(57)【要約】  トルク制御部７１０が、４つの駆動輪のすべてのトルク量の合計を維持しつつ、第１選択駆動輪対（ＷＨFL，ＷＨRL）の回転速度、第２選択駆動輪対（ＷＨFL，ＷＨRR）の回転速度、及び、第３選択駆動輪対（ＷＨFR，ＷＨRR）の回転速度が等しくなるように、順次、トルク制御値を決定する。そして、駆動力推定部７２０が、決定されたトルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する。引き続き、重心推定部７５０が、第１〜第３選択駆動輪対の駆動力の相互関係情報から、駆動力の比ｋd1（＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3），ｋd2（＝Ｆd,RL／Ｆd,FL），ｋd3（＝Ｆd,RR／Ｆd,FL）を算出する。そして、重心推定部７５０は、当該駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3に基づいて、移動体ＭＶの重心位置を推定する。このため、特別なセンサを設けることなく、簡易な構成で、移動体の重心を推定することができる。
2014061108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動輪を有する移動体の重心を推定する重心推定装置であって、
前記複数の駆動輪の回転速度が互いに等しくなるときの、前記複数の駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する第１取得部と；
前記複数の駆動輪の位置関係と、前記第１取得部により取得された相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定部と；
を備えることを特徴とする重心推定装置。
【請求項２】
前記複数の駆動輪に対するトルク制御値を決定し、前記決定されたトルク制御値に基づいて、前記複数の駆動輪のトルク量を制御するトルク制御部を更に備え、
前記トルク制御部は、前記移動体の重心の推定に際して、前記複数の駆動輪すべてのトルク量の合計を維持しつつ、前記複数の駆動輪の少なくとも２つの回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項３】
前記トルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する駆動力推定部を更に備え、
前記第１取得部は、前記駆動力推定部によって推定された駆動力に基づいて、前記相互関係情報を取得する、
ことを特徴とする請求項２に記載の重心推定装置。
【請求項４】
前記トルク制御部は、前記複数の駆動輪の中から、回転速度を等しくすべき駆動輪対を選択し、前記選択された駆動輪対に含まれる２つの駆動輪の回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定する、ことを特徴とする請求項２に記載の重心推定装置。
【請求項５】
前記トルク制御部は、回転速度を等しくすべき駆動輪対を複数選択し、前記複数の駆動輪対ごとに、前記２つの駆動輪の回転速度が等しくなるトルク制御値を、順次決定する、ことを特徴とする請求項４に記載の重心推定装置。
【請求項６】
前記トルク制御部は、前記複数の駆動輪の全ての回転速度が同時に等しくなるようにトルク制御値を決定する、ことを特徴とする請求項２に記載の重心推定装置。
【請求項７】
前記移動体の走行状態情報を取得する第２取得部を更に備え、
前記重心推定部は、前記第２取得部による取得結果に基づいて、前記移動体が平坦路面を、定速走行をしているときに、前記移動体の前後方向及び左右方向の重心を推定する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項８】
前記移動体の走行状態情報を取得する第２取得部を更に備え、
前記重心推定部は、前記第２取得部により取得された前記移動体が走行している路面の勾配及び前記移動体の加速度の少なくとも一方に基づいて、前記移動体の高さ方向の重心を推定する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項９】
複数の駆動輪を有する移動体の重心を推定する重心推定方法であって、
前記複数の駆動輪の回転速度が互いに等しくなるときの、前記複数の駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する取得工程と；
前記複数の駆動輪の位置関係と、前記取得工程において取得された相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定工程と；
を備えることを特徴とする重心推定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の重心推定方法を演算部に実行させる、ことを特徴とする重心推定プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の重心推定プログラムが、演算部により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重心推定装置、重心推定方法、重心推定プログラム、及び、当該重心推定プログラムが記録された記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、四輪車両等の複数の駆動輪を有する移動体において、移動体の駆動・制動・操舵等の安定性の観点から、移動体の走行状態や走行路面の状況に応じて、安定した移動体の運動制御を行うための装置がある。こうした装置が行う制御としては、アンチスリップ制御やダイレクトヨー制御等が挙げられる。【０００３】
かかるアンチスリップ制御、ダイレクトヨー制御を実現するうえでは、移動体の重心位置を取得しておく必要がある。また、移動体の運動制御に際しては、駆動輪のそれぞれのスリップ率が重要な変数となるが、移動体の重心位置を把握することにより、スリップ率の推定を行うことができる。【０００４】
こうした移動体の重心位置は、移動体の各車輪の垂直荷重が分かれば導出することができる。そこで、各車輪の垂直荷重を取得するために、例えば、各車輪に荷重センサを設けたものがある（特許文献１参照：以下、「従来例」と呼ぶ）。この従来例の技術では、車軸に設けたひずみゲージなどにより、各車輪に走行路面から作用する垂直荷重を検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３８８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来例では、移動体の各車輪の垂直荷重を、直接検出するための荷重センサを必要とする構成である。しかしながら、このような構成を採用すると、車軸の近傍に特別なセンサを取り付けるための設計及び組立が必要となる。この結果、移動体の製造コストが高価なものとなりやすい。【０００７】
このため、移動体の各車輪の垂直荷重を、直接検出するための荷重センサを備えることなく、各車輪に走行路面から作用する垂直荷重を推定したうえで、移動体の重心位置を推定することができる技術が望まれている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。【０００８】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、特別なセンサを設けることなく、簡易な構成で、移動体の重心を推定することができる新たな重心推定装置及び重心推定方法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】
本発明は、第１の観点からすると、複数の駆動輪を有する移動体の重心を推定する重心推定装置であって、前記複数の駆動輪の回転速度が互いに等しくなるときの、前記複数の駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する第１取得部と；前記複数の駆動輪の位置関係と、前記第１取得部により取得された相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定部と；を備えることを特徴とする重心推定装置である。【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、複数の駆動輪を有する移動体の重心を推定する重心推定方法であって、前記複数の駆動輪の回転速度が互いに等しくなるときの、前記複数の駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する取得工程と；前記複数の駆動輪の位置関係と、前記取得工程において取得された相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定工程と；を備えることを特徴とする重心推定方法である。【００１１】
本発明は、第３の観点からすると、本発明の重心推定方法を演算部に実行させる、ことを特徴とする重心推定プログラムである。【００１２】
本発明は、第４の観点からすると、本発明の重心推定プログラムが、演算部により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】駆動輪モデルにおける変数を示す図である。
【図２】駆動時のスリップ率と摩擦係数との関係を示す図である。
【図３】制動時のスリップ率と摩擦係数との関係を示す図である。
【図４】一実施形態で採用するトルク分配を、模式的に説明するための図である。
【図５】４つの駆動輪の配置位置と、移動体の重心位置との関係を説明するための図である。
【図６】前後方向の重心位置の推定原理を説明するための図である。
【図７】左右方向の重心位置の推定原理を説明するための図である。
【図８】高さ方向の重心位置の推定原理を説明するための図である。
【図９】駆動時の安定領域における摩擦係数とスリップ率との比を説明するための図である。
【図１０】制動時の安定領域における摩擦係数とスリップ率との比を説明するための図である。
【図１１】駆動時の不安定領域における摩擦係数とスリップ率との比を説明するための図である。
【図１２】制動時の不安定領域における摩擦係数とスリップ率との比を説明するための図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る重心推定装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図１４】本発明の一実施例に係る重心推定装置の構成を概略的に説明するためのブロック図である。
【図１５】図１４の装置による「移動体の重心位置の推定処理、及び、当該重心位置の推定結果を利用したスリップ率の推定処理」を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１５の「前後・左右方向の重心位置の推定処理」を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１６の「回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理」を説明するためのフローチャートである。
【図１８】回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理を説明するための図である。
【図１９】図１５の「重心高さの推定処理」を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００１４】
１００  …  重心推定装置
１１０  …  制御ユニット（トルク制御部、駆動力推定部、第１取得部、
第２取得部、重心推定部）
７００  …  重心推定装置
７１０  …  トルク制御部
７２０  …  駆動力推定部
７３０  …  第１取得部
７４０  …  第２取得部
７５０  …  重心推定部
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１３を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
［重心の推定方法の原理］
まず、本実施形態で採用する重心の推定方法の原理について説明する。
【００１７】
図１には、移動体ＭＶが有する駆動輪ＷＨの駆動輪モデルにおける変数が示されている。図１において、「Ｍ」は駆動輪ＷＨが担う分配質量であり、「Ｆd」は駆動輪ＷＨの駆動力であり、「Ｆdr」は駆動輪ＷＨに分配される走行抵抗である。また、「Ｔm」は駆動論ＷＨのトルクであり、「ｖ」は移動体ＭＶの速度（すなわち、駆動輪ＷＨの並進速度）であり、「ω」は駆動輪ＷＨの回転速度である。また、「Ｎ」は駆動輪ＷＨに作用する垂直効力であり、「ｒ」は駆動輪ＷＨの半径である。
【００１８】
図１に示される駆動輪モデルにおいては、移動体ＭＶの運動方程式は、次の（１）式で与えられる。
Ｍ・(ｄｖ／ｄｔ)＝Ｆd−Ｆdr              …（１）
【００１９】
また、駆動輪ＷＨの運動方程式は、駆動輪ＷＨの慣性モーメントを「Ｊw」として、次の（２）式で与えられる。
Ｊw・(ｄω／ｄｔ)＝Ｔm−ｒ・Ｆd          …（２）
【００２０】
駆動力Ｆdと垂直抗力Ｎとの関係は、駆動輪ＷＨにとっての路面の摩擦係数をμとして、次の（３）式で与えられる。
μ＝Ｆd／Ｎ                             …（３）
【００２１】
ここで、駆動力Ｆdは、トルクＴmと回転速度ωとに基づいて、既知の駆動力オブザーバにより、迅速に、かつ、精度良く取得することができる。なお、駆動力オブザーバについては、例えば、特開２０１０−０５１１６０号公報等に記載されている。
【００２２】
ところで、スリップ率λは、上述した駆動力モデルにおいては、次の（４）式により表される。
λ＝(ｒ・ω−ｖ)／Ｍａｘ(ｒ・ω，ｖ)    …（４）
【００２３】
ここで、Ｍａｘ(ｒ・ω，ｖ)は、（ｒ・ω）とｖとの数値の大きな方を示す。駆動時には、（ｒ・ω）がｖよりも大きいため、Ｍａｘ(ｒ・ω，ｖ)＝ｒ・ωである。一方、制動時には、ｖが（ｒ・ω）よりも大きいため、Ｍａｘ(ｒ・ω，ｖ)＝ｖである。
【００２４】
上記の駆動輪モデルにおいて、摩擦係数μとスリップ率λとは、一般に、駆動時においては図２に示される関係があり、また、制動時においては図３に示される関係がある。なお、図２に示される駆動時のスリップ率の増加に伴う摩擦係数μの変化において、摩擦係数μが最大となるスリップ率以下である状態が、移動体ＭＶが安定して走行できる状態（以下、「安定状態」という）となっている。一方、摩擦係数μが最大となるスリップ率よりも大きな状態が、駆動輪ＷＨの空転やロック現象が発生する状態（以下、「不安定状態」という）となっている。以下、安定状態となる領域を「安定領域」と呼び、不安定状態となる領域を「不安定領域」と呼ぶ。
【００２５】
また、図３に示される制動時のスリップ率の増加に伴う摩擦係数μの変化において、摩擦係数μが最小となるスリップ率以上である状態が安定状態となっている。一方、摩擦係数μが最小となるスリップ率よりも小さな状態が不安定状態となっている。
【００２６】
本実施形態で採用する移動体ＭＶの重心位置の推定は、移動体ＭＶの走行状態が安定状態のときに行われる。また、本実施形態で採用する移動体ＭＶの重心位置の推定方法では、例えば、インホイールモータ型電気自動車のように、複数の駆動輪を独立に制御できる移動体ＭＶにおいて、複数の駆動輪すべてのトルク量の合計を維持しつつ、複数の駆動輪のうちの少なくとも２つの駆動輪の回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定する。
【００２７】
以下、左前側駆動輪ＷＨFL（以下、単に「駆動輪ＷＨFL」とも記す）、右前側駆動輪ＷＨFR（以下、単に「駆動輪ＷＨFR」とも記す）、左後側駆動輪ＷＨRL（以下、単に「駆動輪ＷＨRL」とも記す）及び右後側駆動輪ＷＨRR（以下、単に「駆動輪ＷＨRR」とも記す）の４つの駆動輪のそれぞれを駆動する電気モータにより、当該４つの駆動輪を互いに独立に駆動可能な移動体ＭＶについての、重心位置の推定原理について説明する。
【００２８】
《移動体ＭＶの前後方向及び左右方向の重心位置の推定原理》
まず、移動体ＭＶの前後方向及び左右方向の重心位置の推定原理について、説明する。
【００２９】
移動体ＭＶの重心位置は、車両自体としては一定であるが，搭乗者が偏って乗車している場合や、偏って荷物を積載している場合は、前後方向や左右方向の重心位置に偏りが生じる。重心位置に偏りが生じると、それぞれの駆動輪の垂直荷重が異なることになる。このため、４つの駆動輪（ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRR）に同じモータトルクを与えた場合、それぞれの駆動輪に加わる荷重が異なるために垂直抗力に違いが生じ、その結果、それぞれの駆動輪の駆動力が異なることになる。このことは、（３）式から説明することができ、ある摩擦係数μの路面を走行している際、垂直抗力Ｎが大きいほど駆動力Ｆdも大きくなり、垂直抗力Ｎが小さいほど駆動力Ｆdも小さくなる。 
【００３０】
移動体ＭＶの前後方向及び左右方向の重心位置の推定を、以下の手順で行う。
【００３１】
図４に模式的に示されるように、２つの前側の駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRに与えるモータトルク量（トルク量）をＴm1とし、２つの後側の駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRに与えるモータトルク量（トルク量）をＴm2とする。駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRにかかる荷重を、それぞれ、ＷFL，ＷFR，ＷRL，ＷRRとすると、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに作用する垂直抗力は、それぞれ、ＮFL＝ｇ・ＷFL，ＮFR＝ｇ・ＷFR，ＮRL＝ｇ・ＷRL，ＮRR＝ｇ・ＷRRとなる。ここで、「ｇ」は重力加速度の値である。
【００３２】
