(57)【要約】  車両重心位置推定装置（１）は、車両（２）に対して特定種類の外力が作用した際に車両（２）に発生する相互に直交する３軸方向の各加速度及び３軸方向周りの各角速度に基づいて車両（２）の重心位置を推定することを特徴とする。典型的には、車両重心位置推定装置（１）は、車両（２）の走行速度、又は、３軸方向周りの各角加速度に基づいて車両（２）重心位置の推定モードを変更する。したがって、車両重心位置推定装置（１）は、車両（２）に対して特定種類の外力が作用した際の３軸加速度及び３軸角速度に基づいて、適正に車両（２）の３軸方向の重心位置を推定することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に対して特定種類の外力が作用した際に前記車両に発生する相互に直交する３軸方向の各加速度及び前記３軸方向周りの各角速度に基づいて前記車両の重心位置を推定することを特徴とする、
車両重心位置推定装置。
【請求項２】
前記車両の走行速度、又は、前記３軸方向周りの各角加速度に基づいて前記重心位置の推定モードを変更する、
請求項１に記載の車両重心位置推定装置。
【請求項３】
前記車両の走行速度が予め設定される第１所定速度以下である場合に、前記３軸方向周りの各角加速度に応じて特定される前記特定種類の外力に基づいて前記重心位置を推定する、
請求項１又は請求項２に記載の車両重心位置推定装置。
【請求項４】
前記車両の走行速度が予め設定される第１所定速度以下である場合に、前記特定種類の外力として、前記車両に対して前記３軸方向のうちの特定方向の外力が作用した際に、前記３軸方向のうちの前記特定方向以外の方向の各加速度と当該特定方向以外の方向周りの各角加速度との関係に基づいて、前記車両の前記特定方向の重心位置を推定する、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両重心位置推定装置。
【請求項５】
前記車両の走行速度が予め設定される第１所定速度以下である場合に、前記特定種類の外力として、前記車両に対して前記３軸方向のうちの特定方向の外力が作用した際に、前記３軸方向のうちの前記特定方向以外の方向の外力、及び、前記特定方向周りの角加速度を０とみなして、前記車両の前記特定方向の重心位置を推定する、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両重心位置推定装置。
【請求項６】
前記３軸方向周りの各角加速度に基づいて前記特定方向を特定する、
請求項４又は請求項５に記載の車両重心位置推定装置。
【請求項７】
前記車両の走行速度が予め設定される第２所定速度以上であり、かつ、前記車両が平坦路を走行中であり、さらに、前記車両が加減速走行中、又は、旋回走行中である場合に、前記重心位置での加速度推定値に基づいて、前記車両の前記３軸方向の重心位置を推定する、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車両重心位置推定装置。
【請求項８】
車両の重心位置を推定する際に、前記車両の走行速度、又は、前記車両に発生する相互に直交する３軸方向周りの各角加速度に基づいて、前記重心位置の推定モードを変更することを特徴とする、
車両重心位置推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両重心位置推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される従来の車両重心位置推定装置として、例えば、特許文献１には、車両のヨー角加速度の大きさが所定の基準値より小さいとき、車両の車輪と路面との間にて路面から車輪へ水平方向に作用するタイヤ発生力に起因する車両の車体に発生するヨーモーメントの釣り合いに基づいて、車両の重心の水平方向位置を推定する車両の車両重心位置推定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６５５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような特許文献１に記載の車両の車両重心位置推定装置は、例えば、より簡易な構成で適正に車両の重心位置を推定することが望まれている。【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正に車両の重心位置を推定することができる車両重心位置推定装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両重心位置推定装置は、車両に対して特定種類の外力が作用した際に前記車両に発生する相互に直交する３軸方向の各加速度及び前記３軸方向周りの各角速度に基づいて前記車両の重心位置を推定することを特徴とする。【０００７】
また、上記車両重心位置推定装置は、前記車両の走行速度、又は、前記３軸方向周りの各角加速度に基づいて前記重心位置の推定モードを変更するものとすることができる。【０００８】
また、上記車両重心位置推定装置は、前記車両の走行速度が予め設定される第１所定速度以下である場合に、前記３軸方向周りの各角加速度に応じて特定される前記特定種類の外力に基づいて前記重心位置を推定するものとすることができる。【０００９】
また、上記車両重心位置推定装置は、前記車両の走行速度が予め設定される第１所定速度以下である場合に、前記特定種類の外力として、前記車両に対して前記３軸方向のうちの特定方向の外力が作用した際に、前記３軸方向のうちの前記特定方向以外の方向の各加速度と当該特定方向以外の方向周りの各角加速度との関係に基づいて、前記車両の前記特定方向の重心位置を推定するものとすることができる。【００１０】
また、上記車両重心位置推定装置は、前記車両の走行速度が予め設定される第１所定速度以下である場合に、前記特定種類の外力として、前記車両に対して前記３軸方向のうちの特定方向の外力が作用した際に、前記３軸方向のうちの前記特定方向以外の方向の外力、及び、前記特定方向周りの角加速度を０とみなして、前記車両の前記特定方向の重心位置を推定するものとすることができる。【００１１】
また、上記車両重心位置推定装置は、前記３軸方向周りの各角加速度に基づいて前記特定方向を特定するものとすることができる。【００１２】
また、上記車両重心位置推定装置は、前記車両の走行速度が予め設定される第２所定速度以上であり、かつ、前記車両が平坦路を走行中であり、さらに、前記車両が加減速走行中、又は、旋回走行中である場合に、前記重心位置での加速度推定値に基づいて、前記車両の前記３軸方向の重心位置を推定するものとすることができる。【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両重心位置推定装置は、車両の重心位置を推定する際に、前記車両の走行速度、又は、前記車両に発生する相互に直交する３軸方向周りの各角加速度に基づいて、前記重心位置の推定モードを変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車両重心位置推定装置は、適正に車両の重心位置を推定する、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施形態に係る車両重心位置推定装置が搭載される車両の概略構成を表すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態に係る車両重心位置推定装置が搭載される車両の側面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る車両重心位置推定装置が搭載される車両の上面図である。
