(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、
制動操作量を検出する制動操作量検出手段と、
駆動操作量を検出する駆動操作量検出手段と、
操舵操作量を検出する操舵操作量検出手段と、
前記制動操作量、前記駆動操作量および前記操舵操作量に基づいて操作入力に起因する車両のばね上状態量を推定する第一の状態量推定手段と、
前記操作入力に起因するばね上状態量に基づいて操作入力に起因する車輪速変動量を推定する第一の変動推定手段と、
前記車輪速検出手段によって検出した車輪速の変動量、前記駆動操作量に対する前記車輪速変動量の変化率および前記制動操作量に対する前記車輪速変動量の変化率を用いて制駆動力による車輪速変動量を除いた実際の車輪速変動量を推定する第二の変動推定手段と、
前記実際の車輪速変動量から前記操作入力に起因する車輪速変動量を除去することで、路面入力に起因する車輪速変動量を推定する第三の変動推定手段と、
前記路面入力に起因する車輪速変動量に基づき、路面入力に起因するばね上状態量およびばね下状態量の少なくとも何れか一方を推定する第二の状態量推定手段と、
を備え、
前記ばね上状態量は、ばね上の重心位置の前後方向における変位変動ＸBGの速度、該重心位置の左右方向における変位変動ＹBGの速度、該重心位置の上下方向における変位変動ＺBGの速度、ばね上ピッチ角θBGの角速度、ばね上ロール角φBGの角速度、およびばね上ヨー角ΨBGの角速度であり、
各変位変動の速度および角速度を各変位変動および各ばね上角を表す文字の上にそれぞれドットを付けて表すとともに、前記駆動操作量をａ、前記制動操作量をｂ、前記操舵操作量をδと表すとき、前記第一の状態量推定手段が推定する前記ばね上状態量は、以下の式で表されることを特徴とする車両状態推定装置。
【数１】
0005983597.tif 000025
【請求項２】
更に、前記操作入力に起因するばね上状態量の推定値と前記路面入力に起因するばね上状態量の推定値とを加算したばね上状態量である合計ばね上状態量を推定する第三の状態量推定手段を備える
請求項１に記載の車両状態推定装置。
【請求項３】
各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、
制動操作量を検出する制動操作量検出手段と、
駆動操作量を検出する駆動操作量検出手段と、
操舵操作量を検出する操舵操作量検出手段と、
前記制動操作量、前記駆動操作量および前記操舵操作量に基づいて操作入力に起因する車両のばね上状態量を推定する第一の状態量推定手段と、
前記操作入力に起因するばね上状態量に基づいて操作入力に起因する車輪速変動量を推定する第一の変動推定手段と、
前記車輪速検出手段によって検出した車輪速の変動量、前記駆動操作量に対する前記車輪速変動量の変化率および前記制動操作量に対する前記車輪速変動量の変化率を用いて制駆動力による車輪速変動量を除いた実際の車輪速変動量を推定する第二の変動推定手段と、
前記実際の車輪速変動量から前記操作入力に起因する車輪速変動量を除去することで、路面入力に起因する車輪速変動量を推定する第三の変動推定手段と、
前記路面入力に起因する車輪速変動量に基づき、路面入力に起因するばね上状態量およびばね下状態量の少なくとも何れか一方を推定する第二の状態量推定手段と、
前記路面入力に起因するばね上状態量の推定値およびばね下状態量の推定値の少なくとも何れか一方に基づいて前記車両のサスペンション装置を制御する制御手段と、
を備え、
前記ばね上状態量は、ばね上の重心位置の前後方向における変位変動ＸBGの速度、該重心位置の左右方向における変位変動ＹBGの速度、該重心位置の上下方向における変位変動ＺBGの速度、ばね上ピッチ角θBGの角速度、ばね上ロール角φBGの角速度、およびばね上ヨー角ΨBGの角速度であり、
各変位変動の速度および角速度を各変位変動および各ばね上角を表す文字の上にそれぞれドットを付けて表すとともに、前記駆動操作量をａ、前記制動操作量をｂ、前記操舵操作量をδと表すとき、前記第一の状態量推定手段が推定する前記ばね上状態量は、以下の式で表されることを特徴とする車両制御装置。
【数１】
0005983597.tif 000026
【請求項４】
各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手順と、
制動操作量を検出する制動操作量検出手順と、
駆動操作量を検出する駆動操作量検出手順と、
操舵操作量を検出する操舵操作量検出手順と、
前記制動操作量、前記駆動操作量および前記操舵操作量に基づいて操作入力に起因する車両のばね上状態量を推定する操作入力起因状態量推定手順と、
前記操作入力に起因するばね上状態量に基づいて操作入力に起因する車輪速変動量を推定する操作入力起因変動推定手順と、
前記車輪速検出手順によって検出した車輪速の変動量、前記駆動操作量に対する前記車輪速変動量の変化率および前記制動操作量に対する前記車輪速変動量の変化率を用いて制駆動力による車輪速変動量を除いた実際の車輪速変動量を推定する実変動推定手順と、
前記実際の車輪速変動量から前記操作入力に起因する車輪速変動量を除去することで、路面入力に起因する車輪速変動量を推定する路面入力起因変動推定手順と、
前記路面入力に起因する車輪速変動量に基づき、路面入力に起因するばね上状態量およびばね下状態量の少なくとも何れか一方を推定する路面入力起因状態量推定手順と、
を備え、
前記ばね上状態量は、ばね上の重心位置の前後方向における変位変動ＸBGの速度、該重心位置の左右方向における変位変動ＹBGの速度、該重心位置の上下方向における変位変動ＺBGの速度、ばね上ピッチ角θBGの角速度、ばね上ロール角φBGの角速度、およびばね上ヨー角ΨBGの角速度であり、
各変位変動の速度および角速度を各変位変動および各ばね上角を表す文字の上にそれぞれドットを付けて表すとともに、前記駆動操作量をａ、前記制動操作量をｂ、前記操舵操作量をδと表すとき、前記第一の状態量推定手段が推定する前記ばね上状態量は、以下の式で表されることを特徴とする車両状態推定方法。
【数１】
0005983597.tif 000027
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両状態推定装置、車両状態推定方法および車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪速に基づいて、車両のロールを検出する検出装置がある。例えば、特許文献１には、車両の前後軸回りの回転運動を検出するロール検出装置であって、車両左右の車輪速度を各々検出する第１，第２の車輪速度検出手段と、該検出された左右の車輪速度に基づいて、左右輪各々についてのバネ上共振周波数領域の車輪速度の変動量を求める第１，第２の車輪速変動量抽出手段と、該求められた左右輪についての変動量の逆相成分に基づいて、車両前後軸周りの回転運動の大きさを演算するロール演算手段とを備えたロール検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３１９０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、車輪速の変動量には、ばね上の挙動だけでなく、ばね下の挙動も影響する。このため、例えば、左右輪の車輪速の差分がそのままロールを示すとは限らない。また、車輪速の変動量には、操作入力に起因するばね上挙動により発生する成分が含まれている。こうした成分を含んだままの車輪速の変動量から車両状態を推定すると、精度良く推定できない可能性がある。このように、車輪速から車両の状態量を推定する場合の精度を向上することについて、なお改良の余地がある。
【０００５】
本発明の目的は、車輪速から車両の状態量を推定する推定精度の向上を図ることができる車両状態推定装置、車両状態推定方法および車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両状態推定装置は、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、制動操作量を検出する制動操作量検出手段と、駆動操作量を検出する駆動操作量検出手段と、操舵操作量を検出する操舵操作量検出手段と、前記制動操作量、前記駆動操作量および前記操舵操作量に基づいて操作入力に起因する車両のばね上状態量を推定する第一の状態量推定手段と、前記操作入力に起因するばね上状態量に基づいて操作入力に起因する車輪速変動量を推定する第一の変動推定手段と、前記車輪速検出手段によって検出した車輪速から、制駆動力による車輪速変動量を除いた実際の車輪速変動量を推定する第二の変動推定手段と、前記実際の車輪速変動量から前記操作入力に起因する車輪速変動量を除去することで、路面入力に起因する車輪速変動量を推定する第三の変動推定手段と、前記路面入力に起因する車輪速変動量に基づき、路面入力に起因するばね上状態量およびばね下状態量の少なくとも何れか一方を推定する第二の状態量推定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記車両状態推定装置において、前記制動操作量、前記駆動操作量に基づいて推定したばね上重心の上下変位、前後変位およびピッチ角と、前記操舵操作量に基づいて推定したばね上重心の左右変位、ロール角およびヨー角と、に基づいて前記操作入力に起因する車輪速変動量を推定することが好ましい。
【０００８】
上記車両状態推定装置において、更に、前記操作入力に起因するばね上状態量の推定値と前記路面入力に起因するばね上状態量の推定値とを加算したばね上状態量である合計ばね上状態量を推定する第三の状態量推定手段を備えることが好ましい。
【０００９】
