(57)【要約】【課題】車両重量を初期推定に精度良く行うこと。【解決手段】ＣＰＵは、推定駆動力計算部１００及び駆動力信号のフィルタ処理部２００により、速度比に基づいて推定した車両の駆動力をフィルタ処理してフィルタ後駆動力ｈｆを求め、積分して駆動力積分値ＳＦを求めると共に、出力軸回転速度に基づいて求めた加速度ｄｖからフィルタ後加速度ｈｄｖを求め、積分して加速度積分値Ｓａを求める。その後、駆動力積分値ＳＦを加速度積分値Ｓａで除して推定車両重量ｍを求め、平均化処理部７２０により平均化処理が行われる。この場合、リミッタ決定部７３０により、リミッタ初期値に基づく上限リミッタＬｕと下限リミッタＬｄが決定されており、平均化された重量推定ａｖｍの演算回数が所定推定回数を経過しない初期推定時には初期領域が設定されており、その初期推定時には車両重量補正部７４０により平均化された車両重量が初期領域から外れた場合、初期領域内となる様、補正がかけられる。【選択図】  図１８
2004301576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記車両の駆動力を推定する駆動力推定手段と、
前記検出された加速度に含まれる低周波数成分を除去してフィルタ後加速度を取得するフィルタ後加速度取得手段と、
前記推定された駆動力に含まれる低周波数成分を除去してフィルタ後駆動力を取得するフィルタ後駆動力取得手段と、
前記フィルタ後加速度の絶対値に応じた値を所定期間だけ積分して加速度積分値を得る加速度積分手段と、
前記フィルタ後駆動力の絶対値に応じた値を前記所定期間だけ積分して駆動力積分値を得る駆動力積分手段と、
前記加速度積分値と前記駆動力積分値とから前記車両重量を推定する車両重量推定手段と、
推定された前記車両重量と前記車両重量を推定する推定回数を入力し、推定された前記車両重量を平均化する車両重量平均化手段と、
リミッタ初期値を設定し、該リミッタ初期値を通る上限リミッタと下限リミッタを設け、前記初期値、前記上限リミッタおよび前記下限リミッタにより区分される初期領域を設定するリミッタ決定手段と、
前記車両重量の初期推定には前記初期領域に基づき平均化された前記車両重量を補正する車両重量補正手段とを備えたことを特徴とする車両重量推定装置。
【請求項２】
前記上限リミッタは前記初期値と車両の取り得る車両重量最大値とから設定され、前記下限リミッタは前記初期値と車両の取り得る車両重量最小値とから設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両重量推定装置。
【請求項３】
前記初期推定において、平均化された前記車両重量が前記初期領域外になった場合には前記上限リミッタまたは前記下限リミッタにより補正されることを特徴とする請求項１に記載の車両重量推定装置。
【請求項４】
前記推定回数以降は、前記初期領域による補正を解除することを特徴とする請求項１に記載の車両重量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の自動変速機における変速段（例えば、１速、２速、３速等）等の決定に用いられる車両の重量（車重）を推定する車両重量推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の自動変速機における変速制御装置は、車速とアクセルペダル操作量に応じたエンジンのスロットルバルブ開度に基づき、変速段を決定している。この場合、例えば、車両の搭乗者数や車両に積載する積載量等により変動する車両重量を、車両の加速度及と駆動力に基づいて推定する車両重量推定装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。車両の加速度及と駆動力に基づいて推定された車両重量は、自動変速機の変速段の決定等に用いられ、例えば、変速段を走行条件により変更し、車両走行中において車両が降坂路を走行している場合にエンジンブレーキを有効に発揮させたり、また、登坂路を走行している場合には車両の加速性能を向上させるために用いられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３４０６６０号公報（第１頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献１の如く、車速から演算した加速度とエンジントルクあるいはトルクコンバータの特性から演算した駆動力に基づいて、車両重量を推定する場合には、加速度と駆動力の演算精度が車両重量の推定精度に大きく影響を与える。この為、外乱による影響によって加速度や駆動力が変化した場合、車両加速時に路面状態によってタイヤがスリップした場合、エンジンの水温による影響やエンジン駆動時の気圧等により駆動力が変化した場合等、車両重量の推定精度に影響が出てくるため、この様な要因に対しても車両重量の変動を抑えて、推定精度を向上させることが必要となってくる。特に、車両重量の推定を開始する初期推定においては、車両重量の推定精度がばらついてしまう。
【０００５】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車両重量の推定を行う初期推定において、安定した車両重量の推定を行うこと、車両重量の推定精度を向上させることを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、車両の加速度を検出する加速度検出手段と、前記車両の駆動力を推定する駆動力推定手段と、前記検出された加速度に含まれる低周波数成分を除去してフィルタ後加速度を取得するフィルタ後加速度取得手段と、前記推定された駆動力に含まれる低周波数成分を除去してフィルタ後駆動力を取得するフィルタ後駆動力取得手段と、前記フィルタ後加速度の絶対値に応じた値を所定期間だけ積分して加速度積分値を得る加速度積分手段と、前記フィルタ後駆動力の絶対値に応じた値を前記所定期間だけ積分して駆動力積分値を得る駆動力積分手段と、前記加速度積分値と前記駆動力積分値とから前記車両重量を推定する車両重量推定手段と、推定された前記車両重量と前記車両重量を推定する推定回数を入力し、推定された前記車両重量を平均化する車両重量平均化手段と、リミッタ初期値を設定し、該リミッタ初期値を通る上限リミッタと下限リミッタを設け、前記初期値、前記上限リミッタおよび前記下限リミッタにより区分される初期領域を設定するリミッタ決定手段と、前記車両重量の初期推定には前記初期領域に基づき平均化された前記車両重量を補正する車両重量補正手段とを備えたことである。
【０００７】
上記した手段によれば、道路勾配の影響は検出された加速度に低周波数成分として含まれる為、加速度検出手段により検出された加速度に含まれる低周波数成分がフィルタにより除去され、路面勾配の影響を受けないフィルタ後加速度が得られる。また、駆動力推定手段により推定された駆動力に含まれる低周波数成分がフィルタにより除去されて、フィルタ後駆動力が得られる。そして、フィルタ後加速度及びフィルタ後駆動力を所定期間だけ積分することにより、ノイズの影響を低減する。ここでは、加速度検出手段から検出された加速度からフィルタ後加速度を求め、それを積分して加速度積分値を求めると共に、駆動力推定手段及びフィルタ後駆動力取得手段により、速度比に基づいて推定した車両の駆動力をフィルタ処理してフィルタ後駆動力を求め、積分して駆動力積分値を求めた後、駆動力積分値を加速度積分値で除して車両重量（推定車両重量となる）を推定する。この場合、推定された車両重量と車両重量を推定する推定回数を入力し、推定された車両重量が平均化される。一方、リミッタ初期値を設定し、リミッタ初期値を通る上限リミッタと下限リミッタを設け、リミッタ初期値、上限リミッタおよび下限リミッタにより区分される初期領域を設定する。そして、平均化された車両重量が初期領域内となる様、平均化された車両重量に対して補正をかける。これにより、車両重量を推定する初期推定において、車両重量の推定回数が少ない場合（例えば、初期推定において車両重量を推定する場合にデータ数が少なく、データが十分にそろっていない場合）でも、車両毎に予め設定される初期領域で定義される領域内に平均化された車両重量が補正され設定されるので、安定した重量推定を行うことが可能である。