トータルのトルク量Ｔm（＝２・Ｔm1＋２・Ｔm2）を維持する条件で、モータトルク量Ｔm1，Ｔm2の配分を変える。例えば、モータトルク量Ｔm1，Ｔm2のトルク配分を変えて、回転速度がωFL＝ωRLとなったとき、速度ｖは共通なので、上述した（４）式から、スリップ率はλFL＝λRLとなる。そして、図２および図３からわかるように、駆動輪ＷＨFLの路面状態と駆動輪ＷＨRLの路面状態とが同じとき、スリップ率λが等しければ摩擦係数μも等しくなるため、摩擦係数はμFL＝μRLとなる。したがって、このときには、上述した（３）式から、次の（５）式の関係が成立している。
Ｆd,FL／ＮFL＝Ｆd,RL／ＮRL              …（５）
【００３３】
そして、上述した「ＮFL＝ｇ・ＷFL，ＮFR＝ｇ・ＷFR」の関係から、上述した（５）式は、Ｆd,FL／ＷFL＝Ｆd,RL／ＷRLとすることができ、荷重ＷRLは、次の（６）式で表すことができる。
ＷRL＝（Ｆd,RL／Ｆd,FL）・ＷFL          …（６）
ここで、
ｋd2＝（Ｆd,RL／Ｆd,FL）               …（７）
とおくと、（６）式は、次の（８）式で表すことができる。
ＷRL＝ｋd2・ＷFL                      …（８）
【００３４】
また、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、モータトルク量Ｔm1，Ｔm2の配分を変えて、回転速度がωFL＝ωRRとなったとき、速度ｖは共通なので、上述した（４）式から、スリップ率はλFL＝λRLとなる。そして、図２および図３からわかるように、駆動輪ＷＨFLの路面状態と駆動輪ＷＨRRの路面状態とが同じとき、スリップ率λが等しければ摩擦係数μも等しくなるため、摩擦係数はμFL＝μRRとなる。したがって、このときは、上述した（３）式、及び、上述した「ＮFL＝ｇ・ＷFL，ＮRR＝ｇ・ＷRR」の関係から、荷重ＷRRは、次の（９）式で表すことができる。
ＷRR＝（Ｆd,RR／Ｆd,FL）・ＷFL        …（９）
ここで、
ｋd3＝（Ｆd,RR／Ｆd,FL）             …（１０）
とおくと、（９）式は、次の（１１）式で表すことができる。
ＷRR＝ｋd3・ＷFL                   …（１１）
【００３５】
また、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、モータトルク量Ｔm1，Ｔm2の配分を変えて、回転速度がωFR＝ωRRとなったとき、速度ｖは共通なので、上述した（４）式から、スリップ率はλFR＝λRRとなる。そして、図２および図３からわかるように、駆動輪ＷＨFRの路面状態と駆動輪ＷＨRRの路面状態とが同じとき、スリップ率λが等しければ摩擦係数μも等しくなるため、摩擦係数はμFR＝μRRとなる。したがって、このときは、上述した（３）式、上述した「ＮFR＝ｇ・ＷFR，ＮRR＝ｇ・ＷRR」の関係、及び、（１１）式から、荷重ＷFRは、次の（１２）式で表すことができる。
ＷFR＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ＷRR
＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3・ＷFL  …（１２）
ここで、
ｋd1＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3        …（１３）
とおくと、（１２）式は、次の（１４）式で表すことができる。
ＷFR＝ｋd1・ＷFL                   …（１４）
【００３６】
図５には、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRの配置位置と、移動体ＭＶの重心位置Ｇとの関係が示されている。ここで、図５に示される「Ｌ」は、２つの前側の駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR（以下、単に「前側駆動輪」とも記す）と、２つの後側の駆動輪ＷＨRL，ＷＨRR（以下、単に「後側駆動輪」とも記す）との間隔である。そして、「ＬF」は移動体ＭＶの前後方向に沿った重心位置Ｇから前側駆動輪までの長さであり、「ＬR」は移動体ＭＶの前後方向に沿った重心位置Ｇから後側駆動輪までの長さである。また、図５に示される「Ｌｔ」は、２つの左側の駆動輪ＷＨFL，ＷＨRL（以下、単に「左側駆動輪」とも記す）と、２つの右側の駆動輪ＷＨFR，ＷＨRR（以下、単に「右側駆動輪」とも記す）の間隔（トレッド幅）である。そして、「ＬｔL」は移動体ＭＶの左右方向に沿った重心位置Ｇから左側駆動輪までの長さであり、「ＬｔR」は移動体ＭＶの左右方向に沿った重心位置Ｇから右側駆動輪までの長さである。
【００３７】
（移動体ＭＶの前後方向の重心位置の推定）
移動体ＭＶが水平面とほぼ平行な平坦路面を定速走行しているときに、前側駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRにかかる合計荷重「ＷFL＋ＷFR」と、後側駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRにかかる合計荷重「ＷRL＋ＷRR」との関係は、図６に示されるようになる。
【００３８】
図６から、移動体ＭＶの前後方向の重心位置まわりに作用する力の回転モーメントの釣り合いは、次の（１５）式で与えられる。
（ＷFL＋ＷFR）・ｇ・ＬF＝（ＷRL＋ＷRR）・ｇ・ＬR      …（１５）
ここで、「Ｌ＝ＬF＋ＬR」の関係を（１５）式に代入すると、長さＬF，ＬRのそれぞれは、次の（１６），（１７）式で与えられる。
ＬF＝（ＷRL＋ＷRR）／（ＷFL＋ＷFR＋ＷRL＋ＷRR）・Ｌ    …（１６）
ＬR＝（ＷFL＋ＷFR）／（ＷFL＋ＷFR＋ＷRL＋ＷRR）・Ｌ    …（１７）
そして、（１６），（１７）式に、上述した（８），（１１），（１４）式で与えられる荷重ＷRL，ＷRR，ＷFRを代入すると、長さＬF，ＬRのそれぞれは、次の（１８），（１９）式で与えられる。
【００３９】
【数１】
2014061108.tif 000003
【００４０】
【数２】
2014061108.tif 000004
【００４１】
（移動体ＭＶの左右方向の重心位置の推定）
移動体ＭＶが水平面とほぼ平行な平坦路面を定速走行しているときに、左側駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLにかかる合計荷重「ＷFL＋ＷRL」と、右側駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRにかかる合計荷重「ＷFR＋ＷRR」との関係は、図７に示されるようになる。
【００４２】
図７から、移動体ＭＶの左右方向の重心位置まわりに作用する力の回転モーメントの釣り合いは、次の（２０）式で与えられる。
（ＷFL＋ＷRL）・ｇ・ＬｔL＝（ＷFR＋ＷRR）・ｇ・ＬｔR      …（２０）
ここで、「Ｌｔ＝ＬｔL＋ＬｔR」の関係、並びに、上述した（８），（１１），（１４）式で与えられる荷重ＷRL，ＷRR，ＷFRを、（２０）式に代入すると、長さＬｔL，ＬｔRのそれぞれは、次の（２１），（２２）式で与えられる。
【００４３】
【数３】
2014061108.tif 000005
【００４４】
【数４】
2014061108.tif 000006
【００４５】
したがって、移動体ＭＶが水平面とほぼ平行な平坦路面を定速走行しているときに、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのモータトルク量を制御し、それぞれの駆動輪の組み合せで回転速度が一致するときの駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3を用いることにより、移動体ＭＶの前後方向の重心位置に関する長さＬF，ＬR、及び、左右方向の重心位置に関する長さＬｔL，ＬｔRを、（１８），（１９）式、及び、（２１），（２２）式により推定することができる。すなわち、移動体ＭＶが平坦路面を定速走行している間は、荷重移動がないため、上述のようにして、各駆動輪のモータトルク配分を変えて算出した駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3を用いて重心位置を求めることができる。
【００４６】
《移動体ＭＶの高さ方向の重心位置の推定原理》
次に、移動体ＭＶの高さ方向の重心位置の推定原理について、説明する。
【００４７】
移動体ＭＶが勾配角度θの路面を加速度αで走行しているときに、前側駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRにかかる合計荷重「ＷFL＋ＷFR」と、後側駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRにかかる合計荷重「ＷRL＋ＷRR」との関係は、図８に示されるようになる。
【００４８】
図８から、移動体ＭＶの重心まわりのモーメントの釣り合いは、路面からの移動体ＭＶの重心高さを「Ｈ」、重力加速度の値を「ｇ」として、次の（２３）式で与えられる。
（ＷFL＋ＷFR）・α・Ｈ＋（ＷRL＋ＷRR）・α・Ｈ
＝（ＷRL＋ＷRR）・ｇ・（ＬR−Ｈ・ｔａｎθ）・ｃｏｓθ
−（ＷFL＋ＷFR）・ｇ・（Ｌf＋Ｈ・ｔａｎθ）・ｃｏｓθ …（２３）
この（２３）式から、移動体ＭＶの重心高さＨは、次の（２４）式で与えられる。
【００４９】
【数５】
2014061108.tif 000007
【００５０】
ここで、勾配角度θが一定、かつ、加速度αが一定のときのモータトルク量Ｔm1，Ｔm2の配分を変えて、回転速度がωFL＝ωRLとなったときの（Ｆd,RL／Ｆd,FL）をｋd2とおくと、「ＷRL＝ｋd2・ＷFL」（上述した（８）式）の関係が得られる。
【００５１】
また、勾配角度θが一定、かつ、加速度αが一定のときのモータトルク量Ｔm1，Ｔm2の配分を変えて、回転速度がωFL＝ωRRとなったときの（Ｆd,RR／Ｆd,FL）をｋd3とおくと、「ＷRR＝ｋd3・ＷFL」（上述した（１１）式）の関係が得られる。また、勾配角度θが一定、かつ、加速度αが一定のときのモータトルク量Ｔm1，Ｔm2の配分を変えて、回転速度がωFR＝ωRRとなったときの（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3をｋd1とおくと、「ＷFR＝ｋd1・ＷFL」（上述した（１４）式）の関係が得られる。
【００５２】
そして、（２４）式に、「ＷRL＝ｋd2・ＷFL」、「ＷRR＝ｋd3・ＷFL」、「ＷFR＝ｋd1・ＷFL」の式で与えられる荷重ＷRL，ＷRR，ＷFRを代入すると、路面からの移動体ＭＶの重心高さＨは、次の（２５）式で与えられる。
【００５３】
【数６】
2014061108.tif 000008
【００５４】
したがって、移動体ＭＶが勾配路面を走行しているとき、あるいは、移動体ＭＶが加速走行しているときに、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのモータトルク量を制御し、それぞれの駆動輪の組み合せで回転速度が一致するときの駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3を用いることにより、路面からの移動体ＭＶの重心高さＨを、（２５）式により推定することができる。
【００５５】
移動体ＭＶが勾配角度の路面を加速度で走行している間は、勾配角度や加速度によって移動体ＭＶの荷重移動が生じるものの、勾配角度θと加速度αが一定で走行している間は、その荷重の移動量は一定のため、上述のようにして、各駆動輪のモータトルク配分を変えて算出した駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3を用いて重心高さＨを求めることができる。なお、θ＝０であってもαが一定であれば、また、α＝０であってもθが一定であれば、（２５）式で重心高さＨを求めることができる。
【００５６】
なお、「α＝０」かつ「θ＝０」のときは、（２５）式の分母がゼロとなり、移動体ＭＶの重心高さＨを算出することができない。「α≠０」あるいは「θ≠０」のときは、移動体ＭＶの重心高さＨを算出することができるが、αやθの絶対値が小さいときには（２５）式の分母がゼロに近くなり計算値の信頼度が低くなる。このため、ある程度大きなαの絶対値あるいはθの絶対値のときに、（２５）式を用いて、移動体ＭＶの重心高さＨを算出するようにしてもよい。
【００５７】
本実施形態では、上述のようにして推定される移動体ＭＶの重心位置を利用して、荷重センサを使用することなく、各駆動輪に作用する垂直抗力を推定する。そして、当該推定された垂直抗力に基づいてスリップ率を推定する。以下、各駆動輪に作用する垂直抗力の推定方法、及び、スリップ率の推定方法の概要について説明する。
【００５８】
［垂直抗力の推定］
移動体ＭＶの各駆動輪に作用する垂直抗力の推定方法について説明する。
【００５９】
《平坦路面を定速走行しているときの各駆動輪に作用する垂直抗力の推定》
移動体ＭＶの重量をＭＭ（＝ＷFL＋ＷFR＋ＷRL＋ＷRR）とすると、上述した（８），（１１），（１４）式から、次の（２６）式の関係が成立している。
ＷFL＋ｋd1・ＷFL＋ｋd2・ＷFL＋ｋd3・ＷFL＝ＭＭ          …（２６）
そして、（２６）式、及び、上述した（１４），（８），（１１）式から、荷重ＷFL，ＷFR，ＷRL，ＷRRのそれぞれは、次の（２７）〜（３０）式で与えられる。
ＷFL＝（１／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ        …（２７）
ＷFR＝（ｋd1／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ      …（２８）
ＷRL＝（ｋd2／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ      …（２９）
ＷRR＝（ｋd3／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ      …（３０）
【００６０】
したがって、これらの（２７）〜（３０）式、及び、「ＮFL＝ｇ・ＷFL，ＮFR＝ｇ・ＷFR，ＮRL＝ｇ・ＷRL，ＮRR＝ｇ・ＷRR」の関係から、垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRのそれぞれは、次の（３１）〜（３４）式で与えられる。
ＮFL＝（１／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ・ｇ    …（３１）
ＮFR＝（ｋd1／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ・ｇ  …（３２）
ＮRL＝（ｋd2／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ・ｇ  …（３３）
ＮRR＝（ｋd3／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ・ｇ  …（３４）
【００６１】
《勾配角度θの路面を加速度αで走行しているときの各駆動輪に作用する垂直抗力の推定》
移動体ＭＶが勾配角度θの路面を加速度αで走行しているときに、前側駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRにかかる荷重の和を荷重ＷF（＝ＷFL＋ＷFR）とし、後側駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRにかかる荷重の和を荷重ＷR（＝ＷRL＋ＷRR）とすると、上述した（２３）式は、次の（３５）式となる。
ＷF・α・Ｈ＋（ＭＭ−ＷF）・α・Ｈ
＝（ＭＭ−ＷF）・ｇ・（ＬR−Ｈ・ｔａｎθ）・ｃｏｓθ
−ＷF・ｇ・（Ｌf＋Ｈ・ｔａｎθ）・ｃｏｓθ  …（３５）
この（３５）式を変形すると、荷重ＷFは、次の（３６）式で表すことができる。
【００６２】
【数７】
2014061108.tif 000009
【００６３】
また、（３６）式、及び、「ＷR＝ＭＭ−ＷF」の関係から、荷重ＷRは、次の（３７）式で表すことができる。
【００６４】
【数８】
2014061108.tif 000010
【００６５】
ここで、移動体ＭＶが勾配角度θの路面を加速度αで走行しているときの荷重移動は前後方向のみであり、左右方向の荷重移動は生じない。このため、上述した「ＷFR＝ｋd1・ＷFL」（（１４）式）の関係、及び、「ＷRR＝ｋd3・ＷFL＝ｋd3・（ＷRL／ｋd2）＝（ｋd3／ｋd2）・ＷRL」（（１１），（８）式）の関係は維持されている。
【００６６】
このため、「ＷFR＝ｋd1・ＷFL」の関係から、荷重ＷFについては、次の（３８）式の関係が成立している。
ＷF＝ＷFL＋ＷFR＝ＷFL＋ｋd1・ＷFL＝（１＋ｋd1）・ＷFL      …（３８）
したがって、荷重ＷFL，ＷFRのそれぞれは、次の（３９），（４０）式で表すことができる。
ＷFL＝（１／（１＋ｋd1））・ＷF              …（３９）
ＷFR＝ＷF−ＷFL＝（ｋd1／（１＋ｋd1））・ＷF   …（４０）
【００６７】
また、「ＷRR＝（ｋd3／ｋd2）・ＷRL」の関係から、荷重ＷRについては、次の（４１）式の関係が成立している。
ＷR＝ＷRL＋ＷRR＝ＷRL＋（ｋd3／ｋd2）・ＷRL
＝（１＋（ｋd3／ｋd2）・ＷRL                …（４１）
したがって、荷重ＷRL，ＷRRのそれぞれは、次の（４２），（４３）式で表すことができる。
ＷRL＝（ｋd2／（ｋd2＋ｋd3））・ＷR            …（４２）
ＷRR＝ＷR−ＷRL＝（ｋd3／（ｋd2＋ｋd3））・ＷR   …（４３）
【００６８】
したがって、これらの（３９），（４０），（４２），（４３）式、及び、上述した（３６），（３７）式、並びに、「ＮFL＝ｇ・ＷFL，ＮFR＝ｇ・ＷFR，ＮRL＝ｇ・ＷRL，ＮRR＝ｇ・ＷRR」の関係から、垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRのそれぞれは、次の（４４）〜（４７）式で与えられる。なお、勾配角度θあるいは加速度αのいずれかが「０」であっても、（４４）〜（４７）式により、各駆動輪に作用する垂直抗力を求めることができる。
