(57)【要約】      （修正有）【課題】車輪速検出装置により検出された左右前輪及び左右後輪の車輪速に基づいて車両の少なくともばね上の状態量を演算する演算装置を有する車両の状態量推定装置を提供する。【解決手段】演算装置は、前輪及び後輪について左右輪同相及び左右輪逆相の車輪速成分を演算し、左右輪同相及び左右輪逆相の車輪速成分に基づいて、それぞればね上のピッチ角速度及びヨー角速度を演算する。演算装置は、前輪及び後輪について左右サスペンションの同相及び逆相の上下ストローク成分を演算し、左右サスペンションの同相及び逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞればね上の上下速度及びロール角速度を演算する。【選択図】図２
2016215794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右前輪及び左右後輪を有し、各車輪が少なくとも上下方向に伸縮可能なサスペンションにより車体から懸架された車両に適用され、前記４輪の車輪速を検出する車輪速検出装置と、検出された前記４輪の車輪速に基づいて少なくとも前記ばね上の状態量を演算する演算装置とを有する車両の状態量推定装置において、
前記演算装置は、前記前輪及び前記後輪について左右輪同相の車輪速成分及び左右輪逆相の車輪速成分を演算し、前記左右輪同相の車輪速成分及び前記左右輪逆相の車輪速成分に基づいて、それぞれ前記ばね上のピッチ角速度及び前記ばね上のヨー角速度を演算する、車両の状態量推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の状態量推定装置において、前記状態量推定装置は、前記４輪の前記サスペンションの伸縮による上下ストロークの情報を取得し、前記前輪及び前記後輪の前記サスペンションについて左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分を演算し、前記左右輪同相の上下ストローク成分及び前記左右輪逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞれ前記ばね上の上下速度及び前記ばね上のロール角速度を演算する、車両の状態量推定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両の状態量推定装置において、前記４輪はそれぞれタイヤを有し、前記演算装置は、前記タイヤの上下伝達力は前記サスペンションの上下伝達力と同一であると仮定して、前記４輪の車輪速に基づいて前記前輪及び前記後輪の前記サスペンションについて左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分を演算し、前記左右輪同相の上下ストローク成分及び前記左右輪逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞれ前記ばね上の上下速度及び前記ばね上のロール角速度を演算する、車両の状態量推定装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の車両の状態量推定装置において、前記演算装置は、前記ばね上のピッチ角速度及び前記後輪の前記左右輪同相の上下ストローク成分に基づいて、前記前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分を演算し、前記前輪及び前記後輪の前記左右輪逆相の上下ストローク成分に基づいて、前記前輪のばね下の上下速度の左右輪逆相の成分を演算し、前記前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分及び前記前輪のばね下の上下速度の左右輪逆相の成分に基づいて、前記左右前輪のばね下の上下速度を演算し、前記車両のホイールベースを車速にて除算した遅れ時間及び前記左右前輪のばね下の上下速度に基づいて、前記左右後輪のばね下の上下速度を演算する、車両の状態量推定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の状態量推定装置において、前記演算装置は、前記前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分及び前記前輪のばね下の上下速度の左右輪逆相の成分に基づいて、前記左右前輪の位置における路面の上下変位を演算し、前記遅れ時間及び前記左右前輪の位置における路面の上下変位に基づいて、前記左右後輪の位置における路面の上下変位を演算する、車両の状態量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも車両のばね上の状態量を推定する車両の状態量推定装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両においては、車両の走行運動制御などの車両制御のためのパラメータとして、車両のばね上又はばね下の状態量の推定が行われることがある。例えば、下記の特許文献１には、各車輪の車輪速及び運転者の運転操作入力に基づいて、ばね上に対するばね下の相対速度を推定し、推定結果に基づいて各車輪のショックアブソーバの減衰力を制御するサスペンション制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−４８１３９号公報
【発明の概要】
【０００４】
〔発明が解決しようとする課題〕
上記公開公報に記載されたサスペンション制御装置においては、各車輪の車輪速及び運転者の運転操作入力に基づいて、車両モデルを使用してばね上に対するばね下の相対速度が推定される。しかし、一般に、運転者の運転操作入力などの状況によって車両の特性が変化するので、車両モデルが車両の実際の特性に合わなくなると、ばね上に対するばね下の相対速度の推定精度が低下する。また、運転者の運転操作入力などによって変化する車両の実際の特性に合わせて車両モデルを逐次修正することは容易ではない。
【０００５】
本発明の主要な課題は、車両モデルの使用及び修正を要することなく、各車輪の車輪速に基づいて少なくとも車両のばね上の状態量を推定することである。
【０００６】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、左右前輪及び左右後輪を有し、各車輪が少なくとも上下方向に伸縮可能なサスペンションにより車体から懸架された車両に適用され、前記４輪の車輪速を検出する車輪速検出装置と、検出された前記４輪の車輪速に基づいて少なくとも前記ばね上の状態量を演算する演算装置とを有する車両の状態量推定装置が提供される。
【０００７】
前記演算装置は、前記前輪及び前記後輪について左右輪同相の車輪速成分及び左右輪逆相の車輪速成分を演算し、前記左右輪同相の車輪速成分及び前記左右輪逆相の車輪速成分に基づいて、それぞれ前記ばね上のピッチ角速度及び前記ばね上のヨー角速度を演算する。
【０００８】
車両のばね上は、ピッチング、ローリング及びヨーイングの挙動を行う。４輪の車輪速の左右輪同相の成分に影響を与える挙動はピッチングのみであり、４輪の車輪速の左右輪逆相の成分に影響を与える挙動はヨーイングのみである。よって、４輪の車輪速の左右輪同相の成分に基づいて、ばね上のピッチング挙動の変化速度、即ちピッチ角速度を推定することができ、４輪の車輪速の左右輪逆相の成分に基づいて、ばね上のヨーイング挙動の変化速度、即ちヨー角速度を推定することができる。
【０００９】
上記の構成によれば、前輪及び後輪の車輪速について左右輪同相の車輪速成分及び左右輪逆相の車輪速成分が演算され、左右輪同相の車輪速成分及び左右輪逆相の車輪速成分に基づいて、それぞればね上のピッチ角速度及びばね上のヨー角速度が演算される。よって、車両モデルの使用及び修正を要することなく、各車輪の車輪速に基づいてばね上のピッチ角速度及びばね上のヨー角速度を推定することができる。
【００１０】
本発明の一つの態様においては、前記状態量推定装置は、前記４輪の前記サスペンションの伸縮による上下ストロークの情報を取得し、前記前輪及び前記後輪の前記サスペンションについて左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分を演算し、前記左右輪同相の上下ストローク成分及び前記左右輪逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞれ前記ばね上の上下速度及び前記ばね上のロール角速度を演算する。
【００１１】
前輪及び後輪のサスペンションの左右輪同相の上下ストローク成分は、ばね上の上下変位に対応し、前輪及び後輪のサスペンションの左右輪逆相の上下ストローク成分は、ばね上のロール変位に対応している。よって、前輪及び後輪のサスペンションの左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分の変化率として、それぞればね上の上下速度及びばね上のロール角速度を演算することができる。
【００１２】
上記の構成によれば、前輪及び後輪の前記サスペンションについて左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分が演算され、左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞればね上の上下速度及びばね上のロール角速度が演算される。よって、車両モデルの使用及び修正を要することなく、各車輪のサスペンションの上下ストロークに基づいてばね上の上下速度及びばね上のロール角速度を推定することができる。
【００１３】
本発明の他の一つの態様においては、前記４輪はそれぞれタイヤを有し、前記演算装置は、前記タイヤの上下伝達力は前記サスペンションの上下伝達力と同一であると仮定して、前記４輪の車輪速に基づいて前記前輪及び前記後輪の前記サスペンションについて左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分を演算し、前記左右輪同相の上下ストローク成分及び前記左右輪逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞれ前記ばね上の上下速度及び前記ばね上のロール角速度を演算する。
【００１４】
後に詳細に説明するように、タイヤの上下伝達力はサスペンションの上下伝達力と同一であると仮定すれば、４輪の車輪速に基づいて前輪及び後輪のサスペンションについて左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分を演算することができる。なお、各車輪のサスペンションの上下ストロークの速度が高くなければ、ばね上及びばね下の間に作用する力の方向とそれらの相対変位の方向とが一致するので、上記仮定に起因する左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分の演算誤差は小さい。
【００１５】
上記の構成によれば、タイヤの上下伝達力はサスペンションの上下伝達力と同一であると仮定して、４輪の車輪速に基づいて前輪及び後輪のサスペンションについて左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分が演算される。更に、左右輪同相の上下ストローク成分及び左右輪逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞればね上の上下速度及びばね上のロール角速度が演算される。よって、４輪のサスペンションの伸縮による上下ストロークの情報を要することなく、更には、車両モデルの使用及び修正を要することなく、４輪の車輪速に基づいてばね上の上下速度及びばね上のロール角速度を推定することができる。
【００１６】
更に、本発明の他の一つの態様においては、前記演算装置は、前記ばね上のピッチ角速度及び前記後輪の前記左右輪同相の上下ストローク成分に基づいて、前記前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分を演算し、前記前輪及び前記後輪の前記左右輪逆相の上下ストローク成分に基づいて、前記前輪のばね下の上下速度の左右輪逆相の成分を演算し、前記前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分及び前記前輪のばね下の上下速度の左右輪逆相の成分に基づいて、前記左右前輪のばね下の上下速度を演算し、前記車両のホイールベースを車速にて除算した遅れ時間及び前記左右前輪のばね下の上下速度に基づいて、前記左右後輪のばね下の上下速度を演算する。
【００１７】
上記の構成によれば、ばね上のピッチ角速度及び後輪の左右輪同相の上下ストローク成分に基づいて、前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分が演算され、前輪及び後輪の左右輪逆相の上下ストローク成分に基づいて、前輪のばね下の上下速度の左右輪逆相の成分が演算される。前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分及び前輪のばね下の上下速度の左右輪逆相の成分が解れば、これに基づいて左右前輪のばね下の上下速度を演算することができる。後輪のばね下の上下速度は前輪のばね下の上下速度に対し上記遅れ時間遅れて変化する。よって、遅れ時間及び左右前輪のばね下の上下速度に基づいて、左右後輪のばね下の上下速度を演算することができる。従って、上記の構成によれば、車両モデルの使用及び修正を要することなく、左右前輪及び左右後輪のばね下の上下速度を演算することができる。
【００１８】
更に、本発明の他の一つの態様においては、前記演算装置は、前記前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分及び前記前輪のばね下の上下速度の左右輪逆相の成分に基づいて、前記左右前輪の位置における路面の上下変位を演算し、前記遅れ時間及び前記左右前輪の位置における路面の上下変位に基づいて、前記左右後輪の位置における路面の上下変位を演算する。
【００１９】
