JP2021039001A - 車両積載重量検出方法および車両積載重量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価に車両の積載重量を検出可能な車両積載重量検出方法を提供する。【解決手段】車両ＭＢの積載物によるばね下に対する車体ＢＤの縦変位を検出する車体変位センサ（フロント側レベライザセンサ１１とリア側レベライザセンサ１２）と、両レベライザセンサ１１、１２の検出データを入力する積載重量算出コントローラ２０とを用いる車両積載重量検出方法であって、積載重量算出コントローラ２０は、検出データに基づく車体ＢＤの前部の変位と後部の変位との比である前後角度変位比ＬＲと（Ｓ１０５）と、予め入力された前後角度変位比ＬＲと車両ＭＢの積載重量ＬＷとの相関性に基づいて、車両ＭＢの積載重量ＬＷを算出する（Ｓ１０７）車両積載重量検出方法とした。【選択図】図７

Description

本開示は、車両積載重量検出方法および車両積載重量検出装置に関する。

従来、車両の乗車人数に応じ、車両用前照灯の光軸を調整する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術は、車両の各座席に圧力センサが設けられ、この圧力センサの検出に基づいて、乗員の着座位置と、積載重量に相当する着座人数を判定し、この判定結果に基づいて、左右の車両用前照灯の光軸を調整するようにしている。

特開２０１４−１１３８５０号公報

上記の従来技術では、乗員の着座位置や着座人数は把握することができるものの、各座席に圧力センサが必要であり、その分、コスト増を招く。

本開示は、上記問題に着目して成されたもので、安価に車両の積載重量を検出可能な車両積載重量検出方法および車両積載重量検出装置の提供を目的とする。

本開示の車両積載重量検出方法は、自車両の積載物によるばね下に対する車体の縦変位を検出する車体変位センサと、前記車体変位センサの検出データを入力するコントローラと、を用いた車両積載重量検出方法である。そして、前記コントローラは、前記検出データに基づく前記車体の前部の変位と後部の変位の比である前後変位比と、予め入力された前記前後変位比と前記自車両の積載重量との相関性とに基づいて前記自車両の積載重量を算出する。

また、本開示の車両積載重量検出装置は、自車両の積載物によるばね下に対する車体の縦変位を検出する車体変位センサと、前記車体変位センサの検出データを入力するコントローラと、を備えた車両積載重量検出装置である。そして、前記コントローラは、前記検出データに基づいて、前記車体の前部の変位と後部の変位の比である前後変位比を算出する前後変位比算出部を備える。さらに、前記コントローラは、予め入力された前記前後変位比と前記自車両の積載重量との相関性に基づいて、求めた前記前後変位比から前記自車両の積載重量を算出する積載重量算出部を備える。

本開示の車両積載重量検出方法および車両積載重量検出装置は、安価に車両の積載重量を検出可能である。

実施の形態１の車両積載重量検出方法を実行する車両積載重量検出装置Ａを示すブロック図である。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａを搭載した自車両における乗車人数および着座パターンとリア側レベライザセンサの傾斜角度との関係を示す図である。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａを搭載した自車両における乗車人数および着座パターンと前後角度変位比ＬＲを示す。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａを搭載した自車両の平坦路における乗車人数と前後角度変位比ＬＲとの関係を示す特性図である。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａを搭載した自車両の上り坂における乗車人数と前後角度変位比ＬＲとの関係を示す特性図である。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａを搭載した自車両の下り坂における乗車人数と前後角度変位比ＬＲとの関係を示す特性図である。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａを搭載した自車両の平坦路、上り坂、下り坂における乗車人数と前後角度変位比ＬＲとの関係式を示す図である。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａを搭載した自車両の停車時における前後方向加速度センサが検出する前後方向加速度と路面傾斜角度との関係式を示す図である。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａの積載重量算出時の処理の流れを示すフローチャートである。 車両積載重量に対する走行制御ユニットおよび自動運転制御ユニットの乗車人数および路面傾斜状態に対する制御モードの特性図である。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａを搭載した自車両の平坦路における乗車人数の違いによる車体の傾斜状態の違いの説明図である。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａを搭載した自車両の上り坂における乗車人数の違いによる車体の傾斜状態の違いの説明図である。 実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａによる作用の説明図である。

以下、本開示による車両積載重量検出方法および車両積載重量検出装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１の車両積載重量検出方法を実行する車両積載重量検出装置Ａを備えた車両制御装置について説明する。

ここで、まず、車両積載重量検出装置Ａ（図１参照）が搭載された車両（自車両）ＭＢについて簡単に説明する。この車両ＭＢは、図９Ａ、図９Ｂに示すように、いわゆるワンボックスカーと称されるもので、車体ＢＤの前後方向に３列のシート（不図示）が設けられ、大人８人が乗車可能なものである。したがって、車両積載重量検出装置Ａが検出する車両ＭＢの積載重量ＬＷは、基本的には、乗車した人と荷物による重量である。

（車両積載重量検出装置の構成）
以下に、実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａの構成について説明する。
実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａは、図１に示すように、センサ群１０と、積載重量算出コントローラ２０とを備える。また、車両積載重量検出装置Ａの出力対象には制御ユニット群３０が含まれる。

センサ群１０は、フロント側レベライザセンサ１１と、リア側レベライザセンサ１２と、前後方向加速度センサ１３と、ドア開閉検出スイッチ１４と、停車センサ１５とを備える。

