JP2014012473A - 重心位置推定装置、車両、および重心位置推定方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の重心位置の推定に要する時間を短縮すること。
【解決手段】重心位置推定装置１１は、エアベローズ１２内に空気圧を供給する２系統のバルブと、連結車１へのコンテナ１３の積載開始前の連結車１のロール角度と連結車１へのコンテナ１３の積載が終了してエアベローズ１２内の空気圧が調整された後のロール角度との差に基づいて積荷が積載された連結車１車両の重心位置を推定する重心位置推定部と、を有し、重心位置推定部は、連結車１へのコンテナ１３の積載開始に先立って、または連結車１へのコンテナ１３の積載開始と共に、車高が所定値以下のときには、２系統のバルブの双方を併用してエアベローズ１２内の空気圧が予め定められた空気圧になるように制御する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、重心位置推定装置、車両、および重心位置推定方法、並びにプログラムに関する。

運転者が、運転操作に伴う車両の挙動を予測することは安全運転の上で重要である。車両の挙動に影響を与えるものとして、車両の重心位置がある。このとき乗用車では、運転者が一人で乗車しているときと、乗車定員の上限人数で乗車しているときとで重心位置は多少の変化はするものの運転操作に伴う車両の挙動に変化を生じさせるほどではない。一方、トラックなどの貨物車両では、積載貨物の状態に応じて車両の重心位置が大きく変化するので、運転操作に伴う車両の挙動に変化を生じさせる場合がある。

特に、貨物がコンテナである場合、一般的に、コンテナは荷主が所有するものであり、通常、コンテナへの貨物の積載は、運送業者の監視下では行われない。さらに、コンテナは荷主によって封印が施される。このため運送業者が荷主の許可を得ずコンテナを開封することはできない。したがって、運送業者側では、目視によってコンテナ内の貨物の積載状況を確認することは困難である。

しかしながら、コンテナ内の積荷の偏りが運転に大きく影響する。たとえばコンテナ内の積荷がこのコンテナを積載した車両の進行方向に対して左右のいずれか一方に大きく偏っているような場合（以下では、単に「左右」といえば進行方向に対して「左右」であることとする。）、コンテナを積載した車両の重心位置も左右のいずれか一方に大きく偏ることになる。この場合、車両の運転者は、重心位置が偏っている側の反対側への旋回については左右方向の傾斜角度が大きくならないように注意深く配慮しながら運転を行う必要がある。

このような問題を解決するために、たとえば特許文献１では、車両が走行中におけるロール角度を検出して車両の重心位置の左右への偏りの大きさが判定される。そして、車両の積荷に左右の偏りが生じている場合、運転者に警告される。

特開２００２−１６６７４５号公報

上述の特許文献１では、既に運行中の車両におけるロール角度を検出して車両の重心位置を推定しているが、好ましくは車両の運行開始以前に、運転者が車両の重心位置を把握していることがよい。たとえば車両の重心位置の推定は、少なくとも車両が運輸会社の敷地内（コンテナヤード等）にあるときに完了していることが望まれる。しかしながら車両がコンテナヤード等の運輸会社の敷地内にあるときには、通常、積荷の積載作業などの出発準備に追われており、車両の重量推定のために時間をとることは難しいのが現状である。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、車両の重心位置の推定に要する時間を短縮することができる重心位置推定装置、車両、および重心位置推定方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一つの観点は、重心位置推定装置としての観点である。本発明の重心位置推定装置は、エアサスペンションを構成するエアベローズを有し、エアベローズ内の空気圧を調整することで積載重量に係わらず車高を一定に保つように制御する車両の重心位置を推定する重心位置推定装置において、エアベローズ内に空気圧を供給する２系統のバルブと、車両への積荷の積載開始前の車両のロール角度と車両への積荷の積載が終了してエアベローズ内の空気圧が調整された後のロール角度との差に基づいて積荷が積載された車両の重心位置を推定する重心位置推定部と、を有し、重心位置推定部は、車両への積荷の積載開始に先立って、または車両への積荷の積載開始と共に、車高が所定値以下のときには、２系統のバルブの双方を併用してエアベローズ内の空気圧が予め定められた空気圧になるように制御する制御手段を有するものである。

このとき重心位置推定部は、車両への積荷の積載開始を検出する検出手段、または車両への積荷の積載開始に先立つ重心位置の計測開始の指示を外部から受付けるための受付手段を有することができる。

本発明の他の観点は、車両としての観点である。本発明の車両は、本発明の重心位置推定装置を有するものである。

本発明のさらに他の観点は、重心位置推定方法としての観点である。本発明の重心位置推定方法は、エアサスペンションを構成するエアベローズを有し、エアベローズ内の空気圧を調整することで積載重量に係わらず車高を一定に保つように制御する車両の重心位置を推定する重心位置推定装置が実行する重心位置推定方法において、車両への積荷の積載開始前の車両のロール角度と車両への積荷の積載が終了してエアベローズ内の空気圧が調整された後のロール角度との差に基づいて積荷が積載された車両の重心位置を推定する重心位置推定ステップを有し、重心位置推定ステップの処理は、車両への積荷の積載開始に先立って、または車両への積荷の積載開始と共に、車高が所定値以下のときには、２系統のバルブの双方を併用してエアベローズ内の空気圧が予め定められた空気圧になるように制御する制御ステップを有するものである。

