JP2021028629A - 車両走行型重心位置計測装置及び車両走行型重心位置計測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両走行型荷重計測（weight-in-motion）方法を応用した車両走行型重心位置計測装置及び車両走行型重心位置計測プログラムを提供する。【解決手段】トラック型車両１は前輪１１及び駆動輪としての後輪１２を有する。前輪１１に前輪荷重ＷＦを検出するための前輪荷重センサ１１ａを設け、後輪１２に後輪荷重ＷＲを検出するための後輪荷重センサ１２ａを設ける。トラック型車両１の前後方向の加速度ａを検出するための水平方向加速度センサ１３を設ける。制御ユニット１４は、加速度ａによって確立された第１の運転状態時に検出された第１の前輪荷重及び第１の後輪荷重と、加速度ａによって確立された第１の運転状態時と異なる第２の運転状態時に検出された第２の前輪荷重及び第２の後輪荷重とに応じて車両の質量、車両の水平方向重心位置及び車両１の重心高さを演算するための演算手段を具備する。【選択図】 図１

Description

本発明は重心高さをも計測できる車両走行型重心位置計測装置及び車両走行型重心位置計測プログラムに関する。

現在の貨物輸送は、国内外を問わず、トラック、トレーラ等の車両による輸送が圧倒的である。このような車両については以下のような必要性がある。

第１に、車両輸送においては、車両の重心位置並びに車両質量（重量）を把握することが必要である。車両の重心位置及び車両重量が把握できれば、荷積みを適切にやり直して車両走行の安全性を確保できる。また、全地球測位（ＧＰＳ）システムとの連携によって走行道路先のカーブ部分での横転事故防止のための安全走行速度をリアルタイムで計算し、安全走行速度をドライバに知らせたり、又は自動的に走行速度制限制御を実現して交通事故防止を図ることができる。

第２に、舗装道路の保全のために、過積載車両の把握、防止、取締が必要である。一般に、過積載車両の把握は、検問場所において疑わしい車両を発見して走行車線から重量計測場所まで誘導し、車両を重量計に載せて停止させ車両重量を計測する。しかしながら、このような過積載車両の把握は、効率が悪く、従って、検問場所を設けた道路を走行した車両をすべて車両重量計測することは不可能である。

上述の必要性から車両を停止させずに車線上を走行状態で荷重を計測する車両走行型荷重計測方法（weight-in-motion）が知られている。車両走行型荷重計測方法によれば、道路管理者によって公的道路の車線上たとえば高速道路、有料道路の入口付近でも車両の荷重の計測が有効であり、港湾等の大規模荷積センタ等の施設内においても、車両の荷重の計測が有効である。

従来の重心高さをも計測できる車両走行型重心位置計測装置は、１対の車高計及び１対の輪重計（荷重センサ）を設けた平坦路と、１対の車高計及び１対の輪重計を設け、左右勾配が異なる第１の測定帯と、１対の車高計及び１対の輪重計を設け、前記左右勾配と反対の左右勾配を有する第２の測定帯とを設け、平坦路及び第１、第２の測定帯を通過した車両の左右重心位置、前後重心位置及び上下重心位置（重心高さ）を計測する。この場合、重心高さは、第１、第２の測定帯において演算された車両の左右方向の第１、第２の傾斜角及び第１、第２の測定帯において演算された第１、第２の左右の輪重（荷重）の計測値に基づいて演算される（参照：特許文献１）。

特開２０１２−２０２８８２号公報（特許第５７２９８６３号）

しかしながら、上述の従来の車両走行型重心位置計測装置は、車両の重心高さの計測のために、道路に、平坦路、左右勾配が異なる第１、第２の測定帯を設けると共に、車両の傾斜角測定のための車高計を設ける必要があるので、通常の走行車線上に設置して、ほぼ通常の交通状況の中で次々に通過する車両に適用することは不可能であるという課題がある。

上述の課題を解決するために、本発明に係る車両走行型重心位置計測装置は、前輪及び後輪を有する型車両であって、前輪の前輪荷重及び後輪の後輪荷重を検出するための荷重センサと、車両の加速度を取得するための車両加速度取得手段と、荷重センサ及び車両加速度取得手段に接続され、車両の重心位置を演算するための制御ユニットとを具備し、制御ユニットは、車両加速度取得手段によって確立された第１の運転状態時に検出された第１の前輪荷重及び第１の後輪荷重と、車両加速度取得手段によって確立された第１の運転状態時と異なる第２の運転状態時に検出された第２の前輪荷重及び第２の後輪荷重とに応じて車両の質量、車両の水平方向重心位置及び車両の重心高さを演算するための演算手段を具備するものである。

また、本発明に係る車両走行型重心位置計測装置は、前輪及び後輪を有するトラクタと、トラクタにカプラによって結合され、トレーラ車輪を有するトレーラとを具備するトレーラ型車両であって、トラクタの前輪の前輪荷重及び後輪の後輪荷重並びにトレーラのトレーラ車輪のトレーラ車輪荷重を検出するための荷重センサと、車両の加速度を取得するための車両加速度取得手段と、荷重センサ及び車両加速度取得手段に接続され、車両の重心位置を演算するための制御ユニットとを具備し、制御ユニットは、トラクタの単体の質量と、車両加速度取得手段によって確立された第１の運転状態時に検出された第１の前輪荷重、第１の後輪荷重及び第１のトレーラ車輪荷重と、車両加速度取得手段によって確立された第１の運転状態時と異なる第２の運転状態時に検出された第２の前輪荷重、第２の後輪荷重及び第２のトレーラ車輪荷重とに応じてトレーラの質量、トレーラの水平方向重心位置及びトレーラの重心高さを演算するための演算手段を具備するものである。

本発明によれば、車両の重心高さの計測のために、道路に車高計を備えた平坦路及び左右勾配が異なる第１、第２の測定帯を設ける必要がないので、通常の走行車線上に設置でき、ほぼ通常の交通状況の中で次々に通過する車両の重心位置を計測できる。

本発明に係る車両走行型重心位置計測装置の第１の実施の形態を示す図である。 図１の制御ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。 図２のフローチャートを補足説明するための図であって、図３の（Ａ）は図２のステップ２０３を説明するための図、図３の（Ｂ）は図２のステップ２０８、２０９を説明するための図である。 図２のフローチャートの変更例である。 図４のフローチャートを補足説明するための図であって、図５の（Ａ）は図４のステップ２０３を説明するための図、図５の（Ｂ）は図４のステップ２０８を説明するための図である。 本発明に係る車両走行型重心位置計測装置の第２の実施の形態を示す図である。 図６の部分拡大図であり、（Ａ）はスクータ型車両の拡大斜視図、（Ｂ）は荷重センサの拡大斜視図である。 図６の制御ユニットの動作を説明するためのフローチャートであって、（Ａ）は停止又は定速走行ゾーンの荷重を処理するルーチン、（Ｂ）は加速走行ゾーンの荷重を処理するルーチンである。 図８のフローチャートを補足説明するためのタイミング図であって、（Ａ）は図８の（Ａ）のルーチンを補足説明するための図、（Ｂ）は図８の（Ｂ）のルーチンを補足説明するための図である。 本発明に係る車両走行型重心位置計測装置の第３の実施の形態を示す図である。 図１０の制御ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。 図１０の制御ユニットの動作を説明するためのフローチャートである。 図１１、図１２のフローチャートを補足説明するための図であって、図１３の（Ａ）は図１１のステップ１１０４を説明するための図、図１３の（Ｂ）は図１２のステップ１２０３、１２０４を説明するための図、図１３の（Ｃ）は図１２のステップ１２０８、１２０９を説明するための図である。 図１３の（Ｂ）の自由体図である。 図１２のフローチャートの変更例である。 図１５のフローチャートを補足説明するための図であって、図１６の（Ａ）は図１５のステップ１２０３を説明するための図、図１６の（Ｂ）は図１５のステップ１２０８を説明するための図である。 本発明に係る車両走行型重心位置計測装置の第４の実施の形態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は車輪配置図である。 本発明に係る車両走行型重心位置計測装置の第５の実施の形態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は車輪配置図である。 図１８の自由体図である。

