(57)【要約】【課題】走行中の車両の運動特性を高精度で推定できるようにすること。【解決手段】車両運動特性推定装置１０に任意の位置に移動させることのできる横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１を設ける。また、当該車両運動特性推定装置１０には車速センサ４６など車両１の走行状態を検出するセンサが複数備えられており、この車速センサ４６等で検出した走行中の車両１の走行状態より、重心３１位置を推定する。前記横Ｇセンサ４０等は、推定したこの重心３１位置に移動させる。これにより、重心３１位置での横Ｇ及びヨー角速度を検出することができる。この横Ｇ及びヨー角速度から車両１の運動特性の１つである車両サイドスリップ角を求めることにより、重心３１位置で検出した横Ｇ及びヨー角速度から車両サイドスリップ角を求めることができる。この結果、走行中の車両１の運動特性を高精度で推定することができる。【選択図】        図１
2006123629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行状態を検出する走行状態検出手順と、
前記走行状態検出手順で検出した前記走行状態から前記車両の走行中における重心位置を推定する重心位置推定手順と、
前記重心位置推定手順で推定した前記重心位置に、前記車両の運動状態を検出する運動状態検出手段を移動させる運動状態検出手段移動手順と、
前記重心位置推定手順で推定した前記重心位置における前記車両の前記運動状態を前記運動状態検出手段で検出する重心位置運動状態検出手順と、
前記重心位置運動状態検出手順で検出した前記重心位置での前記運動状態から前記車両の運動特性を推定する運動特性推定手順と、
を含むことを特徴とする車両運動特性推定方法。
【請求項２】
車両の走行状態を検出する走行状態検出手順と、
前記走行状態検出手順で検出した前記走行状態から前記車両の走行中における重心位置を推定する重心位置推定手順と、
前記車両の運動状態を検出する複数の運動状態検出手段のうち、前記重心位置推定手順で推定した前記重心位置に最も近い位置に位置する前記運動状態検出手段を特定する運動状態検出手段特定手順と、
前記重心位置推定手順で推定した前記重心位置における前記車両の前記運動状態を前記運動状態検出手段特定手順で特定した前記運動状態検出手段で検出する重心位置運動状態検出手順と、
前記重心位置運動状態検出手順で検出した前記重心位置での前記運動状態から前記車両の運動特性を推定する運動特性推定手順と、
を含むことを特徴とする車両運動特性推定方法。
【請求項３】
前記運動状態検出手段として横Ｇセンサ及びヨーレートセンサが用いられ、
前記運動特性推定手順で推定する前記運動特性は、前記横Ｇセンサが検出する横Ｇ及び前記ヨーレートセンサが検出するヨー角速度に基づいて求められる車両サイドスリップ角であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両運動特性推定方法。
【請求項４】
前記重心位置推定手順は、前記車両の静的重心位置からのＸ方向の距離をｄｘとし、前記車両の静的重心位置からのＹ方向の距離をｄｙとした場合に、下記の式（１）及び（２）により求められるｄｘ及びｄｙより前記重心位置を推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両運動特性推定方法。
ｄｘ＝（（Ｗｆ１−Ｗｆ２）ｄｆ＋（Ｗｒ１−Ｗｒ２）ｄｒ）／２Ｗ・・・（１）
ｄｙ＝（（Ｗｒ１’＋Ｗｒ２’）／Ｗ’−（Ｗｒ１＋Ｗｒ２）／Ｗ）×Ｌ・・・（２）
なお、上記の式（１）及び（２）では、左側前輪の動荷重をＷｆ１とし、右側前輪の動荷重をＷｆ２とし、前輪軸間距離をｄｆとし、左側後輪の動荷重をＷｒ１とし、右側後輪の動荷重をＷｒ２とし、後輪軸間距離をｄｒとし、車両の総動荷重をＷとし、左側後輪の静荷重をＷｒ１’とし、右側後輪の静荷重をＷｒ２’とし、前記車両の総静荷重をＷ’とし、ホイールベースをＬとする。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両運動特性推定方法をコンピュータに実行させることを特徴とする車両運動特性推定用コンピュータプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載の車両運動特性推定用コンピュータプログラムを実行する制御装置を備えることを特徴とする車両運動特性推定装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両運動特性推定方法の前記運動特性推定手順で推定する前記運動特性を前記車両の運転者に対して出力する車両運動特性出力装置を備えたことを特徴とする請求項６に記載の車両運動特性推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両運動特性推定方法及び車両運動特性推定用コンピュータプログラム、並びに車両運動特性推定装置に関するものである。特に、この発明は、走行中の車両の、より正確な運動特性を得ることのできる車両運動特性推定方法及び車両運動特性推定用コンピュータプログラム、並びに車両運動特性推定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両運動特性推定方法では、横Ｇセンサやヨーレートセンサを車両に設け、走行中の車両の横Ｇやヨーレートを検出することにより、これらの横Ｇやヨーレートから車両サイドスリップ角を算出し、車両の運動特性を推定していた。