(57)【要約】  本発明は、車両の質量を推定する方法に関する。本発明は異なった操作状況で運動方程式を用いて複数の質量推定値を取得し、カルマンフィルタにこれら質量推定値を供給して最終質量推定値の信頼性を向上させる。質量推定値は、カルマンフィルタに続けて質量推定値を入力することにより、改良される。【選択図】図１
2016540990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両質量（ｍ）を推定する方法において、
エンジンからの第１の力（Ｆ１）が車両の車輪に付与されるときに、第１の期間（Ａ１）に亘って前記車両の加速度を測定する工程と、
前記エンジンからの第２の力（Ｆ２）が前記車両の車輪に付与されるときに、第２の期間（Ａ２）に亘って前記車両の加速度を測定する工程と、
【数３４】
2016540990.tif 000036
を用いて車両質量（ｍ０）の第１の値を推定する工程であって、ここにおいて、
【数３５】
2016540990.tif 000037
【数３６】
2016540990.tif 000038
である工程と、
前記第１の期間中の車両質量（ｍ１）の第２の値、並びに、車両質量（ｍ２）の第３の値を推定する工程であって、前記推定は、
前記第１の期間中の第１の抵抗パラメータ（Ｒ１）及び前記第２の期間中の第２の抵抗パラメータ（Ｒ２）の値を近似する工程であって、ここにおいて、
【数３７】
2016540990.tif 000039
【数３８】
2016540990.tif 000040
であり、
δ＝空気密度であり、
Ｃｄ＝前記車両に対する空気抵抗係数であり、
ａ＝車両の前面面積であり、
Ｖ１＝前記第１の期間中の平均車両速度であり、
Ｖ２＝前記第２の期間中の平均車両速度であり、
Ｒ１＝前記第１の期間中の第１の抵抗パラメータであり、
Ｒ２＝前記第２の期間中の第２の抵抗パラメータである工程と、
【数３９】
2016540990.tif 000041
【数４０】
2016540990.tif 000042
を用いてｍ１及びｍ２について解く工程と、によって行う工程と、
少なくともｍ０、ｍ１、及びｍ２を含む値を用いて、ｍを推定する工程と、を含む方法。
【請求項２】
カルマンフィルタに対する入力としてのｍ０、ｍ１、及びｍ２、並びに、ｍ０、ｍ１、及びｍ２の標準偏差を用いて、ｍを推定する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの繰返し間隔で、エンジンからの第１の力（Ｆ１）が前記車両の車輪に付与されるときに、第１の期間（Ａ１）に亘って前記車両の加速度を測定し、前記エンジンからの第２の力（Ｆ２）が前記車両の車輪に付与されるときに、第２の期間（Ａ２）に亘って前記車両の加速度を測定することによって、車両質量（ｍｎ１、ｍｎ２、及びｍｎ３）の少なくとも１つの連続的な推定値を取得する工程と、ｍｎ１、ｍｎ２、及びｍｎ３、並びに、ｍｎ１、ｍｎ２、及びｍｎ３の標準偏差を前記カルマンフィルタに対して入力することによって、ｍを推定する工程と、を実行する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の期間は、ギアシフトの間であり、前記エンジンからの力が前記車両の車輪に付与されない期間であり、前記第２の期間は、前記ギアシフトの後であり、前記エンジンからの力が前記車両の車輪に付与される期間である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の期間は、惰行走行中であり、前記車両のアクセルが踏まれていない期間であり、前記第２の期間は、前記アクセルが十分に踏まれている期間である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
【数４１】
2016540990.tif 000043
を用いて車両質量ｍｔの複数のテスト推定値を取得し、テスト期間標準偏差を測定する工程と、
ｍ０、ｍ１、及びｍ２の現サンプル標準偏差を測定する工程と、