各車輪の位置における路面の上下速度は、対応する車輪のばね下の上下速度に対応している。また、前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分及び前輪のばね下の上下速度の左右輪逆相の成分に基づいて、左右前輪のばね下の上下速度、従って左右前輪の位置における路面の上下速度を演算し、これにより各車輪の位置における路面の上下変位を演算することができる。更に、車両の走行に伴い、左右後輪の位置における路面の上下変位は、それぞれ左右前輪の位置における路面の上下変位に対し上記遅れ時間遅れて変化する。よって、遅れ時間及び左右前輪の位置における路面の上下変位に基づいて、それぞれ左右後輪の位置における路面の上下変位を演算することができる。従って、上記の構成によれば、車両モデルの使用及び修正を要することなく、左右前輪の位置及び左右後輪の位置における路面の上下変位を演算することができる。
【００２０】
なお、本願において、あるパラメータについて「左右輪同相の成分」又は「同相の成分」とは、左右の車輪のパラメータの成分のうち、左右の車輪の間において同一の成分を意味する。具体的には、左右の車輪のパラメータをＰＬ及びＰＲとすると、「左右輪同相の成分」又は「同相の成分」は、（ＰＬ＋ＰＲ）／２である。これに対し、あるパラメータについて「左右輪逆相の成分」又は「逆相の成分」とは、左右の車輪のパラメータのうち、左右の車輪の間において互いに異なる成分を意味する。具体的には、「左右輪同相の成分」又は「同相の成分」は、（−ＰＬ＋ＰＲ）／２である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる車両の状態量推定装置を示す概略構成図である。
【図２】第一の実施形態において、ばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の状態量（上下速度）を演算するブロック図である。
【図３】第一の実施形態において、各車輪の位置における路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４を推定するブロック図である。
【図４】ばね下の前後変位の変動によるタイヤの回転角度の変動を示す説明図である。
【図５】ばね上の位置が車両前後方向に変動する状況を示す説明図である。
【図６】車両にピッチングが生じた状況を示す説明図である。
【図７】車両にヨーイングが生じた状況を示す説明図である。
【図８】前輪のサスペンションの上下ストロークにより、前輪が上下方向に相対変位する状況を示す説明図である。
【図９】車両のピッチングによりばね下にピッチ角が生じる状況示す説明図である。
【図１０】路面からの入力などにより、前輪のサスペンションは伸縮しているが、後輪のサスペンションは伸縮していない状況を示す説明図である。
【図１１】第二の実施形態において、ばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の状態量（上下速度）を演算するブロック図である。
【図１２】第三の実施形態において、ばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の状態量（上下速度）を演算するブロック図である。
【図１３】第四の実施形態において、ばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の状態量（上下速度）を演算するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
［第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる車両の状態量推定装置１０を示す概略構成図である。
【００２４】
図１に示されているように、状態量推定装置１０は、操舵輪である左右の前輪１２FL及び１２FRと、非操舵輪である左右の後輪１２RL及び１２RRとを有する車両１４に適用されている。図１には詳細に示されていないが、前輪１２FL及び１２FRは、それぞれ金属製のホイールに装着されたタイヤ１３FL及び１３FRを有し、後輪１２RL及び１２RRは、それぞれ金属製のホイールに装着されたタイヤ１３RL及び１３RRを有している。左右の前輪１２FL及び１２FRは、それぞれサスペンション１６FL及び１６FRにより車体１８から懸架され、左右の後輪１２RL及び１２RRは、それぞれサスペンション１６RL及び１６RRにより車体１８から懸架されている。
【００２５】
サスペンション１６FL〜１６RRは、それぞれショックアブソーバ２０FL〜２０RRとサスペンションスプリング２２FL〜２２RRとを含んでいる。ショックアブソーバ２０FL〜２０RR及びサスペンションスプリング２２FL〜２２RRは、車両１４の前後方向及び横方向に僅かに傾斜して上下方向に延在している。車輪１２FL〜１２RRは、それぞれ車輪キャリア２４FL〜２４RRにより回転可能に支持され、車輪キャリア２４FL〜２４RRは図には示されていないサスペンションアームにより車体１８に対し主として上下方向に変位可能に車体１８に連結されている。ショックアブソーバ２０FL〜２０RRは、それぞれ車体１８と車輪キャリア２４FL〜２４RR又はサスペンションアームとの間に配設されている。
【００２６】
車体１８は、車輪１２FL〜１２RRの位置において、それぞれショックアブソーバ２０FL〜２０RR及びサスペンションスプリング２２FL〜２２RRが伸縮することにより、少なくとも上下方向に車輪１２FL〜１２RRに対し変位することができる。よって、車体１８、ショックアブソーバ２０FL〜２０RRの一部及びサスペンションアームの一部などは、車両１４のばね上を構成している。車輪１２FL〜１２RR、車輪キャリア２４FL〜２４RR、ショックアブソーバ２０FL〜２０RRの他の一部及びサスペンションアームの他の一部などは、車両１４のばね下を構成している。
【００２７】
サスペンションスプリング２２FL〜２２RRは、路面の上下変位及び車輪１２FL〜１２RRが路面から受けた衝撃などがばね上に伝達されることを抑制する。ショックアブソーバ２０FL〜２０RRは、はね上及びばね下が上下に相対変位することによる振動を減衰させる減衰力を発生する。第一の実施形態においては、ショックアブソーバ２０FL〜２０RRは、それぞれアクチュエータ２６FL〜２６RRを有する減衰力可変式のショックアブソーバである。アクチュエータ２６FL〜２６RRは、それぞれショックアブソーバ２０FL〜２０RRに内蔵された減衰力発生弁の開弁量を制御することにより、最低減衰力と最高減衰力との間に多段階に又は連続的に減衰力を可変制御する。
【００２８】
アクチュエータ２６FL〜２６RRは、電子制御装置２８によって制御される。車輪１２FL〜１２RRには、それぞれ対応する車輪の車輪速Δω1〜Δω4を検出する車輪速センサ３０FL〜３０RRが設けられている。車輪速センサ３０FL〜３０RRは、それぞればね上に対する車輪１２FL〜１２RRの相対回転の速度として車輪速Δω1〜Δω4を検出する。サスペンション１６FL〜１６RRには、それぞれ対応するサスペンションの上下方向のストロークＺ1〜Ｚ4を検出するストロークセンサ３２FL〜３２RRが設けられている。検出された車輪速Δω1〜Δω4を示す信号及び検出されたストロークＺ1〜Ｚ4を示す信号は、電子制御装置２８へ入力される。
【００２９】
なお、車輪速Δω、ストロークＺ及び後述の他のパラメータに付される添え字１〜４は、FL、FR、RL及びRRと同様に、それぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪のパラメータであることを表す。パラメータに付される添え字F及びRは、それぞれ前輪及び後輪のパラメータであることを表す。例えば、車輪１２及び車輪速Δωのように、左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の部材及びパラメータを総称する際には、FL〜RRなどの添え字は省略される。
【００３０】
第一の実施形態においては、後に詳細に説明するように、電子制御装置２８は、車輪速Δω1〜Δω4及びストロークＺ1〜Ｚ4に基づいて、ばね上の種々の状態量、具体的には、ばね上の上下速度、ピッチ角速度、ロール角速度及びヨー角速度を推定する。更に、電子制御装置２８は、車輪速Δω1〜Δω4及びストロークＺ1〜Ｚ4に基づいて、各車輪１２のばね下の状態量として上下速度を推定する。
【００３１】
電子制御装置２８は、推定した車両１４の状態量に基づいてアクチュエータ２６FL〜２６RRを制御し、これにより車両１４の操縦安定性や乗り心地性が向上するよう、対応するショックアブソーバ２０FL〜２０RRの減衰力を制御する。推定された車両１４の状態量に基づいて行われる制御は、減衰力の制御に限定されず、例えば車両の走行運動の制御のように車両１４の任意の制御であってよい。
【００３２】
なお、図１には詳細に示されていないが、電子制御装置２８は、マイクロコンピュータと駆動回路とよりなっている。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成を有している。
【００３３】
＜状態量推定の概要＞
次に、第一の実施形態におけるばね上及びばね下の状態量の推定の概要について説明する。後に詳細に説明するように、第一の実施形態においては、以下の要領にて、ばね上の種々の状態量が推定され、更には、各車輪のばね下の上下速度が推定される。
【００３４】
なお、以下の説明において、種々のパラメータ及びそれらの変化の正の方向は、前方向、上方向及び左方向が正である。更に、タイヤ１３FL〜１３RR及びサスペンション１６FL〜１６RRなどは、それぞれ左右輪の間において互いに同一の特性を有すると仮定する。
【００３５】
１．車輪１２FL〜１２RRの車輪速Δω1〜Δω4及びサスペンション１６FL〜１６RRのストロークＺ1〜Ｚ4が検出される。
【００３６】
２．ばね上の挙動にはピッチング、ローリング及びヨーイングがあるが、車輪速Δω1〜Δω4の左右輪同相の成分に影響を与える挙動はピッチングのみであり、車輪速Δω1〜Δω4の左右輪逆相の成分に影響を与える挙動はヨーイングのみである。よって、車輪速Δω1〜Δω4の左右輪同相の成分に基づいて、ばね上のピッチ角速度が推定され、車輪速Δω1〜Δω4の左右輪逆相の成分に基づいて、ばね上のヨー角速度が推定される。
【００３７】
３．ストロークＺ1〜Ｚ4に基づいて、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分が推定され、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分が推定される。
【００３８】
４．ばね上のピッチング速度及び前輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分に基づいて、ばね上の上下速度が推定され、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分に基づいて、ばね上のロール角速度が推定される。
【００３９】
５．車両のホイールベースＬを車速Ｕにて除算した値Ｌ／Ｕを遅れ時間として、後輪のばね下は前輪のばね下に対し遅れ時間遅れて同一の上下変位をする。よって、ばね上のピッチ角速度及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分に基づいて、前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分が推定される。更に、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分に基づいて、前輪のばね下の上下速度の逆相の成分が推定される。
【００４０】
６．前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分及び左右輪逆相の成分に基づいて、前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度が推定される。
【００４１】
７．前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度及び遅れ時間Ｌ／Ｕに基づいて、後輪１２RL及び１２RRのばね下の上下速度が推定される。
【００４２】
＜状態量推定の理論式＞
次に、以上の要領にて行われるばね上及びばね下の状態量の推定の根拠とされる理論式について説明する。なお、以下の説明において、パラメータの微分値及び二階微分値は、数式においてはパラメータにそれぞれ微分値を示すドット（・）及び二階微分値を示すツードット（・・）が付されて表記される。しかし、説明の文においては、ドット及びツードットを表記することができないため、パラメータの微分値及び二階微分値は、パラメータの前にそれぞれ微分を意味する「d」及び二階微分を意味する「dd」が付されて表記される。
【００４３】
図４は、ばね下の前後変位の変化によるタイヤ１３の回転角度の変化を示している。図４において、破線は路面から車輪への入力及び運転者の運転操作の影響を受けない場合のタイヤ１３の位置を示し、実線は上記影響を受けた場合のタイヤ１３の位置を示している。ばね下の前後変位の変化量をＸＡとし、タイヤ１３の半径をｒとすると、タイヤ１３の回転角度の変化量βをＸＡ／ｒにて近似することができる。
【００４４】
タイヤ１３のたわみによりタイヤ１３の半径が変化すると、その半径の変化によってもタイヤ１３の回転角度が変化する。タイヤ１３のたわみによる半径ｒの変化量をΔｒとし、タイヤ１３の静荷重による半径の変化に対する動荷重による半径の変化の比をηとし、変化量Δｒが０である場合のタイヤ１３の回転速度をω０とする。タイヤ１３の半径ｒがΔｒ変化したときのタイヤ１３の回転速度の変化量は、η・ω０（Δｒ／ｒ）にて表される。タイヤ１３の回転速度は回転角度の変化量βの微分値であるので、タイヤ１３のたわみによる半径ｒの変化量がΔｒであるときのタイヤ１３の回転速度ωは、式（１）により表される。
【数１】
2016215794.tif 000003
【００４５】
式（１）は式（２）の通り変形可能である。なお、式（２）において、dＸＡはばね下の前後変位ＸＡの微分値であり、dＸＢは車軸位置ＴＣ（図５参照）におけるばね上の前後変位ＸＢの微分値である。車軸位置ＴＣは、車輪１２の中心軸線上であり、且つ、車輪１２の幅方向の中央の点である。更に、ＺＡはばね下の上下変位であり、Ｚ０は路面から車輪への入力及び運転者の運転操作の影響を受けない場合のばね下の上下変位である。
【数２】
2016215794.tif 000004
【００４６】
