(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向の加速度を取得する加速度取得手段と、
前記車両に搭載された原動機の駆動に基づき同車両の駆動力を取得する駆動力取得手段と、
前記取得された加速度の低周波成分を除去して処理後加速度を取得する加速度処理手段と、
前記取得された駆動力の低周波成分を除去して処理後駆動力を取得する駆動力処理手段と、
前記加速度処理手段と駆動力処理手段とに基づき前記車両の重量を推定する車両重量推定手段とを備えた車両重量推定装置において、
前記車両のブレーキ装置の作動状態を検知するブレーキ作動検知手段と、
前記車両の速度を検知する車両速度検知手段と、
前記ブレーキ作動検知手段により前記ブレーキ装置が作動状態であることが検知されるとともに前記車両速度検知手段により前記車両の速度がゼロであることが検知される間は、前記車両の駆動力をゼロに設定する駆動力設定手段を備えることを特徴とする車両重量推定装置。
【請求項２】
前記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と、
前記発進状態判定手段により前記車両が発進状態にあることを検知すると前記車両重量推定手段による車両重量の推定を許容する推定許容手段と、
を備え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、自動変速機の変速段の決定などに利用される車両重量（質量）を推定する車両重量推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動変速機の変速制御装置は、アクセルペダル操作量（スロットル開度）と車速とに基づいて達成すべき変速段を決定するようになっている。また、このような変速制御において、搭乗者の人数や積載量などにより変動する車両重量を推定するとともに、推定された車両重量を変速段の決定等に用いることで、降板路走行時にエンジンブレーキを有効に発揮させたり、登板路走行時の加速性能を向上させることも知られている。
【０００３】
このような車両重量推定装置は、特開２０００−２１３９８１号公報に開示されている。この開示された装置は、走行路面の勾配の影響が車両の駆動力及び加速度に低周波成分として表れる点に鑑み、検出された駆動力及び加速度をハイパスフィルタでフィルタ処理し、フィルタ処理後の駆動力及び加速度と運動方程式とに基づいて車両重量を推定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記従来の技術にも示されるように、車両の駆動力と加速度との関係は、運動方程式（（車両の駆動力）＝（車両の重量）×（車両の加速度））で表すことができるから、駆動力と加速度がわかれば車両重量を推定することができる。
【０００５】
車両が発進する直前においては、ブレーキ装置（ブレーキペダルの操作によって車両を制動するサービスブレーキ装置、パーキングブレーキ部材の操作によって車両を制動するパーキングブレーキ装置等）の作動により車両は停止状態となっているので、原動機が駆動しているにも拘らず車両の速度はゼロであり、車両の加速度はゼロである。しかしながら、車速がゼロであっても原動機が駆動していれば原動機自体の駆動力が発生しているため、駆動力取得手段によって取得される駆動力はゼロにはならない。そのため上述した従来の技術では、車両が発進する直前において、上記運動方程式に矛盾が生じて車両重量を精度良く推定できなくなってしまい、車両重量の推定精度が良好でない場合がある、という問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その特徴は、請求項１に記載されるように、車両の前後方向の加速度を取得する加速度取得手段と、前記車両に搭載された原動機の駆動に基づき同車両の駆動力を取得する駆動力取得手段と、前記取得された加速度の低周波成分を除去して処理後加速度を取得する加速度処理手段と、前記取得された駆動力の低周波成分を除去して処理後駆動力を取得する駆動力処理手段と、前記加速度処理手段と駆動力処理手段とに基づき前記車両の重量を推定する車両重量推定手段とを備えた車両重量推定装置において、前記車両のブレーキ装置の作動状態を検知するブレーキ作動検知手段と、前記車両の速度を検知する車両速度検知手段と、前記ブレーキ作動検知手段により前記ブレーキ装置が作動状態であることを検知し、且つ前記車両速度検知手段により前記車両の速度がゼロであることを検知した時には、前記車両の駆動力をゼロとする駆動力設定手段とを備えたことにある。
【０００７】
請求項１の車両重量推定装置では、駆動力設定手段により、車両の速度がゼロであるとともにブレーキ装置が作動している間、すなわち車両の発進前の状態では駆動力をゼロに設定しているので、車両の発進直前における駆動力と加速度との関係を示す運動方程式（（処理後駆動力）＝（車両の重量）×（処理後加速度））に矛盾が生じることなく、車両の発進直前から発進後において上記の運動方程式が成立するので、車両重量の推定を精度良く行うことができる。
【０００８】