本発明のさらに他の観点は、プログラムとしての観点である。本発明のプログラムは、情報処理装置に、本発明の重心位置推定装置の機能を実現させるものである。

本発明によれば、車両の重心位置の推定に要する時間を短縮することができる。

本発明の第一の実施の形態に係る連結車の全体構成図である。 図１の連結車におけるエアベローズへの空気圧供給系統を示す図である。 図１の牽引車に搭載される重心位置推定装置のブロック構成図である。 図１の牽引車の要部構成を示す図である。 図３の重心位置推定装置の重心位置推定動作を示すフローチャートである。 本発明の第二の実施の形態に係る重心位置推定装置のブロック構成図である。 図６の重心位置推定装置の重心位置推定動作を示すフローチャートである。 図３，図６の表示部の表示例その１（右偏り状態）を示す図である。 図３，図６の表示部の表示例その１（左偏り状態）を示す図である。 図３，図６の表示部の表示例その２（偏り無し状態）を示す図である。 図３，図６の表示部の表示例その２（右偏り状態)を示す図である。 図３，図６の表示部の表示例その３（荷重表示付）を示す図である。

（第一の実施の形態）
本発明の第一の実施の形態に係る連結車１を図１に示す。連結車１は、図１に示すように、牽引車２と被牽引車３とがカプラ４を介して連結された車両である。牽引車２は、不図示のエンジンを運転室下部に搭載し、非駆動輪である前輪５を有し、駆動輪である後輪６を牽引車シャーシ７に有する。被牽引車３は、２軸の車輪８，９を荷台としての被牽引車シャーシ１０の後方に有し、被牽引車３の前方は、カプラ４を介して牽引車シャーシ７に脱着自在に接続されている。図１の例では、荷台としての被牽引車シャーシ１０に、コンテナ１３が積載されている。

本発明の実施の形態に係る重心位置推定装置１１は、運転室に取り付けられており、少なくとも表示部（後述）は運転者が視認できる位置に取り付けられている。牽引車２の後輪６の付近には、エアサスペンション（以下では、エアサスと略して称する。）を構成するエアベローズ１２が設けられている。エアベローズ１２には、後述するエアタンクから空気が供給される。なお、図１の例では、前輪５は、不図示のリーフ式（板バネ式）のサスペンションを有する。図１に示した被牽引車３は、２軸（２組の被牽引車輪８，９を有する。）であるが３軸のものもある。なお、被牽引車３は、牽引車２に連結されていないときには、不図示のランディングギヤによって水平を保ち自立することができる。

以下の説明では、連結車１の左右に一対設けられている部材の符号（たとえばエアベローズ１２など）については、進行方向の右側であればＲ（たとえばエアベローズ１２Ｒ）、左側であればＬ（たとえばエアベローズ１２Ｌ）をそれぞれ付与して説明する場合もある。

また、重心位置推定装置１１は、運送業者側で、予め積み荷の状態を目視確認できない場合に有効である。よって、以下の説明では、運送業者が荷主の許可無しに積荷の状態を目視確認できないコンテナ１３を積載することを主な業務とする連結車１を例示して説明する。しかしながら本発明の重心位置推定装置１１は、連結車１以外の貨物車両においても適用することができ、本発明の適用範囲を連結車１に限定するものではない。

連結車１は、図２に示すように、連結車１のエアサスペンションを構成するエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌには、エアタンク１４からの空気圧がメインバルブ１５またはサブバルブ１６を介して供給される。メインバルブ１５は、不図示の車両制御用のＥＣＵ(Electric Control Unit)によって開閉制御されるものであり、従来から一般的に採用されているものである。たとえば牽引車シャーシ７に積荷が積載されるなどして車高が低くなると、ＥＣＵは、メインバルブ１５を開状態にすることによって、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内に空気圧を供給して車高を元の状態に戻すように制御する。

一方、サブバルブ１６は、本実施の形態で新規に採用されたものであり、重心位置推定装置１１によって開閉制御が行われる。また、重心位置推定装置１１は、メインバルブ１５についても開閉制御を行うことができる。一例として、重心位置推定装置１１が上述したＥＣＵに対してメインバルブ１５の開閉を指示することによって重心位置推定装置１１が間接的にメインバルブ１５の開閉を制御することができる。

たとえば重心位置推定装置１１がサブバルブ１６を閉状態に制御しているときには、エアタンク１４の空気圧は、分岐点Ｂ１を通って全てメインバルブ１５に流入する。メインバルブ１５に流入した空気圧は、分岐点Ｂ３，Ｂ４を通ってエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌに供給される。これに対し、重心位置推定装置１１がメインバルブ１５およびサブバルブ１６を開状態に制御しているときには、エアタンク１４の空気圧は、分岐点Ｂ１で分岐されてメインバルブ１５およびサブバルブ１６の双方に流入する。メインバルブ１５に流入した空気圧は、分岐点Ｂ３，Ｂ４を通ってエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌに供給され、サブバルブ１６に流入した空気圧は、分岐点Ｂ２で分岐され、その後、分岐点Ｂ３，Ｂ４を通ってエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌに供給される。このようにメインバルブ１５およびサブバルブ１６が双方共に開状態のときには、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌには、メインバルブ１５およびサブバルブ１６の双方から同時に空気圧が供給されるので、メインバルブ１５のみが開状態の場合と比べて、短時間にエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧を上昇させることができる。

重心位置推定装置１１は、図３に示すように、表示部２０、車高センサ２１Ｒ，２１Ｌ、圧力センサ２２Ｒ，２２Ｌ、および制御手段および受付手段としての重心位置推定部２３により構成される。重心位置推定部２３は、情報処理装置の一例であり、予めインストールされている所定のプログラムを情報処理装置が実行することによって、その情報処理装置に重心位置推定部２３の機能が実現される。たとえば情報処理装置は、メモリ、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、入出力ポートなどを有する。情報処理装置のＣＰＵは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、情報処理装置には、重心位置推定部２３の機能が実現される。また、表示部２０の表示制御機能など、その他の機能についてもソフトウェアにより実現可能な機能については情報処理装置とプログラムとによって実現することができる。なお、上述したＣＰＵの代わりにＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)などを用いてもよい。