しかし、横Ｇを車両の同じ位置測定して走行中に同じ数値が検出されたとしても、走行中の車両は重心が時々刻々と変化するため、車両サイドスリップ角は走行状態によって異なってくる。このため、従来の車両運動特性推定方法では、複数の横Ｇセンサを設け、これらの横Ｇセンサで検出した横Ｇを補正して車両サイドスリップ角の推定精度を向上させている。例えば、特許文献１では、横Ｇセンサ２個を異なる位置に設け、この２個の横Ｇセンサで検出した横Ｇとヨーレートセンサで検出したヨーレートとにより重心位置における横Ｇを推定している。これにより、走行中に重心位置が変化した場合でも車両サイドスリップ角を精度よく推定することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８５９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両運動特性推定方法では、重心位置での横Ｇを、車両に固定されている横Ｇセンサやヨーレートセンサにより検出した横Ｇやヨーレートを補正して推定しているため、補正の精度により車両サイドスリップ角の精度も左右される虞があった。これにより、車両の運動特性を正確に推定できない虞があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、走行中の車両の運動特性を高精度で推定することのできる車両運動特性推定方法及び車両運動特性推定用コンピュータプログラム、並びに車両運動特性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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る車両運動特性推定方法は、車両の走行状態を検出する走行状態検出手順と、前記走行状態検出手順で検出した前記走行状態から前記車両の走行中における重心位置を推定する重心位置推定手順と、前記重心位置推定手順で推定した前記重心位置に、前記車両の運動状態を検出する運動状態検出手段を移動させる運動状態検出手段移動手順と、前記重心位置推定手順で推定した前記重心位置における前記車両の前記運動状態を前記運動状態検出手段で検出する重心位置運動状態検出手順と、前記重心位置運動状態検出手順で検出した前記重心位置での前記運動状態から前記車両の運動特性を推定する運動特性推定手順と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この発明では、走行状態検出手段で検出した走行状態から重心位置推定手順で車両の重心位置を推定し、運動状態検出手段移動手順で、運動状態検出手段を重心位置に移動させている。また、重心位置運動状態検出手順で、推定した重心位置での運動状態を運動状態検出手段によって検出している。さらに、この重心位置での運動状態から運動特性推定手順で車両の運動特性を推定しているので、重心位置が時々刻々と変化する場合でも、直接重心位置での運動状態から運動特性を推定できる。この結果、走行中の車両の運動特性を高精度で推定することができる。また、本発明に係る車両運動特性推定用コンピュータプログラムによれば、前述の車両運動特性推定方法がコンピュータを利用して実現できる。
【０００８】
また、この発明に係る車両運動特性推定方法は、車両の走行状態を検出する走行状態検出手順と、前記走行状態検出手順で検出した前記走行状態から前記車両の走行中における重心位置を推定する重心位置推定手順と、前記車両の運動状態を検出する複数の運動状態検出手段のうち、前記重心位置推定手順で推定した前記重心位置に最も近い位置に位置する前記運動状態検出手段を特定する運動状態検出手段特定手順と、前記重心位置推定手順で推定した前記重心位置における前記車両の前記運動状態を前記運動状態検出手段特定手順で特定した前記運動状態検出手段で検出する重心位置運動状態検出手順と、前記重心位置運動状態検出手順で検出した前記重心位置での前記運動状態から前記車両の運動特性を推定する運動特性推定手順と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
この発明では、重心位置運動状態検出手順で重心位置での運動状態を検出する際に、運動状態検出手段特定手順によって、複数の運動状態検出手段のうち最も重心位置に近いものを特定している。これにより、特定された運動状態検出手段は重心位置に位置していることになり、より確実に重心位置での運動状態を検出することができる。この結果、走行中の車両の運動特性を、より確実に高精度で推定することができる。また、本発明に係る車両運動特性推定用コンピュータプログラムによれば、前述の車両運動特性推定方法がコンピュータを利用して実現できる。
【００１０】
また、この発明に係る車両運動特性推定方法は、前記運動状態検出手段として横Ｇセンサ及びヨーレートセンサが用いられ、前記運動特性推定手順で推定する前記運動特性は、前記横Ｇセンサが検出する横Ｇ及び前記ヨーレートセンサが検出するヨー角速度に基づいて求められる車両サイドスリップ角であることを特徴とする。