【０００８】
この場合、上限リミッタは初期値と車両の取り得る車両重量最大値とから設定され、下限リミッタは初期値と車両の取り得る車両重量最小値とから設定されると、予め設定された初期値を基準として上限リミッタおよび下限リミッタが設定されるので、平均化された車両重量に対して、推定回数に応じたリミッタを設けて、平均化された車両重量を補正することが可能となる。
【０００９】
また、平均化された車両重量が所定回数だけ推定される初期推定において、平均化された車両重量が前記初期領域外になった場合には、上限リミッタまたは下限リミッタにより補正されると、特異点が現れず初期推定時の信頼性が向上する。
【００１０】
更に、推定回数以降は、初期領域による補正を解除すれば、推定回数以降ではデータ数が十分確保されるので、初期領域による補正によらず安定した車両重量となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、車両重量推定装置を車両の変速制御装置に適用した場合のシステム構成図である。この車両は、原動機としてのエンジン１０と、ロックアップクラッチ付流体式トルクコンバータ２０と、遊星歯車ユニット等から構成された有段（例えば、前進４段、後進１段）の自動変速機３０と、トルクコンバータ２０及び自動変速機３０に供給される油圧を制御する油圧制御回路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とを備える。ここに示す車両は、図示しないアクセルペダルを操作することによって増減するエンジン１０の発生トルクを、ロックアップ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（デファレンシャルギヤ）等を介して、車両の図示しない駆動輪へと伝達する構成となっている。
【００１３】
ロックアップ付トルクコンバータ２０は、エンジン１０が発生する動力を流体（作動油）を介して自動変速機３０に伝達する流体式伝達機構２１と、この流体式伝達機構２１に対して並列に連結されたロックアップクラッチ機構２２とから構成されている。流体式伝達機構２１は、図示しないエンジン１０のクランク軸と一体回転するトルクコンバータ入力軸１２に連結したポンプ羽根車２１ａと、ポンプ羽根車２１ａが発生する作動油の流れによって回転されると共に、自動変速機３０の入力軸３１に連結されたタービン羽根車２１ｂと、図示しないステータ羽根車とを備える。
【００１４】
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み、油圧制御回路４０による作動油の給排によって、トルクコンバータ入力軸１２と自動変速機３０の入力軸３１とをロックアップクラッチにより機械的に結合し、一体回転させる係合状態と、ロックアップクラッチによる機械的な結合を解除して、エンジン１０の発生トルクを自動変速機３０に伝達しない非係合状態とを達成する。
【００１５】
自動変速機３０は、入力軸３１と図示しない車両の駆動輪に差動歯車装置等を介して連結された出力軸３２とを備え、油圧制御回路４０の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み合わせに応じ、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つを選択する。その選択されたギヤ段を介して入力軸３１と出力軸３２とを一体回転させる周知の有段式遊星歯車装置として構成さる。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。一方、１速と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逆駆動状態が達成されない状態と、図示しない摩擦係合部材を係合させて前記ワンウエイクラッチの機能を非作動とすることで逆駆動状態が達成される状態とに制御される。
【００１６】
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）を含む。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が行われる。
【００１７】
電気制御装置５０は、内部にＣＰＵ（マイクロプロセッサとも言う）、メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）及びインタフェース等を備えており、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及びブレーキスイッチ６５と電気的に接続されており、これらのセンサ及びスイッチが発生する信号が入力されている。
【００１８】
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するスロットルバルブ１１の開度を検出して、スロットルバルブ開度ｔｈｒｍを表す信号を発生する。エンジン回転速度センサ６２は、エンジン１０のクランクシャフトの回転速度を検出し、エンジン回転速度ｎｅを表す信号を発生する。タービン回転速度センサ６３は、自動変速機の入力軸３１（即ち、タービン）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。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、出力軸回転速度（即ち、車速に比例する値）ｎｏｕｔを表す信号を発生する。ブレーキスイッチ６５は、ブレーキペダル７０の操作／非操作に応じて、ハイレベル信号（Ｈ）信号またはローレベル信号（Ｌ）と言ったブレーキ作動信号ｗｓｔｐを出力する様になっている。
【００１９】
次に、ロックアップクラッチと自動変速機３０の変速制御について説明する。電気制御装置５０は、出力軸回転速度（車速）ｎｏｕｔとスロットルバルブ開度ｔｈｒｍとで構成される、図２の（Ａ）に示す変速マップをメモリ内に記憶し、検出された出力軸回転速度（車速）ｎｏｕｔと検出されたスロットルバルブ開度ｔｈｒｍとにより決定される点が変速マップの変速線を横切るとき、変速線に従う変速を行うように油圧制御回路４０の電磁バルブが制御されるようになっている。
【００２０】
また、電気制御装置５０は、出力軸回転速度ｎｏｕｔとスロットルバルブ開度ｔｈｒｍとで決定される、図３に示すロックアップクラッチ作動マップもメモリ内に記憶しており、検出された出力軸回転速度ｎｏｕｔと検出されたスロットルバルブ開度ｔｈｒｍとが図３に示すロックアップクラッチ作動マップのロックアップ領域内にあるとき、油圧制御路４０の電磁バルブを制御し、ロックアップクラッチ機構２２を係合状態とする。
【００２１】
更に、電気制御装置５０は、搭乗人数や荷物の実積載量に応じて変化する車両重量（推定車両重量となる）ｍを推定する。この場合、車両重量ｍが所定値ｍｔｈ以上のときに、変速マップを図２の（Ａ  ）から（Ｂ）に切り換わる。この様に（Ｂ）へと切り替わった場合には低速段領域が拡大され、１速と２速におけるワンウエイクラッチを非作動として、エンジンブレーキ効果を発揮させる様に設定される。
【００２２】
（車両重量推定の基本原理）
次に、車両重量の推定方法について、以下に説明する。車両の運動方程式は、車両重量：ｍ  、加速度：ｄｖ  、車両の原動機による駆動力：Ｆ  、道路勾配：θ、重力加速度：ｇ  、走行抵抗：Ｒ  とすると、［数１］に示す関係となる。
【００２３】
【数１】
2004301576.tif 000003