更に具体的には、請求項２に示すように、請求項１の車両重量推定装置において、前記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と、前記発進状態判定手段により前記車両が発進状態にあることを検知すると前記車両重量推定手段による車両重量の推定を許容する推定許容手段とを備えることが考えられる。これによると、請求項１における作用に加え、比較的大きな加速度及び駆動力が発生する車両の発進時に車両重量が推定されるので、処理後加速度及び処理後駆動力に含まれるノイズ成分の影響が小さくなり、車両重量の推定精度の低下が抑制され、好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両重量推定装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、同車両重量推定装置を含む変速制御装置を車両に搭載した例を概略的に示す図である。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トルクコンバータ２０と、２乃至３組の遊星歯車ユニットなどから構成された有段（本実施形態においては前進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ための油圧制御回路４０と、油圧制御回路４０に制御信号を与える電気制御装置５０とを含んでいて、図示しないアクセルペダルの操作により増減されるエンジン１０の駆動トルクを、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ２０、自動変速機３０、及び差動歯車装置３３を介して駆動輪３４へ伝達するようになっている。
【００１０】
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とからなる。流体式伝達機構２１は、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に連結されたポンプ羽根車２１ａと、同ポンプ羽根車２１ａが発生する作動油の流れにより回転されるとともに自動変速機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含んでいる。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んで構成され、接続された油圧制御回路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とを同ロックアップクラッチにより機械的に結合してこれらを一体的に回転させる係合状態と、同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の駆動トルクを自動変速機３０に直接伝達しない非係合状態とを達成し得るようになっている。
【００１１】
自動変速機３０は、入力軸３１と、車両の駆動輪３４に連結される差動歯車装置３３を介して連結される出力軸３２とを備えていて、接続された油圧制御回路４０による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合せに応じ、複数の変速段（前進段）又は後進段のいずれか１つを選択的に成立させ、選択された変速段を介して入力軸３１と出力軸３２とを一体的に回転させる周知の有段式遊星歯車装置として構成されている。この自動変速機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３４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）が達成されるように構成されている。一方、１速及び２速においては、図示しないワンウェ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、図示しない油圧式摩擦係合装置を係合させてワンウェ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得るようになっている。
【００１２】
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駆動される図示しない複数の電磁弁を含んでいて、同電磁弁の作動の組合せに応じ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を行うようになっている。
【００１３】
電気制御装置５０は、何れも図示しないＣＰＵ、メモリ、及びインターフェースなどから成るマイクロコンピュータであって、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、ブレーキスイッチ６５、パーキングブレーキスイッチ６６と接続されていて、これらのセンサ及びスイッチが発生する信号を入力するようになっている。
【００１４】
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踏込み操作に応じて開閉されるスロットルバルブ１１の開度を検出し、スロットル開度センサｔｈｒを表す信号を発生するようになっている。エンジン回転速度センサ６２は、エンジン１０の回転速度を検出し、同エンジン回転速度ｎｅを表す信号を発生するようになっている。タービン回転速度センサ６３は、自動変速機３０の入力軸３１の回転速度を検出し、同タービン速度ｎｔを表す信号を発生するようになっている。出力軸回転速度センサ６４は、自動変速機３０の出力軸３２の回転速度を検出し、同出力軸回転速度（車速に相当）ｎｏを表す信号を発生するようになっている。ブレーキスイッチ６５は、サービスブレーキ用のブレーキペダル７０の操作・非操作に応じて、ハイレベル（「１」）信号とローレベル（「０」）信号にそれぞれ変化するブレーキ作動信号ＳＴＯＰを出力するようになっている。パーキングブレーキスイッチ６６は、パーキングブレーキ部材であるパーキングレバー８０の操作・非操作に応じて、ハイレベル（「１」）信号とローレベル（「０」）信号にそれぞれ変化するパーキングブレーキ作動信号ＰＫＢを出力するようになっている。パーキングブレーキ部材としてパーキングレバー８０以外にペダル式であってもよい。尚、出力軸回転速度センサ６４が車両速度検知手段を構成し、ブレーキスイッチ６５、パーキングブレーキスイッチ６６が、ブレーキ作動検知手段を構成している。
【００１５】