【００１１】
この発明では、運動状態検出手段として横Ｇセンサとヨーレートセンサとを用いることにより、重心位置運動状態検出手順で重心位置での運動状態を検出する際に、横Ｇとヨー角速度とを検出することができるので、より正確に重心位置での運動状態を検出することができる。また、運動特性推定手順で、前記横Ｇセンサと前記ヨーレートセンサとによって検出した横Ｇやヨー角速度に基づいて車両サイドスリップ角を求めることにより、車両走行中の運動特性を具体的な数値で表すことができる。これらの結果、走行中の車両の運動特性を、より確実に高精度で推定することができる。また、本発明に係る車両運動特性推定用コンピュータプログラムによれば、前述の車両運動特性推定方法がコンピュータを利用して実現できる。
【００１２】
また、この発明に係る車両運動特性推定方法は、前記重心位置推定手順は、前記車両の静的重心位置からのＸ方向の距離をｄｘとし、前記車両の静的重心位置からのＹ方向の距離をｄｙとした場合に、下記の式（１）及び（２）により求められるｄｘ及びｄｙより前記重心位置を推定することを特徴とする。
ｄｘ＝（（Ｗｆ１−Ｗｆ２）ｄｆ＋（Ｗｒ１−Ｗｒ２）ｄｒ）／２Ｗ・・・（１）
ｄｙ＝（（Ｗｒ１’＋Ｗｒ２’）／Ｗ’−（Ｗｒ１＋Ｗｒ２）／Ｗ）×Ｌ・・・（２）
なお、上記の式（１）及び（２）では、左側前輪の動荷重をＷｆ１とし、右側前輪の動荷重をＷｆ２とし、前輪軸間距離をｄｆとし、左側後輪の動荷重をＷｒ１とし、右側後輪の動荷重をＷｒ２とし、後輪軸間距離をｄｒとし、車両の総動荷重をＷとし、左側後輪の静荷重をＷｒ１’とし、右側後輪の静荷重をＷｒ２’とし、前記車両の総静荷重をＷ’とし、ホイールベースをＬとする。
【００１３】
この発明では、上述した式で算出した結果から重心位置を推定することにより、より正確に重心位置を推定することができるので、より確実に運動状態検出手段によって重心位置での車両の運動状態を検出することができる。この結果、走行中の車両の運動特性を、より確実に高精度で推定することができ、また、運動特性を明確に認識することができる。また、本発明に係る車両運動特性推定用コンピュータプログラムによれば、前述の車両運動特性推定方法がコンピュータを利用して実現できる。
【００１４】
また、この発明に係る車両運動特性推定装置は、前記車両運動特性推定用コンピュータプログラムを実行する制御装置を備えることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、車両運動特性推定装置に、前記車両運動特性推定用コンピュータプログラムを実行する制御装置を備えることにより、この当該車両運動特性推定装置を車両に搭載した場合、走行中の前記車両の運動特性を高精度で推定することができる。この結果、前記車両の運動状態を把握でき、車両走行時の安全性の向上を図ることができる。
【００１６】
また、この発明に係る車両運動特性推定装置は、上記の車両運動特性推定方法の前記運動特性推定手順で推定する前記運動特性を前記車両の運転者に対して出力することを特徴とする。
【００１７】
この発明では、前記運動特性推定手順で推定する運動特性を車両の運転者に対して出力することにより、運転者は運動特性推定手順で推定する運動特性を認識することができる。この結果、運転者は、走行中の車両の運動特性を高精度で推定することができる。また、このように走行中の車両の運動特性を高精度で推定することにより、運転者は車両の運動状態を把握でき、車両運転時の安全性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる車両運動特性推定方法は、走行中の車両の運動特性を高精度で推定することができる、という効果を奏する。また、本発明にかかる車両運動特性推定用コンピュータプログラムは、前述の車両運動特性推定方法がコンピュータを利用して実現できる、という効果を奏する。また、本発明にかかる車両運動特性推定装置は、走行中の車両の運動特性を高精度で推定することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる車両運動特性推定方法及び車両運動特性推定装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例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。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明を適用した車両運動特性推定装置の実施例１が搭載されている車両の概略図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。図３は、図１のＢ−Ｂ矢視図である。図４は、図１のＣ−Ｃ矢視図である。同図に示す車両運動特性推定装置１０は、制御装置となる制御部４５に車速センサ４６と、荷重センサ５０と、運動状態検出手段となる横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１が接続されている。このうち、荷重センサ５０は、左側前輪荷重センサ５１と、右側前輪荷重センサ５２と、左側後輪荷重センサ５３と、右側後輪荷重センサ５４とからなり、それぞれ当該車両運動特性推定装置１０が搭載される車両１の左側前輪２１、右側前輪２２、左側後輪２３、右側後輪２４近傍に設けられ、それぞれの車輪２０が受ける荷重を検出する。