カルマンフィルタに対する入力としてのｍ０、ｍ１、及びｍ２、並びに、前記テスト期間標準偏差及び前記現サンプル標準偏差のうちの大きい方を入力することによって、ｍを推定する方法と、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記車両の質量ｍｅの推定値を別のシステムから取得する工程と、
カルマンフィルタに対する入力としてのｍｅ、ｍ０、ｍ１、及びｍ２、並びに、ｍｅ、ｍ０、ｍ１、及びｍ２の標準偏差を用いて、ｍを推定する工程と、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
車両の質量（ｍ）を推定するための配置を有する車両において、
エンジンが前記車両の車輪に対して力を付与するように配置される、エンジン及び車輪と、
前記車両の速度を計測し、前記計測速度に対応する速度計信号を供給するように配置される速度計と、
前記速度計信号及び前記エンジンからの１つ以上の信号を受信し、前記車両の車輪に付与される力を前記１つ以上のエンジン信号に応じて算出するように配置される制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、
エンジンからの第１の力（Ｆ１）が前記車両の車輪に付与されるときに、第１の期間（Ａ１）に亘って前記車両の加速度を測定し、
前記エンジンからの第２の力（Ｆ２）が前記車両の車輪に付与されるときに、第２の期間（Ａ２）に亘って前記車両の加速度を測定し、
【数４２】
2016540990.tif 000044
を用いて車両質量（ｍ０）の第１の値を推定し、
ここにおいて、
【数４３】
2016540990.tif 000045
【数４４】
2016540990.tif 000046
であり、
前記第１の期間中の車両質量（ｍ１）の第２の値、並びに、車両質量（ｍ２）の第３の値を推定し、前記推定は、
前記第１の期間中の第１の抵抗パラメータ（Ｒ１）及び前記第２の期間中の第２の抵抗パラメータ（Ｒ２）の値を近似し、ここにおいて、
【数４５】
2016540990.tif 000047
【数４６】
2016540990.tif 000048
であり、
δ＝空気密度であり、
Ｃｄ＝前記車両に対する空気抵抗係数であり、
ａ＝車両の前面面積であり、
Ｖ１＝前記第１の期間中の平均車両速度であり、
Ｖ２＝前記第２の期間中の平均車両速度であり、
Ｒ１＝前記第１の期間中の第１の抵抗パラメータであり、
Ｒ２＝前記第２の期間中の第２の抵抗パラメータであり、
【数４７】
2016540990.tif 000049
【数４８】
2016540990.tif 000050
を用いてｍ１及びｍ２について解くことによって行い、
少なくともｍ０、ｍ１、及びｍ２を含む値を用いて、ｍを推定するように配置される、車両。
【請求項９】
前記制御ユニットは、カルマンフィルタに対する入力としてのｍ０、ｍ１、及びｍ２、並びに、ｍ０、ｍ１、及びｍ２の標準偏差を用いて、ｍを推定するように配置される、請求項８に記載の車両。
【請求項１０】
前記制御ユニットは、少なくとも１つの繰返し間隔で、エンジンからの第１の力（Ｆ１）が前記車両の車輪に付与されるときに、第１の期間（Ａ１）に亘って前記車両の加速度を測定し、前記エンジンからの第２の力（Ｆ２）が前記車両の車輪に付与されるときに、第２の期間（Ａ２）に亘って前記車両の加速度を測定することによって、車両質量（ｍｎ１、ｍｎ２、及びｍｎ３）の少なくとも１つの連続的な推定値を取得する工程と、ｍｎ１、ｍｎ２、及びｍｎ３、並びに、ｍｎ１、ｍｎ２、及びｍｎ３の標準偏差を前記カルマンフィルタに対して入力することによって、ｍを推定する工程と、を実行するように配置される、請求項９に記載の車両。
【請求項１１】
前記第１の期間は、ギアシフトの間であり、前記エンジンからの力が前記車両の車輪に付与されない期間であり、前記第２の期間は、前記ギアシフトの後であり、前記エンジンからの力が前記車両の車輪に付与される期間である、請求項８に記載の車両。
【請求項１２】
前記第１の期間は、惰行走行中であり、前記車両のアクセルが踏まれていない期間であり、前記第２の期間は、前記アクセルが十分に踏まれている期間である、請求項８に記載の車両。
【請求項１３】