以下、上記自動変速機の変速制御装置の作動について説明する。電気制御装置５０は、出力軸回転速度ｎｏとスロットル開度ｔｈｒとで構成される図２（Ａ）に示した変速マップをメモリ内に記憶しており、検出された出力軸回転速度ｎｏと検出されたスロットル開度ｔｈｒが変速マップに示された変速線を横切るとき、この変速線に基づく変速を行うように変速要求信号ｓｈｉｆｔを発生し、これに基づいて油圧制御回路４０内に設けられた図示しない電磁弁を制御する。同様に、電気制御装置５０は、出力軸回転速度ｎｏとスロットル開度ｔｈｒとで構成される図３に示したロックアップ作動マップをメモリ内に記憶しており、検出された出力軸回転速度ｎｏとスロットル開度ｔｈｒとがロックアップ作動マップのロックアップ領域にあるとき、油圧制御回路４０の電磁弁を制御してロックアップクラッチ機構２２を係合状態とする。更に、電気制御装置５０は、搭乗人数や積載量に応じて変化する車両重量Ｍを推定しており、同車両重量Ｍが所定値Ｍ０以上のときには、変速マップを図２（Ａ）から図２（Ｂ）に示したマップに切換えて達成される低速段領域を拡大するとともに、１速及び２速におけるワンウェ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。
【００１６】
次に、電気制御装置５０が実行する、車両重量Ｍの推定方法について説明する。車両の運動方程式は、車両重量をＭ、車両の加速度をα、車両の駆動輪３４に働く力のうち、道路勾配を除いたものをＦ、道路勾配をΘ、重力加速度をｇとすれば、数１に示したとおりとなる。
【００１７】
【数１】
0003821001.tif 000002
上記数１における力Ｆは、エンジン１０により駆動される駆動輪３４の駆動力Ｆ１から走行抵抗Ｆ２を差し引くことで求められる。以下、Ｆ１からＦ２を差し引いた力を実質駆動力Ｆという。
【００１８】
エンジン１０による駆動輪３４の駆動力Ｆ１は、ロックアップクラッチが非係合状態にある場合、即ち、流体式伝達装置２１にてトルク伝達を行っている場合には、エンジン１０の出力トルクＴを下記数２に基づき求めることができる。下記数２はエンジン１０の過渡的な運転状態であっても成立するので、同数２を用いることでエンジン１０の出力トルクＴを精度良く求めることができる。車両の発進前から発進直後への移行に際しては、車速が０から増大していくので、図３の作動マップからもわかるようにロックアップクラッチが非係合状態である。したがって、車両の発進時では、同数２を用いて出力トルクＴを求め、駆動力Ｆを算出する。尚、下記数２において、Ｃｐは流体式伝達機構２１の容量係数であって、一例が図４に示される。また、λは流体式伝達機構２１のトルク増幅率であって、一例が図５に示されている。
【００１９】
【数２】
0003821001.tif 000003
一方、走行抵抗Ｆ２は、ころがり抵抗などの摩擦抵抗Ｒ１と空気抵抗Ｒ２の和である。摩擦抵抗Ｒ１は車両固有の一定値であるから、予め測定などにより求めておき、電気制御装置５０のメモリ内に記憶しておくことができる。空気抵抗Ｒ２は、車両の速度の二乗に比例して変化する値であるが、ある車両について車両の速度と空気抵抗Ｒ２との関係を予め測定などにより求めて電気制御装置５０のメモリ内に記憶するとともに実際の車両の速度を検出するように構成しておけば、実際の空気抵抗Ｒ２を求めることができる。
【００２０】
車両の加速度αは、車両の速度の微分値であるから、車両速度を表す出力軸回転速度ｎｏを時間微分することで算出され得る。尚、加速度αは、車両に搭載された加速度センサによって直接的に求めることもできる。
【００２１】
上記数１における車両重量Ｍは、搭乗人数、積載量などの変化を考慮して、車両の初期重量ｍに対して変化する値として捉えることができる。そこで、車両重量変動パラメータをθとすると、車両重量Ｍは下記数３により表され、数２及び数３から下記数４が得られる。
【００２２】
【数３】
0003821001.tif 000004
【数４】
0003821001.tif 000005
今、車両が道路勾配が一定の道路を走行していれば、Θは一定であるから、上記数４において道路勾配に係る項（ｇｓｉｎΘ）は一定である。即ち、道路勾配の影響は加速度αにおいてその直流成分として現れているはずである。したがって、加速度αを表す信号から直流成分を除去すれば、道路勾配の影響を除いた運動方程式を得ることができる。
【００２３】
実際には、道路勾配Θは比較的緩やかに変化し、同道路勾配Θの影響は加速度αにおいて低周波成分（１〜２Ｈｚ以下）として現れる。したがって、加速度α及び実質駆動力Ｆをあらわす信号から所定周波数を除けば、同時に直流成分も除去され、道路勾配の影響を除いた下記数５に示す運動方程式を得ることができる。尚、数５においては、加速度αを表す信号から所定周波数以下の信号を除いた信号をα０、実質駆動力Ｆから所定周波数以下の信号を除いた信号をＦ０としている。
【００２４】
【数５】
0003821001.tif 000006
上記数５において、ｅｒｒｏｒは除去しきれなかった勾配抵抗、又は加速度α及び実質駆動力Ｆの測定誤差に起因する値である。このように式の中に誤差を含む場合には、例えば、逐次最小二乗法によって真値を求めることができる。また、逐次最小二乗法により車両重量変動パラメータθを求め、車両重量Ｍを推定することができる。
【００２５】
次に、電気制御装置５０が上記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説明する。図６は、電気制御装置５０のＣＰＵが実行する車両重量Ｍの推定プログラムを機能ブロックにより示した図である。このＣＰＵは、変速段及び駆動力を推定するブロックＢ１に係るプログラムと、車両重量Ｍを推定するブロックＢ２係るプログラムと、車両重量Ｍの推定を許可する（及び推定を禁止する）許可信号ｅｎａｂｌｅを生成しブロックＢ２に供給するブロックＢ３に係るプログラムとを主として実行する。尚、ブロックＢ２は車両重量推定手段を構成し、ブロックＢ３は推定許容手段、発進状態判定手段を構成している。
【００２６】