表示部２０は、不図示の表示制御部が含まれる。また、表示部２０は、画像情報を表示するための画面２４と音声情報を送出するためのスピーカ２５とを有する。表示部２０は、連結車１の運転に必要な様々な情報を表示する表示パネルの１つの機能として重心位置推定部２３の重心位置の推定結果についても表示画面上に表示するものである。あるいは表示部２０は、重心位置推定部２３の重心位置の推定結果だけを表示する特化されたものであってもよい。なお、表示部２０の画面２４およびスピーカ２５は、牽引車２の運転席の計器パネルなどに設置される。

車高センサ２１Ｒ，２１Ｌは、連結車１の左右の車高をそれぞれ検出するセンサである。なお、車高センサ２１Ｒ，２１Ｌが実際に測定する部分は、たとえば牽引車シャーシ７の車軸（後述する図４の符号３０）とフレーム（後述する図４の符号３１）との間の距離である。

圧力センサ２２Ｒ，２２Ｌは、牽引車シャーシ７のエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌの空気圧を検出する。

重心位置推定部２３は、後述する図５のフローチャートの処理を行うことにより被牽引車３にコンテナ１３が積載された状態での連結車１の左右の重心位置を推定する。また、重心位置推定部２３は、メインバルブ１５およびサブバルブ１６の開閉状態を制御することができる。重心位置推定部２３には、車高センサ２１Ｒ，２１Ｌおよび圧力センサ２２Ｒ，２２Ｌの検出結果が入力されると共に、連結車１に設けられているＣＡＮ(Control Area Network)による通信を介して車速情報、ハンドルの操舵角情報、およびヨーレート情報などが不図示の各センサから伝達される。

図４は、連結車１の牽引車２の要部構成を示す図である。図４は、運転室やエンジンなどの部材の図示は省略し、参考までに、被牽引車３の被牽引車シャーシ１０およびコンテナ１３内の貨物５０の状態を破線で示してある。また、図４は、牽引車２を後方から見た状態であり、後輪６Ｒ，６Ｌのみが図示されており、前輪５は、後輪６Ｒ，６Ｌに隠れて見えない状態である。よって、前輪５に関する構成部材の説明は省略する。

牽引車２は、図４に示すように、カプラ４、牽引車シャーシ７、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ、車高センサ２１Ｒ，２１Ｌ、圧力センサ２２Ｒ，２２Ｌ、車軸３０、フレーム３１、およびシャーシ支持部３２Ｒ，３２Ｌを有する。また、符号４０は重心位置を示すマークである。なお、このマークは説明のために図示したもので、車両そのものに付されているものではない。また、図４では、車軸３０の上に、直接的に、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌおよび車高センサ２１Ｒ，２１Ｌが描かれているが、実際には不図示の車軸３０の支持部材等の構造物の上にエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌおよび車高センサ２１Ｒ，２１Ｌが設置されている。

エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌは、牽引車２のエアサスペンションを構成し、牽引車２のカプラ４に被牽引車３が接続され、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌがその重さによって沈み込み、牽引車２の車高が下がったことを車高センサ２１Ｒ，２１Ｌが検出したときには、不図示のエアサスペンション制御機能（前述した車両制御用のＥＣＵ）によって、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧が調整され、所定の車高を保つように制御される。また、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌには、重心位置推定装置１１の重心位置推定部２３のメインバルブ１５およびサブバルブ１６の開閉制御によってもエアタンク１４からの空気圧が供給される。

なお、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌは互いに連通しており、個々のエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌの空気圧が個別に制御されるようにはなっていない。すなわち、いずれか一方のエアベローズ１２Ｒまたは１２Ｌに荷重が偏って沈み込むと他方のエアベローズ１２Ｌまたは１２Ｒに空気が移動して浮き上がる。これにより荷重の偏りの状態が牽引車２の車体の傾きに反映される。

次に、重心位置推定装置１１の重心位置推定部２３の動作について図５のフローチャートを参照しながら説明する。

ＳＴＡＲＴにおいて、運転者が連結車１のキーを操作するなどにより、連結車１の電気系統が作動を開始する。これにより重心位置推定装置１１が起動され、重心位置推定部２３を構成する情報処理装置は、予めインストールされているプログラムを実行し、その情報処理装置に重心位置推定部２３の機能が実現されて、フローはステップＳ１に進む。

ステップＳ１において、重心位置推定部２３は、連結車１（車両）が停車中であるか否かを車速（Ｖ）が０ｋｍ／ｈ（時速０キロメートル）であるか否かによって判定する。ステップＳ１において、連結車１が停車中であると判定されると、フローはステップＳ２に進む。一方、ステップＳ１において、連結車１が停車中ではないと判定されると、フローはステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２において、重心位置推定部２３は、現在の荷重と１秒前の荷重との差が２５０ｋｇ以上か否かを判定する。ステップＳ２では、短期間（たとえば１秒以内）のうちに大きな荷重の変化（たとえば２５０ｋｇ）があることを検出することで、牽引車シャーシ７へのコンテナ１３の積載の開始を検出する。ステップＳ２において、現在の荷重と１秒前の荷重との差が２５０ｋｇ以上であると判定されると、フローはステップＳ３に進む。一方、ステップＳ２において、現在の荷重と１秒前の荷重との差が２５０ｋｇ以上でないと判定されると、フローはステップＳ１に戻る。

ステップＳ３において、重心位置推定部２３は、測定中画面の表示と音を発生させてフローはステップＳ４に進む。すなわちステップＳ３では、重心位置推定のための測定が開始された旨をユーザ（運転者）に伝達するために、画面２４には測定中である旨を示す文字または絵もしくは写真などによる視覚表示を行い、同時に、スピーカ２５には測定中である旨を示す音（「ピッ！」など）を送出する。