図１は本発明に係る車両走行型重心位置計測装置の第１の実施の形態を示す図である。

図１において、トラック型車両１は単軸の前輪１１及び駆動輪としての単軸の後輪１２を有するものとする。前輪１１の車軸、サスペンション内部（エアサスペンションの場合はエアバッグの内圧計測）、又は車両シャシーとサスペンションとの間に前輪荷重Ｗ_Ｆを検出するための垂直方向前輪荷重センサ１１ａを設け、他方、後輪１２の車軸、サスペンション内部（エアサスペンションの場合はエアバッグの内圧計測）、又は車両シャシーとサスペンションとの間には、後輪荷重Ｗ_Ｒを検出するための垂直方向後輪荷重センサ１２ａを設ける。また、トラック型車両１の前後方向の加速度ａを検出するための水平方向加速度センサ１３を設ける。この場合、水平方向加速度センサ１３はたとえば水平器（図示せず）上に設けられる。前輪荷重センサ１１ａ、後輪荷重センサ１２ａ、水平方向加速度センサ１３はたとえば圧電素子センサによって構成される。尚、水平方向加速度センサ１３として、車速センサの出力の時間微分、ドップラー効果を利用した電波センサ、高速度カメラ、路面埋め込み型渦電流式センサ等を用いることもできる。さらに、前輪荷重センサ１１ａの前輪荷重Ｗ_Ｆ、後輪荷重センサ１２ａの後輪荷重Ｗ_Ｒ及び水平方向加速度センサ１３のトラック型車両１の加速度ａは制御ユニット１４たとえばコンピュータに供給されている。この場合、前輪荷重センサ１１ａ、後輪荷重センサ１２ａ、水平方向加速度センサ１３の各出力は脈動成分を含むので、低域フィルタ（図示せず）を介しかつアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器（図示せず）を介して制御ユニット１４に取込まれる。制御ユニット１４は運転席に設けられたディスプレイユニット１５に接続されている。

図１においては、前輪１１と後輪１２との前後輪間距離（ホイールベース）Ｌ及び駆動輪としての後輪１２の後輪直径Ｄは車両諸元表により既知であると仮定する。

図２は図１の制御ユニット１４の動作を説明するためのフローチャートである。図２のルーチンは運転者によるスイッチ（図示せず）のオン等によってスタートする。

始めに、ステップ２０１にて水平方向加速度センサ１３からトラック型車両１の水平方向加速度ａをＡ／Ｄ変換して取込む。

次に、ステップ２０２にて、水平方向加速度ａの絶対値がε１（正の値）より小さいか否か、つまり、トラック型車両１が、停止又は定速状態か否かを判別する。第１の運転状態としてのトラック型車両１が停止又は定速状態のときのみ、ステップ２０３〜２０５に進む。他の場合、ステップ２０１に戻る。

ステップ２０３〜２０５について図３の（Ａ）を参照して説明する。尚、図３の（Ａ）において、ＧＮＤは走行車線の地面を表す。

ステップ２０３にて、荷重センサ１１ａ、１２ａから前輪荷重Ｗ_Ｆ及び後輪荷重Ｗ_ＲをＡ／Ｄ変換して取込み、Ｗ_Ｆ←Ｗ_Ｆ０、Ｗ_Ｒ←Ｗ_Ｒ０とする。

次に、質量演算ステップ２０４にて、トラック型車両１の質量Ｍを数１式に従って演算する。

尚、この場合、ｇは重力加速度であり、重力Ｍｇはトラック型車両１の重心Ｇから垂直方向に下に向う。

次に、水平面上重心距離演算ステップ２０５にて、重心Ｇと後輪１２の中心との距離によって定義される重心Ｇの重心距離（水平座標）ｂを数２式に基づいて演算する。重心距離ｂによって前後のバランスを判断できる。

尚、数２式は前輪荷重Ｗ_Ｆ０、後輪荷重Ｗ_Ｒ０の重心Ｇ回りの力のモーメントの釣り合いである数３式

より得られる。

次に、ステップ２０６にて再び水平方向加速度センサ１３からトラック型車両１の水平方向加速度ａをＡ／Ｄ変換して取込む。

次に、ステップ２０７にて水平方向加速度ａの絶対値がε２（ε１より大きい正の値）より大きいか否か、つまり、トラック型車両１が、加速状態（減速状態も含む）か否かを判別する。トラック型車両１が第２の運転状態としての加速状態のときのみ、ステップ２０８、２０９に進む。他の場合、ステップ２０６に戻る。

ステップ２０８、２０９について図３の（Ｂ）を参照して説明する。尚、図３の（Ｂ）において、ＧＮＤは走行車線の地面を表す。

ステップ２０８にて、荷重センサ１１ａ、１２ａから前輪荷重Ｗ_Ｆ及び後輪荷重Ｗ_ＲをＡ／Ｄ変換して取込み、Ｗ_Ｆ←Ｗ_Ｆａ、Ｗ_Ｒ←Ｗ_Ｒａとする。

次に、重心高さ演算ステップ２０９にて、重心高さＨ_Ｇを数４式に基づいて演算する。数４式の２式はいずれを用いてもよいが、誤差を多少とも含むので、２式で計算し、その平均値を採用してもよい。

尚、数４式は以下の数５式、数６式及び数７式を連立させて解くことによって得られる。すなわち、数５式は後輪１２の駆動力Ｆと加速度ａとの関係を示す。

数６式は垂直方向の力の釣り合いを示す。

数７式は重心Ｇ回りの力のモーメントの釣り合いを示す。

そして、図２のルーチンはステップ２０９に終了する。尚、質量Ｍ、重心距離ｂ及び重心高さＨ_Ｇはディスプレイユニット１５に適宜表示される。

尚、図２においては、トラック型車両１の停止又は定速状態のステップ２０１〜２０５を実行した後に、トラック型車両１の加速状態（減速状態）のステップ２０６〜２０９を実行しているが、ステップ２０１〜２０３による停止又は定速状態の荷重取込み及びステップ２０６〜２０８による加速状態の荷重取込みのいずれを先に行ってもよく、その後、質量Ｍ演算ステップ２０４、重心距離ｂ演算ステップ２０５を実行し、そして、重心高さＨ_Ｇ演算ステップ２０９を実行すればよい。また、前輪１１、後輪１２のサスペンションの線形近似化されたばね定数を予め同定してデータベース化しておけば、加速走行（又は減速走行）の際のトラックボディの前頭側及び後尾側の沈み込み、浮上り変化を演算できるので、重心高さＨ_Ｇの精度を向上できる。

図４は図２のフローチャートの変更例を示す。図４においては、図２のステップに対して実質的にステップ２０７’を付加すると共に、ステップ２０４、２０５をステップ２０９の直前に移動した。

始めに、ステップ２０１にて水平方向加速度センサ１３からトラック型車両１の水平方向加速度ａをＡ／Ｄ変換して取込み、ａ←ａ１とする。

次に、ステップ２０２にて、水平方向加速度ａ１の絶対値がε１（正の値）より大きいか否か、つまり、トラック型車両１が、加速状態（減速状態も含む）か否かを判別する。トラック型車両１が第１の運転状態としての加速状態のときのみ、ステップ２０３に進む。他の場合、ステップ２０１に戻る。

ステップ２０３について図５の（Ａ）を参照して説明する。尚、図５の（Ａ）において、ＧＮＤは走行車線の地面を表す。

ステップ２０３にて、荷重センサ１１ａ、１２ａから前輪荷重Ｗ_Ｆ及び後輪荷重Ｗ_ＲをＡ／Ｄ変換して取込み、Ｗ_Ｆ←Ｗ_Ｆ（ａ１）、Ｗ_Ｒ←Ｗ_Ｒ（ａ１）とする。

次に、ステップ２０６にて再び水平方向加速度センサ１３からトラック型車両１の水平方向加速度ａをＡ／Ｄ変換して取込み、ａ←ａ２とする。

次に、ステップ２０７にて水平方向加速度ａ２の絶対値がε１より大きいか否か、つまり、トラック型車両１が、加速状態（減速状態も含む）か否かを判別する。トラック型車両１が加速状態のときのみ、ステップ２０７’にて、ａ１＝ａ２か否かを判別する。この結果、第２の運転状態としての加速状態が異なる場合のみ（ａ１≠ａ２）、ステップ２０８、２０４、２０５、２０９に進む。他の場合、ステップ２０６に戻る。