前記制御ユニットは、
【数４９】
2016540990.tif 000051
を用いて車両質量ｍｔの複数のテスト推定値を取得し、
テスト期間標準偏差を測定し、
ｍ０、ｍ１、及びｍ２の現サンプル標準偏差を測定し、
カルマンフィルタに対する入力としてのｍ０、ｍ１、及びｍ２、並びに、前記テスト期間標準偏差及び前記現サンプル標準偏差のうちの大きい方を入力することによって、ｍを推定するように配置される、
請求項８に記載の車両。
【請求項１４】
前記車両の質量ｍｅの推定値を供給する別のシステムをさらに備え、前記制御ユニットは、カルマンフィルタに対する入力としてのｍｅ、ｍ０、ｍ１、及びｍ２、並びに、ｍｅ、ｍ０、ｍ１、及びｍ２の標準偏差を用いて、ｍを推定するように配置される、請求項８に記載の車両。 
【発明の詳細な説明】
【背景技術及び発明の概要】
【０００１】
様々な目的のために、車両の質量を知ることが有効である。例えば、車両の質量は、特定の制動力が付与された場合に車両が停止するまでにかかる時間に影響する。これは、満載状態、部分的な載荷状態、非載荷状態において性能が大きく異なる、長距離トラック等の車両に対しては特に重要である。車両の質量は、異なる負荷条件下においてエンジンから供給される動力の正確な量を測定する目的において重要である。例えば、車両の質量に対する過度の誤差によって、車両の動きが遅くなるか、車両に対して過剰な動力が与えられ、所望の燃料効率とならない。載荷状態の車両の重量を量り、車両の実際の質量を測定することは必ずしも実用的であるとは言えない。
【０００２】
車両の質量を推定する、適切且つ正確な方法及び配置を提供することが望ましい。
【０００３】
本発明の一態様によれば、車両質量（ｍ）を推定する方法は、エンジンからの第１の力（Ｆ１）が車両の車輪に付与されるときに、第１の期間（Ａ１）に亘って車両の加速度を測定する工程と、エンジンからの第２の力（Ｆ２）が車両の車輪に付与されるときに、第２の期間（Ａ２）に亘って車両の加速度を測定する工程と、
【数１】
2016540990.tif 000003
を用いて車両質量（ｍ０）の第１の値を推定する工程であって、ここにおいて、
【数２】
2016540990.tif 000004
【数３】
2016540990.tif 000005
である工程と、第１の期間中の車両質量（ｍ１）の第２の値、並びに、車両質量（ｍ２）の第３の値を推定する工程であって、当該推定は、第１の期間中の第１の抵抗パラメータ（Ｒ１）及び第２の期間中の第２の抵抗パラメータ（Ｒ２）の値を近似する工程であって、ここにおいて、
【数４】
2016540990.tif 000006
【数５】
2016540990.tif 000007
であり、
δ＝空気密度であり、
Ｃｄ＝車両に対する空気抵抗係数であり、
ａ＝車両の前面面積であり、
Ｖ１＝第１の期間中の平均車両速度であり、
Ｖ２＝第２の期間中の平均車両速度であり、
Ｒ１＝第１の期間中の第１の抵抗パラメータであり、
Ｒ２＝第２の期間中の第２の抵抗パラメータである工程と、
【数６】
2016540990.tif 000008
【数７】
2016540990.tif 000009
を用いてｍ１及びｍ２について解く工程と、によって行う工程と、
少なくともｍ０、ｍ１、及びｍ２を含む値を用いて、ｍを推定する工程と、を含む。
【０００４】
本発明の別の態様によれば、車両の質量（ｍ）を推定するための配置を有する車両は、エンジンが車両の車輪に対して力を付与するように配置される、エンジン及び車輪と、車両の速度を計測し、計測速度に対応する速度計信号を供給するように配置される速度計と、速度計信号及びエンジンからの１つ以上の信号を受信し、車両の車輪に付与される力を１つ以上のエンジン信号に応じて算出するように配置される制御ユニットと、を備える。制御ユニットは、エンジンからの第１の力（Ｆ１）が車両の車輪に付与されるときに、第１の期間（Ａ１）に亘って車両の加速度を測定し、エンジンからの第２の力（Ｆ２）が車両の車輪に付与されるときに、第２の期間（Ａ２）に亘って車両の加速度を測定し、
【数８】
2016540990.tif 000010