【図４】図４は、実施形態に係る車両重心位置推定装置における相対位置ベクトルについて説明する模式図である。
【図５】図５は、実施形態に係る車両重心位置推定装置における重心位置推定制御の一例を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、変形例に係る車両重心位置推定装置が搭載される車両の概略構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１７】
［実施形態］
図１は、実施形態に係る車両重心位置推定装置が搭載される車両の概略構成を表すブロック図、図２は、実施形態に係る車両重心位置推定装置が搭載される車両の側面図、図３は、実施形態に係る車両重心位置推定装置が搭載される車両の上面図、図４は、実施形態に係る車両重心位置推定装置における相対位置ベクトルについて説明する模式図、図５は、実施形態に係る車両重心位置推定装置における重心位置推定制御の一例を説明するフローチャート、図６は、変形例に係る車両重心位置推定装置が搭載される車両の概略構成を表すブロック図である。
【００１８】
本実施形態は、典型的には、下記の構成要素を有している。
（１）加速度センサ（３軸）。
（２）角速度センサ（３軸）。
（３）車両速度センサ。
（４）ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする推定装置。
【００１９】
そして、本実施形態は、これらの構成要素によって、例えば、車軸荷重を検出するためのセンサ等を用いることなく、いわゆるＶＳＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）システム等の運動制御装置に搭載されている既設の制御に用いられるセンサの検出値から車両の重心位置（前後・左右・上下位置）を推定するものである。
【００２０】
具体的には、本実施形態の車両重心位置推定装置１は、図１に示すように、車両２に搭載され、車両２の重心位置を推定するものである。車両２は、剛体である車体３にサスペンション等の懸架装置を介して車輪４が設けられる。車両２は、運転者がアクセルペダルを操作することで、これに応じて内燃機関や電動機等の走行用駆動源（原動機）が車輪４と路面との接地面に駆動力［Ｎ］を発生させ、これにより走行することができる。また、車両２は、運転者がブレーキペダルを操作することで、これに応じて制動装置が車輪４と路面との接地面に制動力［Ｎ］を発生させ、これにより制動、停止することができる。また、車両２は、運転者がステアリングホイールを操作することで操舵輪である車輪４を操舵することができ、これにより、旋回することができる。
【００２１】
そして、本実施形態の車両重心位置推定装置１は、３軸加速度センサ５と、３軸角速度センサ６と、車両速度センサ７と、推定装置８とを備える。
【００２２】
３軸加速度センサ５は、車両２の車体３における任意の既知の位置に設けられ、車体３に発生する加速度を検出するものである。３軸加速度センサ５は、相互に直交する３軸方向の各加速度をそれぞれ検出する。ここで、相互に直交する３軸方向とは、図２、図３に示すように、相互に直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に沿った方向であり、典型的には、車両２の前後方向、左右方向、上下方向である。前後方向とは、ｘ軸に沿ったｘ軸方向であり、車両２が直進走行する際の車両２の走行方向である。左右方向とは、ｙ軸に沿ったｙ軸方向であり、走行方向と水平に直交する車両２の車幅方向である。上下方向とは、ｚ軸に沿ったｚ軸方向であり、走行方向及び車幅方向と直交する車両２の高さ方向である。以下の説明では、前後方向をｘ軸方向、左右方向をｙ軸方向、上下方向をｚ軸方向という場合がある。
【００２３】
３軸加速度センサ５は、種々の形式のセンサを用いることができ、車両２の前後方向の加速度（以下、「前後方向加速度」という場合がある。）、左右方向の加速度（以下、「左右方向加速度」という場合がある。）、上下方向の加速度（以下、「上下方向加速度」という場合がある。）をそれぞれ同期して検出することができる。３軸加速度センサ５は、推定装置８に電気的に接続されており、検出した各加速度をこの推定装置８に送信することができる。なお、３軸加速度センサ５は、ひとつのセンサではなく複数のセンサで構成されてもよい。
【００２４】
３軸角速度センサ６は、車両２の車体３における任意の位置に設けられ、車体３に発生する角速度を検出するものである。３軸角速度センサ６は、相互に直交する３軸方向周りの各角速度をそれぞれ検出する。ここでは、３軸角速度センサ６は、車両２の車体３に発生するロール方向、ピッチ方向、ヨー方向の角速度をそれぞれ検出する。ここで、ロール方向とは、ｘ軸周り方向である。ピッチ方向とは、ｙ軸周り方向である。ヨー方向とは、ｚ軸周り方向である。
【００２５】
３軸角速度センサ６は、種々の形式のセンサを用いることができ、車両２のロール方向の角速度（以下、「ロール方向角速度」という場合がある。）、ピッチ方向の角速度（以下、「ピッチ方向角速度」という場合がある。）、ヨー方向の角速度（以下、「ヨー方向角速度」という場合がある。）をそれぞれ同期して検出することができる。３軸角速度センサ６は、推定装置８に電気的に接続されており、検出した各角速度をこの推定装置８に送信することができる。なお、３軸角速度センサ６は、ひとつのセンサではなく複数のセンサで構成されてもよい。また、３軸加速度センサ５と３軸角速度センサ６とは、ここでは取り付け位置がほぼ同じ位置となるように設けられるが、これに限らず、相互に離間した位置に設けられていてもよい。
【００２６】
車両速度センサ７は、車両２の走行速度である車速を検出するものである。車両速度センサ７は、例えば、車両２の各車輪４の車輪速度等に基づいて車両２の車速を検出する。車両速度センサ７は、推定装置８に電気的に接続されており、検出した車速をこの推定装置８に送信することができる。
【００２７】
推定装置８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。推定装置８は、例えば、車両２の各部を統括的に制御するＥＣＵによって兼用されてもよいし、ＥＣＵとは別個に構成され相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。推定装置８は、３軸加速度センサ５、３軸角速度センサ６、車両速度センサ７等の各種センサ、検出装置が電気的に接続され、検出結果に対応した電気信号が入力される。推定装置８は、各種センサから入力された各種入力信号や各種数式、マップに基づいて、格納されている制御プログラムを実行することにより、車両２の重心位置、典型的には、前後方向・左右方向・上下方向の重心位置を推定する。そして、推定装置８は、推定した車両２の前後方向・左右方向・上下方向の重心位置に対応した電気信号を運動制御装置９に出力する。
