ギア、4速ギアの加速ポイントでエンジン回転速度変動成分をFFT解析した結果を示すものであり、2速ギアの加速ポイントでは空車状態(a)で3.1Hzのピークを示しているのに対して、25tの積車状態(b)で1.6Hzを、3速ギアの加速ポイントでは空車状態(a)で2.7Hzのピークを示しているのに対して、25tの積車状態(b)で1.6Hzを、4速ギアの加速ポイントでは空車状態(a)で3.1Hzのピークを示しているのに対して、25tの積車状態(b)で1.6Hzと積車状態の周波数が低下していることが確認できる。 FIGS. 8 to 10 show the results of FFT analysis of the engine speed fluctuation component at the acceleration points of the second gear, the third gear, and the fourth gear, respectively. The peak at 3.1 Hz is shown in (a), whereas the peak is 1.6 Hz in the 25-ton load state (b), and the peak is 2.7 Hz in the empty state (a) at the acceleration point of the third gear. In contrast, a peak of 1.6 Hz is shown in the loaded state (b) of 25 t, and a peak of 3.1 Hz is shown in the empty state (a) at the acceleration point of the 4-speed gear, It can be confirmed that the frequency in the loaded state is lowered to 1.6 Hz in the loaded state (b) of 25 t.
このようにして共振周波数(ωc)と積載質量(m)との関係をコンピュータの記憶装置内に予め格納されたテーブルデータから参照して比較演算することにより積載質量(m)を推定することができるものであり、急加速や急減速などエンジントルクが急変するに応じて発生するエンジン回転速度の変動を周波数解析する事で共振周波数の情報を検知して、この周波数の情報とギア情報から車両の積載質量を推測することができ、殊に、走行抵抗トルクの影響を受けずに積載質量を推定する事が可能になり、勾配センサなどを廃止することができる。 In this way, the load mass (m) can be estimated by comparing and calculating the relationship between the resonance frequency (ωc) and the load mass (m) by referring to the table data stored in advance in the storage device of the computer. It is possible to detect the information of the resonance frequency by frequency analysis of the fluctuation of the engine rotation speed that occurs when the engine torque changes suddenly, such as sudden acceleration and sudden deceleration, and the vehicle is detected from this frequency information and gear information. In particular, it is possible to estimate the load mass without being affected by the running resistance torque, and the gradient sensor or the like can be eliminated.
更に、本発明は図8乃至図10に示したように、使用している変速機のギアを変えることにより各周波数の数値が異なるものであり、車両に設置された変速機から検出した現時点で使用している変速ギアのギア情報を用いて前記共振周波数を修正することにより更に正確な積載質量を推定することができる。 Furthermore, as shown in FIG. 8 to FIG. 10, the present invention differs in the numerical value of each frequency by changing the gear of the transmission being used, and at the present time detected from the transmission installed in the vehicle. A more accurate load mass can be estimated by correcting the resonance frequency using the gear information of the transmission gear used.
加えて、本発明は、前記エンジンの駆動トルク情報の急変化するタイミングを車両に設置されているブレーキ装置の操作から検知されるブレーキ情報またはクラッチ装置の操作から検知されるクラッチ装置情報の少なくとも1つからトルクが急変化したときに表われる共振現象を捉えることによって積載質量検知の比較演算回数を増やして積載質量の精度向上を図ることが可能である。 In addition, the present invention provides at least one of the brake information detected from the operation of the brake device installed in the vehicle and the clutch device information detected from the operation of the clutch device. It is possible to increase the accuracy of the load mass by increasing the number of comparison calculations of the load mass detection by grasping the resonance phenomenon that appears when the torque suddenly changes.