［数１］の左辺における車両の加速度ｄｖは、車速の微分値であり、車速に対応する出力軸回転速度ｎｏｕｔを時間微分することにより算出される。この場合、車両の加速度ｄｖは、車両に搭載された加速度センサの出力から求めることもできる。一方、［数１］の右辺における駆動力Ｆは、エンジン１０の発生するトルクに基いてトルクコンバータ２０、及び自動変速機３０等を介して得られる。駆動力Ｆ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のスロットルバルブ開度ｔｈｒｍ等のエンジン負荷とエンジン回転速度ｎｅとからエンジン１０の出力トルクＴ０を推定する。そして、出力トルクＴ０に自動変速機３０が達成ている変速段のギヤ比ｋ１、同変速段のギヤ効率ｋ２  、及び、差動歯車機構のギヤ効率ｋ３などの定数を乗じて求める。
【００２４】
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、スロットルバルブ開度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Ｔ０を、ある程度精度をもって求めることができる。しかしながら、車両の発進時等におけるようにエンジン１０は殆ど過渡的状態で運転されるので、エンジン１０の出力トルクＴ０を精度良く求めることは困難を要す。
【００２５】
一方、ロックアップクラッチが非係合状態にある場合、即ち、流体式伝達機構２１にてトルク伝達を行っている場合、エンジン１０の出力トルクＴ０に応じたトルクコンバータの出力トルクＴは、以下に示す［数２］に基づいて求めることができる。この［数２］は過渡的な運転状態にあっても成立することから、［数２］を用いることによって、エンジン１０の運転状態によらないトルクコンバータ２０の出力トルクＴを精度良く求めることができる。
【００２６】
尚、［数２］において、λ：トルクコンバータ２０における流体式伝達機構２１のトルク増幅率、Ｃｐ：同流体式伝達機構２１の容量係数である。このトルク増幅率λと容量係数Ｃｐは、ともに速度比ｅ（＝ｎｔ／ｎｅ）の関数であることから、速度比ｅに対するこれらの積λ・Ｃｐを予め求め、マップ化（λ・Ｃｐマップと称す）し、実際の速度比ｅとλ・Ｃｐマップとから積λ・Ｃｐを求める。これにより、トルク増幅率λと、容量係数Ｃｐを実際の速度比ｅから別々に求め、その積λ・Ｃｐを求めるよりも、より高い精度で積λ・Ｃｐ  を求めることができる。
【００２７】
【数２】
2004301576.tif 000004
［数２］によりトルクコンバータ２０の出力トルクＴが求められるので、駆動力Ｆは、以下に示す［数３］により求めることができる。この［数３］において、定数ｋは、自動変速機３０が達成している変速段のギヤ比ｋ１、同変速段のギヤ効率ｋ２、差動歯車機構のギヤ効率ｋ３、及び，補正係数ｋ４の積である。
【００２８】
【数３】
2004301576.tif 000005
以上により、［数１］における左辺のｄｖと右辺におけるＦは求められるが、［数１］を用いて車両重量（推定車両重量となる）ｍを求めるには、道路勾配のｓｉｎθを求めなければならない。この場合、車両が道路勾配一定の道路を走行していれば、θ：一定であることから、［数１］におけるｍ・ｇ・ｓｉｎθは一定であり、加速度ｄｖにおいて直流成分となって現れる。ところが実際には、道路勾配θは比較的緩やかに変化する。このため、道路勾配θの影響は、加速度ｄｖにおいて２Ｈｚ以下の低周波成分として現れる。従って、加速度ｄｖと駆動力Ｆを表す信号から所定周波数（例えば、２Ｈｚ）以下の信号を除去してやれば、道路勾配の影響を除去した［数４］に示す運動方程式を得ることができる。尚、［数４］において、ｈｆ：駆動力Ｆを表す信号から所定周波数（例えば、２Ｈｚ）以下の信号を除去したフィルタ後駆動力ｈｆ、ｈｄｖ：加速度ｄｖを表す信号から同所定周波数（例えば、２Ｈｚ）以下の信号を除去したフィルタ後加速度ｈｄｖを表す。また、［数１］には走行抵抗Ｒが存在しているが、走行抵抗Ｒは低周波数成分のみを有していること、及び［数４］におけるフィルタ後加速度ｈｄｖとフィルタ後駆動力ｈｆはそのような低周波数成分が除去された値であり、［数４］には走行抵抗Ｒは現れないものとなる。
【００２９】
【数４】
2004301576.tif 000006
（面積法）
［数４］から明らかなように、車両重量ｍはフィルタ後駆動力ｈｆをフィルタ後加速度ｈｄｖで除すことにより求められる。これは、フィルタ後加速度ｈｄｖの値が小さい場合、フィルタ後加速度ｈｄｖの中に含まれるノイズが車両重量ｍの推定精度を大きく悪化させるので、フィルタ後加速度ｈｄｖに含まれるノイズの割合は極力小さいことが望ましい。そのためには、（１）車両発進時等のフィルタ後加速度ｈｄｖの大きさが大きくなる場合において車両重量ｍを推定するとともに、（２）フィルタ後加速度ｈｄｖのある期間（区間）における平均値と等価であるフィルタ後加速度ｈｄｖの積分値と、同期間におけるフィルタ後駆動力ｈｆの積分値を使用して車両重量ｍを推定すればよい。即ち、［数４］は［数５］に書き換えられ、［数５］の積分区間を車両発進時の所定期間として車両重量ｍを推定することにより、車両重量ｍの推定精度を向上させることができる。
【００３０】
【数５】
2004301576.tif 000007
図４は、車両駆動系の捩り等に伴う加速度ｄｖの変動が殆ど生じない車両の発進時におけるフィルタ後駆動力ｈｆを、既知の車両重量ｍで除した値（ｈｆ／ｍ）、及び、フィルタ後加速度ｈｄｖを、実線及び破線にてそれぞれ示したグラフである。フィルタ後駆動力ｈｆを車両重量ｍで除した値の積分値Ｓｆ（＝∫（ｈｆ  ／ｍ  ）ｄｔ  ）は、同フィルタ後駆動力ｈｆを車両重量ｍで除した値と、図４に示すｘ軸とで囲まれた部分の面積となる。それ故に、フィルタ後加速度ｈｄｖの積分値Ｓｄｖ（＝∫ｈｄｖ  ｄｔ  ）は、フィルタ後加速度ｈｄｖと図４に示すｘ軸とで囲まれた部分の面積となることから、以下では、［数５］に基づき車両重量を求める方法を面積法と呼ぶことにする。
【００３１】
ところで、フィルタ後駆動力ｈｆを車両重量ｍで除した値（ｈｆ／ｍ）とフィルタ後加速度ｈｄｖとの間には位相差が存在する。即ち、時刻ｔａ〜ｔｂではフィルタ後加速度ｈｄｖがフィルタ後駆動力ｈｆを車両重量ｍで除した値（ｈｆ／ｍ）よりも大きい。一方、時刻ｔｂ〜ｔｃでは、フィルタ後加速度ｈｄｖがフィルタ後駆動力ｈｆを車両重量ｍで除した値（ｈｆ／ｍ）よりも小さい。しかしながら、面積法によれば、図４に示す面積Ｓ１と面積Ｓ２とが略等しくなることから、位相差を吸収して車両重量ｍの推定精度を向上させることができる。
【００３２】
（絶対値の積分）
車両重量ｍはフィルタ後駆動力ｈｆの積分値Ｓｆ（＝∫ｈｆ  ｄｔ  ）をフィルタ後加速度ｈｄｖの積分値Ｓｄｖ（＝∫ｈｄｖ  ｄｔ  ）で除すことにより求められる。従って、フィルタ後加速度ｈｄｖの積分値Ｓｄｖの値が大きく、積分値Ｓｄｖに含まれるノイズが小さい程、車両重量ｍを精度良く推定することができる。一方、フィルタ後加速度ｈｄｖの積分値Ｓｄｖを大きくするには、フィルタ後加速度ｈｄｖの積分区間を大きく（積分期間を長く）する必要がある。
【００３３】
しかしながら、車両の発進時におけるフィルタ後加速度ｈｄｖとフィルタ後駆動力ｈｆ（フィルタ後駆動力ｈｆを、既知の車両重量ｍで除した値）は、図５の（Ａ）（図５においては、車両駆動系の捩り等により加速度に大きな変動が現れている）に示したように、時刻ｔｄ〜ｔｅまでは正の値となり、時刻ｔｅ以降は負の値となる。このため、積分区間を時刻ｔｄ〜ｔｆとなるように長くとると、正の値と負の値とが相殺し合い、フィルタ後駆動力ｈｆの積分値Ｓｆ及びフィルタ後加速度ｈｄｖの積分値Ｓｄｖの値が小さくなってしまう。これは、積分値Ｓｄｖを大きくとることに反しており、車両重量ｍの推定精度を悪化させるが故に、積分区間を単純に長くすることは好ましくない。
【００３４】