【００６９】
【数９】
2014061108.tif 000011
【００７０】
【数１０】
2014061108.tif 000012
【００７１】
【数１１】
2014061108.tif 000013
【００７２】
【数１２】
2014061108.tif 000014
【００７３】
［スリップ率の推定］
本実施形態で採用するスリップ率の推定方法では、上述のようにして推定される各駆動輪に作用する垂直抗力、及び、既知の駆動力オブザーバにより推定される駆動輪の駆動力から、摩擦係数の推定値を上述した（３）式から求めることができる。そして、推定された摩擦係数と、各モータの回転速度の値から、以下のようにして着目する２つの駆動輪のスリップ率を算出する。
【００７４】
なお、２つの駆動輪ＷＨ1，ＷＨ2のうち、第１の駆動輪ＷＨ1を駆動するモータに対して、トルク指令値Ｔm1を指定し、第２の駆動輪ＷＨ2を駆動するモータに対して、トルク指令値Ｔm2を指定したものとする。そして、第１の駆動輪ＷＨ1については、回転速度が「ω1」であり、摩擦係数が「μ1」であったものとする。また、第２の駆動輪ＷＨ2については、回転速度が「ω2」であり、摩擦係数が「μ2」であったものとして、駆動時及び制動時のスリップ率の推定方法の概要について、説明する。
【００７５】
《駆動時のスリップ率の推定方法の概要》
駆動時においては、値（ｒ・ω1），（ｒ・ω2）は速度ｖ以上なので、上述した（４）式から、スリップ率λ1，λ2は、次の（４８），（４９）式で表される。
λ1＝(ｒ・ω1−ｖ)／ｒ・ω1                  …（４８）
λ2＝(ｒ・ω2−ｖ)／ｒ・ω2                  …（４９）
【００７６】
ところで、（４８）式及び（４９）式において、速度ｖは共通なので、次の（５０）式の関係が成立する。
ｖ＝(１−λ1)・ｒ・ω1＝(１−λ2)・ｒ・ω2    …（５０）
【００７７】
ここで、上述した図２，３に示されるように、路面状態に応じて、摩擦係数μとスリップ率λとの関係が変化するので、スリップ率λは、摩擦係数μに応じて一義的には定まらない。しかしながら、安定領域においては、スリップ率λと摩擦係数μとの間では、同一の路面状態であれば、図９及び図１０において乾燥路面について例示されるように、スリップ率λAとスリップ率λBとの差が小さい場合には、次の（５１）式で表される関係が近似的に成立している。
μA／λA＝μB／λB                  …（５１）
ここで、値μAは、スリップ率λAに対応する摩擦係数であり、値μBは、スリップ率λBに対応する摩擦係数である。なお、図示していないが上述した図２及び図３に示される湿潤路面及び凍結路面の特性からわかるように、（５１）式の関係は、湿潤路面及び凍結路面の安定領域についても成立する。
【００７８】
また、不安定領域においては、スリップ率λと摩擦係数μとの間では、同一の路面状態であり、かつ、スリップ率λAとスリップ率λBとの差が小さい場合であっても、図１１及び図１２において乾燥路面について例示されるように、上述の（５１）式で表される関係が成立しない。なお、上述した図２及び図３に示される湿潤路面及び凍結路面の特性からわかるように、（５１）式の関係は、湿潤路面及び凍結路面の不安定領域についても成立しない。
【００７９】
このため、（５０）式及び（５１）式から、スリップ率λ1，λ2は、次の（５２），（５３）式により算出できる。
λ1＝(ω2−ω1)／((μ2／μ1)・ω2−ω1)           …（５２）
λ2＝(ω2−ω1)／(ω2−(μ1／μ2)・ω1)           …（５３）
【００８０】
《制動時のスリップ率の推定方法の概要》
制動時においては、値（ｒ・ω1），値（ｒ・ω2）は速度ｖ以下なので、上述した（４）式から、スリップ率λ1，λ2は、次の（５４），（５５）式で表される。
λ1＝(ｒ・ω1−ｖ)／ｖ                …（５４）
λ2＝(ｒ・ω2−ｖ)／ｖ                …（５５）
【００８１】
また、（５４）式及び（５５）式において、速度ｖは共通なので、次の（５６）式の関係が成立する。
ｖ＝ｒ・ω1／(１＋λ1)＝ｒ・ω2／(１＋λ2)      …（５６）
【００８２】
このため、上述の（５１）及び（５６）式から、スリップ率λ1，λ2は、次の（５７），（５８）式により算出できる。
λ1＝(ω2−ω1)／((μ2／μ1)・ω1−ω2)           …（５７）
λ2＝(ω2−ω1)／(ω1−(μ1／μ2)・ω2)           …（５８）
【００８３】
［構成］
次いで、一実施形態に係る重心推定装置の構成について説明する。
【００８４】
なお、本実施形態では、上述した図４に示されるように、駆動輪ＷＨFL及び駆動輪ＷＨFRに対するトルク制御値をトルク制御値Ｔm1とするとともに、駆動輪ＷＨRL及び駆動輪ＷＨRRに対するトルク制御値をトルク制御値Ｔm2とするトルク分配を行って、移動体ＭＶの重心を推定する。
【００８５】
図１３には、一実施形態に係る重心推定装置７００の概略的な構成が示されている。図１３に示されるように、重心推定装置７００は、左前側駆動輪ＷＨFL、右前側駆動輪ＷＨFR、左後側駆動輪ＷＨRL及び右後側駆動輪ＷＨRRの４つの駆動輪のそれぞれを駆動する電気モータにより、当該４つの駆動輪を互いに独立に駆動可能な移動体ＭＶに設置される。
【００８６】
移動体ＭＶには、インバータ９１０j（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）、モータ９２０j、回転速度センサ９３０j及び各種センサ９５０が搭載されている。ここで、インバータ９１０j、モータ９２０j及び回転速度センサ９３０jは、駆動輪ＷＨjに対応して設置されている。
【００８７】
上記のインバータ９１０jのそれぞれは、重心推定装置７００から送られた、トルク指令値に対応するトルク発生信号を受ける。そして、インバータ９１０jのそれぞれは、当該トルク発生信号に従ってモータ駆動信号を生成し、生成されたモータ駆動信号をモータ９２０jへ送る。
【００８８】
上記のモータ９２０jのそれぞれは、対応するインバータ９１０jから送られたモータ駆動信号を受ける。そして、モータ９２０jのそれぞれは、当該モータ駆動信号に基づいてモータ回転運動を行い、駆動輪ＷＨjを回転させる。なお、モータ駆動信号が負の場合は回転を弱めるような回生を行い、駆動輪ＷＨjを制動させる。
【００８９】
上記の回転速度センサ９３０jのそれぞれは、対応する駆動輪ＷＨjの回転速度ωjを検出する。そして、回転速度センサ９３０jのそれぞれは、検出された回転速度ωjを重心推定装置７００へ送る。
【００９０】
上記の各種センサ９５０には、アクセル開度センサ、加速度センサ、角速度センサ、ジャイロセンサ等のトルク制御及び重心推定に利用されるセンサが含まれている。各種センサ９５０による検出結果は、重心推定装置７００へ送られる。
【００９１】
＜重心推定装置７００の構成＞
次に、上記の重心推定装置７００の構成について、説明する。図１３に示されるように、重心推定装置７００は、トルク制御部７１０と、駆動力推定部７２０と、第１取得部７３０と、第２取得部７４０と、重心推定部７５０とを備えている。なお、重心推定装置７００には、スリップ率算出部７９０が接続されている。
【００９２】
上記のトルク制御部７１０は、４つの駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに対するトルク制御値を決定し、決定されたトルク制御値に基づいて、４つの駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのトルク量を制御する。このトルク制御部７１０は、トルク制御値を決定すると、当該決定されたトルク制御値に基づいてトルク発生信号を生成し、生成されたトルク発生信号をインバータ９１０jへ送る。
【００９３】
このトルク制御部７１０は、移動体ＭＶの重心の推定に際しては、４つの駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのすべてのトルク量の合計を維持しつつ、４つの駆動輪のうちの２つの駆動輪の回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定する。こうしてトルク制御部７１０により決定されたトルク制御値は、駆動力推定部７２０へ送られる。また、トルク制御部７１０は、こうして決定されたトルク制御値に基づいてトルク発生信号を生成し、生成されたトルク発生信号をインバータ９１０jへ送る。
【００９４】
本実施形態では、トルク制御部７１０は、重心推定のための第１制御処理として、回転速度を等しくすべき駆動輪対として、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLを選択する（以下、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLの対を「第１選択駆動輪対」とも記す）。そして、トルク制御部７１０は、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、選択された駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLの回転速度ωFL，ωRLが等しくなるようにトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を決定する。そして、トルク制御部７１０は、決定されたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、駆動力推定部７２０へ送る。
【００９５】
引き続き、トルク制御部７１０は、重心推定のための第２制御処理として、回転速度を等しくすべき駆動輪対として、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRRを選択する（以下、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRRの対を「第２選択駆動輪対」とも記す）。そして、トルク制御部７１０は、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、選択された駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLの回転速度ωFL，ωRRが等しくなるようにトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を決定する。そして、トルク制御部７１０は、決定されたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、駆動力推定部７２０へ送る。なお、トータルのトルク量Ｔmに対する比を用いてトルク制御値Ｔm1，Ｔm2の設定を行うことにより、この処理の最中に入力されるトータルのトルク量Ｔmが変わったとしても、問題なく重心推定を行うことができる。
【００９６】
次いで、トルク制御部７１０は、重心推定のための第３制御処理として、回転速度を等しくすべき駆動輪対として、駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRを選択する（以下、駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRの対を「第３選択駆動輪対」とも記す）。そして、トルク制御部７１０は、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、選択された駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRの回転速度ωFR，ωRRが等しくなるようにトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を決定する。そして、トルク制御部７１０は、決定されたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、駆動力推定部７２０へ送る。
【００９７】
なお、トルク制御部７１０は、回転速度センサ９３０jのそれぞれが検出した回転速度ωjを、第２取得部７４０を介して取得し、選択駆動輪対の回転速度が等しいか否かを判定するようになっている。
【００９８】
また、第１，第２，第３制御処理は、個々の制御処理の実行期間内において移動体ＭＶの速度ｖが一定であればよく、第１から第３までの一連の制御処理の実行期間中における移動体ＭＶの速度ｖは等しくなくてもよい。これは、移動体ＭＶが平坦路面を定速走行している間は荷重移動が生じないためである。
【００９９】
また、トルク制御部７１０は、トラクション制御に際して、スリップ率推定指令をスリップ率算出部７９０へ送る。そして、トルク制御部７１０は、トラクション制御に際しては、第２取得部７４０を介して、回転速度センサ９３０jのそれぞれから送られた回転速度ωj、及び、各種センサ９５０から送られた検出結果を受ける。また、トルク制御部７１０は、スリップ率算出部７９０から送られたスリップ率を受ける。そして、トルク制御部７１０は、当該回転速度ωj、当該検出結果及び当該スリップ率に基づいて、トラクション制御のためのトルク指令値Ｔmjを決定する。
【０１００】
引き続き、トルク制御部７１０は、決定されたトルク指令値Ｔmjに基づいてトルク発生信号を生成し、生成されたトルク発生信号をインバータ９１０jへ送る。なお、トルク制御部７１０は、こうして決定されたトルク指令値Ｔmjを、駆動力推定部７２０へも送るようになっている。
【０１０１】
上記の駆動力推定部７２０は、上述した駆動力オブザーバの機能を実装している。この駆動力推定部７２０は、トルク制御部７１０から送られた選択駆動輪対に対するトルク制御値Ｔm1，Ｔm2、及び、当該選択駆動輪対の回転速度を受ける。そして、駆動力推定部７２０は、駆動力オブザーバの機能により、トルク制御値Ｔm1，Ｔm2及び回転速度に基づいて、選択駆動輪対の駆動力を推定する。こうして推定された駆動力の値は、第１取得部７３０へ送られる。
【０１０２】
なお、本実施形態では、駆動力推定部７２０は、トラクション制御に際しては、駆動力オブザーバの機能により推定した駆動輪の駆動力を、スリップ率算出部７９０へ送るようになっている。
【０１０３】
上記の第１取得部７３０は、駆動力推定部７２０から送られた第１選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLの値、第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRの値、及び、第３選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRの値を、４つの駆動輪の駆動力の相互関係情報として取得する。そして、第１取得部７３０は、当該４つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を、重心推定部７５０へ送る。
【０１０４】
上記の第２取得部７４０は、各種センサ９５０から移動体ＭＶの走行状態情報を取得する。また、第２取得部７４０は、回転速度センサ９３０jから送られた回転速度ωjを受ける。そして、第２取得部７４０は、当該走行状態情報を重心推定部７５０へ送る。また、第２取得部７４０は、当該走行状態情報、当該回転速度ωjを、トルク制御部７１０へ送る。また、第２取得部７４０は、当該回転速度ωjをスリップ率算出部７９０へ送る。
【０１０５】
上記の重心推定部７５０は、第１取得部７３０から送られた４つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を受ける。また、重心推定部７５０は、第２取得部７４０から送られた移動体ＭＶの走行状態情報を受ける。そして、重心推定部７５０は、走行状態情報に基づき、移動体ＭＶが水平面とほぼ平行な平坦路面を定速走行していると判定したときは、上述した（１８），（１９）式等から、長さＬF，ＬRを算出するとともに、上述した（２１），（２２）式等から、長さＬｔL，ＬｔRを算出する。
【０１０６】
また、重心推定部７５０は、走行状態情報に基づき、移動体ＭＶが勾配角度θの路面を加速度αで走行していると判断したとき、あるいは、移動体ＭＶが勾配角度θの路面を定速走行していると判断したとき、あるいは、移動体ＭＶが水平面とほぼ平行な平坦路面を加速度αで走行していると判断したときは、上述した（２５）式等から、移動体ＭＶの重心高さＨを算出する。
【０１０７】
また、重心推定部７５０は、重心位置情報、及び、移動体ＭＶの総重量ＭＭに基づいて、上述した（３１）〜（３４）式、又は、（４４）〜（４７）式を利用して、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに作用する垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRを算出する。こうして算出された垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRは、垂直抗力情報としてスリップ率算出部７９０へ送られる。
【０１０８】
重心推定部７５０による重心位置及び垂直抗力の推定処理の詳細については、後述する。
【０１０９】
上記のスリップ率算出部７９０は、重心推定部７５０から送られた移動体ＭＶの垂直抗力情報を受ける。また、スリップ率算出部７９０は、駆動力推定部７２０から送られた駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRの駆動力Ｆd,FL，Ｆd,FR，Ｆd,RL，Ｆd,RRを受ける。スリップ率算出部７９０は、上述した（３）式を利用して、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRにとっての摩擦係数を算出する。そして、スリップ率算出部７９０は、上述した（４８），（４９）式、又は、上述した（５７），（５８）式を利用して、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのスリップ率を算出する。こうして算出されたスリップ率は、推定スリップ率として、トルク制御部７１０へ送られる。
【０１１０】
［動作］
