JP2021160527A - 重心高推定装置及び重心高推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サスペンション上の重心の高さを推定する精度を向上させる。【解決手段】サスペンション上のロールモーメントを複数の時刻それぞれで算出するモーメント算出部１２１と、幅方向の加速度である横加速度を複数の時刻それぞれで測定する横加速度測定部１２２と、サスペンション上の質量を測定する質量測定部１２３と、横加速度に対するロールモーメントの基準周波数以下の周波数領域における伝達関数のゲインを時間区分ごとに算出するゲイン算出部１２４と、基準周波数以下の周波数領域における、横加速度とロールモーメントとの関連度を時間区分ごとに算出する関連度算出部１２５と、関連度に基づいて伝達関数のゲインを重み付けする重み付け部と、伝達関数のゲインと、測定した質量とに基づいて、ロール中心からサスペンション上の重心までの高さを算出する重心高算出部１２８と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の重心高さを算出する重心高推定装置及び重心高推定方法に関する。

積荷を積載する車両では、積荷の状態によって車両全体の重心の位置が大きく変化する。このため、車両の走行の安定性を確保するには、積荷を積載した状態の車両の重心高さを推定することが重要となる。車両の重心高さの推定方法としては、平均ピリオドグラム法等を用いて、車両の幅方向の横加速度に対するサスペンション上のロールモーメントの伝達関数を求め、求めた伝達関数の低周波領域におけるゲインをサスペンション上の質量で除することにより、車両の重心高さを算出することが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１８−１７７０７０号公報

特許文献１に記載の発明では、伝達関数の低周波数領域におけるゲインを用いて重心高さを算出することにより、路面の凹凸に起因する高周波領域のノイズの影響を除去することができる。一方、特許文献１に記載の発明では、路面のうねりや横風外乱に起因する低周波領域のノイズの影響を除去できないという問題があった。

本発明は、サスペンション上の重心の高さを推定する精度を向上させることができる重心高推定装置及び重心高推定方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様の重心高推定装置は、車両に備えられた左右のサスペンションの支持力に基づいて、前記車両における当該サスペンション上のロールモーメントを複数の時刻それぞれで算出するモーメント算出部と、前記車両の幅方向の加速度である横加速度を複数の時刻それぞれで測定する横加速度測定部と、前記サスペンション上の質量を測定する質量測定部と、前記横加速度に対する前記ロールモーメントの基準周波数以下の周波数領域における伝達関数のゲインを時間区分ごとに算出するゲイン算出部と、前記基準周波数以下の周波数領域における、前記横加速度と前記ロールモーメントとの関連度を時間区分ごとに算出する関連度算出部と、前記関連度算出部が算出した前記関連度に基づいて当該関連度と同じ時間区分において前記ゲイン算出部が算出した前記伝達関数のゲインを重み付けする重み付け部と、前記重み付け部により重み付けされた前記伝達関数のゲインと、前記質量測定部が測定した前記質量とに基づいて、前記車両のロール中心から前記サスペンション上の重心までの高さを算出する重心高算出部と、を備える。

前記ゲイン算出部は、前記伝達関数のゲインの前記基準周波数以下の周波数領域における統計値である第１統計値を算出し、前記関連度算出部が算出した前記関連度に基づいて、当該関連度と同じ時間区分において前記ゲイン算出部が算出した前記伝達関数の前記ゲインの第１統計値を重み付けする重みを決定する重み決定部と、前記重み決定部が決定した重みを用いて複数の前記時間区分の前記ゲインの第１統計値を重み付けし、重み付け後の値の統計値である第２統計値を算出する統計算出部とをさらに備え、前記重心高算出部は、前記統計算出部が算出した前記ゲインの前記第２統計値を前記質量測定部が測定した前記質量で除することにより、前記高さを算出してもよい。

前記重み決定部は、複数の前記時間区分のそれぞれの前記ゲインの第１統計値のうち、前記関連度が所定値以下の前記ゲインの第１統計値の重みを０とし、前記関連度が所定値を超える前記ゲインの第１統計値の重みを０より大きな値としてもよい。前記関連度算出部は、コヒーレンス関数に基づいて、前記関連度を算出してもよい。