そこで、［数４］において、両辺の絶対値をとることにした。即ち、［数４］から［数６］が成立するので、［数６］から［数７］を得て、［数７］を基本にして車両重量ｍを推定した。これによれば、図５の（Ｂ）に示す様にフィルタ後加速度ｈｄｖ及びフィルタ後駆動力ｈｆの符号（値の正負）にかかわらず、積分により得られる面積が常に正となるので、積分区間を長くした場合でも積分値が小さくならない。従って、［数７］によれば、積分区間を長くとってフィルタ後加速度ｈｄｖ  の積分値を大きくすることができ、車両重量ｍの推定精度を向上させることができる。
【００３５】
【数６】
2004301576.tif 000008
【数７】
2004301576.tif 000009
（忘却係数の導入）
ところで、図５に示すフィルタ後加速度ｈｄｖは、加速度信号ｄｖから路面勾配θによる低周波成分をハイパスフィルタにより除去すると共に、車両の駆動系の捩り、及びサスペンションの撓み等に基く振動成分をノッチフィルタで除去し、更に、センサノイズをローパスフィルタで除去して得られる。
【００３６】
この場合、実際のフィルタ後加速度ｈｄｖはノッチフィルタによるフィルタリングが過渡状態にあるため、車両の発進直後において大きく変動する。従って、発進直後のフィルタ後加速度ｈｄｖを単にそのまま積分すると、車両駆動系の捩り等を要因とするノイズを多く含むフィルタ後加速度ｈｄｖが積分され、車両重量ｍの推定精度が悪化する。
【００３７】
そこで、本実施形態では、［数８］に示す忘却係数λを導入し、フィルタ後加速度ｈｄｖ及びフィルタ後駆動力ｈｆの各々を積分する方法を採用した。尚、忘却係数λ：０〜１の係数（好ましくは、０．９８）とした。
【００３８】
【数８】
2004301576.tif 000010
［数８］によれば、フィルタ後駆動力の絶対値（推定された駆動力に応じた値）と積分開始からの経過時間とともに大きくなる忘却係数との積値が積分されて駆動力積分値が得られる。これと共に、フィルタ後加速度の絶対値（検出された加速度に応じた値）と同積分開始からの経過時間とともに大きくなる忘却係数との積値が積分された加速度積分値が得られる。そして、車両重量ｍは、駆動力積分値を加速度積分値で除すことで推定が可能である。
【００３９】
図６は、［数８］の右辺における積分値∫λ（ｔ２−ｔ）｜ｈｄｖ  ｜ｄｔを、面積Ｓ１１，Ｓ１２で表したものである。面積Ｓ１１は、忘却係数λの値が「１」の場合（つまり、忘却係数を導入しない場合）の積分値∫λ（ｔ２−ｔ）｜ｈｄｖ  ｜ｄｔ  を示す、一方、面積Ｓ１２は忘却係数λの値が「０．９８」の場合の積分値∫λ（ｔ２−ｔ）｜ｈｄｖ  ｜ｄｔを示している。面積Ｓ１１，Ｓ１２から明らかなように、忘却係数を導入した［数８］により車両重量ｍを求めれば、誤差を多く含む発進直後のフィルタ後加速度ｈｄｖ（及びフィルタ後駆動力ｈｆ  ）のデータの重みが小さくされて積分が実行されるので、車両重量ｍの推定精度を一層向上することができる。尚、以下においては、［数８］の左辺である∫λ（ｔ２−ｔ）｜ｈｆ  ｜ｄｔを駆動力積分値ＳＦと呼し、その右辺の∫λ（ｔ２−ｔ）｜ｈｄｖ  ｜ｄｔを加速度積分値Ｓａと称す。
【００４０】
（速度比による積分開始タイミングの適正化）
上述したように、車両重量ｍを精度良く推定するためには、フィルタ後加速度ｈｄｖが大きくなる発進時において同車両重量ｍを推定することが好ましい。一方、トルクコンバータの速度比ｅはタービン回転速度ｎｔをエンジン回転速度ｎｅで除した値であって、ノイズの影響を受け難い。従って、速度比ｅを発進状態の判定に使用すれば、同発進状態の判定を確実に行うことができ、車両重量推定精度を向上させれることができる。
【００４１】
具体的に説明すると、スロットルバルブ開度が「０」より大きく（ｔｔｈｒｍ＞０）、ブレーキ作動中でなく（ｗｓｔｐ  ＝０  ）、車速が０より大きく、且つ速度比ｅが所定値より大きい（例えば、ｅ  ＞０  ．１  ）となったとき、発進時とみなして積分の実行を許容する。
【００４２】
（積分開始の遅延による推定精度の向上）
図７は、車両発進時におけるフィルタ後加速度ｈｄｖ、フィルタ後駆動力ｈｆを基準車両重量（基準車重）ｍ０で除した値（ｈｆ  ／ｍ０  ）及び速度比ｅをそれぞれ破線、実線、及び一点鎖線にて示したグラフである。尚、前記基準車重ｍ０は、本装置を搭載した車両が規定最大積載荷重の半分に相当する荷物を積載した状態（半積状態）で得られる車両重量値である。
【００４３】
いま、フィルタ後加速度ｈｄｖに振動が重畳していなければ、同フィルタ後加速度ｈｄｖはフィルタ後駆動力ｈｆを基準車重ｍ０で除した値（ｈｆ  ／ｍ０  ）に沿って変化する。また、速度比ｅを用いて発進状態であることを判定して積分を開始すれば、信頼性の高い加速度ｄｖのデータを用いた車両重量ｍの推定を行うことができる。
【００４４】
ところが、図７に示す様に、車両駆動系の捩り等の影響が加速度ｄｖに大きく現れ易い車両及び運転条件下においては、フィルタ後加速度ｈｄｖが速度比ｅを用いた発進判定直後（時刻ｔ０〜ｔ１以降）において大きく変動する。このため、このようなフィルタ後加速度ｈｄｖを用いて車両重量ｍを推定すると、その推定精度が悪化する。
【００４５】
そこで、フィルタ後加速度ｈｄｖがフィルタ後駆動力ｈｆを基準車重ｍ０で除した値（ｈｆ  ／ｍ０  ）と一致する時点（時刻ｔ１）まで積分の開始を遅延することにした。これにより、精度の良好でない時刻ｔ１以前のフィルタ後加速度ｈｄｖが車両重量ｍの推定には用いられないものとなるので、車両重量ｍを精度良く推定することができる。
【００４６】
尚、基準車重ｍ０は、車両の積載荷重が「０」のときの車両重量以上であって同車両の積載荷重が規定された最大積載荷重であるときの車両重量以下であれば、如何なる値でも良い。また、積分終了時刻ｔ２との関係上、加速度積分値Ｓａを十分大きな値とすることができる場合には、積分開始時刻を更に遅延させてもよい。この場合、例えば、フィルタ後加速度ｈｄｖがフィルタ後駆動力ｈｆを基準車重ｍ０で除した値（ｈｆ／ｍ）を時刻ｔ１にて下から上へ横切った後、上から下へ横切る時刻（時刻ｔ１’）を積分開始時刻とすることもできる。換言すれば、少なくとも時刻ｔ１以前のフィルタ後加速度ｈｄｖのデータを車両重量ｍの推定に使用しないようにすることで、同車両重量ｍの推定精度を向上することができる。
【００４７】
（速度比による積分終了タイミングの適正化）
上述した様に積分区間を長くする程、加速度積分値Ｓａを大きくすることができ、車両重量ｍの推定精度は向上する。一方、車両の発進後に自動変速機が１速から２速への変速を開始すると、自動変速機３０のトルクの伝達を精度良く推定できないため、速度比ｅによる同駆動力Ｆの推定精度が悪化する。従って、このような変速期間のデータを用いて車両重量ｍを推定すると、その推定精度が悪化する。換言すると、かかる変速期間の開始を適切に判定してフィルタ後加速度ｈｄｖ及びフィルタ後駆動力ｈｆの積分を終了することが重要である。
【００４８】
そこで、速度比ｅが発進後に単調増加し且つ１速から２速の変速が開始されて速度比ｅが大きく変動する前に、ピーク値（最大値）をとることに鑑み、速度比ｅのピーク値が検出された時点を積分終了タイミングｔ２とした。具体的には、速度比ｅが所定値（例えば、０．８８）以上であり、且つ、速度比ｅがサンプリングタイミングにおいて２回連続して減少傾向を示したとき、速度比ｅがピーク値となったと判定し、同時点で積分を終了する。
【００４９】
図８の（Ａ）は、発進時における加速度ｄｖと駆動力Ｆの時間変化を示し、（Ｂ）は同一の時間軸に対する速度比ｅの変化を示すグラフである。（Ｂ）に示した速度比ｅがピーク値をとる時刻ｔｐにて、フィルタ後加速度ｈｄｖ及びフィルタ後駆動力ｈｆの積分を終了すれば、時刻ｔｐ以降の推定精度が良好でないフィルタ後駆動力ｈｆを積分しないため、車両重量ｍの推定精度を向上させることができる。
【００５０】
（実際の作動）
