(57)【要約】【課題】  簡単かつ安価な構成で、精度良くクラッチの切断操作を検出する。【解決手段】  S3で、クラッチスイッチ(CSW)8がONか否かを判断する。YESであれば、運転者がクラッチペダルを踏んでいる状態が継続していると判断してS4へ進む。NOの場合にはS11へ進み、CSW8のチャタリング等による誤推定を排除するため、加速度データが１秒分あるか否かを判断する。YESであればS12で車両質量推定を実行し、NOであればS13で質量推定を無効とする。S4では、CSW8のON状態が４秒経過したか否かを判断し、YESであればS5へ進み、NOであればS7へ進む。S5ではエンジン回転数が所定値TNeより低いか否かを判断し、YESであれば変速操作が継続されていると判断しS6へ進む。NOであれば、CSW8がON状態であるにも拘わらずエンジン回転数が所定値TNe以上であるため、足載せ運転状態であると判断しS8へ進む。S6では車両質量推定を実行し、S7では質量推定を無効とする。【選択図】図２
2008179288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動経路に設けられるクラッチの切断操作を検出するためのクラッチ操作検出装置であって、
運転者によるクラッチの切断操作に連動してオン作動するクラッチスイッチからの信号に基づいてクラッチ切断操作開始時を検出するクラッチ操作開始時検出手段と、
前記クラッチスイッチがクラッチ切断操作開始時からオン作動している継続時間を検出するクラッチ切断操作継続時間検出手段と、
前記クラッチ切断操作継続時間が、第１所定期間を超えたか否かを判断する第１判断手段と、
前記クラッチ切断操作継続時間が、前記第１所定期間より長い期間である第２所定期間を超えたか否かを判断する第２判断手段と、
車両の駆動源の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
を備え、
前記クラッチ切断操作継続時間が、前記第１所定期間を超え、且つ前記第２所定期間以下である場合に、クラッチの切断操作であると検出すると共に、
前記クラッチ切断操作継続時間が、前記第２所定期間を超えた場合に、駆動源の運転状態に基づいて、クラッチの切断操作であるか否かを検出することを特徴とするクラッチ操作検出装置。
【請求項２】
前記クラッチ切断操作継続時間が前記第２所定期間を超えた場合に、駆動源の運転状態が所定の上限値を超えている場合は、クラッチの切断操作でないと検出することを特徴とする請求項２に記載のクラッチ操作検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のクラッチ操作検出装置を含んで構成され、
当該クラッチ操作検出装置がクラッチの切断操作であると検出した場合に、クラッチスイッチのオン作動中における車両の加速度の最大値と最小値とに基づいて、車両の質量を推定することを特徴とする車両質量推定装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のクラッチ操作検出装置を含んで構成され、
車両走行速度を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出される車両走行速度に基づいて車両加速度を算出する車両加速度算出部と、
クラッチスイッチのオン作動中における車両の加速度の最大値と最小値とに基づいて、車両質量を推定して車両推定質量を得る第１車両質量推定部と、
車両推定質量と、車両を駆動する駆動力と、駆動力が駆動輪に伝達されている状態における車両加速度と、に基づいて、車両の走行路面の勾配を算出する路面勾配算出部と、
前記路面勾配算出部により算出された勾配と、車両推定質量と、車両を駆動する駆動力と、駆動力が駆動輪に伝達されている状態における車両加速度と、車両走行速度と、に基づいて、駆動力が駆動輪に伝達されている状態における車両質量を推定して第２の車両推定質量を得る第２車両質量推定部と、
前記第１車両質量推定部により得られた車両推定質量と、前記第２車両質量推定部により得られた第２の車両推定質量と、に基づいて、車両質量を推定して新たな車両推定質量を得る第３車両質量推定部と、
を含み、