本発明の車両制御装置は、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、制動操作量を検出する制動操作量検出手段と、駆動操作量を検出する駆動操作量検出手段と、操舵操作量を検出する操舵操作量検出手段と、前記制動操作量、前記駆動操作量および前記操舵操作量に基づいて操作入力に起因する車両のばね上状態量を推定する第一の状態量推定手段と、前記操作入力に起因するばね上状態量に基づいて操作入力に起因する車輪速変動量を推定する第一の変動推定手段と、前記車輪速検出手段によって検出した車輪速から、制駆動力による車輪速変動量を除いた実際の車輪速変動量を推定する第二の変動推定手段と、前記実際の車輪速変動量から前記操作入力に起因する車輪速変動量を除去することで、路面入力に起因する車輪速変動量を推定する第三の変動推定手段と、前記路面入力に起因する車輪速変動量に基づき、路面入力に起因するばね上状態量およびばね下状態量の少なくとも何れか一方を推定する第二の状態量推定手段と、前記路面入力に起因するばね上状態量の推定値およびばね下状態量の推定値の少なくとも何れか一方に基づいて前記車両のサスペンション装置を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の車両状態推定方法は、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手順と、制動操作量を検出する制動操作量検出手順と、駆動操作量を検出する駆動操作量検出手順と、操舵操作量を検出する操舵操作量検出手順と、前記制動操作量、前記駆動操作量および前記操舵操作量に基づいて操作入力に起因する車両のばね上状態量を推定する操作入力起因状態量推定手順と、前記操作入力に起因するばね上状態量に基づいて操作入力に起因する車輪速変動量を推定する操作入力起因変動推定手順と、前記車輪速検出手順によって検出した車輪速から、制駆動力による車輪速変動量を除いた実際の車輪速変動量を推定する実変動推定手順と、前記実際の車輪速変動量から前記操作入力に起因する車輪速変動量を除去することで、路面入力に起因する車輪速変動量を推定する路面入力起因変動推定手順と、前記路面入力に起因する車輪速変動量に基づき、路面入力に起因するばね上状態量およびばね下状態量の少なくとも何れか一方を推定する路面入力起因状態量推定手順と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車両状態推定装置は、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、制動操作量を検出する制動操作量検出手段と、駆動操作量を検出する駆動操作量検出手段と、操舵操作量を検出する操舵操作量検出手段と、制動操作量、駆動操作量および操舵操作量に基づいて操作入力に起因する車両のばね上状態量を推定する第一の状態量推定手段と、操作入力に起因するばね上状態量に基づいて操作入力に起因する車輪速変動量を推定する第一の変動推定手段と、車輪速検出手段によって検出した車輪速から、制駆動力による車輪速変動量を除いた実際の車輪速変動量を推定する第二の変動推定手段と、実際の車輪速変動量から操作入力に起因する車輪速変動量を除去することで、路面入力に起因する車輪速変動量を推定する第三の変動推定手段と、路面入力に起因する車輪速変動量に基づき、路面入力に起因するばね上状態量およびばね下状態量の少なくとも何れか一方を推定する第二の状態量推定手段と、を備える。本発明に係る車両状態推定装置によれば、車輪速から車両の状態量を推定する推定精度の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る車両状態推定装置のブロック図である。
【図２】図２は、実施形態に係る車両の概略構成図である。
【図３】図３は、車輪の回転角度の変動量を説明する図である。
【図４】図４は、前後変位変動量の説明図である。
【図５】図５は、ピッチングによる前後変位変動量の説明図である。
【図６】図６は、車両の回転による前後変位変動量の説明図である。
【図７】図７は、サスペンション装置のストロークによる前後変位変動量の説明図である。
【図８】図８は、ピッチングによるばね下ピッチ角の説明図である。
【図９】図９は、サスペンション装置のストロークによるばね下ピッチ角の説明図である。
【図１０】図１０は、実施形態に係る車両状態推定装置による推定結果の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、車輪速変動量に対するバウンス速度のゲインの周波数特性を示す図である。
【図１２】図１２は、路面入力の位相を基準としたバウンス速度の位相の周波数特性を示す図である。
【図１３】図１３は、車輪速変動量に対するばね上ピッチ角速度のゲインの周波数特性を示す図である。
【図１４】図１４は、路面入力の位相を基準としたばね上ピッチ角速度の位相の周波数特性を示す図である。
【図１５】図１５は、車輪速変動量に対するばね上ロール角速度のゲインの周波数特性を示す図である。
【図１６】図１６は、路面入力の位相を基準としたばね上ロール角速度の位相の周波数特性を示す図である。
【図１７】図１７は、車輪速変動量に対する右前相対速度のゲインの周波数特性を示す図である。
【図１８】図１８は、路面入力の位相を基準とした右前相対速度の位相の周波数特性を示す図である。
【図１９】図１９は、車輪速変動量に対する左前相対速度のゲインの周波数特性を示す図である。
【図２０】図２０は、路面入力の位相を基準とした左前相対速度の位相の周波数特性を示す図である。
【図２１】図２１は、車輪速変動量に対する右後相対速度のゲインの周波数特性を示す図である。
【図２２】図２２は、路面入力の位相を基準とした右後相対速度の位相の周波数特性を示す図である。
【図２３】図２３は、車輪速変動量に対する左後相対速度のゲインの周波数特性を示す図である。
【図２４】図２４は、路面入力の位相を基準とした左後相対速度の位相の周波数特性を示す図である。
【図２５】図２５は、実施形態のサスペンション制御の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態に係る車両状態推定装置、車両状態推定方法および車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１４】
［実施形態］
図１から図２５を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両状態推定装置、車両状態推定方法および車両制御装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る車両状態推定装置のブロック図、図２は、実施形態に係る車両の概略構成図、図３は、車輪の回転角度の変動量を説明する図、図４は、前後変位変動量の説明図、図５は、ピッチングによる前後変位変動量の説明図、図６は、車両の回転による前後変位変動量の説明図、図７は、サスペンション装置のストロークによる前後変位変動量の説明図、図８は、ピッチングによるばね下ピッチ角の説明図、図９は、サスペンション装置のストロークによるばね下ピッチ角の説明図、図１０は、実施形態に係る車両状態推定装置による推定結果の一例を示す図である。
【００１５】
本実施形態に係る車両状態推定装置１０１は、車両の状態量として、ばね上速度、およびばね上とばね下の相対速度をそれぞれ推定する。車両の状態量を推定する方法として、車輪速の変動量に基づく推定方法が考えられる。しかしながら、車輪速の変動量には、ばね上の挙動だけでなく、ばね下の挙動も影響する。また、車輪速の変動量には、操作入力に起因するばね上挙動により発生する成分が含まれている。こうした成分を含んだままの車輪速の変動量から車両状態を推定すると、精度良く推定できない可能性がある。
【００１６】
本実施形態に係る車両状態推定装置１０１は、車輪速変動量のうち操作入力（アクセル、ブレーキ、操舵）に起因するばね上挙動による車輪速変動量を除去し、路面入力と車輪速変動量との関係から路面入力を推定する。推定された路面入力から、ばね上やばね下の挙動が推定される。本実施形態に係る車両状態推定装置１０１によれば、車輪速から精度良く車両状態を推定することが可能となる。
【００１７】
まず、図２を参照して、本実施形態に係る車両１００について説明する。図２に示すように、車両１００は、車両状態推定装置１０１、車輪２（２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬ）、サスペンション装置１０（１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬ）を含んで構成されている。本実施形態の車両状態推定装置１０１は、ＥＣＵ１、車輪速検出手段４（４ＦＲ，４ＦＬ，４ＲＲ，４ＲＬ）、制動操作量検出手段５、駆動操作量検出手段６および操舵操作量検出手段７を含んで構成されている。また、後述するように、本実施形態のＥＣＵ１は、サスペンション装置１０（１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬ）を制御する制御手段としての機能を有している。従って、車両１００は、ＥＣＵ１、車輪速検出手段４、制動操作量検出手段５、駆動操作量検出手段６および操舵操作量検出手段７を含む車両制御装置１０２を搭載している。
【００１８】
車両１００は、車輪２として、右前輪２ＦＲ、左前輪２ＦＬ、右後輪２ＲＲおよび左後輪２ＲＬを有している。また、車両１００は、サスペンション装置１０として、右前サスペンション装置１０ＦＲ、左前サスペンション装置１０ＦＬ、右後サスペンション装置１０ＲＲおよび左後サスペンション装置１０ＲＬを有している。なお、本明細書では、各構成要素の符号の添字ＦＲは右前輪２ＦＲに係るものを示す。同様にして、符号の添字ＦＬは左前輪２ＦＬ、ＲＲは右後輪２ＲＲ、ＲＬは左後輪２ＲＬに係るものであることを示す。