を用いて車両質量（ｍ０）の第１の値を推定し、ここにおいて、
【数９】
2016540990.tif 000011
【数１０】
2016540990.tif 000012
であり、第１の期間中の車両質量（ｍ１）の第２の値、並びに、車両質量（ｍ２）の第３の値を推定し、当該推定は、第１の期間中の第１の抵抗パラメータ（Ｒ１）及び第２の期間中の第２の抵抗パラメータ（Ｒ２）の値を近似し、ここにおいて、
【数１１】
2016540990.tif 000013
【数１２】
2016540990.tif 000014
であり、
δ＝空気密度であり、
Ｃｄ＝車両に対する空気抵抗係数であり、
ａ＝車両の前面面積であり、
Ｖ１＝第１の期間中の平均車両速度であり、
Ｖ２＝第２の期間中の平均車両速度であり、
Ｒ１＝第１の期間中の第１の抵抗パラメータであり、
Ｒ２＝第２の期間中の第２の抵抗パラメータであり、
【数１３】
2016540990.tif 000015
【数１４】
2016540990.tif 000016
を用いてｍ１及びｍ２について解くことによって行い、
少なくともｍ０、ｍ１、及びｍ２を含む値を用いて、ｍを推定するように配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明の作用効果は、以下の詳細な説明を、類似の参照番号が類似の要素を示す図面と併せ読むことにより、十分に理解されるものである。
【０００６】
【図１】本発明の一態様に係る車両の概略図である。
【図２】本発明の一態様に係る方法における工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
車両の質量（ｍ）を推定するための配置を有する車両２１を図１に示す。車両２１は、エンジン２３と、車輪２５とを備え、エンジンは、変速機２７等の従来の手段を介して車両の車輪に対して力を付与するように配置される。車両２１は、車両の速度を計測し、当該速度に対応する速度計信号を供給するように配置される速度計２９をさらに備える。
【０００８】
制御ユニット３１が設けられ、制御ユニット３１は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）及び／又は特別に構成されたその他のエンジンコントローラ、即ち本発明に関する工程を実行するように配置されるその他のエンジンコントローラ、等の１つ以上の好適な構造体を備えてもよい。制御ユニット３１は、速度計信号及びエンジンからの１つ以上の信号を受信し、車両の車輪に付与される力を１つ以上のエンジン信号に応じて算出するように配置される。通常、車輪に付与される力（推力）は、従来の技術を用いて測定される。例えば、エンジントルクは、通常、マップ値である。エンジントルクのマップは、大抵の場合、エンジンの開発中に作成され、他のほとんどの内燃機関機能に対する中核となる計測値を示す。エンジン速度センサ３３及び変速機出力軸速度センサ３５は、それぞれ、エンジン速度信号及び変速機出力軸速度信号を制御ユニットに対して供給する。制御ユニット３１にはスケール因子が与えられ、当該スケール因子は、通常、基本的には差動比及びタイヤの大きさ（マイル当たりの回転数）である、変速機出力軸速度を車両速度に変換する要因を判断するために使用可能である。そのことから、タイヤ径を算出可能である。このことから、エンジンから車両の車輪に付与される力は、エンジントルク×速度伝達比×キャリア比／タイヤ半径に等しい。
【０００９】
制御ユニット３１は、エンジンからの第１の力（Ｆ１）が車両の車輪に付与されるときに、第１の期間に亘って車両２１の加速度（Ａ１）を測定し、エンジンからの第２の力（Ｆ２）が車両の車輪に付与されるときに、第２の期間に亘って車両の加速度（Ａ２）を測定するように配置される。「加速度」は、別段の指示がない限り、加速及び減速の両方を示すものとする。それぞれの例において、制御ユニットは、計測期間の初めの車両速度−計測期間の終わりの車両速度を、計測期間の時間で除算することによって、加速度を測定可能である。制御ユニット３１は、また、第１及び第２の期間の間に平均車両速度Ｖ１及びＶ２を計測可能である。
【００１０】