前記重み決定部は、前記関連度算出部が算出した前記関連度の時間区分ごとの最低値に基づいて、前記ゲイン算出部が算出した前記伝達関数の前記ゲインの第１統計値を重み付けする重みを決定してもよい。前記重み決定部は、前記関連度算出部が算出した前記関連度の時間区分ごとの平均値に基づいて、前記ゲイン算出部が算出した前記伝達関数の前記ゲインの第１統計値を重み付けする重みを決定してもよい。

本発明の第２の態様の重心高推定方法は、車両に備えられた左右のサスペンションの支持力に基づいて、前記車両における当該サスペンション上のロールモーメントを複数の時刻それぞれで算出するステップと、前記車両の幅方向の加速度である横加速度を複数の時刻それぞれで測定するステップと、前記サスペンション上の質量を測定するステップと、前記横加速度に対する前記ロールモーメントの基準周波数以下の周波数領域における伝達関数のゲインを時間区分ごとに算出するステップと、前記基準周波数以下の周波数領域における、前記横加速度と前記ロールモーメントとの関連度を時間区分ごとに算出するステップと、算出した前記関連度に基づいて当該関連度と同じ時間区分において算出した前記伝達関数のゲインを重み付けするステップと、重み付けされた前記伝達関数のゲインと、測定した前記質量とに基づいて、前記車両のロール中心から前記サスペンション上の重心までの高さを算出するステップと、を備える。

本発明によれば、サスペンション上の重心の高さを推定する精度を向上させるという効果を奏する。

実施形態に係る重心高推定装置が設けられた車両を後方から視た模式図である。 ロール中心まわりのモーメントについての説明図である。 車両の構成を示す図である。 関連度がコヒーレンスである場合における周波数伝達関数のゲインと、関連度との関係を示す図である。 重心高推定装置による地上からサスペンション上部分の重心までの高さの算出方法を示すフローチャートである。

［重心高推定装置の概要］
図１は、本発明の実施形態に係る重心高推定装置が設けられた車両１を後方から視た模式図である。車両１は、サスペンション下部分２と、サスペンション下部分２に取り付けられた左後輪３Ｌ及び右後輪３Ｒと、サスペンション下部分２の上に設けられた左右のサスペンションの一例としてのエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒと、左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒに支持されたサスペンション上部分５と、を備える。本明細書の例では、サスペンション上部分５は、積載されている積荷６を含むものとする。

図２は、ロール中心ＲＣまわりのモーメントについての説明図である。車両１については、図２に示すように、ロール中心ＲＣまわりのモーメントについて、以下の式（１）が成立する。式（１）中、Ｍ_ｘは、サスペンション上部分５のロールモーメントであり、ｈ_ｓｍは、ロール中心ＲＣからサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さであり、Ｆ_ｙは、サスペンション上部分５に作用する遠心力であり、Ｍ_{ｃｏｎｓｔ}は積荷６が側方にずれて積載されることなどによる、サスペンション上部分５のロールモーメントのオフセット量である。

サスペンション上部分５に作用する遠心力Ｆ_ｙについて、以下の式（２）が成立する。式（２）中、ｍ_ｓｍはサスペンション上部分５の質量であり、Ｇ_ｙは、車両１の幅方向の加速度である横加速度である。

上記の式（１）に式（２）を代入することで式（３）が得られる。

上記の式（３）の時刻aにおいて成立する式を、時間により変化する記号に添え字aを付けて表すと、式（４）となる。また、時刻aとは異なる時刻bにおいて成立する式を、時間により変化する記号に添え字bを付けて表すと、式（５）となる。ここで、物流拠点間の走行中であれば、積荷６の配置及び質量は変化しないと考えられるので、車両１のロール中心ＲＣからサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さｈ_ｓｍ、サスペンション上部分５の質量ｍ_ｓｍ、サスペンション上部分５のロールモーメントのオフセット量Ｍ_{ｃｏｎｓｔ}は一定であると考えられる。