前記第３車両質量推定部において新たな車両推定質量が得られた後に、前記勾配算出部が当該新たな車両推定質量を用いて勾配の算出を行うと共に、前記第２車両質量推定部が当該新たな車両推定質量を用いて駆動力が駆動輪に伝達されている状態における車両質量を推定して第２の車両推定質量を得るように構成されたことを特徴とする車両質量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチの切断動作を検出するクラッチ操作検出装置、及び当該装置を利用した、車両の質量（若しくは重量）を推定する車両質量推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の質量（若しくは重量）を推定し、該推定した車両質量に基づいて、例えば、自動変速装置において最適な変速パターンを選択したり、エキゾーストブレーキ、エンジンリターダ、トランスミッションリターダなどの電子制御において車両質量に応じた最適制御を実行したり、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）などのブレーキの電子制御装置や車両安定化装置（ＶＳＣ：Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）などにおける最適制御を実行することが種々提案されている。
【０００３】
ここにおいて、例えば、特許文献１に記載されている車両質量推定装置は、手動変速機の場合と同様の機械式のクラッチと、このクラッチを断接するクラッチ用アクチュエータと、ギヤのシフト位置を切り替えるシフト用アクチュエータと、ギヤのセレクト位置を切り替えるセレクト用アクチュエータと、を備え、主として走行中にクラッチペダルを踏むことなく変速操作を行えるようにした機械式の自動変速装置（若しくは適宜にマニュアルモードに切替え可能な半自動変速装置）を備えた車両に適用され、変速操作開始前のクラッチが接続された状態における車両加速度と、変速操作開始後のクラッチが切れた状態における車両加速度と、に基づいて、車両質量を推定するようにしている。
【０００４】
なお、特許文献１に記載のものは、クラッチの移動ストローク等を検出することでクラッチが接続されているか切断されているかを検出可能なクラッチストロークセンサを備えており、容易に且つ精度良くクラッチの接続状態を検出して、クラッチが切断される前の車両加速度α１、クラッチが切断され惰性走行している状態における車両加速度α２を、精度良く算出することができ、以って精度良く車両質量を推定することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１３６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに対し、自動変速装置でなく、例えば運転者がクラッチペダルを踏んでクラッチを切断した状態において変速操作を行うような手動式変速装置（マニュアルトランスミッション）を備える車両に対して、特許文献１に記載されているような車両質量推定装置を適用しようとした場合には、高価なクラッチストロークセンサが備えられていないため、比較的安価なクラッチスイッチを用いてクラッチが切断された状態を検出することが求められる。
【０００６】
しかし、クラッチスイッチ（オン／オフスイッチ）の作動点（スイッチオンの通電状態：クラッチペダルが踏まれている状態）と、クラッチの実際の切断点と、は一致しないことが多く、例えば、スイッチ作動点が、クラッチペダルの踏み込み量が浅い位置に対応しているような場合には、クラッチが実際には切断されていないのに、スイッチはオンされるため、クラッチの接続状態を精度良く検出することができず、以ってクラッチが切断され惰性走行している状態における車両加速度α２を精度良く算出することができない。
【０００７】
また、運転者が、クラッチペダルに足を載せて運転するような癖がある場合には、常時クラッチスイッチがオン状態となる惧れがあるため、クラッチスイッチの作動信号からでは、クラッチが接続されていることも、クラッチが切断されていることも、正確に検出することができなくなる惧れがある。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、簡単かつ安価な構成でありながら、精度良くクラッチの切断操作を検出することができるクラッチ操作検出装置を提供することを目的とする。また、当該装置を用いて、簡単かつ安価な構成でありながら、精度良く車両の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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明に係るクラッチ操作検出装置は、
車両の駆動経路に設けられるクラッチの切断操作を検出するためのクラッチ操作検出装置であって、
運転者によるクラッチの切断操作に連動してオン作動するクラッチスイッチからの信号に基づいてクラッチ切断操作開始時を検出するクラッチ操作開始時検出手段と、
前記クラッチスイッチがクラッチ切断操作開始時からオン作動している継続時間を検出するクラッチ切断操作継続時間検出手段と、
前記クラッチ切断操作継続時間が、第１所定期間を超えたか否かを判断する第１判断手段と、
