(57)【要約】【課題】ノイズの影響を受け易い逐次の瞬間的なセンサ値を用いることなく、質量推定条件が整った期間について車両質量を精度良く推定できる車両質量推定装置を提供する。【解決手段】積載荷重を含めた車両重量に対応する質量ｍｖを推定する装置で、走行駆動出力および車速を含む走行状態を検出する走行状態検出部と、予め設定した推定許可条件が成立する質量推定期間内の走行状態検出部の検出情報に基づき、質量推定期間内における走行駆動源の出力による仕事量Ｗｐおよび質量推定期間内における車両の走行抵抗に起因する抵抗仕事量Ｗａｉｒを算出するエネルギ算出部と、走行駆動源の仕事量Ｗｐおよび抵抗仕事量Ｗａｉｒを含む質量推定期間内の車両の駆動に使用される投入仕事量と質量推定期間内における車両の力学的エネルギの変化量とに基づいて車両の質量ｍｖを算出する質量算出部とを備える。【選択図】図４
2016217851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載荷重を含めた車両重量に対応する質量を車両の走行中に推定する車両質量推定装置であって、
前記車両の走行駆動源の出力および車速を含む走行状態を検出する走行状態検出部と、
予め設定した推定許可条件が成立する質量推定期間内における前記走行状態検出部の検出情報に基づき、前記質量推定期間内における前記走行駆動源の出力による仕事量、および、前記質量推定期間内における前記車両の走行抵抗に起因する抵抗仕事量を算出するエネルギ算出部と、
前記走行駆動源の出力による仕事量および前記抵抗仕事量を含む前記質量推定期間内の前記車両の駆動に使用される投入仕事量と、前記質量推定期間内における前記車両の力学的エネルギの変化量とに基づいて、前記車両の質量を算出する質量算出部と、を備えたことを特徴とする車両質量推定装置。
【請求項２】
前記走行状態検出部の検出情報に基づいて前記車両の走行中に前記推定許可条件が所定時間にわたって成立するか否かを判定する過渡状態通過判定部をさらに備え、
前記過渡状態通過判定部により前記推定許可条件が前記所定時間にわたって成立したと判定されたことを条件に、前記エネルギ算出部が、前記所定時間の後の前記質量推定期間内における前記走行駆動源の出力による仕事量および前記抵抗仕事量を算出し、
前記質量算出部は、前記走行駆動源の出力による仕事量および前記抵抗仕事量を積算して、前記質量推定期間内における前記車両の前記投入仕事量を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両質量推定装置。
【請求項３】
少なくとも前記車両の前記車速が所定車速以下であって前記走行駆動源の出力の絶対値が予め設定された一定値以上であることを条件に前記推定許可条件が成立すると判定し、少なくとも前記車両に装備された固体摩擦式のブレーキによって前記車両が制動されていることを条件に、前記推定許可条件が成立しないと判定する推定許可条件判定部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両質量推定装置。
【請求項４】
前記走行状態検出部が、前記車両の標高を検出し、
前記エネルギ算出部が、少なくとも前記質量推定期間の開始時点と終了時点の双方で、前記車両の前記車速に応じた運動エネルギと、前記車両の前記標高に応じた位置エネルギとを質量で除した値に相当する、それぞれの対応値を算出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車両質量推定装置。
【請求項５】
前記質量算出部によって算出された前記車両の質量の値を読出し出力および書換え可能に記憶する質量記憶部と、
前記質量算出部により前記車両の質量が算出されたとき、前記質量推定期間内における前記走行状態検出部のいずれかの検出値または前記エネルギ算出部で算出されたいずれかの算出値を基に、該算出された前記車両の質量の値の信頼性の有無を判定する推定値信頼性判定部と、
前記推定値信頼性判定部の判定結果に応じて前記質量記憶部に記憶される前記車両の質量の値を選択的に書き換えて更新する記憶値更新処理部と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の車両質量推定装置。
【請求項６】
前記走行状態検出部が、前記車両の走行駆動源の出力の少なくとも一部として、前記車両に電力回生可能に搭載された電動機からの出力を検出し、
前記エネルギ算出部が、前記質量推定期間内における前記電動機からの出力による仕事量を算出することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の車両質量推定装置。
【請求項７】
積載荷重を含めた車両重量に対応する質量を車両の走行中に推定する車両質量推定方法であって、
前記車両の走行駆動源の出力および車速を含む走行状態を検出する走行状態検出ステップと、
前記走行状態の検出情報に基づき、予め設定した推定許可条件が前記車両の走行中に成立したことを条件に、予め設定された単位時間内における前記走行駆動源の出力による仕事量、および、前記単位時間内における前記車両の走行抵抗に起因する抵抗仕事量を算出するエネルギ算出ステップと、
前記エネルギ算出ステップの実行時における前記車両の標高の変化を算出する標高算出ステップと、
前記走行駆動源の出力による仕事量および前記抵抗仕事量を所定積算時間にわたり積算して、該所定積算時間に対応する質量推定期間内の前記車両の駆動に使用される投入仕事量と、該投入仕事量に応じた前記質量推定期間内の前記車速および前記標高の変化を伴う前記車両の力学的エネルギの変化量とに基づいて、前記車両の質量を算出する質量算出ステップと、を含むことを特徴とする車両質量推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両質量推定装置および車両質量推定方法に関し、特に積載荷重を含めた車両重量に対応する質量を車両の走行中に推定する車両質量推定装置および車両質量推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックやバス等といった比較的大型の車両においては、車両のみの重量に対し積み荷の積載荷重あるいは乗車人数分の積載荷重の比率が高くなり得るため、そのような荷重を含めたいわゆる車両重量が大きく変化することが多い。また、大型車両以外でも、装着品や搭載品の重量が大きく、その荷重の有無により車両重量が大きく変化するものもある。
【０００３】
そのような車両においては、近時の燃費やドライバビリティに対する要求に応えるべく、積載荷重を含めた車両重量に応じて、的確な走行駆動制御を行うのが望ましい。
【０００４】
そこで、従来、原動機による車両の駆動力と車両前後方向の加速度とを基に、車両の運動方程式から、積載荷重を含めた車両重量に対応する質量を車両走行中に推定する装置や方法が提案されている。
【０００５】