【００１９】
サスペンション装置１０は、ばね下とばね上とを接続している。ここで、ばね下は、フロントやリヤのアーム部材や、ナックル等を含むものであり、車両１００のうち、サスペンション装置１０に対して車輪２側に接続されている部分である。ばね上は、車両１００のうち、サスペンション装置１０によって支持される部分であり、例えばボデー３である。サスペンション装置１０は、伸縮することでばね上とばね下との相対変位を許容する。サスペンション装置１０は、例えば、鉛直軸に対して所定の角度で傾斜して設けられている。
【００２０】
サスペンション装置１０は、ショックアブソーバ１１（１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬ）とサスペンションアクチュエータ１２（１２ＦＲ，１２ＦＬ，１２ＲＲ，１２ＲＬ）を含んで構成されている。ショックアブソーバ１１は、ばね上とばね下との相対運動を減衰させる減衰力を発生させる。サスペンションアクチュエータ１２は、ショックアブソーバ１１が発生させる減衰力（減衰係数）を調節する。サスペンションアクチュエータ１２は、相対的にソフトな減衰特性（減衰力小）から、相対的にハードな減衰特性（減衰力大）まで、ショックアブソーバ１１の減衰特性を任意の特性に変化させることができる。
【００２１】
各車輪２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬには、それぞれの車輪速を検出する車輪速検出手段４（４ＦＲ，４ＦＬ，４ＲＲ，４ＲＬ）が配置されている。右前車輪速検出手段４ＦＲは、右前輪２ＦＲの車輪速を検出する。同様に、左前車輪速検出手段４ＦＬ、右後車輪速検出手段４ＲＲ、左後車輪速検出手段４ＲＬは、それぞれ左前輪２ＦＬ、右後輪２ＲＲ、左後輪２ＲＬの車輪速を検出する。各車輪速検出手段４ＦＲ，４ＦＬ，４ＲＲ，４ＲＬの検出結果を示す信号は、ＥＣＵ１に出力される。
【００２２】
本実施形態のＥＣＵ１は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１は、車両状態を推定する各推定手段としての機能を有する。また、ＥＣＵ１は、各車輪２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬのサスペンション装置１０と電気的に接続されており、サスペンション装置１０を制御する。
【００２３】
制動操作量検出手段５は、制動操作量を検出する。制動操作量は、例えば、ブレーキペダルのペダルストロークやブレーキペダルに入力される踏力、ブレーキペダルのペダル速度等である。駆動操作量検出手段６は、駆動操作量を検出する。駆動操作量は、例えば、アクセルペダルの開度や、アクセルペダルのペダル速度、スロットルバルブの開度等である。操舵操作量検出手段７は、操舵操作量を検出する。操舵操作量は、例えば、ハンドルの操舵角、操舵トルク、操舵速度等である。制動操作量検出手段５、駆動操作量検出手段６および操舵操作量検出手段７の検出結果を示す信号は、ＥＣＵ１に出力される。
【００２４】
図１のブロック図に示すように、本実施形態に係るＥＣＵ１は、第一の状態量推定手段２１と、第一の変動推定手段２２と、第二の変動推定手段２３と、第三の変動推定手段２４と、第二の状態量推定手段２５と、第三の状態量推定手段２６とを含んで構成されている。
【００２５】
（第一の状態量推定手段）
第一の状態量推定手段２１は、制動操作量、駆動操作量および操舵操作量に基づいて操作入力に起因する車両１００のばね上状態量を推定する。ここで、ばね上状態量は、車両１００のばね上の状態量、例えばばね上の挙動である。本実施形態のばね上状態量は、ばね上の重心位置の前後方向、左右方向、上下方向における変位変動の速度、及びばね上のピッチ角速度、ロール角速度、ヨー角速度である。なお、ばね上の重心位置（以下、単に「重心位置」と称する。）の変位変動とは、車両１００の車速から決まるある時刻の重心位置に対する当該時刻の実際の重心位置のずれ量である。
【００２６】
例えば、車両１００の走行中に、路面の凹凸によって車両１００が上下方向にバウンドしたとすれば、重心位置の上下方向の変位変動が発生する。また、制動操作や駆動操作がなされると、重心位置の車両前後方向における変位変動や、ピッチ角の変動が生じる。また、操舵操作がなされると、重心位置の左右方向の変位変動や、ヨー角、ロール角等の変動が生じる。
【００２７】
第一の状態量推定手段２１は、制動操作量検出手段５によって検出された制動操作量、駆動操作量検出手段６によって検出された駆動操作量、および操舵操作量検出手段７によって検出された操舵操作量に基づいて、操作入力に起因するばね上状態量を推定する。第一の状態量推定手段２１は、駆動操作に基づく推定手段２１ａと、制動操作に基づく推定手段２１ｂと、操舵操作に基づく推定手段２１ｃとを有する。
【００２８】
駆動操作に基づく推定手段２１ａは、駆動操作量検出手段６から取得する駆動操作量ａに基づいて、駆動操作により発生するばね上状態量を推定する。制動操作に基づく推定手段２１ｂは、制動操作量検出手段５から取得する制動操作量ｂに基づいて、制動操作により発生するばね上状態量を推定する。操舵操作に基づく推定手段２１ｃは、操舵操作量検出手段７から取得する操舵操作量δに基づいて、操舵操作により発生するばね上状態量を推定する。各推定手段２１ａ，２１ｂ，２１ｃによって推定されたばね上状態量は、加算手段２１ｄによって互いに加算される。加算手段２１ｄから出力される値は、駆動操作によるばね上状態量と、制動操作によるばね上状態量と、操舵操作によるばね上状態量とを合わせた、「操作入力に起因するばね上状態量」である。操作入力に起因するばね上状態量は、加算手段２１ｄから第一の変動推定手段２２に入力される。
【００２９】
（第一の変動推定手段）
第一の変動推定手段２２は、操作入力に起因するばね上状態量に基づいて操作入力に起因する車輪速変動量を推定する。駆動、制動、操舵の各操作入力により、車両１００のばね上に状態量の変化が発生する。第一の変動推定手段２２は、このばね上挙動によって発生する各車輪２の車輪速変動量を推定する。
【００３０】
ＥＣＵ１は、制駆動力による車輪速変動推定手段２７を有する。制駆動力による車輪速変動推定手段２７は、駆動力に基づく推定手段２７ａと、制動力に基づく推定手段２７ｂとを含んでいる。駆動力に基づく推定手段２７ａは、駆動操作量ａに基づいて、駆動力による各車輪２の車輪速変動量を推定する。制動力に基づく推定手段２７ｂは、制動操作量ｂに基づいて、制動力による各車輪２の車輪速変動量を推定する。駆動力に基づく推定手段２７ａによって推定された車輪速変動量と、制動力に基づく推定手段２７ｂによって推定された車輪速変動量とは、加算手段２７ｃによって加算される。加算手段２７ｃから出力される値は、駆動力による車輪速変動量と、制動力による車輪速変動量とを合わせた、駆動・制動力による車輪速変動量（以下、「制駆動力による車輪速変動量」と称する。）である。制駆動力による車輪速変動量は、加算手段２７ｃから第二の変動推定手段２３に入力される。
【００３１】
（第二の変動推定手段）
第二の変動推定手段２３は、車輪速検出手段４によって検出した車輪速から、制駆動力による車輪速変動量を除いた実際の車輪速変動量を推定する。本明細書において、「実際の車輪速変動量」は、検出された車輪速の車輪速変動量から、制駆動力によって発生する車輪速変動量、言い換えると車速の変化による車輪速変動量を除いたものである。実際の車輪速変動量には、路面の凹凸等から車輪２に入力される路面入力に起因する車輪速変動量と、操作入力によって発生するばね上状態の変化による車輪速変動量（操作入力に起因する車輪速変動量）とが含まれている。
【００３２】
（第三の変動推定手段）
第三の変動推定手段２４は、実際の車輪速変動量から操作入力に起因する車輪速変動量を除去することで、路面入力に起因する車輪速変動量を推定する。第三の変動推定手段２４は、第二の変動推定手段２３によって出力される値から、第一の変動推定手段２２によって出力される値を減算する。つまり、第三の変動推定手段２４は、各車輪２について、実際の車輪速変動量から操作入力に起因する車輪速変動量を除去する。第三の変動推定手段２４の出力は、第二の状態量推定手段２５に入力される。
【００３３】
（第二の状態量推定手段）
第二の状態量推定手段２５は、路面入力に起因する車輪速変動量に基づき、路面入力に起因するばね上状態量およびばね下状態量の少なくとも何れか一方を推定する。第二の状態量推定手段２５は、路面入力推定手段２５ａと、ばね上状態量推定手段２５ｂと、相対速度推定手段２５ｃとを有する。路面入力推定手段２５ａは、路面入力に起因する車輪速変動量から、路面入力を推定する。
【００３４】
ばね上状態量推定手段２５ｂは、路面入力推定手段２５ａによって推定された路面入力に基づいて、路面入力に起因するばね上状態量を推定する。相対速度推定手段２５ｃは、路面入力推定手段２５ａによって推定された路面入力に基づいて、ばね上とばね下との相対速度を推定する。
【００３５】
（第三の状態量推定手段）
第三の状態量推定手段２６は、操作入力に起因するばね上状態の推定値と、路面入力に起因するばね上状態量の推定値とを加算したばね上状態量である合計ばね上状態量を推定する。第三の状態量推定手段２６は、ばね上状態量推定手段２５ｂから出力される路面入力に起因するばね上状態量の推定値と、加算手段２１ｄから出力される操作入力に起因するばね上状態量の推定値とを加算する。第三の状態量推定手段２６から出力される合計ばね上状態量は、車両１００の実際のばね上状態量の推定値である。本実施形態のＥＣＵ１は、推定された合計ばね上状態量および相対速度に基づいて、サスペンション装置１０を制御する。
【００３６】