ＣＰＵは、ブロックＢ１において、上述した各センサからの信号や、図示しない変速制御プログラムの実行により発生される上述の変速要求信号ｓｈｉｆｔを入力し、実際の変速段を推定するとともにエンジン１０の駆動力Ｆを推定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは現在認識している変速段と入力される変速要求信号ｓｈｉｆｔとから新たに達成される変速段ｓｈを推定する。例えば、現在認識している変速段が３速であり、変速要求信号ｓｈｉｆｔが３速から４速へのシフトアップ要求である場合には、ＣＰＵは変速段が４速になると推定し、認識している変速段を４速に変更する。この推定された変速段ｓｈは、許可信号生成ブロックＢ３に供給される。
【００２７】
実質駆動力Ｆの推定においては、先ず、現在のタービン回転速度ｎｔとエンジン回転速度ｎｅとを入力してトルクコンバータ２０の速度比（ｎｔ／ｎｅ）を算出し、算出した速度比（ｎｔ／ｎｅ）と図４及び図５に示したマップから流体式伝達機構２１の容量係数Ｃｐ及びトルク増幅率λをそれぞれ求める。そして、現在のエンジン回転速度ｎｅと上記数２とに基づいてエンジン１０の出力トルクＴを求める。その後、ＣＰＵは認識している変速段から総変速比を求め、出力トルクＴに総変速比と差動歯車装置３３の減速比とを乗じ、更に駆動輪３４の半径で割ることで実質駆動力（駆動輪３４に与えられる駆動力）Ｆを算出する。尚、上述の走行抵抗Ｒ２が無視できない場合には、ころがり抵抗などの車速に影響を受けない摩擦抵抗Ｒ１と出力軸回転速度ｎｏから求められる空気抵抗Ｒ２との和を、実質駆動力Ｆから減じた値を駆動力Ｆとしてもよい。尚、ブロックＢ１が駆動力取得手段を構成する。
【００２８】
次いで、ＣＰＵは、ブロックＢ４において実質駆動力Ｆから高周波成分（高周波ノイズ）をローパスフィルタ処理により除去し、ブロックＢ５において低周波成分をハイパスフィルタ処理により除去して道路勾配Θの影響が除去された実質駆動力Ｆ０（処理後駆動力）を算出する。ここで、ブロックＢ５が駆動力処理手段を構成する。
【００２９】
同時に、ＣＰＵは、ブロックＢ６により、検出された出力軸回転速度ｎｏから高周波成分（高周波ノイズ）をローパスフィルタ処理により除去し、ブロックＢ７にて時間微分して加速度αを求める。尚、ブロックＢ７が加速度取得手段を構成する、次いで、ＣＰＵはブロックＢ８により、求められたαから低周波成分を除去して道路勾配Θの影響を除去した加速度α０（処理後加速度）を算出する。ここで、ブロックＢ８が加速度処理手段を構成する。
【００３０】
この実質駆動力Ｆ０及び加速度α０は、所定時間の経過毎に更新されるようになっていて、ＣＰＵは逐次最小二乗法を用いて車両重量Ｍを推定する。
【００３１】
ここで、ブロックＢ１にて実行される駆動力Ｆの推定に際して、ブレーキ装置が作動状態（ブレーキ装置により車両に制動力を与えている状態）であり、なおかつ出力軸回転速度ｎｏ（車両の速度に相当）が０のときには、上記数２で示されるトルクコンバータ特性から得られる駆動力Ｆと加速度αの運動方程式に矛盾が生じる。この矛盾について具体的に説明する。車両の速度が０であっても、エンジン１０が駆動していれば流体式伝達機構２１のポンプ羽根車２１ａとタービン羽根車２１ｂとは相対回転しているので、流体式伝達機構２１内にストールトルクが発生する。つまり、上記数２にて得られるエンジン１０の出力トルクＴは０ではなく、この出力トルクＴに自動変速機３０の総変速比、差動歯車装置３３の減速比を乗じ、駆動輪３４の半径で割ることによって得られる駆動力Ｆも０ではなく正の値をとる。しかしながら、車速が０の場合には出力軸回転速度ｎｏが０であるため、出力軸回転速度ｎｏの時間微分によって得られる加速度αも０になる。したがって、ブレーキ装置の作動が解除される（ブレーキ装置が操作されている状態から操作されずに車両に制動力が加えられない状態への移行される）ことで車速が０から０以外の値に変移しなければ加速度αは０以外の値にはならない。上記数２を用いてトルクコンバータ特性から得られる駆動力Ｆと、加速度α×（車両重量変動パラメータθ×初期質量ｍ）により演算される駆動力の時間との関係を図７に示す。図７では、理解しやすくするために走行抵抗や道路勾配による影響を無視した駆動力として示すものとする。図７において、トルクコンバータ特性から得られる駆動力Ｆは実線、加速度α×（θ×ｍ）により演算される駆動力は点線でそれぞれ示される。図７に示されるように、ブレーキ装置により駆動力が吸収されて車速が０となっている時間（ｔ０〜ｔ１）では、上述した理由によりトルクコンバータ特性から得られる駆動力Ｆは正の値Ｆ１をとっているが、加速度α×（θ×ｍ）により演算される駆動力は、加速度αが０であるので０となっている。そのため、時間（ｔ０〜ｔ１）では駆動力Ｆと加速度α×（θ×ｍ）とが全く異なる値をとる。そして、時間ｔ１でブレーキ装置の作動が解除されると、車速が変化して出力軸回転速度ｎｏの時間微分である加速度αは正の値をとり、加速度α×（θ×ｍ）は駆動力Ｆと略同一の値となる。
【００３２】
図８は、図７に示した関係において、フィルタ処理により低周波成分及び高周波成分が除去された後の処理後駆動力Ｆ０と処理後加速度α０×（θ×ｍ）の時間との関係を示す図である。図８の時間（ｔ０〜ｔ１）における両駆動力の値の差による影響で、時間ｔ１の経過後（特に時間ｔ１の経過直後）における処理後駆動力Ｆ０と処理後加速度α０×（θ×ｍ）との値は一致しなくなってしまい、このままでは精度良く車両重量Ｍを推定できなくなってしまう。
【００３３】
そこで本実施例では、ブロックＢ１においてエンジン１０の駆動力Ｆを推定する際に、ブレーキ装置が作動状態であることが検知されるとともに車両の速度がゼロであることが検知される間は、エンジン１０の出力トルクＴの大きさに拘らず駆動力Ｆをゼロに設定し、上記数２から算出される駆動力Ｆを採用しないようにした。このように設定された駆動力Ｆと、加速度α×（θ×ｍ）により演算される駆動力との関係を図９にそれぞれ示す。図９からわかるように、時間（ｔ０〜ｔ１）では駆動力Ｆは０に設定されているので、全ての時間において、駆動力Ｆと加速度α×（θ×ｍ）により演算される駆動力とが略一致する。したがって、図１０に示す、フィルタにより低周波成分及び高周波成分が除去された後の処理後駆動力Ｆ０と処理後加速度α０×（θ×ｍ）も略一致し、車両重量Ｍの推定精度の低下が抑えられるものである。尚、ブロックＢ１が駆動力設定手段を構成する。