車両質量の値は、いくつかの方法で、以下の運動方程式を用いて推定される：
【数１５】
2016540990.tif 000017
【数１６】
2016540990.tif 000018
ここにおいて、
Ｆ＝力であり、
ｍ＝は質量であり、
Ａ＝加速度であり、
ｄＦ＝力の変化であり、
ｄＡ＝加速度の変化である。
道路上を走行する車両については、以下のようにｍについて運動方程式（２）を解いてもよい：
【数１７】
2016540990.tif 000019
ここにおいて、
【数１８】
2016540990.tif 000020
【数１９】
2016540990.tif 000021
さらに、以下のようにｍについて運動方程式（１）を解いてもよい：
【数２０】
2016540990.tif 000022
ここにおいて、
δ＝空気密度であり、
Ｃｄ＝車両に対する空気抵抗係数であり、
ａ＝車両の前面面積であり、
Ｖ＝期間中の平均車両速度であり、
Ｃｒ＝車両転がり抵抗であり、
ｇ＝重力（通常、９／８ｍ／ｓ２）であり、
Θ＝期間中の道路勾配である。
数式（４）の空気抵抗に関する部分を、１／２＊δ＊Ａｒｅａ＊Ｃｄ＊Ｖ２と表す。転がり抵抗に関する部分を、Ｃｒ＊ｍ＊ｇ＊ｃｏｓΘと表す。丘の登り降りの際の車両にかかる重力に関する部分を、ｍ＊ｇ＊ｓｉｎΘと表す。
【００１１】
数式（４）において、空気密度δは、大気圧及び大気温度に関するデータを供給するセンサ（不図示）から測定可能である。このようなセンサは、大抵の場合、既に車両に実装されている。移動中Ｃｒ及びｇが略一定であると考えることが合理的である。Ｃｄは、特定の車両に対して妥当な値を用いて推定可能である。例えば、長距離トラック特有のＣｄの値は、通常、約０．３０〜０．７である。
【００１２】
抵抗パラメータ（Ｒ）は、以下のように定義される：
【数２１】
2016540990.tif 000023
運動方程式（４）は、第１及び第２の期間に対して求めることによって、以下の数式に至る：
【数２２】
2016540990.tif 000024
【数２３】
2016540990.tif 000025
数式（６）及び（７）に抵抗パラメータＲ１及びＲ２を代入することによって、以下の数式に至り、以下の数式からは、第１の期間中の車両質量（ｍ１）の第２の値、並びに、第２の期間中の車両質量（ｍ２）の第２の値が推定可能である：
【数２４】
2016540990.tif 000026
【数２５】
2016540990.tif 000027
ここにおいて、
Ｖ１＝第１の期間中の平均車両速度であり、
Ｖ２＝第２の期間中の平均車両速度であり、
Ｒ１＝第１の期間中の第１の抵抗パラメータであり、
Ｒ２＝第２の期間中の第２の抵抗パラメータである。
ここにおいて、
【数２６】
2016540990.tif 000028
【数２７】
2016540990.tif 000029
であり、
Θ１＝第１の期間中の道路勾配であり、
Θ２＝第２の期間中の道路勾配である。
さらに、数式（８）及び（９）を、それぞれ、Ｒ１及びＲ２について解くことによって、以下の数式に至る：
【数２８】
2016540990.tif 000030
【数２９】
2016540990.tif 000031
数式（１２）及び（１３）におけるｍ１及びｍ２をｍ０と置き換えることによって、Ｒ１及びＲ２が近似可能であり、これは、質量の初期推定値として有効であり、以下の数式に至る：
【数３０】
2016540990.tif 000032
【数３１】
2016540990.tif 000033
数式（１４）及び（１５）において算出されるＲ１及びＲ２は、次に、数式（８）及び（９）に挿入され、ｍ１及びｍ２の値が得られる。所定の生産量に対してＡ及びＣｄが安定するような適度な信頼性で、乗用車に対するＡ及びＣｄを測定可能であり、これは、当該値が車両に依存して実質的に変化しないからである。大型トラック等の大きな車両では、Ａ及びＣｄは、各車両に対して、１日に数回変化し得る。例えば、Ａ及びＣｄは、フラットベッドトレーラと、スムースサイドバントレーラと、リブサイドトレーラとでは異なる。トラクタは、トラックの寿命の間は同一のトレーラを牽引するか、１日に異なるいくつかのトレーラを牽引し得る。さらに、多数の異なるトラクタ及びトレーラタイヤがあり、一方に対して他方を選択することは、Ｃｒに影響を与える。