フロント側レベライザセンサ１１は、後述する照明制御ユニット３５による前照灯の光軸調整のために設けられ、車体ＢＤの前部の縦変位（上下方向の変位）を検出する既存のセンサである。このフロント側レベライザセンサ１１は、周知のように、前輪ＦＷ（図９Ａ参照）のサスペンションのばね下側の部材と、車体ＢＤ（図９Ａ参照）との間に設けられ、ばね下と車体ＢＤとの縦変位に同調して回転角度を変化させる検出部材を備える。そして、フロント側レベライザセンサ１１は、前輪ＦＷのばね下側と車体ＢＤの前部の縦変位に同調する検出部材の傾斜角度θＦを、駆動電圧Ｖとして検出する。なお、本実施の形態１で用いたフロント側レベライザセンサ１１は、車体ＢＤが沈み込むと検出部材の傾斜角度θＦが小さくなり、駆動電圧Ｖの値が小さくなるものを用いている。

リア側レベライザセンサ１２は、フロント側レベライザセンサ１１と同様のセンサであり、後輪ＲＷ（図９Ａ参照）のサスペンションのばね下側の部材と車体ＢＤとの間に設置されている。したがって、リア側レベライザセンサ１２は、後輪ＲＷのばね下に対する車体ＢＤの後部の縦変位を、検出部材の傾斜角度θＲとして検出する。また、リア側レベライザセンサ１２にあっても、傾斜角度θＲは駆動電圧Ｖとして検出される。

なお、両レベライザセンサ１１、１２は、ワンボックスカーのような車両ＭＢでは、装着率が極めて高い（例えば、９０％程度）センサである。

前後方向加速度センサ１３は、周知のＡＢＳ制御装置（不図示）に設けられて車両ＭＢにおいて前後方向に作用する加速度を検出するために設けられた既存のセンサである。なお、積載重量算出コントローラ２０では、不図示の車載のＣＡＮ（Controller Area Network）から前後方向加速度Ｇを示す信号を受け取る。

ドア開閉検出スイッチ１４は、車体ＢＤのドアＤｒ（図９Ａ参照）の開閉に連動して開成、閉成されるスイッチであり、この検出信号は、照明制御ユニット３５や走行制御ユニット３１の制御に用いられる既存のセンサである。

停車センサ１５は、自車両が、乗員が乗降可能な停車状態であることを検出するもので、例えば、車速センサを用い車速が０ｋｍ／ｈの停車状態か否かを検出する。また、この停車状態は、車速センサに加え、シフト位置センサ、イグニッションスイッチ、ブレーキスイッチなどと組み合わせて検出してもよい。

積載重量算出コントローラ２０は、車載のマイクロコンピュータの一部で構成され、前部変位算出部２１と、後部変位算出部２２と、前後変位比算出部２３と、積載重量算出部２４とを備える。

まず、簡単に、各部２１〜２４について説明する。
前部変位算出部２１は、乗員の乗車前後のフロント側レベライザセンサ１１が検出する傾斜角度θＦの変位に基づいて、前部角度変位ｄθＦを算出する。後部変位算出部２２は、乗員の乗車前後のリア側レベライザセンサ１２が検出する傾斜角度θＲの変位に基づいて、後部角度変位ｄθＲを算出する。なお、実際には、各角度変位ｄθＦ、ｄθＲは、実際には各レベライザセンサ１１、１２のそれぞれの初期値（無積載状態の駆動電圧Ｖ）からの駆動電圧Ｖの変化量として求める。

前後変位比算出部２３は、前部角度変位ｄθＦと、後部角度変位ｄθＲとの比である前後角度変位比ＬＲを算出する。本実施の形態では、各角度変位ｄθＦ、ｄθＲは、それぞれ、駆動電圧Ｖとして求めるため、前後角度変位比ＬＲは、フロント側レベライザセンサ１１の駆動電圧Ｖの変位と、リア側レベライザセンサ１２の駆動電圧Ｖの変位との比として算出する。つまり、両レベライザセンサ１１、１２は、共通のものを用いているため、ばね下に対する車体ＢＤの変位に応じた出力の程度（スケール）が共通しており、前後変位比を、単に両センサ１１、１２の駆動電圧Ｖの変位比とすることができる。この場合、例えば、フロント側レベライザセンサ１１の駆動電圧Ｖの変位に対するリア側レベライザセンサ１２の駆動電圧Ｖの変位の割合として求める。

積載重量算出部は、前後角度変位比ＬＲから積載重量ＬＷを算出する。この積載重量ＬＷの詳細については後述する。さらに、積載重量算出部は、積載重量ＬＷを乗車人数Ｐｎに換算し、この乗車人数Ｐｎを、制御ユニット群３０に出力する。

制御ユニット群３０には、走行制御ユニット３１、表示制御ユニット３２、エアコン制御ユニット３３、自動運転制御ユニット３４、照明制御ユニット３５が含まれる。なお、各制御ユニット３１〜３５の乗車人数Ｐｎに応じた制御内容については後述する。