【００２１】
また、前記車速センサ４６は、前記車両１の車速を検出する。なお、この車速センサ４６は、前記車両１に装備されるスピードメーター（図示省略）、或いはスピードメーターにつながる経路から検出してもよいが、赤外線センサ等により、路面との相対的な速度を検出するセンサの方が好ましい。また、前記横Ｇセンサ４０は、前記車両１の走行中の横Ｇ、つまり、車両１の左右方向における加速度を検出し、前記ヨーレートセンサ４１は、前記車両１の走行中のヨー角速度、つまり、車両１の向きが変わった際の角速度を検出する。なお、これらの横Ｇセンサ４０とヨーレートセンサ４１とは、まとめられて一箇所に設けられており、一体となって移動可能に形成されている。
【００２２】
図５は、図１の前記車両運動特性推定装置に備えられる表示モニタの正面図である。また、前記車両１は、後述する運動特性を推定した結果を表示する車両運動特性出力装置となる表示モニタ６０が車内に設けられており、この表示モニタ６０により運動特性を推定した結果が車両１の運転者に対して出力される。この表示モニタ６０は、液晶パネルや発光ダイオードパネルなど、表示内容を視認することができるものであれば、どのようなものでもよい。
【００２３】
また、上記の各センサが接続される制御部４５には、記憶部（図示省略）及び処理部（図示省略）が設けられている。前記記憶部には、本発明に係る車両運動特性推定装置１０の推定方法を実現するコンピュータプログラムが格納されている。ここで、記憶部は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００２４】
また、上記コンピュータプログラムは、コンピュータシステムにすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、本発明に係る車両運動特性推定装置１０の推定方法を実現できるものであってもよい。また、前記処理部の機能を実現するための上記コンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本発明に係る制御方法を実行してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
【００２５】
前記処理部は、メモリ及びＣＰＵにより構成されている。上記の各センサで検出した走行状態や運動状態から車両１の運動特性を前記表示モニタ６０に出力する際には、予め設定されている本発明の車両運動特性推定方法の手順に基づいて、処理部が前記コンピュータプログラムを当該処理部に組み込まれたメモリに読み込んで演算する。その際に処理部は、適宜記憶部へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、この処理部は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。
【００２６】
次に、重心位置及び運動特性に関する算出方法について説明する。前記車両１は、停止している際には重心も停止しており、この車両停止時の重心は静的重心３０となっている。この車両１が走行をすると、その走行状態に応じて重心３１は移動する。例えば、一般的に車両１の加速時には重心３１は後方に移動し、減速時には前方に移動し、左旋回時には右側方向に移動し、右旋回時には左側方向に移動する。このため、車輪２０に加わる荷重も車両停止時と走行時とは異なっている。即ち、車両１の加速時には左側後輪２３及び右側後輪２４の荷重が増加し、減速時には左側前輪２１及び右側前輪２２の荷重が増加し、左旋回時には右側前輪２２及び右側後輪２４の荷重が増加し、右旋回時には左側前輪２１及び左側後輪２３の荷重が増加する。また、加速しながら旋回したり、減速しながら旋回したりする場合には、上記の重心３１の移動や、車輪２０の荷重の変化の仕方は、上述した車両１の加減速時と旋回時の特性が組み合わされた状態になる。
【００２７】
このように、車両走行中に重心３１が移動した際の、静的重心３０位置から重心位置までの距離について説明する。まず、車両１の左右の幅方向をＸ方向とし、前後方向をＹ方向とする。この場合の静的重心３０位置から重心３１位置までのＸ方向における距離をｄｘとする。また、左側前輪２１の動荷重をＷｆ１とし、右側前輪２２の動荷重をＷｆ２とし、前輪軸間距離をｄｆとし、左側後輪２３の動荷重をＷｒ１とし、右側後輪２４の動荷重をＷｒ２とし、後輪軸間距離をｄｒとし、車両１の総動荷重をＷとする。なお、Ｗ＝Ｗｆ１＋Ｗｆ２＋Ｗｒ１＋Ｗｒ２である。これらの荷重及び距離から、静的重心３０位置からの重心３１位置までのＸ方向の距離ｄｘを下記式（３）から求める。
（ｄｆ／２−ｄｘ）Ｗｆ１＋（ｄｒ／２−ｄｘ）Ｗｒ１＝（ｄｆ／２＋ｄｘ）Ｗｆ２＋（ｄｒ／２＋ｄｘ）Ｗｒ２・・・（３）
【００２８】
上記式（３）を変形すると、式（４）となり、さらに変形すると式（５）となり、ｄｘは、下記式（６）となる。
（ｄｆ／２×Ｗｆ１＋ｄｒ／２×Ｗｒ１）−（Ｗｆ１＋Ｗｒ１）ｄｘ＝（ｄｆ／２×Ｗｆ２＋ｄｒ／２×Ｗｒ２）＋（Ｗｆ２＋Ｗｒ２）ｄｘ・・・（４）
（Ｗｆ１＋Ｗｆ２＋Ｗｒ１＋Ｗｒ２）ｄｘ＝１／２（ｄｆＷｆ１＋ｄｒＷｒ１−ｄｆＷｆ２−ｄｒＷｒ２）・・・（５）