次に、本実施形態の車両状態量推定装置１０１による車両状態量の推定に係る理論式について、詳細を説明する。まず、タイヤ回転速度変動量ωは、下記［数１］によって、算出することができる。なお、タイヤ回転速度変動量ωは、車輪２の回転速度の変動量である。タイヤ回転速度変動量ωは、現在の車速に応じた車輪２の回転速度に対する回転速度の変動量であり、例えば、路面入力やばね上の挙動によって生じる変動量である。言い換えると、タイヤ回転速度変動量ωは、定常的に動いている分に対する変動分（動的な変動分）である。タイヤ回転速度変動量ωは、以下に図３を参照して説明するように、車輪２の半径ｒと、ばね下の前後変位変動量ＸＡによって、［数１］のように表すことができる。なお、文字の上のドット（・）記号は、微分値を示す。
【数１】
0005983597.tif 000002
【００３７】
図３に破線で示した車輪２の位置は、車輪２が定常的に移動した場合の車輪位置、例えば、車速に応じて決まるある所定時刻における車輪位置である。実線で示した車輪２の位置は、所定時刻における実際の車輪位置を示す。路面入力や操作入力により、破線で示す車輪位置と、実線で示す車輪位置とで車両前後方向の位置の変動が生じている。この車両前後方向における車輪位置の変動は、ばね下の前後変位変動量ＸＡに対応している。ばね下の前後変位変動量ＸＡに応じた車輪２の回転角度の変動量βは、図３に示すように、ＸＡ／ｒで近似することができる。タイヤ回転速度変動量ωは、回転角度の変動量βを微分した値であるから、［数１］のように近似的に求めることができる。
【００３８】
ここで、［数１］の右辺における括弧内の第１項について説明する。この第１項は、車軸位置ＴＣ（図４参照）におけるばね上の前後変位変動量ＸＢの微分値である。なお、車軸位置ＴＣとは、各車輪２の中心軸線上でかつ車輪２の幅方向の中央の点とする。車軸位置ＴＣにおけるばね上の前後変位変動量ＸＢは、図４に示すばね上（重心位置ＰＧ）の前後変位変動量ＸＢＧと、図５に示すばね上ピッチ角θＢＧに基づく変動量と、図６に示すばね上ヨー角ΨＢＧに基づく変動量との和として表すことができる。
【００３９】
図４に示すように、ばね上が車両前後方向に位置変動する場合、車軸位置ＴＣで見たばね上の前後変位変動量ＸＢには、ばね上の前後方向の位置変動による成分ＸＢａが含まれる。この前後方向の位置変動による成分ＸＢａは、下記式（１）で示すように、重心位置ＰＧにおけるばね上の前後変位変動量ＸＢＧとして表される。
ＸＢａ＝ＸＢＧ…（１）
【００４０】
図５に示すように車両１００にピッチングが生じた場合、車軸位置ＴＣで見たばね上の前後変位変動量ＸＢには、ピッチングによる成分ＸＢｂが含まれる。このピッチングによる成分ＸＢｂは、ばね上ピッチ角θＢＧに基づいて、下記式（２）として表される。ここで、Ｈ：車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの高さ方向における距離、である。
ＸＢｂ＝−θＢＧ×Ｈ…（２）
【００４１】
図６に示すように車両１００にヨー方向の挙動（鉛直軸回りの回転）が生じた場合、車軸位置ＴＣで見たばね上の前後変位変動量ＸＢには、ヨー方向の挙動による成分ＸＢｃが含まれる。ヨー方向の挙動による成分ＸＢｃは、ばね上ヨー角ΨＢＧに基づいて、下記式（３）として表される。ここで、Ｗ：車幅方向における重心位置ＰＧと車軸位置ＴＣとの距離、である。
ＸＢｃ＝ΨＢＧ×Ｗ…（３）
【００４２】
以上の３つの成分ＸＢａ、ＸＢｂ、ＸＢｃの和が、車軸位置ＴＣで見たばね上の前後変位変動量ＸＢである。つまり、下記式（４）が導かれる。
ＸＢ＝−θＢＧ×Ｈ＋ＸＢＧ＋ΨＢＧ×Ｗ…（４）
【００４３】
次に、［数１］の右辺における括弧内の第２項について説明する。この第２項は、ばね上とばね下との相対変位、すなわちサスペンション装置１０の上下ストロークに係る項である。サスペンション装置１０のストロークにより、図７に示すように、車輪２と、ばね上であるボデー３とが上下方向に相対変位する。ここで、サスペンション装置１０が上下方向に対して車両前後方向に傾斜している場合、車輪２と、ボデー３とは車両前後方向においても相対変位する。ばね上とばね下との前後変位変動量の差（ＸＡ−ＸＢ）は、下記式（５）で表すことができる。
ＸＡ−ＸＢ＝αＸ（ＺＡ−ＺＢ）…（５）
ここで、ＺＡ：ばね下の上下変位変動量、ＺＢ：車両前後方向の車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位変動量、αＸ：サスペンション装置１０の単位ストローク量あたりのばね上とばね下との車両前後方向の相対変位量、である。
【００４４】
上記［数１］および上記式（１）乃至式（５）から、下記［数２］が導かれる。
【数２】
0005983597.tif 000003
【００４５】
次に、図８および図９を参照して、ばね下ピッチ角θＡについて説明する。ばね下ピッチ角θＡは、ばね下のピッチ角であり、路面に対するばね下の車両前後方向における傾斜角を示す。車両１００では、サスペンション装置１０の伸縮により、ばね上ピッチ角θＢＧとばね下ピッチ角θＡとが異なる場合がある。言い換えると、ばね下ピッチ角θＡは、ばね上ピッチ角θＢＧに対応する成分θＡａと、サスペンション装置１０の伸縮による成分θＡｂとを含んでいる。
【００４６】
図８に示すように、ばね上ピッチ角θＢＧに対応する成分θＡａは、ばね上ピッチ角θＢＧと等しい。つまり、ばね上ピッチ角θＢＧに対応する成分θＡａは、下記式（６）で表される。
θＡａ＝θＢＧ…（６）
図９には、路面入力等によって車両１００の前輪２ＦＲ，２ＦＬのサスペンション装置１０ＦＲ，１０ＦＬが収縮し、後輪２ＲＲ，２ＲＬのサスペンション装置１０ＲＲ，１０ＲＬは伸縮していない状態が示されている。サスペンション装置１０の伸縮による成分θＡｂは、図９に示すように、下記式（７）で表される。
θＡｂ＝−αθ（ＺＡ−ＺＢ）…（７）
ここで、αθ：サスペンション装置１０の単位ストローク量あたりのばね下ピッチ角、である。
【００４７】
上記式（６）および式（７）より、ばね下ピッチ角θＡの角速度変動（ばね下ピッチ角θＡの微分値）は、下記［数３］のように表される。
【数３】
0005983597.tif 000004
【００４８】
次に、車輪速変動量Δωについて説明する。車輪速変動量Δωは、車輪速検出手段４によって検出される車輪速の変動量である。車輪速変動量Δωは、下記［数４］で表される。車輪速検出手段４によって検出される車輪速は、路面に対する前後方向の相対移動による回転速度成分だけでなく、ばね下ピッチ角θＡの変化による回転速度成分を含んでいる。すなわち、車輪速変動量Δωは、［数４］のように、タイヤ回転速度変動量ωと、ばね下ピッチ角θＡの角速度変動との差分となる。ＥＣＵ１は、車輪速検出手段４によって検出された車輪速から現在の車速に対応する車輪速を除いて車輪速変動量Δωを算出する車輪速変動量推定手段を有している。
【数４】
0005983597.tif 000005
【００４９】
上記［数２］、［数３］を［数４］に代入すると、下記［数５］が導かれる。
【数５】
0005983597.tif 000006
【００５０】
次に、上下変位変動量について説明する。車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位変動量ＺＢは、下記式（８）で表すことができる。下記式（８）の右辺第１項は、ばね上の重心位置ＰＧの上下変位変動量である。また、式（８）の右辺第２項は、ばね上のピッチングによる上下変位変動量（近似値）である。また、式（８）の右辺第３項は、ばね上のロールによる上下変位変動量（近似値）である。
ＺＢ＝ＺＢＧ±Ｌ×θＢＧ±Ｗ×φＢＧ…（８）
ここで、Ｌ：車両前後方向における車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの距離（図４参照）、φＢＧ：ばね上ロール角、である。なお、車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの距離Ｌについては、前輪２ＦＲ，２ＦＬの場合の当該距離ＬＦと後輪２ＲＲ，２ＲＬの場合の当該距離ＬＲとが異なる値であってもよい。
【００５１】
上記式（８）について、右前輪２ＦＲを例に説明すると、右前輪２ＦＲの車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位変動量ＺＢ１は、重心位置ＰＧの上下変位変動量ＺＢＧに、ばね上のピッチングによる上下変位変動量とばね上のロールによる上下変位変動量を加算又は減算して求めることができる。例えば、前輪側が沈み込むようにばね上がピッチングする場合、重心位置ＰＧの上下変位変動量ＺＢＧからばね上のピッチングによる上下変位変動量（Ｌ×θＢＧ）が減算される。また、車両右側が沈み込むようにばね上がロールする場合、ばね上のロールによる上下変位変動量（Ｗ×φＢＧ）が減算される。
【００５２】
これとは逆に、前輪側が浮き上がるようにばね上がピッチングする場合、重心位置ＰＧの上下変位変動量ＺＢＧに対して、ばね上のピッチングによる上下変位変動量（Ｌ×θＢＧ）が加算される。また、車両右側が浮き上がるようにばね上がロールする場合、ばね上のロールによる上下変位変動量（Ｗ×φＢＧ）が加算される。他の車輪２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬについても同様にして車軸位置におけるばね上の上下変位変動量ＺＢが算出される。
【００５３】
上記式（８）から、車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位変動速度は、下記［数６］のように表される。
【数６】
0005983597.tif 000007
【００５４】
上記［数１］から［数６］を拡張し、４輪分の車輪速変動量をマトリクスで表記すると、下記［数７］が得られる。なお、マトリクス［Ｄ］は下記［数８］、マトリクス［Ｇ］は下記［数９］、マトリクス［Ｅ］は下記［数１０］、マトリクス［Ｆ］は下記［数１１］、マトリクス［Ｃ］は下記［数１２］で示すものである。