以上の式（４）及び式（５）の辺々の差分をとり、ｈ_ｓｍについて変形すると、以下の式（６）となり、ロール中心ＲＣからサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さｈ_ｓｍを求めることができる。式（６）中のＤは、横加速度Ｇ_ｙの変化量に対する車両１のロールモーメントＭ_ｘの変化量で表される比例係数である。

後軸のサスペンションにエアサスペンションを用いる場合、ロールモーメントＭ_ｘは、後軸エアサスペンションの変位及び圧力から、以下の式（７）を用いても求めることができる。式（７）中、Ｋ_φ１３は、エアサスペンションを用いていない、後軸以外のサスペンションロール剛性の和である統合ロール剛性である。Ｋ_φ１３は、車両に固有の一定の値である。式（７）中のＭ_Ｓは、後輪３Ｌ及び３Ｒのエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒが支持するロールモーメントである。また、φ_２は、サスロール角であり、左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒ間の距離と左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒの上下方向の変位の差分ｈｄから求めることができる。

ここで、式（７）中のＭ_Ｓは、左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒ間の距離Ｔｒｄ_２とそれぞれのエアサスペンションの支持力Ｐ_ＬとＰ_Ｒとの差分に基づいて、式（８）を用いて求めることができる。

また、前後のサスペンションにエアサスペンションを用いず、リーフスプリングあるいはコイルスプリングなどの機械式ばねを用いた場合、式（７）中のＭ_Ｓを０として、式（９）を用いてサスペンション上部分のロールモーメントＭ_ｘを求めることができる。

また、前後のサスペンションにエアサスペンションを用いず、リーフスプリングあるいはコイルスプリングなどの機械式ばねを用いており、かつ、前後左右のサスペンションの変位が分かる場合、式（１０）を用いてサスペンション上部分のロールモーメントＭ_ｘを求めることもできる。

式（１０）は、車両が四輪の場合である。式（１０）中、Ｆ_Ｚ１Ｌは前軸左側サスペンションの支持力であり、Ｆ_Ｚ１Ｒは前軸右側サスペンションの支持力であり、Ｆ_Ｚ２Ｌは後軸左側サスペンションの支持力であり、Ｆ_Ｚ２Ｒは後軸右側サスペンションの支持力である。これらサスペンションの支持力Ｆzは、各サスペンションの変位から、予め生成したマップなどにしたがって求められる。

なお、式（１０）は、車両が四輪の場合としたが、車両が六輪あるいは八輪の場合についても、式（１０）と同様の式を用いて求めることができる。

車両１に搭載された重心高推定装置は、横加速度Ｇ_ｙの変化量に対する車両１のロールモーメントＭ_ｘの変化量で表される比例係数Ｄ（式（６）参照）の代わりに、横加速度Ｇ_ｙに対するロールモーメントＭ_ｘの伝達関数のゲインＤ’を用いる。詳細については後述するが、重心高推定装置は、所定の時間区分ごとに、基準周波数以下の周波数領域における伝達関数のゲインＤ’を算出する。重心高推定装置は、所定の時間区分ごとに、基準周波数以下の周波数領域における横加速度とロールモーメントとの関連度を算出する。重心高推定装置は、算出した関連度に基づいて、この関連度と同じ時間区分において算出した周波数伝達関数のゲインＤ’を重み付けする。

重心高推定装置は、重み付けした周波数伝達関数のゲインＤ’を用いて、車両１のロール中心ＲＣからサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さｈ_ｓｍを算出する。このようにして、重心高推定装置は、周波数伝達関数のゲインＤ’を時間区分ごとに重み付けすることにより、路面のうねりや横風外乱等に起因するノイズの影響を小さくし、ロール中心ＲＣから重心Ｑまでの高さｈ_ｓｍを算出する精度を向上させることができる。

［車両の構成］
図３は、車両１の構成を示す図である。車両１には、サスペンション上部分５の重心の高さを推定する重心高推定装置１００が設けられる。重心高推定装置１００は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により実現される。重心高推定装置１００は、記憶部１１及び制御部１２を備える。