次に、電気制御装置５０が上記した原理に基づいて車両重量ｍを推定する際の作動について、図９〜図１７を参照して説明する。尚、図９〜図１７は、電気制御装置５０のＣＰＵが行う処理を機能ブロック図で表したものである。また、これらの図に示した、各種の信号ｔｈｒｍ、ｗｓｔｐ、ｎｔ、ｎｅ  、ｎｏｕｔは、上記した各センサやスイッチ６１〜６５から得られる信号であり、ｓｉｆｔは上述の変速制御プログラムの実行によりＣＰＵが認識している自動変速機３０の実際の変速段（以下、変速段信号ｓｉｆｔと称す）である。
【００５１】
（処理）
ＣＰＵは、図９に示した様に、タービン回転速度ｎｔとエンジン回転速度ｎｅとから推定駆動力信号Ｆｈａｔを求める推定駆動力計算部１００、推定推定駆動力信号Ｆｈａｔにフィルタ処理を施してフィルタ後駆動力ｈｆを得る駆動力信号のフィルタ処理部２００、出力軸回転速度ｎｏｕｔから加速度信号ｄｖを求める加速度計算部３００、加速度信号ｄｖにフィルタ処理を施してフィルタ後加速度ｈｄｖを得る加速度信号のフィルタ処理部４００、積分区間（積分開始タイミングｔ１と積分終了タイミングｔ２）を決定する積分許可部５００、及び、［数８］に従って車両重量ｍを推定する面積比較部６００からなるプログラム処理を実行する。以下にその処理について、順を追って説明する。
【００５２】
（推定駆動力計算部）
ＣＰＵは、図１０に示した推定駆動力計算部１００の処理を、所定時間ｔｓ（例えば、２０ｍｓｅｃ）毎に実行して、推定駆動力信号Ｆｈａｔを求める。具体的には、ＣＰＵは除算部１１０にてタービン回転速度ｎｔとエンジン回転速度ｎｅを入力し、タービン回転速度ｎｔをエンジン回転速度ｎｅで除することにより、速度比ｅ（＝ｎｔ／ｎｅ）を求める。
【００５３】
次に、ＣＰＵはブロック１２０にて、速度比ｅと積値λ・Ｃ  ｐ  との関係を示すマップ（λ・Ｃｐ  マップと称す）と、除算部１１０にて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。ブロック１２０にて用いられるλ・Ｃｐマップは、予め実験等に基づいて作成され、ＲＯＭ内に記憶されている。このλ・Ｃｐマップは、例えば、自動変速機３０の変速段を１速に固定しておき、積載量を変更することにより、車両重量を種々の値に変化させて車両を走行させ、実際の速度比ｅに対する実際の積値λ・Ｃｐを測定により求めることで決定される。実際の積値λ・Ｃｐは、エンジン１０の実際の出力トルクＴ０（トルクセンサにより計測）及び実際のエンジン回転速度ｎｅ（エンジン回転速度センサから計測）と、［数２］とに基づいて求める。
【００５４】
次に、ＣＰＵは乗算部１３０にてブロック１２０にて求めた積値λ・Ｃｐに［数３］に示した定数ｋを乗じて、ｋ  ・λ・Ｃｐ  を求める。定数ｋは１速のギヤ比ｋ１と、１速のギヤ効率ｋ２と、差動歯車装置のギヤ効率ｋ３の積に、所定の定数ｋ４を乗じた値である。その後、ＣＰＵは駆動力算出部１４０にてｋ  ・λ・Ｃｐにエンジン回転速度ｎｅの２乗値ｎｅ２を乗じて駆動力Ｆ（＝ｋ  ・λ・Ｃｐ  ・ｎｅ２）を計算し、これを推定駆動力信号Ｆｈａｔとして出力する。
【００５５】
（駆動力信号のフィルタ処理部）
駆動力信号のフィルタ処理部２００は、推定駆動力信号Ｆｈａｔを入力し、これに対して種々のフィルタ処理を施して、フィルタ後駆動力ｈｆを求める。具体的には、フィルタ処理部２００は先ず推定駆動力信号Ｆｈａｔをローパスフィルタ２１０に入力し、推定駆動力信号Ｆｈａｔに含まれる第１カットオフ周波数ｆ１以上の高周波ノイズを除去する。この高周波ノイズの主要因は、推定駆動力信号Ｆｈａｔを求める場合に使用したエンジン回転速度ｎｅ、及び、タービン回転速度ｎｔに含まれるセンサノイズである。その後、ローパスフィルタ２１０の出力をノッチフィルタ２２０に入力する。ノッチフィルタ２２０は第１  カットオフ周波数ｆ１より小さい第２カットオフ周波数ｆ２と、第２カットオフ周波数ｆ２より小さい第３カットオフ周波数ｆ３との間の周波数成分を除去する。
【００５６】
次に、ノッチフィルタ２２０の出力をハイパスフィルタ２３０に入力する。ハイパスフィルタ２３０は第３カットオフ周波数ｆ３より小さい１〜２Ｈｚ程度の第４カットオフ周波数ｆ４以下の周波数成分を除去する。ここで、ハイパスフィルタ２３０を採用した理由は、道路勾配θの影響を除去するためである。以上のようにして、駆動力信号のフィルタ処理部２００では、フィルタ後駆動力ｈｆが求められる。
【００５７】
（加速度計算部）
一方、ＣＰＵは図１２に示した加速度計算部３００の処理を、所定時間ｔｓ（例えば、２０ｍｓｅｃ  ）毎に実行して、加速度ｄｖを求めるようになっている。具体的に説明すると、ＣＰＵは出力軸回転速度ｎｏｕｔをローパスフィルタ３１０に入力し、出力軸回転速度ｎｏｕｔに含まれるセンサノイズを除去する。
【００５８】
次に、ローパスフィルタ３１０の出力を微分処理部３２０に入力する。微分処理部３２０では、現時点の出力軸回転速度ｎｏｕｔ（フィルタ３１０の出力）と、所定時間ｔｓ前の同出力軸回転速度ｎｏｕｔ（フィルタ３１０の出力）の差分をとることにより、出力軸回転速度ｎｏｕｔを実質的に時間微分し、車両加速度に応じた信号ｄｎを求める。そして、この信号ｄｎを加速度算出部３３０に入力し、信号ｄｎに所定の定数を乗じて、回転速度を加速度に単位変換し、加速度信号ｄｖを求める。
【００５９】
（加速度信号のフィルタ処理部）
加速度信号のフィルタ処理部４００は、図１３に示す様に、加速度ｄｖを入力し、これに対して駆動力信号のフィルタ処理部２００と同一のフィルタリング処理を施して、フィルタ後加速度ｈｄｖを求める。具体的に説明すると、フィルタ処理部４００は、加速度ｄｖをローパスフィルタ４１０に入力して加速度ｄｖに含まれる第１カットオフ周波数ｆ１以上の高周波ノイズを除去する。その後、ローパスフィルタ４１０の出力をノッチフィルタ４２０に入力する。ノッチフィルタ４２０は第２カットオフ周波数ｆ２と第３カットオフ周波数ｆ３との間の周波数成分を除去するフィルタである。ここで、ノッチフィルタ４２０を採用する理由は、車両の駆動系に発生する捩り及び車両のサスペンションの振動等の振動（変動）成分を加速度ｄｖから除去するためである。
【００６０】
次に、ノッチフィルタ４２０の出力をハイパスフィルタ４３０に入力し、第４カットオフ周波数ｆ４以下の周波数成分を除去することで、道路勾配θの影響を除去して、フィルタ後加速度ｈｄｖを求める。尚、車両によっては第２カットオフ周波数ｆ２は第１カットオフ周波数ｆ１より大きい場合があるか、または、第３カットオフ周波数ｆ３は第４カットオフ周波数ｆ４よりも小さい場合がある。このような場合、ノッチフィルタ４２０は、ローパスフィルタ４１０またはハイパスフィルタ４３０で代用することが可能である。
【００６１】
（積分許可部）
積分許可部５００は、車両重量の推定原理における積分区間（積分開始タイミングｔ１、積分終了タイミングｔ２）を決定する処理である。図１４に示す様に、車両が発進時にあることを検出して積分開始信号ｓｔの値を「０」から「１」に変更する積分開始タイミング決定部５２０と、速度比ｅがピーク値をとったこと等を検出して積分終了信号ｅｎｄの値を「０」から「１」に変更する積分終了タイミング決定部５４０と、排他的論理和部５６０  とから構成される。
【００６２】
図１５に示す積分開始タイミング決定部５２０は、先ず、除算部５２２にて所定時間ｔｓ毎にエンジン回転速度ｎｅとタービン回転速度ｎｔを入力し、速度比ｅ（ｅ  ＝ｎｔ  ／ｎｅ  ）を計算する。次いで、論理判定部５２４にて、ブレーキ作動信号ｗｓｔｐ、スロットルバルブ開度ｔｈｒｍ、速度比ｅ、及び、出力軸回転速度ｎｏｕｔを入力し、ブレーキ作動中でなく（ｗｓｔｐ  ＝０  ）、スロットルバルブ開度が「０」より大きく（ｔｈｒｍ  ＞０  ）、速度比ｅが所定値より大きく（例えば、ｅ  ＞０  ．１）且つ車速が０より大きい（ｎｏｕｔ  ＞０  ）条件が成立したか否かを判定するとともに、これら全ての条件が成立したとき、同条件が成立したこと（車両が発進状態となったこと）を示す信号（例えば、フラグ）を「０」（Ｌ）から「１」（Ｈ）に変更する。これにより、車両が発進状態にあるか否かが判定されるので、論理判定部５２４は車両が発進状態にあるか否かを判定する発進状態判定手段を構成している。