（前後角度変位比と積載重量との関係性）
以下に、前後角度変位比ＬＲと積載重量ＬＷとの関係性について説明する。
ここで、まず、各レベライザセンサ１１、１２が検出する傾斜角度θＦ、θＲと、積載重量ＬＷとしての乗車人数Ｐｎおよび着座位置の違い（以下、着座パターンという）との関係について説明する。なお、着座パターンとは、乗員が、車両ＭＢの８席のうちの着座可能なパターンであり、例えば、２名乗車の場合は、運転者以外の乗員は、７通りの着座位置をとり得るもので、つまり、７通りの着座パターンが存在する。

図２は、乗車人数Ｐｎごとに着座可能な全ての着座パターンで、検出した傾斜角度（例えば、傾斜角度θＲ（＝駆動電圧Ｖ））との関係を示す傾斜角度特性図である。この図２に示すように、傾斜角度θＲは、異なる乗車人数Ｐｎにも係わらず同じ値になったり、逆に、同じ乗車人数Ｐｎであっても、着座位置の違いにより異なる値となったりしている。したがって、傾斜角度θＲ（車高）と乗車人数Ｐｎとには関連性を見出すことができなかった。

一方、本願発明者達は、前後角度変位比ＬＲと積載重量ＬＷ（乗車人数Ｐｎ）とが相関性を有することを見出した。図３は、前後角度変位比ＬＲと積載重量ＬＷとしての乗車人数Ｐｎおよび着座パターンとの関係を示す前後角度比特性図である。この図３に示すように、前後角度変位比ＬＲと、乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）とは、相関性を有することが分かる。つまり、着座パターンが異なっていても、乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）が共通していれば、前後角度変位比ＬＲが、ある幅の範囲内の値に収まっている。なお、この図３では、乗員の一人当たりの重量は、予め設定した所定の重量（例えば、６０ｋｇ）としている。したがって、前後角度変位比ＬＲは、積載重量ＬＷと乗車人数Ｐｎとのいずれにも相関性を有するといえる。

図４Ａは、平坦路における乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）と前後角度変位比ＬＲとの関係を示す図である。この図４Ａに示すように、前後角度変位比ＬＲは、乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）によっては、隣り合う乗車人数Ｐｎの値とラップする領域を若干有するが、複数の異なる乗車人数Ｐｎの値に跨ることはない。

したがって、図４Ａに示す前後角度変位比ＬＲと積載重量ＬＷとの関係は、略比例関係にあり、図５に示す一次関数Ｌｅ１で表すことができる。

ところで、図４Ａは、平坦路における乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）に対する前後角度変位比ＬＲの特性を示している。そこで、本願発明者達は、路面が傾斜している場合の、乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）に対する前後角度変位比ＬＲの特性を検証した。

図４Ｂは、上り坂（＋１０°程度の傾斜）における乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）に対する前後角度変位比ＬＲの特性を示し、図４Ｃは、下り坂（−１０°程度の傾斜）における乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）に対する前後角度変位比ＬＲの特性を示す。なお、上り坂は、車両ＭＢの前方に向かって上る傾斜の路面であり、下り坂は、車両ＭＢの前方に向かって下る傾斜の路面である。

図４Ｂに示す上り坂の場合は、図４Ａに示す平坦路と同様に、多少のラップ代を有するものの、乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）と前後角度変位比ＬＲとは一定の関係性が得られた。そして、上り坂における前後角度変位比ＬＲと積載重量ＬＷとの関係は、図５に示す一次関数Ｌｅ２に近似する。

また、図４Ｃに示す下り坂の場合は、４〜６名乗車の領域では、前後角度変位比ＬＲの値のラップ代が大きくなっているものの、一定の関係性を得ることができた。そこで、図５に示すように、下り坂における前後角度変位比ＬＲと積載重量ＬＷとの関係は、一次関数Ｌｅ３に近似する。

図５は上り坂、平坦路、下り坂における積載重量ＬＷに対する前後角度変位比ＬＲの特性を示す一次関数Ｌｅ１、Ｌｅ２、Ｌｅ３を並べて示している。この図５に示すように、上り坂および下り坂に対応する一次関数Ｌｅ２、Ｌｅ３は、平坦路に対応する一次関数Ｌｅ１と比較して、切片の値が異なるものの、その傾きはそれぞれ略等しい。すなわち、路面が平坦であるか、傾斜しているかにかかわらず、前後角度変位比ＬＲと積載重量ＬＷとは一定の比例関係にあり、路面傾斜角度θに応じて全体的にシフトし、その切片の値が変化する関係性を有する。具体的には、上り坂の場合は、切片の値が大きくなり、前後角度変位比ＬＲに対する積載重量ＬＷの値が軽くなる側にシフトする。一方、下り坂の場合は、切片の値が小さくなり、前後角度変位比ＬＲに対する積載重量ＬＷの値が重くなる側にシフトする。

そこで、本願発明者たちは、積載重量ＬＷ＝Ｘを、角度変位比Ｙおよび路面傾斜角度θから求める下記の式（１）の関係式（以下、積載重量関係式という）を導き出した。
Ｘ＝｛｛Ｙ−（ｙ＋ｂθ）｝／ａ｝＊Ｗ ・・・（１）
なお、ａは車重検知傾き（一次関数Ｌｅ１の傾き）である。また、ｙ＋ｂθは、切片の値であって、ｙは車重検知基準平坦切片、つまり平坦路の一次関数Ｌｅ１の切片の値である。また、ｂは車重検知１°あたりの上り下り切片である。ここで、θは路面の傾斜角度であり、平坦路はθ＝０である。また、上りはθ＞０＝ｃ、ｂ＝ｃ／１０とし、下りはθ＜０＝ｄ、ｂ＝−ｄ／１０とする。Ｗは１名当たりの重量（ここでは６０ｋｇとする）である。この積載重量関係式は、フロント側レベライザセンサ１１の角度変位に対するリア側レベライザセンサ１２の角度変位の比が大きくなるほど角度変位比Ｙが大きくなり、かつ、積載重量ＬＷが大きくなる式となっている。