上記式（２）の右辺の括弧内の第１項dＸＢについて説明する。この第１項は、ばね上の挙動による車軸位置ＴＣの前後変位の変化量の微分値の項である。ばね上の挙動による車軸位置ＴＣの前後変位の変化量ＸＢは、図５に示されたばね上の前後変位による変化量と、図６に示されたばね上のピッチングによる変化量と、図７に示されたばね上のヨーイングによる変化量との和として表される。
【００４７】
図５に示されているように、ばね上の位置が車両前後方向に変化する場合には、車軸位置ＴＣで見たばね上の前後変位の変化量ＸＢには、車両１４の前後方向におけるばね上の位置の変化による成分ＸＢａが含まれている。重心位置ＰＧにおけるばね上の前後変位の変化量をＸＢＧとすると、ばね上の前後変位による変化量ＸＢａは、下記の式（３）の通り、変化量ＸＢＧと同一である。
ＸＢａ＝ＸＢＧ  …（３）
【００４８】
図６に示されているように、車両１４にピッチングが生じた場合には、車軸位置ＴＣで見たばね上の前後変位の変化量ＸＢには、ピッチングによる成分ＸＢｂが含まれている。ばね上のピッチ角をθＢＧとし、車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの間の上下方向の距離をＨとすると、ばね上の前後変位のピッチングによる変化量ＸＢｂは下記の式（４）にて表される。
ＸＢｂ＝−θＢＧ・Ｈ  …（４）
【００４９】
図７に示されているように、車両１４にヨーイングが生じた場合には、車軸位置ＴＣで見たばね上の前後変位の変化量ＸＢには、ヨーイングによる変化量ＸＢｃが含まれている。ばね上のヨー角をΨＢＧとし、重心位置ＰＧと車軸位置ＴＣとの間の車幅方向の距離をＷとすると、ヨーイングによる変化量ＸＢｃは下記の式（５）にて表される。
ＸＢｃ＝ΨＢＧ・Ｗ  …（５）
【００５０】
車軸位置ＴＣで見たばね上の挙動による前後変位の変化量ＸＢは、以上の三つの変化量ＸＢａ、ＸＢｂ及びＸＢｃの和である。よって、前後変位の変化量の微分値dＸＢは、下記の式（６）により表される。
dＸＢ＝−dθＢＧ・Ｈ＋dＸＢＧ＋dΨＢＧ・Ｗ  …（６）
【００５１】
次に、上記式（２）の右辺の括弧内の第２項（dＸA−dＸＢ）について説明する。この第２項は、ばね上及びばね下の上下方向の相対変位、即ちサスペンション１６の上下ストロークによる車軸位置ＴＣの前後変位の微分値の項である。サスペンション１６の上下ストロークにより、図８において前輪１２Fについて示されているように、ばね上の一部である車体１８及び前輪１２Fは上下方向に相対変位する。上述のように、サスペンション１６は上下方向に対して車両１４の前後方向に傾斜しているので、車輪１２及び車体１８は車両の前後方向にも相対変位する。ばね上及びばね下の前後変位の微分値の差（dＸＡ−dＸＢ）は、下記式（７）にて表すことができる。
dＸＡ−dＸＢ＝αＸ（dＺＡ−dＺＢ）  …（７）
【００５２】
ここで、dＺＡはばね下の上下速度であり、dＺＢは車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下速度であり、αＸはサスペンション１６の単位ストローク量当りのばね上及びばね下の車両１４の前後方向の相対変位量である。
【００５３】
更に、上記式（２）の右辺の括弧内の第３項η・ω０（ＺA−Ｚ０）について説明する。上記式（１）の右辺の第２項のΔｒ、即ちタイヤ１３のたわみによる半径ｒの変化量は、ばね下の上下変位ＺＡと、タイヤ１３の半径ｒの変化量Δｒが０であるときのばね下の上下変位Ｚ０との差に等しい。よって、下記の式（８）が成立する。
Δｒ＝ＺA−Ｚ０  …（８）
【００５４】
上記式（６）〜（８）から、上記式（２）を下記の式（９）の通り更に変形することができる。
【数３】
2016215794.tif 000005
【００５５】
次に、図９及び図１０を参照して、ばね下のピッチ角θＡについて説明する。ばね下のピッチ角θＡは、車両１４の前後方向における路面に対するばね下の傾斜角である。車両１４においては、サスペンション１６が伸縮するので、ばね上のピッチ角θＢＧとばね下のピッチ角θＡとが異なる場合がある。換言すれば、ばね下のピッチ角θＡは、ばね上のピッチ角θＢＧに対応する成分θＡａと、サスペンション１６の伸縮による成分θＡｂとを含んでいる。
【００５６】
図９に示されているように、ばね上のピッチ角θＢＧに対応する成分θＡａは、ばね上のピッチ角θＢＧと等しい。よって、ばね上のピッチ角θＢＧに対応する成分θＡａは、下記の式（１０）にて表される。
θＡａ＝θＢＧ  …（１０）
【００５７】
図１０は、路面からの入力などにより、車両１４の前輪１２Fのサスペンション１６は伸縮しているが、後輪１２Rのサスペンション１６は伸縮していない状況を示している。サスペンション１６の単位ストローク量当りのばね下のピッチ角をαθとすると、サスペンション１６の伸縮によるばね下のピッチ角θＡの成分θＡｂは、図１０に示されているように、下記の式（１１）にて表される。
θＡｂ＝−αθ（ＺＡ−ＺＢ）…（１１）
【００５８】
上記式（１０）及び式（１１）より、ばね下のピッチ角θＡの変化による回転速度（ばね下のピッチ角θＡの微分値）は、下記の式（１２）により表される。
【数４】
2016215794.tif 000006
【００５９】
次に、車輪速Δωについて説明する。車輪速Δωは、車輪速センサ３０によって検出される値である。前述のように、車輪速センサ３０は、ばね上に対するばね下の相対回転速度として車輪速Δωを検出する。よって、車輪速Δωは、タイヤ１３の回転速度ωとばね下のピッチ角θＡの変化による回転速度との差であるので、下記式（１３）が成立する。
【数５】
2016215794.tif 000007
【００６０】
上記式（９）及び式（１２）を上記式（１３）に代入することにより、下記の式（１４）が得られる。
【数６】
2016215794.tif 000008
【００６１】
次に、ばね上の上下変位について説明する。車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位ＺＢは、下記の式（１５）にて表すことができる。下記式（１５）の右辺の第１項は、ばね上の重心位置ＰＧの上下変位である。また、式（１５）の右辺の第２項は、ばね上のピッチングによる上下変位（近似値）である。更に、式（１５）の右辺の第３項は、ばね上のロールによる上下変位（近似値）である。
ＺＢ＝ＺＢＧ±ＬFR・θＢＧ±Ｗ・φＢＧ  …（１５）
【００６２】
上記式（１５）において、ＬFRは車両１４の前後方向における車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの間の前後方向の距離（図５参照）であり、φＢＧはばね上のロール角である。なお、車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの間の前後方向の距離ＬFRは、前輪１２FL、１２FRの場合には距離ＬＦであり、後輪１２RL、１２RRの場合には距離ＬＲであり、距離ＬＦ及びＬＲは互いに異なる値であってもよい。
【００６３】
上記式（１５）について、右前輪１２ＦＲを例に説明すると、右前輪１２FRの車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位ＺＢ１は、重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧに、ばね上のピッチングによる上下変位の変化量及びばね上のローリングによる上下変位の変化量を加算又は減算することにより、求められる。例えば、ばね上のピッチングにより前輪側が下降する場合には、重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧからばね上のピッチングによる上下変位の変化量（ＬFR・θＢＧ）が減算される。また、ばね上のローリングにより右輪側が下降する場合には、重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧからばね上のローリングによる上下変位の変化量（Ｗ・φＢＧ）が減算される。
【００６４】
以上の現象とは逆に、ばね上のピッチングにより前輪側が上昇する場合には、ばね上のピッチングによる上下変位の変化量（ＬFR・θＢＧ）が、重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧに加算される。また、ばね上のローリングにより右輪側が上昇する場合には、ばね上のローリングによる上下変位の変化量（Ｗ・φＢＧ）が、重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧに加算される。他の車輪１２FL、１２RL及び１２RRについても同様にして車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位ＺＢが演算される。
【００６５】
上記式（１５）から、車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位の変化速度dＺＢは、下記の式（１６）にて表される。
【数７】
2016215794.tif 000009
【００６６】
以上から、上記式（１４）を４輪に適用し、４輪分の車輪速Δωをマトリクスにて表記すると、下記の式（１７）が得られる。なお、下記の式（１７）において、「ｓ」はラプラス演算子であり、マトリクス［Ｄ］、［Ｇ］、［Ｅ］、［Ｆ］及び［Ｉ］は、それぞれ下記の式（１８）〜（２２）にて表される。
【数８】
2016215794.tif 000010
【数９】
2016215794.tif 000011
【数１０】
2016215794.tif 000012
【数１１】
2016215794.tif 000013
【数１２】
2016215794.tif 000014
【数１３】
2016215794.tif 000015
【００６７】
上記式（１７）を展開することにより、下記の式（２３）が得られる。
【数１４】
2016215794.tif 000016
【００６８】
上記式（２３）から、前輪１２FL、１２FRの車輪速Δωの同相成分（Δω１＋Δω２）／２及び後輪１２RL、１２RRの車輪速Δωの同相成分（Δω３＋Δω４）／２は下記の式（２４）にて表される。
【数１５】
2016215794.tif 000017
【００６９】
前述のように、前輪及び後輪が路面の同一の箇所を通過する時間差は、車両のホイールベースＬ（＝ＬＦ＋ＬＲ）を車速Ｕにて除算した値Ｌ／Ｕであるので、後輪のばね下変位は前輪のばね下変位に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れる。よって、この遅れ時間Ｌ／Ｕを使用することにより、上記式（２４）を下記の式（２５）に書き換えることができる。
【数１６】
2016215794.tif 000018
【００７０】
上記式（２５）を変形することにより、下記の式（２６）が得られ、下記の式（２６）を変形することにより、下記の式（２７）が得られる。
【数１７】
2016215794.tif 000019
【００７１】
前輪１２Fのサスペンション１６Fの同相の上下ストロークをΔＳＦＤとし、後輪１２Rのサスペンション１６の同相の上下ストロークをΔＳＲＤとする。前輪１２Fのタイヤ１３Fの同相のたわみをΔＴＦＤとし、後輪１２Rのタイヤ１３Rの同相のたわみをΔＴＲＤとする。上記式（２７）から、下記の式（２８）が成立するので、各車輪の車輪速Δω及びサスペンション１６の上下ストロークＺに基づいて、下記の式（２８）からばね上のピッチ角θBG及び前輪１２Fのタイヤ１３Fの同相のたわみΔＴＦＤを演算することができる。
【数１８】
2016215794.tif 000020
【００７２】
なお、同相の上下ストロークΔＳＦＤ、ΔＳＲＤ及び同相のタイヤのたわみΔＴＦＤ、ΔＴＲＤについては、下記の式（２９）〜（３２）が成立する。上下ストロークΔＳＦＤは、それぞれ前輪１２FL、１２FRのストロークセンサ３２FL、３２FRにより検出されるストロークＺ1及びＺ2の平均値として求めることができる値である。同様に、上下ストロークΔＳＲＤは、それぞれ後輪１２RL、１２RRのストロークセンサ３２RL、３２RRにより検出されるストロークＺ3及びＺ4の平均値として求めることができる値である。更に、下記の式（３１）におけるＺ０１及びＺ０２は、それぞれタイヤのたわみが０であるときの前輪１２FL、１２FRのばね下の上下変位である。同様に、下記の式（３２）におけるＺ０３及びＺ０４は、それぞれタイヤのたわみが０であるときの後輪１２RL、１２RRのばね下の上下変位である。
【数１９】
2016215794.tif 000021
【００７３】
上記式（２９）の（ＺＢ１＋ＺＢ２）／２は、前輪の車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位であり、ＺＢＧ−ＬＦ・θＢＧに等しい。上記式（３０）の（ＺＢ３＋ＺＢ４）／２は、後輪の車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位であり、ＺＢＧ＋ＬＲ・θＢＧに等しい。更に、後輪のばね下変位（ＺＡ３＋ＺＡ４）／２は、前輪のばね下変位（ＺＡ１＋ＺＡ２）／２に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れる。よって、上記式（２９）及び（３０）に対応して、それぞれ下記の式（３３）及び（３４）が成立する。
【数２０】
2016215794.tif 000022
【００７４】
上記式（３３）及び（３４）から、下記の式（３５）が成立し、下記の式（３５）を変形することにより、下記の式（３６）が得られる。よって、下記の式（３６）により、左右輪同相の上下ストロークΔＳＦＤ、ΔＳＲＤ及びばね上のピッチ角θＢＧに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ及び前輪のばね下の上下速度の左右輪同相成分（ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２を演算することができる。
【数２１】
2016215794.tif 000023
【００７５】
＜図２：状態量推定のブロック図＞
図２は、第一の実施形態において、以上に説明した要領にて、ばね上の上下速度などの状態量を推定し、更には、各車輪のばね下の上下速度を推定するブロック図である。図２に示されたブロック図に従って行われるばね上の上下速度などの演算は、電子制御装置２８によって達成される。
【００７６】