この種の車両質量推定装置および車両質量推定方法として、例えば車両の加速度および駆動力の信号から路面勾配の変化に起因する低周波成分を除去し、かつ、車両が所定加速度以上となる発進状態において重量推定することで、推定精度を高めるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、車両の移動距離とＧＰＳ（全地球測位システム）センサ情報等から得た標高変化とを基に路面勾配を演算し、その路面勾配と、車両の速度、加速度および出力トルクとを基に、車両の運動方程式を用いて車両重量を推定するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−８１９８９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１６８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のような従来の車両質量推定装置および車両質量推定方法にあっては、加速度センサの検出信号のような逐次の瞬間的なセンサ値を基に、車両の運動方程式を用いて車両質量を推定する構成であっため、センサノイズの影響や測定誤差の影響を常時直接的に受けることになり、十分な質量推定精度が得られないという問題があった。
【０００９】
また、加速度センサの検出信号等からノイズを除去するフィルタ処理等の処理負荷も大きかった。
【００１０】
そのため、従来の車両にあっては、車両質量を精度良く推定して車両の走行駆動出力（走行駆動用の動力源の出力）をきめ細かく制御し、近時の燃費やドライバビリティに対する要求に十分に応えることができなかった。
【００１１】
そこで、本発明は、車両質量を精度良く推定できる車両質量推定装置および車両質量推定方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る車両質量推定装置は、上記目的達成のため、積載荷重を含めた車両重量に対応する質量を車両の走行中に推定する車両質量推定装置であって、前記車両の走行駆動源の出力および車速を含む走行状態を検出する走行状態検出部と、予め設定した推定許可条件が成立する質量推定期間内における前記走行状態検出部の検出情報に基づき、前記質量推定期間内における前記走行駆動源の出力による仕事量、および、前記質量推定期間内における前記車両の走行抵抗に起因する抵抗仕事量を算出するエネルギ算出部と、前記走行駆動源の出力による仕事量および前記抵抗仕事量を含む前記質量推定期間内の前記車両の駆動に使用される投入仕事量と、前記質量推定期間内における前記車両の力学的エネルギの変化量とに基づいて、前記車両の質量を算出する質量算出部と、を備えたものである。
【００１３】
この構成により、本発明の車両質量推定装置では、車両走行中に予め設定した推定許可条件が成立する質量推定期間内の検出情報を基に、瞬間的なセンサノイズ等の影響を受け難い車両の投入仕事量および力学的エネルギの変化量を基に車両の質量が推定される。その結果、車両の質量が精度良く推定可能となる。
【００１４】
また、質量推定期間中の車両の投入仕事量と、その投入仕事量に応じた車両の力学的エネルギの変化量とをエネルギ保存則に従って等しく関係付け得る程度に、推定許可条件と質量推定期間の長さとを設定しておくことにより、車両の質量を精度良く算出可能となる。
【００１５】
本発明の車両質量推定装置においては、前記走行状態検出部の検出情報に基づいて前記推定許可条件が所定時間にわたって成立するか否かを判定する過渡状態通過判定部をさらに備え、前記過渡状態通過判定部により前記推定許可条件が前記所定時間にわたって成立したと判定されたことを条件に、前記エネルギ算出部が、前記所定時間の経過後の前記質量推定期間内における前記走行駆動源の出力による仕事量および前記抵抗仕事量を算出し、前記質量算出部は、前記走行駆動源の出力による仕事量および前記抵抗仕事量を積算して、前記質量推定期間内における前記車両の前記投入仕事量を算出するようにしてもよい。
【００１６】
このようにすると、推定許可条件の成立時間が所定時間未満の短時間で推定誤差を招来し易い過渡状態が、質量推定期間に含まれなくなり、推定精度が向上する。しかも、所定時間経過後（過渡状態通過後）の質量推定期間内における走行駆動源の出力による仕事量および抵抗仕事量が積算されることで、瞬間的なセンサノイズ等の影響をより受け難いものとなる。
【００１７】
また、本発明の車両質量推定装置においては、少なくとも前記車両の前記車速が所定車速以下であって前記走行駆動源の出力の絶対値が予め設定された一定値以上であることを条件に前記推定許可条件が成立すると判定し、少なくとも前記車両に装備された固体摩擦式のブレーキによって前記車両が制動されていることを条件に、前記推定許可条件が成立しないと判定する推定許可条件判定部をさらに備えたものであってもよい。
【００１８】
この構成により、投入仕事量に応じた車両の力学的エネルギの変化、特に車速に対応する運動エネルギの変化がより的確に生じる推定許可条件および質量推定期間が設定でき、質量推定精度を高めることができる。走行駆動源の出力の絶対値が予め設定された一定値以上であることには、加速要求に対応する走行駆動方向の出力が一定値以上である場合のみならず、エンジンブレーキや排気ブレーキ、回生ブレーキ等の作動に伴う制動方向の出力トルクの絶対値が一定値以上である場合が含まれる。
【００１９】
本発明の車両質量推定装置においては、前記走行状態検出部が、前記車両の標高を検出し、前記エネルギ算出部が、少なくとも前記質量推定期間の開始時点と終了時点の双方で、前記車両の前記車速に応じた運動エネルギと、前記車両の前記標高に応じた位置エネルギとを質量で除した値に相当する、それぞれの対応値を算出するものであってよい。
【００２０】
この場合、車両の運動エネルギのみならず、位置エネルギの変化量についても、それらの対応値を的確に把握した上で、車両の力学的エネルギ変化量（対応値）を的確に把握でき、質量推定精度が向上する。
【００２１】
本発明の車両質量推定装置においては、前記質量算出部によって算出された前記車両の質量の値を読出し出力および書換え可能に記憶する質量記憶部と、前記質量算出部により前記車両の質量が算出されたとき、前記質量推定期間内における前記走行状態検出部のいずれかの検出値または前記エネルギ算出部で算出されたいずれかの算出値を基に、該算出された前記車両の質量の値の信頼性の有無を判定する推定値信頼性判定部と、前記推定値信頼性判定部の判定結果に応じて前記質量記憶部に記憶される前記車両の質量の値を選択的に書き換えて更新する記憶値更新処理部と、をさらに備えた構成でもよい。
【００２２】
この構成により、車両走行中に質量推定値を適時に更新でき、例えば車両の走行停止中に積載荷重が大きく変化しても、その直後の走行時に質量推定値が最新の値に更新可能となる。
【００２３】
本発明の車両質量推定装置においては、前記走行状態検出部が、前記車両の走行駆動源の出力の少なくとも一部として、前記車両に電力回生可能に搭載された電動機からの出力を検出し、前記エネルギ算出部が、前記質量推定期間内における前記電動機からの出力による仕事量を算出するものであってもよい。
【００２４】
この構成により、走行駆動源の少なくとも一部が発電可能な電動機によって構成される車両の質量を精度良く推定できる。
【００２５】