ステップ２０８、２０４、２０５、２０９について図５の（Ｂ）を参照して説明する。尚、図５の（Ｂ）において、ＧＮＤは走行車線の地面を表す。

ステップ２０８にて、荷重センサ１１ａ、１２ａから前輪荷重Ｗ_Ｆ及び後輪荷重Ｗ_ＲをＡ／Ｄ変換して取込み、Ｗ_Ｆ←Ｗ_Ｆ（ａ２）、Ｗ_Ｒ←Ｗ_Ｒ（ａ２）とする。

次に、質量演算ステップ２０４にて、垂直方向の釣り合いから、トラック型車両１の質量Ｍを数８式に従って演算する。

尚、この場合、ｇは重力加速度であり、重力Ｍｇはトラック型車両１の重心Ｇから垂直方向に下に向う。但し、加速状態（ａ＝ａ１）による数９式又は加速状態（ａ＝ａ２）による数１０式でもよい。

次に、水平面上重心距離演算ステップ２０５にて、重心Ｇと後輪１２の中心との距離によって定義される重心Ｇの重心距離（水平座標）ｂを数１１式に基づいて演算する。重心距離ｂによって前後のバランスを判断できる。

次に、重心高さ演算ステップ２０９にて、重心高さＨ_Ｇを数１２式に基づいて演算する。

数１１式、数１２式は、図５の（Ａ）における重心Ｇに関する釣り合いの数１３式及び図５の（Ｂ）における重心Ｇに関する釣り合いの数１４式を連立させて解くことによって得られる。

そして、ステップ２１０にて図４のルーチンは終了する。

図６は本発明に係る車両走行型重心位置計測装置の第２の実施の形態を示す図である。

図６において、スクータ型車両２は単軸の前輪２１及び駆動輪としての単軸の後輪２２を有するものとする。スクータ型車両２は走行車線の地面ＧＮＤに設けられた定速走行ゾーンＺ１及び加速走行ゾーンＺ２を走行する。定速走行ゾーンＺ１の地面ＧＮＤには荷重センサ６０１が埋め込まれており、加速走行ゾーンＺ２の地面ＧＮＤには荷重センサ６０２が埋め込まれている。荷重センサ６０１によって検出された荷重Ｗ１は低域フィルタ６０３及びＡ／Ｄ変換器６０５を介して制御ユニット６０７たとえばコンピュータに供給される。同様に、荷重センサ６０２によって検出された荷重Ｗ２は低域フィルタ６０４及びＡ／Ｄ変換器６０６を介して制御ユニット６０７に供給される。制御ユニット６０７にはディスプレイユニット６０８が接続されている。

図７の（Ａ）は図６のスクータ型車両２の拡大図である。図７の（Ａ）においては、前後輪間距離Ｌは１．３１５ｍ、後輪２２の直径Ｄは０．５２ｍであり、車両諸元表により既知であると仮定する。図７の（Ｂ）は図６の荷重センサ６０１、６０２の配置を示す拡大斜視図である。尚、水平方向加速度ａは図示しない高速カメラ等によって計測されているものとする。

図８は図６の制御ユニット６０７の動作を示すフローチャートであって、所定時間たとえば１ｍｓ毎に実行される。ここで、図８の（Ａ）は荷重Ｗ１を処理するための時間割込ルーチン、図８の（Ｂ）は荷重Ｗ２を処理するための時間割込ルーチンである。

図８の（Ａ）のルーチンを図９の（Ａ）のタイミング図を参照して説明する。尚、フラグＦ１は“０”に初期化されているものとする。

始めに、ステップ８０１Ａにて、図９の（Ａ）の荷重Ｗ１を取込むと共に、荷重Ｗ１の立上りを検出する。尚、この場合、制御ユニット６０７に供給された荷重Ｗ１は低域フィルタ６０３を介するので実際には脈動成分を含んでいない。この結果、荷重Ｗ１の立上りが検出されたときのみ、ステップ８０２Ａに進み、他の場合にはステップ８１０Ａに直接進む。

ステップ８０２Ａでは、荷重Ｗ１の立上りが１回目（Ｆ１＝“０”）か否かを判別する。この結果、荷重Ｗ１の立上りが１回目（Ｆ１＝“０”）の場合には、ステップ８０３Ａにて荷重Ｗ１を前輪荷重Ｗ_Ｆ０とすると共に、ステップ８０４ＡにてフラグＦ１を“１”とし、ステップ８１０Ａに進む。他の場合（Ｆ１＝“１”）つまり荷重Ｗ１の立上りが２回目の場合には、ステップ８０５Ａに進む。

ステップ８０５Ａでは、水平方向加速度ａがε１（正の値）より小さいか否か、つまり、停止又は定速状態か否かを判別する。第１の運転状態としての停止又は定速状態であれば、ステップ８０６Ａ〜８０９Ａに進み、停止又は定速状態でなければ、ステップ８１０Ａに直接進む。

ステップ８０６Ａでは、荷重Ｗ１の立上りが２回目（Ｆ１＝“１”）であるので、荷重Ｗ１を後輪荷重Ｗ_Ｒ０とすると共に、ステップ８０７ＡにてフラグＦ１を“０”とする。

次に、ステップ８０８Ａにて、スクータ型車両２の質量Ｍを数１式に従って演算する。

次に、ステップ８０９Ａにて、重心Ｇと後輪２２の中心との距離によって定義される重心Ｇの重心距離（水平座標）ｂを数２式に基づいて演算する。

そして、図８の（Ａ）のルーチンはステップ８１０Ａに終了する。このように、荷重Ｗ１からフラグＦ１の値により前輪荷重Ｗ_Ｆ０及び後輪荷重Ｗ_Ｒ０を識別し、質量Ｍ及び水平方向重心位置ｂを演算する。

図８の（Ｂ）のルーチンを図９の（Ｂ）のタイミング図を参照して説明する。尚、フラグＦ２は“０”に初期化されているものとする。

始めに、ステップ８０１Ｂにて、図９の（Ｂ）の荷重Ｗ２を取込むと共に、荷重Ｗ２の立上りを検出する。尚、この場合、制御ユニット６０７に供給された荷重Ｗ２は低域フィルタ６０４を介するので実際には脈動成分を含んでいない。この結果、荷重Ｗ２の立上りが検出されたときのみ、ステップ８０２Ｂに進み、他の場合にはステップ８０９Ｂに直接進む。

ステップ８０２Ｂでは、荷重Ｗ２の立上りが１回目（Ｆ２＝“０”）か否かを判別する。この結果、荷重Ｗ２の立上りが１回目（Ｆ２＝“０”）の場合には、ステップ８０３Ｂにて荷重Ｗ２を前輪荷重Ｗ_Ｆａとすると共に、ステップ８０４ＢにてフラグＦ２を“１”とし、ステップ８０９Ｂに進む。他の場合（Ｆ２＝“１”）つまり荷重Ｗ２の立上りが２回目の場合には、ステップ８０５Ｂに進む。

ステップ８０５Ｂでは、水平方向加速度ａがε２（ε１より大きい正の値）より大きいか否か、つまり、加速状態（減速状態も含む）か否かを判別する。第２の運転状態としての加速状態であれば、ステップ８０６Ｂ〜８０８Ｂに進み、加速状態でなければ、ステップ８０９Ｂに直接進む。

ステップ８０６Ｂでは、荷重Ｗ２の立上りが２回目（Ｆ２＝“１”）であるので、荷重Ｗ２を後輪荷重Ｗ_Ｒａとすると共に、ステップ８０７ＢにてフラグＦ２を“０”とする。

次に、ステップ８０８Ｂにて、重心高さＨ_Ｇを数４式に基づいて演算する。

そして、図８の（Ｂ）のルーチンはステップ８０９Ｂに終了する。このように、荷重Ｗ２からフラグＦ２の値によって前輪荷重Ｗ_Ｆａ及び後輪荷重Ｗ_Ｒａを識別し、重心高さＨ_Ｇを演算する。尚、質量Ｍ、重心距離ｂ及び重心高さＨ_Ｇはディスプレイユニット６０８に適宜表示される。