ｄｘ＝（（Ｗｆ１−Ｗｆ２）ｄｆ＋（Ｗｒ１−Ｗｒ２）ｄｒ）／２Ｗ・・・（６）
【００２９】
また、静的重心３０位置から重心３１位置までのＹ方向における距離をｄｙした場合に、静荷重と動荷重との比率がＹ方向の重心３１位置ずれ、即ちｄｙとなる。このため、左側後輪２３の静荷重をＷｒ１’とし、右側後輪２４の静荷重をＷｒ２’とし、前記車両１の総静荷重をＷ’とし、ホイールベースをＬとすると、下記式（７）のように表すことができる。この式（７）を変形すると式（８）になり、静的重心３０位置からの重心３１位置までのＹ方向の距離ｄｙを求めることができる。これにより、静的重心３０位置から重心３１位置までのＸ方向における距離ｄｘ、及びＹ方向における距離ｄｙを求めることができるので、車両走行中の重心３１位置を求めることができる。なお、前記車両１の総静荷重をＷ’は、車両１の停止時の各車輪２０が受ける荷重の総和である。
ｄｙ／Ｌ＝（Ｗｒ１’＋Ｗｒ２’）／Ｗ’−（Ｗｒ１＋Ｗｒ２）／Ｗ・・・（７）
ｄｙ＝（（Ｗｒ１’＋Ｗｒ２’）／Ｗ’−（Ｗｒ１＋Ｗｒ２）／Ｗ）×Ｌ・・・（８）
【００３０】
前記車両１が走行している際には、車両１の重量バランスの状態や路面状況など様々な要因により、車両１の運動特性は走行しているその時々によって異なる。この変化する運動特性を数値にして容易に把握する要素の１つに、車両サイドスリップ角がある。この車両サイドスリップ角とは、車両走行中の旋回時の旋回方向に対して車両１が向いている角度である。旋回中に車輪２０が限界に近付くと、その車輪２０は横滑りを始めるので、これにより旋回方向に対して車両１が向いている角度が変わり、車両サイドスリップ角が変化する。この車両サイドスリップ角を求めるには、車両サイドスリップ角をβとし、イニシャル車両サイドスリップ角をβ0とし、横Ｇをαとし、車速をＶとし、ヨー角速度をγとした場合に、下記式（９）によって求めることができる。
β＝β0＋∫（α／Ｖ−γ）ｄｔ・・・（９）
【００３１】
次に、当該車両運動特性推定方法の手順について説明する。図６は、図１の車両運動特性推定装置の車両運動特性の推定パターンを示すフロー図である。上記のように、各センサが設けられている車両１を走行させると、走行状態が時々刻々と変化する。まず、その変化する車両１の走行状態を走行状態検出手順で検出し、具体的には車速センサ４６で車速Ｖ、左側前輪荷重センサ５１で左側前輪２１の動荷重Ｗｆ１、右側前輪荷重センサ５２で右側前輪２２の動荷重Ｗｆ２、左側後輪荷重センサ５３で左側後輪２３の動荷重Ｗｒ１、右側後輪荷重センサ５４で右側後輪２４の動荷重Ｗｒ２を検出する（ステップＳ１）。
【００３２】
次に、この走行状態検出手順で検出した走行状態の検出結果から、重心位置推定手順により走行中の車両１の重心３１位置を推定する。その推定方法は、車速Ｖ、左側前輪２１の動荷重Ｗｆ１、右側前輪２２の動荷重Ｗｆ２、左側後輪２３の動荷重Ｗｒ１及び右側後輪２４の動荷重Ｗｒ２を、上記の式（６）及び式（８）に代入して静的重心３０位置から重心３１位置までのＸ方向における距離ｄｘとＹ方向における距離ｄｙを求める。これにより、静的重心３０位置から重心３１位置までの距離がわかるので、重心３１位置を推定することができる（ステップＳ２）。なお、これらの式で使用する前輪軸間距離ｄｆ、後輪軸間距離ｄｒ、前記車両１の総動荷重Ｗ、左側後輪２３の静荷重Ｗｒ１’、右側後輪２４の静荷重をＷｒ２’、前記車両１の総静荷重Ｗ’及びホイールベースＬは、予め前記制御部４５の前記記憶部に入力されている。
【００３３】
次に、運動状態検出手段移動手順で、運動状態検出手段、即ち横Ｇセンサ４０とヨーレートセンサ４１とを、前記重心位置推定手順で推定した重心３１位置に移動する（ステップＳ３）。この横Ｇセンサ４０とヨーレートセンサ４１は、モータなどのアクチュエータ（図示省略）によって任意の位置に移動できるようになっているので、このアクチュエータを作動させることにより、上記の重心３１位置に移動させる。重心３１位置に移動した横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１は、重心位置運動状態検出手順によってこの重心３１位置での前記車両１の運動状態を検出し、横Ｇセンサ４０は重心３１位置での横Ｇ、ヨーレートセンサ４１は重心３１位置でのヨー角速度を検出する（ステップＳ４）。
【００３４】
次に、重心位置運動状態検出手順で検出した重心３１位置での運動状態より、運動特性推定手順によって走行中の車両１の運動特性を推定する。つまり、前記横Ｇセンサ４０及び前記ヨーレートセンサ４１で検出した横Ｇ及びヨー角速度により、走行中の車両１の運動特性として車両サイドスリップ角を推定する（ステップＳ５）。その推定方法は、イニシャル車両サイドスリップ角β0、横Ｇα、車速Ｖ、ヨー角速度γを、上記の式（９）に代入して車両サイドスリップ角βを求める。これにより、車両サイドスリップ角がわかるので、走行中の車両１の運動特性を推定することができる。なお、イニシャル車両サイドスリップ角β0は、当該車両運動特性推定方法による推定手順の初期値であるが、車両運動特性推定方法の開始時の車両１は停止しているため車両サイドスリップ角は０°となっており、このため通常はイニシャル車両サイドスリップ角β0＝０となる。
【００３５】