【００２８】
ここで、運動制御装置９は、車両２の運動を自動で制御するものであり、例えば、各車輪４独立に制動力を個別に増加、減少、保持することができるＶＳＣアクチュエータ等を含んで構成される。運動制御装置９は、推定装置８が推定した車両２の前後方向・左右方向・上下方向の重心位置を用いて車両２の各部を制御して種々の自動運動制御を行う。
【００２９】
そして、本実施形態の車両重心位置推定装置１の推定装置８は、車両２に対して特定種類の外力が作用した際に車両２に発生する３軸方向の各加速度及び３軸方向周りの各角速度に基づいて車両２の重心位置を推定することで、簡易な構成で適正に車両の重心位置を推定することができるようにしている。
【００３０】
ここでは、推定装置８は、３軸加速度センサ５、３軸角速度センサ６の取り付け位置で計測される加速度の理論式と、３次元剛体運動方程式とを組み合わせることで、車両２の重心位置（前後・左右・上下）を推定可能に構成されている。なお、下記で説明する演算は、基本的には、推定装置８によって行われる。
【００３１】
ここでまず、推定装置８による重心位置の推定についての基本原理を説明する。
【００３２】
車両２の車体３のような剛体の３次元運動は、例えば、下記の数式（１）に示すニュートン・オイラーの運動方程式で表すことができる。
【００３３】
【数１】
2013042245.tif 000003
【００３４】
上記の数式（１）において、「ｍ」は質量、「Ｊ」は重心点周りの慣性テンソル、「ｆc・ベクトル」は外力ベクトル、「τc・ベクトル」は重心点周りの外力モーメントベクトル、「ａc・ベクトル」は重心の並進加速度ベクトル、「Ω・ベクトル」は剛体の角速度ベクトル、「Ω・ドット・ベクトル」は剛体の角加速度ベクトル、「Ω・チルダ」は角速度ベクトルの外積を表す歪対称行列を表している。なお、歪対称行列「Ω・チルダ」は、成分表示では、下記の数式（２）で表すことができる。
【００３５】
【数２】
2013042245.tif 000004
【００３６】
上記の数式（２）において、「Ωx」は剛体のｘ軸周り（ロール方向）の角速度、「Ωy」は剛体のｙ軸周り（ピッチ方向）の角速度、「Ωz」は剛体のｚ軸周り（ヨー方向）の角速度を表している（以下、下付の添え字「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」は、上記と同様に、それぞれｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の成分を表すものとして説明する。）。
【００３７】
このとき、剛体上の任意に観測点Ｓで観測される加速度ベクトル「ａ・ベクトル」は、下記の数式（３）で表すことができる。ここで、観測点Ｓは、典型的には、図２、図３、図４に示すように、座標原点Ｏを基準点（例えば、４つの車輪４の中間位置）とする物体固定基準座標系において重心位置Ｃとは異なる位置であり、３軸加速度センサ５の既知の設置位置に相当する。なお、３軸角速度センサ６は、観測点Ｓでなくても任意の位置に設置されていればよい。
【００３８】
【数３】
2013042245.tif 000005
【００３９】
上記の数式（３）において、「Ω・ドット・チルダ」は角加速度ベクトルの外積を表す歪対称行列、「ｐ・ベクトル」は、重心位置Ｃと観測点Ｓとの相対位置ベクトルを表している。この重心位置Ｃと観測点Ｓとの相対位置ベクトル「ｐ・ベクトル」は、例えば、下記の数式（４）で表すことができる。
【００４０】
【数４】
2013042245.tif 000006
【００４１】
上記の数式（４）において、「Ｃ・ベクトル」は重心位置Ｃの位置ベクトル（未知）、「Ｓ・ベクトル」は観測点Ｓの設置位置の位置ベクトル（既知）を表している。
【００４２】
また、剛体上の任意に観測点Ｓで観測される加速度ベクトル「ａ・ベクトル」は、質量「ｍ」、外力ベクトル「ｆc・ベクトル」を用いて、下記の数式（５）で表すこともできる。
【００４３】
【数５】
2013042245.tif 000007
【００４４】
したがって、上記の数式（３）、又は、数式（５）を満たせば、数式（１）中の慣性テンソル「Ｊ」、重心点周りの外力モーメントベクトル「τc・ベクトル」とは無関係に（すなわち、これらを推定、検出することなく）、未知の重心位置Ｃと既知の観測点Ｓとの相対位置ベクトル「ｐ・ベクトル」が求まり、この結果、重心位置Ｃが求まることとなる。すなわち、推定装置８は、任意の既知の位置に設置された観測点Ｓにおける加速度ベクトル「ａ・ベクトル」、角速度ベクトル「Ω・ベクトル」、角加速度ベクトル「Ω・ドット・ベクトル」が取得され（条件１）、かつ、重心位置Ｃにおける並進加速度ベクトル「ａc・ベクトル」、あるいは、質量「ｍ」、外力ベクトル「ｆc・ベクトル」が得られれば（条件２）、相対位置ベクトル「ｐ・ベクトル」を算出し、重心位置Ｃを推定することができる。
【００４５】
上記条件１に関し、観測点Ｓにおける加速度ベクトル「ａ・ベクトル」、角速度ベクトル「Ω・ベクトル」、角加速度ベクトル「Ω・ドット・ベクトル」は、例えば、車両２が搭載している運動制御装置９等の一部として組み込まれている３軸加速度センサ５、３軸角速度センサ６から取得することができる。また、車両２が運動制御装置９等を搭載しないものである場合には、加速度ベクトル「ａ・ベクトル」、角速度ベクトル「Ω・ベクトル」、角加速度ベクトル「Ω・ドット・ベクトル」は、別途、車体３の任意の観測点Ｓに設けられた３軸加速度センサ５、３軸角速度センサ６から取得することができる。
【００４６】
一方、上記条件２に関し、重心位置Ｃにおける並進加速度ベクトル「ａc・ベクトル」は、重心位置Ｃが未知であるため、基本的には取得できない。また、質量「ｍ」、外力ベクトル「ｆc・ベクトル」は、本実施形態の車両重心位置推定装置１が荷重計等を備えていないため、基本的には取得できない。
【００４７】
そこで、本実施形態の車両重心位置推定装置１は、車両２に対して特定種類の外力が作用した場合、典型的には、３軸方向のうちの１方向の外力が支配的な事象が発生したとみなせる場合、上記条件２を近似的に扱って、車両２の重心位置を推定する。またここでは、車両重心位置推定装置１は、重心位置Ｃの加速度を推定できる場合についても、上記条件２を近似的に扱って、車両２の重心位置を推定する。
【００４８】
まず、車両２に作用する外力として、３軸方向のうちの１方向の外力が支配的な事象が発生したとみなせる場合について説明する。ここで、３軸方向のうちの１方向の外力が支配的な事象が発生したとみなせる場合とは、例えば、車両２に衝撃力的な入力形態となる事象（ただし、入力の大きさは不明）が生じた場合である。一例として、車両２に乗員が乗車する際に車両２のドアを強閉する場合は、車両２に対する左右方向の外力が支配的であるとみなすことができる。また、例えば、車両２に乗員が乗車する際に車両２のシートに座り込む動作を行った場合、車両２に対する上下方向の外力が支配的であるとみなすことができる。また、例えば、車両２の駐車時に停止寸前に車輪４が輪止めに当たった場合、車両２に対する前後方向の外力が支配的であるとみなすことができる。また、例えば、車両２が微低速で路面段差を乗り越し／乗り下げする場合、車両２に対する上下方向の外力が支配的であるとみなすことができる。