【数７】
0005983597.tif 000008
【数８】
0005983597.tif 000009
【数９】
0005983597.tif 000010
【数１０】
0005983597.tif 000011
【数１１】
0005983597.tif 000012
【数１２】
0005983597.tif 000013
【００５５】
ここで、Δω１：右前輪２ＦＲの車輪速変動量、Δω２：左前輪２ＦＬの車輪速変動量、Δω３：右後輪２ＲＲの車輪速変動量、Δω４：左後輪２ＲＬの車輪速変動量である。すなわち、各変数の添字１は右前輪２ＦＲに係る値、添字２は左前輪２ＦＬに係る値、添字３は右後輪２ＲＲに係る値、添字４は左後輪２ＲＬに係る値を示す。
【００５６】
その他の変数は、以下のようである。
ω１，ω２，ω３，ω４：右前、左前、右後、左後の各車輪２のタイヤ回転速度変動量
θＡ１，θＡ２，θＡ３、θＡ４：右前、左前、右後、左後の各車輪２の位置のばね下ピッチ角
ＸＡ１，ＸＡ２，ＸＡ３，ＸＡ４：右前、左前、右後、左後の各車輪２のばね下前後変位変動量
ＸＢ１，ＸＢ２，ＸＢ３，ＸＢ４：右前、左前、右後、左後の各車輪２の車軸位置ＴＣにおけるばね上の前後変位変動量
ＺＡ１，ＺＡ２，ＺＡ３，ＺＡ４：右前、左前、右後、左後の各車輪２のばね下の上下変位変動量
ＺＢ１，ＺＢ２，ＺＢ３，ＺＢ４：右前、左前、右後、左後の各車輪２の車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位変動量
ＹＢＧ：ばね上の重心位置ＰＧの左右変位変動量
ｒＦ：前輪２ＦＲ，２ＦＬの半径
ｒＲ：後輪２ＲＲ，２ＲＬの半径
ＬＦ：前輪２ＦＲ，２ＦＬの車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの車両前後方向の距離
ＬＲ：後輪２ＲＲ，２ＲＬの車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの車両前後方向の距離
ＷＦ：前輪２ＦＲ，２ＦＬの車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの左右方向（車幅方向）距離
ＷＲ：後輪２ＲＲ，２ＲＬの車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの左右方向（車幅方向）距離
ＨＦ：前輪２ＦＲ，２ＦＬの車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの上下方向の距離
ＨＲ：後輪２ＲＲ，２ＲＬの車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの上下方向の距離
αＸＦ：サスペンション装置１０ＦＲ，ＦＬの単位ストローク量あたりの各前輪２ＦＲ，２ＦＬにおけるばね上とばね下との車両前後方向の相対変位量
αＸＲ：サスペンション装置１０ＲＲ，ＲＬの単位ストローク量あたりの各後輪２ＲＲ，２ＲＬにおけるばね上とばね下との車両前後方向の相対変位量
αθＦ：サスペンション装置１０ＦＲ，ＦＬの単位ストローク量あたりの各前輪２ＦＲ，２ＦＬにおけるばね下ピッチ角
αθＲ：サスペンション装置１０ＲＲ，ＲＬの単位ストローク量あたりの各後輪２ＲＲ，２ＲＬにおけるばね下ピッチ角
【００５７】
次に、車両１００のばね上挙動は、下記［数１３］で表現することができる。なお、［数１３］では、車両１００が左右対称であることを前提としている。
【数１３】
0005983597.tif 000014
ここで、Ｚ１乃至Ｚ４は、路面入力を示す。路面入力Ｚの添字については、他の変数の添字と異なり、以下のように定められている。
Ｚ１：前輪２ＦＲ，２ＦＬに対する左右同相の入力
Ｚ２：前輪２ＦＲ，２ＦＬに対する左右逆相の入力
Ｚ３：後輪２ＲＲ，２ＲＬに対する左右同相の入力
Ｚ４：後輪２ＲＲ，２ＲＬに対する左右逆相の入力
【００５８】
つまり、前輪同相入力Ｚ１は、右前輪２ＦＲおよび左前輪２ＦＬに対して同相の上下変位変動を発生させる路面入力である。例えば、右前輪２ＦＲおよび左前輪２ＦＬがそれぞれ同時に路面の凸部に乗り上げる路面入力は、前輪同相入力Ｚ１である。また、右前輪２ＦＲおよび左前輪２ＦＬがそれぞれ同時に路面の凹部に沈み込む入力は、前輪同相入力Ｚ１である。後輪同相入力Ｚ３は、右後輪２ＲＲおよび左後輪２ＲＬに対して同相の上下変位変動を発生させる路面入力である。
【００５９】
前輪逆相入力Ｚ２は、右前輪２ＦＲおよび左前輪２ＦＬに対して逆相の上下変位変動を発生させる路面入力である。例えば、右前輪２ＦＲが路面の凸部に乗り上げ、同時に左前輪２ＦＬが路面の凹部に沈み込む路面入力は、前輪逆相入力Ｚ２である。後輪逆相入力Ｚ４は、右後輪２ＲＲおよび左後輪２ＲＬに対して逆相の上下変位変動を発生させる路面入力である。
【００６０】
その他の変数については、以下のようである。
（路面入力に係る伝達関数）
∂ＺＢＧ／∂Ｚｉ：路面入力Ｚｉ（ｉ＝１，２，３，４）に対する重心位置ＰＧの上下変位の伝達関数
∂θＢＧ／∂Ｚｉ：路面入力Ｚｉに対するばね上ピッチ角の伝達関数
∂ＹＢＧ／∂Ｚｉ：路面入力Ｚｉに対するばね上重心位置の左右変位の伝達関数
∂φＢＧ／∂Ｚｉ：路面入力Ｚｉに対するばね上ロール角の伝達関数
∂ΨＢＧ／∂Ｚｉ：路面入力Ｚｉに対するばね上ヨー角の伝達関数
∂ＺＡＦ／∂Ｚｉ：路面入力Ｚｉに対する前輪２ＦＲ，２ＦＬのばね下の上下変位の伝達関数
∂ＺＡＲ／∂Ｚｉ：路面入力Ｚｉに対する後輪２ＲＲ，２ＲＬのばね下の上下変位の伝達関数
【００６１】
（制駆動入力に係る伝達関数）
∂ＺＢＧ／∂ａ：アクセル入力に対するばね上重心位置ＰＧの上下変位の伝達関数
∂ＺＢＧ／∂ｂ：ブレーキ入力に対するばね上重心位置ＰＧの上下変位の伝達関数
∂θＢＧ／∂ａ：アクセル入力に対するばね上ピッチ角の伝達関数
∂θＢＧ／∂ｂ：ブレーキ入力に対するばね上ピッチ角の伝達関数
∂ＸＢＧ／∂ａ：アクセル入力に対するばね上重心位置ＰＧの前後変位の伝達関数
∂ＸＢＧ／∂ｂ：ブレーキ入力に対するばね上重心位置ＰＧの前後変位の伝達関数
【００６２】
（操舵入力に係る伝達関数）
∂ＹＢＧ／∂δ：操舵入力に対するばね上重心位置ＰＧの左右変位の伝達関数
∂φＢＧ／∂δ：操舵入力に対するばね上ロール角の伝達関数
∂ΨＢＧ／∂δ：操舵入力に対するばね上ヨー角の伝達関数
【００６３】
上記［数１３］の右辺第１項は、路面入力によるばね上挙動を示すものであり、右辺第２項は、操作入力によるばね上挙動を示す。なお、右辺第１項のマトリクス［Ａ］を下記［数１４］に、右辺第２項のマトリクス［Ｐ］を下記［数１５］に示す。
【数１４】
0005983597.tif 000015
【数１５】
0005983597.tif 000016
【００６４】
同相の路面入力Ｚ１，Ｚ３については、重心位置ＰＧの上下変位やピッチングは発生するが、横方向、ロール方向およびヨー方向の挙動は発生しないと考えられる。このため、マトリクス［Ａ］において、同相の路面入力Ｚ１，Ｚ３と、横方向、ロール方向およびヨー方向の速度との関係を示す要素は０とされている。また、逆相の路面入力Ｚ２，Ｚ４については、横方向、ロール方向およびヨー方向の挙動は発生するが、重心位置ＰＧの上下変位やピッチングは発生しないと考えられる。このため、マトリクス［Ａ］において、逆相の路面入力Ｚ２，Ｚ４と、重心位置ＰＧの上下変動速度およびピッチ角速度との関係を示す要素は０とされている。
【００６５】
また、アクセル操作やブレーキ操作では、横方向、ロール方向およびヨー方向の挙動は発生しないと考えられる。このため、マトリクス［Ｐ］において、駆動操作量ａや制動操作量ｂと横方向、ロール方向およびヨー方向の速度との関係を示す要素は０とされている。また、操舵操作では、重心位置の上下方向および前後方向の変位やピッチングは発生しないと考えられる。このため、マトリクス［Ｐ］において、操舵操作量δと重心位置ＰＧの上下変動速度、前後変動速度およびピッチ角速度との関係を示す要素は０とされている。
【００６６】
次に、車両１００のばね下挙動は、下記［数１６］で表現することができる。なお、［数１６］では、車両１００が左右対称であることを前提としている。［数１６］の右辺は、路面入力によるばね下挙動を示す。本実施形態では、操作入力によるばね下挙動は発生しないことを前提としている。なお、［数１６］の右辺のマトリクス［Ｂ］を下記［数１７］に示す。
【数１６】
0005983597.tif 000017
【数１７】
0005983597.tif 000018
【００６７】
上記［数１３］および［数１６］を上記［数７］に代入すると、下記［数１８］となる。［数１８］を、路面入力に起因するものと、操作入力に起因するものとに分離すると、下記［数１９］を得る。
【数１８】
0005983597.tif 000019
【数１９】
0005983597.tif 000020
【００６８】
上記［数１９］の右辺第１項は、路面入力Ｚに起因するばね上およびばね下の挙動による車輪速変動量Δωを示す項である。また、［数１９］の右辺第２項は、操作入力に起因するばね上挙動による車輪速変動量Δωを示す項である。上記［数１９］から、操作入力に起因するばね上挙動による車輪速変動量Δωを除去すると、下記［数２０］に示すように、路面入力に起因する車輪速変動量Δω’が残る。
【数２０】
0005983597.tif 000021
ここで、Δω１’は、路面入力に起因する右前輪２ＦＲの車輪速変動量を示す。同様に、Δω２’は左前輪２ＦＬの、Δω３’は右後輪２ＲＲの、Δω４’は左後輪２ＲＬの、路面入力に起因する車輪速変動量を示す。
【００６９】
上記［数２０］から、下記［数２１］を得る。従って、各車輪２の路面入力に起因する車輪速変動量Δω’が算出できれば、下記［数２１］によって路面入力Ｚｉを推定することができる。