記憶部１１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体を有する。記憶部１１は、制御部１２を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶する。制御部１２は、記憶部１１に記憶されたプログラムを実行することにより、モーメント算出部１２１、横加速度測定部１２２、質量測定部１２３、ゲイン算出部１２４、関連度算出部１２５、重み決定部１２６、統計算出部１２７及び重心高算出部１２８として機能する。

［ロールモーメントの算出］
モーメント算出部１２１は、車両１におけるサスペンション上部分５のロールモーメントＭ_ｘを算出する。まず、モーメント算出部１２１は、左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒの支持力Ｐ_Ｌ及びＰ_Ｒをそれぞれ測定する。例えば、モーメント算出部１２１は、左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒ内の圧力に基づいて、左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒの支持力Ｐ_Ｌ及びＰ_Ｒを測定する。モーメント算出部１２１は、車両１に備えられた左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒの支持力Ｐ_Ｌ及びＰ_Ｒに基づいて、車両１におけるサスペンション上部分５のロールモーメントＭ_ｘを算出する。

より詳しくは、モーメント算出部１２１は、左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒの支持力Ｐ_Ｌ及びＰ_Ｒに基づいて、例えば、上述の式（７）及び式（８）により、サスペンション上部分５のロールモーメントＭ_ｘを算出する。また、モーメント算出部１２１は、エアサスペンションと、リーフスプリング又はコイルスプリングなどの機械式バネを併用する場合には、左右のエアサスペンションの変位から、予め生成したマップなどにしたがって機械式バネの支持力を求める。さらに、モーメント算出部１２１は、求めた支持力と、左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒ間の距離Ｔｒｄ_２とに基づいて、例えば、上述の式（７）〜式（１０）により、サスペンション上部分５のロールモーメントＭ_ｘを算出する。モーメント算出部１２１は、ロールモーメントＭ_Ｘを複数の時刻それぞれで算出する。

横加速度測定部１２２は、加速度センサ（不図示）の検出結果に基づいて、車両１の幅方向の加速度である横加速度Ｇ_ｙを測定する。横加速度測定部１２２は、横加速度Ｇ_ｙを複数の時刻それぞれで算出する。質量測定部１２３は、サスペンション上部分５の質量ｍ_ｓｍを測定する。質量測定部１２３は、車両１の各サスペンションの変位に基づいて、サスペンション上部分５の質量ｍ_ｓｍを測定する。

［伝達関数のゲインの算出］
ゲイン算出部１２４は、横加速度Ｇ_ｙに対するロールモーメントＭ_ｘの伝達関数のゲインＤ’を算出する。まず、ゲイン算出部１２４は、横加速度Ｇ_ｙに対するロールモーメントＭ_ｘの周波数伝達関数を算出する。ここでは、ゲイン算出部１２４が平均ピリオドグラム法により周波数伝達関数を求める場合について説明する。横加速度Ｇ_ｙ及びロールモーメントＭ_ｘのクロススペクトルＨ_ＭＧは、以下の式（１１）により表される。式(１１)においてＲ（Ｍ_ｘ）は、ロールモーメントＭ_ｘのフーリエ変換である。また、Ｓ（Ｇ_ｙ）を横加速度Ｇ_ｙのフーリエ変換とし、Ｓ^＊（Ｇ_ｙ）は、Ｓ（Ｇ_ｙ）の複素共役とする。

また、横加速度Ｇ_ｙのオートパワースペクトルＨ_ＧＧは、以下の式（１２）により、表される。

横加速度Ｇ_ｙに対するロールモーメントＭ_ｘの周波数伝達関数Ｆは、以下の式（１３）により、表される。

式（１３）に示す周波数伝達関数Ｆの絶対値であるゲインＤ’の高周波成分は、Ａ／Ｄ変換時の電気的なノイズや、直進時の路面の凹凸に起因するノイズを含んでいる。そこで、ゲイン算出部１２４は、ノイズの影響を除去するため、基準周波数以下の周波数領域におけるゲインＤ’を所定の時間区分ごとに算出する。この基準周波数とは、例えば、車両１のロール中心ＲＣからサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さｈ_ｓｍを精度よく求めるために利用可能であることが実験的に確認されている周波数伝達関数ＦのゲインＤ’に対応する周波数の上限値であり、例えば、最高でも１ヘルツである。例えば、ゲイン算出部１２４は、基準周波数以下の周波数領域におけるゲインＤ’の統計値（以下、第１統計値ともいう）を時間区分ごとに算出する。統計値は、例えば、平均値であるが、中央値又は最頻値であってもよい。