前記クラッチ切断操作継続時間が、前記第１所定期間より長い期間である第２所定期間を超えたか否かを判断する第２判断手段と、
車両の駆動源の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
を備え、
前記クラッチ切断操作継続時間が、前記第１所定期間を超え、且つ前記第２所定期間以下である場合に、クラッチの切断操作であると検出すると共に、
前記クラッチ切断操作継続時間が、前記第２所定期間を超えた場合に、駆動源の運転状態に基づいて、クラッチの切断操作であるか否かを検出することを特徴とする。
【００１０】
なお、本発明に係るクラッチ操作検出装置は、前記クラッチ切断操作継続時間が前記第２所定期間を超えた場合に、駆動源の運転状態が所定の上限値を超えている場合は、クラッチの切断操作でないと検出することを特徴とすることができる。
【００１１】
本発明に係る車両質量推定装置は、上記クラッチ操作検出装置を含んで構成され、
当該クラッチ操作検出装置がクラッチの切断操作であると検出した場合に、クラッチスイッチのオン作動中における車両の加速度の最大値と最小値とに基づいて、車両の質量を推定することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る車両質量推定装置は、上記クラッチ操作検出装置を含んで構成され、
車両走行速度を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出される車両走行速度に基づいて車両加速度を算出する車両加速度算出部と、
クラッチスイッチのオン作動中における車両の加速度の最大値と最小値とに基づいて、車両質量を推定して車両推定質量を得る第１車両質量推定部と、
車両推定質量と、車両を駆動する駆動力と、駆動力が駆動輪に伝達されている状態における車両加速度と、に基づいて、車両の走行路面の勾配を算出する路面勾配算出部と、
前記路面勾配算出部により算出された勾配と、車両推定質量と、車両を駆動する駆動力と、駆動力が駆動輪に伝達されている状態における車両加速度と、車両走行速度と、に基づいて、駆動力が駆動輪に伝達されている状態における車両質量を推定して第２の車両推定質量を得る第２車両質量推定部と、
前記第１車両質量推定部により得られた車両推定質量と、前記第２車両質量推定部により得られた第２の車両推定質量と、に基づいて、車両質量を推定して新たな車両推定質量を得る第３車両質量推定部と、
を含み、
前記第３車両質量推定部において新たな車両推定質量が得られた後に、前記勾配算出部が当該新たな車両推定質量を用いて勾配の算出を行うと共に、前記第２車両質量推定部が当該新たな車両推定質量を用いて駆動力が駆動輪に伝達されている状態における車両質量を推定して第２の車両推定質量を得るように構成されることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高価なクラッチセンサを用いない簡単かつ安価な構成でありながら、精度良くクラッチの切断操作を検出することができるクラッチ操作検出装置を提供することができる。また、当該装置を用いることで、簡単かつ安価な構成でありながら、精度良く車両の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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るクラッチ操作検出装置を備える車両質量推定装置の実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。
【００１５】
本発明の第１の実施の形態に係る車両質量推定装置は、図１のブロック図に示すように、演算を行うためのコンピュータ装置からなる制御装置内に構築される車両加速度算出部１、駆動力算出部２、車両質量推定部３、クラッチ操作検出装置４などを含んで構成されている。
【００１６】
加速度算出部１は、例えば、車両に実装されている車速検出手段としてのプロペラシャフト回転センサ５からのシャフト回転数情報を入力して車速に換算し且つ該車速を時間微分することにより加速度αを時々刻々算出するようになっている。
【００１７】
駆動力算出部２においては、エンジン制御コンピュータ６（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）からの燃料噴射量情報とエンジン回転数情報とに基づきエンジントルクＴを算出し、このエンジントルクＴを下記の関係式
Ｆ＝（Ｔ×ηｍ×ｉＴ／Ｍ×ｉｄｉｆ）／ＲＴＩＲＥ
に代入して車両の駆動力Ｆ（Ｎ）を算出するようになっている。
【００１８】