ここで、路面傾斜角度θは、本実施の形態１では、前後方向加速度センサ１３が検出する前後方向加速度Ｇにより求める。図６は、前後方向加速度センサ１３が検出する前後方向加速度Ｇと、路面傾斜角度θとの関係を示す図である。このように、前後方向加速度Ｇと、路面傾斜角度θとは、一定の関係性を有するため、車両ＭＢの停車時における前後方向加速度センサ１３が検出する前後方向加速度Ｇから、路面傾斜角度θを求めることができる。

下記の式（２）は、前後方向加速度センサ１３が検出する前後方向加速度Ｇから路面傾斜角度θを求める関係式である。
θ＝（α−β）／ｚ ・・・・（２）
なお、αは前後方向加速度Ｇ、βは傾斜角度推定切片、ｚは図６の前後方向加速度Ｇと路面傾斜角度θとの関係を示す直線の傾きである。

（積載重量算出コントローラによる処理の流れ）
次に、車両積載重量検出装置Ａの積載重量算出コントローラ２０が車両ＭＢの積載重量ＬＷを求める処理の流れを、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この処理の流れを簡単に説明すると、車両ＭＢの停車状態において、前後方向加速度センサ１３との検出値と、乗員が乗車したことに伴う両レベライザセンサ１１、１２の検出値とを読み込んで積載重量ＬＷを算出するものである。さらに、本実施の形態１では、積載重量ＬＷを乗車人数Ｐｎに換算し、その乗車人数Ｐｎを制御ユニット群３０に出力する。以下に、詳細に説明する。

図７のフローチャートに示す処理は、上記のように車両ＭＢの停車時に実行するもので、最初のステップＳ１０１では、停車センサ１５の検出に基づいて車両が停車中か否か判定する。そして、停車中の場合は、ステップＳ１０２に進み、非停車中の場合は、スタートに戻り、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。

ステップＳ１０２では、各レベライザセンサ１１，１２が検出する傾斜角度θＦ，θＲと、前後方向加速度センサ１３が検出する前後方向加速度Ｇと、ドア開閉検出スイッチ１４が検出するドア開閉状態を読み込み、次のステップＳ１０３に進む。なお、読み込んだ各値は、不図示の記憶部に随時記憶する。

ステップＳ１０３では、ドア開閉検出スイッチ１４の検出に基づいて、最後のドア開閉が行われたか否かを判定する。そして、最後のドア開閉と判定した場合に、次のステップＳ１０４に進む、それ以外は、ステップＳ１０２に戻る。なお、最後のドア開閉は、車両ＭＢが停車状態から非停車状態となった際に、その直前に行われたドアＤｒの開閉を最後のドア開閉と判定することができる。

ステップＳ１０４では、予め設定された無積載状態での各傾斜角度θＦ、θＲと、最後のドア開閉が行われた時点である積載後の各傾斜角度θＦ、θＲとから、前部角度変位ｄθＦと後部角度変位ｄθＲとを算出する。なお、両角度変位量は、前部変位算出部２１と後部変位算出部２２により算出する。

ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５では、前部角度変位ｄθＦと後部角度変位ｄθＲとの比である前後角度変位比ＬＲを算出し、その後、ステップＳ１０６に進む。なお、この前後角度変位比ＬＲは、前後変位比算出部２３により算出する。

ステップＳ１０６では、積載重量算出部２４において、乗員の乗車による車体ＢＤの変位前に読み込まれていた前後方向加速度Ｇに基づいて上記式（２）を用いて路面傾斜角度θを算出する。

ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５、Ｓ１０６で演算した前後角度変位比ＬＲと路面傾斜角度θとに基づいて式（１）の積載重量関係式を用いて積載重量ＬＷを演算し、次のステップＳ１０８に進む。

次のステップＳ１０８では、積載重量ＬＷに基づいて乗車人数Ｐｎを算出した後、次のステップＳ１０９に進む。なお、この乗車人数Ｐｎの算出は、積載重量ＬＷを、所定の一人当たりの重量（例えば、６０ｋｇ）で除算して求める。なお、小数点以下は、予め得られた車両特性に基づいて、切り上げたり、切り捨てたり、四捨五入したりする。次のステップＳ１０９では、算出した乗車人数Ｐｎを各制御ユニット３１〜３５に出力する。

次に、各制御ユニット３１〜３５における乗車人数Ｐｎに応じた制御について簡単に説明する。

走行制御ユニット３１および自動運転制御ユニット３４では、重量別モードが設定されており、駆動力、制動力、操舵力、路面入力に対する減衰制御特性などに関し、複数段階の重量別モードが設定されている。