ステップＳ４において、重心位置推定部２３は、現在を時刻Ａ点に設定し、１０秒前のロール角度をゼロ値として不図示のメモリに格納してフローはステップＳ５に進む。すなわちステップＳ４では、牽引車シャーシ７にコンテナ１３の積載が開始された時点を時刻Ａ点として設定し、牽引車シャーシ７に未だコンテナ１３の積載が開始されていないときのロール角度が安定している時点（たとえば時刻Ａ点の１０秒前）のロール角度をゼロ値としてメモリに格納する。なお、重心位置推定部２３は、稼働中には、ロール角度やその他の情報を不図示のメモリに記憶しているものとする。ただし、所定時間以上（たとえば１分以上）が経過した古い情報については新しい情報によって上書きされるようにしてもよい。

ステップＳ５において、重心位置推定部２３は、車高が所定値以下であるか否かを判定する。ステップＳ５において、車高が所定値以下と判定されると、フローは、ステップＳ６に進む。一方、ステップＳ５において、車高が所定値よりも高いと判定されると、フローは、ステップＳ７に進む。なお、上述の車高の所定値は、連結車１の走行時に最適な車高として設定されている車高を標準車高とすれば、標準車高をたとえば数センチメートル（たとえば３ｃｍ）程度下回る車高である。

本フローの処理においては、連結車１への積荷の積載開始前と積載が終了してエアベローズ１２内の空気圧が調整された後とでロール角度の差を算出することによって、重心位置の推定を行うが、この際に、積荷の積載開始前と積載終了後とで車高の条件を一致させておくことによって、連結車１のロール角度の測定精度を高くすることができる。よって、ステップＳ２で積荷の積載開始によって連結車１の車高は低下するが、ステップＳ５に続く、ステップＳ６またはステップＳ７のフローにおいて、積荷の積載開始前と積載終了後とで車高を一致させる処理を実施する。

なお、「ＳＴＡＲＴ」の時点における連結車１にコンテナ１３が積載されていない状態では、車高センサ２１Ｒ，２１Ｌの検出結果は、ほぼ均等であるのに対し、連結車１にコンテナ１３が積載されると、車高センサ２１Ｒ，２１Ｌの検出結果は、左右で異なる場合がある。このような場合には、左右の車高センサ２１Ｒ，２１Ｌの検出結果の平均値をとって、これを車高とすればよい。

ステップＳ６において、重心位置推定部２３は、メインバルブ１５とサブバルブ１６でエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌに車高の所定値に達するまで空気圧を供給し、フローは、ステップＳ８に進む。

ステップＳ７において、重心位置推定部２３は、メインバルブ１５でエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌに車高の所定値に達するまで空気圧を供給し、フローは、ステップＳ８に進む。

ここでステップＳ６またはＳ７において、メインバルブ１５および／またはサブバルブ１６で、エアベローズ１２に供給する空気圧は、予め定められた空気圧まで一気に供給する。その後に、車高センサ２１Ｒ，２１Ｌの検出結果に基づいて車高を微調整する。これにより、素早く車高を所定の高さまで回復させることができる。なお、上述の予め定められた空気圧とは、たとえば連結車１の定積状態における空気圧である。このような空気圧の値は、事前の実験によって、連結車１を定積状態とすることによって取得できる。このようにして取得した空気圧の値は、重心位置推定部２３のメモリ（不図示）に予め記憶させておき、ステップＳ６またはＳ７の処理を実施する際に、メモリから読み出して使用する。

ステップＳ８において、重心位置推定部２３は、連結車１（車両）が停車中であるか否かを車速（Ｖ）が０ｋｍ／ｈであるか否かによって判定する。ステップＳ８において、連結車１が停車中であると判定されると、フローはステップＳ９に進む。一方、ステップＳ８において、連結車１が停車中ではないと判定されると、フローはステップＳ１７に進む。

ステップＳ９において、重心位置推定部２３は、時刻Ａ点から３０秒以内でかつ現在の荷重と１秒前の荷重との差が２５０ｋｇ未満か否かを判定する。ステップＳ９では、短期間（たとえば１秒以内）のうちに大きな荷重の変化（たとえば２５０ｋｇ）が無いことを検出することで、牽引車シャーシ７へのコンテナ１３の積載の終了を検出する。ステップＳ９において、現在の荷重と１秒前の荷重との差が２５０ｋｇ未満であると判定されると、フローはステップＳ１０に進む。一方、ステップＳ９において、現在の荷重と１秒前の荷重との差が２５０ｋｇ未満でないと判定されると、フローはステップＳ１１に進む。

ステップＳ１０において、重心位置推定部２３は、３秒後のロール角度を終値とし、この終値からメモリ（不図示）に格納されているゼロ値を減算してこれを計測値とし、フローはステップＳ１３に進む。すなわち、ステップＳ１０で牽引車シャーシ７へのコンテナ１３の積載の終了を検出してから牽引車シャーシ７の揺れが収まる時間（たとえば３秒）を待ちロール角度の終値としている。

ステップＳ１１において、重心位置推定部２３は、ステップＳ４で時刻Ａ点が設定されてから３１秒以上が経過したか否かを判定する。ステップＳ１１において、３１秒以上が経過していると判定されると、フローはステップＳ１２に進む。一方、ステップＳ１１において、３１秒以上が経過していないと判定されると、フローはステップＳ８に戻る。

ステップＳ１２において、重心位置推定部２３は、時刻Ａ点の設定を解除して１周期分の処理を終了する（ＥＮＤ）。

ステップＳ１３において、重心位置推定部２３は、ステップＳ１０で計算された計測値が注意喚起閾値を超えているか否かを判定する。ステップＳ１３において、計測値が注意喚起閾値を超えていると判定されると、フローはステップＳ１４に進む。一方、ステップＳ１３において、計測値が注意喚起閾値以下であると判定されると、フローはステップＳ１５に進む。