【００３４】
上述した駆動力の設定に関するブロックＢ１の作動について、図１１に示したＣＰＵが所定時間の経過毎に実行するプログラムを参照しながら説明する。所定のタイミングになると、ＣＰＵは図１１に示したステップ６００から処理を開始し、ステップ６０５に進んで出力回転速度ｎｏが「０」であるか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定される場合にはステップ６１０に進んでブレーキ装置が作動状態であるか否かを判定し、「Ｎｏ」と判定される場合にはステップ６２０に進んで、上記数２に従ってエンジン１０の出力トルクＴを推定する。次に、ステップ６２５に進み、ステップ６２０で推定した出力トルクＴに自動変速機３０の総変速比と差動歯車装置３３の減速比とを乗じ、更に駆動輪３４の半径で割ることで駆動力Ｆを算出し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００３５】
ＣＰＵは、ステップ６１０に進んだ場合には、ブレーキ装置が作動状態であるか否かを判定する。このステップ６１０では、具体的にはブレーキスイッチ６５及びパーキングブレーキスイッチ６６の少なくとも１つがオン状態であればブレーキ装置が作動状態である「Ｙｅｓ」とし、ブレーキスイッチ６５及びパーキングブレーキスイッチ６６がともにオフ状態であればブレーキ装置が作動状態でない「Ｎｏ」と判定しており、「Ｎｏ」と判定される場合にはステップ６２０に進み、「Ｙｅｓ」と判定される場合にはステップ６１５に進んで駆動力Ｆを０に設定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００３６】
ここで、ステップ６０５における出力回転速度ｎｏが「０」であるか否かの判定に際して、同ステップ６０５の判定において出力回転速度ｎｏが完全に「０」であるときにのみ「Ｙｅｓ」とする必要はなく、車両の速度が実質的に「０」であると判断される微小な速度の範囲内であれば「Ｙｅｓ」と判定するようにしてもよい。
【００３７】
次に、ブロックＢ３に示した許可信号生成の作動について説明する。許可信号ｅｎａｂｌｅは、下記の（１）から（７）の条件が全て満たされたときに成立し、その値が「１」とされることでブロックＢ２による車両重量Ｍの推定が許可される。換言すると、下記（１）から（７）の何れかの条件が不成立のとき、許可信号ｅｎａｂｌｅの値が「０」とされることでブロックＢ２による車両重量Ｍの推定が禁止される。尚、車両重量Ｍの推定が禁止されるとは、ＣＰＵにより車両重量Ｍの推定演算動作そのものが禁止される他に、車両重量Ｍの推定演算動作を行うがその結果を車両重量Ｍに採用しないことが含まれる。また、ブロックＢ２は、車両重量Ｍの推定が許可されている状態から禁止される状態となったとき、その時点で推定されている車両重量Ｍの推定値をその後の変速制御に使用する。
【００３８】
（１）車両の発進時であること。具体的には、停車時間（車速を示す出力軸回転速度ｎｏ＝「０」の状態である時間）が所定時間（例えば２秒）以上継続した後に、加速度（又は車速）が「０」でなくなった場合であること。上述したように、車両重量Ｍは駆動力Ｆと加速度αに基づいて推定されるので、同駆動力Ｆと同加速度αが十分に大きくないとこれらに含まれるノイズの影響が大きく、推定精度が良好でない。一方、車両の発進時においては、その他の走行時よりも大きな駆動力Ｆ及び加速度αが得られる。そこで、車両の発進時に車両重量Ｍを推定することとしたのである。また、上記数２によれば、エンジン１０の出力トルクＴを精度良く求めることができる。この場合ロックアップクラッチが非係合でなければならないが、発進時であれば車速は小さいので、図３からも明らかなようにロックアップクラッチは非係合である。この意味においても、発進時に車両重量Ｍの推定を行うことは推定の精度向上にとって有利である。
【００３９】
（２）変速中でないこと。変速中には駆動力Ｆが変動するため、精度良く車両重量Ｍを推定することができないからである。
【００４０】
（３）出力軸回転速度ｎｏが０より大きい（即ち、車速が０ではない）、且つスロットル開度ｔｈｒが所定の基準スロットル開度ｔｈｒ０より大きいこと。車両重量Ｍの推定原理が上記数４の車両前後方向運動方程式を基礎としているため、推定には加速度αと駆動力Ｆとを必要とするところ、理論的には加速度αと駆動力Ｆとの位相が一致していることが前提となる（好ましい）。しかしながら、実際には上述したエンジントルク特性又はトルクコンバータ特性から求める駆動力Ｆと、出力軸回転速度ｎｏの時間微分（所定時間に対する変化量、即ち差分）から求める加速度αには、動力伝達系の遅れなどにより位相差が発生する。
【００４１】
より具体的には、出力軸回転速度ｎｏを検出する出力軸回転速度センサ６４には分解能があるため、実際に発進が行われても同発進を検出できず（極低速車速では出力を検出できない）、加速度αの検出精度が低下する。一方、駆動力Ｆは車両が停止状態にある場合でもトルクコンバータ２０のストールトルクがあるので発進前から「０」ではない。更に、駆動力Ｆは、自動変速機３０の出力軸３２よりも駆動系の上流に位置するエンジン１０の回転速度ｎｅが変化することで変化する。以上のことから、駆動力Ｆは加速度αよりも位相が早い信号となる。
【００４２】
したがって、上記「出力軸回転速度ｎｏが０より大きい」という条件を加えることで、駆動力Ｆと加速度αとの位相差が大きい場合（アクセルペダルが操作されてスロットル開度ｔｈｒが「０」でなくなった後で出力軸回転速度ｎｏが「０」のとき）では車両重量Ｍの推定を避け、同車両重量Ｍの推定精度の低下を回避する。
【００４３】