図８は、重量別モードの一例を示しており、例えば、制動操作に対する制動力の大きさの設定に用いるものを示す。この図８に示す重量別モードは、乗車人数Ｐｎおよび路面傾斜角度θに応じ、「１」〜「３」の３段階に設定する例を示している。この場合、重量別モード「１」に対し「３」の方が制動力の制御量が相対的に高くなる設定となっている。図示のように、重量別モードは、「１」のモードが最も広範囲に設定され、かつ、「１」「２」「３」の各モードは、乗車人数別の複数領域に跨って設定されている。このため、前述の図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示したように、前後角度変位比ＬＲに対応する乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）の領域にラップ代が存在することから、仮に、本来の乗車人数Ｐｎの隣り合う人数に応じたモードに設定したとしてもその影響は大きくない。

表示制御ユニット３２では、図外の車両の表示装置により、運転者に対して乗車人数Ｐｎを表示する。したがって、運転者は、その表示で乗車人数Ｐｎを確認することができる。また、エアコン制御ユニット３３では、図外のエアコン装置のモード、例えば、送風や熱交換量の強弱や、吹出口のモードを乗車人数Ｐｎに応じて最適のモードに切り替えることができる。

照明制御ユニット３５では、車体ＢＤの傾きに応じて前照灯の光軸の角度を最適の角度にする制御を実行する。さらに、照明制御ユニット３５では、乗車人数Ｐｎに応じて、室内照明を切り替える。例えば、乗車人数Ｐｎが所定数よりも多い場合には、後席位置に設置された室内灯を点灯させたり、乗車人数Ｐｎに応じて照明の色や明るさなどを変更したりすることができる。

（実施の形態１の作用）
以下に、実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａが実行する車両積載重量検出方法の作用を説明する。

図９Ａに示すいわゆるワンボックスカーでは、乗車人数Ｐｎに応じて、車体ＢＤの前後方向の傾きが変化する。すなわち、乗車人数Ｐｎが相対的に少ない場合の車体ＢＤの傾きを基準傾きθｓとすると、乗車人数Ｐｎが相対的に多い場合は、基準傾きθｓに対し車体ＢＤの後部が下方へ沈み込んで変位した傾きθｂとなる。

また、図９Ｂに示すように上り坂では、図９Ａの傾きθｂの場合と同じ乗車人数Ｐｎであっても、車体ＢＤの後部の沈み込んだ変位量がさらに大きくなり、その傾きθｃは、傾きθｂよりも大きくなる。

このような乗車人数Ｐｎ（積載重量ＬＷ）の車体ＢＤの変位について、本願発明者達は、車体ＢＤの前部の変位と後部の変位との比（本実施の形態１では、前後角度変位比ＬＲ）と、積載重量ＬＷとに相関があることを見出した。

そこで、車両積載重量検出装置Ａでは、車両ＭＢの停止時に乗員が乗車した際に、フロント側レベライザセンサ１１が検出する傾斜角度θＦと、リア側レベライザセンサ１２とを読み込む（Ｓ１０１、Ｓ１０２の処理）。そして、最後にドアＤｒの開閉が行われた時点での傾斜角度θＦと傾斜角度θＲとから、車体ＢＤの前部の変位量（前部角度変位ｄθＦ）と後部の変位量（後部角度変位ｄθＲ）とを求める（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。さらに、車体ＢＤの前部の変位量（前部角度変位ｄθＦ）と後部の変位量（後部角度変位ｄθＲ）との比である前後角度変位比ＬＲを算出する（Ｓ１０５の処理）。この前後角度変位比ＬＲは、実際には、両レベライザセンサ１１、１２の駆動電圧比として演算する。

さらに、車両積載重量検出装置Ａでは、前後方向加速度センサ１３が検出する前後方向加速度Ｇから路面傾斜角度θを算出する（Ｓ１０６の処理）。なお、この路面傾斜角度θは、図６に示す予め車両特性に基づいて得られた前後方向加速度センサ１３が検出する前後方向加速度Ｇと路面傾斜角度θとの関係式（式（２））に基づいて求める。

そして、前後角度変位比ＬＲと路面傾斜角度θとから車両ＭＢの積載重量ＬＷを算出する（Ｓ１０７の処理）。なお、この積載重量ＬＷの算出は、式（１）の積載重量関係式を用いて求める。さらに、積載重量ＬＷから乗車人数Ｐｎを演算し、各制御ユニット３１〜３５に出力する（Ｓ１０８、Ｓ１０９の処理）。

したがって、各制御ユニット３１〜３５は、乗車人数Ｐｎに応じた制御を実行することができる。例えば、積載重量ＬＷが増加した場合に、走行制御ユニット３１や自動運転制御ユニット３４が、積載重量ＬＷが低い場合と同じ制御を実行すると、発進のもたつき、制動距離の増加、操舵時の旋回遅れ、段差における衝撃入力の増加などを招くおそれがある。

そこで、走行制御ユニット３１や自動運転制御ユニット３４が、積載重量ＬＷ（乗車人数Ｐｎ）に応じた駆動力や、制動力や、操舵力や、衝撃入力への対応力を適切に制御することで、上記の不具合を抑制可能である。

図１０は、一例としての制動力ＢＦの制御の説明図である。
走行制御ユニット３１による制御対象である制動装置（不図示）の制御により、例えば、信号などで自動停止する場合を示す。この自動停止の際に、乗車人数Ｐｎが１名の場合の制動距離がＬ１であるとする。一方、乗車人数Ｐｎが８名の場合に、制動装置（不図示）が上記と同じ制動力ＢＦ１を発生させると、制動距離はＬ１よりも長いＬ２となる。