更に、本発明において、前記変速機から検出した現時点で使用しているギア情報がニュートラル位置または前記クラッチ装置の操作から検知されるクラッチ装置情報がクラッチ非締結位置であってエンジンが駆動しているにも拘わらず走行停止の検知情報が検知された場合に、次に駆動ギア情報または連結したクラッチ装置情報が検知されるまで現時点で使用しているギア情報が検出されるまで積載質量の比較演算を一時的に停止して元の積載質量情報を保持することにより積載質量の検出精度を向上させるこができる。 Further, in the present invention, the currently used gear information detected from the transmission is the neutral position or the clutch device information detected from the operation of the clutch device is the clutch non-engagement position, and the engine is driven. However, if the travel stop detection information is detected, the load mass comparison calculation is performed until the gear information currently used is detected until the next drive gear information or the connected clutch device information is detected. Is temporarily stopped and the original loading mass information is retained, so that the detection accuracy of the loading mass can be improved.
更にまた、本発明において、所定の走行期間中は一定の積載量を積載して走行する場合に所定の走行期間における一定時間以上の車両停止以外では前記比較演算を連続的に起動し、平均化処理を用いて総合的に判定することで共振周波数の検知精度を向上させることもできる。 Furthermore, in the present invention, when the vehicle travels with a constant load amount during a predetermined travel period, the comparison operation is continuously started and averaged except when the vehicle is stopped for a predetermined time or more in the predetermined travel period. It is also possible to improve the detection accuracy of the resonance frequency by making a comprehensive determination using processing.
加えて、本発明において、前記エンジンがエンジン停止(キーオフ)或いは一定時間以上走行停止した状態であることを前記駆動トルク情報が検知したときに前記比較演算した積載質量の情報を初期値にリセットして元の共振周波数を消去させておくことにより、停止をして積載物の積み直しをしたときに元の共振周波数に影響されずに迅速且つ確実に共振周波数を検知させることができる。 In addition, in the present invention, when the driving torque information detects that the engine is in an engine stopped (key-off) state or stopped running for a certain period of time, the comparison information of the loaded mass is reset to an initial value. By erasing the original resonance frequency, the resonance frequency can be detected quickly and reliably without being affected by the original resonance frequency when stopping and reloading the load.
また、本発明において、前記推定した積載質量の情報を用いて、これを運転席のインパネなどに設置した表示器11で運転者に知らせる手段を設けることにより積載質量の情報を運転者に提供することで運転者は積載質量に応じて適切な安全で省エネな運転を行うことができる。
In the present invention, the information on the loaded mass is provided to the driver by providing means for notifying the driver by using the
更にまた、本発明において、前記推定した積載質量の情報が確定した後、この積載質量の情報を用いて、前記エンジンの燃料噴射量、もしくは、吸入空気量絞り弁(スロットルバルブ)などのエンジン制御装置を補正することで車両の安定性、運転性向上に役立てることが可能である。 Furthermore, in the present invention, after the information on the estimated load mass is determined, the information on the load mass is used to control the engine such as the fuel injection amount of the engine or the intake air amount throttle valve (throttle valve). By correcting the device, it is possible to improve the stability and drivability of the vehicle.
1 コンピュータ(CPU)、2 車速センサ、3 エンジン噴射量センサ、4 エンジン回転センサ、5 アクセルペダル位置センサ、6 ラッチペダル位置センサ、7 ブレーキペダル位置センサ、8 クラッチ締結センサ、9 ギア位置センサ、11 表示機、12 ドライブトレーン、13,14,15,16,17 回転体 1 Computer (CPU), 2 vehicle speed sensor, 3 engine injection amount sensor, 4 engine rotation sensor, 5 accelerator pedal position sensor, 6 latch pedal position sensor, 7 brake pedal position sensor, 8 clutch engagement sensor, 9 gear position sensor, 11 Display, 12 drive train, 13, 14, 15, 16, 17 Rotating body
Claims (8)
After the information on the estimated load mass is confirmed, the information on the load mass is used to correct the engine control device such as the fuel injection amount of the engine or the intake air amount throttle valve (throttle valve). The method for estimating a loading mass in a vehicle according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, which is useful for improving the stability and drivability of the vehicle.
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