【数２１】
0005983597.tif 000022
【００７０】
また、推定された路面入力Ｚｉに基づいて、下記［数２２］によってばね上速度を推定することができる。また、推定された路面入力Ｚｉに基づいて、下記［数２３］によってばね上に対するばね下の相対速度を推定することができる。
【数２２】
0005983597.tif 000023
【数２３】
0005983597.tif 000024
【００７１】
次に、本実施形態に係る車両状態推定装置１０１による車両状態の推定方法と上記理論式の対応関係等について説明する。第一の状態量推定手段２１の駆動操作に基づく推定手段２１ａは、マトリクス［Ｐ］の第１列に対応している。また、制動操作に基づく推定手段２１ｂは、マトリクス［Ｐ］の第２列に、操舵操作に基づく推定手段２１ｃは、第３列に対応している。本実施形態では、マトリクス［Ｐ］の各要素の値は、車両１００の諸元値として予め車両状態推定装置１０１に記憶されている。
【００７２】
第一の状態量推定手段２１は、上記［数１３］の右辺第２項の推定を行う機能を有している。第一の状態量推定手段２１は、制動操作量ａおよび駆動操作量ｂに基づいて、ばね上重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧ、前後変位ＸＢＧおよびピッチ角θＢＧの速度成分を推定する。また、第一の状態量推定手段２１は、操舵操作量δに基づいて、ばね上重心位置ＰＧの左右変位ＹＢＧ、ロール角φＢＧおよびヨー角ΨＢＧの速度成分を推定する。
【００７３】
駆動操作に基づく推定手段２１ａは、ばね上速度の６方向、すなわち上下方向（ＺＢＧ）、ばね上ピッチ角方向（θＢＧ）、車両前後方向（ＸＢＧ）、車両左右方向（ＹＢＧ）、ばね上ロール角方向（φＢＧ）およびばね上ヨー角方向（ΨＢＧ）の各方向について、駆動操作量ａに起因する速度成分を算出する。なお、マトリクス［Ｐ］の要素からも分かるように、本実施形態の駆動操作に基づく推定手段２１ａは、実質的には上下方向（ＺＢＧ）、ばね上ピッチ角方向（θＢＧ）および車両前後方向（ＸＢＧ）、の３方向の速度成分を推定する。
【００７４】
制動操作に基づく推定手段２１ｂは、ばね上速度の６方向について、制動操作量ｂに起因する速度成分を算出する。なお、本実施形態の制動操作に基づく推定手段２１ｂは、実質的には上下方向（ＺＢＧ）、ばね上ピッチ角方向（θＢＧ）および車両前後方向（ＸＢＧ）、の３方向の速度成分を推定する。操舵操作に基づく推定手段２１ｃは、ばね上速度の６方向について、操舵操作量δに起因する速度成分を算出する。なお、本実施形態の操舵操作に基づく推定手段２１ｃは、実質的には車両左右方向（ＹＢＧ）、ばね上ロール角方向（φＢＧ）およびばね上ヨー角方向（ΨＢＧ）、の３方向の速度成分を推定する。加算手段２１ｄは、ばね上速度の６方向について、それぞれ各推定手段２１ａ，２１ｂ，２１ｃによって算出された速度成分の値を加算する。
【００７５】
第一の変動推定手段２２は、上記［数１９］の右辺第２項の［（Ｄ−Ｇ）−（Ｅ−Ｆ）Ｃ］に対応している。つまり、本実施形態の第１の変動推定手段２２は、操作入力によるばね上挙動と、各車輪２の車輪速変動量Δωとの対応関係（伝達関数）に基づいて、車輪速変動量Δωのうち、操作入力に起因する成分を推定する。言い換えると、第一の変動推定手段２２は、制動操作量ｂ、駆動操作量ａに基づいて推定したばね上重心の上下変位、前後変位およびピッチ角と、操舵操作量δに基づいて推定したばね上重心の左右変位、ロール角およびヨー角と、に基づいて操作入力に起因する車輪速変動量を推定するのである。第１の変動推定手段２２が用いる伝達関数は、例えば、車両状態推定装置１０１に予め記憶されている。
【００７６】
駆動力に基づく推定手段２７ａは、例えば、各車輪２の車輪速変動量Δωと駆動操作量ａとの対応関係（伝達関数）に基づいて、４輪の車輪速変動量Δω１乃至Δω４を算出する。制動力に基づく推定手段２７ｂは、例えば、各車輪２の車輪速変動量Δωと制動操作量ｂとの対応関係（伝達関数）に基づいて、４輪の車輪速変動量Δω１乃至Δω４を算出する。制駆動力による車輪速変動推定手段２７によって使用される伝達関数は、例えば、予め車両状態推定装置１０１に記憶されている。加算手段２７ｃは、各車輪２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬについて、駆動力に基づく推定手段２７ａが算出した車輪速変動量Δωと制動力に基づく推定手段２７ｂが算出した車輪速変動量Δωとを加算する。
【００７７】
第２の変動推定手段２３には、検出された各車輪２の車輪速に基づいて算出された車輪速変動量Δωが入力される。車輪速変動量Δω１，Δω２，Δω３，Δω４は、それぞれ車輪速検出手段４ＦＲ，４ＦＬ，４ＲＲ，４ＲＬによって検出された車輪速の変動成分である。例えば、車輪速検出手段４によって検出された回転速度における、現在の車速に対応する回転速度からの変動量が、車輪速変動量Δωとして第２の変動推定手段２３に入力される。
【００７８】
第２の変動推定手段２３は、各車輪２の車輪速変動量Δωから、制駆動力による車輪速変動推定手段２７によって推定された制駆動力による車輪速変動量を除いて、実際の車輪速変動量を算出する。第２の変動推定手段２３は、実際の車輪速変動量の推定値を第三の変動推定手段２４に出力する。
【００７９】
第三の変動推定手段２４は、第２の変動推定手段２３より取得した実際の車輪速変動量から、第１の変動推定手段２２より取得した操作入力に起因する車輪速変動量を除去して、路面入力に起因する車輪速変動量Δω’を推定する。
【００８０】
路面入力推定手段２５ａは、第三の変動推定手段２４から取得する路面入力に起因する車輪速変動量Δω’に基づいて路面入力Ｚｉを算出する。路面入力推定手段２５ａは、例えば、路面入力に起因する車輪速変動量Δω’と、路面入力Ｚｉとの対応関係（伝達関数）に基づいて、路面入力Ｚｉを推定する。本実施形態の路面入力推定手段２５ａは、例えば、上記［数２１］に基づいて、路面入力Ｚｉを推定する。路面入力推定手段２５ａが用いる伝達関数は、例えば、車両状態推定装置１０１に予め記憶されている。
【００８１】
ばね上状態量推定手段２５ｂは、路面入力推定手段２５ａから取得する路面入力Ｚｉに基づいてばね上速度を推定する。ばね上状態量推定手段２５ｂは、例えば、６方向のばね上速度と路面入力Ｚｉとの対応関係（伝達関数）に基づいて、ばね上速度を推定する。本実施形態のばね上状態量推定手段２５ｂは、例えば、上記［数２２］に基づいて、ばね上速度を推定する。ばね上状態量推定手段２５ｂが用いる伝達関数は、例えば、車両状態推定装置１０１に予め記憶されている。
【００８２】
相対速度推定手段２５ｃは、路面入力推定手段２５ａから取得する路面入力Ｚｉに基づいてばね上とばね下の相対速度を推定する。相対速度推定手段２５ｃは、例えば、ばね上とばね下の上下方向の相対速度と、路面入力Ｚｉとの対応関係（伝達関数）に基づいて、相対速度を推定する。本実施形態の相対速度推定手段２５ｃは、例えば、上記［数２３］に基づいて、４輪のそれぞれについてのばね上とばね下との上下方向の相対速度を算出する。相対速度推定手段２５ｃが用いる伝達関数は、例えば、車両状態推定装置１０１に予め記憶されている。
【００８３】
第三の状態量推定手段２６は、ばね上状態量推定手段２５ｂによって推定されたばね上速度と、加算手段２１ｄによって算出されたばね上速度とを加算して、合計ばね上速度を推定する。ばね上状態量推定手段２５ｂによって推定されたばね上速度は、路面入力に起因するばね上状態量の推定値であり、加算手段２１ｄによって算出されたばね上速度は、操作入力に起因するばね上状態量の推定値である。従って、合計ばね上速度は、操作入力に起因するばね上状態量と路面入力によるばね上状態量とが合計された合計ばね上状態量を示すものである。
【００８４】
図１０を参照して、本実施形態に係る車両状態推定装置１０１の推定結果について説明する。図１０において、横軸は時間［ｓｅｃ］、縦軸はばね下とばね上との上下方向の相対速度［ｍｍ／ｓ］を示す。図１０において、破線は、ばね下とばね上との相対速度の実測値、実線は、実施形態に係る車両状態推定装置１０１によって推定されたばね下とばね上との相対速度の推定値である。
【００８５】
図１０から分かるように、相対速度の推定値（実線）は、実測値（破線）に近い値となっている。また、相対速度の推定値は、相対速度の値の正負が切り替わるタイミングを精度よく推定している。サスペンション装置１０を制御する場合、相対速度の正負を精度よく推定できることが望ましい。相対速度の正負が精度よく推定されていない場合、サスペンション装置１０が伸びているにもかかわらず、縮み動作に応じた減衰特性に設定されたり、これとは逆にサスペンション装置１０が縮んでいるにもかかわらず、伸び動作に応じた減衰特性に設定されたりすることがある。このように、サスペンション装置１０の実際の動作と、減衰特性とが整合していないと、乗り心地や車両挙動に影響し、ドライバビリティの低下を招く可能性がある。
【００８６】
本実施形態に係る車両状態推定装置１０１によれば、ばね下とばね上との相対速度の正負や絶対値を精度よく推定することができる。これは、例えば、操作入力に起因する車輪速変動量Δωを一度取り除き、路面入力Ｚｉに起因する車輪速変動量Δω’に基づいて、ばね上速度、およびばね下とばね上との相対速度を推定することによる。ばね下の挙動は、主として路面入力に起因する。一方、ばね上の挙動は、操作入力に起因する成分と、路面入力に起因する成分とを含んでいる。本実施形態に係る車両状態推定装置１０１は、操作入力に起因する車輪速変動量を除いて得られた路面入力Ｚｉに起因する車輪速変動量Δω’に基づいて状態量を推定することにより、ばね上速度やばね上とばね下の相対速度を精度よく推定することができる。