上記のように構成された重心推定装置７００の動作について説明する。
【０１１１】
＜重心位置及び垂直抗力の推定処理＞
まず、移動体ＭＶの重心位置、及び、各駆動輪に作用する垂直抗力の推定処理について説明する。
【０１１２】
ここで、回転速度センサ９３０j（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）からは、検出された回転速度ωjが第２取得部７４０へ逐次送られているものとする。また、各種センサ９５０からは、検出結果が第２取得部７４０へ逐次送られているものとする。
【０１１３】
そして、第２取得部７４０からは、取得された回転速度ωjが、トルク制御部７１０及びスリップ率算出部７９０へ逐次送られているものとする。また、第２取得部７４０からは、各種センサ９５０の検出結果が、トルク制御部７１０及び重心推定部７５０へ逐次送られているものとする。
【０１１４】
《移動体ＭＶの前後方向及び左右方向の重心位置、及び、垂直抗力の推定》
移動体ＭＶの前後方向及び左右方向の重心位置、及び、垂直抗力の推定は、各種センサ９５０から送られた検出結果に基づいて、移動体ＭＶが平坦路面を定速走行していると判断したときに実行される。なお、本実施形態では、移動体ＭＶのモータ始動時ごとに、搭乗者の乗車位置や荷物の積載位置が変わる可能性があることを想定して、移動体ＭＶに設置されたモータ９２０jの始動時に、毎回、移動体ＭＶの重心位置の推定処理が、開始されるようになっている。
【０１１５】
かかる移動体ＭＶの前後方向及び左右方向の重心位置の推定処理の制御は、まず、トルク制御部７１０が、第１制御処理として、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRL（第１選択駆動輪対）を選択する。そして、トルク制御部７１０は、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLの回転速度ωFL，ωRLが等しくなるようにトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を決定し、決定されたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、回転速度ωFL，ωRLの値とともに、駆動力推定部７２０へ送る。
【０１１６】
駆動力推定部７２０は、トルク制御部７１０から送られたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2及び回転速度ωFL，ωRLの値を受けると、上述した駆動力オブザーバの機能により、第１選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLを推定する。そして、駆動力推定部７２０は、推定した第１選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLを第１取得部７３０へ送る。
【０１１７】
次に、トルク制御部７１０が、第２制御処理として、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRR（第２選択駆動輪対）を選択する。そして、トルク制御部７１０は、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRRの回転速度ωFL，ωRRが等しくなるようにトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を決定し、決定されたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、回転速度ωFL，ωRRの値とともに、駆動力推定部７２０へ送る。
【０１１８】
駆動力推定部７２０は、トルク制御部７１０から送られたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2及び回転速度ωFR，ωRRの値を受けると、上述した駆動力オブザーバの機能により、第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRを推定する。そして、駆動力推定部７２０は、推定した第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRを第１取得部７３０へ送る。
【０１１９】
次いで、トルク制御部７１０が、第３制御処理として、駆動輪ＷＨFR，ＷＨRR（第３選択駆動輪対）を選択する。そして、トルク制御部７１０は、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRの回転速度ωFR，ωRRが等しくなるようにトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を決定し、決定されたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、回転速度ωFR，ωRRの値とともに、駆動力推定部７２０へ送る。
【０１２０】
駆動力推定部７２０は、トルク制御部７１０から送られたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2及び回転速度ωFR，ωRRの値を受けると、上述した駆動力オブザーバの機能により、第３選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRを推定する。そして、駆動力推定部７２０は、推定した第３選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRを第１取得部７３０へ送る。
【０１２１】
第１取得部７３０は、第１選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLの値、第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRの値、及び、第３選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRの値を取得すると、これらの第１〜第３選択駆動輪対についての駆動力の値を、４つの駆動輪の駆動力の相互関係情報として、重心推定部７５０へ送る。
【０１２２】
重心推定部７５０は、第１取得部７３０から送られた駆動輪の駆動力の相互関係情報を受けると、第２取得部７４０から送られた各種センサ９５０の検出結果に基づき移動体ＭＶが平坦路面を定速走行しているときに、移動体ＭＶの重心位置を推定する。
【０１２３】
かかる移動体ＭＶの重心位置の推定に際して、重心推定部７５０は、まず、第１選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLの値から、上述した（７）式を利用してｋd2を算出するとともに、第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRの値から、上述した（１０）式を利用してｋd3を算出する。そして、重心推定部７５０は、第３選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRの値及び算出したｋd3から、上述した（１３）式を利用してｋd1を算出する。
【０１２４】
引き続き、重心推定部７５０は、上述した（１８），（１９）式により、長さＬF，ＬRを算出する。また、重心推定部７５０は、上述した（２１），（２２）式により、長さＬｔL，ＬｔRを算出する。
【０１２５】
次いで、重心推定部７５０は、上述した（３１）〜（３４）式により、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに作用する垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRを算出する。こうして算出された垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRは、垂直抗力情報として、スリップ率算出部７９０へ送られる。
【０１２６】
《移動体ＭＶの高さ方向の重心位置、及び、垂直抗力の推定処理》
移動体ＭＶの高さ方向の重心位置、及び、垂直抗力の推定は、各種センサ９５０から送られた検出結果に基づいて、移動体ＭＶが勾配角度θの路面を加速度αで走行していると判断したとき、あるいは、移動体ＭＶが勾配角度θの路面を定速走行していると判断したとき、あるいは、移動体ＭＶが水平面とほぼ平行な平坦路面を加速度αで走行していると判断したときに実行される。
【０１２７】
なお、長さＬF，ＬRは、既に導出されているものとする。
【０１２８】
かかる移動体ＭＶの高さ方向の重心位置の推定は、まず、トルク制御部７１０が、第１選択駆動輪対を選択する。そして、トルク制御部７１０が、上述した「前後方向及び左右方向」の重心位置の推定処理の場合と同様にして、第１選択駆動輪対の回転速度が等しくなるようにトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を決定し、決定されたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、回転速度ωFL，ωRLの値とともに、駆動力推定部７２０へ送る。そして、駆動力推定部７２０が、上述した駆動力オブザーバの機能により、第１選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLを推定し、推定結果を第１取得部７３０へ送る。
【０１２９】
次に、トルク制御部７１０が、第２選択駆動輪対を選択する。そして、トルク制御部７１０が、上述した「前後方向及び左右方向」の重心位置の推定処理の場合と同様にして、第２選択駆動輪対の回転速度が等しくなるようにトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を決定し、決定されたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、回転速度ωFL，ωRRの値とともに、駆動力推定部７２０へ送る。そして、駆動力推定部７２０が、上述した駆動力オブザーバの機能により、第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRを推定し、推定結果を第１取得部７３０へ送る。
【０１３０】
次いで、トルク制御部７１０が、第３選択駆動輪対を選択する。そして、トルク制御部７１０が、上述した「前後方向及び左右方向」の重心位置の推定処理の場合と同様にして、第３選択駆動輪対の回転速度が等しくなるようにトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を決定し、決定されたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、回転速度ωFR，ωRRの値とともに、駆動力推定部７２０へ送る。そして、駆動力推定部７２０が、上述した駆動力オブザーバの機能により、第３選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRを推定し、推定結果を第１取得部７３０へ送る。
【０１３１】
第１取得部７３０は、駆動力推定部７２０から送られた推定結果を受けると、第１〜第３駆動輪対についての駆動力の値を、４つの駆動輪の駆動力の相互関係情報として、重心推定部７５０へ送る。
【０１３２】
重心推定部７５０は、上述した「前後方向及び左右方向」の重心位置の推定処理の場合と同様にして、駆動輪の駆動力の比ｋd1（＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3），ｋd2（＝Ｆd,RL／Ｆd,FL），ｋd3（＝Ｆd,RR／Ｆd,FL）を算出する。引き続き、重心推定部７５０は、上述した（２５）式により、移動体ＭＶの重心高さＨを算出する。
【０１３３】
次いで、重心推定部７５０は、上述した（４４）〜（４７）式により、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに作用する垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRを算出する。こうして算出された垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRは、垂直抗力情報として、スリップ率算出部７９０へ送られる。
【０１３４】
＜スリップ率の推定処理＞
次いで、本実施形態におけるスリップ率の推定処理について説明する。
【０１３５】
重心推定部７５０から送られた「垂直抗力情報」を受けたスリップ率算出部７９０は、スリップ率の推定処理を実行する。
【０１３６】
本実施形態では、スリップ率を推定するに際しては、駆動輪ＷＨFL及び駆動輪ＷＨFRに対するトルク指令値をトルク指令値Ｔm1とするとともに、駆動輪ＷＨRL及び駆動輪ＷＨRRに対するトルク指令値をトルク指令値Ｔm2とする「並行型」のトルク配分を行って、スリップ率λj（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）を推定する。
【０１３７】
スリップ率λjの推定に際しては、まず、左側駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLのスリップ率λFL，λRLの推定が行われる。
【０１３８】
かかる左側駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLのスリップ率λFL，λRLの推定に際しては、まず、トルク制御部７１０が、現時点の駆動輪ＷＨFL〜ＷＨRRに対するトルク制御値の総和ＴＴmに基づいて、「並行型」トルク分配をする場合のトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、「Ｔm1＝ＴＴm／４−ΔＴm」、「Ｔm2＝ＴＴm／４＋ΔＴm  」により決定する。ここで、ΔＴmは、スリップ率を算出するためにＴm1とＴm2に適度な差を設けるために設定される。また、トルク指令値の総和ＴＴmは変化が生じない。
【０１３９】
引き続き、トルク制御部７１０は、決定されたトルク制御値Ｔm1に基づいてトルク発生信号を生成し、生成されたトルク発生信号をインバータ９１０FL，９１０FRへ送るとともに、決定されたトルク制御値Ｔm2に基づいてトルク発生信号を生成し、生成されたトルク発生信号をインバータ９１０RL，９１０RRへ送る。そして、トルク制御部７１０は、駆動状態又は制動状態の指定及び左側駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLの指定が含まれたスリップ率推定指令を、スリップ率算出部７９０へ送る。
【０１４０】
このスリップ率推定指令を受けたスリップ率算出部７９０は、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLを上述したスリップ率の推定の原理における駆動輪ＷＨ1，ＷＨ2として、同一路面位置における摩擦係数μFL，μRLを算出する。そして、スリップ率算出部７９０は、当該摩擦係数μFL，μRL、及び、当該摩擦係数μFL，μRLの算出時点における回転速度ωFL，ωRLに基づき、上述した（４８），（４９）式、又は、上述した（５７），（５８）式により、推定λ値を算出する。
【０１４１】
次いで、スリップ率算出部７９０は、スリップ率λFL，λRLをトルク制御部７１０へ送る。そして、左側駆動輪のスリップ率の推定処理が終了する。
【０１４２】
次に、右側駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRのスリップ率λFR，λRRの推定が行われる。かかる右側駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRのスリップ率λFR，λRRの推定に際して、スリップ率算出部７９０は、駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRを上述したスリップ率の推定の原理における駆動輪ＷＨ1，ＷＨ2として、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLの場合と同様にして、摩擦係数μFR，μRRを算出する。
【０１４３】
引き続き、スリップ率算出部７９０は、当該摩擦係数μFR，μRR、及び、当該摩擦係数μFR，μRRの算出時点における回転速度ωFR，ωRRに基づき、上述した駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLの場合と同様にして、スリップ率λFR，λRRを求める。そして、スリップ率算出部７９０は、求められたスリップ率λFR，λRRを、トルク制御部７１０へ送る。
【０１４４】
以上説明したように、本実施形態では、トルク制御部７１０が、４つの駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのすべてのトルク量の合計を維持しつつ、第１選択駆動輪対（駆動輪ＷＨFL，ＷＨRL）の回転速度が等しくなるように、トルク制御値を決定し、次いで、第２選択駆動輪対（駆動輪ＷＨFL，ＷＨRR）の回転速度が等しくなるように、トルク制御値を決定する。引き続き、トルク制御部７１０は、第３選択駆動輪対（駆動輪ＷＨFR，ＷＨRR）の回転速度が等しくなるように、トルク制御値を決定する。そして、駆動力推定部７２０が、トルク制御部７１０により決定されたトルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する。引き続き、重心推定部７５０が、第１〜第３選択駆動輪対の駆動力の相互関係情報から、駆動力の比ｋd1（＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3），ｋd2（＝Ｆd,RL／Ｆd,FL），ｋd3（＝Ｆd,RR／Ｆd,FL）を算出する。そして、重心推定部７５０は、当該駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3と４つの駆動輪の位置関係とに基づいて、移動体ＭＶの重心位置を推定するとともに、各駆動輪に作用する垂直抗力を推定する。
【０１４５】