本発明に係る車両質量推定方法は、積載荷重を含めた車両重量に対応する質量を車両の走行中に推定する車両質量推定方法であって、前記車両の走行駆動源の出力および車速を含む走行状態を検出する走行状態検出ステップと、前記走行状態の検出情報に基づき、予め設定した推定許可条件が前記車両の走行中に成立したことを条件に、予め設定された単位時間内における前記走行駆動源の出力による仕事量、および、前記単位時間内における前記車両の走行抵抗に起因する抵抗仕事量を算出するエネルギ算出ステップと、前記エネルギ算出ステップの実行時における前記車両の標高の変化を算出する標高算出ステップと、前記走行駆動源の出力による仕事量および前記抵抗仕事量を所定積算時間にわたり積算して、該所定積算時間に対応する質量推定期間内の前記車両の駆動に使用される投入仕事量と、該投入仕事量に応じた前記質量推定期間内の前記車速および前記標高の変化を伴う前記車両の力学的エネルギの変化量とに基づいて、前記車両の質量を算出する質量算出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２６】
この構成により、本発明の車両質量推定方法では、予め設定した推定許可条件が成立する質量推定期間内の検出情報を使用することで、さらに、瞬間的なセンサノイズ等の影響を受け難い質量推定期間内の車両の投入仕事量および力学的エネルギの変化量を基に車両の質量を推定することで、車両の質量を精度良く算出可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、車両質量を精度良く推定することができる車両質量推定装置および車両質量推定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両質量推定装置を搭載した車両の走行状態説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両質量推定装置を搭載した車両の走行駆動制御システムの構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両質量推定装置を構成するハイブリッドＥＣＵのブロック構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る車両質量推定装置における質量推定処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る車両質量推定装置を搭載した車両の登坂走行時の走行状態を示す作用説明図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両質量推定装置を搭載した車両の降坂走行時の走行状態を示す作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
図１ないし図３は、本発明の一実施形態に係る車両質量推定装置とその装置を備えた車両の走行駆動制御システムを示している。
【００３１】
まず、本実施形態の構成について説明する。
【００３２】
図１および図２に示すように、本実施形態の車両１は、比較的大型であるトラックとなっており、この車両１は、前輪２および複数組の後輪３により支持される本体フレーム５上に運転台であるキャブ６と、箱型の荷台７とを有している。また、車両１は、本体フレーム５に沿って、その前方側から、ハイブリッド型の走行駆動ユニット１１と、その出力を後輪３側に伝達するプロペラシャフト１２と、プロペラシャフト１２および後輪３の間に介在するディファレンシャル装置１３および左右の駆動軸１４Ｌ、１４Ｒとを備えている。車両１は、さらに、図示しない公知のサスペンション装置、燃料タンク、操舵機構、固体摩擦式のブレーキ装置であるサービスブレーキ等を有している。
【００３３】
車両１の走行駆動源（走行駆動用の動力源）である走行駆動ユニット１１は、エンジン２１、オートクラッチ２２、モータ２３、ＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｍａｎｕａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）２４、高圧バッテリ２５およびインバータ２６を含んで構成されている。
【００３４】
エンジン２１は、多気筒の内燃機関、例えば４サイクルディーゼルエンジンである。
【００３５】
オートクラッチ２２は、エンジン２１の出力軸とモータ２３の主軸とを動力伝達可能に接続したりその接続を遮断したりする機能を有しており、詳細を図示しないが、クラッチ操作を行うスレーブシリンダへの流体圧の給排をクラッチマスタシリンダにより制御することで、断接の切り換えが可能になっている。
【００３６】
モータ２３は、供給される電力を回転動力に変換して出力する電動機の機能と、入力された回転動力を電力に変換し出力する発電機の機能とを併有する電動発電機である。このモータ２３は、電動機として機能するとき、エンジン２１を燃費効率の高い運転領域で運転するためにエンジン２１の出力をアシストする回転動力、あるいは、エンジン２１の停止中に車両１を走行駆動可能な回転動力を出力可能である。また、モータ２３は、車両１の回生ブレーキ作動時にインバータ２６と協働して後輪３側に制動トルクを出力するとともに発電機として作動し、高圧バッテリ２５に電力回生できるようになっている。
【００３７】
ＡＭＴ２４は、本体フレーム５に対しモータ２３と一体にマウントされた公知の変速機で、手動変速機と同様な多段の歯車変速機構を自動制御可能に内蔵しており、オートクラッチ２２と協働して多段の円滑な変速動作を行うことができる。
【００３８】
高圧バッテリ２５は、モータ２３に電力を供給可能で、かつ、モータ２３により回生される電力を蓄えることができる二次電池である。インバータ２６は、高圧バッテリ２５の電圧を昇圧させるとともにモータ２３の三相交流に変換する機能を有している。これら高圧バッテリ２５およびインバータ２６は、大型のハイブリッド自動車に通常搭載されているものと同様なものである。
【００３９】
走行駆動ユニット１１は、図２および図３に示す制御装置３０により制御される。
【００４０】
この制御装置３０は、複数の電子制御ユニット、例えばハイブリッドＥＣＵ３１、エンジンＥＣＵ３２、バッテリＥＣＵ３３および他のＥＣＵ３４を含んで構成されている。
【００４１】
ハイブリッドＥＣＵ３１は、少なくともドライバからの加速要求に応じた走行駆動ユニット１１のトータルの出力値を算出するとともに、現在の車速やエンジン回転速度等を基に、走行駆動ユニット１１のエネルギ効率が高い運転条件となるように、エンジン２１に要求されるトルクＴｅおよびモータ２３に要求されるトルクＴｍ等を逐次算出する。そして、そのトルクＴｅを指令値としてエンジンＥＣＵ３２に出力し、トルクＴｅを指令値として後述する内蔵のＭＧ制御部６１に取り込ませるようになっている。
【００４２】
エンジンＥＣＵ３２は、要求されるトルクＴｅを基にエンジン２１の出力を制御する各種のプログラムやマップを内蔵している。このエンジンＥＣＵ３２は、トルクＴｅの指令値を入力すると、その指令値に対応する燃料噴射量や噴射時期等を算出し、エンジン２１を制御するようになっている。
【００４３】
バッテリＥＣＵ３３は、高圧バッテリ２５の放電量および回生量を常時監視し、高圧バッテリ２５の全電池容量に対する充電量比率に相当するＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）［％］を算出して、ハイブリッドＥＣＵ３１に出力する。
【００４４】
ハイブリッドＥＣＵ３１は、このＳＯＣの変動範囲を高圧バッテリ２５の寿命や信頼性等の面で好適な範囲内に維持するように、モータ２３による駆動出力や回生ブレーキ作動の制御を行うようになっている。
【００４５】