【００４９】
上記事象は、いずれも車速がほぼ０、角速度Ωもほぼ０とみなせるので、上記の数式（５）は、下記の数式（６）で表すように置き換えることができる。
【００５０】
【数６】
2013042245.tif 000008
【００５１】
そして、上記の数式（６）は、成分表示では、例えば、下記の数式（７）で表すことができる。
【００５２】
【数７】
2013042245.tif 000009
【００５３】
なお、上記の数式（６）、数式（７）において、各記号は下記の数式（８）で表される。
【００５４】
【数８】
2013042245.tif 000010
【００５５】
以下では、例として、車両２に対する左右方向の外力が支配的であるとみなすことができる事象（例えば、ドア強閉時）が発生した場合を取り上げて説明する。車両２に対する左右方向の外力が支配的であるとみなすことができる事象が発生した場合は、３軸方向のうちの特定方向の外力として左右方向の外力が車両２に作用することで、左右方向入力に起因するピッチングモーメントは発生しないことから、３軸方向のうちの左右方向（特定方向）以外の方向の外力、及び、左右方向周りの角加速度をほぼ０とみなすことができる。すなわちこの場合、前後方向（ｘ軸方向）の外力「ｆx」、上下方向（ｚ軸方向）の外力「ｆz」、左右方向周り（ｙ軸周り）、すなわち、ピッチ方向の角加速度「Ωy・ドット」は、下記の数式（９）で表される。
【００５６】
【数９】
2013042245.tif 000011
【００５７】
これにより、上記の数式（７）は、下記の数式（１０）で表すように置き換えることができる。
【００５８】
【数１０】
2013042245.tif 000012
【００５９】
上記の数式（１０）において、入力外力の方向と同じ左右方向（ｙ軸方向）については、その外力「ｆy」と質量「ｍ」が未知であるため解けない。一方、前後方向（ｘ軸方向）、上下方向（ｚ軸方向）については、３軸加速度センサ５、３軸角速度センサ６によって取得（計測）された前後方向の加速度「ａx」、上下方向の加速度「ａz」、前後方向周り（ｘ軸周り）、すなわち、ロール方向の角加速度「Ωx・ドット」、上下方向周り（ｚ軸周り）、すなわち、ヨー方向の角加速度「Ωz・ドット」だけで表されることになる。
【００６０】
したがって、推定装置８は、数式（１０）の第一式と、第三式を用いて、左右方向（ｙ軸方向）における観測点Ｓと重心位置Ｃとの相対位置「ｐy」、すなわち、左右方向の偏差位置を推定することができる。この場合、その解は、最小二乗法を用いて、推定モデル式である数式（１１）から最小二乗解である数式（１２）のように表すことができる。
【００６１】
【数１１】
2013042245.tif 000013
【００６２】
【数１２】
2013042245.tif 000014
【００６３】
上記の数式（１１）、（１２）において、「αx」は当該事象発生中のｘ軸方向加速度平均値に対するｘ軸方向加速度偏差、「αz」は当該事象発生中のｚ軸方向加速度平均値に対するｚ軸方向加速度偏差、「ωx・ドット」は当該事象発生中のｘ軸周り角加速度平均値に対するｘ軸周り角加速度偏差、「ωz・ドット」は当該事象発生中のｚ軸周り角加速度平均値に対するｚ軸周り角加速度偏差、「εx」はｘ軸方向における誤差、「εz」はｚ軸方向における誤差を表している。ｘ軸方向加速度偏差「αx」、ｚ軸方向加速度偏差「αz」、ｘ軸周り角加速度偏差「ωx・ドット」、ｚ軸周り角加速度偏差「ωz・ドット」は、それぞれ下記の数式（１３）で表される。
【００６４】
【数１３】
2013042245.tif 000015
【００６５】
上記の数式（１３）において、「Ｎ」は当該事象発生中の計測データ点数を表している。推定装置８は、この数式（１３）を用いて、計測された加速度、角加速度に関し、一旦、平均値との偏差を演算した上で最小二乗法を適用することで、センサの取り付け軸向きのずれ、経時変化、車体３の姿勢変化に伴う重力加速度の影響等の誤差要因を極力排除することができる。
【００６６】
ここで、上記の数式（１２）で推定される解は、誤差を含んでいる。下記の数式（１４）で表す決定係数「ＣＤ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）」は、数式（１２）で推定される解の推定精度を表す指標である。ここで誤差「εx」、誤差「εz」は上記の数式（１２）で推定された相対位置「ｐy」を上記の数式（１１）に代入することで算出できる。
【００６７】
【数１４】
2013042245.tif 000016
【００６８】
決定係数「ＣＤ」は、０〜１の値をとり、１に近いほど精度が良好であることを示す指標である。
【００６９】
相対位置の最新値「ｐynew」は、例えば、この決定係数「ＣＤ」を用いて、上記の数式（１２）で求めた相対位置「ｐy」を、今回の事象発生以前に求まっていた相対位置の前回値「ｐyold」と加重平均することで更新される。推定装置８は、例えば、下記の数式（１５）を用いて、上記の数式（１２）で求めた相対位置「ｐy」と、上記の数式（１４）で求めた決定係数「ＣＤ」と、相対位置の前回値「ｐyold」とに基づいて相対位置の最新値「ｐynew」を逐次的に更新していくことで、精度の良い重心相対位置を推定することができる。なお、相対位置の前回値「ｐyold」の初期値は、適宜の設計値を用いればよい。
【００７０】
【数１５】
2013042245.tif 000017
【００７１】
以上の説明では、車両２に対する左右方向（ｙ軸方向）の外力が支配的であるとみなすことができる事象（例えば、ドア強閉時）が発生した場合を取り上げて説明した。推定装置８は、さらに、前後方向（ｘ軸方向）、上下方向（ｚ軸方向）の外力が支配的であるとみなすことができる事象が発生した場合についても、ほぼ同様に前後方向（ｘ軸方向）における相対位置の最新値「ｐxnew」、上下方向（ｚ軸方向）における相対位置の最新値「ｐznew」を算出することができる。
【００７２】
ここで、ｘ軸方向入力が支配的な推定モードを「モード１」、ｙ軸方向入力が支配的な推定モードを「モード２」、ｚ軸方向入力が支配的な推定モードを「モード３」とする。この場合、各モードにおける最小二乗推定式、推定精度指標、観測点Ｓと重心位置Ｃとの相対位置の最新値は、それぞれ下記の数式（１６）から数式（２４）で表すことができる。
【００７３】
［モード１：ｘ軸方向入力が支配的な推定モード］
この場合、推定装置８は、下記の数式（１６）から数式（１８）を用いて前後方向（ｘ軸方向）における観測点Ｓと重心位置Ｃとの相対位置の最新値「ｐxnew」を算出する。
【００７４】
【数１６】
2013042245.tif 000018
【００７５】
【数１７】
2013042245.tif 000019
【００７６】
【数１８】
2013042245.tif 000020
【００７７】