図２に示されているように、各車輪１２の車輪速Δω及びサスペンション１６の上下ストロークＺに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ、ピッチ角速度θＢＧ・ｓ、ロール角速度φＢＧ・ｓ及びヨー角速度ΨＢＧ・ｓを演算することができる。また、車輪速Δω及び上下ストロークＺに基づいて、前輪のばね下の上下速度の同相成分及び逆相成分を演算し、これらに基づいて各車輪１２のばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ〜ＺＡ４・ｓを演算することができる。
【００７７】
図２に示されたブロック図において、Ｐ〜Ｓにて示された演算ブロックは、それぞれ上記式（２８）、下記の式（３７）、上記式（３６）及び下記の式（３８）の演算を行う。
【数２２】
2016215794.tif 000024
【００７８】
なお、図２及び上記式（３７）におけるΔＳＦＧは、前輪１２Fのサスペンション１６Fの逆相の上下ストロークであり、下記の式（３９）により求められる。下記の式（３９）における「−ＺＡ１＋ＺＢ1」及び「ＺＡ２−ＺＢ1」は、それぞれ前輪１２FRのストロークセンサ３２FLにより検出されるストロークＺ1及び前輪１２FLのストロークセンサ３２FRにより検出されるストロークＺ1の符号反転値である。同様に、ΔＳＲＧは、後輪１２Rのサスペンション１６Rの逆相の上下ストロークであり、下記の式（４０）にて求められる。下記の式（４０）におけ「−ＺＡ３＋ＺＢ３」及び「ＺＡ４−ＺＢ４」は、それぞれ後輪１２RLのストロークセンサ３２RLにより検出されるストロークＺ3及び後輪１２RRのストロークセンサ３２RRにより検出されるストロークＺ4の符号反転値である。
【数２３】
2016215794.tif 000025
【００７９】
演算ブロックＰへの入力は、上記式（２８）の右辺の右側の行列を構成する値である。演算ブロックＰは、上記式（２８）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ及び前輪１２Fのタイヤ１３Fのたわみの同相成分の変化率ΔＴＦＤ・ｓを演算する。
【００８０】
演算ブロックＱへの入力は、上記式（３７）の右辺の右側の行列を構成する値である。演算ブロックＱは、上記式（３７）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のヨー角速度ΨＢＧ・ｓ及び前輪１２Fのタイヤ１３Fのたわみの逆相成分の変化率ΔＴＦＧ・ｓを演算する
【００８１】
演算ブロックＲへの入力は、上記式（３６）の右辺の右側の行列を構成する値である。演算ブロックＲは、上記式（３６）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、前輪のばね下の上下速度（ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２及びばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓを演算する。
【００８２】
演算ブロックＳへの入力は、上記式（３８）の右辺の右側の行列を構成する値である。演算ブロックＳは、上記式（３８）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、前輪のばね下のロール速度（−ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２及びばね上のロール角速度φＢＧ・ｓを演算する。
【００８３】
＜図３：路面の上下変位推定のブロック図＞
図３は、第一の実施形態において、車輪１２FL〜１２RRの位置における路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４を推定するブロック図である。図３に示されたブロック図に従って行われる路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４の演算も、電子制御装置２８によって達成される。
【００８４】
図３に示されたブロック図によれば、図２に示されたブロック図に従って演算される前輪１２Fのタイヤ１３Fのたわみの同相成分の変化率ΔＴＦＤ・ｓ及び逆相成分の変化率ΔＴＦＧ・ｓ、前輪のばね下の上下速度（ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２及びロール速度（−ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２に基づいて、路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４が演算される。なお、後述の他の実施形態においても、図３に示されたブロック図に従って、路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４が同様に演算される。
【００８５】
以上の説明から解るように、第一の実施形態によれば、車輪速Δω1〜Δω4から前輪及び後輪について左右輪同相の車輪速成分が演算される。前述のように、前輪及び後輪の左右輪同相の車輪速成分に影響を与えるばね上の挙動はピッチングであるので、前輪及び後輪の左右輪同相の車輪速成分に基づいて、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓが演算される。
【００８６】
また、車輪速Δω1〜Δω4から前輪及び後輪について左右輪逆相の成分が演算される。前述のように、前輪及び後輪の左右輪逆相の車輪速成分に影響を与えるばね上の挙動はヨーイングであるので、前輪及び後輪の左右輪逆相の車輪速成分に基づいて、ばね上のヨー角速度ΨＢＧ・ｓが演算される。
【００８７】
前輪及び後輪のサスペンション１６のストロークＺ1〜Ｚ4に基づいて、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＦＤ・ｓ及びΔＳＲＤ・ｓが演算され、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分ΔＳＦＧ・ｓ及びΔＳＲＧ・ｓが演算される。
【００８８】
前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＦＤ・ｓ及びΔＳＲＤ・ｓからばね上のピッチングの影響を除去することにより、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓを求めることができる。また、後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の変化は前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れる。よって、前輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＦＤ・ｓを使用して、後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＲＤ・ｓを表すことができる。従って、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ及び前輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＦＤに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓが演算される。
【００８９】
前述のように、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分ΔＳＦＧ・ｓ及びΔＳＲＧ・ｓに影響を与えるばね上の挙動はローリングである。よって、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分ΔＳＦＧ・ｓ及びΔＳＲＧ・ｓに基づいて、ばね上のロール角速度φＢＧ・ｓが演算される。
【００９０】
ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＦＤ・ｓに基づいて、前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分（ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２が演算される。それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分ΔＳＦＧ・ｓ及びΔＳＲＧ・ｓに基づいて、前輪のばね下の上下速度の逆相の成分（−ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２が演算される。
【００９１】
更に、前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分（ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２及び左右輪逆相の成分（−ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２に基づいて、それぞれ前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ及びＺＡ２・ｓが演算される。後輪１２RL及び１２RRのばね下の上下速度の変化は、それぞれ前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度の変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れる。よって、前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ及びＺＡ２・ｓ及び遅れ時間Ｌ／Ｕに基づいて、後輪１２RL及び１２RRのばね下の上下速度ＺＡ３・ｓ及びＺＡ４・ｓが演算される。
【００９２】
前述のように、車輪速Δω1〜Δω4は、それぞればね上に対する車輪１２FL〜１２RRの相対回転の速度である。よって、上記式（１３）の通り、車輪速Δωは、車輪１２（タイヤ１３）の前後移動に対応する回転速度ωが、ばね上のピッチ挙動による車輪１２の回転速度の変化量dθＡにて補正された値と同一である。
【００９３】
車輪１２の前後移動に対応する回転速度ωは、上記式（２）及び（９）により示されているように、ばね上の挙動に起因する回転速度の変化量（dＸＡ−dＸＢ）及びタイヤのたわみによる半径ｒの変化に起因する回転速度の変化量η・ω０（Δｒ／ｒ）にて補正される。従って、回転速度ωが、ばね上の挙動に起因する回転速度の変化量（dＸＡ−dＸＢ）及びタイヤのたわみによる半径の変化に起因する回転速度の変化量η・ω０（Δｒ／ｒ）にて補正されない場合に比して、ばね上及びばね下の状態量を高精度に推定することができる。
【００９４】
また、ばね上の前後速度dＸＢを演算するためのばね上の前後変位ＸＢは、上記式（６）に示されているように、三つの変化量ＸＢａ、ＸＢｂ及びＸＢｃの和として演算される。よって、三つの変化量ＸＢａ、ＸＢｂ及びＸＢｃの何れかが考慮されない場合に比して、ばね上の前後速度dＸＢを高精度に演算することができ、これによりばね上及びばね下の状態量を高精度に推定することができる。
【００９５】
更に、上記式（１２）に示されているように、ばね上の前後変位の変化量dＸＡは、サスペンション１６の上下ストローク速度に基づく補正量αθ（dＺＡ−dＺＢ）にて補正される。よって、ばね上の前後速度dＸＡが、サスペンション１６の上下ストローク速度に基づく補正量にて補正されない場合に比して、ばね上及びばね下の状態量を高精度に推定することができる。なお、以上の各補正による効果は、後述の他の実施形態においても同様に得られる。
【００９６】
［第二の実施形態］
第二の実施形態においては、タイヤ１３の上下方向の伝達力はサスペンション１６の上下方向の伝達力と実質的に同一であるとの前提の下で、四輪の車輪速Δω及びサスペンション１６のストロークＺに基づいてばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の上下速度が推定される。なお、自動車などの車両においては、サスペンション１６の上下ストローク速度の周波数が１０Ｈz程度以下の場合には、上記前提に起因する推定誤差は非常に小さい。
【００９７】
まず、車輪速の変動量Δωの同相成分について説明する。上述の第一の実施形態の式（２４）及び式（２９）〜（３２）から、下記の式（４１）が成立する。
【数２４】
2016215794.tif 000026
【００９８】
左右の前輪１２FL及び１２FRのばね下は互いに同一の質量を有し、その質量をｍＦとする。同様に、左右の後輪１２RL及び１２RRのばね下は互いに同一の質量を有し、その質量をｍＲとする。前輪及び後輪のサスペンション１６の同相の上下ストロークΔＳＦＤ及びΔＳＲＤを上下方向の力に変換する係数をそれぞれＫＳＦＤ及びＫＳＲＤとする。同様に、前輪及び後輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＦＤ及びΔＴＲＤを上下方向の力に変換する係数をそれぞれＫＴＦＤ及びＫＴＲＤとする。
【００９９】
更に、前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRのばね下の上下加速度をそれぞれddＺＡ１〜ddＺＡ４とする。前輪及び後輪のばね下の上下方向の力の関係から、それぞれ下記の式（４２）及び（４３）が成立する。なお、係数ＫＳＦＤ及びＫＳＲＤは、それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の仕様（ショックアブソーバ２０の減衰係数及びサスペンションスプリング２２のばね定数）により決定される。係数ＫＴＦＤ及びＫＴＲＤは、それぞれ前輪及び後輪のタイヤ１３の仕様により決定される。
【数２５】
2016215794.tif 000027
【０１００】
ばね下の慣性力、即ち上記式（４２）及び（４３）の右辺の第２項は、他の力、即ち上記式（４２）及び（４３）の左辺及び右辺の第１項に比して非常に小さいので、上記式（４２）及び（４３）にそれぞれ対応する下記の近似式（４４）及び（４５）が成立する。
【数２６】
2016215794.tif 000028
【０１０１】
上記式（４１）に上記式（４４）及び（４５）を代入することにより、下記の式（４６）が得られる。
【数２７】