ステップＳ１４において、重心位置推定部２３は、注意喚起画面の表示と音の送出を５秒程度継続させてフローはステップＳ１６に進む。すなわちステップＳ１４では、注意喚起に相当する重心の偏りが計算された旨をユーザ（運転者）に伝達するために、画面２４には注意を喚起する文字または絵もしくは写真などによる視覚表示を行い、同時に、スピーカ２５には注意を喚起する音（「ピッ！ピッ！ピッ！ピッ！」など）を送出する。

ステップＳ１５において、重心位置推定部２３は、通常の角度表示画面の表示と音の送出を５秒程度継続させてフローはステップＳ１６に進む。すなわちステップＳ１５では、注意喚起閾値以下である計測値をユーザ（運転者）に伝達するために、画面２４には角度を表示する文字または絵もしくは写真などによる視覚表示を行い、同時に、スピーカ２５には音（「ピッ！ピッ！」など）を送出する。

ステップＳ１６において、重心位置推定部２３は、ステップＳ１４における注意喚起画面またはステップＳ１５における通常の角度表示画面を裏の画面として保持して１周期分の処理を終了する（ＥＮＤ）。すなわちステップＳ１４における注意喚起画面またはステップＳ１５における通常の角度表示画面を裏の画面として保持することで、ユーザ（運転者）が再度、ステップＳ１４における注意喚起画面またはステップＳ１５における通常の角度表示画面の表示を確認したいときには、ユーザが所定の操作を行うことで、いつでも画面２４の表示の内容を注意喚起画面または角度表示画面に切り替えることができる。

ステップＳ１７において、重心位置推定部２３は、車速が１０ｋｍ／ｈを超え、ハンドルの舵角が１０°未満であり、連結車１のヨーレートが１０°／ｓｅｃ未満である状態が３秒間以上継続しているか否かを判定する。すなわち、車速が１０ｋｍ／ｈを超え、ハンドルの舵角が１０°未満であり、連結車１のヨーレートが１０°／ｓｅｃ未満である状態とは、連結車１がほぼ直進走行している状態である。ステップＳ１７において、車速が１０ｋｍ／ｈを超え、ハンドルの舵角が１０°未満であり、連結車１のヨーレートが１０°／ｓｅｃ未満である状態が３秒間以上継続したと判定されると、フローはステップＳ１８に進む。一方、ステップＳ１７において、車速が１０ｋｍ／ｈを超え、ハンドルの舵角が１０°未満であり、連結車１のヨーレートが１０°／ｓｅｃ未満である状態が３秒間以上継続していない判定されると、フローはステップＳ１９に進む。

ステップＳ１８において、重心位置推定部２３は、連結車１の１０秒間のロール角度の平均値を終値とし、この終値からゼロ値を減算して計測値を算出し、フローはステップＳ１３に進む。すなわち重心位置推定部２３は、連結車１が直進走行状態にあるとして、そのロール角度の１０秒間の平均値を算出してこれを終値とする。なお、本フローは、コンテナヤード内で実行されるものであるので、連結車１が直進走行状態となる路面は、コンテナヤード内の特定の路面であることが予めわかっている。したがって、コンテナヤード内の前述の特定の路面については、極力、平坦な路面になるように、予め整備されていることが好ましい。

ステップＳ１９において、重心位置推定部２３は、ステップＳ４で時刻Ａ点が設定されてから１０秒以上が経過したか否かを判定する。ステップＳ１９において、１０秒以上が経過していると判定されると、フローはステップＳ２０に進む。一方、ステップＳ１９において、１０秒以上が経過していないと判定されると、フローはステップＳ８に戻る。

ステップＳ２０において、重心位置推定部２３は、時刻Ａ点の設定を解除して１周期分の処理を終了する（ＥＮＤ）。

以上説明したように、ステップＳ２で、連結車１が停車中の連結車１への積荷の積載開始を検出し、ステップＳ４で、ステップＳ２で検出された積載開始から１０秒前の連結車１のロール角度をロール角度の基準点に設定した直後に、ステップＳ５で、車高が所定値以下であるときには、ステップＳ６で、メインバルブ１５とサブバルブ１６で急速にエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌに空気圧を供給し、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧が予め定められた空気圧になるように制御する。これによりステップＳ２でコンテナ１３を積載した被牽引車３が牽引車シャーシ７のカプラ４に連結されたときに、車高が所定値以下となった場合も速やかに車高を回復させることができる。このようにして車両の重心位置の推定に要する時間を短縮することができる。

すなわちエアベローズ１２内に空気圧を供給する２系統のバルブであるメインバルブ１５およびサブバルブ１６と、連結車１への積荷の積載開始前の連結車１のロール角度と連結車１への積荷の積載が終了してエアベローズ１２内の空気圧が調整された後のロール角度との差に基づいて積荷が積載された連結車１の重心位置を推定する重心位置推定部２３と、を有し、重心位置推定部２３は、連結車１への積荷の積載開始と共に、車高が所定値以下のときには、メインバルブ１５およびサブバルブ１６の双方を併用してエアベローズ１２内の空気圧が予め定められた空気圧になるように制御するので、連結車１の重心位置の推定に要する時間を短縮することができる。

さらに、ステップＳ９で、連結車１が停車中であり基準点が設定された後の３０秒以内における連結車１への積荷の積載終了を検出し、ステップＳ１０で、積載終了検出時から３秒後の連結車１のロール角度から基準点となるロール角度を減算し、あるいは、ステップＳ１７で、積載開始が検出された後に連結車１の直進走行状態を検出し、ステップＳ１８で、ステップＳ１７で連結車１の直進走行状態が検出されたときに、１０秒間の連結車１のロール角度の平均値から基準点となるロール角度を減算し、ステップＳ１３で、ステップＳ１０またはステップＳ１８の減算結果が閾値を超えているときには、ステップＳ１４で、注意喚起のための表示を行うようにしたので、連結車１の重心位置の推定をコンテナヤード内で行うことができる。