なお、上記関係式におけるηｍは機械効率、ｉＴ／Ｍはギヤレシオ、ｉｄｉｆはデフレシオ、ＲＴＩＲＥはタイヤ径を夫々示しており、これらは予め判っている数値ばかりであるので、ＥＣＵ６のメモリ部に記憶されているが、このうちのギヤレシオｉＴ／Ｍについては、車両に実装されているギヤ位置スイッチ７からのギヤ位置情報により適切な段数のものを選択して代入するようにしてある。
【００１９】
また、本実施の形態では、運転者等が図示しないクラッチペダルを所定に踏み込んだときに作動してオン信号（ＯＮ信号）を生じさせ、運転者等がクラッチペダル操作を止めたときにＯＦＦするクラッチスイッチ８が、クラッチ作動経路（例えば、油圧経路やリンク機構等）に配設されており、前記クラッチ操作検出装置４にその信号が入力されるようになっている。
【００２０】
ここで、本実施の形態において実行されるクラッチ操作検出方法及び車両質量推定方法について説明する。
具体的には、例えば、図２に示すフローチャートを実行することにより、本実施の形態に係るクラッチ操作検出及び車両質量推定は実行される。
【００２１】
図２のフローチャートに示すように、本フローは、所定周期、例えば２０ｍｓｅｃ毎に割り込み処理される。クラッチペダル操作開始判定フラグ（フラグ１）及び足載せ運転判定フラグ（フラグ２）は、初期値としてＯＦＦがセットされている。
【００２２】
Ｓ（ステップ、以下同様）１では、足載せ運転判定フラグ（フラグ２）がＯＮか否かを判断する。ＹＥＳであれば、足載せ運転状態等であると判断して、Ｓ１４へ進む。ＮＯであれば、クラッチスイッチ８がＯＦＦ状態であり、Ｓ２へ進む。
【００２３】
Ｓ１４では、クラッチスイッチ８がＯＦＦされたか否かを判断し、ＮＯであれば足載せ運転状態等が継続されているとして、車両質量推定は行わず、そのまま本フローを終了する。ＹＥＳであれば、足載せ運転状態等が解除されたと判断して、足載せ運転判定フラグ（フラグ２）をＯＦＦにセットして、本フローを終了し次回ルーチンの実行に備える。
【００２４】
Ｓ２では、クラッチペダル踏み込み開始判定フラグ（フラグ１）がＯＮか否かを判断する。ＹＥＳであればＳ３へ進み、ＮＯであればＳ９へ進む。
【００２５】
Ｓ９では、クラッチスイッチ８がＯＮか否かを判断する。ＹＥＳであれば、Ｓ１０へ進み、運転者がクラッチペダルを踏んでクラッチスイッチ８がＯＮになったとして、クラッチペダル操作開始判定フラグ（フラグ１）をＯＮにセットすると共に、加速度データをサンプリングしてバッファに蓄える処理を開始して、本フローを終了する。ＮＯの場合には、運転者による変速操作が開始されていないとして、そのまま本フローを終了する。
ここで、Ｓ９が、本発明に係るクラッチ操作開始時検出手段として機能する。
【００２６】
Ｓ３では、クラッチスイッチ８がＯＮか否かを判断する。ＹＥＳであれば、運転者がクラッチペダルを踏んでいる状態が継続していると判断して、Ｓ４へ進む。一方、ＮＯの場合には、運転者がクラッチペダルから足を離し変速操作が終了した場合或いは何らかの要因で短時間だけクラッチスイッチ８がＯＮされた場合であるため、Ｓ１１へ進む。
ここで、Ｓ３が、本発明に係るクラッチ切断操作継続時間検出手段として機能する。
【００２７】
Ｓ１１では、クラッチスイッチ８のチャタリング（クラッチスイッチ８の切替時に生じるＯＮ・ＯＦＦ振動）等による誤推定を排除して精度良く車両質量推定が行えるか否かを判断するため、バッファに蓄えられている加速度データが所定数存在するか（例えば、１秒分あるか）否かを判断する。なお、加速度データの個数により判断する場合に限られず、クラッチスイッチ８がＯＮしている期間が、所定期間を超えたか否かに基づいて判断することもできる（すなわち、本実施の形態の場合、加速度データのサンプリングタイムは決まっているので、加速度データの個数は期間に変換することができる）。
当該Ｓ１１において行われる判断が、本発明に係る第１判断手段において行われる判断に相当する。
ＹＥＳの場合には、加速度データが所定数以上存在するため、車両質量推定は有効であるとして、Ｓ１２へ進み、バッファに蓄えられた加速度データの中から最大値α１と最小値α２を抽出して、車両質量推定を実行する。また、クラッチペダル操作開始判定フラグ（フラグ１）をＯＦＦ、足載せ運転判定フラグ（フラグ２）をＯＦＦにリセットすると共に、バッファに蓄えられている加速度データをクリアして、本フローを終了する。
一方、ＮＯの場合には、Ｓ１３へ進む。Ｓ１３では、加速度データの蓄積数が少なく所定の推定精度が得られないとして車両質量推定を無効とし、クラッチペダル操作開始判定フラグ（フラグ１）をＯＦＦ、足載せ運転判定フラグ（フラグ２）をＯＦＦにリセットすると共に、バッファに蓄えられている加速度データをクリアして、本フローを終了する。
【００２８】