［モード２：ｙ軸方向入力が支配的な推定モード］
この場合、推定装置８は、下記の数式（１９）から数式（２１）を用いて左右方向（ｙ軸方向）における観測点Ｓと重心位置Ｃとの相対位置の最新値「ｐynew」を算出する。
【００７８】
【数１９】
2013042245.tif 000021
【００７９】
【数２０】
2013042245.tif 000022
【００８０】
【数２１】
2013042245.tif 000023
【００８１】
［モード３：ｚ軸方向入力が支配的な推定モード］
この場合、推定装置８は、下記の数式（２２）から数式（２４）を用いて上下方向（ｚ軸方向）における観測点Ｓと重心位置Ｃとの相対位置の最新値「ｐznew」を算出する。
【００８２】
【数２２】
2013042245.tif 000024
【００８３】
【数２３】
2013042245.tif 000025
【００８４】
【数２４】
2013042245.tif 000026
【００８５】
次に、重心位置Ｃの加速度を推定できる場合について説明する。車両重心位置推定装置１は、上記で説明したように、３軸方向のうちの１方向の外力が支配的な事象が発生したとみなせる場合、車両２が停止、又は、微低速で走行中の状態を対象にして、観測点Ｓと重心位置Ｃとの相対位置の最新値「ｐxnew」、「ｐynew」、「ｐznew」を推定した。
【００８６】
これに対して、車両重心位置推定装置１は、以下で説明する重心位置Ｃの加速度を推定できる場合では、車両２が走行中の状態であっても、観測点Ｓと重心位置Ｃとの相対位置の最新値「ｐxnew」、「ｐynew」、「ｐznew」を推定することができる。これにより、車両重心位置推定装置１は、車両２の重心位置推定の機会を増やすことができ、より精度の高い重心位置推定を行うことができる。以下、具体的に説明する。
【００８７】
基本式としては、上述の数式（３）を用いる。実路面を走行中の車両２の重心位置Ｃにおける加速度ベクトル「ａc・ベクトル」は、上下方向の路面外乱の影響が大きい場合には、予測が困難になる傾向にある。
【００８８】
一方、車両２が平坦路を走行中であると仮定すれば、車両２の重心位置Ｃにおける加速度ベクトル「ａc・ベクトル」は、下記の数式（２５）に示すように、近似することができる。
【００８９】
【数２５】
2013042245.tif 000027
【００９０】
上記の数式（２５）において、「Ｖ」は車両２の車速、「Ｖ・ドット」は車両２の車両加減速度、「Ωy」はｙ軸周り（ピッチ方向）の角速度、「Ωz」はｚ軸周り（ヨー方向）の角速度を表している。
【００９１】
そして、下記の数式（２６）は、数式（３）と数式（２５）とから得られる重心位置Ｃと観測点Ｓとの相対位置ベクトル「ｐ・ベクトル」に関する近似式である。
【００９２】
【数２６】
2013042245.tif 000028
【００９３】
推定装置８は、この数式（２６）から、上記と同様に、推定モデル式、最小二乗解、推定精度指標を得て、最終的に、観測点Ｓと重心位置Ｃとの相対位置の最新値を３軸方向とも同時に推定することができる。
【００９４】
すなわち、この場合、推定モデル式は、下記の数式（２７）で表すことができる。
【００９５】
【数２７】
2013042245.tif 000029
【００９６】
ここで、計測加速度ベクトルと推定加速度ベクトルとの差「ｂ・ベクトル」を下記の数式（２８）で表した場合、上記の数式（２７）において、「β・ベクトル」は当該事象発生中の差「ｂ・ベクトル」平均値に対する差「ｂ・ベクトル」偏差、「ω・ドット・ベクトル」は当該事象発生中の角加速度ベクトル平均値に対する角加速度ベクトル偏差、「ω・ベクトル」は当該事象発生中の角速度ベクトル平均値に対する角速度ベクトル偏差、「ε・ベクトル」は誤差ベクトルを表している。差「ｂ・ベクトル」偏差「β・ベクトル」、角加速度ベクトル偏差「ω・ドット・ベクトル」、角速度ベクトル偏差「ω・ベクトル」は、それぞれ下記の数式（２９）で表される。
【００９７】
【数２８】
2013042245.tif 000030
【００９８】
【数２９】
2013042245.tif 000031
【００９９】
上記の数式（２９）において、「Ｎ」は当該事象発生中の計測データ点数を表している。推定装置８は、この数式（２９）を用いて、平均値との偏差を演算した上で最小二乗法を適用することで、上記と同様に、センサの取り付け軸向きのずれ、経時変化、車体３の姿勢変化に伴う重力加速度の影響等の誤差要因を極力排除することができる。
【０１００】
そして、「Ａ」及び「Ｂ」を下記の数式（３０）、数式（３１）で表した場合、車両２が平坦路走行中であって加減速走行中、又は、旋回走行中の推定モードを「モード４」とすると、このモード４における最小二乗推定式、推定精度指標、観測点Ｓと重心位置Ｃとの相対いちの最新ちは、それぞれ下記の数式（３２）から数式（３４）で表すことができる。
【０１０１】
【数３０】
2013042245.tif 000032
【０１０２】
【数３１】
2013042245.tif 000033
【０１０３】
［モード４：平坦路でかつ加減速走行中、又は、旋回走行中の推定モード］
この場合、推定装置８は、下記の数式（３２）から数式（３４）を用いて、前後方向（ｘ軸方向）における相対位置の最新値「ｐxnew」、左右方向（ｙ軸方向）における相対位置の最新値「ｐynew」、上下方向（ｚ軸方向）における相対位置の最新値「ｐznew」を一括で算出する。
【０１０４】
【数３２】
2013042245.tif 000034
【０１０５】
【数３３】
2013042245.tif 000035
【０１０６】
【数３４】
2013042245.tif 000036
【０１０７】
そして、本実施形態の推定装置８は、上記で説明したモード１からモード４に、重心位置の推定を行わないモード０を加えた合計５つの推定モードから、車両２の状態に応じて１つのモードを選択して、選択した推定モードで車両２の重心位置を推定する。本実施形態の推定装置８は、車両２の重心位置を推定する際に、車両２の車速、又は、３軸方向周りの各角加速度に基づいて、重心位置の推定モードを変更する。ここでは、推定装置８は、以下で説明するように、車両２の車速、及び、３軸方向周りの各角加速度に基づいて現在の車両２の状態に適した推定モードを判定するモード判定処理を行って、この判定結果に応じて重心位置の推定モードを変更する。
【０１０８】
具体的には、推定装置８は、下記の２つの条件（１−ａ）及び（１−ｂ）を満たした状態が予め設定された所定期間継続した場合に、現在の状態がモード１（ｘ軸方向入力が支配的な推定モード）に則した状態であると判定し、推定モードとしてモード１を選択する。
（１−ａ）下記の条件式（３５）に示すように、車両速度センサ７が検出した車速「Ｖ」が予め設定された第１所定速度「Ｖ1」以下であること。
（１−ｂ）下記の条件式（３６）に示すように、３軸角速度センサ６が検出した角速度に応じたｙ、ｚ軸周りの角加速度「Ωy・ドット」、「Ωz・ドット」が予め設定された閾値「Θ1」以上であること。
【０１０９】
【数３５】
2013042245.tif 000037
【０１１０】
【数３６】
2013042245.tif 000038
【０１１１】