【００６３】
そして、論理判定部５２４からの信号の「０」から「１」への立ち上がりを立ち上がりエッジ検出部５２６により検出し、検出した立ち上がりエッジを遅延部５２８にて所定遅延時間ＴＤ（例えば、１８０ｍｓｅｃ）だけ遅延した後に、論理積部５３０に出力する。この遅延部５２８により、速度比ｅが所定値（例えば、０．１）より大きくなった時点（論理判定部５２４の信号が「０」から「１」へ変化した時点）から遅延時間ＴＤだけ積分開始のタイミング（積分開始許容タイミング）を遅らせるのは、駆動信号のフィルタ処理部２００及び加速度信号のフィルタ処理部４００のフィルタ処理に同遅延時間ＴＤに相当する時間が必要であるが故である。遅延時間ＴＤだけ遅延することなく、フィルタ後加速度ｈｄｖ等の積分を開始すると、路面勾配による影響分がフィルタ処理によって完全に除去される前に積分が開始される為、車両重量ｍの推定精度が悪化する。
【００６４】
また、ＣＰＵは変換部５３２にてフィルタ後駆動力ｈｆを基準車重ｍ０で除して値ｈｆ  ／ｍ０を算出した後、比較部５３４にて値ｈｆ  ／ｍ０とフィルタ後加速度ｈｄｖとを比較する。そして、次に比較部５３４にてこれらの差の絶対値（｜ｈｆ／ｍ０−ｈｄｖ｜）が所定差（例えば、０．６）より小さいか否かを判定し、小さい場合に信号（例えば、状態フラグ）を「０」から「１」に変更する。
【００６５】
論理積部５３０は、遅延部５２８と比較部５３４からの信号を入力し、これらの信号の論理積を立ち上がりエッジ保持部５３６に出力する。そして、立ち上がりエッジ保持部５３６は論理積部５３０の出力信号の立ち上がりエッジを検出し、そのエッジが検出された場合には、出力として積分開始信号ｓｔを「１」とする。
【００６６】
このように、積分開始タイミング決定部５２０は、論理判定部５２４にて速度比ｅが、例えば、０．１より大きくなる等の発進条件が成立したか否かを判定し、その条件が成立した場合には積分開始を許可し、比較部５３４にてフィルタ後加速度ｈｄｖがフィルタ後加速度ｈｆを基準車重ｍ０で除した値（ｈｆ  ／ｍ０  ）と等しくなったか否かを判定する。ここで、両者が等しくなったときには、積分開始を許可するよう積分開始信号ｓｔを「１  」とする。
【００６７】
一方、図１６に示す積分終了タイミング決定部５４０は、先ず、除算部５４２により、所定時間ｔｓ毎にエンジン回転速度ｎｅとタービン回転速度ｎｔを入力して、速度比ｅ（ｅ  ＝ｎｔ  ／ｎｅ  ）を計算する。また、保持部５４４にて所定時間ｔｓ前に求められた前回演算時の速度比ｅを保持し、保持部５４６にて更に所定時間ｔｓ前に求められた前前回演算時の速度比ｅを保持する。推定時間決定部５４０は、除算部５４８にて所定時間ｔｓ毎にタービン回転速度ｎｔと出力軸回転速度ｎｏｕｔを入力し、ギヤ比ｇｉｙａｈｉ（ｇｉｙａｈｉ  ＝ｎｔ  ／ｎｏｕｔ  ）を演算する。
【００６８】
次いで、積分終了タイミング決定部５４０は、論理判定部５５０にて積分開始信号ｓｔ、今回演算された速度比ｅ（ｎ）、前回演算時の速度比ｅ（ｎ−１）、前回演算時の速度比ｅ（ｎ  −２）、及び、ギヤ比ｇｉｙａｈｉを入力し、積分が開始されていて（ｓｔ＝１）、今回の速度比ｅ（ｎ）が第１所定閾値（例えば、０．８８）以上であり、今回の速度比が前回演算時の速度比より小さく（ｅ（ｎ）＜ｅ（ｎ−１））、前回演算時の速度比が前前回演算時の速度比より小さく（ｅ（ｎ−１）＜ｅ（ｎ−２））、且つギヤ比が変速段が１  速にある場合のギヤ比に相当したギヤ比である（ｇｉｙａｈｉ＞３．５）であるか否かを判定する。そして、これら全ての条件が成立したとき、上記した条件が成立したことを示す信号（例えば、状態フラグ）を「０」から「１」に変更する。そして、立ち上がりエッジ保持部５５２は、論理判定部５５０の出力信号の立ち上がりエッジを検出し、その立ち上がりエッジが検出された時点で、出力を「１」にする。
【００６９】
論理判定部５５０において、今回の速度比ｅ（ｎ）が前回演算時の速度比ｅ（ｎ−１）より小さく且つ前回演算時の速度比ｅ（ｎ−１）が前前回演算時の速度比ｅ（ｎ−２）より小さいことを検出（即ち、速度比ｅが２回のサンプリングタイミングにて連続して低下したことを検出）する理由は、速度比ｅがピーク値をとったことを検出するためである。即ち、論理判定部５５０は速度比ピーク判定手段を構成している。また、論理判定部５５０において、速度比ｅ（ｎ）が第１所定閾値より大きいこと（ｅ（ｎ）＞０．８８）を条件の一つとしているのは、速度比ｅが第１所定閾値以下であるとき、仮にノイズ等により２回連続して低下しても、同速度比がピーク値をとったとみなさないようにするためである。また、ギヤ比ｇｉｙａｈｉが所定値以上であることを条件に加えているのは、そのピーク値の検出を変速段が１速にあるときにのみ有効とするためである。
【００７０】
また、積分終了タイミング決定部５４０は、論理判定部５５４を含んでいる。この論理判定部５５４は、何らかの理由により論理判定部５５０にて速度比ｅのピーク値が検出できなかった場合に、積分を終了させるために設けられている。ここでは、積分開始信号ｓｔ、今回の速度比ｅ（ｎ）及びスロットルバルブ開度ｔｈｒｍを入力し、積分が開始されていて（ｓｔ＝１）、今回の速度比ｅ（ｎ）が第１所定閾値よりも大きい第２所定閾値（速度比ｅがほぼ飽和した状態の値で、例えば０．９５）以上であり且つスロットルバルブが全閉でない（ｔｈｒｍ＞０）という条件が成立したか否かを判定する。そして、論理判定部５５４は上記した条件の全てが成立したとき、その条件が成立したことを示す信号（例えば、状態フラグ）を「０」から「１」に変更する。立ち上がりエッジ保持部５５６は、論理判定部５５４の出力信号の立ち上がりエッジを検出し、エッジが検出された時点で出力は「１」となる。
【００７１】
更に、積分終了タイミング決定部５４０は、論理判定部５５８を含む。この論理判定部５５８は、積分開始信号ｓｔ及び変速段信号ｓｉｆｔを入力し、積分が開始されていて（ｓｔ＝１）且つ変速段信号ｓｉｆｔ  が変速段の２速を示しているか否かを判定する。そして、これら全ての条件が成立したとき、その条件が成立したことを示す信号（例えば、状態フラグ）を「０」から「１」（ハイレベル）に変更する。遅延部５６０は、論理判定部５５８のハイレベル信号を所定時間ＴＨ（例えば、５００ｍｓｅｃ）だけ遅延し、立ち上がりエッジ保持部５６２は、遅延部５６０で遅延された出力信号の立ち上がりエッジを検出し、ここで立ち上がりエッジが検出された時点で、出力を「０」から「１」とする。
【００７２】
そして、立ち上がりエッジ保持部５５２、５５６、及び立ち上がりエッジ検出部５６２の各出力は、論理和部５６４に入力される。従って、これらの入力信号の何れか一つが「１」になると、論理和部５６４は積分終了信号ｅｎｄを「０」から「１」にして、面積比較部６００に対して積分終了を指示する。
【００７３】
論理判定部５５８は、変速段が２速に変更されるときには、必ず積分を終了するために設けられている。また遅延部５６０にて遅延処理を施すのは、変速段信号ｓｉｈｔが１速から２速に変化した時点から実際の変速段が２速に変化するまでは相当の時間を要する為、この遅延時間を見込んで積分があまりにも早期に終了することがないようにする。
【００７４】
積分開始タイミング決定部５２０が決定する積分開始信号ｓｔと、積分終了タイミング決定部５４０が決定する積分終了信号ｅｎｄは、図１４に示す排他的論理和部５６０に入力される。排他的論理和部５６０は、積分開始信号ｓｔと積分終了信ｅｎｄの何れか一方の値のみが「１」である場合にのみ出力信号である積分許可信号ｗｅｎの値を「１」に変更し、その他の場合には積分許可信号ｗｅｎの値を「０」に維持する。
【００７５】