Ｓ４では、クラッチスイッチ８のＯＮ状態が、所定期間、例えば４秒経過したか否かを判断する。ＹＥＳであればＳ５へ進み、ＮＯであればＳ７へ進む。
Ｓ７では、速度データをサンプリングしてバッファに蓄える処理を行い本フローを終了する。
ここで、当該Ｓ４における判断が、本発明に係る第２判断手段において行われる判断に相当する。
【００２９】
Ｓ５では、エンジン回転数が、所定値ＴＮｅ（足載せ判定回転数）より低いか否かを判断する。なお、エンジン回転数に限定されるものではなく、エンジンの運転状態（燃料投入量、吸入空気流量、出力等）が、所定の上限値を越えていないか否かにより判断することもできる。
ＹＥＳの場合には、エンジン回転数が所定値ＴＮｅより低く、アクセル操作などはなされておらず、クラッチペダルを踏み込んで変速操作が継続されている状態であると判断し、Ｓ６へ進む。ＮＯの場合には、クラッチスイッチ８がＯＮ状態であるにも拘わらず、エンジン回転数が所定値ＴＮｅ以上であるため、クラッチペダルに足を載せたまま運転している足載せ運転状態であると判断し、Ｓ８へ進む。
【００３０】
Ｓ６では、車両質量推定は有効であるとし、バッファに蓄えられている加速度データの中から最大値α１と最小値α２を抽出して、車両質量推定を実行する。また、クラッチペダル操作開始判定フラグ（フラグ１）をＯＦＦ、足載せ運転判定フラグ（フラグ２）をＯＦＦにリセットすると共に、バッファに蓄えられている加速度データをクリアして、本フローを終了する。
【００３１】
一方、Ｓ８では、足載せ運転状態であるため車両質量推定は無効であるとし、クラッチペダル操作開始判定フラグ（フラグ１）をＯＦＦ、足載せ運転判定フラグ（フラグ２）をＯＦＦにリセットすると共に、バッファに蓄えられている加速度データをクリアして、本フローを終了する。
【００３２】
ここで、本実施の形態に係る車両質量算出部３において行われる車両推定質量（ｄＲＷＭ）の算出方法について説明する。
【００３３】
車両質量算出部３では、上記Ｓ６、Ｓ１２において抽出される加速度データの中の最大値α１（例えば、変速前の加速度であって、駆動力が駆動輪に伝達されている状態における加速度）、及び加速度データの中の最小値α２（例えば、変速中（クラッチが切断されている状態）の加速度）を、前記加速度算出部１から取り込み、且つ変速前（最大値α１の発生の際）の駆動力Ｆ１を前記駆動力算出部２から取り込んで、下記の関係式（１）
ｄＲＷＭ＝Ｆ１／（α１−α２）      ・・・（１）
に代入することにより車両推定質量（ｄＲＷＭ：変速時車両推定質量）を算出する。
【００３４】
ここで、この関係式（１）は、変速前の運動方程式と変速中の運動方程式との連立方程式を解くことにより得られたものであり、より具体的に述べると、変速前の運動方程式が下記の関係式（２）
Ｆ１−Ｒ＝ｄＲＷＭ×α１            ・・・（２）
として表されるのに対し、クラッチ断により実質的な駆動力が喪失する変速中の運動方程式は下記の関係式（３）
−Ｒ＝ｄＲＷＭ×α２               ・・・（３）
として表されるので、関係式（２）−関係式（３）により先の関係式（１）が得られるので、ここに変速前の駆動力Ｆ１、最大値（変速前の加速度）α１、最小値（変速中の加速度）α２を代入すれば、変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）を推定することが可能となる。
【００３５】
そして、当該変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）は、ブレーキ制御や変速制御などに車両質量情報として送られ、車両質量に応じた最適制御などが実行されることになる。
【００３６】
車両質量算出部３においては、変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）に関する過去ｎ回分の算出値を積算し、新たに推定された変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）を加えた合計値をｎ＋１で除算することにより平均化した平均値（ＲＷＭ）のメモリ値を更新していくようにすることもできる。
【００３７】
なお、車両が、例えばトレーラを牽引するトラクタである場合には、トレーラが連結されていることを示すトレーラピックアップ信号の有無により異なる初期値を設定（例えばトレーラピックアップ信号ＯＮの時に５０ｔ、ＯＦＦの時に１０ｔなどとして設定）することもできる。
【００３８】