したがって、本発明の実施形態によれば、特別なセンサを設けることなく、簡易な構成で、移動体の重心を推定することができる。
【０１４６】
また、本実施形態では、スリップ率算出部７９０が、複数の駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに対するトルク制御値から推定された駆動輪の駆動力と、重心推定部７５０により導出された垂直抗力とに基づいて、複数の駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに関する摩擦係数μFL，μFR，μRL，μRRを算出する。そして、スリップ率算出部７９０が、算出された摩擦係数μFL，μFR，μRL，μRR、及び、第２取得部７４０により取得された回転速度ωFL，ωFR，ωRL，ωRRに基づいて、複数の駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのスリップ率λFL，λFR，λRL，λRRを算出する。
【０１４７】
このため、推定された移動体ＭＶの重心位置を利用して、簡易かつ迅速に、精度良くタイヤごとの摩擦係数、及び、駆動輪のそれぞれのスリップ率を推定することができる。この結果、本発明の重心推定を用いることにより、滑りやすい路面であるかどうかを判断することができる。
【０１４８】
また、本実施形態では、前後方向の移動体の重心位置を推定することができるため、ヨー方向のモーメントが把握できる。このため、本発明は、以下の用途にも適用することができる。
（１）走行速度と操舵角度とにおける回転半径の推定
（２）移動体のステア特性 (アンダーステア、オーバーステア、ニュートラルステア)
（３）横すべり抑制制御
【０１４９】
さらに、本実施形態では、路面からの移動体の重心高さを推定することができ、高さ方向の移動体の重心位置を推定することができるため、ピッチ方向及びロール方向のモーメントが把握できる。このため、本発明は、更に以下の用途に適用することができる。
（４）発進時や停止時等、加速度や減速度に応じたピッチング量の推定
（５）カーブ半径と走行速度とに応じた旋回時におけるローリング量の推定
したがって、横すべり、ピッチング、ローリングが大きくなりそうであれば、それらを抑制するようにドライバに知らせることや、モータトルクを自動的に下げることが可能となり、安全確保や乗り心地の悪化防止に役立たせることができる。
【０１５０】
［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【０１５１】
例えば、上記の実施形態では、重心推定部は、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLの回転速度が等しくなるときの駆動輪の駆動力の比（Ｆd,RL／Ｆd,FL）、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRRの回転速度が等しくなるときの駆動輪の駆動力の比（Ｆd,RR／Ｆd,FL）、及び、駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRの回転速度が等しくなるときの駆動輪の駆動力の比（Ｆd,FR／Ｆd,RR）を求めて、移動体の重心位置を推定した。これに対して、比（Ｆd,RR／Ｆd,FL）に代えて、駆動輪ＷＨFR，ＷＨRLの回転速度が等しくなるときの駆動輪の駆動力の比（Ｆd,RL／Ｆd,FR）を求めて、重心推定部が、移動体の重心位置を推定するようにしてもよい。
【０１５２】
また、上記の実施形態では、トルク制御部は、４つの駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのすべてのトルク量の合計を維持しつつ、回転速度を等しくすべき駆動輪対（第１選択駆動輪対、第２選択駆動輪対、第３選択駆動輪対）を順次、選択し、選択した駆動輪対の回転速度が等しくなるように、トルク制御値を決定した。これに対して、トルク制御部は、４つの駆動輪の全ての回転速度が同時に等しくなるようにトルク制御値を決定するようにしてもよい。
【０１５３】
また、上記の実施形態における移動体の重心高さの推定では、加速度αが一定あるいは勾配角度θが一定である期間内に、それぞれの駆動輪の組み合せで回転速度が等しくなるときの駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3を算出する必要がある。しかしながら、シーケンス的に駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3を算出する実施形態の方法では、加速度αが一定あるいは勾配角度θが一定である期間内に、駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3を算出し、移動体ＭＶの重心高さＨを推定することができない場合もある。
【０１５４】
こうした場合を想定して、移動体ＭＶが水平面とほぼ平行な平坦路面を定速走行しているときに、それぞれの駆動輪の組み合せで回転速度が等しくなるときのトルク配分を予め求めておく。そして、当該トルク配分を初期値として、移動体ＭＶが勾配路面を走行しているとき、あるいは、移動体ＭＶが加速走行しているときの回転速度が等しくなるときの駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3を算出し、上述した（２５）式から、移動体ＭＶの重心高さＨを推定するようにしてもよい。
【０１５５】
ここで、移動体ＭＶが勾配角度θの路面を加速度αで走行しているときには、加速や路面勾配によって荷重が移動した分、移動体ＭＶが平坦路面を定速走行しているときと比較して、回転速度を等しくさせるモータトルク配分が異なる。このため、移動体ＭＶが勾配角度θの路面を加速度αで走行しているときの駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3（以下、「非平坦定速時駆動力比」とも記す）と、移動体ＭＶが水平面とほぼ平行な平坦路面を定速走行しているときの駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3（以下、「平坦定速時駆動力比」とも記す）とは異なった値をとる。しかしながら、非平坦定速時駆動力比と平坦定速時駆動力比との差は大きくない。したがって、移動体ＭＶが平坦路面を定速走行しているときに、予め、それぞれの駆動輪の組み合せで回転速度が等しくなるときのトルク配分を初期値として求めておくことで、比較的短時間で精度良く移動体ＭＶの道路面からの重心高さＨを推定することができる。
【０１５６】
また、上記の実施形態では、駆動輪ＷＨFL及び駆動輪ＷＨFRに対するトルク制御値をトルク指令値Ｔm1とするとともに、駆動輪ＷＨRL及び駆動輪ＷＨRRに対するトルク制御値をトルク指令値Ｔm2とする「並行型」トルク配分を行って、スリップ率λj（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）を推定した。これに対して、駆動輪ＷＨFL及び駆動輪ＷＨRRに対するトルク制御値をトルク指令値Ｔm1とするとともに、駆動輪ＷＨFR及び駆動輪ＷＨRLに対するトルク制御値をトルク指令値Ｔm2とする「たすきがけ型」トルク配分を行って、スリップ率λjを推定するようにしてもよい。また、上述した「並行型」トルク配分及び「たすきがけ型」トルク配分を交互に行って、スリップ率λjを推定するようにしてもよい。
【０１５７】
なお、「たすきがけ型」トルク配分を行ったスリップ率推定では、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRを上述した「スリップ率の推定」の説明における駆動輪ＷＨ1，ＷＨ2として、前側駆動輪のスリップ率λFL，λFRを算出する。また、「たすきがけ型」トルク配分を行ったスリップ率推定では、駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRを上述したスリップ率の推定」の説明における駆動輪ＷＨ1，ＷＨ2として、後側駆動輪のスリップ率λFL，λFRを算出する。
【０１５８】
また、上記の実施形態では、移動体ＭＶが、互いに独立して駆動可能な４個の駆動輪を有している場合に、本発明を適用した。これに対し、移動体が、互いに独立して駆動可能な駆動輪を複数個有する場合には、４個の駆動輪を有している場合に限らず、本発明を適用して、移動体の重心位置を推定することができる。
【実施例】
【０１５９】
以下、本発明の重心推定装置の一実施例を、図１４〜図１９を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。【０１６０】
［構成］
図１４には、一実施例に係る重心推定装置１００の概略的な構成が示されている。なお、重心推定装置１００は、上述した実施形態の重心推定装置７００（図１３参照）の一態様となっている。【０１６１】
図１４に示されるように、重心推定装置１００は、制御ユニット１１０と、記憶ユニット１２０とを備えている。そして、制御ユニット１１０には、移動体ＭＶに設置されたインバータ９１０j（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）と、回転速度センサ９３０jと、各種センサ９５０とが接続されている。【０１６２】
また、移動体ＭＶには、モータ９２０jが設置されている。そして、インバータ９１０j、モータ９２０j及び回転速度センサ９３０jは、駆動輪ＷＨjに対応して設置されている。【０１６３】
上記の制御ユニット１１０は、演算部としての中央処理装置（ＣＰＵ）を備えて構成される。この制御ユニット１１０は、プログラムを実行することにより、上述した実施形態の重心推定装置７００におけるトルク制御部７１０、駆動力推定部７２０、第１取得部７３０、第２取得部７４０、重心推定部７５０及びスリップ率算出部７９０としての機能を果たすようになっている。【０１６４】
制御ユニット１１０が実行するプログラムは、記憶ユニット１２０に記憶され、記憶ユニット１２０からロードされて実行される。このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配信の形態で取得されるようにしてもよい。【０１６５】
なお、制御ユニット１１０が実行する処理については、後述する。【０１６６】
上記の記憶ユニット１２０は、上述したプログラム等の制御ユニット１１０が利用する様々な情報データが記憶される。この記憶ユニット１２０には、制御ユニット１１０がアクセスできるようになっている。【０１６７】
［動作］
以上のようにして構成された重心推定装置１００の動作について、説明する。【０１６８】
ここで、回転速度センサ９３０jからは、検出された回転速度ωjが制御ユニット１１０へ逐次送られているものとする。また、各種センサ９５０からは、検出結果が制御ユニット１１０へ逐次送られているものとする。さらに、制御ユニット１１０では、駆動力オブザーバの機能が動作しており、駆動輪ＷＨjのそれぞれの駆動力が逐次算出されているものとする。【０１６９】
本実施例では、移動体ＭＶの重心位置の推定、及び、当該重心位置の推定結果を利用したスリップ率の推定に際して、図１５に示されるように、まず、ステップＳ１１において、制御ユニット１１０が、前後・左右方向の重心位置の推定処理を行う。かかるステップＳ１１の処理の詳細については、後述する。この前後・左右方向の重心位置の推定処理が終了すると、処理はステップＳ１２へ進む。【０１７０】
ステップＳ１２では、制御ユニット１１０が、各種センサ９５０から送られた検出結果に基づいて、移動体ＭＶが平坦路面を定速走行しているか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ１２：Ｎ）には、処理はステップＳ１３へ進む。【０１７１】
ステップＳ１３では、制御ユニット１１０が、移動体ＭＶの重心高さＨが推定済みであるか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ１３：Ｎ）には、処理はステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、制御ユニット１１０が、路面からの移動体ＭＶの重心高さＨの推定処理を行う。かかるステップＳ１４の処理の詳細については、後述する。この移動体ＭＶの重心高さＨの推定処理が終了すると、処理はステップＳ１５へ進む。【０１７２】
一方、上述したステップＳ１２における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ１２：Ｙ）には、処理はステップＳ１５へ進む。また、上述したステップＳ１３における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ１３：Ｙ）には、処理はステップＳ１５へ進む。【０１７３】
このステップＳ１５では、制御ユニット１１０が、上述した実施形態におけるスリップ率の推定処理と同様に、算出された駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに作用する垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRを利用して、スリップ率の推定処理を行う。このスリップ率の推定処理が終了すると、処理はステップＳ１２へ戻る。【０１７４】
以後、上記のステップＳ１２〜Ｓ１５の処理が繰り返される。【０１７５】
＜前後・左右方向の重心位置の推定処理＞
次に、ステップＳ１１における「前後・左右方向の重心位置の推定処理」について説明する。【０１７６】
前後・左右方向の重心位置の推定処理に際しては、図１６に示されるように、まず、ステップＳ２１において、制御ユニット１１０が、各種センサ９５０から送られた検出結果に基づいて、移動体ＭＶが平坦路面を定速走行しているか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ２１：Ｎ）には、ステップＳ２１の処理が繰り返される。一方、ステップＳ２１における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ２１：Ｙ）には、処理はステップＳ２２へ進む。【０１７７】
ステップＳ２２では、制御ユニット１１０が、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLを、選択駆動輪対として選択する。引き続き、ステップＳ２３において、「選択駆動輪対の回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理」が行われる。かかるステップＳ２３の処理の詳細については、後述する。【０１７８】
次いで、ステップＳ２４において、制御ユニット１１０が、直前のステップＳ２３で選択駆動輪対（第１選択駆動輪対）の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLを導出することができたか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ２４：Ｎ）には、処理は後述するステップＳ３２へ進む。一方、ステップＳ２４における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ２４：Ｙ）には、処理はステップＳ２５へ進む。【０１７９】
ステップＳ２５では、制御ユニット１１０が、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRRを、選択駆動輪対として選択する。引き続き、ステップＳ２６において、「選択駆動輪対の回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理」が行われる。かかるステップＳ２６の処理については、後述する。【０１８０】
次いで、ステップＳ２７において、制御ユニット１１０が、直前のステップＳ２６で選択駆動輪対（第２選択駆動輪対）の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRを導出することができたか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ２７：Ｎ）には、処理は後述するステップＳ３２へ進む。一方、ステップＳ２７における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ２７：Ｙ）には、処理はステップＳ２８へ進む。【０１８１】
ステップＳ２８では、制御ユニット１１０が、駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRを、選択駆動輪対として選択する。引き続き、ステップＳ２９において、「選択駆動輪対の回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理」が行われる。かかるステップＳ２９の処理については、後述する。【０１８２】
次いで、ステップＳ３０において、制御ユニット１１０が、直前のステップＳ２９で選択駆動輪対（第３選択駆動輪対）の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRを導出することができたか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ３０：Ｎ）には、処理は後述するステップＳ３２へ進む。一方、ステップＳ３０における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ３０：Ｙ）には、処理はステップＳ３１へ進む。【０１８３】
引き続き、ステップＳ３１において、制御ユニット１１０が、第１選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLの値から、上述した（７）式を利用してｋd2を算出するとともに、第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRの値から、上述した（１０）式を利用してｋd3を算出する。そして、制御ユニット１１０は、第３選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRの値及び上述のように算出したｋd3から、上述した（１３）式を利用してｋd1を算出する。【０１８４】