発明者の実験によれば、スクータ型車両２が定速走行ゾーンＺ１を定速（ａ＝０）で通過した結果、
Ｗ_Ｆ０＝７０±１ｋｇｆ
Ｗ_Ｒ０＝１３０±２ｋｇｆ
従って、
Ｍ≒２０３〜２０９ｋｇ
ｂ≒０．４３８〜０．４５５ｍ
であった。

また、スクータ型車両２が加速走行ゾーンＺ２を加速度（ａ≒１．５４／ｓ^２）で通過した結果、
Ｗ_Ｆａ≒５５．９ｋｇ
Ｗ_Rａ≒１４８．４ｋｇ
従って、
Ｈ_Ｇ≒０．４８３〜０．６５７ｍ
であった。

このようにして得られた重心高さＨ_Ｇは常識的な定性的推定値と一致した。

上述の図６に示す第２の実施の形態においても、スクータ型車両２は図１のトラック型車両１とすることもできる。また、定速走行ゾーンＺ１を停止ゾーンとすることもでき、定速走行ゾーンＺ１を加速走行ゾーンＺ２と異なる加速走行ゾーンつまり相異なる加速度（減速度を含む）の加速走行ゾーンとすることもできる。従って、図６に示す第２の実施の形態の動作は図１に示す第１の実施の形態の動作と同一となる。また、図６においては、２つの走行ゾーンＺ１、Ｚ２を設け、各走行ゾーンＺ１、Ｚ２に１つの荷重センサを埋め込んでいるが、１つのみの走行ゾーンに１つの荷重センサを設け、車両２を巡回させて同一走行ゾーン上を２回走行させることによっても上述と同一の動作を行える。この場合には、荷重Ｗ１＝Ｗ２として図８の（Ａ）のルーチン及び図８の（Ｂ）のルーチンの一方を先に実行し、他方を後に実行すればよい。

図１０は本発明に係る車両走行型重心位置計測装置の第３の実施の形態を示す図である。

図１０においては、トレーラ型（正確には、セミトレーラ型）車両３は、トラクタ（牽引車）３１及びトレーラ（被牽引車）３２よりなり、トレーラ３２はカプラ（連結機）３３によってトラクタ３１に連結される。

図１０において、トラクタ３１は単軸の前輪３１１及び駆動輪としての単軸の後輪３１２を有するものとする。前輪３１１の車軸、サスペンション内部（エアサスペンションの場合はエアバッグの内圧計測）、又は車両シャシーとサスペンションとの間に前輪荷重Ｗ_Ｆを検出するための前輪荷重センサ３１１ａを設け、他方、後輪３１２の車軸、サスペンション内部（エアサスペンションの場合はエアバッグの内圧計測）、又は車両シャシーとサスペンションとの間には、後輪荷重Ｗ_Ｒを検出するための後輪荷重センサ３１２ａを設ける。また、トレーラ型車両３の前後方向の加速度ａを検出するための水平方向加速度センサ３１３を設ける。この場合、水平方向加速度センサ３１３はたとえば水平器（図示せず）上に設けられる。トレーラ３２はトレーラ車輪３２１の車軸、サスペンション内部（エアサスペンションの場合はエアバッグの内圧計測）、又は車両シャシーとサスペンションとの間にトレーラ車輪荷重Ｗ_Ｂを検出するための車輪荷重センサ３２１ａを設ける。前輪荷重センサ３１１ａ、後輪荷重センサ３１２ａ、水平方向加速度センサ３１３、車輪荷重センサ３２１ａはたとえば圧電素子センサによって構成される。尚、水平方向加速度センサ３１３は車速センサの出力の時間微分、ドップラー効果を利用する電波センサ、高速度カメラ、路面埋め込み型渦電流式センサ等を用いることもできる。さらに、前輪荷重センサ３１１ａの前輪荷重Ｗ_Ｆ、後輪荷重センサ３１２ａの後輪荷重Ｗ_Ｒ及び水平方向加速度センサ３１３のトレーラ型車両３の加速度ａ、並びに車輪荷重センサ３２１ａのトレーラ車輪荷重Ｗ_Ｂは制御ユニット３１４たとえばコンピュータに供給されている。この場合、前輪荷重センサ３１１ａ、後輪荷重センサ３１２ａ、水平方向加速度センサ３１３、車輪荷重センサ３２１ａの各出力は脈動成分を含むので、低域フィルタ（図示せず）を介しかつアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器（図示せず）を介して制御ユニット３１４に取込まれる。制御ユニット３１４は運転席に設けられたディスプレイユニット３１５に接続されている。

図１０においては、トラクタ３１における前輪３１１と後輪３１２との前後輪間距離（ホイールベース）Ｌ_ｔ及び駆動輪としての後輪３１２の後輪直径Ｄ、トラクタ３１におけるカプラ３３と後輪３１２との間の距離ｐ、及びトレーラ３２におけるカプラ３３とトレーラ車輪３２１との距離Ｌ_Ｂは車両諸元表により既知であると仮定する。

図１１、図１２は図１０の制御ユニット３１４の動作を説明するためのフローチャートであって、図１１はトレーラ３２を結合していない単体トラクタ３１の動作、図１２はトラクタ３１及びトラクタ３１に結合されたトレーラ３２の動作を示す。図１１、１２のルーチンは運転者によるスイッチ（図示せず）のオン等によってスタートする。

図１１の単体トラクタ３１のルーチンを説明する。図１１のルーチンは図２のステップ２０１〜２０４とほぼ同一である。

始めに、ステップ１１０１にて水平方向加速度センサ３１３から単体トラクタ３１の水平方向加速度ａをＡ／Ｄ変換して取込む。

次に、ステップ１１０２にて、水平方向加速度ａの絶対値がε１（正の値）より小さいか否か、つまり、単体トラクタ３１が、停止又は定速状態か否かを判別する。単体トラクタ３１が停止又は定速状態のときのみ、ステップ１１０３、１１０４に進む。他の場合、ステップ１１０１に戻る。

ステップ１１０３、１１０４について図１３の（Ａ）を参照して説明する。尚、図１３の（Ａ）において、ＧＮＤは走行車線の地面を表す。

ステップ１１０３にて、単体トラクタ３１の荷重センサ３１１ａ、３１２ａから前輪荷重Ｗ_Ｆ及び後輪荷重Ｗ_ＲをＡ／Ｄ変換して取込み、Ｗ_Ｆ←Ｗ_ｔＦ、Ｗ_Ｒ←Ｗ_ｔＲとする。

次に、単体トラクタ質量演算ステップ１１０４にて、単体トラクタ３１の質量Ｍ_ｔを数１５式に従って演算する。

尚、この場合、ｇは重力加速度であり、重力Ｍ_ｔｇは単体トラクタ３１の重心Ｇ_ｔから垂直方向に下に向う。

そして、ステップ１１０５にて図１１のルーチンは終了する。尚、質量Ｍ_ｔには、質量として運転手等の質量を含まないが、車両諸元表の値を近似値として用いてもよい。

図１２のトラクタ／トレーラ制御ルーチンを説明する。

始めに、ステップ１２０１にて水平方向加速度センサ３１３からトラクタ３１の水平方向加速度ａをＡ／Ｄ変換して取込む。

次に、ステップ１２０２にて、水平方向加速度ａの絶対値がε１（正の値）より小さいか否か、つまり、トレーラ型車両３が、停止又は定速状態か否かを判別する。トレーラ型車両３が第１の運転状態としての停止又は定速状態のときのみ、ステップ１２０３〜１２０５に進む。他の場合、ステップ１２０１に戻る。

ステップ１２０３〜１２０５について図１３の（Ｂ）を参照して説明する。尚、図１３の（Ｂ）において、ＧＮＤは走行車線の地面を表す。

ステップ１２０３にて、荷重センサ３１１ａ、３１２ａ、車輪荷重センサ３２１ａから前輪荷重Ｗ_Ｆ、後輪荷重Ｗ_Ｒ、トレーラ車輪荷重Ｗ_ＢをＡ／Ｄ変換して取込み、Ｗ_Ｆ←Ｗ_Ｆ０、Ｗ_Ｒ←Ｗ_Ｒ０、Ｗ_Ｂ←Ｗ_Ｂ０とする。