2016215794.tif 000029
【０１０２】
後輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＲＤの変化は前輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＦＤの変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れるので、上記式（４６）を下記の式（４７）に書き換えることができる。なお、下記の式（４７）において、ＫＴＦ及びＫＴＲは、それぞれＫＴＦＤ及びＫＴＲＤと同一である。ＫＳＦ及びＫＳＲは、それぞれＫＳＦＤ及びＫＳＲＤと同一である。
【数２８】
2016215794.tif 000030
【０１０３】
上記式（４７）は下記の式（４８）の通りに変形可能であり、更には下記の式（４９）の通りに変形可能である。
【数２９】
2016215794.tif 000031
【０１０４】
後輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＲＤの変化は、前輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＦＤの変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れるので、その遅れ時間Ｌ／Ｕを使用することにより、上記式（４５）を下記の式（５０）に書き換えることができる。
【数３０】
2016215794.tif 000032
【０１０５】
上記式（４９）から、各車輪の車輪速の変動量Δω１〜Δω４に基づいて、ばね上のピッチ角θＢＧ及び前輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＦＤを演算することができる。同相のたわみΔＴＦＤが演算されると、上記式（４４）及び（５０）により、それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の同相の上下ストロークΔＳＦＤ及びΔＳＲＤを演算することができる。
【０１０６】
第一の実施形態の説明において上述したように、前述の式（３６）が成立する。よって、以上のように演算されたばね上のピッチ角θＢＧ及び同相の上下ストロークΔＳＦＤ及びΔＳＲＤを、前述の式（３６）に代入することにより、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ及び前輪のばね下の上下速度（ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２を演算することができる。即ち、前輪及び後輪のサスペンション１６の同相の上下ストロークΔＳＦＤ及びΔＳＲＤと、ばね上のピッチ角θＢＧとに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ及び前輪のばね下の上下速度（ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２を演算することができる。
【０１０７】
次に、車輪速Δωの逆相成分について説明する。前述の式（２３）から、前輪１２FR、１２FLの車輪速Δωの逆相成分（−Δω１＋Δω２）／２及び後輪１２RL、１２RRの車輪速Δωの逆相成分（−Δω３＋Δω４）／２は下記の式（５１）にて表される。
【数３１】
2016215794.tif 000033
【０１０８】
後輪のばね下変位は前輪のばね下変位に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れるので、その遅れ時間Ｌ／Ｕを使用することにより、上記式（５１）を下記の式（５２）に書き換えることができる。上記式（５２）は下記の式（５３）の通りに変形可能である。
【数３２】
2016215794.tif 000034
【０１０９】
上記式（５３）及び上記式（３９）、（４０）から、上記式（３７）が成立する。よって、各車輪の車輪速Δω及びサスペンション１６のストロークＺに基づいて、上記式（３７）により、ばね上のヨー角速度ΨBG・ｓ及びそれぞれ前輪１２FR、１２FLのタイヤ１３FR、１３FLの逆相のたわみΔＴＦＧを演算することができる。
【０１１０】
なお、タイヤの逆相のたわみΔＴＦＧ及びΔＴＲＧについては、下記の式（５４）及び（５５）が成立する。
【数３３】
2016215794.tif 000035
【０１１１】
上記式（３９）の（−ＺＢ１＋ＺＢ２）／２は、前輪の車軸位置ＴＣにおけるばね下のロール角であり、ＷＦ・φＢＧに等しい。同様に、上記式（４０）の（−ＺＢ３＋ＺＢ４）／２は、後輪の車軸位置ＴＣにおけるばね下のロール角であり、ＷＲ・θＢＧに等しい。更に、後輪のばね下のロール角（−ＺＢ３＋ＺＢ４）／２の変化は、前輪のばね下のロール角（−ＺＢ１＋ＺＢ２）／２の変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れる。よって、上記式（３９）及び（４０）に対応して、それぞれ下記の式（５６）及び（５７）が成立する。
【数３４】
2016215794.tif 000036
【０１１２】
上記式（５６）及び（５７）から、下記の式（５８）が成立し、下記の式（５８１）を変形することにより、上記式（３８）が得られる。よって、上記式（３８）により、各車輪１２のサスペンション１６のストロークＺに基づいて、前輪のばね下のロール角速度（−ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２及びばね上のロール角速度φＢＧ・ｓを演算することができる。
【数３５】
2016215794.tif 000037
【０１１３】
＜図１１：状態量推定のブロック図＞
図１１は、第二の実施形態において、以上に説明した要領にて、ばね上の上下速度などの状態量を推定し、更には、各車輪のばね下の上下速度を推定するブロック図である。図１１に示されたブロック図に従って行われるばね上の上下速度などの演算も、電子制御装置２８によって達成される。
【０１１４】
図１１と図２との比較から解るように、演算ブロックＱ〜Ｓは、それぞれ上記式（３７）、（３６）及び（３８）の演算を行う。しかし、第二の実施形態の演算ブロックＰには、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストロークに起因する車輪速の変化量（αＸＦ／ｒＦ−αθＦ）ΔＳＦＤ・ｓ及び（αＸＲ／ｒＲ−αθＲ）ΔＳＲＤ・ｓは入力されない。
【０１１５】
演算ブロックＰへの入力は、上記式（４９）の右辺の右側の行列を構成する値、即ち左右前輪の車輪速Δωの同相成分及び左右後輪の車輪速Δωの同相成分である。演算ブロックＰは、上記式（４９）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ及びそれぞれ前輪１２FR、１２FLのタイヤ１３FR、１３FLのたわみの同相成分の変化率ΔＴＦＤ・ｓを演算する。
【０１１６】
以上の説明から解るように、第二の実施形態においても、各車輪１２の車輪速Δω及びサスペンション１６の上下ストロークＺに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ、ピッチ角速度θＢＧ・ｓ、ロール角速度φＢＧ・ｓ及びヨー角速度ΨＢＧ・ｓを演算することができる。また、車輪速Δω及びサスペンション１６のストロークＺに基づいて、前輪のサスペンション１６の上下ストロークの同相成分及び逆相成分を演算し、これらに基づいて各車輪１２のばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ〜ＺＡ４・ｓを演算することができる。
【０１１７】
特に、第二の実施形態によれば、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストロークに起因する車輪速の変化量（αＸＦ／ｒＦ−αθＦ）ΔＳＦＤ・ｓ及び（αＸＲ／ｒＲ−αθＲ）ΔＳＲＤ・ｓは演算されない。よって、これらの値を演算することなく、第一の実施形態において演算されるばね上及びばね下の状態量を演算することができる。
【０１１８】
［第三の実施形態］
第三の実施形態においては、第二の実施形態と同様に、タイヤ１３の上下方向の伝達力はサスペンション１６の上下方向の伝達力と実質的に同一であるとの前提の下で、四輪の車輪速に基づいてばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の上下速度が推定される。
【０１１９】
上述の第二の実施形態の式（５１）、上記式（３９）及び（４０）、及び上記式（５５）及び（５６）から、下記の式（５９）が成立する。
【数３６】
2016215794.tif 000038
【０１２０】
前述のように、上記式（４４）及び（５０）の近似式が成立するので、上記式（５９）に上記式（４４）及び（５０）を代入することにより、下記の式（６０）が得られる。
【数３７】
2016215794.tif 000039
【０１２１】
後輪のタイヤ１３の逆相のたわみΔＴＲＧの変化は前輪のタイヤ１３の逆相のたわみΔＴＦＧの変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れるので、上記式（６０）を下記の式（６１）に書き換えることができる。なお、下記の式（６１）において、ＫＴＦＧ及びＫＴＲＧは、それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の逆相の上下ストロークΔＳＦＧ及びΔＳＲＧを上下方向の力に変換する係数であり、それぞれ前輪及び後輪のタイヤ１３の仕様により決定される。ＫＳＦＧ及びＫＳＲＧは、それぞれ前輪及び後輪のタイヤ１３の逆相のたわみΔＴＦＧ及びΔＴＲＧを上下方向の力に変換する係数であり、それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の仕様（ショックアブソーバ２０の減衰係数及びサスペンションスプリング２２のばね定数）により決定される。
【数３８】
2016215794.tif 000040
上記式（６１）は下記の式（６２）の通りに変形可能であり、更には下記の式（６３）の通りに変形可能である。下記の式（６３）から、各車輪の車輪速の変動量Δω１〜Δω４に基づいて、ばね上のヨー角速度ΨＢＧ・ｓ及び前輪のタイヤ１３の逆相のたわみΔＴＦＧを演算することができる。
【数３９】
2016215794.tif 000041
【０１２２】
上述の第二の実施形態における上記式（４４）及び（５０）にそれぞれ対応する下記の式（６４）及び（６５）の近似式が成立する。よって、上記式（６３）に従って逆相のたわみΔＴＦＧが演算されると、下記の式（６４）及び（６５）により、それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の逆相の上下ストロークΔＳＦＧ及びΔＳＲＧを演算することができる。
【数４０】
2016215794.tif 000042
【０１２３】
なお、第三の実施形態においても、上記式（５６）及び（５７）が成立し、よって上記式（５８）及び（３８）が成立する。従って、以上のように演算される逆相の上下ストロークΔＳＦＧ及びΔＳＲＧに基づいて、上記式（３８）により、前輪のばね下のロール角速度（−ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２及びばね上のロール角速度φＢＧ・ｓを演算することができる。
【０１２４】
図１２は、第三の実施形態において、以上に説明した要領にて、ばね上の上下速度及び前輪のばね下の上下速度を推定し、更には、各車輪のばね下の上下速度を推定するブロック図である。図１２に示されたブロック図に従って行われるばね上の上下速度などの演算も、電子制御装置２８によって達成される。
【０１２５】
図１２と図２との比較から解るように、第三の実施形態のブロック図においては、各車輪のサスペンション１６のストロークＺ１〜Ｚ４は入力されない。よって、各車輪の車輪速Δω１〜Δω４のみに基づいて、第一及び第二の実施形態において演算されるばね上及びばね下の状態量と同一のばね上及びばね下の状態量が演算される。
【０１２６】
演算ブロックＲ及びＳは、第一及び第二の実施形態と同様に、それぞれ上記式（３６）及び（３８）の演算を行う。しかし、第三の実施形態の演算ブロックＰ及びＱには、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストロークに起因する車輪速の変動量（αＸＦ／ｒＦ−αθＦ）ΔＳＦＤ・ｓ及び（αＸＲ／ｒＲ−αθＲ）ΔＳＲＤ・ｓは入力されない。演算ブロックＱは、第二の実施形態と同様に、上記式（６３）の演算を行う。
【０１２７】
演算ブロックＰへの入力は、下記の式（６６）の右辺の右側の行列を構成する値、即ち左右前輪の車輪速Δωの同相成分及び左右後輪の車輪速Δωの同相成分である。演算ブロックＰは、下記の式（６６）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ及びそれぞれ前輪１２FR、１２FLのタイヤ１３FR、１３FLのたわみの同相成分の変化率ΔＴＦＤ・ｓを演算する。
【数４１】
2016215794.tif 000043
【０１２８】
以上の説明から解るように、第三の実施形態においては、各車輪１２の車輪速Δωのみに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ、ピッチ角速度θＢＧ・ｓ、ロール角速度φＢＧ・ｓ及びヨー角速度ΨＢＧ・ｓを演算することができる。また、車輪速Δωに基づいて、前輪のサスペンション１６の上下ストロークの同相成分及び逆相成分を演算し、これらに基づいて各車輪１２のばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ〜ＺＡ４・ｓを演算することができる。
【０１２９】
よって、第三の実施形態によれば、サスペンション１６のストロークＺの情報は不要であるので、第一及び第二の実施形態において必要なストロークセンサ３２FL〜３２RRを省略することができる。従って、第一及び第二の実施形態に比して、必要なセンサの数を低減し、車両の状態量推定装置１０の構造を簡素化し、コストを低減することができる。
【０１３０】
［第四の実施形態］