同様に、推定装置８は、下記の２つの条件（２−ａ）及び（２−ｂ）を満たした状態が予め設定された所定期間継続した場合に、現在の状態がモード２（ｙ軸方向入力が支配的な推定モード）に則した状態であると判定し、推定モードとしてモード２を選択する。
（２−ａ）上記の条件式（３５）に示すように、車両速度センサ７が検出した車速「Ｖ」が予め設定された第１所定速度「Ｖ1」以下であること。
（２−ｂ）下記の条件式（３７）に示すように、３軸角速度センサ６が検出した角速度に応じたｘ、ｚ軸周りの角加速度「Ωx・ドット」、「Ωz・ドット」が予め設定された閾値「Θ2」以上であること。
【０１１２】
【数３７】
2013042245.tif 000039
【０１１３】
同様に、推定装置８は、下記の２つの条件（３−ａ）及び（３−ｂ）を満たした状態が予め設定された所定期間継続した場合に、現在の状態がモード３（ｚ軸方向入力が支配的な推定モード）に則した状態であると判定し、推定モードとしてモード３を選択する。
（３−ａ）上記の条件式（３５）に示すように、車両速度センサ７が検出した車速「Ｖ」が予め設定された第１所定速度「Ｖ1」以下であること。
（３−ｂ）下記の条件式（３８）に示すように、３軸角速度センサ６が検出した角速度に応じたｘ、ｙ軸周りの角加速度「Ωx・ドット」、「Ωy・ドット」が予め設定された閾値「Θ3」以上であること。
【０１１４】
【数３８】
2013042245.tif 000040
【０１１５】
なお、以上で説明した所定期間、第１所定速度「Ｖ1」、閾値「Θ1」、「Θ2」、「Θ3」は、実車評価等に応じて予め設定し、推定装置８の記憶部に記憶しておく。
【０１１６】
さらに、推定装置８は、下記の３つの条件（４−ａ）、（４−ｂ）及び（４−ｃ）を満たした状態が予め設定された所定期間継続した場合に、現在の状態がモード４（平坦路でかつ加減速走行中、又は、旋回走行中の推定モード）に則した状態であると判定し、推定モードとしてモード４を選択する。
（４−ａ）下記の条件式（３９）に示すように、車両速度センサ７が検出した車速「Ｖ」が予め設定された第２所定速度「Ｖ2」以上であること。ここで、第２所定速度「Ｖ2」は、上記の第１所定速度「Ｖ1」より高い速度に設定される。
（４−ｂ）下記の条件式（４０）に示すように、３軸加速度センサ５が検出した上下方向（ｚ軸方向）の加速度「ａz」が予め設定された閾値「Δ1」以下であること。
（４−ｃ）下記の条件式（４１）に示すように、車両速度センサ７が検出した車速に応じた車両加減速度「Ｖ・ドット」が予め設定された閾値「Δ2」以上、あるいは、３軸角速度センサ６が検出した角速度に応じたｚ軸周りの角加速度「Ωz・ドット」が予め設定された閾値「Θ4」以上であること。
【０１１７】
【数３９】
2013042245.tif 000041
【０１１８】
【数４０】
2013042245.tif 000042
【０１１９】
【数４１】
2013042245.tif 000043
【０１２０】
なお、以上で説明した所定期間、第２所定速度「Ｖ2」、閾値「Δ1」、閾値「Δ2」、閾値「Θ4」は、実車評価等に応じて予め設定し、推定装置８の記憶部に記憶しておく。
【０１２１】
そして、推定装置８は、車両２の状態が上記モード１からモード４のいずれにも該当しないと判定した場合、推定モードとしてモード０を選択し、重心位置の推定を行わない。
【０１２２】
そして、推定装置８は、上記モード１からモード４のいずれのモードで前後方向（ｘ軸方向）における相対位置の最新値「ｐxnew」、左右方向（ｙ軸方向）における相対位置の最新値「ｐynew」、上下方向（ｚ軸方向）における相対位置の最新値「ｐznew」が算出された場合には、これらに基づいて車両２の重心位置を推定、更新する。
【０１２３】
この場合、推定装置８が最終的に運動制御装置９に出力する車両２の重心位置は、下記のようにして算出される。
【０１２４】
すなわち、重心位置Ｃの位置ベクトル「Ｃ・ベクトル」は、既知の観測点Ｓの位置ベクトル「Ｓ・ベクトル」、推定した重心位置Ｃと観測点Ｓとの相対位置ベクトル「ｐ・ベクトル」を用いて下記の数式（４２）で表すことができる。
【０１２５】
【数４２】
2013042245.tif 000044
【０１２６】
そして、推定装置８は、推定した相対位置の最新値「ｐxnew」、「ｐynew」、「ｐznew」、既知の観測点Ｓの位置「Ｓx」、「Ｓy」、「Ｓz」に基づいて、下記の数式（４３）から、最終的に運動制御装置９に出力する車両２の３軸方向の重心位置「Ｃx」、「Ｃy」、「Ｃz」を算出することができる。この場合、推定装置８は、相対位置「ｐx」、「ｐy」、「ｐz」に相対位置の最新値「ｐxnew」、「ｐynew」、「ｐznew」を代入する。
【０１２７】
【数４３】
2013042245.tif 000045
【０１２８】
この結果、推定装置８は、上記のようにして、車速が予め設定される第１所定速度以下である場合に、３軸方向周りの各角加速度に応じて特定される特定種類の外力に基づいて車両２の重心位置を推定することができる。すなわち、推定装置８は、車両２の車速が第１所定速度以下である場合に、特定種類の外力として、車両２に対して３軸方向のうちの特定方向（上記の例では左右方向）の外力が作用した際に、３軸方向のうちの特定方向以外の方向（上記の例では前後方向、上下方向）の各加速度とこの特定方向以外の方向周りの各角加速度との関係（上記の例では数式（１１））に基づいて、車両２の特定方向の重心位置を推定することができる。この場合、推定装置８は、上述したようにモード判定処理を実行することで３軸方向周りの各角加速度に基づいて特定方向を特定することができる。
【０１２９】
さらに言えば、推定装置８は、車両２の車速が第１所定速度以下である場合に、特定種類の外力として、車両２に対して３軸方向のうちの特定方向の外力が作用した際に、３軸方向のうちの特定方向以外の方向の外力、及び、特定方向周りの角加速度を０とみなして、車両２の特定方向の重心位置を推定することができる。つまり、推定装置８は、所定条件を満たしたときに、３軸方向のうちの所定条件に応じた特定方向以外の方向の外力、及び、特定方向に沿った軸周りの角加速度を０とみなして、車両２の特定方向の重心位置を推定する。
【０１３０】
またさらに、推定装置８は、上記のようにして、車両２の車速が第２所定速度以上であり、かつ、車両２が平坦路を走行中であり、さらに、車両２が加減速走行中、又は、旋回走行中である場合に、車両２の重心位置での加速度推定値に基づいて、車両２の３軸方向の重心位置を推定することができる。
【０１３１】
次に、図５のフローチャートを参照して推定装置８による重心位置推定制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。
【０１３２】
まず、推定装置８は、３軸加速度センサ５、３軸角速度センサ６、車両速度センサ７から３軸方向の各加速度及び３軸方向周りの各角速度、車速の検出結果を取得し、種々のフィルタ処理を行うと共に、角速度について微分演算し、３軸方向周りの各角加速度を算出する（ＳＴ１）。
【０１３３】
次に、推定装置８は、ＳＴ１で取得、演算した車速、各加速度、各角加速度に基づいてモード判定処理を行うことで現在の車両２の状態に適した推定モードを判定する（ＳＴ２）。