図１７に示す面積比較部６００は、［数８］に基づいてフィルタ後駆動力ｈｆとフィルタ後加速度ｈｄｖの積分を行い、車両重量ｍを推定する。具体的に説明すると、面積比較部６００は絶対値計算部６１０にてフィルタ後駆動力ｈｆの絶対値｜ｈｆ｜を求め、積分値計算部６２０に出力する。積分値計算部６２０は、フィルタ後駆動力ｈｆの絶対値｜ｈｆ｜を［数８］に従って積分する。この場合、積分開始タイミングｔ１は、積分許可信号ｗｅｎが「０」から「１」に変化したタイミングであり、積分終了タイミングｔ２は積分許可信号ｗｅｎが「１」から「０」に変化したタイミングである。尚、実際には積分値計算部６２０は、サンプリングタイミング毎にそれまでに得られている積分値Ｓに忘却係数λを乗じ、その値に今回のサンプリングで得られたフィルタ後駆動力の絶対値を加えた値を新たな積分値Ｓとする。そして、この積分値Ｓにサンプリング周期（Ｔ＝ｔｓ）を乗ずる計算を行うことにより、駆動力積分値ＳＦと等価な値を求める。
【００７６】
面積比較部６００は、フィルタ後加速度ｈｄｖに対し、フィルタ後駆動力ｈｆと同様な処理を行う。即ち、面積比較部６００は絶対値計算部６３０にて同フィルタ後加速度ｈｄｖの絶対値｜ｈｄｖ｜を求め、これを［数８］の右辺に従って積分値計算部６４０  にて積分することで加速度積分値Ｓａを求める。この場合も、積分開始タイミングｔ１は、上記積分許可信号ｗｅｎが「０」から「１」に変化したタイミングであり、積分終了タイミングｔ２は同積分許可信号ｗｅｎが「１」から「０」に変化したタイミングである。尚、実際には、積分値計算部６２０はサンプリングタイミング毎にそれまでに得られている積分値Ｓに忘却係数λを乗じ、その値に今回のサンプリングで得られたフィルタ後加速度の絶対値を加えた値を新たな積分値Ｓとし、この積分値Ｓにサンプリング周期（Ｔ＝ｔｓ）を乗ずる計算を行うことで上記加速度積分値Ｓａと等価な値を求める。
【００７７】
面積比較部６００は、積分終了タイミングｔ２（又は、積分終了タイミングｔ２以降の任意の時点）において、除算部６５０にて駆動力積分値ＳＦを加速度積分値Ｓａで除し、推定車両重量となる車両重量ｍ（＝ＳＦ／Ｓａ）を求める。
【００７８】
この様な方法により求めた車両重量ｍは、図１８に示す様に、車両重量設定部７００により最終的な車両重量ｍｆが設定される様になっている。ここでは、車両重量ｍと推定回数入力部７１０に推定回数とを入力し、平均化処理部７２０により、車両重量ｍに対して平均化処理が成される。この場合、最終的な車両重量（推定車両重量）ｍｆを求める際の推定回数は、車両重量が推定されている間は「１」、車両重量が推定されていない間は「０」となるｅｎ信号（イネーブル信号）がＣＰＵより出力され、推定回数入力部７１０に入力されている。本実施形態では、推定回数入力部７１０に入力されるｅｎ信号を推定回数入力部７１０の内部でカウントし、例えば、所定推定回数として「５回」をこえたか否かにより状態切換えが行われ、ｅｎ信号の「１」が所定回数入力部７１０に入力された回数により、初期推定期間でのリミッタ処理が成されるか否かがわけられる。つまり、推定回数が所定推定回数である５回以前の初期推定期間ではリミッタ処理が施されるが、５回以降ではリミッタ処理による補正が解除される様になっている。一方、リミッタ決定部７３０は上限リミッタＬｕおよび下限リミッタＬｄが決定され、平均化された推定車両重量ａｖｍに対して、車両重量補正部７４０にてリミッタ補正を行い、車両重量補正部７４０によって最終的な車両重量ｍｆが求まる様になっている。
【００７９】
上記したリミッタ決定部７３０は、リミッタ初期値を基準として上限リミッタＬｕと下限リミッタＬｄを決定する。一方、平均化処理部７２０により平均化された推定車両重量ａｖｍが計算により求められ、その後、車両重量補正部７４０にて上限リミッタＬｕと下限リミッタＬｄとにより補正が行われる。この場合、平均化された推定車両重量ａｖｍは車両重量の推定を開始した時点から、所定回数（５回）求められるまでの期間（初期推定を行う期間）においては、メモリ（ＲＡＭ）に記憶される推定された車両重量ｍのデータ数が少ない状態となっている。このため、データ数が少ない状態から車両重量ｍｆを求める場合、データの特異点が発生したりするおそれがあることからデータを規制してやることが必要である。
【００８０】
それ故に、本実施形態においては、車両重量ｍの推定を開始してからの間もない初期推定期間において、車両重量推定を行う所定周期の演算によって、所定回数（５回）分までは、平均化された車両重量ａｖｍを計算する。これにより、所定回数（例えば、８回）分の推定車両重量ａｖｍに基づく移動平均が求められる。具体的には、時系列的に最新のデータ（最も新しく推定された車両重量ｍ）から過去８回分の推定された車両重量ｍのデータを記憶する領域および推定された車両重量ｍを８回分平均化された推定車両重量ａｖｍのデータを、記憶する領域をメモリ内に１個確保し、推定された車両重量ｍをＣＰＵは順次記憶する。この場合、平均化された推定車両重量ａｖｍを求める際、８回以前の推定された車両重量ｍのデータは古いデータから順次削除され、順次新しいデータへと更新されてゆく。
【００８１】
【数９】
2004301576.tif 000011
本実施形態においては、初期の重量推定の信頼性を高める為に、初期推定において、図１９に示す初期領域が設定されている。この場合、推定回数が所定回数だけ演算されると、データ数が多くなりＣＰＵにより求めた推定車両重量ｍは信頼できる。即ち、推定された車両重量ｍから求められる平均化された推定車両重量ａｖｍの求められる回数が所定推定回数（５回）より以前の場合には平均化された推定車両重量ａｖｍの補正によってデータを制限する。その後、車両重量の推定回数が所定推定回数に達してそれ以降になると、データ数が初期推定期間に比べて多くなり、車両重量ｍｆは信頼性がもてるものとなる。それ故に、平均化された推定車両重量ａｖｍの推定回数が所定推定回数以前のデータは、所定推定回数以降に比べてデータ数が少なく、データの信頼性が必ずしも良いとは限らないことから、推定開始から推定回数が所定推定回数となる初期推定の期間だけ、予め設定された初期領域内に入るよう、平均化された車両重量ａｖｍを求めて、補正する方法を採用している。
【００８２】
そこで、初期推定期間における車両重量ｍｆの求め方について、以下に説明する。車両は車両毎に、最大積載時の車両重量最大値ｍｍａｘおよび空積時に車両の取り得る車両重量最小値ｍｍｉｎが設定され、車両重量最大値ｍｍａｘと車両重量最小値ｍｍｉｎとの間に車両重量中間値ｍｃが存在する。これは、加速度と駆動力とから推定された推定車両重量ｍを、自動変速機の変速段の設定に用いた場合、初期推定においては車両重量を推定するためのデータが十分揃っていないため、何らかのオフセット値を初期値として設定しないと、以降の推定演算を行うことができなくなってしまう。このため、本実施形態では、車両重量中間値ｍｃと車両重量最小値ｍｍｉｎとの間に初期値を設け、登坂路等においてエンジンブレーキがかかりすぎず、ドライバーに対して違和感を与えない設定となっている。
【００８３】
図１９に示す如く、リミッタ初期値、車両重量最大値ｍｍａｘおよび車両重量最小値ｍｍｉｎで区画されて区分される初期領域において、誤差の少ない安定した車両重量ｍｆを求めるには、推定された車両重量ｍの平均化された推定車両重量ａｖｍが所定推定回数（例えば、５回）求められる前の初期推定期間では、初期領域が設定されている。この初期領域では上記したフィルタ初期値と車両重量最大値ｍｍａｘとにより上限リミッタＬｕが設定されており、初期値から車両重量最小値ｍｍｉｎとにおり下限リミッタＬｄが設定されている。この上限リミッタＬｕおよび下限リミッタＬｄは、［数１０］より求めることができる。
【００８４】
【数１０】
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上式より上限リミッタＬｕおよび下限リミッタＬｄがリミッタ決定部７３０により求められると、リミッタ初期値、上限リミッタＬｕおよび下限リミッタＬｄによって囲まれる領域が初期領域として設定され、この初期領域によって車両重量設定部７４０においてリミッタ補正がなされる。
【００８５】