第四の実施形態は、上述の第三の実施形態の修正例として構成されている。第四の実施形態においては、各車輪のタイヤ１３のたわみにより発生するタイヤの半径の変化が省略される。よって、上記第三の実施形態における上記式（６６）は、下記の式（６７）に置き換えられている。
【数４２】
2016215794.tif 000044
【０１３１】
上記式（６７）を下記の式（６８）の通りに書き換えることができ、更に下記の式（６９）の通りに書き換えることができる。
【数４３】
2016215794.tif 000045
【０１３２】
上記式（６９）の第２行の関係及び上記式（４４）及び（５０）から、下記の式（７０）が成立する。
【数４４】
2016215794.tif 000046
【０１３３】
上記式（６８）の第１行の関係及び上記式（７０）から、下記の式（７１）が成立する。
【数４５】
2016215794.tif 000047
【０１３４】
同様に、上記第二及び第三の実施形態における上記式（６３）は、下記の式（７２）に置き換えられている。
【数４６】
2016215794.tif 000048
【０１３５】
上記式（７２）を下記の式（７３）の通りに書き換えることができ、更に下記の式（７４）の通りに書き換えることができる。
【数４７】
2016215794.tif 000049
【０１３６】
上記式（７４）の第２行の関係及び上記式（６４）及び（６５）から、下記の式（７５）が成立する。
【数４８】
2016215794.tif 000050
【０１３７】
上記式（７４）の第１行の関係及び上記式（７５）から、下記の式（７６）が成立する。
【数４９】
2016215794.tif 000051
【０１３８】
＜図１３：状態量推定のブロック図＞
図１３は、第四の実施形態において、ばね上の種々の状態量を推定し、更には、各車輪のばね下の上下速度を推定するブロック図である。図１３に示されたブロック図に従って行われるばね上の状態量などの演算も、電子制御装置２８によって達成される。
【０１３９】
図１３と図１２との比較から解るように、第四の実施形態のブロック図においては、第三の実施形態と同様に、各車輪のサスペンション１６のストロークＺ１〜Ｚ４は入力されない。よって、各車輪の車輪速Δω１〜Δω４のみに基づいて、第一乃至第三の実施形態において演算されるばね上及びばね下の状態量と同一のばね上及びばね下の状態量が演算される。
【０１４０】
演算ブロックＰ及びＱは、それぞれ上記式（７１）及び（７６）の演算を行う。演算ブロックＲ及びＳは、第一乃至第三の実施形態と同様に、それぞれ上記式（３６）及び（３８）の演算を行う。
【０１４１】
演算ブロックＰへの入力は、上記式（７１）の右辺の右側の行列を構成する値、即ち左右前輪の車輪速Δωの同相成分及び左右後輪の車輪速Δωの同相成分である。演算ブロックＰは、上記（７１）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ、前輪の上下ストロークの同相成分の変化率ΔＳＦＤ・ｓ及び後輪の上下ストロークの同相成分の変化率ΔＳＲＤ・ｓを演算する。
【０１４２】
演算ブロックＱへの入力は、上記式（７６）の右辺の右側の行列を構成する値、即ち左右前輪の車輪速Δωの逆相成分及び左右後輪の車輪速Δωの逆相成分である。演算ブロックＱは、上記式（７６）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のヨー角速度ΨＢＧ・ｓ、前輪のタイヤ１３のたわみの逆相成分の変化率ΔＳＦＧ・ｓ及び後輪のタイヤ１３のたわみの逆相成分の変化率ΔＳＲＧ・ｓを演算する。
【０１４３】
第四の実施形態によれば、各車輪のタイヤ１３のたわみにより発生するタイヤの半径の変化が省略される。よって、上述の第三の実施形態に比して電子制御装置２８の演算負荷を低減して第三の実施形態と同様にばね上及びばね下の状態量を推定することができる。
【０１４４】
また、第四の実施形態によれば、上述の第三の実施形態と同様に、第一及び第二の実施形態において必要なストロークセンサ３２FL〜３２RRを省略することができる。従って、第一及び第二の実施形態に比して、必要なセンサの数を低減し、車両の状態量推定装置１０の構造を簡素化し、コストを低減することができる。
【０１４５】
なお、第二乃至第四の実施形態の説明においては言及されていないが、これらの実施形態においても、第一の実施形態と同様に、図３に示されたブロック図の制御に従って、車輪１２FL〜１２RRの位置における路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４が推定される。
【０１４６】
以上の説明から解るように、第一乃至第四の実施形態によれば、車両モデルの使用及び修正を要することなく、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ、ピッチ角速度θＢＧ・ｓ、ロール角速度φＢＧ・ｓ及びヨー角速度ΨＢＧ・ｓを演算することができる。また、車両モデルの使用及び修正を要することなく、各車輪１２のばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ〜ＺＡ４・ｓを演算することができる。
【０１４７】
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１４８】
例えば、上述の各実施形態においては、ばね上の状態量としてばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ、ピッチ角速度θＢＧ・ｓ、ロール角速度φＢＧ・ｓ及びヨー角速度ΨＢＧ・ｓが演算されるようになっているが、これらの状態量の何れかの演算が省略されてもよい。
【０１４９】
また、上述の各実施形態においては、車軸位置ＴＣで見たばね上の挙動による前後変位の変化量ＸＢは、上記式（６）に従って、以上の三つの変化量ＸＢａ、ＸＢｂ及びＸＢｃの和として演算される。しかし、三つの変化量ＸＢａ、ＸＢｂ及びＸＢｃの何れかが省略されてもよい。
【０１５０】
また、上述の各実施形態においては、車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位の変化速度dＺＢは、上記式（１６）にて演算される。しかし、第２項のばね上のピッチングによる上下速度又は第３項のばね上のロールによる上下速度が省略されてもよい。
【０１５１】
また、上述の各実施形態においては、前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ、ＺＡ２・ｓが演算され、後輪１２RL及び１２RRのばね下の上下速度ＺＡ３・ｓ、ＺＡ４・ｓが演算される。しかし、ばね下の上下速度の演算は省略されてもよい。
【０１５２】
また、上述の各実施形態においては、前輪１２Fのタイヤ１３Fのたわみの同相成分の変化率ΔＴＦＤ・ｓ及び逆相成分の変化率ΔＴＦＧ・ｓ、前輪のばね下の上下速度（ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２及びロール速度（−ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２に基づいて、路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４が演算される。しかし、路面の上下変位の演算は省略されてもよい。
【符号の説明】
【０１５３】
１０…状態量推定装置、１２FL〜１２RR…車輪、１４…車両、１６FL〜１６RR…サスペンション、２８…電子制御装置、３０FL〜３０RR…車輪速センサ、３２FL〜３２RR…ストロークセンサ
【図１】
2016215794.tif 000052
【図２】
2016215794.tif 000053
【図３】
2016215794.tif 000054
【図４】
2016215794.tif 000055
【図５】
2016215794.tif 000056
【図６】
2016215794.tif 000057
【図７】
2016215794.tif 000058
【図８】
2016215794.tif 000059
【図９】
2016215794.tif 000060
【図１０】
2016215794.tif 000061
【図１１】
2016215794.tif 000062
【図１２】
2016215794.tif 000063
【図１３】
2016215794.tif 000064
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月18日(2016.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右前輪及び左右後輪と、各車輪が少なくとも上下方向に伸縮可能なサスペンションにより懸架された車体を含むばね上とを有する車両に適用され、前記４輪の車輪速を検出する車輪速検出装置と、検出された前記４輪の車輪速に基づいて少なくとも前記ばね上の状態量を演算する演算装置とを有する車両の状態量推定装置において、
前記演算装置は、前記前輪及び前記後輪について左右輪同相の車輪速成分及び左右輪逆相の車輪速成分を演算し、前記左右輪同相の車輪速成分及び前記左右輪逆相の車輪速成分に基づいて、それぞれ前記ばね上のピッチ角速度及び前記ばね上のヨー角速度を演算する、車両の状態量推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の状態量推定装置において、前記状態量推定装置は、前記４輪の前記サスペンションの伸縮による上下ストロークの情報を取得し、前記演算装置は、前記前輪及び前記後輪について前記左右サスペンションの同相の上下ストローク成分及び前記左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分を演算し、前記同相の上下ストローク成分及び前記逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞれ前記ばね上の上下速度及び前記ばね上のロール角速度を演算する、車両の状態量推定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両の状態量推定装置において、前記４輪はそれぞれタイヤを有し、前記演算装置は、前記タイヤの上下伝達力は前記サスペンションの上下伝達力と同一であると仮定して、前記４輪の車輪速に基づいて前記前輪及び前記後輪について前記左右サスペンションの同相の上下ストローク成分及び前記左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分を演算し、前記同相の上下ストローク成分及び前記逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞれ前記ばね上の上下速度及び前記ばね上のロール角速度を演算する、車両の状態量推定装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の車両の状態量推定装置において、前記演算装置は、前記ばね上のピッチ角速度及び前記前輪及び前記後輪の前記左右サスペンションの同相の上下ストローク成分に基づいて、前記左右前輪のばね下の上下速度の同相の成分を演算し、前記前輪及び前記後輪の前記左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分に基づいて、前記左右前輪のばね下の上下速度の逆相の成分を演算し、前記左右前輪のばね下の上下速度の同相の成分及び前記左右前輪のばね下の上下速度の逆相の成分に基づいて、前記左右前輪のばね下の上下速度を演算し、前記車両のホイールベースを車速にて除算した遅れ時間及び前記左右前輪のばね下の上下速度に基づいて、前記左右後輪のばね下の上下速度を演算する、車両の状態量推定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の状態量推定装置において、前記演算装置は、前記左右前輪のばね下の上下速度の同相の成分及び前記左右前輪のばね下の上下速度の逆相の成分に基づいて、前記左右前輪の位置における路面の上下変位を演算し、前記遅れ時間及び前記左右前輪の位置における路面の上下変位に基づいて、前記左右後輪の位置における路面の上下変位を演算する、車両の状態量推定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも車両のばね上の状態量を推定する車両の状態量推定装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両においては、車両の走行運動制御などの車両制御のためのパラメータとして、車両のばね上又はばね下の状態量の推定が行われることがある。例えば、下記の特許文献１には、各車輪の車輪速及び運転者の運転操作入力に基づいて、ばね上に対するばね下の相対速度を推定し、推定結果に基づいて各車輪のショックアブソーバの減衰力を制御するサスペンション制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−４８１３９号公報
【発明の概要】
【０００４】
〔発明が解決しようとする課題〕
上記公開公報に記載されたサスペンション制御装置においては、各車輪の車輪速及び運転者の運転操作入力に基づいて、車両モデルを使用してばね上に対するばね下の相対速度が推定される。しかし、一般に、運転者の運転操作入力などの状況によって車両の特性が変化するので、車両モデルが車両の実際の特性に合わなくなると、ばね上に対するばね下の相対速度の推定精度が低下する。また、運転者の運転操作入力などによって変化する車両の実際の特性に合わせて車両モデルを逐次修正することは容易ではない。
【０００５】
本発明の主要な課題は、車両モデルの使用及び修正を要することなく、各車輪の車輪速に基づいて少なくとも車両のばね上の状態量を推定することである。
【０００６】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、左右前輪及び左右後輪と、各車輪が少なくとも上下方向に伸縮可能なサスペンションにより懸架された車体を含むばね上とを有する車両に適用され、前記４輪の車輪速を検出する車輪速検出装置と、検出された前記４輪の車輪速に基づいて少なくとも前記ばね上の状態量を演算する演算装置とを有する車両の状態量推定装置が提供される。
【０００７】