また、これらの車両運動特性推定方法によって得られた走行中の車両１の運動特性、つまり車両サイドスリップ角を当該車両１の運転者に伝えるには、この車両サイドスリップ角を車内に設けられた表示モニタ６０に表示する（ステップＳ６）。これにより、運転者は走行中の車両１の運動特性を把握することができることにより、現在の車両１の走行状態を把握することができる。また、このように車両サイドスリップ角を推定後、再び走行状態検出手順（ステップＳ１）に戻ることにより、走行中の車両１の運動特性、即ち、車両サイドスリップ角を連続して推定することができる。
【００３６】
前記表示モニタ６０には、縦軸が角度で横軸が時間軸となる車両サイドスリップ角グラフ６１によって表される（図５参照）。この車両サイドスリップ角グラフ６１に表示される車両サイドスリップ角の線である車両サイドスリップ角線６２が０°よりも大きい場合は、後輪が横すべりを始めている状態、つまり、オーバーステアの状態を示しており、車両サイドスリップ角線が０°よりも小さい場合は、前輪が横すべりを始めている状態を示している。このように表示されている車両サイドスリップ角グラフ６１に、前記車両運動特性推定方法によって得られた車両サイドスリップ角は車両サイドスリップ角線６２として随時表示され、車両サイドスリップ角線６２の端部が現在の車両サイドスリップ角を表している。
【００３７】
また、この車両サイドスリップ角グラフ６１の＋２°〜−２°の範囲は安全範囲６３となっており、この範囲は表示モニタ６０の画面上では背景が緑色の表示となっている。また、車両サイドスリップ角グラフ６１の＋２°〜＋３°及び−２°〜−３°の範囲は注意範囲６４となっており、この範囲は表示モニタ６０の画面上では背景が黄色の表示となっている。また、車両サイドスリップ角グラフ６１の＋３°〜＋５°及び−３°〜−５°の範囲は危険範囲６５となっており、この範囲は表示モニタ６０の画面上では背景が赤色の表示となっている。このように、表示モニタ６０の車両サイドスリップ角グラフ６１では、車両サイドスリップ角が０°から離れるほど危険であるとして範囲ごとに色分けして表示されているが、実際の走行中の車両１の運動特性でも、車両サイドスリップ角が０°から離れるほど前輪または後輪が横すべりし易く、運転が困難になる。このため、走行中に車両サイドスリップ角線６２が注意範囲６４または危険範囲６５に入った場合には、当該車両１の運転者は、車両１の運動状態が注意しなければならない状態、或いは危険な状態にあることを推定することができる。なお、この表示モニタ６０に表示される安全範囲６３や注意範囲６４、及び危険範囲６５は、上記の範囲以外に車両サイドスリップ角に応じて自由に設定することができる。
【００３８】
以上の車両運動特性推定装置１０は、車速センサ４６や各車輪２０に設けられた荷重センサ５０によって検出した走行状態より重心３１位置を推定し（ステップＳ２）、横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１を重心３１位置に移動している（ステップＳ３）。この横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１は、このように重心３１位置で横Ｇ及びヨー角速度を検出している（ステップＳ４）。車両１の運動特性は、走行中に変化する重心３１位置での運動状態より推定した方が高い精度で推定することができるが、このように走行中の車両１の重心３１位置を推定し、横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１を変化する重心３１位置に移動させることにより、直接重心３１位置での運動状態から運動特性を推定することができる。この結果、走行中の車両１の運動特性を高精度で推定することができる。
【００３９】
また、車速センサ４６等による検出結果から重心３１位置を推定する際に、上述した式により静的重心３０位置からの距離を求めて推定することにより、より正確に走行中の車両１の重心３１位置を推定することができる。また、走行中の車両１の運動特性を推定する際に車両サイドスリップ角により運動特性を推定することとし、横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１での検出結果から上述した式によって車両サイドスリップ角を推定することにより、車両走行中の運動特性を具体的な数値で表すことができる。これらの結果、走行中の車両１の運動特性を、より確実に高精度で推定することができ、また、運動特性を明確に認識することができる。
【００４０】
また、運動状態検出手段として横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１を用いることにより、重心３１位置での横Ｇ及びヨー角速度を検出することができるので、より正確に重心３１位置での運動状態を検出することができる。この結果、走行中の車両１の運動特性を、より確実に高精度で推定することができる。
【００４１】
また、上記の車両運動特性推定方法によって得られた車両サイドスリップ角を車内に設けられた表示モニタ６０に出力することにより、当該車両１を運転する運転者に対して出力することができる。これにより、運転者は、運動特性推定手順で推定する運転中の車両１の車両サイドスリップ角を認識することができる。この結果、運転者は、走行中の車両１の運動特性を高精度で推定することができる。また、このように走行中の車両１の運動特性を高精度で推定することにより、運転者は車両１の運動状態を把握でき、車両運転時の安全性の向上を図ることができる。