【００１３】
いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、数式（１４）及び（１５）を用いたＲ１及びＲ２の計算において、数式（１４）及び（１５）におけるＡ、Ｃｄ、大気圧、及び大気温度（ひいては、δ）は、本発明に係る質量推定を行う目的で一定のまま維持されるが、これは、当該値が運転中の少なくとも短期間に亘って変化することがないからである、と本願発明者は考える。
【００１４】
しかしながら、道路勾配Θは、度々変化する。一部の車両は、勾配センサを有し、その他の車両は有していない。ここにおいて述べられる方法は、Θの変化が小さい場合に行われることが好ましいが、ｍの計算に影響を与えるには十分な変化である。抵抗パラメータＲの概念の使用は、勾配等の変数が計算中に変化したときに、算出結果のうちの１つの力又は加速度に関する部分が誤ったものでなければ、フラッギングの有効な方法であると考えられる。例えば、車両がバンプに当たるか、突然の強い逆風にさらされた場合に、数式（３）におけるｍ０の計算が狂うことがある。
【００１５】
僅かな時間間隔で力の変化が見られる場合に、速度の小さい変化があり（従って、空気抗力又は摩擦抗力の変化なし）、道路勾配の大きな変化の可能性がほとんどないときには、力の変化は、ほぼ完全に、エンジントルクの変化、並びに／若しくは、ギアチェンジによるトルクの増加によるものである。従って、数式（８）及び（９）における変数の多くが、相殺又は実質的に相殺され、大抵の場合、数式（３）において重要なものではなくなる。
【００１６】
理想的な状況下では、数式（８）及び（９）におけるＲ１及びＲ２は、互いに等しい。しかしながら、勾配の変化、並びに、計測値及び推定値における誤差のその他の要因により、Ｒ１及びＲ２は、通常異なる。風抗力及びタイヤの転がり抵抗による抗力は、各計測期間中は、同一又は近似している必要があるが、道路のバンプ、道路勾配の変化、エンジントルクの誤差、速度の計測値、及び加速度測定値等の要因からノイズが生じる。数式（８）及び（９）に対して入力されるデータの質が悪くなればなるほど、Ｒ１とＲ２との差が大きくなる。本願発明者は、数式（８）及び（９）においてＲ１及びＲ２の値を入れ替えることを除いて、上述のような方法を行うことによってデータの質の目安が得られることを認め、これにより、ｍ１及びｍ２を算出するための以下の数式に至る：
【数３２】
2016540990.tif 000034
【数３３】
2016540990.tif 000035
数式（９）及び（８）に対してＲ１及びＲ２をそれぞれ挿入することによって、これらの変数が本当に互いに相殺されているか否か、若しくは、第１又は第２の算出結果におけるノイズ又は外乱があり、それがなければ見られることがない、ｍ１又はｍ２の計算における誤差をもたらしているか否かが確認される。
【００１７】
数式（３）、（１６）、及び（１７）から算出されるような、少なくともｍ０、ｍ１、及びｍ２を含む値を用いて、質量ｍの値が推定可能である。質量ｍの値は、例えば、ｍ０、ｍ１、及びｍ２の平均値として推定されてもよい。好ましくは、制御ユニット３１は、カルマンフィルタに対する入力としてのｍ０、ｍ１、及びｍ２の平均値、並びに、ｍ０、ｍ１、及びｍ２の標準偏差を用いて、ｍを推定するように配置される。標準偏差の二乗は、カルマンフィルタに対する共分散である。制御ユニット３１は、さらに、付加的な期間においてｍ０、ｍ１、及びｍ２を推定する工程を行うことによって、カルマンフィルタに対する更なる入力としての推定質量の平均値、並びに、推定値の標準偏差を取得するように配置されてもよい。大抵の場合、平均車両質量の多数の連続的な推定値、並びに、当該推定値の標準偏差が、カルマンフィルタに対して付加的に入力される。
【００１８】