また、上記逐次最小二乗法により車両重量Ｍを推定するには、推定に使用する信号にある程度のパワーがなければならない。ここでのパワーとは、信号の変化の大きさであり、この場合には駆動力Ｆ及び加速度αの変化の大きさである。一般的に、駆動力Ｆ及び加速度αの変化の大きさは、スロットル開度ｔｈｒが小さいときには小さくなる。
【００４４】
したがって、上記「スロットル開度ｔｈｒが所定の基準スロットル開度ｔｈｒ０より大きい」という条件を加えることで、加速度α及び駆動力Ｆの変化の大きさが小さい時には車両重量Ｍの推定を避け、同車両重量Ｍの推定精度の低下を回避する。
【００４５】
尚、上記（１）の条件及び（２）の条件から、車両重量Ｍが推定される時間は車両の発進後から初めての変速までの間に限られ、しかも、逐次最小二乗法などの推定方法によって精度良く算出するためには、ある程度の時間（多くのサンプル数）が必要である。このため、発進後においてできるだけ早期の段階で車両重量Ｍの推定を開始する必要がある場合には、出力軸回転速度ｎｏが０より大きくなるか、或いはスロットル開度ｔｈｒが基準スロットル開度ｔｈｒ０より大きくなるかのいずれかが成立したときに車両重量Ｍの推定を開始するようにしてもよい。
【００４６】
（４）変速段が１速又は２速であること。２速から発進した場合であっても、車両重量Ｍの推定を可能にするため。
【００４７】
（５）ブレーキ装置の作動中でないこと。このブレーキ装置には、ブレーキペダル７０の操作に基づいて車両を減速或いは停止させるサービスブレーキと、パーキングブレーキレバー８０の操作に基づいて車両を停車状態とするパーキングブレーキとを含んでいる。サービスブレーキ又はパーキングブレーキが作動して車両が制動状態になると、駆動力Ｆの推定が困難となるためである。
【００４８】
（６）加速度αが所定の基準加速度Ａよりも大きいこと。加速度αが小さい場合には同加速度αにノイズの影響が大きく現れるので、車両重量Ｍの推定精度が低下するからである。尚、（１）の条件に加えて（２）の条件を加えているので、登板路を走行する際には、発進時であっても加速度αが小さい場合があるからである。
【００４９】
（７）エンジン１０逆駆動状態にないこと。駆動輪３４側からエンジン１０を駆動させる逆駆動状態では、トルクコンバータ２０の流体式伝達機構２１内における作動油の流れが乱れるため、駆動力Ｆを精度良く推定することが困難となるからである。
【００５０】
以下、上記（１）から（７）の条件が成立したか否かを判定する上記ブロックＢ３の作動について、図１２及び図１３に示したＣＰＵが所定時間の経過毎に実行するプログラムを参照しながら説明する。
【００５１】
所定のタイミングになると、ＣＰＵは図１２に示したステップ７００から処理を開始し、ステップ７０５に進んで出力回転速度ｎｏが「０」より大きいか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定される場合にはステップ７１０に進み、「Ｎｏ」と判定される場合にはステップ７１５に進んでスロットル開度が所定の基準スロットル開度ｔｈｒ０より大きいか否かを判定する。そして、ステップ７１５にて「Ｙｅｓ」と判定される場合にはステップ７１０に進み、「Ｎｏ」と判定される場合にはステップ７２０に進んで許可信号ｅｎａｂｌｅの値を「０」とし、車両重量Ｍの推定を禁止した後にステップ７９５にて本ルーチンを一旦終了する。このように、ステップ７１０、７１５は、上記（３）の尚書きにて記載した条件が成立しているか否かを判定するステップである。
【００５２】
ＣＰＵは、ステップ７１０に進んだ場合には、現在認識している変速段、即ち図６に示したブロックＢ１にて形成される変速段ｓｈが１速であるか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定される場合にはステップ７２５に進み、「Ｎｏ」と判定される場合（１速でない場合）にはステップ７３０に進んで現在認識している変速段が２速であるか否かを判定する。そして、ステップ７３０にて「Ｙｅｓ」と判定される場合にはステップ７２５に進み、「Ｎｏ」と判定される場合（２速でない場合）には上記ステップ７２０を実行して車両重量Ｍの推定を禁止し、ステップ７９５にて本ルーチンを一旦終了する。このように、ステップ７１０、７３０は、上記（４）の条件が成立しているか否かを判定するステップである。
【００５３】
ＣＰＵは、ステップ７２５に進んだ場合には、現在変速中であるか否かを、上記変速段ｓｈの変化から判定し、現在変速中でなければステップ７３５に進み、現在変速中であれば上記ステップ７２０を実行して車両重量Ｍの推定を禁止し、ステップ７９５にて本ルーチンを一旦終了する。このように、ステップ７２５は、上記（２）の条件が成立しているか否かを判定するステップである。
【００５４】
ＣＰＵは、ステップ７３５に進んだ場合には、現在ブレーキ中（ブレーキ装置の作動中）であるか否かを、ブレーキスイッチ６５からのブレーキ作動信号ＳＴＯＰ、及びパーキングブレーキスイッチ６６からのパーキングブレーキ信号ＰＫＢに基づいて判定し、現在ブレーキ中でなければステップ７４０に進み、現在ブレーキ中であれば上記ステップ７２０を実行して車両重量Ｍの推定を禁止し、ステップ７９５にて本ルーチンを一旦終了する。このように、ステップ７３５は、上記（５）の条件が成立しているか否かを判定するステップである。
【００５５】
ＣＰＵは、ステップ７４０に進んで場合には、図６のブロックＢ７にて得られた現在の加速度αが所定の基準加速度Ａより大きいか否かを判定し、加速度αが基準加速度Ａより大きければステップ７４５に進み、加速度αが基準加速度Ａ以下であれば上記ステップ７２０を実行して車両重量Ｍの推定を禁止し、ステップ７９５にて本ルーチンを一旦終了する。このように、ステップ７４０は、上記（６）の条件が成立しているか否かを判定するステップである。
【００５６】