［関連度の算出］
関連度算出部１２５は、基準周波数以下の周波数領域における、横加速度Ｇ_ｙとロールモーメントＭ_ｘとの関連度Ｃを算出する。例えば、関連度算出部１２５は、例えば、以下の式（１４）に示すコヒーレンス関数に基づいて、関連度Ｃを算出する。

式（１４）中、Ｈ_ＭＭは、ロールモーメントＭ_Ｘのパワースペクトルであり、以下の式（１５）により表される。式（１５）中、Ｒ^＊（Ｍ_ｘ）は、Ｒ（Ｍ_ｘ）の複素共役とする。

関連度算出部１２５は、関連度Ｃを所定の時間区分ごとに算出するものとする。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、関連度Ｃがコヒーレンスである場合における周波数伝達関数ＦのゲインＤ’と、関連度Ｃとの関係を示す図である。図４（ａ）は、周波数伝達関数ＦのゲインＤ’と周波数との関係を示す図である。図４（ｂ）は、関連度Ｃと周波数との関係を示す図である。

図４（ａ）の縦軸は、周波数伝達関数ＦのゲインＤ’を示し、横軸は、周波数を対数軸で示す。周波数の単位はヘルツである。実線は、周波数伝達関数ＦのゲインＤ’の変化を示し、破線の曲線は、周波数伝達関数ＦのゲインＤ’の理想的な変化を示す。周波数伝達関数ＦのゲインＤ’は、図４（ａ）の縦の破線で示す基準周波数Ｂ以下の周波数領域では、Ａ／Ｄ変換時の電気的なノイズや、直進時の路面の凹凸に起因するノイズ等の影響を受けにくいが、路面のうねりや横風外乱等の比較的低い周波数のノイズの影響を受けることがある。

図４（ｂ）の縦軸は、関連度Ｃを示し、横軸は、図４（ａ）と共通である。関連度Ｃは、ロールモーメントＭ_ｘが横加速度Ｇ_ｙとの間においてどの程度相関性を有するかを示す。関連度Ｃがコヒーレンスである場合には、関連度Ｃの最小値は０であり、関連度Ｃの最大値は１である。理想的な変化を示す周波数伝達関数ＦのゲインＤ’に対する、ゲイン算出部１２４が算出した周波数伝達関数ＦのゲインＤ’の誤差が小さいほど、関連度Ｃが１に近くなる。一方、理想的な変化を示す周波数伝達関数ＦのゲインＤ’に対する、ゲイン算出部１２４が算出した周波数伝達関数のゲインＤ’の誤差が大きいほど、関連度Ｃは０に近くなる。また、関連度Ｃはコヒーレンスである例に限定されず、関連度Ｃのとり得る値は、０から１までの範囲に限定されない。

［ゲインの重みの決定］
重み決定部１２６は、関連度算出部１２５が算出した関連度Ｃに基づいて、関連度Ｃと同じ時間区分においてゲイン算出部１２４が算出したゲインＤ’を重み付けする重みを決定する。重み決定部１２６は、関連度算出部１２５が算出した関連度Ｃの時間区分ごとの最低値等の統計値に基づいて、ゲイン算出部１２４が算出したゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みを決定する。例えば、重み決定部１２６は、関連度算出部１２５が算出した関連度Ｃ又は関連度Ｃの統計値を、同じ時間区分においてゲイン算出部１２４が算出したゲインＤ’の重みとする。このようにして、重み決定部１２６は、うねり等のノイズの影響が大きいことに起因して関連度Ｃが小さくなった時間区分に対応するゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みを小さくする。このため、重み決定部１２６は、サスペンション上部分５の重心Ｑの高さを推定する精度がノイズの影響により低下することを抑制することができる。