また、車両質量算出部３にて算出された変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）が所定範囲、例えば１０ｔ〜５０ｔの範囲から外れた場合には、計算誤差が大であるとみなして当該検出値を除外することを基本とするが、初期設定から変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）の算出を所定回、例えば１０回以上繰り返した後は、平均値（ＲＷＭ）のメモリ値に対し所定範囲、例えば±５０％の範囲を外れる変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）の算出値を除外するようにすることもできる。
【００３９】
そして、電源投入時（車両がトレーラを牽引するトラクタである場合にはトレーラピックアップ信号の変化が所定時間、例えば１秒以上継続した時も含む）に初期設定に戻るようになっているが、車両停止が所定時間、例えば５分以上継続した場合には、これまでの変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）の平均値である最終的なメモリ値（ＲＷＭ）を初期値として新たに平均計算をやり直すようにすることもできる。
【００４０】
上述したように、本実施の形態では、加速度データの最大値α１と最小値α２とに基づいて車両質量を推定する構成としたので、加速度の差分を大きくすることができ、以って誤差の少ない精度の高い車両質量推定を行うことができる。
【００４１】
また、本実施の形態においては、上述したＳ４、Ｓ５、Ｓ８で、クラッチスイッチ８がＯＮになってから、所定時間が経過しているにも拘わらず、エンジン回転数が所定値より低くならない場合は、足載せ運転状態であると判断して、車両質量推定を行わないようにしているので、車両質量推定における誤推定を効果的に抑制することができる。
【００４２】
更に、本実施の形態では、クラッチスイッチ８のチャタリング（クラッチスイッチ８の切替時に生じるＯＮ・ＯＦＦ振動等）による加速度データの誤測定を抑制するために、クラッチスイッチ８がＯＮしている間の加速度データのサンプリング数が少ない場合には、クラッチスイッチ８のチャタリングであると判断して車両質量推定を禁止するようにしているので（Ｓ１１、Ｓ１３参照）、加速度データ延いては車両質量推定における誤推定を効果的に抑制することができる。
【００４３】
従って、本発明によれば、高価なクラッチセンサを用いず、比較的安価なクラッチスイッチを用いる簡単かつ安価な構成でありながら、精度良くクラッチの切断操作を検出することができるクラッチ操作検出装置を提供することができると共に、かかるクラッチ操作検出装置を用いることで、簡単かつ安価な構成でありながら、精度良く車両の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ができる。
【００４４】
なお、本実施の形態に係る車両の駆動源としてのエンジンは、内燃機関等に限定されるものではなく、例えば、電気モータと内燃機関とを組み合わせたハイブリッドシステム等を採用することができる。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態に係る車両質量推定においては、変速回数が少ない使用状況の場合でも車両質量の推定精度を高めることができるように、変速操作開始前（駆動力が駆動輪に伝達されている状態、例えば、クラッチ接続中）の車両加速度と、変速操作中（駆動力が駆動輪に伝達されない状態、例えば、クラッチ切断中）の車両加速度と、から推定される車両推定質量（変速時車両推定質量）を得て、当該得られた変速時車両推定質量を平均化し、この平均化された変速時車両推定質量に基づいて車両走行路面の勾配を推定し、当該推定された勾配を加速式の質量公式に代入し平均化していくことにより、車両推定質量を真値に近づけていくように構成される。
【００４６】
このため、本実施の形態に係る車両質量推定装置は、図３のブロック図に示すように、演算を行うためのコンピュータ装置からなる制御装置内に構築される車両加速度算出部１、駆動力算出部２、車両質量推定部３（第１車両質量推定部、第２車両質量推定部、第３車両質量推定部を含んで構成される）、クラッチ操作検出装置４、路面勾配算出部９などを含んで構成されている。
【００４７】
そして、具体的には、例えば、図４に示すフローチャートを実行することにより、上述した車両質量推定を実行する。
【００４８】
図４のフローチャートに示すように、本フローは、所定周期、例えば５０ｍｓｅｃ毎に割り込み処理されるが、第１の実施の形態において説明した車両質量推定方法によって変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）が算出され、その平均値（ＲＷＭ）が算出されるようになっている。すなわち、第１の実施の形態において説明した車両質量推定装置が、本発明に係る第１車両質量推定部に相当する。