前記演算装置は、前記前輪及び前記後輪について左右輪同相の車輪速成分及び左右輪逆相の車輪速成分を演算し、前記左右輪同相の車輪速成分及び前記左右輪逆相の車輪速成分に基づいて、それぞれ前記ばね上のピッチ角速度及び前記ばね上のヨー角速度を演算する。
【０００８】
車両のばね上は、ピッチング、ローリング及びヨーイングの挙動を行う。４輪の車輪速の左右輪同相の成分に影響を与える挙動はピッチングのみであり、４輪の車輪速の左右輪逆相の成分に影響を与える挙動はヨーイングのみである。よって、４輪の車輪速の左右輪同相の成分に基づいて、ばね上のピッチング挙動の変化速度、即ちピッチ角速度を推定することができ、４輪の車輪速の左右輪逆相の成分に基づいて、ばね上のヨーイング挙動の変化速度、即ちヨー角速度を推定することができる。
【０００９】
上記の構成によれば、前輪及び後輪の車輪速について左右輪同相の車輪速成分及び左右輪逆相の車輪速成分が演算され、左右輪同相の車輪速成分及び左右輪逆相の車輪速成分に基づいて、それぞればね上のピッチ角速度及びばね上のヨー角速度が演算される。よって、車両モデルの使用及び修正を要することなく、各車輪の車輪速に基づいてばね上のピッチ角速度及びばね上のヨー角速度を推定することができる。
【００１０】
本発明の一つの態様においては、前記状態量推定装置は、前記４輪の前記サスペンションの伸縮による上下ストロークの情報を取得し、前記演算装置は、前記前輪及び前記後輪について前記左右サスペンションの同相の上下ストローク成分及び前記左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分を演算し、前記同相の上下ストローク成分及び前記逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞれ前記ばね上の上下速度及び前記ばね上のロール角速度を演算する。
【００１１】
前輪及び後輪の左右サスペンションの同相の上下ストローク成分は、ばね上の上下変位に対応し、前輪及び後輪の左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分は、ばね上のロール変位に対応している。よって、前輪及び後輪の左右サスペンションの同相の上下ストローク成分及び左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分の変化率として、それぞればね上の上下速度及びばね上のロール角速度を演算することができる。
【００１２】
上記の構成によれば、前輪及び後輪について左右サスペンションの同相の上下ストローク成分及び左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分が演算され、同相の上下ストローク成分及び逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞればね上の上下速度及びばね上のロール角速度が演算される。よって、車両モデルの使用及び修正を要することなく、各車輪のサスペンションの上下ストロークに基づいてばね上の上下速度及びばね上のロール角速度を推定することができる。
【００１３】
本発明の他の一つの態様においては、前記４輪はそれぞれタイヤを有し、前記演算装置は、前記タイヤの上下伝達力は前記サスペンションの上下伝達力と同一であると仮定して、前記４輪の車輪速に基づいて前記前輪及び前記後輪について前記左右サスペンションの同相の上下ストローク成分及び前記左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分を演算し、前記同相の上下ストローク成分及び前記逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞれ前記ばね上の上下速度及び前記ばね上のロール角速度を演算する。
【００１４】
後に詳細に説明するように、タイヤの上下伝達力はサスペンションの上下伝達力と同一であると仮定すれば、４輪の車輪速に基づいて前輪及び後輪について左右サスペンションの同相の上下ストローク成分及び左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分を演算することができる。なお、各車輪のサスペンションの上下ストロークの速度が高くなければ、ばね上及びばね下の間に作用する力の方向とそれらの相対変位の方向とが一致するので、上記仮定に起因する左右サスペンションの同相の上下ストローク成分及び左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分の演算誤差は小さい。
【００１５】
上記の構成によれば、タイヤの上下伝達力はサスペンションの上下伝達力と同一であると仮定して、４輪の車輪速に基づいて前輪及び後輪について左右サスペンションの同相の上下ストローク成分及び左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分が演算される。更に、左右サスペンションの同相の上下ストローク成分及び左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分に基づいて、それぞればね上の上下速度及びばね上のロール角速度が演算される。よって、４輪のサスペンションの伸縮による上下ストロークの情報を要することなく、更には、車両モデルの使用及び修正を要することなく、４輪の車輪速に基づいてばね上の上下速度及びばね上のロール角速度を推定することができる。
【００１６】
更に、本発明の他の一つの態様においては、前記演算装置は、前記ばね上のピッチ角速度及び前記前輪及び前記後輪の前記左右サスペンションの同相の上下ストローク成分に基づいて、前記左右前輪のばね下の上下速度の同相の成分を演算し、前記前輪及び前記後輪の前記左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分に基づいて、前記左右前輪のばね下の上下速度の逆相の成分を演算し、前記左右前輪のばね下の上下速度の同相の成分及び前記左右前輪のばね下の上下速度の逆相の成分に基づいて、前記左右前輪のばね下の上下速度を演算し、前記車両のホイールベースを車速にて除算した遅れ時間及び前記左右前輪のばね下の上下速度に基づいて、前記左右後輪のばね下の上下速度を演算する。
【００１７】
上記の構成によれば、ばね上のピッチ角速度及び前輪及び後輪の左右サスペンションの同相の上下ストローク成分に基づいて、左右前輪のばね下の上下速度の同相の成分が演算され、前輪及び後輪の左右サスペンションの逆相の上下ストローク成分に基づいて、左右前輪のばね下の上下速度の逆相の成分が演算される。左右前輪のばね下の上下速度の同相の成分及び左右前輪のばね下の上下速度の逆相の成分が解れば、これに基づいて左右前輪のばね下の上下速度を演算することができる。左右後輪のばね下の上下速度はそれぞれ左右前輪のばね下の上下速度に対し上記遅れ時間遅れて変化する。よって、遅れ時間及び左右前輪のばね下の上下速度に基づいて、左右後輪のばね下の上下速度を演算することができる。従って、上記の構成によれば、車両モデルの使用及び修正を要することなく、左右前輪及び左右後輪のばね下の上下速度を演算することができる。
【００１８】
更に、本発明の他の一つの態様においては、前記演算装置は、前記左右前輪のばね下の上下速度の同相の成分及び前記左右前輪のばね下の上下速度の逆相の成分に基づいて、前記左右前輪の位置における路面の上下変位を演算し、前記遅れ時間及び前記左右前輪の位置における路面の上下変位に基づいて、前記左右後輪の位置における路面の上下変位を演算する。
【００１９】
各車輪の位置における路面の上下速度は、対応する車輪のばね下の上下速度に対応している。また、左右前輪のばね下の上下速度の同相の成分及び左右前輪のばね下の上下速度の逆相の成分に基づいて、左右前輪のばね下の上下速度、従って左右前輪の位置における路面の上下速度を演算し、これにより左右前輪の位置における路面の上下変位を演算することができる。更に、車両の走行に伴い、左右後輪の位置における路面の上下変位は、それぞれ左右前輪の位置における路面の上下変位に対し上記遅れ時間遅れて変化する。よって、遅れ時間及び左右前輪の位置における路面の上下変位に基づいて、それぞれ左右後輪の位置における路面の上下変位を演算することができる。従って、上記の構成によれば、車両モデルの使用及び修正を要することなく、左右前輪の位置及び左右後輪の位置における路面の上下変位を演算することができる。
【００２０】
なお、本願において、あるパラメータについて「左右輪同相の成分」又は「同相の成分」とは、左右の車輪のパラメータの成分のうち、左右の車輪の間において同一の成分を意味する。具体的には、左右の車輪のパラメータをＰＬ及びＰＲとすると、「左右輪同相の成分」又は「同相の成分」は、（ＰＬ＋ＰＲ）／２である。これに対し、あるパラメータについて「左右輪逆相の成分」又は「逆相の成分」とは、左右の車輪のパラメータのうち、左右の車輪の間において互いに異なる成分を意味する。具体的には、「左右輪逆相の成分」又は「逆相の成分」は、（−ＰＬ＋ＰＲ）／２又は（ＰＬ−ＰＲ）／２である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる車両の状態量推定装置を示す概略構成図である。
【図２】第一の実施形態において、ばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の状態量（上下速度）を演算するブロック図である。
【図３】第一の実施形態において、各車輪の位置における路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４を推定するブロック図である。
【図４】ばね下の前後変位の変動によるタイヤの回転角度の変動を示す説明図である。
【図５】ばね上の位置が車両前後方向に変動する状況を示す説明図である。
【図６】車両にピッチングが生じた状況を示す説明図である。
【図７】車両にヨーイングが生じた状況を示す説明図である。
【図８】前輪のサスペンションの上下ストロークにより、前輪が上下方向に相対変位する状況を示す説明図である。
【図９】車両のピッチングによりばね下にピッチ角が生じる状況示す説明図である。
【図１０】路面からの入力などにより、前輪のサスペンションは伸縮しているが、後輪のサスペンションは伸縮していない状況を示す説明図である。
【図１１】第二の実施形態において、ばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の状態量（上下速度）を演算するブロック図である。
【図１２】第三の実施形態において、ばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の状態量（上下速度）を演算するブロック図である。
【図１３】第四の実施形態において、ばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の状態量（上下速度）を演算するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
［第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる車両の状態量推定装置１０を示す概略構成図である。
【００２４】
図１に示されているように、状態量推定装置１０は、操舵輪である左右の前輪１２FL及び１２FRと、非操舵輪である左右の後輪１２RL及び１２RRとを有する車両１４に適用されている。図１には詳細に示されていないが、前輪１２FL及び１２FRは、それぞれ金属製のホイールに装着されたタイヤ１３FL及び１３FRを有し、後輪１２RL及び１２RRは、それぞれ金属製のホイールに装着されたタイヤ１３RL及び１３RRを有している。左右の前輪１２FL及び１２FRは、それぞれサスペンション１６FL及び１６FRにより車体１８から懸架され、左右の後輪１２RL及び１２RRは、それぞれサスペンション１６RL及び１６RRにより車体１８から懸架されている。
【００２５】
サスペンション１６FL〜１６RRは、それぞれショックアブソーバ２０FL〜２０RRとサスペンションスプリング２２FL〜２２RRとを含んでいる。ショックアブソーバ２０FL〜２０RR及びサスペンションスプリング２２FL〜２２RRは、車両１４の前後方向及び横方向に僅かに傾斜して上下方向に延在している。車輪１２FL〜１２RRは、それぞれ車輪キャリア２４FL〜２４RRにより回転可能に支持され、車輪キャリア２４FL〜２４RRは図には示されていないサスペンションアームにより車体１８に対し主として上下方向に変位可能に車体１８に連結されている。ショックアブソーバ２０FL〜２０RRは、それぞれ車体１８と車輪キャリア２４FL〜２４RR又はサスペンションアームとの間に配設されている。
【００２６】
車体１８は、車輪１２FL〜１２RRの位置において、それぞれショックアブソーバ２０FL〜２０RR及びサスペンションスプリング２２FL〜２２RRが伸縮することにより、少なくとも上下方向に車輪１２FL〜１２RRに対し変位することができる。よって、車体１８、ショックアブソーバ２０FL〜２０RRの一部及びサスペンションアームの一部などは、車両１４のばね上を構成している。車輪１２FL〜１２RR、車輪キャリア２４FL〜２４RR、ショックアブソーバ２０FL〜２０RRの他の一部及びサスペンションアームの他の一部などは、車両１４のばね下を構成している。
【００２７】
サスペンションスプリング２２FL〜２２RRは、路面の上下変位及び車輪１２FL〜１２RRが路面から受けた衝撃などがばね上に伝達されることを抑制する。ショックアブソーバ２０FL〜２０RRは、はね上及びばね下が上下に相対変位することによる振動を減衰させる減衰力を発生する。第一の実施形態においては、ショックアブソーバ２０FL〜２０RRは、それぞれアクチュエータ２６FL〜２６RRを有する減衰力可変式のショックアブソーバである。アクチュエータ２６FL〜２６RRは、それぞれショックアブソーバ２０FL〜２０RRに内蔵された減衰力発生弁の開弁量を制御することにより、最低減衰力と最高減衰力との間に多段階に又は連続的に減衰力を可変制御する。
【００２８】
アクチュエータ２６FL〜２６RRは、演算装置として機能する電子制御装置２８によって制御される。車輪１２FL〜１２RRには、それぞれ対応する車輪の車輪速Δω1〜Δω4を検出する車輪速センサ３０FL〜３０RRが設けられている。車輪速センサ３０FL〜３０RRは、それぞればね上に対する車輪１２FL〜１２RRの相対回転の速度として車輪速Δω1〜Δω4を検出する。サスペンション１６FL〜１６RRには、それぞれ対応するサスペンションの上下方向のストロークＺ1〜Ｚ4を検出するストロークセンサ３２FL〜３２RRが設けられている。検出された車輪速Δω1〜Δω4を示す信号及び検出されたストロークＺ1〜Ｚ4を示す信号は、電子制御装置２８へ入力される。