次いで、制御ユニット１１０は、上述した（１８），（１９）式により、長さＬF，ＬRを算出するとともに、上述した（２１），（２２）式により、長さＬｔL，ＬｔRを算出する。引き続き、制御ユニット１１０は、上述した（３１）〜（３４）式により、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに作用する垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRを算出する。この後、処理はステップＳ３２へ進む。【０１８５】
ステップＳ３２では、制御ユニット１１０が、４つの駆動輪のモータトルク値の配分を、ステップＳ１１の処理開始時点の値に戻す（後述する図１８（Ａ）参照）。【０１８６】
引き続き、ステップＳ３３において、制御ユニット１１０が、移動体ＭＶの重心位置を推定することができた否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ３３：Ｎ）には、処理はステップＳ２１へ戻る。一方、ステップＳ３３における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ３３：Ｙ）には、移動体ＭＶの重心位置の推定処理が終了する。そして、処理は、上述した図１５のステップＳ１２へ進む。【０１８７】
《選択駆動輪対の回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理》
次に、上述したステップＳ２３，Ｓ２６，Ｓ２９における「選択駆動輪対の回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理」について説明する。【０１８８】
（ステップＳ２３の処理）
ステップＳ２３における処理は、図１７に示されるように、まず、ステップＳ４１において、制御ユニット１１０が、現在のトルク配分比ｋ1，ｋ2を取得する。ここで、配分比ｋ1，ｋ2のそれぞれは、「ｋ1＝Ｔm1／Ｔm」、「ｋ2＝Ｔm2／Ｔm」で与えられ、「ｋ1＋ｋ2＝０．５」の関係が成立している。引き続き、ステップＳ４２において、制御ユニット１１０が、選択駆動輪対の回転速度ω1，ω2として「回転速度ωFL，ωRL」を取得する。この後、処理はステップＳ４３へ進む。【０１８９】
ステップＳ４３では、制御ユニット１１０が、選択駆動輪対の回転速度が「ω1≒ω2」の関係にあるか否かを判定する。この判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ４３：Ｙ）には、処理はステップＳ４４へ進む。このステップＳ４４では、制御ユニット１１０が、選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLを取得する。こうして選択駆動輪対の回転速度がほぼ等しくなるときの駆動力が取得されると、駆動力の導出処理が終了する。【０１９０】
一方、上述したステップＳ４３における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ４３：Ｎ）には、処理はステップＳ４５へ進む。ステップＳ４５では、制御ユニット１１０が、選択駆動輪対の回転速度が「ω1＜ω2」の関係にあるか否かを判定する。この判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ４５：Ｙ）には、処理はステップＳ４６へ進む。【０１９１】
ステップＳ４６では、制御ユニット１１０が、新たな配分比ｋ1を「ｋ1＋Δｋ」に設定するとともに、新たな配分比ｋ2を「ｋ2−Δｋ」に設定する。この結果、新たなトルク制御値Ｔm1が「ｋ1・Ｔm＝（ｋ1＋Δｋ）・Ｔm」に設定されるとともに、新たなトルク制御値Ｔm2が「ｋ2・Ｔm＝（ｋ2−Δｋ）・Ｔm」に設定される。この後、処理は後述するステップＳ４８へ進む。【０１９２】
一方、上述したステップＳ４５における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ４５：Ｎ）には、処理はステップＳ４７へ進む。
ステップＳ４７では、制御ユニット１１０が、新たな配分比ｋ1を「ｋ1−Δｋ」に設定するとともに、新たな配分比ｋ2を「ｋ2＋Δｋ」に設定する。この結果、新たなトルク制御値Ｔm1が「ｋ1・Ｔm＝（ｋ1−Δｋ）・Ｔm」に設定されるとともに、新たなトルク制御値Ｔm2が「ｋ2・Ｔm＝（ｋ2＋Δｋ）・Ｔm」に設定される。この後、処理はステップＳ４８へ進む。【０１９３】
ステップＳ４８では、制御ユニット１１０が、上述したステップＳ４２の場合と同様にして、選択駆動輪対の回転速度ω1，ω2として「回転速度ωFL，ωRL」を取得する。【０１９４】
引き続き、ステップＳ４９において、制御ユニット１１０が、回転速度ω1あるいは回転速度ω2が大きく変化したか否かを判定する。この判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ４９：Ｙ）には、駆動力の導出処理が終了する。この場合に、駆動力の導出処理を終了させるのは、例えば、回転速度ω1あるいは回転速度ω2が前回の取得時から急激に上昇したときには、スリップ率が大きい状態に近いと判断されるためである。【０１９５】
一方、ステップＳ４９における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ４９：Ｎ）には、処理はステップＳ４３へ戻る。なお、当該ステップＳ２３の処理においては、トルク配分比ｋ1，ｋ2を調整しているため、アクセルペダルの踏み込み量から決定されるトータルのトルク量Ｔmが変化したとしても、回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理を継続することができる。【０１９６】
（ステップＳ２６の処理）
上述したステップＳ２６における「選択駆動輪対の回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理」は、ステップＳ２３における駆動力の導出処理と比べて、ステップＳ４２，Ｓ４８において、制御ユニット１１０が、選択駆動輪対の回転速度ω1，ω2として「回転速度ωFL，ωRR」を取得する点、及び、ステップＳ４４において、制御ユニット１１０が、選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRを取得する点が異なっている。【０１９７】
（ステップＳ２９の処理）
上述したステップＳ２９における「選択駆動輪対の回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理」は、ステップＳ２３における駆動力の導出処理と比べて、ステップＳ４２，４８において、制御ユニット１１０が、選択駆動輪対の回転速度ω1，ω2として「回転速度ωFR，ωRR」を取得する点、及び、ステップＳ４４において、制御ユニット１１０が、選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRを取得する点が異なっている。【０１９８】
ここで、上記の移動体ＭＶの重心位置の推定処理において、例えば、図１８に示されるように、トータルのトルク制御量Ｔmが３６０［Ｎｍ］の場合を想定する。すべての駆動輪に同じトルク値を設定する場合は，図１８（Ａ）に示されるように、前側駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRのそれぞれに与えるトルク制御値Ｔm1を９０［Ｎｍ］として、後側駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRのそれぞれに与えるトルク制御値Ｔm2を９０［Ｎｍ］となる。【０１９９】
上述した図１６のステップＳ２２の処理では、第１選択駆動輪対として左前側駆動輪ＷＨFL及び左後側駆動輪ＷＨRLが選択される。そして、ステップＳ２３の処理において、図１８（Ｂ）に示されるように、前側駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRのそれぞれに与えるトルク制御値Ｔm1を１２０［Ｎｍ］とし、後側駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRのそれぞれに与えるトルク制御値Ｔm2を６０［Ｎｍ］としたときに、左前側駆動輪ＷＨFLの回転速度ωFLと左後側駆動輪ＷＨRLの回転速度ωRLが等しくなったとする。【０２００】
そして、制御ユニット１１０が、駆動力オブザーバの機能により、トルク制御値Ｔm1（＝１２０［Ｎｍ］），Ｔm2（＝６０［Ｎｍ］）に基づいて第１選択駆動輪対の駆動力を算出すると、それぞれＦd,FL＝４００［Ｎ］，Ｆd,RL＝２００［Ｎ］であったとする。この結果、上述した（７）式を利用して、ｋd2＝（Ｆd,RL／Ｆd,FL）＝（２００／４００）＝１／２が求められる。【０２０１】
また、上述したステップＳ２５の処理では、第２選択駆動輪対として左前側駆動輪ＷＨFL及び右後側駆動輪ＷＨRRが選択される。そして、ステップＳ２６の処理において、図１８（Ｃ）に示されるように、前側駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRのそれぞれに与えるトルク制御値Ｔm1を１０８［Ｎｍ］とし、後側駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRのそれぞれに与えるトルク制御値Ｔm2を７２［Ｎｍ］としたときに、左前側駆動輪ＷＨFLの回転速度ωFLと右後側駆動輪ＷＨRRの回転速度ωRRが等しくなったとする。【０２０２】
そして、制御ユニット１１０が、駆動力オブザーバの機能により、トルク制御値Ｔm1（＝１０８［Ｎｍ］），Ｔm2（＝７２［Ｎｍ］）に基づいて第２選択駆動輪対の駆動力を算出すると、それぞれＦd,FL＝３６０［Ｎ］，Ｆd,RR＝２４０［Ｎ］であったとする。この結果、上述した（１０）式を利用して、ｋd3＝（Ｆd,RR／Ｆd,FL）＝２４０／３６０＝２／３が求められる。【０２０３】
また、上述したステップＳ２８の処理では、第３選択駆動輪対として右前側駆動輪ＷＨFR及び右後側駆動輪ＷＨRRが選択される。そして、ステップＳ２９の処理において、図１８（Ｄ）に示されるように、前側駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRのそれぞれに与えるトルク制御値Ｔm1を１３５［Ｎｍ］とし、後側駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRのそれぞれに与えるトルク制御値Ｔm2を４５［Ｎｍ］としたときに、右前側駆動輪ＷＨFRの回転速度ωFRと右後側駆動輪ＷＨRRの回転速度ωRRが等しくなったとする。【０２０４】
そして、制御ユニット１１０が、駆動力オブザーバの機能により、トルク制御値Ｔm1（＝１３５［Ｎｍ］），Ｔm2（＝４５［Ｎｍ］）に基づいて第３選択駆動輪対の駆動力を算出すると、それぞれＦd,FR＝４５０［Ｎ］，Ｆd,RR＝１５０［Ｎ］であったとする。この結果、上述した（１３）式を利用して、ｋd1＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3＝（４５０／１５０）・（２／３）＝２が求められる。【０２０５】
引き続き、制御ユニット１１０は、これらの駆動力の比ｋd1＝２，ｋd2＝１／２，ｋd3＝２／３から、上述した（１８），（１９）式により、長さＬF，ＬRを算出するとともに、上述した（２１），（２２）式により、長さＬｔL，ＬｔRを算出する。この結果、ＬF＝（７／２５）・Ｌ，ＬR＝（１８／２５）Ｌ，ＬｔL＝（１６／２５）Ｌｔ，ＬｔR＝（９／２５）Ｌｔが求められる。【０２０６】
なお、上述した選択駆動輪対の駆動力の算出に際しては、 定速走行であるから(ｄω／ｄｔ)＝０とみなし、上述した（２）式を変形した「Ｆd＝Ｔm／ｒ」（ｒ＝０．３［ｍ］）を用いた。【０２０７】
＜重心高さの推定処理＞
次いで、ステップＳ１４における「重心高さの推定処理」について説明する。なお、長さＬF，ＬRは、既に導出されているものとする。【０２０８】
かかる路面からの移動体ＭＶの重心高さＨの推定に際しては、図１９に示されるように、まず、ステップＳ５１において、制御ユニットが、各種センサ９５０から送られた検出結果に基づいて、加速度αの絶対値が所定値よりも大きい、あるいは、勾配角度θの絶対値が所定値よりも大きいか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ５１：Ｎ）には、ステップＳ５１の処理が繰り返される。一方、ステップＳ５１における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ５１：Ｙ）には、処理はステップＳ５２へ進む。【０２０９】
ステップＳ５２では、制御ユニットが、移動体が平坦路面を定速走行しているときに、駆動輪の回転速度が等しくなるときの駆動力の比ｋd1（＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3），ｋd2（＝Ｆd,RL／Ｆd,FL），ｋd3（＝Ｆd,RR／Ｆd,FL）を算出したか否かを判定する。この判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ５２：Ｙ）には、処理はステップＳ５３へ進む。このステップＳ５３では、駆動輪の駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3を算出したときのトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を初期値として設定する。この後、処理はステップＳ５４へ進む。【０２１０】
一方、上述したステップＳ５２における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ５２：Ｎ）には、処理はステップＳ５４へ進む。【０２１１】
ステップＳ５４では、制御ユニットが、上述した図１６におけるステップＳ２２の処理と同様に、第１選択駆動輪対を選択する。引き続き、ステップＳ５５において、制御ユニットが、上述したステップＳ２３（図１７参照）の処理と同様に、第１選択駆動輪対の回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理を行う。【０２１２】
ここで、ステップＳ５３においてトルク制御値の初期値を設置したときには、制御ユニットは、当該初期値を使って、当該ステップＳ２３と同様の処理を行う。【０２１３】
次いで、ステップＳ５６において、制御ユニット１１０が、直前のステップＳ５５で第１選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLを導出することができたか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ５６：Ｎ）には、処理は後述するステップＳ６４へ進む。一方、ステップＳ５６における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ５６：Ｙ）には、処理はステップＳ５７へ進む。【０２１４】
ステップＳ５７では、制御ユニット１１０が、上述した図１６におけるステップＳ２５の処理と同様に、第２選択駆動輪対を選択する。引き続き、ステップＳ５８において、制御ユニットが、上述したステップＳ２６（図１７参照）の処理と同様に、第２選択駆動輪対の回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理を行う。【０２１５】
ここで、ステップＳ５３においてトルク制御値の初期値を設置したときには、制御ユニットは、当該初期値を使って、当該ステップＳ２６と同様の処理を行う。【０２１６】
次いで、ステップＳ５９において、制御ユニット１１０が、直前のステップＳ５８で第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRを導出することができたか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ５９：Ｎ）には、処理は後述するステップＳ６４へ進む。一方、ステップＳ５９における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ５９：Ｙ）には、処理はステップＳ６０へ進む。【０２１７】
ステップＳ６０では、制御ユニット１１０が、上述した図１６におけるステップＳ２８の処理と同様に、第３選択駆動輪対を選択する。引き続き、ステップＳ６１において、制御ユニットが、上述したステップＳ２９（図１７参照）の処理と同様に、第３選択駆動輪対の回転速度が等しくなるときの駆動力の導出処理を行う。【０２１８】
ここで、ステップＳ５３においてトルク制御値の初期値を設置したときには、制御ユニットは、当該初期値を使って、当該ステップＳ２９と同様の処理を行う。【０２１９】
次いで、ステップＳ６２において、制御ユニット１１０が、直前のステップＳ６１で第３選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRを導出することができたか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ６２：Ｎ）には、処理は後述するステップＳ６４へ進む。一方、ステップＳ６２における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ６２：Ｙ）には、処理はステップＳ６３へ進む。【０２２０】
ステップＳ６３では、制御ユニットが、第１選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RLの値から、上述した（７）式を利用してｋd2を算出するとともに、第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRの値から、上述した（１０）式を利用してｋd3を算出する。そして、制御ユニットは、第３選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FR，Ｆd,RRの値及び上述のように算出したｋd3から、上述した（１３）式を利用してｋd1を算出する。【０２２１】