次に、ステップ１２０４にて、トレーラ３２の質量Ｍ_Ｂを数１６式に従って演算する。

尚、この場合、ｇは重力加速度であり、重力Ｍ_Ｂｇはトレーラ３２の重心Ｇ_Ｂから垂直方向に下に向う。数１６式については、後述する。

次に、ステップ１２０５にて、トレーラ３２の重心Ｇ_Ｂの重心距離（水平座標）ｕを数１７式に基づいて演算する。

尚、数１７式については、後述する。

数１６式、数１７式の導入について説明する。

トレーラ３２において、カプラ３３回りの力モーメントの関係は数１８式で表される。

トレーラ３２において、カプラ３３におけるトレーラ重量荷重Ｒ_Ｃ＝Ｒ_Ｃ０は数１９式で表される。

トラクタ３１における前輪荷重Ｗ_Ｆ０は数２０式で表される。

トラクタ３１における後輪荷重Ｗ_Ｒ０は数２１式で表される。

数１８式、数１９式、数２０式、数２１式における未知数パラメータはＭ_Ｂ及びｕである。従って、数１８式、数１９式、数２０式、数２１式を解くことによって数１６式のＭ_Ｂ、数１７式のｕを得ることができる。尚、実際の計測データは脈動成分の影響でノイズを含むので、数１６式の２式から２つの解を得てその平均値Ｍ_Ｂとしてもよい。

次に、ステップ１２０６にて再び水平方向加速度センサ３１３からトレーラ型車両３の水平方向加速度ａをＡ／Ｄ変換して取込む。

次に、ステップ１２０７にて水平方向加速度ａの絶対値がε２（ε１より大きい正の値）より大きいか否か、つまり、トレーラ型車両３が、加速状態（減速状態も含む）か否かを判別する。トレーラ型車両３が第２の運転状態としての加速状態のときのみ、ステップ１２０８、１２０９に進む。他の場合、ステップ１２０６に戻る。

ステップ１２０８、１２０９について図１３の（Ｃ）及びその自由体図である図１４を参照して説明する。尚、図１３の（Ｃ）において、ＧＮＤは走行車線の地面を表す。

ステップ１２０８にて、荷重センサ３１１ａ、３１２ａ及び車輪荷重センサ３２１ａから前輪荷重Ｗ_Ｆ、後輪荷重Ｗ_Ｒ及びトレーラ車輪荷重Ｗ_ＢをＡ／Ｄ変換して取込み、Ｗ_Ｆ←Ｗ_Ｆａ、Ｗ_Ｒ←Ｗ_Ｒａ、Ｗ_Ｂ←Ｗ_Ｂａとする。

次に、重心高さ演算ステップ１２０９にて、トレーラ３２の重心高さＨ_Ｂを数２２式に基づいて演算する。

尚、数２２式は以下の数２３式、数２４式、数２５式、数２６式、数２７式及び数２８式を連立させて解くことによって得られる。

トラクタ３１において、数２３式は水平方向の力の釣り合いを示す。

トラクタ３１において、数２４式は垂直方向の力の釣り合いを示す。

トラクタ３１において、数２５式は重心Ｇ_ｔ回りの力のモーメントの釣り合いを示す。

但し、ｘはトラクタ３１とトレーラ３２とのカプラ３３（連結機）で発生している内力（水平成分Ｆ_ｃａ、垂直成分Ｗ_ｃａ）の作用点と考えられるカプラ３３の位置の高さである。

トレーラ３２において、数２６式は水平方向の力の釣り合いを示す。

トレーラ３２において、数２７式は垂直方向の力の釣り合いを示す。

トレーラ３２において、数２８式は重心Ｇ_Ｂ回りの力のモーメントの釣り合いを示す。

そして、図１２のルーチンはステップ１２０９に終了する。尚、質量Ｍ_Ｂ、重心距離ｕ及び重心高さＨ_Ｂはディスプレイユニット１５に適宜表示される。

尚、図１２においては、トレーラ型車両３の停止又は定速状態のステップ１２０１〜１２０５を実行した後に、トレーラ型車両３の加速状態（減速状態）のステップ１２０６〜１２０９を実行しているが、ステップ１２０１〜１２０３による停止又は定速状態の荷重取込み及びステップ１２０６〜１２０８による加速状態の荷重取込みのいずれを先に行ってもよく、その後、質量Ｍ_Ｂ演算ステップ１２０４、重心距離ｕ演算ステップ１２０５を実行し、そして、重心高さＨ_Ｂ演算ステップ１２０９を実行すればよい。また、前輪３１１、後輪３１２、トレーラ車軸３２１のサスペンションの線形近似化されたばね定数を予め同定してデータベース化しておけば、加速走行（又は減速走行）の際のトレーラ型車両３の前頭側及び後尾側の沈み込み、浮上り変化を演算できるので、重心高さＨ_Ｂの精度を向上できる。

図１５は図１２のフローチャートの変更例を示す。図１５においては、図１２のステップに対して実質的にステップ１２０７’を付加すると共に、ステップ１２０４、１２０５をステップ１２０９の前に移動した。

始めに、ステップ１２０１にて水平方向加速度センサ１３からトレーラ型車両３の水平方向加速度ａをＡ／Ｄ変換して取込み、ａ←ａ１とする。

次に、ステップ１２０２にて、水平方向加速度ａ１の絶対値がε１（正の値）より大きいか否か、つまり、トレーラ型車両３が、加速状態（減速状態も含む）か否かを判別する。トレーラ型車両３が第１の運転状態としての加速状態のときのみ、ステップ１２０３に進む。他の場合、ステップ１２０１に戻る。

ステップ１２０３について図１６の（Ａ）を参照して説明する。尚、図１６の（Ａ）において、ＧＮＤは走行車線の地面を表す。

ステップ１２０３にて、荷重センサ１１ａ、１２ａ、、３２１ａから前輪荷重Ｗ_Ｆ、後輪荷重Ｗ_Ｒ及びトレーラ車輪荷重Ｗ_ＢをＡ／Ｄ変換して取込み、Ｗ_Ｆ←Ｗ_Ｆ（ａ１）、Ｗ_Ｒ←Ｗ_Ｒ（ａ１）、Ｗ_Ｂ←Ｗ_Ｂ（ａ１）とする。

次に、ステップ１２０６にて再び水平方向加速度センサ１３からトラック型車両１の水平方向加速度ａをＡ／Ｄ変換して取込み、ａ←ａ２とする。

次に、ステップ１２０７にて水平方向加速度ａの絶対値がε１より大きいか否か、つまり、トレーラ型車両３が、加速状態（減速状態も含む）か否かを判別する。トレーラ型車両３が加速状態のときのみ、ステップ１２０７’にて、ａ１＝ａ２か否かを判別する。この結果、第２の運転状態としての加速状態が異なる場合のみ（ａ１≠ａ２）、ステップ１２０８、１２０４、１２０５、１２０９に進む。他の場合、ステップ１２０６に戻る。

ステップ１２０８、１２０４、１２０５、１２０９について図１６の（Ｂ）を参照して説明する。尚、図１６の（Ｂ）において、ＧＮＤは走行車線の地面を表す。

ステップ１２０８にて、荷重センサ１１ａ、１２ａ、３２１ａから前輪荷重Ｗ_Ｆ、後輪荷重Ｗ_Ｒ及びトレーラ車輪荷重Ｗ_ＢをＡ／Ｄ変換して取込み、Ｗ_Ｆ←Ｗ_Ｆ（ａ２）、Ｗ_Ｒ←Ｗ_Ｒ（ａ２）、Ｗ_Ｂ←Ｗ_Ｂ（ａ２）とする。

次に、質量演算ステップ１２０４にて、垂直方向の釣り合いから、トレーラ３２の質量Ｍ_Ｂを数２９式に従って演算する。

尚、この場合、ｇは重力加速度であり、重力Ｍ_Ｂｇはトレーラ３２の重心Ｇ_Ｂから垂直方向に下に向う。但し、加速状態（ａ＝ａ２）による式でもよい。

次に、水平面上重心距離演算ステップ１２０５及び１２０９にて、重心Ｇ_Ｂとトレーラ車輪３２１ａの中心との距離によって定義される重心Ｇ_Ｂの重心距離（水平座標）ｕ及び重心高さＨ_Ｂを数３０式に基づいて演算する。重心距離ｕによって前後のバランスを判断できる。