これによれば、連結車１が公道に出る前に重心位置の推定結果をユーザ（運転者）は知ることができるので、必要ならば重心位置を改善する対策を採ることができ、連結車１の安全な運行を図ることができる。また、連結車１がコンテナヤード内で停車中または直進走行中に、重心位置の推定が実施できるので、重心位置推定のために別途時間を設ける必要がなく、コンテナヤード内における通常の作業中に、重心位置の推定を完了できるので、連結車１の運行業務の効率を低下させることがないようにできる。

また、ステップＳ１１で、連結車１が停車中であり基準点が設定されてから３１秒以上経過しても連結車１への積荷の積載終了が検出されないとき、またはステップＳ１９で、積載開始が検出された後に連結車１が走行状態であるが１０秒以上経過しても連結車１の直進走行状態を検出しないときには、ステップＳ１２，Ｓ２０で、基準点の設定をいったん解除するので、常に同じ条件の下で連結車１の重心位置の推定を行うことができるため、重心位置の推定精度を一定に保つことができる。

（第二の実施の形態）
本発明の第二の実施の形態に係る重心位置推定装置１１Ａについて図６および図７を参照しながら説明する。重心位置推定装置１１Ａの重心位置推定部２３Ａは、図６に示すように、ユーザ（運転者等）から重心位置推定のための計測開始の情報を外部から受付けるための受付手段として押しボタンスイッチ（不図示）などのスイッチ操作のＯＮ／ＯＦＦ状態を入力するための入力部５５を有する。なお、押しボタンスイッチは、機械的な押しボタンスイッチでもタッチパネル上に設けられたアイコンとしての仮想的な押しボタンスイッチでもよい。前者の押しボタンスイッチであれば、入力部５５は、押しボタンスイッチの電線が接続されるＩ／Ｏポートなどであり、後者の仮想的な押しボタンスイッチであれば、入力部５５は、タッチパネルの所定の位置にユーザの指が触れたことを検出する論理回路などである。また、前述のタッチパネルは、たとえば画面２４に設置されてもよい。

次に、重心位置推定装置１１Ａの重心位置推定部２３Ａの動作について図７のフローチャートを参照して説明する。ただし、図７のフローチャートでは、「ＳＴＡＲＴ」、ステップＳ１〜Ｓ２０の処理の内容は、図５に示すものと同じであるので、これらの処理についての説明は省略または簡略化する。

ステップＳ３０において、重心位置推定部２３Ａは、入力部５５に接続されている押しボタンスイッチなどのスイッチ操作によるユーザからの計測開始の指示が入力されたか否かを判定する。たとえばスイッチ操作によるＯＮ／ＯＦＦ状態がＯＦＦ状態からＯＮ状態に反転することを受けて重心位置推定部２３Ａは、ユーザからの計測開始の指示が入力されたと判定する。ステップＳ３０において、計測開始の指示が入力されたと判定されると、フローは、ステップＳ３１に進む。一方、ステップＳ３０において、計測開始の指示が無いと判定されると、フローは、ステップＳ２に進む。

ステップＳ３１において、重心位置推定部２３Ａは、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧を所定値まで充填して待機状態とし、フローは、ステップＳ３２に進む。ここで所定の空気圧とは、連結車１が空積の状態において、連結車１が空積の状態の車高と同じ車高を連結車１が定積になっても保てる空気圧である。したがってステップＳ３１の段階では未だ空積状態であるため、車高は上限値に達している。なお、所定の空気圧の値は、たとえば事前の実験により、連結車１を定積状態として所定の車高に調整した後に、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧はそのままにして、連結車１を空積状態とする。このときのエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧を上述の所定の空気圧の値として採用する。このようにして取得した空気圧の値は、重心位置推定部２３のメモリ（不図示）に予め記憶させておき、ステップＳ３１の処理を実施する際に、メモリから読み出して使用する。また、このとき、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内への空気圧の充填には、連結車１の車高が前述した所定値以下であれば、メインバルブ１５およびサブバルブ１６の双方を併用してもよい。このようにしてメインバルブ１５およびサブバルブ１６の双方を併用することにより、ステップＳ３１の処理に要する時間を短縮することができる。

ステップＳ３２において、重心位置推定部２３Ａは、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧の変動の検出の有無を判定する。たとえば連結車１にコンテナ１３が積載されれば、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧は上昇するので、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧の変動（上昇）が検出されたことによって、連結車１への積荷の積載の開始を検出することができる。ステップＳ３２において、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧の変動（上昇）が検出されたと判定されると、フローは、ステップＳ４に進む。一方、ステップＳ３２において、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧の変動（上昇）が検出されないと判定されると、フローは、ステップＳ３１に戻る。

なお、図７のフローでは、ステップＳ６またはＳ７でエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌに対し、空気圧を供給する以前に、ステップＳ３１で既にエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌに対して空気圧を充填している。このためステップＳ５でＮｏとなった後に、ステップＳ７では空気圧の供給が不要である場合も有り得る。この場合には、ステップＳ７における空気圧の供給量をゼロとして処理することとする。

このように、図７のフローチャートの処理によれば、ステップＳ２において、重心位置推定部２３Ａが積載の開始を直接検出するのに加え、連結車１へのコンテナ１３の積載開始に先立つ、ユーザ（運転者等）の計測開始指示によってエアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧を予め定められた空気圧になるように制御できる。このように、ユーザによる計測開始指示によれば、重心位置推定部２３Ａが積載の開始を検出するための検出時間が短縮されると共に、実際に積荷の積載が開始されるよりも前に、エアベローズ１２Ｒ，１２Ｌ内の空気圧を予め高めておくことができるので、車両の重心位置の推定に要する時間を短縮することができる。

（表示例）
次に、表示部２０における表示例を図８〜図１２に示す。図８に示す画面２４の表示例その１は、水平位置に固定的に表示されている後車輪を表す図形６０および後車軸を表す図形６１、コンテナ１３を表す図形６２、棒グラフ６３、および文字情報６４Ｒ，６４Ｌにより構成される。