他のＥＣＵ３４は、詳細を図示しないが、例えばブレーキ制御、スキッド制御、操舵制御その他の制御をつかさどる複数のＥＣＵである。
【００４６】
ハイブリッドＥＣＵ３１は、他のＥＣＵ３４のうち例えばブレーキＥＣＵあるいはスキッドＥＣＵと協働して、後輪３の空転を抑制するアンチロックブレーキ制御やトラクションコントロールを実行できるようになっている。例えば、ハイブリッドＥＣＵ３１は、スキッドＥＣＵと協働して、左右の駆動軸１４Ｌ、１４Ｒの回転速度を検出する車輪速センサ等の検出情報を基に、低μ路でのタイヤスリップ等により駆動力が変動し始める時にモータ２３の出力トルクを変化させることで、ドライバの加速要求操作に応じた駆動力を路面に的確に伝える制御を実行することができる。
【００４７】
ハイブリッドＥＣＵ３１は、より具体的には、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、バックアップメモリ４４、入力インターフェース回路４５、出力インターフェース回路４６およびＣＡＮ通信用の通信インターフェース回路４７を含んで構成されている。
【００４８】
ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３に予め格納されたハイブリッド制御プログラムに従って、ＲＡＭ４２との間でデータを授受しながら、例えば走行駆動ユニット１１のトータルの出力値を算出し、さらに、現在の車速Ｖや変速機入力回転速度ωｉｎｐｕｔ等のセンサ情報と、エンジン２１の機関性能やモータ２３の特性に関するバックアップメモリ４４内のマップＭ１の情報を基に、走行駆動ユニット１１のエネルギ効率が高い動作条件となるよう、エンジン２１に要求されるトルクＴｅおよびモータ２３に要求されるトルクＴｍの指令値を算出する。そして、算出したトルクＴｅの指令値をエンジンＥＣＵ３２に出力し、モータトルクＴｅの指令値を内蔵するＭＧ制御部６１に取り込ませる。
【００４９】
バックアップメモリ４４は、ＣＰＵ４１の停止時にも記憶情報を保持可能なメモリで、例えばＥＥＰＲＯＭにより構成されている。
【００５０】
入力インターフェース回路４５には、車両１の走行状態を検出するセンサ群として、例えばアクセル開度センサ５１、車速センサ５２、シフトスイッチ５３、変速機入力回転速度センサ５４、ブレーキスイッチ５５、ブレーキ液圧センサ５６、Ｇセンサ５７（加速度センサ）およびＧＰＳセンサ５８が接続されている。そして、これらセンサ群５１ないし５８からの検出情報が、ＣＰＵ４１に取り込まれるようになっている。
【００５１】
出力インターフェース回路４６には、オートクラッチ２２、ＡＭＴ２４およびインバータ２６等が接続されており、オートクラッチ２２の接続か遮断かの要求、ＡＭＴ２４への変速指令、モータ２３に要求されるトルク指令値Ｔｍ等が、ＣＰＵ４１から出力される。
【００５２】
通信インターフェース回路４７には、エンジンＥＣＵ３２、バッテリＥＣＵ３３および他のＥＣＵ３４等が接続されており、例えばＣＰＵ４１からエンジンＥＣＵ３２にトルク指令値Ｔｅが出力され、エンジンＥＣＵ３２からＣＰＵ４１にエンジン回転速度や吸気温度等が入力される。また、バッテリＥＣＵ３３および他のＥＣＵ３４に対しても相互に必要な制御値や検出値に関する情報の通信がなされる。
【００５３】
また、ＲＯＭ４３には、ハイブリッド制御プログラムと協働する他の複数の制御プログラムが格納されており、バックアップメモリ４４には、ハイブリッド制御プログラムおよび他の複数の制御プログラム（以下、これらを総称して複数の制御プログラムという）で使用される各種の設定値やマップ等が記憶されている。
【００５４】
ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３内の複数の制御プログラムにより、図３に機能ブロック図で示すような複数の機能部を構成している。すなわち、ＣＰＵ４１は、機能的に、前述のＭＧ制御部６１の他に、走行状態検出部６２、第１条件判定部６３、第２条件判定部６４、環境情報検出部６５、駆動源出力仕事量算出部６６、抵抗仕事量算出部６７、力学的エネルギ算出部６８および質量算出部６９を構成している。
【００５５】
そして、ＣＰＵ４１は、これら複数の機能部６２ないし６８を有することで、車両１の積載荷重を含めた車両重量に対応する質量ｍｖを車両１の走行中に推定する車両質量推定装置として機能するようになっている。また、ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１が車両質量推定装置として機能する間、その質量推定値を算出するために必要な検出情報およびその検出情報を基に算出した値を逐次記憶可能な作業メモリ領域を有している。
【００５６】
走行状態検出部６２は、車両１の走行状態を示す検出情報として、少なくともＭＧ制御部６１やインバータ２６からのトルクＴｍおよびモータ回転速度の情報を基に走行駆動ユニット１１の出力を検出するとともに、車輪速センサで構成される車速センサ５２からの車輪速検出信号を基に車速Ｖおよび車両加速度を検出するようになっている。
【００５７】
この走行状態検出部６２は、他の検出情報として、アクセル開度センサ５１の検知信号からアクセル開度を、シフトスイッチ５３の検知信号からＡＭＴ２４に要求されるシフト位置またはシフト方向を、変速機入力回転速度センサ５４の検知信号からＡＭＴ２４の入力軸回転速度ωｉｎｐｕｔを、それぞれ検出する。また、走行状態検出部６２は、ブレーキスイッチ５５の検知信号からサービスブレーキである常用のフットブレーキの踏込みの有無を、ブレーキ液圧センサ５６の検知信号からブレーキ液圧を、Ｇセンサ５７の検知信号から路面凹凸による上下方向の加速度、路面勾配および標高を、ＧＰＳセンサ５８の検知信号から現在位置を、それぞれ検出するようになっている。なお、ＧＰＳセンサ５８は、路面勾配および標高の検出に使用することもできる。
【００５８】
第１条件判定部６３は、走行状態検出部６２で検出される車両１の走行状態に基づいて、車両１の走行中に予め設定した推定許可条件が成立する可否かを判定する推定許可条件判定部の機能を有しており、例えば次の条件（Ｃ１）ないし（Ｃ５）がすべて成立するときに推定許可条件が成立したと判定するようになっている。
【００５９】
（Ｃ１）ブレーキスイッチ５５がＯＦＦ（ブレーキペダルに踏力が加えられていない状態）であること、または、ブレーキスイッチ５５がＯＮ（ブレーキペダルに踏力が加えられている状態）であるものの、ブレーキ液圧が所定液圧値以下でサービスブレーキによる熱エネルギ変換量が非常に小さいこと、
（Ｃ２）車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）が予め設定された規定値以下であること、
（Ｃ３）オートクラッチ２２が接続または遮断状態であり、切換え途中でないこと、
（Ｃ４）パーキングブレーキが作動していないこと、
（Ｃ５）トルクＴｅ、Ｔｍの合算値で表される走行駆動ユニット１１の出力トルクの絶対値が予め設定した一定値以上であること、具体的には、出力トルク値が加速時の許可下限トルク  Ｔｒｑ_Ａｃｃ以上（Ｔｅ＋Ｔｍ  ≧Ｔｒｑ_Ａｃｃ）であるか、または、出力トルク値が減速時の許可上限トルク  Ｔｒｑ_Ｄｅｃ以下（Ｔｅ＋Ｔｍ  ≦  Ｔｒｑ_Ｄｅｃ）であること。
【００６０】