ＣＰＵは、ステップ７４５に進んだ場合には、エンジン１０が駆動輪３４側から逆駆動されているか否かを判定する。具体的には、自動変速機３０内のワンウェイクラッチの作動があれば逆駆動状態であると判定できるので、ＣＰＵはタービン回転速度ｎｔと出力軸回転速度ｎｏとから求められる変速比が、現在認識している変速段の変速比の±５％以外（０．９５から１．０５倍の範囲外）の場合に逆駆動状態と判定する。そして、ステップ７４５にて逆駆動状態でないと判定されるとステップ７５０に進み、逆駆動状態であると判定されると上記ステップ７２０を実行して車両重量Ｍの推定を禁止し、ステップ７９５にて本ルーチンを一旦終了する。このように、ステップ７４５は、上記（７）の条件が成立しているか否かを判定するステップである。
【００５７】
ＣＰＵは、ステップ７５０に進んだ場合には、フラグＦの値が「１」であるか否かを判定する。このフラグＦの値は、後述する図１３に示したプログラムにより操作される値であって、許可信号ｅｎａｂｌｅの値が「１」から「０」に変化したとき「０」に設定され、その後に所定時間（例えば２秒）以上の停車状態が継続したときに「１」に設定される。
【００５８】
いま、許可信号ｅｎａｂｌｅの値が「０」とされた後に停車状態が所定時間以上継続しているとすると、フラグＦの値は「１」である。この場合、ＣＰＵはステップ７５５に進んで許可信号ｅｎａｂｌｅの値を「１」とし、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、ステップ７５０に到達したということは、先のステップ７４０にて「Ｙｅｓ」と判定されていて、更にステップ７０５とステップ７１５の少なくとも１つのステップにて「Ｙｅｓ」と判定されている場合であるから、車両が発進状態にあると判定することができるので、許可信号ｅｎａｂｌｅの値を「１」として車両重量Ｍの推定を許可するのである。
【００５９】
他方、ステップ７５０に進んだ段階でフラグＦの値が「１」でないとすると、ＣＰＵは同ステップ７５０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７２０に進み、同ステップ７２０にて許可信号ｅｎａｂｌｅの値を「０」として車両重量Ｍの推定を禁止した後にステップ７９５に進む。このように、ステップ７５０は、上記（１）の条件が成立しているか否かを判定する為のステップである。
【００６０】
次に、上記フラグＦの操作について説明する。フラグＦの値は、図示しない車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に変更されたときに図示しないイニシャルルーチンが実行されて「１」とされている。このため、上記車両重量の推定を許可するための上記（２）から（７）の条件が成立すると、ＣＰＵはステップ７５０に進み、同ステップ７５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７５５に進んで許可信号ｅｎａｂｌｅの値を「１」に設定し、車両重量Ｍの推定を実行する。
【００６１】
一方、ＣＰＵは所定時間の経過毎に図１３で示したプログラムの処理をステップ８００から開始し、ステップ８０５にて許可信号ｅｎａｂｌｅの値が「１」から「０」に変更されたか否かを判定する。イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態へと変更された後に上記（２）から（７）の条件が継続して成立している場合には、許可信号ｅｎａｂｌｅの値は「１」に維持されるから、ＣＰＵはステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８１０及びステップ８１５にて出力軸回転速度ｎｏが「０」のとき、即ち停車中にタイマＴの値を「１」だけ増大する。次いで、ステップ８２０及びステップ８２５により、タイマＴの値が最大値ＴＭＡＸより大きくならないように最大値ＴＭＡＸでガードし、ステップ８３０にて同タイマＴの値が所定時間（２秒）に対応する所定の基準値ＴＫより大きいか否かを判定する。そして、ＣＰＵはタイマＴの値が基準値ＴＫより大きいと判定すると、ステップ８３５にてフラグＦの値を「１」としてステップ８９５にて本ルーチンを一旦終了する。一方、ＣＰＵはステップ８３０にてタイマＴの値が所定時間に対応する基準値ＴＫより小さいと判定すると、直接ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、この場合においては、タイマＴの値に拘らずフラグＦの値は「１」に維持される。
【００６２】
この状態において、上記（２）から（７）の条件の何れかが不成立になるとＣＰＵはステップ７２０を実行して許可信号ｅｎａｂｌｅの値を「０」に設定する。この結果、ＣＰＵが図１３のステップ８０５を実行するとき、同ステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８４０に進み、同ステップ８４０にてタイマＴの値を「０」にクリアする。次いで、ＣＰＵはステップ８４５に進みフラグＦの値を「０」に設定する。この結果、次にフラグＦの値が「１」に変更されるまでは、上記車両重量推定許可のための（２）から（７）の全ての条件が成立したとしても、図１２のステップ７５０にて「Ｎｏ」と判定されてステップ７２０が実行され、車両重量Ｍの推定は禁止される。
【００６３】
以降においては、許可信号ｅｎａｂｌｅの値は「０」に維持されるので、ＣＰＵはステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８１０以降に進むようになる。このため、停車状態（出力軸回転速度ｎｏ＝０）となるとステップ８１５が実行されてタイマＴの値が次第に増大し、停車状態が所定の時間以上継続するとタイマＴの値は基準値ＴＫより大きくなる。この結果、ＣＰＵは所定のタイミングにてステップ８３０に進んだとき、同ステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３５に進み、同ステップ８３５にてフラグＦの値を「１」に設定する。
【００６４】