【０１３４】
次に、推定装置８は、ＳＴ２で判定した推定モードがモード０であるか否かを判定する（ＳＴ３）。推定装置８は、推定モードがモード０であると判定した場合（ＳＴ３：Ｙｅｓ）、重心位置の推定を行わずに、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。      
【０１３５】
推定装置８は、ＳＴ３にて推定モードがモード０でないと判定した場合（ＳＴ３：Ｎｏ）、ＳＴ２で判定した推定モードがモード１であるか否かを判定する（ＳＴ４）。推定装置８は、推定モードがモード１であると判定した場合（ＳＴ４：Ｙｅｓ）、上記の数式（１６）から数式（１８）を用いて相対位置の最新値「ｐxnew」を推定し、上記の数式（４３）を用いて前後方向の重心位置を更新して（ＳＴ５）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
【０１３６】
推定装置８は、ＳＴ４にて推定モードがモード１でないと判定した場合（ＳＴ４：Ｎｏ）、ＳＴ２で判定した推定モードがモード２であるか否かを判定する（ＳＴ６）。推定装置８は、推定モードがモード２であると判定した場合（ＳＴ６：Ｙｅｓ）、上記の数式（１９）から数式（２１）を用いて相対位置の最新値「ｐynew」を推定し、上記の数式（４３）を用いて左右方向の重心位置を更新して（ＳＴ７）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
【０１３７】
推定装置８は、ＳＴ６にて推定モードがモード２でないと判定した場合（ＳＴ６：Ｎｏ）、ＳＴ２で判定した推定モードがモード３であるか否かを判定する（ＳＴ８）。推定装置８は、推定モードがモード３であると判定した場合（ＳＴ８：Ｙｅｓ）、上記の数式（２２）から数式（２４）を用いて相対位置の最新値「ｐznew」を推定し、上記の数式（４３）を用いて上下方向の重心位置を更新して（ＳＴ９）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
【０１３８】
推定装置８は、ＳＴ８にて推定モードがモード３でないと判定した場合（ＳＴ８：Ｎｏ）、すなわち、ＳＴ２で判定した推定モードがモード４であると判定した場合、数式（３２）から数式（３４）を用いて、相対位置の最新値「ｐxnew」、「ｐynew」、「ｐznew」を一括で推定する。そして、推定装置８は、上記の数式（４３）を用いて前後方向、左右方向、上下方向の重心位置を更新して（ＳＴ１０）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
【０１３９】
上記のように構成される車両重心位置推定装置１は、車両２に作用する外力の大きさが不明であっても、外力の方向が推定できれば、その方向における重心位置を推定することができる。つまり、車両重心位置推定装置１は、車両２に作用する外力の種類（例えば、ドアを閉めるときに発生する力、シートに座り込むときに発生する力等）が判明すると、「質量」等が判明しなくとも、３軸加速度及び３軸角速度から重心位置を推定することができる。
【０１４０】
この結果、車両重心位置推定装置１は、例えば、各車輪４ごとに荷重センサ等を用いることなく、簡易な構成で適正に車両２の３軸方向の重心位置を推定することができる。このため、車両重心位置推定装置１は、車両２に車軸荷重を検出するためのセンサ等を取り付けるための設計、及び、製造組立が不要であることから、例えば、製造コストの抑制を図ることができる。
【０１４１】
そして、車両重心位置推定装置１は、車両２の乗員数や積載荷物の量、それらの配置位置等に変動があった場合であっても、その都度、適正に車両２の３軸方向の重心位置を推定することができる。
【０１４２】
また、車両重心位置推定装置１は、車両２の通常走行中だけでなく、車両２の停止中や微低速走行中でも車両２の重心位置を推定することができることから、重心位置推定の機会を増やすことができ、より精度の高い重心位置の推定が可能となる。
【０１４３】
また、車両重心位置推定装置１は、より精度の高い重心位置の推定結果を運動制御装置９による自動運動制御に反映させることができることから、より精度の高い自動運動制御を実現することができる。車両重心位置推定装置１は、例えば、車両２の直進安定性向上のための自動運転制御においては、車両２の重心位置と４つの車輪４との幾何学的な位置関係を正確に把握することで、前後・左右荷重移動量の推定精度を向上させることができる。これにより、例えば、運動制御装置９の直進安定化制御装置は、車両安定化制御モーメント量をより正確に演算することができ、この結果、車両２が不安定状態（例えば、スピン状態やドリフトアウト状態）に陥ることをより確実に抑制することができる。この他、車両重心位置推定装置１は、運動制御装置９が自動運転制御として、ヨーモーメント制御や転覆防止制御等を実行するものであった場合であっても、これらヨーモーメント制御や転覆防止制御の制御精度を適正に向上させることができる。
【０１４４】
以上で説明した実施形態に係る車両重心位置推定装置１によれば、車両２に対して特定種類の外力が作用した際に車両２に発生する相互に直交する３軸方向の各加速度及び３軸方向周りの各角速度に基づいて車両２の重心位置を推定する。また、以上で説明した実施形態に係る車両重心位置推定装置１によれば、車両２の重心位置を推定する際に、車両２の走行速度、又は、車両２に発生する相互に直交する３軸方向周りの各角加速度に基づいて、車両２の重心位置の推定モードを変更する。
【０１４５】
したがって、車両重心位置推定装置１は、例えば、各車輪４ごとに荷重センサ等を用いることなく、車両２に対して特定種類の外力が作用した際の３軸加速度及び３軸角速度に基づいて、適正に車両２の３軸方向の重心位置を推定することができる。
【０１４６】
なお、上述した本発明の実施形態に係る車両重心位置推定装置は、上述した実施形態に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。
【０１４７】
例えば、図６に例示する変形例に係る車両重心位置推定装置２０１は、推定装置８が車両２の重心位置での加速度推定値に基づいて、車両２の３軸方向の重心位置を推定する場合、車速、車両加減速度、ヨー角速度、ピッチ角速度等から推定される車両２の重心位置での加速度推定値を用いるものとして説明したがこれに限らない。推定装置８は、例えば、運動制御装置９が内部で推定演算している重心位置の加速度推定値を用いてもよい。
【０１４８】
また、車両重心位置推定装置２０１は、推定装置８が車速、車両加減速度、各加速度、各角加速度等に基づいてモード判定処理を行うものとして説明したがこれに限らない。図６に示す車両重心位置推定装置２０１は、例えば、車両２におけるドア開閉信号を検出するドア開閉検出器２１０、車両２におけるアクセル操作（加速要求操作）信号を検出するアクセルセンサ２１１、車両２におけるブレーキ操作（制動要求操作）信号を検出するブレーキセンサ２１２、車両２における操舵角信号を検出する操舵角センサ２１３等を備る。そして、推定装置８は、例えば、これらが検出するドア開閉信号、アクセル操作信号、ブレーキ操作信号、操舵角信号等に基づいてモード判定処理を行ってもよいし、また、車両２に搭載される制御装置が内部で推定演算している車両状態量に基づいてモード判定処理を行ってもよい。