第１条件判定部６３は、また、前述の推定許可条件が成立した場合に、走行状態検出部６２の検出情報に基づいて、推定許可条件が短時間だけ成立するものの走行状態が質量推定誤差を招来し易い過渡状態を抜けているか、すなわち、過渡状態を通過し脱しているか否かを判定する過渡状態通過判定部の機能を併有している。
【００６１】
車両１の走行状態が前述の過渡状態を抜けているか否かの判定は、繰り返し実行され、推定許可条件である条件（Ｃ１）ないし（Ｃ５）のすべてが車両１の走行中に成立した時点から所定時間後の初回は推定許可条件がその成立時点から所定時間成立し続けたか否か、２回目以降はその成立時点から所定時間以上成立し続けたか否かが判定される。
【００６２】
具体的には、第１条件判定部６３は、車両走行中に推定許可条件が成立すると、その推定許可条件の成立時点から所定時間、例えば２秒が経過するまで、所定の繰返し周期で条件（Ｃ１）ないし（Ｃ５）のすべてが成立しているか否かを繰り返し判定し、所定時間にわたり推定許可条件が成立し続けたか否かを判定するようになっている。第１条件判定部６３は、また、推定許可条件の成立時点から所定時間が経過した後でも、推定許可条件が不成立となるまで、条件（Ｃ１）ないし（Ｃ５）のすべてが成立したか否かを繰返し判定するようになっている。
【００６３】
第２条件判定部６４は、走行状態検出部６２での検出情報および第１条件判定部６３での判定結果の情報に基づいて、推定許可条件の成立時点から所定時間にわたり推定許可条件が成立し続けたと判定された場合に、推定許可条件である条件（Ｃ１）ないし（Ｃ５）のすべてが所定時間の経過後の質量推定期間にわたり成立し続けたか否かを判定するようになっている。ここにいう質量推定期間は、例えば５秒間である。
【００６４】
具体的には、第２条件判定部６４は、推定許可条件の成立時点から所定時間以上にわたり推定許可条件が成立し続け、第１条件判定部６３により所定の繰返し周期で推定許可条件の成立時点から所定時間または所定時間以上にわたり推定許可条件が成立し続けたと判定され、後述する逐次のエネルギ算出および算出値の積算処理が終了する度に、前述の所定時間の経過時点から所定積算時間である質量推定期間が経過したかを判定するようになっている（詳細は後述する）。
【００６５】
質量推定期間および所定時間は、それぞれ固定値として予め設定され、ＲＯＭ４３内にそれぞれ記憶格納されている。ただし、質量推定期間は、車両１の走行状態に応じて可変設定される時間であってもよく、その場合、第２条件判定部６４は、質量推定期間を可変設定する機能を併有し得る。
【００６６】
第１条件判定部６３は、推定許可条件である条件（Ｃ１）ないし（Ｃ５）が成立するか否かを判定するとき、少なくとも車速Ｖが所定車速以下であって走行駆動ユニット１１の出力の絶対値が予め設定された一定値以上であることを条件に推定許可条件が成立すると判定し、少なくとも車両１に装備された固体摩擦式のブレーキによって車両１が制動されていることを条件に、推定許可条件が成立しないと判定することになる。
【００６７】
環境情報検出部６５は、例えばＧセンサ５７の検出信号から走行路面の凹凸高さや路面勾配角度θおよび標高を算出したり、ＧＰＳセンサ５８の検出信号から車両１の現在位置を検出したりするようになっている。バックアップメモリ４４内には、環境情報検出部６５による標高算出用または標高補正用のマップＭ２が格納されている。
【００６８】
また、環境情報検出部６５は、エンジンＥＣＵ３２から吸気温度を取り込み、その吸気温度と標高を基に、段階的な標高ごとの気温に応じた空気密度を記憶しているマップＭ３を参照して空気密度ρを算出する。なお、現在地の気圧ｐを気温（ｔ）や標高から推定し、空気密度ρを算出（ρ≒１０００ｐ／｛２．８７（ｔ＋２７３．１５）｝）してもよい。
【００６９】
駆動源出力仕事量算出部６６は、第１条件判定部６３により推定許可条件の成立時点から所定時間以上にわたり推定許可条件が成立し続けたと判定された場合であって、例えば車両１が加速状態で、Ｔｅ＋Ｔｍ ≧ ０となるとき、次式（１）により、今回の質量推定期間内における走行駆動ユニット１１の出力によってなされた仕事量Ｗｐ_ｓｕｍを算出する。すなわち、駆動源出力仕事量算出部６６は、前述の過渡状態の通過後、予め設定された微小時間ごとの走行駆動ユニット１１の出力によってなされた逐次の仕事量Ｗｐを算出するとともに、その仕事量Ｗｐを時間ｔｅｎｄまでの所定積算時間にわたり積算して、仕事量Ｗｐ_ｓｕｍを算出するようになっている。
【数１】
2016217851.tif 000003
ここで、Ｔｅは、エンジン出力トルク、Ｔｍは、モータ出力トルク、ωｉｎｐｕｔは、変速機入力回転速度（ＡＭＴ２４の入力軸の角速度）、ｇｔｍは、選択されているトランスミッションギヤ比、ηｔｍ（ｇｔｍ）は、トランスミッションギヤ伝達効率（変速ギヤ比ｇｔｍにおける伝達効率）、ｇｄｉｆｆは、ディファレンシャルギヤ比、ηｄｉｆｆは、ディファレンシャルギヤ伝達効率である。
【００７０】
バックアップメモリ４４内には、車両前面投影面積Ａ、空気抵抗係数ＣＤ、エンジン２１の慣性モーメントＪｅ、モータ２３の慣性モーメントＪｍ、車輪の慣性モーメントＪｗｈ、転がり抵抗係数μｒｏｔ、変速段数分のトランスミッションギヤ比ｇｔｍ、トランスミッションギヤ伝達効率ηｔｍ（ｇｔｍ）、ディファレンシャルギヤ比ｇｄｉｆｆ、ディファレンシャルギヤ伝達効率ηｄｉｆｆ等が予め書き込まれている。
【００７１】
駆動源出力仕事量算出部６６は、また、第１条件判定部６３により推定許可条件の成立時点から所定時間以上にわたり推定許可条件が成立し続けたと判定された場合であって、車両１が回生ブレーキによる、もしくはエンジンブレーキと回生ブレーキを併用する減速状態にあり、Ｔｅ＋Ｔｍ＜０となるとき、次式（２）により、今回の質量推定期間内における走行駆動ユニット１１の出力によってなされた仕事量Ｗｌｏｓｓ_ｓｕｍを算出する。すなわち、駆動源出力仕事量算出部６６は、このとき、予め設定された微小時間ごとの走行駆動ユニット１１の出力によってなされた逐次の仕事量Ｗｌｏｓｓを算出するとともに、その仕事量Ｗｌｏｓｓを時間ｔｅｎｄまでの所定積算時間にわたり積算して、仕事量Ｗｌｏｓｓ_ｓｕｍを算出するようになっている。
【数２】
2016217851.tif 000004
ここで、Ｔｅ＋Ｔｍ＜０であるが、式中の各パラメータは、式（１）と同様である。
【００７２】
すなわち、駆動源出力仕事量算出部６６は、前述の所定時間の経過後の質量推定期間内における走行状態検出部６２の検出情報を基に、Ｔｅ＋Ｔｍ≧０となる質量推定期間内に走行駆動ユニット１１の出力によってなされた仕事量Ｗｐ_ｓｕｍ、もしくは、Ｔｅ＋Ｔｍ＜０となる質量推定期間内における走行駆動ユニット１１の出力によってなされた仕事量Ｗｌｏｓｓ_ｓｕｍを算出する第１のエネルギ算出部となっている。
【００７３】
抵抗仕事量算出部６７は、車両１の主たる走行方向抵抗である空気抵抗（前方からの抗力）と後輪３の転がり抵抗とに起因する損失仕事量を算出するようになっている。
【００７４】
すなわち、抵抗仕事量算出部６７は、例えば次式（３）により、予め設定された微小時間ごとの空気抵抗に起因する抵抗仕事量Ｗａｉｒ_を算出するとともに、その抵抗仕事量Ｗａｉｒ_を時間ｔｅｎｄまでの所定積算時間にわたり積算して、質量推定期間内における空気抵抗に起因する抵抗仕事量Ｗａｉｒ_ｓｕｍを算出する。
【数３】
2016217851.tif 000005