標準偏差は、ルックアップテーブルと比較可能である。特定の道路速度又は変速ギア比において、ｄＦ／ｄＡ（数式（３）のｍ０）によって算出されるデータは、クリーンなデータであるか、ノイズを含んだデータである傾向がある。テスト期間中のテスト質量推定値ｍｔは、数式ｍｔ＝ｄＦ／ｄＡから得ることができ、テスト期間に亘る全てのｍｔ算出値の標準偏差は、道路速度やギア比等に対してプロット可能である。そして、プロットされた標準偏差は、数式（３）、（１６）、及び（１７）を用いて現在のサンプルに対して算出・取得された質量値ｍ０、ｍ１、及びｍ２の標準偏差と比較可能である。これら２つの標準偏差（テスト期間に亘ってプロットされたものか、現在のサンプルに対して算出されたもの）のうち大きい方が、現在のサンプルに対する質量値ｍ０、ｍ１、及びｍ２と共にカルマンフィルタに入力される標準偏差として使用可能である。２つのうちの大きい方を用いるということは、カルマンフィルタが質量推定値の大部分と大幅に異なる個々の質量推定値に頼ることが少ないことを意味する。
【００１９】
ｍ０、ｍ１、及びｍ２の値は、さらに、その他のデータと組み合わせることによって、より多くのサンプルの平均値及び標準偏差を算出可能である。例えば、ｍ０、ｍ１、及びｍ２、並びに、別のシステムからの質量推定値ｍｅ（例えば、１つ以上の車軸上のエアバックサスペンション配置体からのエアバック圧力計測値を車軸負荷に変換することによって得られた質量推定値、若しくは、車軸に対する負荷が法定制限を超えているか否かを判断するために設けられる負荷センサからの質量推定値）は、カルマンフィルタに供給される平均値及び標準偏差として組み合わせ可能である。さらに、カルマンフィルタによって生成された過去の質量推定値をｍ０、ｍ１、及びｍ２と組み合わせることによって、カルマンフィルタに入力される新規の標準偏差及び平均値を得ることができる。
【００２０】
現在、エンジンから車両の車輪に付与される力の大幅な変化がある特定の条件下で、車両２１の質量ｍを推定することが好ましいと考えられている。ある１つの条件は、Ｆ１及びＡ１のデータが得られる第１の期間が、ギアシフトの間で、エンジンからの力が車両の車輪に付与されない期間であり、Ｆ２及びＡ２のデータが得られる第２の期間が、ギアシフトの後で、エンジンからの力が車両の車輪に付与される期間である。Ｆ１及びＡ１がギアシフトの間に得られ、Ｆ２及びＡ２がギアシフトの後に得られる状況下において、エンジンからの力はゼロであり、車両に対する力の合計は、空気抗力、重力抗力、及び摩擦抗力を含むが、空気抗力、重力抗力、及び摩擦抗力は、第１及び第２の期間中のこれらの抗力とほぼ等しくなる必要がある。空気抗力、重力抗力、及び摩擦抗力の差が第１及び第２の期間で大きくなればなるほど、ｍ０、ｍ１、及びｍ２の標準偏差が大きくなる。標準偏差が高くなればなるほど、カルマンフィルタが質量推定値に収束するためにかかる時間が長くなる。フィルタが良好な質量推定値に対して迅速に収束することが望ましい。空気抗力、重力抗力、及び摩擦抗力の全てが同一又は近似している場合には、データがクリーンであり、フィルタが良好な質量推定値に対して速く収束する傾向が強い。
【００２１】
エンジン速度センサ３３によって計測されるエンジン速度が、変速機出力軸速度センサによって計測される変速機出力軸速度と既知の比率（速度伝達比）で一致していないときに、変速機２７のギアが入っていないと判断される。そして、速度計２９によって計測される車両速度は、変速機２７のギアが入っていないと判断された時点で記録可能である。エンジン速度が変速機出力軸速度と既知の比率で一致したときに、変速機２７は、そのギアが再度入ったと判断される。この時点で、速度計２９による車両速度の計測が停止していない場合に、そのような計測が停止される。非常に短い期間に亘る車両加速度を算出するためにデータが記録可能であり、ミリ秒オーダーで可能である。代替的又は付加的に、変速機における１回の切替又は一連の切替は、変速機がニュートラルにあることを示す。ギアシフトの完了後にＡ１及びＦ１を測定するために、有効な非ギア係合加速度Ａ１の値を得るために十分な時間がある場合には、タイマーを開始可能である。エンジントルク×ギア比×車軸比×タイヤサイズに基づく係数によって、タイマーが終了する前に、閾値を超える車輪における力を得る必要がある。力Ｆ２が小さすぎる場合に加速度を計測することは有効であると考えられていない。力Ｆ２が十分に高くなると、約１秒の期間内に加速度Ａ２を測定するために、車両速度が当該期間に亘って計測される。加速度が低すぎる場合には、データは破棄可能である。