図８に示す表示例その１では、図５，図７のフローチャートのステップＳ１０またはステップＳ１８で計算された計測値に基づいて、連結車１のロール角度が右方向に２．５°傾いている状態を示している。コンテナ１３を表す図形６２が実際に、右方向に２．５°傾いて表示される。コンテナ１３を表す図形６２の傾き度合いは、水平位置に固定的に表示されている後車輪を表す図形６０および後車軸を表す図形６１と比較することにより明確化される。

さらに、棒グラフ６３のバー（ハッチング部分）が右方向に２．５°の位置まで伸びている。これによっても連結車１のロール角度が右方向に２．５°傾いている状態であることを認識できる。さらに、「右」を表す文字情報６４Ｒの輝度が「左」を表す文字情報６４Ｌの輝度と比較して高い（明るい）ので、これによっても連結車１のロール角度が右方向に傾いている状態であることを認識できる。

次に、図８に示す画面２４の表示例その１において、連結車１のロール角度が左方向に２．５°傾いている状態を図９に示す。コンテナ１３を表す図形６２が実際に、左方向に２．５°傾いて表示される。コンテナ１３を表す図形６２の傾き度合いは、水平位置に固定的に表示されている後車輪を表す図形６０および後車軸を表す図形６１と比較することにより明確化される。

さらに、棒グラフ６３のバー（ハッチング部分）が左方向に２．５°の位置まで伸びている。これによっても連結車１のロール角度が左方向に２．５°傾いている状態であることを認識できる。さらに、「左」を表す文字情報６４Ｌの輝度が「右」を表す文字情報６４Ｒの輝度と比較して高い（明るい）ので、これによっても連結車１のロール角度が左方向に傾いている状態であることを認識できる。

次に、画面２４Ａの表示例その２を図１０に示す。図１０に示す表示例その２は、画面２４Ａの下部に、別窓６５を設けている。図１０に示す表示例その２は、連結車１の傾きが無い状態、あるいは未だコンテナ１３を載せた被牽引車３が牽引車シャーシ７に積載されていない状態である。このような状態では、別窓６５には、たとえば年月日および時刻などが表示されている。また、棒グラフ６３も０°を中心にして左右対称の図形を示し、連結車１の傾きが無い状態を示している。

図１１は、画面２４Ａの表示例その２において、連結車１のロール角度が右方向に２．５°傾いている状態を示している。別窓６５には、「傾き角度 右２．５°」としてロール角度とその方向が文字情報として表示される。

次に、画面２４Ｂの表示例その３を図１２に示す。図１２の表示例その３は、画面２４Ｂの右上部に、重量表示部６６を設けている。重量表示部６６は、コンテナ１３の重量の推定結果を表示するものであり、図１２の例では、カプラ４に掛かる重量をそのまま表示し、これをコンテナ１３の重量の推定値としている。なお、カプラ４に掛かる重量は、第五輪荷重とも呼ばれており、カプラ４に設けた荷重センサ（不図示）などにより測定することができる。

以上説明した図８〜図１２に示す表示例によれば、後車輪および後車軸を表現する図形６０，６１は、その表示位置が所定の位置に固定されて表示され、コンテナ１３を表現する図形６２は、その表示位置が連結車１のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示されるので、これらの図形６０，６１，６２の状態は、実際の状態に近く、コンテナ１３を表現する図形６２の傾きから直感的に、連結車１の横転の危険性を判断することができる。すなわち、平常のロール時に傾くのは連結車１のコンテナ１３の部分（図形６２）のみであり、車輪（図形６０）および車軸（図形６１）は、接地しているので水平状態を保っているが、このような状態も忠実に表現されている。

さらに、ロール角度およびその方向を水平方向に伸縮する棒グラフ６３で表示することにより、コンテナ１３を表現する図形６２の傾きから直感的に、連結車１の横転の危険性を判断することができるのに加え、棒グラフ６３によってさらに明確に、連結車１の横転の危険性を判断することができる。

さらに、連結車１のロール角度が右方向または左方向のいずれの側のロール角度であるかを「右」または「左」を表す文字情報で表示することにより、コンテナ１３を表現する図形６２の傾きから直感的に、連結車１の横転の危険性を判断する際に、左右いずれの方向への傾きであるのかを明確に認識することができる。

さらに、ロール角度およびその方向を文字または数字で表示することにより、コンテナ１３を表現する図形６２の傾きから直感的に、連結車１の横転の危険性を判断することができるのに加え、文字または数字によってさらに明確に、連結車１の横転の危険性を判断することができる。

さらに、コンテナ１３の重量を推定し、推定されたコンテナ１３の重量を表示することにより、コンテナ１３の重量によっても連結車１の横転の危険性を判断することができる。すなわち、コンテナ１３を表現する図形６２の傾きの状態が同じであっても、コンテナ１３の重量が重たい場合と軽い場合とでは、連結車１の横転の危険性が異なるので、このようなコンテナ１３の重量の違いによる連結車１の横転の危険性についても認識することが容易になる。

このように、重心位置推定結果を、図８〜図１２に示したように、運転者に対して分かり易く通知することにより運転者の安全運転に寄与することができる。

上述した本発明の実施の形態は、その要旨を逸脱しない限り様々に変更が可能である。たとえば図５および図７のフローチャートにおけるステップＳ１８で１０秒間のロール角度の平均値を終値として計算する際に、ステップＳ１７で連結車１が直進走行する路面は、コンテナヤード内の特定の路面である。すなわちコンテナヤード内の特定の路面であれば、予め路面の凹凸状況が判明している。そこで、この特定の路面に対し、重心位置に偏りが無いことが確認されているコンテナ１３を積載した連結車１による事前の走行テストを行うことによって、この特定の路面の凹凸状況に起因する連結車１のロール角度の変化の情報を予め取得することができる。