【００４９】
Ｓ１０１では、キーＯＮ後、変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）が所定個数（例えば、３個）以上取得されたか否かを判断する。ここで、例えば、推定個数ＲＷｎ≧３である場合には、Ｓ１０２へ進む。一方、ＲＷｎ＜３の場合には、Ｓ１１６へ進み、最終車両推定質量（ＦＭ）にデフォルト値（例えば、カタログデータ値など）をセットして本フローを終了して、次回ルーチンの実行を待つ。
【００５０】
Ｓ１０２では、ＭＡｎカウント値（本フローによる車両推定質量（ｄＭＡＭ）が取得された回数）が所定値（例えば、２０）以上であるか否かを判断する。ここで、例えば、ＭＡｎ≧２０である場合には、Ｓ１０３へ進む。一方、ＭＡｎ＜２０である場合には、Ｓ１０４へ進む。
【００５１】
Ｓ１０３では、最終車両推定質量（ＦＭ）を用いて、運動方程式ｓｉｎθ＝（Ｆ−α・（ＦＭ＋Ｗｒ）−μｒ・ＦＭ−μｃ・Ｖ２）／（ＦＭ・ｇ）より、車両の走行路面の勾配（ｓｉｎθ）を算出して、Ｓ１０５へ進む。ここで、Ｆは駆動力（Ｎ）、αは加速度（ｍ／ｓ２）、ｇは重力加速度、μｒは転がり抵抗係数、μｃは空気抵抗係数、Ｖは車速（ｋｍ／ｈ）、Ｗｒは現在の変速段位置における回転相当質量（ｋｇ）である。
【００５２】
Ｓ１０４では、車両推定質量（ｄＭＡＭ）が取得された回数が少なく、前述した変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）の平均値（ＲＷＭ）を用いる方が推定結果の信頼性が高いと判断して、その平均値（ＲＷＭ）を用いて、運動方程式ｓｉｎθ＝（Ｆ−α・（ＲＷＭ＋Ｗｒ）−μｒ・ＲＷＭ−μｃ・Ｖ２）／（ＲＷＭ・ｇ）より、車両の走行路面の勾配（ｓｉｎθ）を算出して、Ｓ１０５へ進む。
なお、Ｓ１０３、Ｓ１０４が、本発明に係る路面勾配算出部に相当する。
【００５３】
Ｓ１０５では、駆動力Ｆが所定以上に大きいか否かを判断する。ＹＥＳの場合は、Ｓ１０６へ進み、ＮＯの場合は、精度の高い車両推定質量（ｄＭＡＭ）が得られないとして、本フローを終了して、次回ルーチンの実行を待つ。
【００５４】
Ｓ１０６では、車両加速度αが所定以上に大きいか否かを判断する。ＹＥＳの場合は、Ｓ１０７へ進み、ＮＯの場合は、精度の高い車両推定質量（ｄＭＡＭ）が得られないとして、本フローを終了して、次回ルーチンの実行を待つ。
【００５５】
Ｓ１０７では、ギヤが入っているか、或いはクラッチスイッチ８がオンであるか否かなどを判断する。ＹＥＳであれば、車両推定質量（ｄＭＡＭ）の推定を許可して良い条件であるとして、Ｓ１０８へ進む。これに対し、ＮＯの場合には、変速中であり、車両推定質量（ｄＭＡＭ）の推定を禁止すべく、本フローを終了し、次回ルーチンの実行を待つ。
【００５６】
Ｓ１０８では、ＭＡｎカウント値が所定値（例えば、２０）以上であるか否かを判断する。ここで、例えば、ＭＡｎ≧２０である場合には、Ｓ１０９へ進む。一方、ＭＡｎ＜２０である場合には、Ｓ１１０へ進む。
【００５７】
Ｓ１０９では、最終車両推定質量（ＦＭ）を用いて、運動方程式ｄＭＡＭ＝（Ｆ−μｒ・ＦＭ−μｃ・Ｖ２−ＦＭ・ｇ・ｓｉｎθ）／α−Ｗｒより、車両推定質量（ｄＭＡＭ）を求めたあと、Ｓ１１１へ進む。
【００５８】
Ｓ１１０では、ＭＡｎカウント値が小さく信頼性が低いため、車両推定質量（ｄＲＷＭ）の平均値（ＲＷＭ）を用いて、運動方程式ｄＭＡＭ＝（Ｆ−μｒ・ＲＷＭ−μｃ・Ｖ２−ＲＷＭ・ｇ・ｓｉｎθ）／α−Ｗｒより、車両推定質量（ｄＭＡＭ）を求めたあと、Ｓ１１１へ進む。
なお、Ｓ１０９、Ｓ１１０が本発明に係る第２車両質量推定部に相当し、車両推定質量（ｄＭＡＭ）が本発明に係る第２の車両推定質量に相当する。
【００５９】
Ｓ１１１では、Ｓ１０９或いはＳ１１０で求めた車両推定質量（ｄＭＡＭ）の値が、所定のガード（上限値或いは下限値、例えば下限１０ｔ〜上限５０ｔ）の範囲内か否かを判断する。ＹＥＳであれば、Ｓ１１２へ進む。一方、ＮＯであれば、求めた車両推定質量（ｄＭＡＭ）の信頼性が低いとして、本フローを終了し、次回ルーチンの実行を待つ。
【００６０】
Ｓ１１２では、車両推定質量（ｄＭＡＭ）の平均値（ＭＡＭ）を求めると共に、ＭＡｎカウント値をカウントアップしてＳ１１３へ進む。
【００６１】
Ｓ１１３では、ＭＡｎカウント値が所定値（例えば、２０）以上であるか否かを判断する。ここで、例えば、ＭＡｎカウント値≧２０である場合には、Ｓ１１５へ進む。一方、ＭＡｎカウント値＜２０である場合には、Ｓ１１４へ進む。
【００６２】
Ｓ１１４では、最終車両推定質量（ＦＭ）にＲＷＭをセットして、本フローを終了する。
【００６３】
Ｓ１１５では、最終車両推定質量（ＦＭ）を、ＦＭ＝（ＲＷＭ＋ＭＡＭ）／２から求めて、本フローを終了する。なお、重み付け平均などの処理を行ってＦＭを求めるようにすることもできる。