それに対し、本実施の形態１では、乗車人数Ｐｎ＝１の場合は、制御モードを「１」として、例えば、制動力ＢＦ１に制御し、所望の制動距離（例えば、Ｌ１）を得るようにする。一方、乗車人数Ｐｎが８名の場合は、制御モードを「３」として、「１」の場合よりも高い制動力ＢＦ２を発生させるように制御し、制動距離を乗車人数Ｐｎ＝１の場合と同様の制動距離（Ｌ１）となるようにすることが可能である。

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１の車両積載重量検出方法の効果を列挙する。
（１）実施の形態１の車両積載重量検出方法は、車両ＭＢの積載物によるばね下に対する車体ＢＤの縦変位を検出する車体変位センサ（フロント側レベライザセンサ１１とリア側レベライザセンサ１２）を用いる。また、両レベライザセンサ１１、１２の検出データを入力する積載重量算出コントローラ２０を用いる。
そして、積載重量算出コントローラ２０は、検出データに基づいて、車体ＢＤの前部の縦変位と後部の縦変位との比である前後角度変位比ＬＲを求める（Ｓ１０５）。さらに、予め入力された前後角度変位比ＬＲと車両ＭＢの積載重量ＬＷ（乗車人数Ｐｎ）との相関性に基づいて、求めた前後角度変位比ＬＲから車両ＭＢの積載重量ＬＷを算出する（Ｓ１０７）。

したがって、積載重量ＬＷを算出するセンサとしては、車体ＢＤの積載物によるばね下に対する車体ＢＤの縦変位を検出する車体変位センサがあればよい。このため、各シートに圧力センサを設置して積載重量ＬＷ（乗車人数Ｐｎ）を検出するものと比較して、安価に車両の積載重量を検出可能である。また、実施の形態１の車両積載重量検出方法は、車体変位センサを用いるため、追加のセンサを必要とせず、加えて縦変位比を用いるため、正確に積載重量ＬＷ（乗車人数Ｐｎ）を検出することができるようになる。

（２）実施の形態１の車両積載重量検出方法は、車体変位センサは、前輪ＦＷのばね下と車体ＢＤとの相対変位を検出するフロント側レベライザセンサ１１と、後輪ＲＷのばね下と車体ＢＤとの相対変位を検出するリア側レベライザセンサ１２と、を備える。積載重量算出コントローラ２０は、積載物の積載前後のフロント側レベライザセンサ１１の検出データの変位としての前部角度変位ｄθＦとリア側レベライザセンサ１２の検出データの変位としての後部角度変位ｄθＲとの比を前後角度変位比ＬＲとして求める。

したがって、車体変位センサとして前照灯の光軸調整用の既存のフロント側レベライザセンサ１１およびリア側レベライザセンサ１２を用いることで、各シートに圧力センサを設置したものと比較して、よりコストダウンを図ることが可能である。加えて、各レベライザセンサ１１、１２は、同一のものを用いており、変位に対する駆動電圧Ｖの変化が同一の特性であるため、前後角度変位比ＬＲを求めるにあたり、検出信号である駆動電圧Ｖの値をそのまま使用しての演算が可能である。したがって、検出信号を変換して変位比を求めるものと比較して、コストダウンを図ることが可能である。

（３）実施の形態１の車両積載重量検出方法は、積載重量ＬＷを算出するステップ（Ｓ１０７）では、前後角度変位比ＬＲから積載重量ＬＷを算出する積載重量関係式を用いる。この積載重量関係式は、前部角度変位ｄθＦに対する後部角度変位ｄθＲの比が大きくなるほど積載重量ＬＷが大きくなるように設定されている。
このように、積載重量ＬＷを、積載重量関係式を用いて前後角度変位比ＬＲから算出するため、複数のマップなどを用いるものと比較して、積載重量ＬＷの算出が容易であり、演算負荷の軽減や構成の簡略化を図ることが可能である。特に、実施の形態１では、積載重量関係式として、前後角度変位比ＬＲの一次の関数としているため、複数次関数を用いるものよりも、いっそう演算負荷の軽減や構成の簡略化を図ることが可能である。

（４）実施の形態１の車両積載重量検出方法では、積載重量算出コントローラ２０は、求めた前記積載重量ＬＷからさらに乗車人数Ｐｎを算出する（Ｓ１０８）。
したがって、各シートに圧力センサを設置しないにもかかわらず、乗車人数Ｐｎを求めることができる。特に、実施の形態１では、８人乗車可能な車両ＭＢに適用したため、全席に圧力センサを設置したものと比較して、大幅にコストを低減可能である。

（５）実施の形態１の車両積載重量検出方法では、積載重量算出コントローラ２０は、車両の停止中に、最後にドアＤｒが閉じられた時点から、各ステップを実行する。
したがって、各シートに圧力センサを設置していないにも関わらず、乗員が全て乗車した後に、積載重量ＬＷあるいは乗車人数Ｐｎを算出し、乗車の最中に算出を行うおそれがあるものと比較して高精度の算出が可能である。