次いで、制御ユニットは、上述した（２５）式により、路面からの移動体ＭＶの重心高さＨを算出する。引き続き、制御ユニット１１０は、上述した（４４）〜（４７）式により、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに作用する垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRを算出する。この後、処理はステップＳ６４へ進む。【０２２２】
ステップＳ６４では、制御ユニットが、４つの駆動輪のモータトルク値の配分を、ステップＳ１４の処理開始時点の値に戻す（上述の図１８（Ａ）参照）。【０２２３】
引き続き、ステップＳ６５において、制御ユニット１１０が、移動体ＭＶの重心高さＨを推定することができた否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ６５：Ｎ）には、処理はステップＳ５１へ戻る。一方、ステップＳ６５における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ６５：Ｙ）には、移動体の重心高さＨの推定処理が終了する。そして、処理は、上述した図１５のステップＳ１５へ進む。【０２２４】
以上説明したように、本実施例では、制御ユニット１１０が、４つの駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのすべてのトルク量の合計を維持しつつ、第１選択駆動輪対（駆動輪ＷＨFL，ＷＨRL）の回転速度が等しくなるように、トルク制御値を決定し、次いで、第２選択駆動輪対（駆動輪ＷＨFL，ＷＨRR）の回転速度が等しくなるように、トルク制御値を決定する。引き続き、制御ユニット１１０は、第３選択駆動輪対（駆動輪ＷＨFR，ＷＨRR）の回転速度が等しくなるように、トルク制御値を決定する。そして、制御ユニット１１０は、決定されたトルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する。引き続き、制御ユニット１１０が、第１〜第３選択駆動輪対の駆動力の相互関係情報から、駆動力の比ｋd1（＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3），ｋd2（＝Ｆd,RL／Ｆd,FL），ｋd3（＝Ｆd,RR／Ｆd,FL）を算出する。そして、制御ユニット１１０は、当該駆動力の比ｋd1，ｋd2，ｋd3と４つの駆動輪の位置関係とに基づいて、移動体ＭＶの重心位置を推定するとともに、各駆動輪に作用する垂直抗力を推定する。【０２２５】
したがって、本発明の実施形態によれば、特別なセンサを設けることなく、簡易な構成で、移動体の重心を推定することができる。【０２２６】
また、本実施例では、制御ユニット１１０が、推定された移動体ＭＶの重心位置に基づいて、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに作用する垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRを導出する。引き続き、制御ユニット１１０は、複数の駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに対するトルク制御値から推定された駆動輪の駆動力と、導出された垂直抗力とに基づいて、複数の駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに関する摩擦係数μFL，μFR，μRL，μRRを算出する。そして、制御ユニット１１０は、算出された摩擦係数μFL，μFR，μRL，μRR、及び、取得された回転速度ωFL，ωFR，ωRL，ωRRに基づいて、複数の駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのスリップ率λFL，λFR，λRL，λRRを算出する。【０２２７】
このため、推定された移動体ＭＶの重心位置を利用して、簡易かつ迅速に、精度良くタイヤごとの摩擦係数、及び、駆動輪のそれぞれのスリップ率を推定することができる。この結果、本発明の重心推定を用いることにより、滑りやすい路面であるかどうかを判断することができる。【０２２８】
［実施例の変形］
本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。【０２２９】
例えば、上記の実施例では、制御ユニットは、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLの回転速度が等しくなるときの駆動輪の駆動力の比（Ｆd,RL／Ｆd,FL）、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRRの回転速度が等しくなるときの駆動輪の駆動力の比（Ｆd,RR／Ｆd,FL）、及び、駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRの回転速度が等しくなるときの駆動輪の駆動力の比（Ｆd,FR／Ｆd,RR）を求めて、移動体の重心位置を推定した。これに対して、制御ユニットは、比（Ｆd,RR／Ｆd,FL）に代えて、駆動輪ＷＨFR，ＷＨRLの回転速度が等しくなるときの駆動輪の駆動力の比（Ｆd,RL／Ｆd,FR）を求め、移動体の重心位置を推定するようにしてもよい。【０２３０】
また、上記の実施例では、制御ユニットは、４つの駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRのすべてのトルク量の合計を維持しつつ、回転速度を等しくすべき駆動輪対（第１選択駆動輪対、第２選択駆動輪対、第３選択駆動輪対）を順次、選択し、選択した駆動輪対の回転速度が等しくなるように、トルク制御値を決定した。これに対して、制御ユニットは、４つの駆動輪の全ての回転速度が同時に等しくなるようにトルク制御値を決定するようにしてもよい。【０２３１】
例えば、４つの駆動輪のトータルのトルクを３６０［Ｎｍ］とした場合（上述した図１８参照）に、左前側駆動輪ＷＨFLのトルクを８６．４［Ｎｍ］、右前側駆動輪ＷＨFRのトルクを１７２．８［Ｎｍ］、左後側駆動輪ＷＨRLのトルクを４３．２［Ｎｍ］、右後側駆動輪ＷＨRRのトルクを５７．６［Ｎｍ］にトルク配分すれば、すべての駆動輪の回転速度を等しくさせることができ、１回の処理で、駆動力の比ｋd1＝２，ｋd2＝１／２，ｋd3＝２／３を求めることができる。【０２３２】
しかし、トータルのトルクが一定であるという条件を確保しつつ、４つの駆動輪のトルクを増減させる調節は簡単ではなく、かつ、移動体のヨーモーメントを大きくさせない条件も加わるため、１回の処理で駆動力の比を求めるためには、複雑なアルゴリズムを必要とする。したがって、実施例で示したように、シーケンス的な順序によるトルク調整を行うことで、トータルのトルクが一定であるという条件と、移動体のヨーモーメントを大きくさせないという条件との２つを両立した処理が簡単に行える。【０２３３】
また、上記の実施例では、駆動輪ＷＨFL及び駆動輪ＷＨFRに対するトルク制御値をトルク指令値Ｔm1とするとともに、駆動輪ＷＨRL及び駆動輪ＷＨRRに対するトルク制御値をトルク指令値Ｔm2とする「並行型」トルク配分を行って、スリップ率λj（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）を推定した。これに対して、駆動輪ＷＨFL及び駆動輪ＷＨRRに対するトルク制御値をトルク指令値Ｔm1とするとともに、駆動輪ＷＨFR及び駆動輪ＷＨRLに対するトルク制御値をトルク指令値Ｔm2とする「たすきがけ型」トルク配分を行って、スリップ率λjを推定するようにしてもよい。また、上述した「並行型」トルク配分及び「たすきがけ型」トルク配分を交互に行って、スリップ率λjを推定するようにしてもよい。【０２３４】
また、上記の実施例では、移動体ＭＶが、互いに独立して駆動可能な４個の駆動輪を有している場合に、本発明を適用した。これに対し、移動体が、互いに独立して駆動可能な駆動輪を複数個有する場合には、４個の駆動輪を有している場合に限らず、本発明を適用して、移動体の重心位置を推定することができる。
【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】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年4月14日(2015.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動輪を有する移動体の重心を推定する重心推定装置であって、
前記複数の駆動輪に対するトルク制御値を決定し、前記決定されたトルク制御値に基づいて、前記複数の駆動輪のトルク量を制御するトルク制御部と；
前記トルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する駆動力推定部と；
前記複数の駆動輪のうちの少なくとも２つの駆動輪の回転速度が互いに等しくなるときの、前記少なくとも２つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する第１取得部と；
前記複数の駆動輪の位置関係と、前記第１取得部により取得された相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定部と；を備え、
前記トルク制御部は、前記移動体の重心の推定に際して、前記複数の駆動輪すべてのトルク量の合計を維持しつつ、前記少なくとも２つの駆動輪の回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定し、
前記第１取得部は、前記駆動力推定部によって推定された駆動力に基づいて、前記相互関係情報を取得する、
ことを特徴とする重心推定装置。
【請求項２】
前記第１取得部は、前記駆動輪の回転速度が一定であるか否かに関わらず、前記複数の駆動輪のうちの少なくとも２つの駆動輪の回転速度が互いに等しくなるときの、前記少なくとも２つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項３】
前記トルク制御部は、前記複数の駆動輪の中から、回転速度を等しくすべき駆動輪対を選択し、前記選択された駆動輪対に含まれる２つの駆動輪の回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項４】
前記トルク制御部は、回転速度を等しくすべき駆動輪対を複数選択し、前記複数の駆動輪対ごとに、前記２つの駆動輪の回転速度が等しくなるトルク制御値を、順次決定する、ことを特徴とする請求項３に記載の重心推定装置。
【請求項５】
前記トルク制御部は、前記複数の駆動輪の全ての回転速度が同時に等しくなるようにトルク制御値を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項６】
前記移動体の走行状態情報を取得する第２取得部を更に備え、
前記重心推定部は、前記第２取得部による取得結果に基づいて、前記移動体が平坦路面を、定速走行をしているときに、前記移動体の前後方向及び左右方向の重心を推定する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項７】
前記移動体の走行状態情報を取得する第２取得部を更に備え、
前記重心推定部は、前記第２取得部により取得された前記移動体が走行している路面の勾配及び前記移動体の加速度の少なくとも一方に基づいて、前記移動体の高さ方向の重心を推定する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項８】
複数の駆動輪を有する移動体の重心を推定する重心推定方法であって、
前記複数の駆動輪に対するトルク制御値を決定し、前記決定されたトルク制御値に基づいて、前記複数の駆動輪のトルク量を制御するトルク制御工程と；
前記トルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する駆動力推定工程と；
前記複数の駆動輪のうちの少なくとも２つの駆動輪の回転速度が互いに等しくなるときの、前記少なくとも２つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する取得工程と；
前記複数の駆動輪の位置関係と、前記取得工程において取得された相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定工程と；を備え、
前記トルク制御工程では、前記移動体の重心の推定に際して、前記複数の駆動輪すべてのトルク量の合計を維持しつつ、前記少なくとも２つの駆動輪の回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定し、
前記第１取得工程では、前記駆動力推定工程において推定された駆動力に基づいて、前記相互関係情報を取得する、
ことを特徴とする重心推定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の重心推定方法を演算部に実行させる、ことを特徴とする重心推定プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の重心推定プログラムが、演算部により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、第１の観点からすると、複数の駆動輪を有する移動体の重心を推定する重心推定装置であって、前記複数の駆動輪に対するトルク制御値を決定し、前記決定されたトルク制御値に基づいて、前記複数の駆動輪のトルク量を制御するトルク制御部と；前記トルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する駆動力推定部と；前記複数の駆動輪のうちの少なくとも２つの駆動輪の回転速度が互いに等しくなるときの、前記少なくとも２つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する第１取得部と；前記複数の駆動輪の位置関係と、前記第１取得部により取得された相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定部と；を備え、前記トルク制御部は、前記移動体の重心の推定に際して、前記複数の駆動輪すべてのトルク量の合計を維持しつつ、前記少なくとも２つの駆動輪の回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定し、前記第１取得部は、前記駆動力推定部によって推定された駆動力に基づいて、前記相互関係情報を取得する、ことを特徴とする重心推定装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、複数の駆動輪を有する移動体の重心を推定する重心推定方法であって、前記複数の駆動輪に対するトルク制御値を決定し、前記決定されたトルク制御値に基づいて、前記複数の駆動輪のトルク量を制御するトルク制御工程と；前記トルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する駆動力推定工程と；前記複数の駆動輪のうちの少なくとも２つの駆動輪の回転速度が互いに等しくなるときの、前記少なくとも２つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する取得工程と；前記複数の駆動輪の位置関係と、前記取得工程において取得された相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定工程と；を備え、前記トルク制御工程では、前記移動体の重心の推定に際して、前記複数の駆動輪すべてのトルク量の合計を維持しつつ、前記少なくとも２つの駆動輪の回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定し、前記第１取得工程では、前記駆動力推定工程において推定された駆動力に基づいて、前記相互関係情報を取得する、ことを特徴とする重心推定方法である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
引き続き、トルク制御部７１０は、重心推定のための第２制御処理として、回転速度を等しくすべき駆動輪対として、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRRを選択する（以下、駆動輪ＷＨFL，ＷＨRRの対を「第２選択駆動輪対」とも記す）。そして、トルク制御部７１０は、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、選択された駆動輪ＷＨFL，ＷＨRRの回転速度ωFL，ωRRが等しくなるようにトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を決定する。そして、トルク制御部７１０は、決定されたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2を、駆動力推定部７２０へ送る。なお、トータルのトルク量Ｔmに対する比を用いてトルク制御値Ｔm1，Ｔm2の設定を行うことにより、この処理の最中に入力されるトータルのトルク量Ｔmが変わったとしても、問題なく重心推定を行うことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
駆動力推定部７２０は、トルク制御部７１０から送られたトルク制御値Ｔm1，Ｔm2及び回転速度ωFL，ωRRの値を受けると、上述した駆動力オブザーバの機能により、第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRを推定する。そして、駆動力推定部７２０は、推定した第２選択駆動輪対の駆動力Ｆd,FL，Ｆd,RRを第１取得部７３０へ送る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５７】