［ゲインの重み付けの変形例１］
また、重み決定部１２６は、０及び１の２つの重みのみを、ゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みとして決定してもよい。例えば、重み決定部１２６は、関連度算出部１２５が算出した関連度Ｃのいずれかの時間区分における最低値が閾値以上である場合に、この時間区分に対応するゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みを１とする。重み決定部１２６は、例えば、車両１の走行の安定性を確保することを考慮して、車両１の積荷６の重量が大きいほど大きな値を閾値として定める。重み決定部１２６は、関連度算出部１２５が算出した関連度Ｃのいずれかの時間区分における最低値が閾値未満である場合に、この時間区分に対応するゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みを０としてもよい。また、重み決定部１２６は、関連度算出部１２５が算出した関連度Ｃの時間区分ごとの平均値に基づいて、ゲイン算出部１２４が算出したゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みを決定してもよい。

［ゲインの重み付けの変形例２］
重み決定部１２６は、複数の時間区分のそれぞれのゲインＤ’の第１統計値のうち、関連度算出部１２５が算出した関連度Ｃが所定値以下のゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みを０とし、関連度算出部１２５が算出した関連度Ｃが所定値を超えるゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みを０より大きな値としてもよい。重み決定部１２６は、例えば、車両１の走行の安定性を確保することを考慮して、車両１の積荷６の重量が大きいほど大きな値を所定値として定める。例えば、重み決定部１２６は、いずれかの時間区分において関連度Ｃの最低値が所定値未満である場合に、この時間区分に対応するゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みを０とする。

統計算出部１２７は、重み決定部１２６が決定した重みを用いて複数の時間区分のゲインＤ’の第１統計値を重み付けする。このとき、統計算出部１２７は、関連度算出部１２５が算出した関連度に基づく重みを用いて、この関連度と同じ時間区分においてゲイン算出部１２４が算出した伝達関数のゲインＤ’を重み付けする重み付け部として機能する。

統計算出部１２７は、重み付け後の値の統計値（以下、第２統計値ともいう）を算出する。統計値は、例えば、平均値であるが、中央値又は最頻値であってもよい。例えば、統計算出部１２７は、以下の式（１６）により、複数の時間区分のゲインＤ’の第１統計値の重み付け平均Ｘ_ｗを第２統計値として算出する。

式（１６）中、Ｘ_１、Ｘ_２、…、Ｘ_ｎは、複数の時間区分のゲインＤ’の第１統計値であり、Ｗ_１、Ｗ_２、…、Ｗ_ｎは、それぞれ重み決定部１２６が決定したＸ_１、Ｘ_２、…、Ｘ_ｎの重みである。統計算出部１２７は、算出したゲインＤ’の第２統計値Ｘｗを重心高算出部１２８へ出力する。

［重心の高さの算出］
重心高算出部１２８は、横加速度Ｇ_ｙの変化量に対する車両１のロールモーメントＭ_ｘの変化量で表される比例係数Ｄ（式（６）参照）の代わりに、伝達関数のゲインＤ’の第２統計値を比例係数として用いて、サスペンション上部分５の重心Ｑの高さを推定する。重心高算出部１２８は、重み決定部１２６が決定した重みを重み付けされた伝達関数のゲインＤ’と、質量測定部１２３が測定したサスペンション上部分５の質量ｍ_ｓｍとに基づいて、車両１のロール中心ＲＣからサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さｈ_ｓｍを算出する。例えば、重心高算出部１２８は、統計算出部１２７が算出した複数の時間区分のゲインＤ’の第２統計値をサスペンション上部分５の質量ｍ_ｓｍで除した値を、高さｈ_ｓｍとして算出する。