ここで、ρは、空気密度、Ａは、車両前面投影面積、ＣＤは、空気抵抗係数、ｘは、移動距離で、ドット付のｘは、前述の車速Ｖと同様に車速センサ５２からの車輪速検出信号を基に検出される車速である。
【００７５】
また、抵抗仕事量算出部６７は、質量推定期間内における複数の後輪３の転がり抵抗Ｆｒｏｔに起因する抵抗仕事量Ｗｒｏｔを車両１の積載荷重を含めた質量である車両質量ｍｖで除した値（Ｗｒｏｔ／ｍｖ）を、抵抗仕事量Ｗｒｏｔの対応値として次式（４）により算出する。なお、転がり抵抗Ｆｒｏｔは、車両重量と後輪３の転がり抵抗係数とに応じて生じる。
【数４】
2016217851.tif 000006
この式中で、ｍｖは、車両質量、μｒｏｔは、転がり抵抗係数、ｇは、重力加速度、ドット付のｘは、車速である。
【００７６】
さらに、抵抗仕事量算出部６７は、質量推定期間内における回転系の回転運動エネルギの変化に費やされた抵抗仕事量Ｗｐｏｗを、次式（５）により算出するようになっている。
【数５】
2016217851.tif 000007
この式中で、Ｊｅは、エンジン２１の慣性モーメント、Ｊｍは、モータ２３の慣性モーメント、ωｉｎｐｕｔ_ｅｎｄは、質量推定期間終了時点の変速機入力回転速度、ωｉｎｐｕｔ_ｓｔは、質量推定期間開始時点の変速機入力回転速度、Ｊｗｈは、車輪の慣性モーメント、ωｔｉｒｅ_ｅｎｄは、質量推定期間終了時点の車輪回転速度、ωｔｉｒｅ_ｓｔは、質量推定期間開始時点の車輪回転速度である。
【００７７】
すなわち、抵抗仕事量算出部６７は、質量推定期間内における走行状態検出情報を基に、質量推定期間内における空気抵抗（前方からの抗力）に起因する抵抗仕事量Ｗａｉｒ_ｓｕｍと、質量推定期間内における複数の後輪３の転がり抵抗Ｆｒｏｔに起因する抵抗仕事量Ｗｒｏｔに対応する値（Ｗｒｏｔ／ｍｖ）と、回転系の回転運動エネルギの変化に費やされた抵抗仕事量Ｗｐｏｗとを算出する第２のエネルギ算出部となっている。
【００７８】
一方、力学的エネルギ算出部６８は、前述の質量推定期間内における車両１の力学的エネルギの変化量ΔＥを質量ｍｖで除した値（Ｅ／ｍｖ）に相当する変化量ΔＥの対応値を、次式（５）によって算出する第３のエネルギ算出部となっている。
【数６】
2016217851.tif 000008
この式中で、Ｖｅｎｄは、質量推定期間終了時点の車速、Ｖｓｔは、質量推定期間開始時点の車速、ｈｅｎｄは、質量推定期間終了時点の標高、ｈｓｔは、質量推定期間開始時点の標高である。
【００７９】
ところで、推定許可条件が前述の所定時間の経過後に成立し続ける質量推定期間においては、次式（７）に示すようなエネルギ保存則が精度良く成立し得る。言い換えれば、式（７）中で質量推定期間内の車両１の駆動に使用される投入仕事量（Ｗｐ_ｓｕｍ＋Ｗｌｏｓｓ_ｓｕｍ−Ｗａｉｒ_ｓｕｍ−Ｗｒｏｔ−Ｗｐｏｗ）に応じて、車両１の力学的エネルギの変化（運動エネルギおよび位置エネルギの変化）が生じるように、推定許可条件および質量推定期間が設定されている。
【数７】
2016217851.tif 000009
質量算出部６９は、その質量推定期間内における投入仕事量と、その投入仕事量に応じた車両１の力学的エネルギの変化量ΔＥの対応値（ΔＥ／ｍｖ）とに基づいて、次式（８）により、車両１の質量ｍｖを算出するようになっている。
【数８】
2016217851.tif 000010
このように、質量計測装置として機能するＣＰＵ４１は、少なくとも質量推定期間の開始時点と終了時点の双方で、車両１の車速Ｖに応じた運動エネルギと、車両１の標高に応じた位置エネルギの対応値とを算出し、その算出の結果に基づいて、質量推定期間内における車両１の力学的エネルギの変化量ΔＥの対応値を算出することで、積載荷重を含む車両重量に対応する質量ｍｖを算出する。
【００８０】
ＣＰＵ４１の質量算出部６９によって算出された質量ｍｖの値は、ＲＡＭ４２によってＭＧ制御部６１への読出し出力可能に、かつ、書換え可能に記憶される。ＲＡＭ４２は、質量記憶部として機能する記憶領域を有している。
【００８１】
ＣＰＵ４１の第１条件判定部６３および第２条件判定部６４は、さらに、質量算出部６９により車両１の質量ｍｖが算出されたとき、質量推定期間内における走行状態検出部６２のいずれかの検出値を基に、あるいは、エネルギ算出部である駆動源出力仕事量算出部６６、抵抗仕事量算出部６７および力学的エネルギ算出部６８のうちいずれか１つまたは複数で算出されたいずれかの算出値を基に、その算出された車両１の質量ｍｖの信頼性の有無を判定する推定値信頼性判定部としての機能を有している。
【００８２】
そして、第１条件判定部６３および第２条件判定部６４は、その推定値信頼性判定部としての判定結果に応じて、ＲＡＭ４２によって書換え可能に記憶されている質量ｍｖの値を上書きして更新するか否かの更新判定を実行するようになっている。
【００８３】
具体的には、第１条件判定部６３および第２条件判定部６４は、質量計測期間内におけるＧセンサ５７の検知信号を基に、路面の凹凸等によって車両１に作用する加速度が変動している場合、例えば、質量計測期間内におけるＧセンサ５７の検出値の標準偏差が予め設定した許容範囲から外れてしまうときには、Ｇセンサ５７の検出値の信頼度が低く、今回算出した質量ｍｖの信頼性が低いと判定する。
【００８４】
また、ＣＰＵ４１の第１条件判定部６３および第２条件判定部６４は、車速センサ５２の車輪速検知信号から算出した車両１の加速度とＧセンサ５７の検出加速度とを基に路面勾配角度（ａｒｃ ｓｉｎ（Ｇセンサ５７の検出加速度−加速度）／ｇ）を逐次算出する。そして、その路面勾配角度に移動距離を掛けて質量計測期間の走行により生じた標高差を算出し、その標高差（位置エネルギ成分）が所定値を上回るときには、勾配の増大によりＧセンサ５７の検出精度が低下して推定誤差が増加するため、今回算出した質量ｍｖの信頼性が低いと判定する。
【００８５】
また、同様な理由から、第１条件判定部６３および第２条件判定部６４は、車速変化による車両１の運動エネルギの変化量に対して位置エネルギ成分の比率が高く、次式（９）に示す判定条件が成立しないとき、および、車速変化による車両１の運動エネルギの変化量に対して転がり抵抗に起因する損失エネルギ成分の比率が高く、次式（１０）に示す判定条件が成立しないときは、それぞれ、検出信号のＳ／Ｎ比が悪く、今回算出した質量ｍｖの信頼性が低いと判定する。
【数９】
2016217851.tif 000011
【数１０】
2016217851.tif 000012
さらに、ＣＰＵ４１は、質量算出部６９および第１条件判定部６３のいずれかにおいて、推定精度向上のため、質量ｍｖの推定値としてとり得る値の上限値および下限値を設定し、とり得ない推定値が採用されることを排除するようになっている。
【００８６】
第１条件判定部６３および第２条件判定部６４における推定値更新判定は、具体的には、例えば上述のＧセンサ５７の検出値の信頼度判定、標高差による信頼性判定、および式（９）、（１０）を用いたＳ／Ｎ比判定のいずれでも信頼性有りと判定され、さらに、質量ｍｖの推定値がとり得る値の上限値（ＭＡＳＳ_Ｈ_ＬＩＭ）以下であって下限値（ＭＡＳＳ_Ｌ_ＬＩＭ  ）以上の値であるという４つの信頼性判定条件を満たすときに、質量推定値の更新可能（ＭＡＳＳ_ＵＰＤＡＴＥ_ＥＮＡ）と判定する。
【００８７】