即ち、重量推定において平均化された推定車両重量ａｖｍの推定回数が所定推定回数（５回）に達するまでは、推定車両重量ｍの８個から成る移動平均によって推定車両重量ａｖｍが求められる。この場合、例えば、車両重量ｍのデータがｄ１，ｄ２，・・・，ｄｎと時系列で順次記憶されるものとすると、平均化された推定車両重量ａｖｍは、推定１回目ではａｖｍ１＝ｄ１、推定２回目ではａｖｍ２＝（ｄ１＋ｄ２）／２，推定３回目ではａｖｍ３＝（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）／３、推定４回目ではａｖｍ４＝（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）／４，推定５回目ではａｖｍ５＝（ｄ１＋ｄ２＋・・＋ｄ５）／５で求められる。この様にして計算された平均化された推定車両重量の値が上限リミッタＬｕおよび下限リミッタＬｄとで囲まれる初期領域内に入っていれば、その値を補正後の車両重量ｍｆとする（図１９では、推定回数が３回目以降の状態）。しかし、平均化された推定車両重量の値が初期領域の範囲外で上限リミッタＬｕより大となると、上限リミッタＬｕにより制限を与え、［数１０］より求められる上限リミッタＬｕの値として補正し、車両重量ｍｆを得る（図１９の推定１回目の状態）。また同様に、平均化された推定車両重量の値が初期領域の範囲外で下限リミッタＬｕより小となると、下限リミッタＬｄにより制限を与え、［数１０］より求められる下限リミッタＬｄの値として補正し、車両重量ｍｆを得る（図１９の推定２回目の状態）。
【００８６】
これにより、車両重量推定を行う初期推定期間においては、推定された車両重量ｍのメモリに記憶さえるデータ数は少ないが、予め初期領域を設定しておき、推定された車両重量ｍを移動平均した値がこの初期領域外になった場合には、データの信頼性を高めるために上限リミッタＬｕ若しくは下限リミッタＬｄによって制限する。これにより、推定回数が少なくデータ量が不足している場合においても、安定した推定車両重量値（フィルタ後の推定車両重量ｍｆ）を求めることができる。しかし、所定推定回数以降では、重量推定を行うデータ数が十分であるとして、初期領域による補正は解除される。  以上説明した様に、本実施形態に示す車両重量推定装置は、フィルタ後加速度ｈｄｖおよびフィルタ後駆動力ｈｆを求め、これらの値の絶対値を所定区間だけ積分する。この積分区間は、車両の発進時であってフィルタ後加速度ｈｄｖに重畳するノイズが過大でない時点（フィルタ後加速度ｈｄｖがフィルタ後駆動力ｈｆにより定まる値（ｈｆ／ｍ０）と略等しくなった時点）から、変速が始まる速度比ｅがピーク値をとるまでの区間とされる。更に、フィルタ後加速度ｈｄｖの絶対値、及びフィルタ後駆動力ｈｆの絶対値の積分に際して忘却係数を導入し、ノイズを多く含むデータの重みを小さくしながら積分を行う。この結果、車両重量を精度良く推定することができる。
【００８７】
尚、本実施形態において上記した積値λ・Ｃｐ  はひとつのマップにて速度比ｅから一時に求めたが、トルク増幅率λ及び容量係数Ｃｐを別々に求めてから両者の積をとっても良い。また、積分開始タイミングｔ１は、比較部５３４を設けることなく、論理判定部５２４の出力が「０」から「１」に立ち上がったタイミングとしても良い。更に、積分終了タイミングｔ２は、速度比ｅがピーク値を取った時点、又は、変速段信号ｓｉｆｔが１速から２速を示す信号に変化した時点から所定（一定）時間前、又は、所定（一定）時間後のタイミングとすることもできる。更に、忘却係数は必ずしも必須ではなく、その値を「１」としても良い。
【００８８】
更に、フィルタ後の推定車両重量ｍｆの算出に用いた初期値は、推定値を重めにした方が良い場合には初期値を車両重量最大値ｍｍａｘ側に設定し、推定値を軽めにした方が良い場合には初期値を車両重量最小値ｍｍｉｎ側に設定すると良い。
【００８９】
【発明の効果】
本発明によれば、車両重量の推定回数が少ない場合（例えば、初期推定において車両重量を推定する場合にデータ数が少なく、データが十分にそろっていない場合）でも、車両毎に予め設定される初期領域（即ち、車両重量最大値および車両重量最小値で定義される領域）内に、必ず車両重量平均値が設定されるので、特異点が現れず、安定した重量推定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両重量推定装置を車両の変速制御装置に適用した場合のシステム構成図である。
【図２】車両の変速マップを示し、（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示す電気制御装置が変速制御を行う場合に使用する変速線図である。
【図３】図１に示す電気制御装置がロックアップ機構のロックアップ制御に用いるマップである。
【図４】車両発進時におけるフィルタ後駆動力を既知の車両重量で除した値とフィルタ後加速度を示したグラフである。
【図５】（Ａ）は車両駆動系の捩り等により加速度に大きな変動が現れる車両の発進時におけるフィルタ後駆動力を既知の車両重量で除した値とフィルタ後加速度を示したグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した値の絶対値の変化を示したグラフである。
【図６】忘却係数を異ならせて、フィルタ後加速度を積分した場合の積分結果を斜線部の面積により表したグラフである。
【図７】車両発進時におけるフィルタ後加速度、フィルタ後駆動力を基準車両重量（基準車重）で除した値及び速度比を示したグラフである。
【図８】（Ａ）は車両発進後から変速開始時までの加速度及び駆動力を示したグラフであり、（Ｂ）は車両発進後から変速開始時までの速度比を示したグラフである。
【図９】図１に示す電気制御装置のマイクロコンピュータが車両重量推定を行う場合の処理を機能ブロックで示したブロック図である。
【図１０】図９に示す推定駆動力計算部を機能ブロックで示したブロック図である。
【図１１】図９に示す駆動力信号のフィルタ処理部を機能ブロックで示したブロック図である。
【図１２】図９に示す加速度計算部を機能ブロックで示したブロック図である。
【図１３】図９に示す加速度信号のフィルタ処理部を機能ブロックで示したブロック図である。
【図１４】図９に示す積分許可部を機能ブロックで示したブロック図である。
【図１５】図１４に示す積分開始タイミング決定部を機能ブロックで示したブロック図である。
【図１６】図１４に示す積分終了タイミング決定部を機能ブロックで示したブロック図である。
【図１７】図９に示す面積比較部を機能ブロックで示したブロック図である。
【図１８】図１７に示す推定車両重量から安定した推定車両重量を得る推定車両重量リミッタ部を機能ブロックで示したブロック図である。
【図１９】図１８に示す車両重量リッミッタ部を推定回数と推定重量平均値とから説明するグラフである。
【符号の説明】
１０  エンジン
２０  トルクコンバータ
３０  自動変速機
５０  電気制御装置
６４  出力軸回転速度センサ（加速度検出手段）
１００  推定駆動力計算部（駆動力推定手段）
２００  駆動力信号のフィルタ処理部（フィルタ後駆動力取得手段）
３００  加速度計算部（フィルタ後加速度取得手段）
６００  面積比較部（車両重量推定手段）
６２０  積分値計算部（駆動力積分手段）
６４０  積分値計算部（加速度積分手段）
７００  車両重量設定部
７２０  平均化処理部（車両重量平均化手段）
７３０  リミッタ決定部（リミッタ決定手段）
７４０  車両重量補正部（車両重量補正手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2004301576.tif 000029
【図１８】
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【図１９】
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