【００４２】
また、表示モニタ６０の安全範囲６３等を自由に変更できるので、運転者の運転能力や、走行している環境などに応じてこれらの範囲を変更することにより、安全範囲６３、注意範囲６４、危険範囲６５を、走行している車両１の実際の状況に合わせることができる。これにより、走行中の車両１の実際の危険度と、運転者が表示モニタ６０を通じて認識する危険度とを一致させることができる。この結果、車両運転時の安全性を、さらに向上させることができる。
【実施例２】
【００４３】
この車両運動特性推定装置は、実施例１に係る車両運動特性推定装置と同様の構成であるが、運動状態検出手段となる横Ｇセンサ及びヨーレートセンサをそれぞれ複数設けている点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略するとともに、同一の符号を付す。図７は、本発明を適用した車両運動特性推定装置の実施例２が搭載されている車両の概略図である。同図に示す車両運動特性推定装置８０には、運動状態検出手段となる横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１が複数設けられている。その位置は、当該車両運動特性推定装置８０が備えられる車両１の静的重心３０の位置の周囲に設けられており、前記車両７０が走行することにより移動する重心３１が、最も移動した場合に推定される重心３１位置を含む範囲に並べられて設けられている。
【００４４】
この次に、この実施例２の車両運動特性推定装置の車両運動特性推定方法の手順について説明する。図８は、図７の車両運動特性推定装置の車両運動特性の推定パターンを示すフロー図である。当該実施例２の車両運動特性推定装置８０の車両運動特性推定方法は、実施例１の車両運動特性推定装置１０の車両運動特性推定方法と同様に、まず、走行状態検出手順で、車速センサ４６や車両７０の各車輪２０に設けられた荷重センサ５０で車速Ｖや各車輪２０の動荷重を検出することにより、車両７０の走行状態を検出する（ステップＳ１１）。
【００４５】
次に、重心位置推定手順で、車速センサ４６等によって検出した車両７０の走行状態と前記式（６）及び式（８）より、静的重心３０位置から重心３１位置までのＸ方向における距離ｄｘとＹ方向における距離ｄｙを求め、重心３１位置を推定する（ステップＳ１２）。次に、運動状態検出手段特定手順で、上述したように複数設けられている運動状態検出手段、即ち、横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１のうち、前記ステップＳ１２で推定した重心３１位置に最も近い位置に位置している横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１を特定する（ステップＳ１３）。この特定された横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１は、重心位置運動状態検出手順によって当該横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１が設けられている位置、即ち、重心３１位置近傍での横Ｇ、或いはヨー角速度を検出する（ステップＳ１４）。
【００４６】
次に、運動特性推定手順で、前記横Ｇセンサ４０が検出した横Ｇ、及び前記ヨーレートセンサ４１が検出したヨー角速度と前記式（９）より、走行中の車両７０の運動特性として車両サイドスリップ角を推定する（ステップＳ１５）。さらに、この運動特性推定手順で推定した車両サイドスリップ角を車内に設けられた表示モニタ６０に出力し（ステップＳ１６）、これにより、現在の車両７０の走行状態を把握することができる。また、さらにその後、再び走行状態検出手順（ステップＳ１１）に戻ることにより、走行中の車両７０の車両サイドスリップ角を連続して推定することができる。
【００４７】
以上の車両運動特性推定装置８０は、運動状態検出手段となる横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１をそれぞれ複数設け、これらの横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１のうち、重心位置推定手順（ステップＳ１２）で推定した重心位置に最も近い位置に位置する横Ｇセンサ及びヨーレートセンサを、運動状態検出手段特定手順（ステップＳ１３）で特定している。これにより、特定された横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１は重心３１位置の近傍に位置していることになり、重心３１位置近傍での運動状態を検出することができる（ステップＳ１４）。この結果、走行中の車両７０の運動特性を高精度で推定することができる。
【００４８】