ＣＰＵ４１は、第１条件判定部６３および第２条件判定部６４によって質量推定値の更新が可能と判定された場合に、ＲＡＭ４２に記憶されている現在の質量推定値を上書きして更新するようになっている。すなわち、ＣＰＵ４１は、推定値信頼性判定部としての第１条件判定部６３の判定結果に応じてＲＡＭ４２に記憶されているＭＧ制御部６１（あるいは更に他のＥＣＵ３４）への読出し出力可能な質量推定値を、選択的に書き換えて更新する記憶値更新処理部としても機能するようになっている。
【００８８】
上記の式（１）、（２）から明らかなように、ＣＰＵ４１においては、走行状態検出部６２によって、車両１の走行駆動源であるエンジン２１およびモータ２３の出力を検出し、エネルギ算出部である駆動源出力仕事量算出部６６、抵抗仕事量算出部６７および力学的エネルギ算出部６８が、質量推定期間内におけるエンジン２１からの出力とモータ２３からの出力との双方による仕事量Ｗｐ_ｓｕｍを算出する。そして、質量推定期間内におけるモータ２３の出力による仕事量が、仕事量Ｗｐ_ｓｕｍの一部または全部として算出される。
【００８９】
ＣＰＵ４１に内蔵されたＭＧ制御部６１は、車両質量推定装置としてのＣＰＵ４１により推定された車両１の質量ｍｖに基づいて、エンジン２１およびモータ２３のうちモータ２３からの走行駆動出力およびそれに基づく駆動力Ｆｐ（図１参照）を制御する走行駆動制御装置となっている。
【００９０】
次に、本実施形態における車両質量推定の処理手順を、図４に基づいて説明する。
【００９１】
図４に示す質量推定処理は、イグニッションスイッチまたはスタートスイッチの操作により制御装置３０が起動されるとすぐに開始され、繰り返し実行される。なお、制御装置３０が起動されると、走行状態検出部６２により走行駆動ユニット１１の出力および車速Ｖを含む車両走行状態を逐次検出する走行状態検出ステップが実行される。
【００９２】
図４に示すように、この質量推定処理では、まず、走行状態検出部６２による走行状態の検出情報に基づいて、第１条件判定部６３により推定許可条件（前述の条件（Ｃ１）ないし（Ｃ５）のすべて）が成立するか否かが判定される（ステップＳ１１）。
【００９３】
このとき、推定許可条件が成立すれば（ステップＳ１１でＴＲＵＥの場合）、第１条件判定部６３に内蔵される推定許可時間カウンタにより、推定許可条件の成立時点から推定許可条件が成立し続けている時間に相当する推定許可時間（ＥＳＴ_ＥＮＡ_ＴＩＭＥ＋＋）がカウントされる（ステップＳ１２）。
【００９４】
次いで、推定許可条件の成立時間が予め設定された所定時間に達したか、または推定許可条件が所定時間以上に成立し続けている否かがチェックされ（ステップＳ１３）、所定時間に達するまで（ステップＳ１３でＦＡＬＳＥの場合）、最初の推定許可条件の判定ステップ（Ｓ１１）に戻って、推定許可時間（ＥＳＴ_ＥＮＡ_ＴＩＭＥ＋＋）をカウントアップさせる（ステップＳ１２）。
【００９５】
推定許可時間が予め設定された所定時間に達すると、第１条件判定部６３により、走行状態検出部６２の検出情報に基づいて、推定許可条件（前述の条件（Ｃ１）ないし（Ｃ５）のすべて）が所定時間にわたり成立し続け、車両１の走行状態が前述の過渡状態を通過したと判定される（ステップＳ１３でＴＲＵＥの場合）。
【００９６】
すなわち、過渡状態通過判定の結果、車両１の挙動が推定誤差の大きい過渡状態になく、信頼できるエネルギ計算が可能である場合、質量推定期間に入り、上記の式（１）ないし（３）に従って、微小時間ごとにそれを単位時間として、その単位時間内における走行駆動ユニット１１の出力による仕事量ＷｐまたはＷｌｏｓｓと、その単位時間内における車両１の走行抵抗に起因する抵抗仕事量Ｗａｉｒとが算出される（ステップＳ１４；エネルギ算出ステップ）。そして、逐次、現在までの計算済みの値に今回の単位時間内の仕事量ＷｐまたはＷｌｏｓｓと抵抗仕事量Ｗａｉｒとの算出値が積算された後（ステップＳ１５）、その積算時間（ＩＮＴＥＧＲＡＬ_ＴＩＭＥ＋＋）がカウントされる（ステップＳ１６）。
【００９７】
次いで、第２条件判定部６４により、その積算時間が予め設定された質量推定期間となる所定積算時間に達したか否かが判定される（ステップＳ１７）。このとき、積算時間が質量推定期間となる所定積算時間に達していなければ（ステップＳ１７でＦＡＬＳＥの場合）、最初の推定許可条件の判定ステップ（Ｓ１１）に戻る。
【００９８】
一方、積算時間（ＩＮＴＥＧＲＡＬ_ＴＩＭＥ＋＋）が質量推定期間となる所定積算時間に達していれば（ステップＳ１７でＴＲＵＥの場合）、上記式（１）ないし（３）により質量推定期間内の仕事量ＷｐまたはＷｌｏｓｓの積算値Ｗｐ_ｓｕｍまたはＷｌｏｓｓ_ｓｕｍと、抵抗仕事量Ｗａｉｒの積算値Ｗａｉｒ_ｓｕｍとの算出が完了するとともに、上記式（４）ないし（６）によって他のエネルギ計算がなされ、上記式（８）によって質量ｍｖが算出される（ステップＳ１８）。
【００９９】
次いで、第１条件判定部６３および第２条件判定部６４により、過渡状態通過後の走行状態検出情報を基に質量推定値の信頼性判定がなされ（ステップＳ１９）、更新可能の判定結果が得られた場合（ステップＳ１９でＴＲＵＥの場合）、ＲＡＭ４２に記憶されている質量推定値が選択的に書き換えられ、更新される（ステップＳ２０）。
【０１００】
更新可能の判定結果が得られなかった場合（ステップＳ１９でＦＡＬＳＥの場合）、次いで、ＲＡＭ４２に記憶されている今回の質量推定期間までの検出情報や算出値がすべて消去される記憶値リセット処理が実行された後（ステップＳ２１）、最初の推定許可条件の判定ステップ（Ｓ１１）に戻る。
【０１０１】
本実施形態の質量推定処理においては、前述のように、走行状態の検出情報に基づき、予め設定した推定許可条件が車両走行中に所定時間にわたって成立したことを条件に、所定時間経過後の質量推定期間において、微小時間ごとに、走行駆動ユニット１１の出力による仕事量ＷｐまたはＷｌｏｓｓと、車両１の走行抵抗に起因する抵抗仕事量Ｗａｉｒとを算出するエネルギ算出ステップが実行されるとともに、車両１の標高ｈを算出する標高算出ステップが実行される。そして、推定許可条件が所定時間経過後に所定積算時間にわたって成立し続け、質量推定期間が確定すると（図４中のステップＳ１７でＴＲＵＥになると）、質量推定期間内に算出された走行駆動ユニット１１の出力による仕事量ＷｐまたはＷｌｏｓｓの積算値と抵抗仕事量Ｗａｉｒの積算値とを含む質量推定期間内の車両１の駆動に使用される投入仕事量（Ｗｐ_ｓｕｍ＋Ｗｌｏｓｓ_ｓｕｍ−Ｗａｉｒ_ｓｕｍ−Ｗｒｏｔ−Ｗｐｏｗ）と、その投入仕事量に応じた質量推定期間内の車速Ｖおよび標高ｈの変化を伴う車両１の前記力学的エネルギの変化量との間のエネルギ保存則に従った一定の関係に基づいて、車両１の質量ｍｖを算出する質量算出ステップが実行される。
【０１０２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【０１０３】
上述のように構成された本実施形態では、予め設定した推定許可条件が所定時間にわたり継続して成立すると、この所定時間の経過後に推定許可条件が成立し続ける質量推定期間を車両１の走行中の質量推定処理に適した期間として、その期間中における検出情報を使用して、瞬間的なセンサノイズ等の影響を受け難い車両１の投入仕事量および力学的エネルギの変化量を基に車両質量ｍｖを推定する。したがって、車両質量を精度良く推定可能となる。
【０１０４】