【００８７】
また、本実施形態に係る車両状態推定装置１０１は、推定値と、推定に用いる検出値が共に速度であるため、推定精度が良いという利点がある。例えば、本実施形態の推定方法に代えて、サスペンション装置１０のストローク量（変位）に基づいてばね上速度やばね下とばね上の相対速度を推定することを検討する。この場合、検出されたストローク量を微分して速度に変換する必要がある。微分は、位相を進めるので精度の低下を招く。
【００８８】
これに対して、本実施形態の車両状態推定装置１０１は、検出された速度に基づいてばね上速度等を推定することから、微分による精度の低下の問題を回避することができる。また、車速等を検出する既存の車輪速検出手段４の検出結果を流用して、ばね上速度等を推定することができ、車両１００に設置する装置の増加を抑制することができる。また、既存の車輪速検出手段４を用いて車両状態を推定できるという利点がある。
【００８９】
（ばね上速度の算出方法）
次に、本実施形態の車両状態推定装置１０１によって推定された結果の一例および推定結果に基づくばね上速度の算出方法について、図１１から図１６を参照して、具体的に説明する。図１１は、車輪速変動量に対するバウンス速度のゲインの周波数特性を示す図、図１２は、路面入力の位相を基準としたバウンス速度の位相の周波数特性を示す図である。なお、バウンス速度は、例えば、ばね上の重心位置ＰＧの上下方向における速度である。
【００９０】
図１１および図１２において、横軸はいずれも路面入力の周波数［Ｈｚ］を示す。図１１の縦軸は、各車輪２の車輪速変動量Δωに対するバウンス速度のゲイン［（ｍ／ｓ）／（ｒａｄ／ｓ）］を示す。図１２の縦軸は、各車輪２への路面入力の位相を基準としたバウンス速度の位相［ｄｅｇ］を示す。例えば、１Ｈｚの路面入力があった場合について説明すると、図１１から、車輪速変動量Δωに約０．２のゲインを乗じた値が、バウンス速度の大きさとなる。また、図１２から、バウンス速度の位相を求めると、後輪への路面入力に対しては、位相を２０［ｄｅｇ］程度進めた値であることがわかる。
【００９１】
全ての車輪２について、車輪速変動量Δωとゲインとの積を求め、位相ごとにこれらの積を４輪分加算することにより、ボデー３のバウンス速度を得る。なお、車両状態推定装置１０１は、バウンス速度だけでなく、ばね上の重心位置ＰＧの前後方向速度や、左右方向速度についても、車輪速変動量Δωに対するゲインの周波数特性や路面入力の位相を基準とした位相の周波数特性を求めることができる。ばね上の重心位置ＰＧの前後方向速度や、左右方向速度についても、車輪速変動量Δωとゲインとの積を求め、これらの積を４輪分加算することにより、ボデー３の前後方向速度や、左右方向速度を得ることができる。
【００９２】
図１３は、車輪速変動量に対するばね上ピッチ角速度のゲインの周波数特性を示す図、図１４は、路面入力の位相を基準としたばね上ピッチ角速度の位相の周波数特性を示す図である。図１３および図１４の横軸は、路面入力の周波数を示す。図１３の縦軸は、各車輪２の車輪速変動量Δωに対するばね上ピッチ角速度のゲイン［（ｒａｄ／ｓ）／（ｒａｄ／ｓ）］を示す。図１４の縦軸は、各車輪２への路面入力の位相を基準としたばね上ピッチ角速度の位相を示す。
【００９３】
図１５は、車輪速変動量に対するばね上ロール角速度のゲインの周波数特性を示す図、図１６は、路面入力の位相を基準としたばね上ロール角速度の位相の周波数特性を示す図である。図１５および図１６の横軸は、路面入力の周波数を示す。図１５の縦軸は、各車輪２の車輪速変動量Δωに対するばね上ロール角速度のゲイン［（ｒａｄ／ｓ）／（ｒａｄ／ｓ）］を示す。図１６の縦軸は、各車輪２への路面入力の位相を基準としたばね上ロール角速度の位相を示す。
【００９４】
なお、車両状態推定装置１０１は、ピッチ角速度やロール角速度だけでなく、ヨー角速度についても車輪速変動量Δωに対するゲインの周波数特性や、路面入力の位相を基準とした位相の周波数特性を求めることができる。これらの角速度についても、全ての車輪２について、車輪速変動量Δωとゲインとの積を求め、これらの積を４輪分加算することにより、ピッチ角速度、ロール角速度、ヨー角速度等を得ることができる。
【００９５】
本実施形態に係るばね上状態量推定手段２５ｂは、例えば、図１１から図１６を参照して説明した方法により、ばね上速度を推定する。
【００９６】
（相対速度の算出方法）
次に、図１７から図２４を参照して、本実施形態の車両状態推定装置１０１によって推定された結果の一例および推定結果に基づくばね上とばね下との相対速度の算出方法について具体的に説明する。図１７から図２４の横軸は、いずれも路面入力の周波数を示す。図１７および図１８は、右前輪２ＦＲのばね上とばね下の相対速度（以下、単に「右前相対速度」と称する。）に関する。図１７は、車輪速変動量に対する右前相対速度のゲインの周波数特性を示す図、図１８は、路面入力の位相を基準とした右前相対速度の位相の周波数特性を示す図である。
【００９７】
図１７の縦軸は、各車輪２の車輪速変動量Δωに対する右前相対速度のゲイン［（ｍ／ｓ）／（ｒａｄ／ｓ）］を示す。図１８の縦軸は、各車輪２への路面入力の位相を基準とした右前相対速度の位相を示す。図１７から分かるように、他の車輪２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬの路面入力に起因する車輪速変動量Δω２’，Δω３’，Δω４’は、それぞれ右前相対速度に影響する。路面入力の周波数が１［Ｈｚ］よりも低い低周波領域では、これよりも高周波の領域よりも、他の車輪２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬの車輪速変動量Δω２’，Δω３’，Δω４’が右前相対速度に与える影響が大きい。
【００９８】
全ての車輪２について、車輪速変動量Δωとゲインとの積を求め、これらの積を４輪分加算することにより、右前相対速度を得る。
【００９９】
図１９および図２０は、左前輪２ＦＬのばね上とばね下の相対速度（以下、単に「左前相対速度」と称する。）に関する。図１９は、車輪速変動量に対する左前相対速度のゲインの周波数特性を示す図、図２０は、路面入力の位相を基準とした左前相対速度の位相の周波数特性を示す図である。図１９の縦軸は、各車輪２の車輪速変動量Δωに対する左前相対速度のゲインを示す。図２０の縦軸は、各車輪２への路面入力の位相を基準とした左前相対速度の位相を示す。
【０１００】
図２１および図２２は、右後輪２ＲＲのばね上とばね下の相対速度（以下、単に「右後相対速度」と称する。）に関する。図２１は、車輪速変動量に対する右後相対速度のゲインの周波数特性を示す図、図２２は、路面入力の位相を基準とした右後相対速度の位相の周波数特性を示す図である。図２１の縦軸は、各車輪２の車輪速変動量Δωに対する右後相対速度のゲインを示す。図２２の縦軸は、各車輪２への路面入力の位相を基準とした右後相対速度の位相を示す。
【０１０１】
図２３および図２４は、左後輪２ＲＬのばね上とばね下の相対速度（以下、単に「左後相対速度」と称する。）に関する。図２３は、車輪速変動量に対する左後相対速度のゲインの周波数特性を示す図、図２４は、路面入力の位相を基準とした左後相対速度の位相の周波数特性を示す図である。図２３の縦軸は、各車輪２の車輪速変動量Δωに対する左後相対速度のゲインを示す。図２４の縦軸は、各車輪２への路面入力の位相を基準とした左後相対速度の位相を示す。
【０１０２】
左前相対速度、右後相対速度および左後相対速度についても、右前相対速度と同様にして、算出することができる。本実施形態の相対速度推定手段２５ｃは、例えば、図１７から図２４を参照して説明した方法により、各車輪２のばね上とばね下の相対速度を推定する。
【０１０３】
（サスペンション制御）
本実施形態に係る車両制御装置１０２は、路面入力に起因するばね上状態量の推定値およびばね下状態量の推定値に基づいて車両１００のサスペンション装置１０を制御する。具体的には、本実施形態の制御手段としてのＥＣＵ１は、路面入力に起因するばね上状態量の推定値から算出される合計ばね上速度と、ばね上とばね下の相対速度とに基づいてサスペンション装置１０を制御する。ばね上とばね下の相対速度の推定値には、路面入力に起因するばね上状態量の推定値およびばね下状態量の推定値がそれぞれ含まれている。従って、ＥＣＵ１は、路面入力に起因するばね上状態量の推定値およびばね下状態量の推定値の両方に基づいて、サスペンション装置１０を制御することになる。図２５は、本実施形態のサスペンション制御の説明図である。
【０１０４】
図２５において、横軸はばね上の上下方向の合計ばね上速度、縦軸はばね上とばね下の上下方向の相対速度を示す。横軸において、原点より右側は、ばね上が上向きに移動する速度を示し、原点より左側は、ばね上が下向きに移動する速度を示す。合計ばね上速度は、原点から離れるに従い、速度の絶対値が大きくなる。また、縦軸において、原点よりも上側は、サスペンション装置１０が縮む方向の相対速度を示し、原点よりも下側は、サスペンション装置１０が伸びる方向の相対速度を示す。ばね上とばね下の相対速度は、原点から離れるに従い、速度の絶対値が大きくなる。
【０１０５】
車両制御装置１０２は、合計ばね上速度と、ばね上とばね下の相対速度との組合せに応じて、サスペンション装置１０の減衰特性を調整する。本実施形態では、ばね上速度が上向きの速度であり、かつサスペンション装置１０が縮む方向の相対速度であるとき（第１象限）、およびばね上速度が下向きの速度であり、かつサスペンション装置１０が伸びる方向の相対速度であるとき（第３象限）において、当該サスペンション装置１０の減衰特性が相対的にソフトな特性とされる。例えば、車両制御装置１０２は、右前輪２ＦＲにおいて、ばね上が上向きに移動しており、かつ右前サスペンション装置１０ＦＲが縮む方向にばね上とばね下が相対移動している場合、右前サスペンション装置１０ＦＲの減衰特性を相対的にソフトな特性とする。