数２９式、数３０式は、下記の数３１式〜数３８式を連立させて解くことによって得られる。

トラクタ３１において、数３１式は水平方向の力の釣り合いを示す。

トラクタ３１において、数３２式は垂直方向の力の釣り合いを示す。

トラクタ３１において、数３３式は重心Ｇ_ｔ回りの力のモーメントの釣り合いを示す。

但し、ｘはトラクタ３１とトレーラ３２とのカプラ３３（連結機）で発生している内力（水平成分Ｆ_ｃａ、垂直成分Ｗ_ｃａ）の作用点と考えられるカプラ３３の位置の高さである。

トレーラ３２において、数３４式は水平方向の力の釣り合いを示す。

トレーラ３２において、数３５式は垂直方向の力の釣り合いを示す。

トレーラ３２において、数３６式は重心Ｇ_Ｂ回りの力のモーメントの釣り合いを示す。

数３３式、数３６式を加算してｘ項を消去し、数３１式、数３２式、数３４式、数３５式を用いてＦ（ａ_１）、Ｆ_ｃ（ａ_１）、Ｗ_ｃ（ａ_１）も消去し、加速度ａ＝ａ１の場合についてのＨ_Ｂ、ｕだけが未知数となる数３７式を導く。

この数３７式を便宜上から数３８式で簡易表現しておく。

加速度ａ＝ａ２の場合について、数３７式、数３８式と同様の数３９式、数４０式を得る。

従って、数３８式、数４０式から数４１式が得られる。

数４１式を書替えると、数３０式が得られる。

そして、ステップ１２１０にて図１５のルーチンは終了する。

図１５、図１６においては、２つの異なる加速度の走行ａ１、ａ２で重心高さＨ_Ｂを推定しているが、その推定精度及び信頼性を高めるためには３つ以上の異なる加速度走行での計測結果から最小二乗法で求めるのが良い。すなわち、ｎ個の異なる加速度ａ１、ａ２、…、ａｎとした場合、数４１式は数４２式となる。

従って、重み付き最小二乗法の解法として数４２式は数４３式となる。

但し、ｗ_１、ｗ_２、…、ｗ_ｎは重み関数であり、その行列は対角行列の重み行列である。最も簡単な重み行列は単位行列である。

図１７は本発明に係る車両走行型重心位置計測装置の第４の実施の形態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は車輪配置図である。

図１７においては、図１の車両走行型重心位置計測装置１を３次元的にし、便宜上Ｏ−ξηζ直角座標で表し、前輪を右前輪１１Ｒ、左前輪１１Ｌとし、後輪を右後輪１２Ｒ、左後輪１２Ｌとし、各車輪に荷重センサを設ける。図１７の（Ｂ）において、Ｓは左右輪接地面中心点間距離であり、前輪１１Ｒ、１１Ｌ側、後輪１２Ｒ、１２Ｌ側とも同一であり、車両諸元表により既知であると仮定する。

図１７の車両走行型重心位置計測装置１の動作も図２のルーチンに従って行われる。

質量演算ステップ２０４では、トラック型車両１の質量Ｍを数４４式に従って演算する。

但し、Ｗ_ｆＲ０、Ｗ_ｆＬ０、Ｗ_ｒＲ０、Ｗ_ｒＬ０は右前輪１１Ｒ、左前輪１１Ｌ、右後輪１２Ｒ、左後輪１２Ｌの荷重である。

水平面上重心距離演算ステップ２０５にて重心Ｇの水平面上のξη座標を数４５式に従って演算する。

重心Ｇのξη座標によって左右前後のバランスを判断できる。

重心高さ演算ステップ２０９にて、重心高さＨ_Ｇを数４６式に従って演算する。

尚、数４６式は次の数４７式、数４８式を連立させて解くことができる。
数４７式は垂直方向の力の釣り合いを示す。

数４８式は重心Ｇ回りの力のモーメントの釣り合いを示す。

図１８は本発明に係る車両走行型重心位置計測装置の第５の実施の形態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は車輪配置図である。図１９は図１８のトラクタ３１、トレーラ３２の自由体図である。

図１８においては、図１０の車両走行型重心位置計測装置３を３次元的にし、便宜上Ｏ−ξηζ直角座標で表し、トラクタ３１において、前輪を右前輪１１Ｒ、左前輪１１Ｌとし、後輪を右後輪１２Ｒ、左後輪１２Ｌとし、各車輪に荷重センサ（図示せず）を設けると共に、トレーラ３２において、トレーラ車輪３２Ｒ、３２Ｌとし、各トレーラ車輪に荷重センサを設ける。尚、トレーラ車輪は４つ図示しているが、便宜上２つとして取り扱う。

トラクタ３１のパラメータを次のごとく定義する。
Ｇ_ｔ：重心
（ξ_ｔＧ，η_ｔＧ）：後輪１２Ｒ、１２Ｌの軸中心位置の点Ｏ’からの重心Ｇ_ｔの水平座標
Ｈ_ｔ：重心高さ
（ｐ，０）：後輪１２Ｒ、１２Ｌの軸中心位置の点Ｏ’からのカプラ３３の水平座標
ｘ：カプラ３３の内力の作用点と考えられる位置の高さ（参照：図１９）
Ｌ_ｔ：ホイルベース
Ｄ_ｔ：後輪１２Ｒ、１２Ｌの外径

トレーラ３２のパラメータを次のごとく定義する。
Ｇ_Ｂ：重心
（Ｌ_Ｂ，０）：トレーラ車輪３２Ｒ、３２Ｌの軸中心位置の点Ｏからカプラ３３の水平座標（尚、２軸や３軸車輪型の場合には軸中心位置はそれらの図心位置とすればよい。）
Ｄ_Ｂ：トレーラ車輪の外径
Ｓ_Ｂ：左右車輪３２Ｒ、３２Ｌのトレッドセンター間の距離

図１８の車両走行型重心位置計測装置の動作も図１１、図１２のルーチンによって実行される。

トラクタ３１の質量Ｍ_ｔを数４９式に従って演算する。

但し、Ｗ_ｆＲ、Ｗ_ｆＬ、Ｗ_ｒＲ、Ｗ_ｒＬはトラクタ３１の単体での定速走行または停止状態での計測による前輪１１Ｒ、１１Ｌ、後輪１２Ｒ、１２Ｌの荷重である。

トレーラ質量演算ステップ１２０４では、数５０式によってトレーラ３２の質量Ｍ_Ｂを演算する。

但し、Ｗ_ｆＲ０、Ｗ_ｆＬ０、Ｗ_ｒＲ０、Ｗ_ｒＬ０はトラクタ３１の前輪１１Ｒ、１１Ｌ、後輪１２Ｒ、１２Ｌの荷重である。
また、トレーラ３２の質量Ｍ_Ｂは数５１式でも演算できる。

但し、Ｆｃはトラクタ３１とトレーラ３２との連結点であるカプラ３３において垂直方向に作用・反作用している力
Ｗ_ＢＲ０はトレーラ右側車輪３２Ｒの荷重
Ｗ_ＢＬ０はトレーラ左側車輪３２Ｌの荷重
である。この場合、力Ｆ_Ｃはトレーラ３２が結合後のトラクタ３１の車輪１１Ｒ、１１Ｌ、１２Ｒ、１２Ｌの荷重がトレーラ３２が結合前の単独トラクタ３１の車輪１１Ｒ、１１Ｌ、１２Ｒ、１２Ｌの荷重からどれだけ増加したかで求めることができる。すなわち数５２式で表される。

但し、Ｗ_ｆＲ０、Ｗ_ｆＬ０、Ｗ_ｒＲ０、Ｗ_ｒＬ０は結合後のトラクタ３１の車輪１１Ｒ、１１Ｌ、１２Ｒ、１２Ｌの荷重である。この場合、計算誤差から最小二乗法（状況に応じて重み付け最小二乗法）で求めることもできる。従って、力Ｆ_ｃは、数５３式より求めることができる。