（６）実施の形態１の車両積載重量検出方法は、車両ＭＢは、車体ＢＤに作用する前後方向の加速度を検出する前後方向加速度センサ１３を備える。そして、積載重量ＬＷの算出（Ｓ１０７）では、前後方向加速度センサ１３が検出する前後方向加速度Ｇに基づいて路面傾斜角度θを算出し、路面傾斜角度θに応じて前後角度変位比ＬＲに対する積載重量ＬＷの相関性を補正する。
すなわち、車体ＢＤの前部の変位量と後部の変位量との比は、路面傾斜に影響を受ける。そこで、路面傾斜角度θを算出し、この路面傾斜角度θに基づいて補正（具体的には、積載重量関係式の切片の値を補正）することにより、路面傾斜を考慮しないものと比較して、より正確に積載重量ＬＷを算出することができる。さらに、本実施の形態１では、路面傾斜角度θを求めるにあたり、既存の前後方向加速度センサ１３を用いるようにしたため、新規に路面傾斜角度θを求めるセンサを設けるものと比較して、コスト抑制を図ることが可能である。

（７）実施の形態１の車両積載重量検出方法は、前後角度変位比ＬＲに対する積載重量ＬＷの相関性を、路面傾斜角度θが車両ＭＢの前方が下がる下り坂では平坦路と比較して前後角度変位比ＬＲに対する積載重量ＬＷが重くなる側にシフトする。一方、路面傾斜角度θが車両ＭＢの前方が上がる上り坂では平坦路に比較して前後角度変位比ＬＲに対する積載重量ＬＷが軽くなる側にシフトする。
したがって、路面傾斜角度θに的確に対応して積載重量ＬＷを算出することができる。さらに、実施の形態１では、この路面傾斜角度θに応じて相関性をシフトさせるにあたり、積載重量関係式における切片の値を、路面傾斜角度θに応じて変更するだけであり、簡単な処理により高精度の補正が可能である。

（８）実施の形態１の車両積載重量検出装置Ａは、車両ＭＢの積載物によるばね下に対する車体ＢＤの縦変位を検出する車体変位センサとしてのフロント側レベライザセンサ１１およびリア側レベライザセンサ１２を備える。さらに、フロント側レベライザセンサ１１およびリア側レベライザセンサ１２の検出データを入力する積載重量算出コントローラ２０を備える。

そして、積載重量算出コントローラ２０は、各レベライザセンサ１１、１２の検出データに基づいて、車体ＢＤの前部の変位と後部の変位との比である前後角度変位比ＬＲを算出する前後変位比算出部２３を備える。さらに、積載重量算出コントローラ２０は、予め入力された前後角度変位比ＬＲと車両ＭＢの積載重量ＬＷとの相関性に基づいて、求めた前後角度変位比ＬＲから車両ＭＢの積載重量ＬＷを算出する積載重量算出部２４を備える。

したがって、積載重量ＬＷを算出するセンサとしては、車体ＢＤの積載物によるばね下に対する車体ＢＤの縦変位を検出する車体変位センサがあればよい。このため、各シートに圧力センサを設置して積載重量（乗車人数Ｐｎ）を検出するものと比較して、安価に車両の積載重量を検出可能である。

以上、本開示の車両積載重量検出方法および車両積載重量検出装置を実施の形態に基づいて説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られず、特許請求の範囲の各請求項の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加などは許容される。

例えば、実施の形態では、自車両としてワンボックスタイプの車両ＭＢを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、４人乗り、５人乗りの乗用車や、乗用車以外のバス、トラックなどに適用することも可能である。

また、実施の形態では、車体変位センサとして、前後輪のばね下と車体との間に介在されて、車体の変位を傾斜角度として検出するフロント側レベライザセンサ１１およびリア側レベライザセンサ１２を用いたが、車体変位センサはこれに限定されない。具体的には、車体変位センサとしては、前輪サスペンションおよび後輪サスペンションにおいてそれぞれ車体荷重（重量）を検出する荷重センサや、車体の上下変位をストロークとして検出するストロークセンサなどを用いることができる。この場合、前後変位比は、荷重（重量）変位比やストローク変位比、あるいは圧力比として算出することができるが、車体ＢＤの縦変位に換算した上で、前後変位比を求めてもよい。

さらに、車体変位を求めるにあたり、実施の形態では、車体ＢＤの前後で同じ値（傾斜角度）を検出するものを用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、前後で異なるセンサにより検出した異なる値に基づいて前後変位比を算出してもよい。すなわち、前後で異なるセンサを設けた場合でも、共通する数値（縦変位）に置き換えて、前後変位比を得ることができる。例えば、縦変位を角度で求めるもの、縦変位を上下ストロークで求めるもの、縦変位を圧力に検出するものなどにより、前後で異なるセンサを設けた場合でも、各センサの検出値を縦変位に変換し、前後の変位比を算出することが可能である。

また、実施の形態では、前後変位比と積載重量との相関性に基づいて前後変位比から積載重量を求めるのに積載重量関係式を用いたが、これに限定されるものではなく、マップなどを用いてもよい。つまり、車両特性に基づいて、最適のものを用いればよい。また、前後変位比は、前後の基準を逆にすると、実施の形態で示した関係式の傾きとは逆の傾きになるが、前後変位比と積載重量とが略一定の相関性を有することには変わりはなく、その場合も、本発明の実施は可能である。さらに、前後変位比と乗車人数との相関性に基づく関係式を用いた場合、検出に基づいて得られた前後変位比から乗車人数を直接算出することも可能である。