また、横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１を複数設け、このうち重心３１位置の最も近いものを特定して、この横Ｇセンサ４０及びヨーレートセンサ４１で検出した結果を重心３１位置近傍の横Ｇやヨー角速度としている。これにより、横Ｇセンサ４０等を重心３１位置に移動させる手段が必要ないため、構造を簡略化することができ、この移動させる手段の故障などによる車両運動特性推定装置８０の作動不良を抑制することができる。この結果、より確実に走行中の車両１の運動特性を推定することができる。
【００４９】
なお、実施例１及び実施例２の車両運動特性推定装置１０、８０が有する車両運動特性出力装置は、前記表示モニタ６０で車両サイドスリップ角に応じた車両サイドスリップ角線６２を表示することにより運転者に対して運転中の車両１、７０の運動特性を出力しているが、車両運動特性出力装置は車両サイドスリップ角グラフ６１による表示以外の出力でもよい。例えば、車両サイドスリップ角に応じてランプが点滅するなど、視覚的に表示できるものであれば、車両運動特性出力装置はどのような形態でも構わない。
【００５０】
また、車両運動特性出力装置は、前記表示モニタ６０等による視覚的な表示のみでなく、アラームなど音によって運転者に対して出力してもよい。例えば、車両サイドスリップ角線６２が車両サイドスリップ角グラフ６１の注意範囲６４または危険範囲６５に入った際にアラームが鳴るようにし、さらに、注意範囲６４と危険範囲６５とでアラーム音を変えて、走行中の危険度に応じて運転者に対して音によっても出力してもよい。このように、表示モニタ６０による表示とともにアラームを鳴らすことにより、車両運転中に表示モニタ６０を視認しなくても車両１、７０の運動特性を認識することができる。この結果、車両運転時の安全性を、さらに向上させることができる。また、表示モニタ６０を使用せずに、アラーム音のみでもよい。このようにアラーム音のみにすることにより、車両運動特性出力装置の製造コストを抑えることができる。
【００５１】
また、車両運動特性推定方法によって推定する車両サイドスリップ角は、表示モニタ６０等の車両運動特性出力装置に出力するのみでなく、エンジン（図示省略）やブレーキ（図示省略）等を制御する車両走行制御部（図示省略）を設け、この車両走行制御部に対して出力してもよい。このように、エンジン等を制御する車両走行制御部に対して車両サイドスリップ角を出力することにより、車両サイドスリップ角の状況に応じて自動的にエンジンやブレーキ等を制御し、過度のオーバーステアなど危険な状態を自動的に回避することができる。この結果、車両走行時の安全性を、さらに向上させることができる。
【００５２】
また、運動特性推定手順（ステップＳ５、Ｓ１５）では、走行中の車両１、７０の運動特性として車両サイドスリップ角を推定しているが、推定する運動特性は車両サイドスリップ角以外のものでもよい。また、走行状態検出手順（ステップＳ１、Ｓ１１）では、車速センサ４６や荷重センサ５０で車速や車輪２０に作用する荷重を検出しているが、検出する走行状態は車速や車輪２０に作用する荷重以外のものでもよい。また、重心位置運動状態検出手順（ステップＳ４、Ｓ１４）では、重心３１位置での運動状態として横Ｇとヨー角速度とを検出しているが、重心３１位置で検出する運動状態は、横Ｇやヨー角速度以外のものでもよい。これら以外のものでも、走行中の車両１、７０の走行状態から重心３１位置を推定することができ、推定した重心３１位置から当該車両１、７０の運動特性を推定できるものであれば、上記以外の推定方法でも構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明にかかる車両運動特性推定方法は、車両全般に有用であり、特に、走行中に横方向の負荷がかかり易い車両に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明を適用した車両運動特性推定装置の実施例１が搭載されている車両の概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ矢視図である。
【図５】図１の前記車両運動特性推定装置に備えられる表示モニタの正面図である。
【図６】図１の車両運動特性推定装置の車両運動特性の推定パターンを示すフロー図である。
【図７】本発明を適用した車両運動特性推定装置の実施例２が搭載されている車両の概略図である。
【図８】図７の車両運動特性推定装置の車両運動特性の推定パターンを示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  車両
１０  車両運動特性推定装置
２０  車輪
２１  左側前輪
２２  右側前輪
２３  左側後輪
２４  右側後輪
３０  静的重心
３１  重心
４０  横Ｇセンサ
４１  ヨーレートセンサ
４５  制御部
４６  車速センサ
５０  荷重センサ
５１  左側前輪荷重センサ
５２  右側前輪荷重センサ
５３  左側後輪荷重センサ
５４  右側後輪荷重センサ
６０  表示モニタ
６１  車両サイドスリップ角グラフ
６２  車両サイドスリップ角線
６３  安全範囲
６４  注意範囲
６５  危険範囲
７０  車両
８０  車両運動特性推定装置
【図１】
2006123629.tif 000003
【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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