トレーラ重心位置演算ステップ１２０５では、トレーラ３２の重心Ｇ_Ｂの水平座標（ξ_ＢＧ、η_ＢＧ）を数５４式、数５５式によって求める。

尚、数５４式は前後方向の力の釣り合いからの数５６式に基づき、数５５式は左右方向の力の釣り合いからの数５７式に基づく。

トレーラ重心高さ演算ステップ１２０９では数５８式によりトレーラ３２の重心高さＨ_Ｂを演算する。

数５８式の算出について図１９の自由体図を参照して説明する。

図１９において、カプラ３３での作用・反作用の大きさで水平方向成分をＦ_ｘ、垂直方向成分をＦ_ｃとすると、トレーラ３２が索引されて動いた加速度もａであるので、並進力の釣り合い方程式から、トラクタ３１の駆動後輪１２Ｒ、１２Ｌの駆動力Ｆ_ｄは数５９式で表わされる。

図１９におけるトラクタ３１の垂直方向の力の釣り合いから数６０式が成立する。

また、トラクタ３１の重心Ｇ_ｔ回りの力のモーメントの釣り合いから数６１式が成立する。

図１９におけるトレーラ３２の水平方向の力の釣り合いから数６２式が成立する。

図１９におけるトレーラ３２の垂直方向の力の釣り合いから数６３式が成立する。

また、トレーラ３２の重心Ｇ_Ｂ回りの力のモーメントの釣り合いから数６４式が成立する。

計測データは精度がよいとしても、少しは誤差が含まれているので、これに対処するために、最小二乗法（状況に応じで適切な重み付け最小二乗法）で垂直方向成分Ｆ_ｃは数５３式で表される。まず数６１式と数６４式を加算してｘの項を消去して、そこに数５９式，数６０式，数６２式，数６３式を連立させてＨ_Ｂ以外の未知数を消去することにより数５８式に示すトレーラ３２の重心高さＨ_Ｂが得られる。

尚、上述のトレーラ型車両においても、荷重センサを２つの走行ゾーンそれぞれに埋め込むことができる。この場合にも、図８のルーチンにおいて、フラグＦ１、Ｆ２の代りにソフトウェアとしてのカウンタＮを設け、荷重センサの１回目（Ｎ＝１）の出力をトラクタ３１の前輪荷重と識別し、荷重センサの２回目（Ｎ＝２）の出力をトタクタ３１の後輪荷重と識別し、荷重センサの３回目（Ｎ＝３）の出力をトレーラ３２のトレーラ車輪荷重と識別すればよい。この場合においても、１つのみの走行ゾーンに１つの荷重センサを設け、トレーラ型車両３を巡回させて同一走行ゾーン上を２回走行させることによっても上述と同一の動作を行える。この場合には、荷重Ｗ１＝Ｗ２として図８の（Ａ）のルーチン及び図８の（Ｂ）のルーチンの一方を先に実行し、他方を後に実行すればよい。

また、図１、図６、図１０の実施の形態においては、前輪１１、２１、後輪１２、２２、トレーラ車輪３２１を等価的に単軸で図示しているが、本発明は複軸の場合にも適用できることは言うまでもない。

また、図２、図４、図８、図１１、図１２、図１５のルーチン（プログラム）は制御ユニット（コンピュータ）内のリードオンメモリ（ＲＯＭ）等の記憶媒体に格納される。

さらに、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲のいかなる変更に適用し得る。

本発明はトラック型、トレーラ型及びスクータ型車両以外にも、他の積荷型車両たとえばバン型車両にも利用できる。

１：トラック型車両
１１：前輪
１１Ｒ：右前輪
１１Ｌ：左前輪
１１ａ：垂直方向前輪荷重センサ
１２：後輪
１２Ｒ：右後輪
１２Ｌ：左後輪
１２ａ：垂直方向後輪荷重センサ
１３：水平方向加速度センサ
２：スクータ型車両
２１：前輪
２２：後輪
６０１、６０２：荷重センサ
６０３、６０４：低域フィルタ
６０５、６０６：アナログ/ディジタル（Ａ/Ｄ）変換器
Ｌ：前後輪間距離
Ｄ：後輪直径
ｂ：重心距離（水平座標）
ＧＮＤ：地面
３：トレーラ型車両
３１：トラクタ
３２：トレーラ
３２１：トレーラ車輪
３３：カプラ

Claims (24)