また、質量推定期間中の車両１の駆動に使用される投入仕事量とその投入仕事量に応じた車両１の力学的エネルギの変化量とをエネルギ保存則に従って等しく関係付け得るように、推定許可条件とその必要な持続時間である前述の質量推定期間の長さとを設定しておくことで、車両の質量ｍｖを精度良く算出することができる。
【０１０５】
さらに、本実施形態では、推定許可条件の成立時間が所定時間未満の短時間で推定誤差を招来し易い過渡状態が、質量推定期間に含まれなくなり、車両１の質量の推定精度が向上する。しかも、質量推定期間内における微小時間ごとの走行駆動ユニット１１の出力による仕事量ＷｐまたはＷｌｏｓｓと抵抗仕事量Ｗａｉｒとが積算されることで、瞬間的なセンサノイズ等の影響を抑えつつ、投入仕事量（例えばＷｐ_ｓｕｍ−Ｗａｉｒ_ｓｕｍ−Ｗｒｏｔ−Ｗｐｏｗ）に応じた車両１の力学的エネルギの変化量、特に車速Ｖに対応する主な運動エネルギの変化量等をより精度良く算出可能となる。
【０１０６】
加えて、本実施形態では、ＣＰＵ４１の第１条件判定部６３および第２条件判定部６４が、少なくとも車速Ｖが所定車速以下であって走行駆動ユニット１１の出力の絶対値が一定値以上であることを条件に推定許可条件が成立すると判定し、少なくとも前述の固体摩擦式のブレーキによって車両１が制動されていることを条件に、推定許可条件が成立しないと判定する。したがって、投入仕事量に応じた車両１の力学的エネルギの変化量を、より精度良く算出可能となる。
【０１０７】
なお、所定値を超える加速要求に対応する走行駆動ユニット１１の出力トルクＴｅ＋Ｔｍ（≧０）が一定値以上となるのは、例えば図５（ａ）に示すような登坂走行時あるいは加速時であり、この場合、車両重量に基づく勾配抵抗Ｆｇｒａｄ（＝ｍｖ・Ｖ・ｇ・ｓｉｎθ）が小さければ、車両１の主な走行抵抗は、車両１の走行方向の前方側からの空気抵抗Ｆａｉｒ（抗力）および後輪３の転がり抵抗Ｆｒｏｔとなる。
【０１０８】
また、走行駆動ユニット１１の出力トルクＴｅ＋Ｔｍが＜０となる場合であってその出力トルクＴｅ＋Ｔｍの絶対値が一定値以上となるのは、車両１が回生ブレーキによる減速状態もしくはエンジンブレーキと回生ブレーキを併用する減速状態にあるとき、例えば図５（ｂ）に示すような降坂走行時である。この場合、走行駆動ユニット１１の出力が、制動方向の出力トルクおよび回転速度に応じた走行抵抗方向の出力成分を含むものとなる。また、勾配抵抗Ｆｇｒａｄも、同図中の矢印方向に対し負の値（逆向きの力）となる。
【０１０９】
本実施形態では、走行駆動ユニット１１の出力トルクＴｅ＋Ｔｍが＜０となる場合であって、オートクラッチ２２が断状態になっている期間は、エンジンブレーキトルクＴｅを無視できる。したがって、その期間内に質量推定処理を実行することで、質量推定精度を高めることができる。さらに、エンジン２１の出力がエンジンブレーキ方向（トルクＴｅ＜０）となるときのトルクＴｅの大きさを、例えばエンジン２１の潤滑オイル粘性に影響する冷却水温とエンジン回転数からマップ化しておくことで、トルクＴｅを低処理負荷で精度良く算出できる。
【０１１０】
本実施形態では、また、車両１の回転系の回転運動エネルギの変化量も的確に把握した上で、力学的エネルギの変化量ΔＥの対応値を算出するので、質量推定精度が良い。
【０１１１】
さらに、本実施形態では、車両１の走行中の質量推定値を常に最新値に更新し、推定精度を高めることができる。また、車両１の走行停止中に積載荷重が大きく変化しても、その直後の走行時に質量推定値を更新できる。
【０１１２】
本実施形態では、車両質量推定装置としてのＣＰＵ４１により精度良く算出した車両質量を基に、車両１の走行駆動源の出力をＭＧ制御部６１によってきめ細かく制御できる。しかも、質量推定期間内におけるエンジン２１の出力とモータ２３の出力の双方による仕事量を算出するので、走行駆動ユニット１１がハイブリッド駆動方式である車両１において、精度良く算出した車両質量ｍｖを基に、車両１の走行駆動出力を的確に制御できる。
【０１１３】
本実施形態の車両質量推定方法では、予め設定した推定許可条件が成立する質量推定期間内の検出情報を使用することで、さらに、Ｇセンサ５７等の瞬間的なセンサノイズ等の影響を受け難い車両１の投入仕事量（上記式（７）中のＷｐ_ｓｕｍ＋Ｗｌｏｓｓ_ｓｕｍ−Ｗａｉｒ_ｓｕｍ＋Ｗｒｏｔ−Ｗｐｏｗ）および力学的エネルギ（例えば、回転系の運動を含む車両１の運動エネルギおよび位置エネルギ）の変化量を基に、車両１の質量を推定することで、車両１の車両重量に対応する質量を精度良く推定することができる。
【０１１４】
このように、本実施形態においては、車両１の質量を精度良く推定することができる車両質量推定装置および車両質量推定方法を提供することができる。
【０１１５】
その結果、精度良く算出した車両質量を基に車両１の走行駆動出力をきめ細かく制御し、燃費やドライバビリティを向上させることができる。
【０１１６】
なお、上述の一実施形態においては、車両１は、ハイブリッド駆動方式のものとしたが、モータのみで走行駆動する電気自動車であってもよい。また、本発明は、エンジンのみで走行駆動する車両にも適用可能であり、その場合の推定質量は、例えばエンジンの燃料噴射補正等に用いることができる。
【０１１７】
また、一実施形態では、モータ２３が回生ブレーキとして作動するときにエンジンブレーキが併用されてもよいものとしたが、排気ブレーキや電磁式のリターダ等による減速がなされてもよい。
【０１１８】
さらに、走行状態検出部６２は、前述のセンサ群の他、例えばパワーライン上のオートクラッチの断接状態、駆動車輪の空転を抑制するアンチスキッド制御の作動の有無、燃費優先モードとドライバビリティ優先モードを切り替えるようなモード選択スイッチの選択位置のいずれかを検出するようなものでもよい。
【０１１９】
以上のように、本実施形態に係る車両質量推定装置および車両質量推定方法は、車両質量を精度良く推定することができるものであり、積載荷重を含めた車両重量に対応する質量を車両の走行中に推定する車両質量推定装置および車両質量推定方法全般に有用である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  車両
３  後輪（駆動車輪）
１１  走行駆動ユニット（走行駆動源）
２１  エンジン（内燃機関）
２２  オートクラッチ
２３  モータ（発電可能な電動機、電動発電機）
２４  ＡＭＴ（オートメーテッドトランスミッション、変速機）
３０  制御装置
３１  ハイブリッドＥＣＵ
４１  ＣＰＵ（車両質量推定装置）
４２  ＲＡＭ（質量記憶部）
５１  アクセル開度センサ
５２  車速センサ（車輪速センサ）
５４  変速機入力回転速度センサ
５５  ブレーキスイッチ
５７  Ｇセンサ（加速度センサ）
５８  ＧＰＳセンサ
６１  ＭＧ制御部
６２  走行状態検出部
６３  第１条件判定部（推定許可条件判定部、過渡状態通過判定部、推定値信頼性判定部）
６４  第２条件判定部（質量推定期間経過判定部）
６５  環境情報検出部
６６  駆動源出力仕事量算出部（エネルギ算出部）
６７  抵抗仕事量算出部（エネルギ算出部）
６８  力学的エネルギ算出部（エネルギ算出部、対応値算出部）
６９  質量算出部
θ  路面勾配角度
【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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