これにより、上記（２）から（７）の全ての条件が成立したときには、ＣＰＵは図１２のステップ７５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７５５に進み、許可信号ｅｎａｂｌｅの値を「１」として車両重量Ｍの推定を許可する。以降、上記作動が繰り返されて上記（２）から（７）の条件の何れか１つが不成立となると、許可信号ｅｎａｂｌｅの値が「０」とされ、これに伴ってタイマＴ及びフラグＦの値が「０」に設定される。そして、停車状態が所定時間以上継続すると、再びフラグＦの値が「１」に設定され、この状態にて上記（２）から（７）の条件が全て成立すると許可信号ｅｎａｂｌｅの値が「１」とされる。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、ともに路面勾配の影響をフィルタ処理にて除去した処理後駆動力Ｆ０及び処理後加速度α０とから車両重量Ｍを推定するときには、車両重量Ｍを正確に推定できない状況を上記（１）から（７）の条件により除去するとともに、ブレーキ装置が作動状態であることが検知されるとともに車両の速度がゼロであることが検知される間はエンジン１０の出力トルクＴの大きさに拘らず駆動力Ｆをゼロに設定するようにしたことで、車両の発進直前において、トルクコンバータ特性から求める駆動力Ｆと出力軸回転速度から求める加速度αとの関係に矛盾が生じることがなく、車両重量の推定を精度良く行うことができる。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、駆動力設定手段により、車両の発進時において車両の速度がゼロであるとともにブレーキ装置が作動している間は、駆動力をゼロに設定しているので、車両の発進直前における車両の駆動力に関する運動方程式（（処理後駆動力）＝（車両の重量）×（処理後加速度））に矛盾が生じることなく、車両の発進直前から発進後において上記運動方程式が成立するので、車両重量の推定を精度良く行うことができる。
【００６７】
また、請求項２によると、請求項１における作用に加え、比較的大きな加速度及び駆動力が発生する車両の発進時に車両重量が推定されるので、処理後加速度及び処理後駆動力に含まれるノイズ成分の影響が小さくなり、車両重量の推定精度の低下が抑制され、好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両重量推定装置を含む変速制御装置を車両に搭載した場合のシステム構成図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は図１に示した電気制御装置が変速制御に使用する変速線図である。
【図３】図１に示した電気制御装置がロックアップ機構の制御に使用するマップである。
【図４】図１に示した流体式伝達機構の容量係数マッである。
【図５】図１に示した流体式伝達機構のトルク増幅率マップである。
【図６】図１に示した電気制御装置が実行する車両重量推定のプログラムを機能ブロッ別に表した図である。
【図７】駆動力設定手段による駆動力の設定を行わない場合における駆動力と時間との関係を示す図である。
【図８】駆動力設定手段による駆動力の設定を行わない場合における処理後駆動力と時間との関係を示す図である。
【図９】駆動力設定手段による駆動力の設定が行われた場合における駆動力と時間との関係を示す図である。
【図１０】駆動力設定手段による駆動力の設定が行われた場合における処理後駆動力と時間との関係を示す図である。
【図１１】図６に示した駆動力の推定及び設定機能ブロックを達成するためのプログラムを示すフローチャートである。
【図１２】図６に示した許可信号生成機能ブロックを達成するためのプログラムを示すフローチャートである。
【図１３】図６に示した許可信号生成機能ブロックを達成するためのプログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・エンジン（原動機）、１１・・・スロットルバルブ、１２・・・トルクコンバータ入力軸、２０・・・ロックアップクラッチ付トルクコンバータ、２１・・・流体式伝達機構、２２・・・ロックアップクラッチ機構、３０・・・自動変速機、３１・・・自動変速機入力軸、３２・・・自動変速機出力軸、４０・・・油圧制御装置、５０・・・電気制御装置（加速度取得手段、駆動力取得手段、加速度処理手段、駆動力処理手段、車両重量推定手段、発進状態判定手段、推定許容手段、駆動力設定手段）、６１・・・スロットル開度センサ、６２・・・エンジン回転速度センサ、６３・・・タービン回転速度センサ、６４・・・出力軸回転速度センサ（車両速度検知手段）、６５・・・ブレーキスイッチ（ブレーキ作動検知手段）、６６・・・パーキングブレーキスイッチ（ブレーキ作動検知手段）、７０・・・ブレーキペダル（サービスブレーキ用）、８０・・・パーキングレバー
【図１】
0003821001.tif 000007
【図２】
0003821001.tif 000008
【図３】
0003821001.tif 000009
【図４】
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【図５】
0003821001.tif 000011
【図６】
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【図７】
0003821001.tif 000013
【図８】
0003821001.tif 000014
【図９】
0003821001.tif 000015
【図１０】
0003821001.tif 000016
【図１１】
0003821001.tif 000017
【図１２】
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【図１３】
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