また、重心高算出部１２８は、伝達関数のゲインＤ’やゲインＤ’の第１統計値を比例係数として用いて、サスペンション上部分５の重心Ｑの高さを推定してもよい。例えば、重み決定部１２６は、複数の時間区のゲインＤ’の第１統計値のうちのいずれか１つを選択する。一例としては、重み決定部１２６は、関連度算出部１２５が算出した関連度Ｃの時間区分における最低値が閾値以上となった直近の時間区分に対応するゲインＤ’の第１統計値を選択する。重み決定部１２６は、選択した第１統計値の重みを１とし、選択していない第１統計値の重みを０とする。重心高算出部１２８は、１の重みが重み付けされた時間区分のゲインＤ’の第１統計値をサスペンション上部分５の質量ｍ_ｓｍで除した値を、高さｈ_ｓｍとして算出してもよい。

重心高算出部１２８は、算出した車両１のロール中心ＲＣからサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さｈ_ｓｍに、地上からロール中心ＲＣまでの高さＨ_ＲＣを加算し、地上からサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さＨ_ＣＧを算出する。

［重心高の算出の処理手順］
図５は、重心高推定装置１００による地上からサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さＨ_ＣＧの算出方法を示すフローチャートである。この処理手順は、例えば、車両１の走行中に開始する。まず、モーメント算出部１２１は、左右のエアサスペンション４Ｌ及び４Ｒの支持力Ｐ_Ｌ及びＰ_Ｒをそれぞれ測定する。モーメント算出部１２１は、測定した左右のサスペンションの支持力Ｐ_Ｌ及びＰ_Ｒに基づいて、車両１におけるサスペンション上部分５のロールモーメントＭ_ｘを算出する（Ｓ１０１）。

横加速度測定部１２２は、車両１の幅方向の加速度である横加速度Ｇ_ｙを測定する（Ｓ１０２）。質量測定部１２３は、車両１の各サスペンションの変位に基づいて、サスペンション上部分５の質量ｍ_ｓｍを測定する（Ｓ１０３）。ゲイン算出部１２４は、横加速度Ｇ_ｙに対するロールモーメントＭ_ｘの周波数伝達関数ＦのゲインＤ’の基準周波数Ｂ以下の周波数領域における第１統計値を時間区分ごとに算出する（Ｓ１０４）。関連度算出部１２５は、基準周波数Ｂ以下の周波数領域において、横加速度Ｇ_ｙとロールモーメントＭ_ｘとの関連度Ｃを算出する（Ｓ１０５）。重み決定部１２６は、関連度算出部１２５が算出した関連度Ｃに基づいて、この関連度Ｃと同じ時間区分に対応する周波数伝達関数ＦのゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みを決定する（Ｓ１０６）。統計算出部１２７は、重み決定部１２６が決定した重みを用いて複数の時間区分のゲインＤ’の第１統計値を重み付けし、重み付け後の値の統計値である第２統計値を算出する。

重心高算出部１２８は、統計算出部１２７が算出したゲインＤ’の第２統計値をサスペンション上部分５の質量ｍ_ｓｍで除した値を、車両１のロール中心ＲＣからサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さｈ_ｓｍとして算出する（Ｓ１０７）。重心高算出部１２８は、算出した車両１のロール中心ＲＣからサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さｈ_ｓｍに、地上からロール中心ＲＣまでの高さＨ_ＲＣを加算することにより、地上からサスペンション上部分５の重心Ｑまでの高さＨ_ＣＧを算出し（Ｓ１０８）、処理を終了する。

［本実施形態の重心高推定装置による効果］
本実施形態では、重み決定部１２６は、関連度算出部１２５が算出した関連度に基づいて、この関連度と同じ時間区分においてゲイン算出部１２４が算出した周波数伝達関数のゲインＤ’の第１統計値を重み付けする重みを決定する。このようにして、重み決定部１２６は、路面のうねりや横風外乱等の影響を受けた時間区分に対応するゲインＤ’がサスペンション上部分５の重心Ｑの高さの算出に寄与する程度を小さくし、サスペンション上部分５の重心Ｑの高さの算出精度を向上させることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１ 車両
２ サスペンション下部分
３Ｌ 左後輪
３Ｒ 右後輪
４Ｌ エアサスペンション
４Ｒ エアサスペンション
５ サスペンション上部分
６ 積荷
１１ 記憶部
１２ 制御部
１００ 重心高推定装置
１２１ モーメント算出部
１２２ 横加速度測定部
１２３ 質量測定部
１２４ ゲイン算出部
１２５ 関連度算出部
１２６ 重み決定部
１２７ 統計算出部
１２８ 重心高算出部