なお、「たすきがけ型」トルク配分を行ったスリップ率推定では、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRを上述した「スリップ率の推定」の説明における駆動輪ＷＨ1，ＷＨ2として、前側駆動輪のスリップ率λFL，λFRを算出する。また、「たすきがけ型」トルク配分を行ったスリップ率推定では、駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRを上述したスリップ率の推定」の説明における駆動輪ＷＨ1，ＷＨ2として、後側駆動輪のスリップ率λRL，λRRを算出する。
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月22日(2016.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体が有する複数の駆動輪に対するトルク制御値を決定するトルク制御部と；
前記トルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する駆動力推定部と；
前記複数の駆動輪のうちの少なくとも２つの駆動輪の回転速度が共に一定であるか否かに関らず、前記回転速度が互いに等しくなるときの、前記少なくとも２つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する第１取得部と；
前記複数の駆動輪の位置関係と、前記相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定部と；
を備えることを特徴とする重心推定装置。
【請求項２】
前記トルク制御部は、
前記決定されたトルク制御値に基づいて、前記複数の駆動輪のトルク量を制御し、
前記移動体の重心の推定に際して、前記複数の駆動輪すべてのトルク量の合計を維持しつつ、前記少なくとも２つの駆動輪の回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項３】
前記トルク制御部は、前記複数の駆動輪の中から、回転速度を等しくすべき駆動輪対を選択し、前記選択された駆動輪対に含まれる２つの駆動輪の回転速度が等しくなるようにトルク制御値を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項４】
前記トルク制御部は、回転速度を等しくすべき駆動輪対を複数選択し、前記複数の駆動輪対ごとに、前記２つの駆動輪の回転速度が等しくなるトルク制御値を、順次決定する、ことを特徴とする請求項３に記載の重心推定装置。
【請求項５】
前記トルク制御部は、前記複数の駆動輪の全ての回転速度が同時に等しくなるようにトルク制御値を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項６】
前記移動体の走行状態情報を取得する第２取得部を更に備え、
前記重心推定部は、前記第２取得部による取得結果に基づいて、前記移動体が平坦路面を、定速走行をしているときに、前記移動体の前後方向及び左右方向の重心を推定する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項７】
前記移動体の走行状態情報を取得する第２取得部を更に備え、
前記重心推定部は、前記第２取得部により取得された前記移動体が走行している路面の勾配及び前記移動体の加速度の少なくとも一方に基づいて、前記移動体の高さ方向の重心を推定する、ことを特徴とする請求項１に記載の重心推定装置。
【請求項８】
トルク制御部と、駆動力推定部と、取得部と、重心推定部とを備える重心推定装置において使用される重心推定方法であって、
前記トルク制御部が、移動体が有する複数の駆動輪に対するトルク制御値を決定するトルク制御工程と；
前記駆動力推定部が、前記トルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する駆動力推定工程と；
前記取得部が、前記複数の駆動輪のうちの少なくとも２つの駆動輪の回転速度が共に一定であるか否かに関らず、前記回転速度が互いに等しくなるときの、前記少なくとも２つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する取得工程と；
前記複数の駆動輪の位置関係と、前記相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定工程と；
を備えることを特徴とする重心推定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の重心推定方法を演算部に実行させる、ことを特徴とする重心推定プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の重心推定プログラムが、演算部により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、第１の観点からすると、移動体が有する複数の駆動輪に対するトルク制御値を決定するトルク制御部と；前記トルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する駆動力推定部と；前記複数の駆動輪のうちの少なくとも２つの駆動輪の回転速度が共に一定であるか否かに関らず、前記回転速度が互いに等しくなるときの、前記少なくとも２つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する第１取得部と；前記複数の駆動輪の位置関係と、前記相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定部と；を備えることを特徴とする重心推定装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、トルク制御部と、駆動力推定部と、取得部と、重心推定部とを備える重心推定装置において使用される重心推定方法であって、前記トルク制御部が、移動体が有する複数の駆動輪に対するトルク制御値を決定するトルク制御工程と；前記駆動力推定部が、前記トルク制御値に基づいて駆動輪の駆動力を推定する駆動力推定工程と；前記取得部が、前記複数の駆動輪のうちの少なくとも２つの駆動輪の回転速度が共に一定であるか否かに関らず、前記回転速度が互いに等しくなるときの、前記少なくとも２つの駆動輪の駆動力の相互関係情報を取得する取得工程と；前記複数の駆動輪の位置関係と、前記相互関係情報とに基づいて、前記移動体の重心を推定する重心推定工程と；を備えることを特徴とする重心推定方法である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図４に模式的に示されるように、２つの前側の駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRに与えるモータトルク量（トルク量）をＴm1とし、２つの後側の駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRに与えるモータトルク量（トルク量）をＴm2とする。駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRにかかる荷重に対応する質量（キログラム）（以下、「換算質量」と記す）を、それぞれ、ＷFL，ＷFR，ＷRL，ＷRRとすると、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに作用する垂直抗力は、それぞれ、ＮFL＝ｇ・ＷFL，ＮFR＝ｇ・ＷFR，ＮRL＝ｇ・ＷRL，ＮRR＝ｇ・ＷRRとなる。ここで、「ｇ」は重力加速度の値である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
そして、上述した「ＮFL＝ｇ・ＷFL，ＮFR＝ｇ・ＷFR」の関係から、上述した（５）式は、Ｆd,FL／ＷFL＝Ｆd,RL／ＷRLとすることができ、換算質量ＷRLは、次の（６）式で表すことができる。
ＷRL＝（Ｆd,RL／Ｆd,FL）・ＷFL          …（６）
ここで、
ｋd2＝（Ｆd,RL／Ｆd,FL）               …（７）
とおくと、（６）式は、次の（８）式で表すことができる。
ＷRL＝ｋd2・ＷFL                      …（８）
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、モータトルク量Ｔm1，Ｔm2の配分を変えて、回転速度がωFL＝ωRRとなったとき、速度ｖは共通なので、上述した（４）式から、スリップ率はλFL＝λRLとなる。そして、図２および図３からわかるように、駆動輪ＷＨFLの路面状態と駆動輪ＷＨRRの路面状態とが同じとき、スリップ率λが等しければ摩擦係数μも等しくなるため、摩擦係数はμFL＝μRRとなる。したがって、このときは、上述した（３）式、及び、上述した「ＮFL＝ｇ・ＷFL，ＮRR＝ｇ・ＷRR」の関係から、換算質量ＷRRは、次の（９）式で表すことができる。
ＷRR＝（Ｆd,RR／Ｆd,FL）・ＷFL        …（９）
ここで、
ｋd3＝（Ｆd,RR／Ｆd,FL）             …（１０）
とおくと、（９）式は、次の（１１）式で表すことができる。
ＷRR＝ｋd3・ＷFL                   …（１１）
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、トータルのトルク量Ｔmを維持する条件で、モータトルク量Ｔm1，Ｔm2の配分を変えて、回転速度がωFR＝ωRRとなったとき、速度ｖは共通なので、上述した（４）式から、スリップ率はλFR＝λRRとなる。そして、図２および図３からわかるように、駆動輪ＷＨFRの路面状態と駆動輪ＷＨRRの路面状態とが同じとき、スリップ率λが等しければ摩擦係数μも等しくなるため、摩擦係数はμFR＝μRRとなる。したがって、このときは、上述した（３）式、上述した「ＮFR＝ｇ・ＷFR，ＮRR＝ｇ・ＷRR」の関係、及び、（１１）式から、換算質量ＷFRは、次の（１２）式で表すことができる。
ＷFR＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ＷRR
＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3・ＷFL  …（１２）
ここで、
ｋd1＝（Ｆd,FR／Ｆd,RR）・ｋd3        …（１３）
とおくと、（１２）式は、次の（１４）式で表すことができる。
ＷFR＝ｋd1・ＷFL                   …（１４）
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
（移動体ＭＶの前後方向の重心位置の推定）
移動体ＭＶが水平面とほぼ平行な平坦路面を定速走行しているときに、前側駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRにかかる合計換算質量「ＷFL＋ＷFR」と、後側駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRにかかる合計換算質量「ＷRL＋ＷRR」との関係は、図６に示されるようになる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図６から、移動体ＭＶの前後方向の重心位置まわりに作用する力の回転モーメントの釣り合いは、次の（１５）式で与えられる。
（ＷFL＋ＷFR）・ｇ・ＬF＝（ＷRL＋ＷRR）・ｇ・ＬR      …（１５）
ここで、「Ｌ＝ＬF＋ＬR」の関係を（１５）式に代入すると、長さＬF，ＬRのそれぞれは、次の（１６），（１７）式で与えられる。
ＬF＝（ＷRL＋ＷRR）／（ＷFL＋ＷFR＋ＷRL＋ＷRR）・Ｌ    …（１６）
ＬR＝（ＷFL＋ＷFR）／（ＷFL＋ＷFR＋ＷRL＋ＷRR）・Ｌ    …（１７）
そして、（１６），（１７）式に、上述した（８），（１１），（１４）式で与えられる換算質量ＷRL，ＷRR，ＷFRを代入すると、長さＬF，ＬRのそれぞれは、次の（１８），（１９）式で与えられる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
（移動体ＭＶの左右方向の重心位置の推定）
移動体ＭＶが水平面とほぼ平行な平坦路面を定速走行しているときに、左側駆動輪ＷＨFL，ＷＨRLにかかる合計換算質量「ＷFL＋ＷRL」と、右側駆動輪ＷＨFR，ＷＨRRにかかる合計換算質量「ＷFR＋ＷRR」との関係は、図７に示されるようになる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図７から、移動体ＭＶの左右方向の重心位置まわりに作用する力の回転モーメントの釣り合いは、次の（２０）式で与えられる。
（ＷFL＋ＷRL）・ｇ・ＬｔL＝（ＷFR＋ＷRR）・ｇ・ＬｔR      …（２０）
ここで、「Ｌｔ＝ＬｔL＋ＬｔR」の関係、並びに、上述した（８），（１１），（１４）式で与えられる換算質量ＷRL，ＷRR，ＷFRを、（２０）式に代入すると、長さＬｔL，ＬｔRのそれぞれは、次の（２１），（２２）式で与えられる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
移動体ＭＶが勾配角度θの路面を加速度αで走行しているときに、前側駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRにかかる合計換算質量「ＷFL＋ＷFR」と、後側駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRにかかる合計換算質量「ＷRL＋ＷRR」との関係は、図８に示されるようになる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
そして、（２４）式に、「ＷRL＝ｋd2・ＷFL」、「ＷRR＝ｋd3・ＷFL」、「ＷFR＝ｋd1・ＷFL」の式で与えられる換算質量ＷRL，ＷRR，ＷFRを代入すると、路面からの移動体ＭＶの重心高さＨは、次の（２５）式で与えられる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
《平坦路面を定速走行しているときの各駆動輪に作用する垂直抗力の推定》
移動体ＭＶの質量をＭＭ（＝ＷFL＋ＷFR＋ＷRL＋ＷRR）とすると、上述した（８），（１１），（１４）式から、次の（２６）式の関係が成立している。
ＷFL＋ｋd1・ＷFL＋ｋd2・ＷFL＋ｋd3・ＷFL＝ＭＭ          …（２６）
そして、（２６）式、及び、上述した（１４），（８），（１１）式から、換算質量ＷFL，ＷFR，ＷRL，ＷRRのそれぞれは、次の（２７）〜（３０）式で与えられる。
ＷFL＝（１／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ        …（２７）
ＷFR＝（ｋd1／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ      …（２８）
ＷRL＝（ｋd2／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ      …（２９）
ＷRR＝（ｋd3／（１＋ｋd1＋ｋd2＋ｋd3））・ＭＭ      …（３０）
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
《勾配角度θの路面を加速度αで走行しているときの各駆動輪に作用する垂直抗力の推定》
移動体ＭＶが勾配角度θの路面を加速度αで走行しているときに、前側駆動輪ＷＨFL，ＷＨFRにかかる換算質量の和を換算質量ＷF（＝ＷFL＋ＷFR）とし、後側駆動輪ＷＨRL，ＷＨRRにかかる換算質量の和を換算質量ＷR（＝ＷRL＋ＷRR）とすると、上述した（２３）式は、次の（３５）式となる。
ＷF・α・Ｈ＋（ＭＭ−ＷF）・α・Ｈ
＝（ＭＭ−ＷF）・ｇ・（ＬR−Ｈ・ｔａｎθ）・ｃｏｓθ
−ＷF・ｇ・（Ｌf＋Ｈ・ｔａｎθ）・ｃｏｓθ  …（３５）
この（３５）式を変形すると、換算質量ＷFは、次の（３６）式で表すことができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
また、（３６）式、及び、「ＷR＝ＭＭ−ＷF」の関係から、換算質量ＷRは、次の（３７）式で表すことができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
このため、「ＷFR＝ｋd1・ＷFL」の関係から、換算質量ＷFについては、次の（３８）式の関係が成立している。
ＷF＝ＷFL＋ＷFR＝ＷFL＋ｋd1・ＷFL＝（１＋ｋd1）・ＷFL      …（３８）
したがって、換算質量ＷFL，ＷFRのそれぞれは、次の（３９），（４０）式で表すことができる。
ＷFL＝（１／（１＋ｋd1））・ＷF              …（３９）
ＷFR＝ＷF−ＷFL＝（ｋd1／（１＋ｋd1））・ＷF   …（４０）
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
また、「ＷRR＝（ｋd3／ｋd2）・ＷRL」の関係から、換算質量ＷRについては、次の（４１）式の関係が成立している。
ＷR＝ＷRL＋ＷRR＝ＷRL＋（ｋd3／ｋd2）・ＷRL
＝（１＋（ｋd3／ｋd2）・ＷRL                …（４１）
したがって、換算質量ＷRL，ＷRRのそれぞれは、次の（４２），（４３）式で表すことができる。
ＷRL＝（ｋd2／（ｋd2＋ｋd3））・ＷR            …（４２）
ＷRR＝ＷR−ＷRL＝（ｋd3／（ｋd2＋ｋd3））・ＷR   …（４３）
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
また、重心推定部７５０は、重心位置情報、及び、移動体ＭＶの総質量ＭＭに基づいて、上述した（３１）〜（３４）式、又は、（４４）〜（４７）式を利用して、駆動輪ＷＨFL，ＷＨFR，ＷＨRL，ＷＨRRに作用する垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRを算出する。こうして算出された垂直抗力ＮFL，ＮFR，ＮRL，ＮRRは、垂直抗力情報としてスリップ率算出部７９０へ送られる。
【国際調査報告】
2014061108.tif 000034
2014061108.tif 000035