【０１０６】
一方、ばね上速度が下向きの速度であり、かつサスペンション装置１０が縮む方向の相対速度であるとき（第２象限）、およびばね上速度が上向きの速度であり、かつサスペンション装置１０が伸びる方向の相対速度であるとき（第４象限）において、当該サスペンション装置１０の減衰特性が相対的にハードな特性とされる。
【０１０７】
このようにサスペンション装置１０の減衰特性が制御される場合、ばね上とばね下の相対速度が伸び方向から縮み方向に切り替わるとき、あるいは縮み方向から伸び方向に切り替わるときには、サスペンション装置１０の減衰特性がハードな特性とソフトな特性との間で切り替わる。また、ばね上速度が上向きから下向きに切り替わるとき、あるいは下向きから上向きに切り替わるときには、サスペンション装置１０の減衰特性が切り替わる。
【０１０８】
従って、ばね上とばね下の相対速度の推定精度が低いと、相対速度の方向が切り替わっていないにもかかわらずサスペンション装置１０の減衰特性が切り替わってしまったり、相対速度の方向が切り替わったにもかかわらずサスペンション装置１０の減衰特性が切り替わらなかったりする問題が生じる。ばね上速度についても同様であり、ばね上速度の推定精度が低いと、ばね上速度の方向が切り替わっていないにもかかわらずサスペンション装置１０の減衰特性が切り替わってしまったり、ばね上速度の方向が切り替わったにもかかわらずサスペンション装置１０の減衰特性が切り替わらなかったりする問題が生じる。
【０１０９】
これに対して、本実施形態の車両状態推定装置１０１は、精度良くばね上速度やばね上とばね下の相対速度を推定することができる。よって、本実施形態の車両状態推定装置１０１および車両制御装置１０２によれば、ばね上速度やばね上とばね下の相対速度の実際の値と、サスペンション装置１０の減衰特性とに食い違いが生じることが抑制される。
【０１１０】
（車両状態推定方法）
以上説明したように、本実施形態の車両状態推定装置１０１および車両制御装置１０２は、以下に示す車両状態推定方法を実行することができる。
【０１１１】
車両状態推定装置１０１および車両制御装置１０２が実行する車両状態推定方法は、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手順と、制動操作量を検出する制動操作量検出手順と、駆動操作量を検出する駆動操作量検出手順と、操舵操作量を検出する操舵操作量検出手順と、制動操作量、駆動操作量および操舵操作量に基づいて操作入力に起因する車両のばね上状態量を推定する操作入力起因状態量推定手順と、操作入力に起因するばね上状態量に基づいて操作入力に起因する車輪速変動量を推定する操作入力起因変動推定手順と、車輪速検出手段によって検出した車輪速から、制駆動力による車輪速変動量を除いた実際の車輪速変動量を推定する実変動推定手段と、実際の車輪速変動量から操作入力に起因する車輪速変動量を除去することで、路面入力に起因する車輪速変動量を推定する路面入力起因変動推定手段と、路面入力に起因する車輪速変動量に基づき、路面入力に起因するばね上状態量およびばね下状態量の少なくとも何れか一方を推定する路面入力起因状態量推定手段と、を備える。
【０１１２】
本実施形態では、車輪速検出手段４が車輪速検出手順を実行する。制動操作量検出手段５は、制動操作量検出手順を実行する。駆動操作量検出手段６は、駆動操作量検出手順を実行する。操舵操作量検出手段７は、操舵操作量検出手順を実行する。
【０１１３】
第一の状態量推定手段２１は、操作入力起因状態量推定手順を実行する。第一の変動推定手段２２は、操作入力起因変動推定手順を実行する。第二の変動推定手段２３は、実変動推定手順を実行する。第三の変動推定手段２４は、路面入力起因変動推定手順を実行する。第二の状態量推定手段２５は、路面入力起因状態量推定手順を実行する。
【０１１４】
なお、車両状態推定方法は、更に、操作入力に起因するばね上状態量の推定値と路面入力に起因するばね上状態量の推定値とを加算したばね上状態量である合計ばね上状態量を推定する合計ばね上状態量推定手順を備えていてもよい。本実施形態では、第三の状態量推定手段２６が、合計ばね上状態量推定手順を実行する。
【０１１５】
本実施形態の車両状態推定方法の各手順の実行順序は、適宜定めることができるのであり、記載した順序には限定されない。
【０１１６】
［実施形態の変形例］
上記実施形態の変形例について説明する。上記実施形態では、車両状態推定装置１０１が、路面入力に起因する車輪速変動量Δω’に基づいてばね上速度およびばね上とばね下の相対速度の両方を推定したが、これには限定されない。車両状態推定装置１０１は、路面入力に起因する車輪速変動量Δω’に基づいて、ばね上速度のみを推定しても、ばね下速度のみを推定しても、ばね上とばね下の相対速度のみを推定してもよい。車両状態推定装置１０１は、路面入力に起因する車輪速変動量Δω’に基づく方法に代えて、他の方法によりばね上速度及びばね上とばね下の相対速度のいずれか一方を推定してもよい。
【０１１７】
例えば、ばね上速度は、ばね上の加速度を検出する加速度検出手段による検出値から推定されてもよい。加速度検出手段としては、例えば、車両前後方向、左右方向、上下方向の加速度を検出する加速度センサや、ヨー角を検出する加速度センサ等が挙げられる。また、ばね上とばね下の相対速度や、ばね下速度は、サスペンション装置１０のストロークを検出するストローク検出手段の検出結果から推定されてもよい。
【０１１８】
また、第二の状態量推定手段２５は、路面入力Ｚｉを推定することなく、路面入力に起因する車輪速変動量Δω’から、直接ばね上速度やばね上とばね下の相対速度を推定することも可能である。例えば、第二の状態量推定手段２５は、上記［数２２］に基づいて、路面入力に起因する車輪速変動量Δω’からばね上速度を算出することが可能である。また、第二の状態量推定手段２５は、上記［数２３］に基づいて、路面入力に起因する車輪速変動量Δω’からばね上とばね下の相対速度を算出することが可能である。
【０１１９】
上記実施形態では、理論式において近似式を用いているものもあるが、近似式に代えてより詳細（高次）の式が用いられてもよい。例えば、車輪２のタイヤの変形等を考慮した高次の式が用いられてもよい。
【０１２０】
上記実施形態では、サスペンション装置１０の減衰特性がソフトとハードの２段階に切り替えられたが、減衰特性の制御態様はこれには限定されない。例えば、サスペンション装置１０の減衰特性は、３段階以上の複数の固さに切り替えられてもよい。
【０１２１】
上記実施形態では、制御手段としてのＥＣＵ１は、合計ばね上速度およびばね上とばね下の相対速度に基づいてサスペンション装置１０を制御したが、制御に用いられる状態量は、これには限定されない。制御手段は、路面入力に起因するばね上状態量の推定値およびばね下状態量の推定値の少なくとも何れか一方に基づいてサスペンション装置１０を制御する。
【０１２２】
ばね上速度やばね上とばね下の相対速度に基づく制御の対象は、サスペンション装置１０以外のものであってもよい。車両１００の挙動に基づいて制御される他の装置、例えば加減速装置や操舵装置が制御手段によって制御されてもよい。
【０１２３】
上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１  ＥＣＵ
２  車輪
３  ばね上（ボデー）
４  車輪速検出手段
５  制動操作量検出手段
６  駆動操作量検出手段
７  操舵操作量検出手段
１０  サスペンション装置
１１  ショックアブソーバ
１２  サスペンションアクチュエータ
２１  第一の状態量推定手段
２２  第一の変動推定手段
２３  第二の変動推定手段
２４  第三の変動推定手段
２５  第二の状態量推定手段
２５ａ  路面入力推定手段
２５ｂ  ばね上状態量推定手段
２５ｃ  相対速度推定手段
２６  第三の状態量推定手段
２７  制駆動力による車輪速変動推定手段
１００  車両
１０１  車両状態推定装置
１０２  車両制御装置
ａ  駆動操作量
ｂ  制動操作量
δ  操舵操作量
Δω  車輪速変動量
Δω’  路面入力に起因する車輪速変動量
ＰＧ  重心位置
ＴＣ  車軸位置
【図１】
0005983597.tif 000028
【図２】
0005983597.tif 000029
【図３】
0005983597.tif 000030
【図４】
0005983597.tif 000031
【図５】
0005983597.tif 000032
【図６】
0005983597.tif 000033
【図７】
0005983597.tif 000034
【図８】
0005983597.tif 000035
【図９】
0005983597.tif 000036
【図１０】
0005983597.tif 000037
【図１１】
0005983597.tif 000038
【図１２】
0005983597.tif 000039
【図１３】
0005983597.tif 000040
【図１４】
0005983597.tif 000041
【図１５】
0005983597.tif 000042
【図１６】
0005983597.tif 000043
【図１７】
0005983597.tif 000044
【図１８】
0005983597.tif 000045
【図１９】
0005983597.tif 000046
【図２０】
0005983597.tif 000047
【図２１】
0005983597.tif 000048
【図２２】
0005983597.tif 000049
【図２３】
0005983597.tif 000050
【図２４】
0005983597.tif 000051
【図２５】
0005983597.tif 000052