【０１４９】
また、以上の説明では、推定装置８は、例えば、数式（１３）や数式（２９）等を用いて、計測された値と平均値との偏差を演算した上で最小二乗法を適用するものとして説明したが、これに限らず計測された値をそのまま用いてもよい。
【０１５０】
また、以上の説明では、推定装置８は、例えば、決定係数「ＣＤ」を用いて加重平均を演算することで、相対位置の最新値を逐次的に更新するものとして説明したが、これに限らず、数式（１６）、数式（１９）、数式（２２）、数式（３２）等で求めた相対位置をそのまま相対位置の最新値として用いてもよい。
【符号の説明】
【０１５１】
１、２０１    車両重心位置推定装置
２    車両
３    車体
４    車輪
５    ３軸加速度センサ
６    ３軸角速度センサ
７    車両速度センサ
８    推定装置
９    運動制御装置
２１０    ドア開閉検出器
２１１    アクセルセンサ
２１２    ブレーキセンサ
２１３    操舵角センサ
【図１】
2013042245.tif 000046
【図２】
2013042245.tif 000047
【図３】
2013042245.tif 000048
【図４】
2013042245.tif 000049
【図５】
2013042245.tif 000050
【図６】
2013042245.tif 000051
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月14日(2013.11.14)
【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】
車両に対して特定種類の外力が作用した際に前記車両に発生する相互に直交する３軸方向の各加速度及び前記３軸方向周りの各角速度に基づいて前記車両の重心位置を推定するものであって、前記車両の走行速度が予め設定される第１所定速度以下である場合に、前記特定種類の外力として、前記車両に対して前記３軸方向のうちの特定方向の外力が作用した際に、前記３軸方向のうちの前記特定方向以外の方向の各加速度と当該特定方向以外の方向周りの各角加速度との関係に基づいて、前記３軸方向のうちの前記特定方向以外の方向の各外力、及び、前記特定方向周りの角加速度を０とみなして、前記車両の前記特定方向の重心位置を推定することを特徴とする、
車両重心位置推定装置。
【請求項２】
前記車両の走行速度、又は、前記３軸方向周りの各角加速度に基づいて前記重心位置の推定モードを、前記車両の走行速度が前記第１所定速度以下である場合に、前記３軸方向周りの各角加速度に応じて特定される前記特定種類の外力に基づいて前記重心位置を推定するモード、あるいは、前記車両の走行速度が予め設定される第２所定速度以上であり、かつ、前記車両が平坦路を走行中であり、さらに、前記車両が加減速走行中、又は、旋回走行中である場合に、前記重心位置での加速度推定値に基づいて、前記車両の前記３軸方向の重心位置を推定するモードに変更する、
請求項１に記載の車両重心位置推定装置。
【請求項３】
前記３軸方向周りの各角加速度に基づいて前記特定方向を特定する、
請求項１に記載の車両重心位置推定装置。
【請求項４】
車両の重心位置を推定する際に、前記車両の走行速度、又は、前記車両に発生する相互に直交する３軸方向周りの各角加速度に基づいて、前記重心位置の推定モードを、前記車両の走行速度が予め設定される第１所定速度以下である場合に、前記３軸方向周りの各角加速度に応じて特定される前記特定種類の外力に基づいて前記重心位置を推定するモード、あるいは、前記車両の走行速度が予め設定される第２所定速度以上であり、かつ、前記車両が平坦路を走行中であり、さらに、前記車両が加減速走行中、又は、旋回走行中である場合に、前記重心位置での加速度推定値に基づいて、前記車両の前記３軸方向の重心位置を推定するモードに変更することを特徴とする、車両重心位置推定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両重心位置推定装置は、車両に対して特定種類の外力が作用した際に前記車両に発生する相互に直交する３軸方向の各加速度及び前記３軸方向周りの各角速度に基づいて前記車両の重心位置を推定するものであって、前記車両の走行速度が予め設定される第１所定速度以下である場合に、前記特定種類の外力として、前記車両に対して前記３軸方向のうちの特定方向の外力が作用した際に、前記３軸方向のうちの前記特定方向以外の方向の各加速度と当該特定方向以外の方向周りの各角加速度との関係に基づいて、前記３軸方向のうちの前記特定方向以外の方向の各外力、及び、前記特定方向周りの角加速度を０とみなして、前記車両の前記特定方向の重心位置を推定することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、上記車両重心位置推定装置は、前記車両の走行速度、又は、前記３軸方向周りの各角加速度に基づいて前記重心位置の推定モードを、前記車両の走行速度が前記第１所定速度以下である場合に、前記３軸方向周りの各角加速度に応じて特定される前記特定種類の外力に基づいて前記重心位置を推定するモード、あるいは、前記車両の走行速度が予め設定される第２所定速度以上であり、かつ、前記車両が平坦路を走行中であり、さらに、前記車両が加減速走行中、又は、旋回走行中である場合に、前記重心位置での加速度推定値に基づいて、前記車両の前記３軸方向の重心位置を推定するモードに変更するものとすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両重心位置推定装置は、車両の重心位置を推定する際に、前記車両の走行速度、又は、前記車両に発生する相互に直交する３軸方向周りの各角加速度に基づいて、前記重心位置の推定モードを、前記車両の走行速度が予め設定される第１所定速度以下である場合に、前記３軸方向周りの各角加速度に応じて特定される前記特定種類の外力に基づいて前記重心位置を推定するモード、あるいは、前記車両の走行速度が予め設定される第２所定速度以上であり、かつ、前記車両が平坦路を走行中であり、さらに、前記車両が加減速走行中、又は、旋回走行中である場合に、前記重心位置での加速度推定値に基づいて、前記車両の前記３軸方向の重心位置を推定するモードに変更することを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
そして、「Ａ」及び「Ｂ」を下記の数式（３０）、数式（３１）で表した場合、車両２が平坦路走行中であって加減速走行中、又は、旋回走行中の推定モードを「モード４」とすると、このモード４における最小二乗推定式、推定精度指標、観測点Ｓと重心位置Ｃとの相対位置の最新値は、それぞれ下記の数式（３２）から数式（３４）で表すことができる。
【国際調査報告】
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