【００２２】
エンジンから車両の車輪に付与される力の大幅な変化がある状況下での代替的な条件を説明する。第１の期間が、惰行走行中で、車両のアクセルが踏まれていない期間であり、第２の期間が、アクセルが十分に踏まれている期間である場合（第１及び第２の期間について、逆も同様）に特に有効な状況が起こる。言い換えれば、第１の期間は、適度な力が付与されている期間であり、第２の期間は、強い力が付与されている期間であり得る。第１及び第２の期間については、逆も同様である。各条件下で得られる入力は、データの質の向上のためにカルマンフィルタに入力可能である。
【００２３】
工程１００において図２において示すように車両２１の質量ｍを推定する方法において、第１の期間に亘る車両の加速度Ａ１は、エンジン２３からの第１の力Ｆ１が車両の車輪２５に付与されるときに計測され、工程２００においてエンジンから車両の車輪に付与される力の量が変化した後、第２の期間に亘る車両の加速度Ａ２は、エンジンからの第２の力Ｆ２が車両の車輪に付与されるときに、工程３００において計測される。工程４００において、車両質量ｍ０の第１の値が、数式（３）から推定され、工程５００において、第１の期間中の車両質量ｍ１の第２の値、並びに、第２の期間中の車両質量ｍ２の第３の値が、数式（８）及び（９）から推定される。そして、ｍの値は、少なくともｍ０、ｍ１、及びｍ２を含む値を用いて、工程６００で推定される。
【００２４】
質量ｍの値は、例えばｍ０、ｍ１、及びｍ２の平均値として推定されてもよい。好ましくは、カルマンフィルタに対する入力としてのｍ０、ｍ１、及びｍ２、並びに、ｍ０、ｍ１、及びｍ２の標準偏差を用いて、ｍが推定される。また、以下の工程が行われる：少なくとも１つの間隔又は通常多数の繰返し間隔で、エンジンからの第１の力Ｆ１が車両の車輪に付与されるときに第１の期間Ａ１に亘って車両の加速度を測定し、エンジンからの第２の力Ｆ２が車両の車輪に付与されるときに第２の期間に亘って車両の加速度Ａ２を測定することによって、車両質量（ｍｎ１、ｍｎ２、及びｍｎ３）の少なくとも１つの推定値又は通常多数の連続的な推定値を取得し、ｍｎ１、ｍｎ２、及びｍｎ３、並びに、ｍｎ１、ｍｎ２、及びｍｎ３の標準偏差をカルマンフィルタに対して入力することによってｍを推定する。
【００２５】
車両の質量の推定時において、推定質量値は、多様な方法で適用可能である。ある用途においては、推定質量は、特定の距離又は時間内で現在の速度から所望の速度まで車両に対してブレーキをかけるために必要な力の量を測定するために使用される。別の用途においては、推定質量は、最適な効率でエンジン速度及びトルクを測定するために使用される。
【００２６】
本願において、「備える、有する、含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」等の用語の使用は、非限定的であり、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等の用語と同一の意味を有し、その他の構造、材料、又は動作を除外するものではない。同様に、「可能である、できる（ｃａｎ）」又は「してもよい（ｍａｙ）」等の用語の使用は、非限定的であり、必須ではない構造、材料、又は動作を反映するものであり、これらの用語を使用しないことによって、必須である構造、材料、又は動作を反映することを意味するものではない。構造、材料、又は動作が実際に必須であると考えられる場合に、その旨を定義するものとする。
【００２７】
本発明は、その好適な実施形態が図示及び説明されているが、本発明の特許請求の範囲を逸脱しない範囲で修正及び変更が可能である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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