【００６４】
なお、Ｓ１１５が本発明に係る第３車両質量推定部に相当し、Ｓ１１５で求められる最終車両推定質量（ＦＭ）が、本発明に係る第３車両質量推定部において得られる新たな車両推定質量に相当する。
【００６５】
最終車両推定質量（ＦＭ）は、このＳ１１４、Ｓ１１５で求めた最終車両推定重量（ＦＭ）が、ブレーキ制御や変速制御などに車両質量情報として送られ、車両質量に応じた最適制御などが実行されることになる。
【００６６】
以上説明したように、図４のフローチャートに従う車両質量推定によれば、比較的推定精度の高い変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）（または、その平均値（ＲＷＭ））を用いて走行路面の勾配を算出すると共に、この算出された勾配や現在の加速度などに基づいて運動方程式から車両推定質量（ｄＭＡＭ）を推定し、該推定された車両推定質量（ｄＭＡＭ）（または、その平均値（ＭＡＭ））と、前記変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）（または、その平均値（ＲＷＭ））と、から最終的な車両推定質量（ＦＭ）を算出する。
【００６７】
そして、次回ルーチン実行時には、この得られた車両推定質量（ＦＭ）を用いて、走行路面の勾配を算出し、当該算出した勾配や現在の加速度などに基づいて運動方程式から車両推定質量（ｄＭＡＭ）を推定し、該推定された車両推定質量（ｄＭＡＭ）（または、その平均値（ＭＡＭ））と、前記変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）（または、その平均値（ＲＷＭ））と、から最終的な車両推定質量（ＦＭ）を新たに算出する。
【００６８】
かかる処理を繰り返すことで、例え、変速機会が少なく、変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）を数多く取得できない状況においても、車両推定質量（ｄＭＡＭ）を数多く取得することができるため、高精度に車両推定質量（ＦＭ）を真値に近づけて行くことができることになる。従って、高速道路のＳＡ（サービスエリア）等で休憩した後のように、キーＯＮ後早期に高速巡航走行を行うような場合においても、高精度に車両質量を推定することができることになる。
【００６９】
なお、キーＯＮ後に、勾配のある道路から走行をスタートしても、比較的推定精度の高い変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）（または、その平均値（ＲＷＭ））を用いて走行路面の勾配を算出し、その算出結果と、変速時車両推定質量（ｄＲＷＭ）（または、その平均値（ＲＷＭ））と、を用いて車両推定質量（ｄＭＡＭ）を推定するため、車両推定質量（ｄＭＡＭ）が大幅に真値から外れることはなく、その後、車両推定質量（ｄＭＡＭ）の取得個数は増えていくため最終的な車両推定質量を真値に近づけることが可能である。
【００７０】
すなわち、本実施の形態に係る車両質量推定装置によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、変速機会が少ない場合でも、高精度に車両質量を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両質量推定装置を説明する機能ブロック図である。
【図２】同上実施の形態に係るシフト操作検出方法及び車両質量推定方法を説明するフローチャートの一例である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る車両質量推定装置を説明する機能ブロック図である。
【図４】同上実施の形態に係る車両質量推定装置において実行されるフローチャートの一例である。
【符号の説明】
【００７２】
１      加速度算出部
２      駆動力算出部
３      車両質量推定部
４      クラッチ操作検出装置
５      プロペラシャフト回転センサ（車速検出手段）
７      ギヤ位置スイッチ
８      クラッチスイッチ
９      路面勾配算出部
【図２】
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【図４】
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【図１】
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【図３】
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