このようにして取得した情報を重心位置推定部２３のメモリ（不図示）に記憶させておけば、重心位置推定部２３は、ステップＳ１８において、連結車１が直進走行中に発生するロール角度の変化から予め記憶している特定の路面の凹凸状況に起因するロール角度の変化の情報に基づくロール角度の変化を差し引いたロール角度の変化を計測値の算出に用いることができる。

これによれば、コンテナヤード内の特定の路面が良好に整備されて凹凸が少ない平坦路でなくても、重心位置推定部２３の演算処理によって、路面の凹凸状況に起因して発生するロール角度の変化の影響をステップＳ１８の処理において除去することができる。これにより、ステップＳ１８の処理によって得られる計測値の精度を路面の凹凸状況に係わらずに高いものとすることができる。

また、図５および図７のフローチャートにおける時間、重量、車速、舵角、およびヨーレートなどの数値については一例であり、数値をこれに限定するものではなく、ユーザの都合やコンテナヤードの環境などに合わせて適宜に変更してよい。

また、図５および図７のフローチャートのステップＳ３，Ｓ１４，Ｓ１５などの音（「ピッ！」、「ピッ！ピッ！ピッ！ピッ！」、「ピッ！ピッ！」など）に代えて、音声情報（「測定を開始します」、「注意してください」、「（ロール）角度を表示します」など）をスピーカ２５から送出するようにしてもよい。

また、図８〜図１２の画面２４，２４Ａ，２４Ｂの各表示例に加え、スピーカ２５からは合成音声によって「重心偏りが大きいです。ご注意ください。」または「傾き角度は右２．５度です。ご注意ください。」などとアナウンスを行う構成としてもよい。さらに、図９の表示例では、「重心偏りが大きいです。ご注意ください。カプラ重量は４トンです。」などとアナウンスを行う構成としてもよい。

また、図１２の表示例は、重心位置の推定結果に併せてコンテナ１３の荷重を表示する画面２４Ｂの例であるが、コンテナ１３の荷重の情報は、荷重センサの代わりに圧力センサ２２Ｒ，２２Ｌの空気圧の情報から導出することもできる。たとえば試験的に、コンテナ１３に様々な荷重の積荷を積載し、そのときの圧力センサ２２Ｒ，２２Ｌの値を記録することで、コンテナ１３の荷重と圧力センサ２２Ｒ，２２Ｌの値との対応関係をグラフまたは表として予めメモリに保持しておけば、圧力センサ２２Ｒ，２２Ｌの値からコンテナ１３の荷重を推定することができる。

また、重心位置推定部２３，２３Ａを構成する情報処理装置が実行するプログラムは、重心位置推定装置１１，１１Ａの出荷前に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、重心位置推定装置１１，１１Ａの出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、プログラムの一部が、重心位置推定装置１１，１１Ａの出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。重心位置推定装置１１，１１Ａの出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されるプログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。

また、プログラムは、情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。

このように、情報処理装置とプログラムによって重心位置推定部２３，２３Ａの機能を実現することにより、大量生産や仕様変更（または設計変更）に対して柔軟に対応可能となる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。

１…連結車、２…牽引車、３…被牽引車、７…牽引車シャーシ、１１…重心位置推定装置、１２…エアベローズ、１５…メインバルブ（２系統のバルブの一方）、１６…サブバルブ（２系統のバルブの他方）、２０…表示部、２１…車高センサ、２２…圧力センサ、２３…重心位置推定部（制御手段）、２３Ａ…重心位置推定部（制御手段、受付手段）、２４…画面、２５…スピーカ、５５…入力部（受付手段の一部）

Claims (5)

1. エアサスペンションを構成するエアベローズを有し、前記エアベローズ内の空気圧を調整することで積載重量に係わらず車高を一定に保つように制御する車両の重心位置を推定する重心位置推定装置において、
   前記エアベローズ内に空気圧を供給する２系統のバルブと、
   前記車両への積荷の積載開始前の前記車両のロール角度と前記車両への積荷の積載が終了して前記エアベローズ内の空気圧が調整された後のロール角度との差に基づいて前記積荷が積載された前記車両の重心位置を推定する重心位置推定部と、
   を有し、
   前記重心位置推定部は、前記車両への積荷の積載開始に先立って、または前記車両への積荷の積載開始と共に、車高が所定値以下のときには、前記２系統のバルブの双方を併用して前記エアベローズ内の空気圧が予め定められた空気圧になるように制御する制御手段を有する、
   ことを特徴とする重心位置推定装置。
2. 請求項１記載の重心位置推定装置であって、
   前記重心位置推定部は、前記車両への積荷の積載開始を検出する検出手段、または前記車両への積荷の積載開始に先立つ重心位置の計測開始の指示を外部から受付けるための受付手段を有する、
   ことを特徴とする重心位置推定装置。
3. 請求項１または２記載の重心位置推定装置を有することを特徴とする車両。
4. エアサスペンションを構成するエアベローズを有し、前記エアベローズ内の空気圧を調整することで積載重量に係わらず車高を一定に保つように制御する車両の重心位置を推定する重心位置推定装置が実行する重心位置推定方法において、
   前記車両への積荷の積載開始前の前記車両のロール角度と前記車両への積荷の積載が終了して前記エアベローズ内の空気圧が調整された後のロール角度との差に基づいて前記積荷が積載された前記車両の重心位置を推定する重心位置推定ステップを有し、
   前記重心位置推定ステップの処理は、前記車両への積荷の積載開始に先立って、または前記車両への積荷の積載開始と共に、車高が所定値以下のときには、２系統のバルブの双方を併用して前記エアベローズ内の空気圧が予め定められた空気圧になるように制御する制御ステップを有する、
   ことを特徴とする重心位置推定方法。
5. 情報処理装置に、請求項１または２記載の重心位置推定装置の機能を実現させることを特徴とするプログラム。

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