1. 前輪及び後輪を有する車両であって、
   前記前輪の前輪荷重及び前記後輪の後輪荷重を検出するための荷重センサと、
   前記車両の加速度を取得するための車両加速度取得手段と、
   前記荷重センサ及び前記車両加速度取得手段に接続され、前記車両の重心位置を演算するための制御ユニットと
   を具備し、
   前記制御ユニットは、
   前記車両加速度取得手段によって確立された第１の運転状態時に検出された第１の前輪荷重及び第１の後輪荷重と、前記車両加速度取得手段によって確立された前記第１の運転状態時と異なる第２の運転状態時に検出された第２の前輪荷重及び第２の後輪荷重とに応じて前記車両の質量、前記車両の水平方向重心位置及び前記車両の重心高さを演算するための演算手段を具備する車両走行型重心位置計測装置。
2. 前記第１の運転状態は停止又は定速状態であり、
   前記第２の運転状態は加速又は減速状態であり、
   前記演算手段は、
   前記第１の前輪荷重及び前記第１の後輪荷重に応じて前記車両の質量及び前記車両の水平方向重心位置を演算するための第１の演算手段と、
   前記第２の前輪荷重、前記第２の後輪荷重、前記車両の質量及び前記車両の水平方向重心位置に応じて前記車両の重心高さを演算するための第２の演算手段と
   を具備する請求項１に記載の車両走行型重心位置計測装置。
3. 前記第１の運転状態は第１の加速又は減速状態であり、
   前記第２の運転状態は第１の加速又は減速状態と異なる第２の加速又は減速状態である請求項１に記載の車両走行型重心位置計測装置。
4. 前記荷重センサは、
   前記前輪に設けられた第１の荷重センサと、
   前記後輪に設けられた第２の荷重センサと
   を具備する請求項１に記載の車両走行型重心位置計測装置。
5. 前記荷重センサは、
   第１の走行ゾーンに埋め込められた第１の荷重センサと、
   第２の走行ゾーンに埋め込められた第２の荷重センサと
   を具備し、
   前記制御ユニットは、
   前記第１の荷重センサの出力により前記第１の前輪荷重と前記第１の後輪荷重とを識別するための第１の識別手段と、
   前記第２の荷重センサの出力により前記第２の前輪荷重と前記第２の後輪荷重とを識別するための第２の識別手段と
   を具備する請求項１に記載の車両走行型重心位置計測装置。
6. 前記荷重センサは、１つの走行ゾーンに埋め込められ、
   前記制御ユニットは、
   前記荷重センサの出力により前記第１の前輪荷重と前記第１の後輪荷重とを識別するための第１の識別手段と、
   前記荷重センサの出力により前記第２の前輪荷重と前記第２の後輪荷重とを識別するための第２の識別手段と
   を具備する請求項１に記載の車両走行型重心位置計測装置。
7. 前輪及び後輪を有するトラクタと、
   該トラクタにカプラによって結合され、トレーラ車輪を有するトレーラとを具備するトレーラ型車両であって、
   前記トラクタの前記前輪の前輪荷重及び前記後輪の後輪荷重並びに前記トレーラの前記トレーラ車輪のトレーラ車輪荷重を検出するための荷重センサと、
   前記車両の加速度を取得するための車両加速度取得手段と、
   前記荷重センサ及び前記車両加速度取得手段に接続され、前記車両の重心位置を演算するための制御ユニットと
   を具備し、
   前記制御ユニットは、
   前記トラクタの質量と、前記車両加速度取得手段によって確立された第１の運転状態時に検出された第１の前輪荷重、第１の後輪荷重及び第１のトレーラ車輪荷重と、前記車両加速度取得手段によって確立された前記第１の運転状態時と異なる第２の運転状態時に検出された第２の前輪荷重、第２の後輪荷重及び第２のトレーラ車輪荷重とに応じて前記トレーラの単体の質量、前記トレーラの水平方向重心位置及び前記トレーラの重心高さを演算するための演算手段を具備する車両走行型重心位置計測装置。
8. 前記第１の運転状態は停止又は定速状態であり、
   前記第２の運転状態は加速又は減速状態であり、
   前記演算手段は、
   前記トラクタの質量、前記第１の前輪荷重、前記第１の後輪荷重及び前記第１のトレーラ車輪荷重に応じて前記トレーラの質量及び前記トレーラの水平方向重心位置を演算するための第１の演算手段と、
   前記第２の前輪荷重、前記第２の後輪荷重、前記第２のトレーラ車輪荷重、前記トレーラの質量及び前記トレーラの水平方向重心位置に応じて前記トレーラの重心高さを演算するための第２の演算手段と
   を具備する請求項７に記載の車両走行型重心位置計測装置。
9. 前記第１の運転状態は第１の加速又は減速状態であり、
   前記第２の運転状態は第１の加速又は減速状態と異なる第２の加速又は減速状態である請求項７に記載の車両走行型重心位置計測装置。
10. 前記荷重センサは、
    前記前輪に設けられた第１の荷重センサと、
    前記後輪に設けられた第２の荷重センサと、
    前記トレーラ車輪に設けられた第３の荷重センサと
    を具備する請求項７に記載の車両走行型重心位置計測装置。
11. 前記荷重センサは、
    第１の走行ゾーンに埋め込められた第１の荷重センサと、
    第２の走行ゾーンに埋め込められた第２の荷重センサと
    を具備し、
    前記制御ユニットは、
    前記第１の荷重センサの出力により前記第１の前輪荷重、前記第１の後輪荷重及び前記第１のトレーラ車輪荷重とを識別するための第１の識別手段と、
    前記第２の荷重センサの出力により前記第２の前輪荷重、前記第２の後輪荷重及び前記第２のトレーラ車輪荷重とを識別するための第２の識別手段と
    を具備する請求項７に記載の車両走行型重心位置計測装置。
12. 前記荷重センサは、１つの走行ゾーンに埋め込められ、
    前記制御ユニットは、
    前記荷重センサの出力により前記第１の前輪荷重、前記第１の後輪荷重及び前記第１のトレーラ車輪荷重とを識別するための第１の識別手段と、
    前記荷重センサの出力により前記第２の前輪荷重、前記第２の後輪荷重及び前記第２のトレーラ車輪荷重とを識別するための第２の識別手段と
    を具備する請求項７に記載の車両走行型重心位置計測装置。
13. 前輪及び後輪を有する車両であって、
    前記前輪の前輪荷重及び前記後輪の後輪荷重を検出するための荷重センサと、
    前記車両の加速度を取得するための車両加速度取得手段と
    を具備し、
    前記車両加速度取得手段によって確立された第１の運転状態時に検出された第１の前輪荷重及び第１の後輪荷重と、前記車両加速度取得手段によって確立された前記第１の運転状態時と異なる第２の運転状態時に検出された第２の前輪荷重及び第２の後輪荷重とに応じて前記車両の質量、前記車両の水平方向重心位置及び前記車両の重心高さを演算するための演算手段を具備する車両走行型重心位置計測プログラム。
14. 前記第１の運転状態は停止又は定速状態であり、
    前記第２の運転状態は加速又は減速状態であり、
    前記演算手順は、
    前記第１の前輪荷重及び前記第１の後輪荷重に応じて前記車両の質量及び前記車両の水平方向重心位置を演算するための第１の演算手段と、
    前記第２の前輪荷重、前記第２の後輪荷重、前記車両の質量及び前記車両の水平方向重心位置に応じて前記車両の重心高さを演算するための第２の演算手段と
    を具備する請求項１３に記載の車両走行型重心位置計測装置。
15. 前記第１の運転状態は第１の加速又は減速状態であり、
    前記第２の運転状態は第１の加速又は減速状態と異なる第２の加速又は減速状態である請求項１３に記載の車両走行型重心位置計測プログラム。
16. 前記荷重センサは、
    前記前輪に設けられた第１の荷重センサと、
    前記後輪に設けられた第２の荷重センサと
    を具備する請求項１３に記載の車両走行型重心位置計測プログラム。
17. 前記荷重センサは、
    第１の走行ゾーンに埋め込められた第１の荷重センサと、
    第２の走行ゾーンに埋め込められた第２の荷重センサと
    を具備し、
    前記制御手順は、
    前記第１の荷重センサの出力により前記第１の前輪荷重と前記第１の後輪荷重とを識別するための第１の識別手順と、
    前記第２の荷重センサの出力により前記第２の前輪荷重と前記第２の後輪荷重とを識別するための第２の識別手順と
    を具備する請求項１３に記載の車両走行型重心位置計測プログラム。
18. 前記荷重センサは、１つの走行ゾーンに埋め込められ、
    前記制御手順は、
    前記荷重センサの出力により前記第１の前輪荷重と前記第１の後輪荷重とを識別するための第１の識別手順と、
    前記荷重センサの出力により前記第２の前輪荷重と前記第２の後輪荷重とを識別するための第２の識別手順と
    を具備する請求項１３に記載の車両走行型重心位置計測プログラム。
19. 前輪及び後輪を有するトラクタと、
    該トラクタにカプラによって結合され、トレーラ車輪を有するトレーラとを具備するトレーラ型車両であって、
    前記トラクタの前記前輪の前輪荷重、前記後輪の後輪荷重及び前記トレーラ車輪のトレーラ車輪荷重を検出するための荷重センサと、
    前記車両の加速度を取得するための車両加速度取得手段と
    を具備し、
    前記トラクタの質量と、前記車両加速度取得手段によって確立された第１の運転状態時に検出された第１の前輪荷重、第１の後輪荷重及び第１のトレーラ車輪荷重と、前記車両加速度取得手段によって確立された前記第１の運転状態時と異なる第２の運転状態時に検出された第２の前輪荷重、第２の後輪荷重及び第２のトレーラ車輪荷重とに応じて前記トレーラの質量、前記トレーラの水平方向重心位置及び前記トレーラの重心高さを演算するための演算手順を具備する車両走行型重心位置計測プログラム。
20. 前記第１の運転状態は停止又は定速状態であり、
    前記第２の運転状態は加速又は減速状態であり、
    前記演算手順は、
    前記トラクタの質量、前記第１の前輪荷重、前記第１の後輪荷重及び前記第１のトレーラ車輪荷重に応じて前記トレーラの質量及び前記トレーラの水平方向重心位置を演算するための第１の演算手順と、
    前記第２の前輪荷重、前記第２の後輪荷重、前記第２のトレーラ車輪荷重、前記トレーラの質量及び前記トレーラの水平方向重心位置に応じて前記トレーラの重心高さを演算するための第２の演算手順と
    を具備する請求項１９に記載の車両走行型重心位置計測プログラム。
21. 前記第１の運転状態は第１の加速又は減速状態であり、
    前記第２の運転状態は第１の加速又は減速状態と異なる第２の加速又は減速状態である請求項１９に記載の車両走行型重心位置計測プログラム。
22. 前記荷重センサは、
    前記前輪に設けられた第１の荷重センサと、
    前記後輪に設けられた第２の荷重センサと、
    前記トレーラ車輪に設けられた第３の荷重センサと
    を具備する請求項１９に記載の車両走行型重心位置計測プログラム。
23. 前記荷重センサは、
    第１の走行ゾーンに埋め込められた第１の荷重センサと、
    第２の走行ゾーンに埋め込められた第２の荷重センサと
    を具備し、
    前記制御手順は、
    前記第１の荷重センサの出力により前記第１の前輪荷重、前記第１の後輪荷重及び前記第１のトレーラ車輪荷重とを識別するための第１の識別手順と、
    前記第２の荷重センサの出力により前記第２の前輪荷重、前記第２の後輪荷重及び前記第２のトレーラ車輪荷重とを識別するための第２の識別手順と
    を具備する請求項１９に記載の車両走行型重心位置計測プログラム。
24. 前記荷重センサは、１つの走行ゾーンに埋め込められ、
    前記制御手順は、
    前記荷重センサの出力により前記第１の前輪荷重、前記第１の後輪荷重及び前記第１のトレーラ車輪荷重とを識別するための第１の識別手順と、
    前記荷重センサの出力により前記第２の前輪荷重、前記第２の後輪荷重及び前記第２のトレーラ車輪荷重とを識別するための第２の識別手順と
    を具備する請求項１９に記載の車両走行型重心位置計測プログラム。
    

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