さらに、車体変位センサとして、車体の前後（前輪および後輪）に設けたものを示したが、これに限定されない。具体的には、積載重量ＬＷによる変化が大きな後輪サスペンションにおける車体ＢＤの縦変位のみを検出するようにしてもよい。この場合、前後の変位比を求める際に使用する車体前部の変位を、一定値としたり、あるいは、前後加速度センサなどの値に基づいてマップなどから複数段階の値を用いたりしてもよい。また、車種によっては、車体ＢＤの後部の変位から、マップなどを用い前後変位比を算出するようにしてもよい。

また、実施の形態では、車体変位センサとして、前照灯の光軸調整用のフロント側レベライザセンサ１１およびリア側レベライザセンサ１２を用いた例を示したが、さらに、タイヤの空気圧を検出する空気圧センサを併用してもよい。この空気圧センサの検出値の変位を使用することにより、自車両における左右方向の積載位置を検出することができ、これにより、既存のセンサを利用した安価な方法や装置により、着座パターンの推定を加えた積載重量ＬＷや乗車人数Ｐｎの検出が可能になる。

１１ フロント側レベライザセンサ（車体変位センサ：前輪変位センサ）
１２ リア側レベライザセンサ（車体変位センサ：後輪変位センサ）
１３ 前後方向加速度センサ
１４ ドア開閉検出スイッチ
１５ 停車センサ
２０ 積載重量算出コントローラ
２１ 前部変位算出部
２２ 後部変位算出部
２３ 前後変位比算出部
２４ 積載重量算出部
Ａ （実施の形態１の）車両積載重量検出装置
ＢＤ 車体
ｄθＦ 前部角度変位（前部の変位）
ｄθＲ 後部角度変位（後部の変位）
Ｇ 前後方向加速度
ＬＲ 前後角度変位比
ＬＷ 積載重量
ＭＢ 車両
Ｐｎ 乗車人数
θ 路面傾斜角度
θＦ （フロント側レベライザセンサの検出部材の）傾斜角度
θＲ （リア側レベライザセンサの検出部材の）傾斜角度

Claims (9)

1. 自車両の積載物によるばね下に対する車体の縦変位を検出する車体変位センサと、
   前記車体変位センサの検出データを入力するコントローラと、
   を用いた車両積載重量検出方法であって、
   前記コントローラは、
   前記検出データに基づく前記車体の前部の変位と後部の変位の比である前後変位比と、予め入力された前記前後変位比と前記自車両の積載重量との相関性とに基づいて前記自車両の積載重量を算出する車両積載重量検出方法。
2. 自車両の積載物によるばね下に対する車体の縦変位を検出する車体変位センサと、
   前記車体変位センサの検出データを入力するコントローラと、
   を用いた車両積載重量検出方法であって、
   前記コントローラは、
   前記検出データに基づく前記車体の前部の変位と後部の変位の比である前後変位比と、予め入力された前記前後変位比と前記自車両の乗員人数との相関性とに基づいて前記自車両の積載重量を算出する車両積載重量検出方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両積載重量検出方法において、
   前記車体変位センサは、前輪の前記ばね下と前記車体との相対変位を検出する前輪変位センサと、後輪の前記ばね下と前記車体との相対変位を検出する後輪変位センサと、を備え、
   前記コントローラは、前記積載物の積載前後の前記前輪変位センサの検出データの変位と前記後輪変位センサの検出データの変位との比を前記前後変位比として求める車両積載重量検出方法。
4. 請求項３に記載の車両積載重量検出方法において、
   前記積載重量の算出では、前記前後変位比から前記積載重量を求める関係式であって、前記前部の変位に対する前記後部の変位の比が大きくなるほど前記積載重量が大きくなるよう設定された積載重量関係式に基づいて前記積載重量を算出する車両積載重量検出方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両積載重量検出方法において、
   前記コントローラは、求めた前記積載重量からさらに乗車人数を算出する車両積載重量検出方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両積載重量検出方法において、
   前記コントローラは、車両の停止中に、最後にドアが閉じられた時点から、前記積載重量の算出を実行する車両積載重量検出方法。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の車両積載重量検出方法において、
   前記自車両は、前記車体に作用する前後方向の加速度を検出する加速度センサを備え、
   前記積載重量の算出では、前記加速度センサが検出する前後方向加速度に基づいて路面傾斜角度を算出し、前記路面傾斜角度に応じて前記前後変位比に対する前記積載重量の相関性を補正する車両積載重量検出方法。
8. 請求項７に記載の車両積載重量検出方法において、
   前記前後変位比に対する前記積載重量の相関性を、前記路面傾斜角度が前記自車両の前方が下がる下り坂では平坦路と比較して前記前後変位比に対して前記積載重量が重くなる側にシフトし、前記路面傾斜角度が前記自車両の前方が上がる上り坂では平坦路と比較して前記前後変位比に対して前記積載重量が軽くなる側にシフトする車両積載重量検出方法。
9. 自車両の積載物によるばね下に対する車体の縦変位を検出する車体変位センサと、
   前記車体変位センサの検出データを入力するコントローラと、
   を備えた車両積載重量検出装置であって、
   前記コントローラは、
   前記検出データに基づいて、前記車体の前部の変位と後部の変位の比である前後変位比を算出する前後変位比算出部と、
   予め入力された前記前後変位比と前記自車両の積載重量との相関性に基づいて、求めた前記前後変位比から前記自車両の積載重量を算出する積載重量算出部と、
   を備える車両積載重量検出装置。