Claims (7)

1. 車両に備えられた左右のサスペンションの支持力に基づいて、前記車両における当該サスペンション上のロールモーメントを複数の時刻それぞれで算出するモーメント算出部と、
   前記車両の幅方向の加速度である横加速度を複数の時刻それぞれで測定する横加速度測定部と、
   前記サスペンション上の質量を測定する質量測定部と、
   前記横加速度に対する前記ロールモーメントの基準周波数以下の周波数領域における伝達関数のゲインを時間区分ごとに算出するゲイン算出部と、
   前記基準周波数以下の周波数領域における、前記横加速度と前記ロールモーメントとの関連度を時間区分ごとに算出する関連度算出部と、
   前記関連度算出部が算出した前記関連度に基づいて当該関連度と同じ時間区分において前記ゲイン算出部が算出した前記伝達関数のゲインを重み付けする重み付け部と、
   前記重み付け部により重み付けされた前記伝達関数のゲインと、前記質量測定部が測定した前記質量とに基づいて、前記車両のロール中心から前記サスペンション上の重心までの高さを算出する重心高算出部と、
   を備える重心高推定装置。
2. 前記ゲイン算出部は、前記伝達関数のゲインの前記基準周波数以下の周波数領域における統計値である第１統計値を算出し、
   前記関連度算出部が算出した前記関連度に基づいて、当該関連度と同じ時間区分において前記ゲイン算出部が算出した前記伝達関数の前記ゲインの第１統計値を重み付けする重みを決定する重み決定部と、
   前記重み決定部が決定した重みを用いて複数の前記時間区分の前記ゲインの第１統計値を重み付けし、重み付け後の値の統計値である第２統計値を算出する統計算出部とをさらに備え、
   前記重心高算出部は、前記統計算出部が算出した前記ゲインの前記第２統計値を前記質量測定部が測定した前記質量で除することにより、前記高さを算出する、
   請求項１に記載の重心高推定装置。
3. 前記重み決定部は、複数の前記時間区分のそれぞれの前記ゲインの第１統計値のうち、前記関連度が所定値以下の前記ゲインの第１統計値の重みを０とし、前記関連度が所定値を超える前記ゲインの第１統計値の重みを０より大きな値とする、
   請求項２に記載の重心高推定装置。
4. 前記関連度算出部は、コヒーレンス関数に基づいて、前記関連度を算出する、
   請求項２又は３に記載の重心高推定装置。
5. 前記重み決定部は、前記関連度算出部が算出した前記関連度の時間区分ごとの最低値に基づいて、前記ゲイン算出部が算出した前記伝達関数の前記ゲインの第１統計値を重み付けする重みを決定する、
   請求項４に記載の重心高推定装置。
6. 前記重み決定部は、前記関連度算出部が算出した前記関連度の時間区分ごとの平均値に基づいて、前記ゲイン算出部が算出した前記伝達関数の前記ゲインの第１統計値を重み付けする重みを決定する、
   請求項４に記載の重心高推定装置。
7. 車両に備えられた左右のサスペンションの支持力に基づいて、前記車両における当該サスペンション上のロールモーメントを複数の時刻それぞれで算出するステップと、
   前記車両の幅方向の加速度である横加速度を複数の時刻それぞれで測定するステップと、
   前記サスペンション上の質量を測定するステップと、
   前記横加速度に対する前記ロールモーメントの基準周波数以下の周波数領域における伝達関数のゲインを時間区分ごとに算出するステップと、
   前記基準周波数以下の周波数領域における、前記横加速度と前記ロールモーメントとの関連度を時間区分ごとに算出するステップと、
   算出した前記関連度に基づいて当該関連度と同じ時間区分において算出した前記伝達関数のゲインを重み付けするステップと、
   重み付けされた前記伝達関数のゲインと、測定した前記質量とに基づいて、前記車両のロール中心から前記サスペンション上の重心までの高さを算出するステップと、
   を備える重心高推定方法。

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