【００２９】
なお、車輪速Δω、ストロークＺ及び後述の他のパラメータに付される添え字１〜４は、FL、FR、RL及びRRと同様に、それぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪のパラメータであることを表す。パラメータに付される添え字F及びRは、それぞれ前輪及び後輪のパラメータであることを表す。例えば、車輪１２及び車輪速Δωのように、左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪の部材及びパラメータを総称する際には、FL〜RRなどの添え字は省略される。
【００３０】
第一の実施形態においては、後に詳細に説明するように、電子制御装置２８は、車輪速Δω1〜Δω4及びストロークＺ1〜Ｚ4に基づいて、ばね上の種々の状態量、具体的には、ばね上の上下速度、ピッチ角速度、ロール角速度及びヨー角速度を推定する。更に、電子制御装置２８は、車輪速Δω1〜Δω4及びストロークＺ1〜Ｚ4に基づいて、各車輪１２のばね下の状態量として上下速度を推定する。
【００３１】
電子制御装置２８は、推定した車両１４の状態量に基づいてアクチュエータ２６FL〜２６RRを制御し、これにより車両１４の操縦安定性や乗り心地性が向上するよう、対応するショックアブソーバ２０FL〜２０RRの減衰力を制御する。推定された車両１４の状態量に基づいて行われる制御は、減衰力の制御に限定されず、例えば車両の走行運動の制御のように車両１４の任意の制御であってよい。
【００３２】
なお、図１には詳細に示されていないが、電子制御装置２８は、マイクロコンピュータと駆動回路とよりなっている。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成を有している。
【００３３】
＜状態量推定の概要＞
次に、第一の実施形態におけるばね上及びばね下の状態量の推定の概要について説明する。後に詳細に説明するように、第一の実施形態においては、以下の要領にて、ばね上の種々の状態量が推定され、更には、各車輪のばね下の上下速度が推定される。
【００３４】
なお、以下の説明において、種々のパラメータ及びそれらの変化の正の方向は、前方向、上方向及び左方向が正である。更に、タイヤ１３FL〜１３RR及びサスペンション１６FL〜１６RRなどは、それぞれ左右輪の間において互いに同一の特性を有すると仮定する。
【００３５】
１．車輪１２FL〜１２RRの車輪速Δω1〜Δω4及びサスペンション１６FL〜１６RRのストロークＺ1〜Ｚ4が検出される。
【００３６】
２．ばね上の挙動にはピッチング、ローリング及びヨーイングがあるが、車輪速Δω1〜Δω4の左右輪同相の成分に影響を与える挙動はピッチングのみであり、車輪速Δω1〜Δω4の左右輪逆相の成分に影響を与える挙動はヨーイングのみである。よって、車輪速Δω1〜Δω4の左右輪同相の成分に基づいて、ばね上のピッチ角速度が推定され、車輪速Δω1〜Δω4の左右輪逆相の成分に基づいて、ばね上のヨー角速度が推定される。
【００３７】
３．ストロークＺ1〜Ｚ4に基づいて、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分が推定され、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分が推定される。
【００３８】
４．ばね上のピッチング速度及び前輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分に基づいて、ばね上の上下速度が推定され、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分に基づいて、ばね上のロール角速度が推定される。
【００３９】
５．車両のホイールベースＬを車速Ｕにて除算した値Ｌ／Ｕを遅れ時間として、後輪のばね下は前輪のばね下に対し遅れ時間遅れて同一の上下変位をする。よって、ばね上のピッチ角速度及び前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分に基づいて、前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分が推定される。更に、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分に基づいて、前輪のばね下の上下速度の逆相の成分が推定される。
【００４０】
６．前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分及び左右輪逆相の成分に基づいて、前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度が推定される。
【００４１】
７．前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度及び遅れ時間Ｌ／Ｕに基づいて、後輪１２RL及び１２RRのばね下の上下速度が推定される。
【００４２】
＜状態量推定の理論式＞
次に、以上の要領にて行われるばね上及びばね下の状態量の推定の根拠とされる理論式について説明する。なお、以下の説明において、パラメータの微分値及び二階微分値は、数式においてはパラメータにそれぞれ微分値を示すドット（・）及び二階微分値を示すツードット（・・）が付されて表記される。しかし、説明の文においては、ドット及びツードットを表記することができないため、パラメータの微分値及び二階微分値は、パラメータの前にそれぞれ微分を意味する「d」及び二階微分を意味する「dd」が付されて表記される。
【００４３】
図４は、ばね下の前後変位の変化によるタイヤ１３の回転角度の変化を示している。図４において、破線は路面から車輪への入力及び運転者の運転操作の影響を受けない場合のタイヤ１３の位置を示し、実線は上記影響を受けた場合のタイヤ１３の位置を示している。ばね下の前後方向の変位量をＸＡとし、タイヤ１３の半径をｒとすると、タイヤ１３の回転角度βをＸＡ／ｒにて近似することができる。
【００４４】
タイヤ１３のたわみによりタイヤ１３の半径が変化すると、その半径の変化によってもタイヤ１３の回転角度が変化する。タイヤ１３のたわみによる半径ｒの変化量をΔｒとし、タイヤ１３の静荷重による半径の変化に対する動荷重による半径の変化の比をηとし、変化量Δｒが０である場合のタイヤ１３の回転速度をω０とする。タイヤ１３の半径ｒがΔｒ変化したときのタイヤ１３の回転速度の変化量は、η・ω０（Δｒ／ｒ）にて表される。タイヤ１３の回転速度は回転角度βの微分値であるので、タイヤ１３のたわみによる半径ｒの変化量がΔｒであるときのタイヤ１３の回転速度ωは、式（１）により表される。
【数１】
2016215794.tif 000065
【００４５】
式（１）は式（２）の通り変形可能である。なお、式（２）において、dＸＡはばね下の前後方向の変位量ＸＡの微分値であり、dＸＢは車軸位置ＴＣ（図５参照）におけるばね上の前後方向の変位量ＸＢの微分値である。車軸位置ＴＣは、車輪１２の中心軸線上であり、且つ、車輪１２の幅方向の中央の点である。更に、ＺＡはばね下の上下変位であり、Ｚ０は路面から車輪への入力及び運転者の運転操作の影響を受けない場合のばね下の上下変位である。
【数２】
2016215794.tif 000066
【００４６】
上記式（２）の右辺の括弧内の第１項dＸＢについて説明する。この第１項は、ばね上の挙動による車軸位置ＴＣの前後方向の変位量の微分値の項である。ばね上の挙動による車軸位置ＴＣの前後方向の変位量ＸＢは、図５に示されたばね上の前後変位による変位量と、図６に示されたばね上のピッチングによる変位量と、図７に示されたばね上のヨーイングによる変位量との和として表される。
【００４７】
図５に示されているように、ばね上の位置が車両前後方向に変化する場合には、車軸位置ＴＣで見たばね上の前後方向の変位量ＸＢには、車両１４の前後方向におけるばね上の位置の変化による成分ＸＢａが含まれている。重心位置ＰＧにおけるばね上の前後方向の変位量をＸＢＧとすると、ばね上の前後変位による変位量ＸＢａは、下記の式（３）の通り、変化量ＸＢＧと同一である。
ＸＢａ＝ＸＢＧ  …（３）
【００４８】
図６に示されているように、車両１４にピッチングが生じた場合には、車軸位置ＴＣで見たばね上の前後方向の変位量ＸＢには、ピッチングによる成分ＸＢｂが含まれている。ばね上のピッチ角をθＢＧとし、車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの間の上下方向の距離をＨとすると、ばね上のピッチングによる変位量ＸＢｂは下記の式（４）にて表される。
ＸＢｂ＝−θＢＧ・Ｈ  …（４）
【００４９】
図７に示されているように、車両１４にヨーイングが生じた場合には、車軸位置ＴＣで見たばね上の前後方向の変位量ＸＢには、ヨーイングによる変位量ＸＢｃが含まれている。ばね上のヨー角をΨＢＧとし、重心位置ＰＧと車軸位置ＴＣとの間の車幅方向の距離をＷとすると、ヨーイングによる変位量ＸＢｃは下記の式（５）にて表される。
ＸＢｃ＝ΨＢＧ・Ｗ  …（５）
【００５０】
車軸位置ＴＣで見たばね上の挙動による前後方向の変位量ＸＢは、以上の三つの変位量ＸＢａ、ＸＢｂ及びＸＢｃの和である。よって、前後方向の変位量の微分値dＸＢは、下記の式（６）により表される。
dＸＢ＝−dθＢＧ・Ｈ＋dＸＢＧ＋dΨＢＧ・Ｗ  …（６）
【００５１】
次に、上記式（２）の右辺の括弧内の第２項（dＸA−dＸＢ）について説明する。この第２項は、ばね上及びばね下の上下方向の相対変位、即ちサスペンション１６の上下ストロークによる車軸位置ＴＣの前後変位の微分値の項である。サスペンション１６の上下ストロークにより、図８において前輪１２Fについて示されているように、ばね上の一部である車体１８及び前輪１２Fは上下方向に相対変位する。上述のように、サスペンション１６は上下方向に対して車両１４の前後方向に傾斜しているので、車輪１２及び車体１８は車両の前後方向にも相対変位する。ばね上及びばね下の前後変位の微分値の差（dＸＡ−dＸＢ）は、下記式（７）にて表すことができる。
dＸＡ−dＸＢ＝αＸ（dＺＡ−dＺＢ）  …（７）
【００５２】
ここで、dＺＡはばね下の上下速度であり、dＺＢは車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下速度であり、αＸはサスペンション１６の単位ストローク量当りのばね上及びばね下の車両１４の前後方向の相対変位量である。
【００５３】
更に、上記式（２）の右辺の括弧内の第３項η・ω０（ＺA−Ｚ０）について説明する。上記式（１）の右辺の第２項のΔｒ、即ちタイヤ１３のたわみによる半径ｒの変化量は、ばね下の上下変位ＺＡと、タイヤ１３の半径ｒの変化量Δｒが０であるときのばね下の上下変位Ｚ０との差に等しい。よって、下記の式（８）が成立する。
Δｒ＝ＺA−Ｚ０  …（８）
【００５４】
上記式（６）〜（８）から、上記式（２）を下記の式（９）の通り更に変形することができる。
【数３】
2016215794.tif 000067
【００５５】
次に、図９及び図１０を参照して、ばね下のピッチ角θＡについて説明する。ばね下のピッチ角θＡは、車両１４の前後方向における路面に対するばね下の傾斜角である。車両１４においては、サスペンション１６が伸縮するので、ばね上のピッチ角θＢＧとばね下のピッチ角θＡとが異なる場合がある。換言すれば、ばね下のピッチ角θＡは、ばね上のピッチ角θＢＧに対応する成分θＡａと、サスペンション１６の伸縮による成分θＡｂとを含んでいる。
【００５６】
図９に示されているように、ばね上のピッチ角θＢＧに対応する成分θＡａは、ばね上のピッチ角θＢＧと等しい。よって、ばね上のピッチ角θＢＧに対応する成分θＡａは、下記の式（１０）にて表される。
θＡａ＝θＢＧ  …（１０）
【００５７】
図１０は、路面からの入力などにより、車両１４の前輪１２Fのサスペンション１６は伸縮しているが、後輪１２Rのサスペンション１６は伸縮していない状況を示している。サスペンション１６の単位ストローク量当りのばね下のピッチ角をαθとすると、サスペンション１６の伸縮によるばね下のピッチ角θＡの成分θＡｂは、図１０に示されているように、下記の式（１１）にて表される。
θＡｂ＝−αθ（ＺＡ−ＺＢ）…（１１）
【００５８】
上記式（１０）及び式（１１）より、ばね下のピッチ角θＡの変化による回転速度（ばね下のピッチ角θＡの微分値）は、下記の式（１２）により表される。
【数４】
2016215794.tif 000068
【００５９】
次に、車輪速Δωについて説明する。車輪速Δωは、車輪速センサ３０によって検出される値である。前述のように、車輪速センサ３０は、ばね上に対するばね下の相対回転速度として車輪速Δωを検出する。よって、車輪速Δωは、タイヤ１３の回転速度ωとばね下のピッチ角θＡの変化による回転速度との差であるので、下記式（１３）が成立する。
【数５】
2016215794.tif 000069
【００６０】
上記式（９）及び式（１２）を上記式（１３）に代入することにより、下記の式（１４）が得られる。
【数６】
2016215794.tif 000070
【００６１】
次に、ばね上の上下変位について説明する。車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位ＺＢは、下記の式（１５）にて表すことができる。下記式（１５）の右辺の第１項は、ばね上の重心位置ＰＧの上下変位である。また、式（１５）の右辺の第２項は、ばね上のピッチングによる上下変位（近似値）である。更に、式（１５）の右辺の第３項は、ばね上のロールによる上下変位（近似値）である。
ＺＢ＝ＺＢＧ±ＬFR・θＢＧ±Ｗ・φＢＧ  …（１５）
【００６２】
上記式（１５）において、ＬFRは車両１４の前後方向における車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの間の前後方向の距離（図５参照）であり、φＢＧはばね上のロール角である。なお、車軸位置ＴＣと重心位置ＰＧとの間の前後方向の距離ＬFRは、前輪１２FL、１２FRの場合には距離ＬＦであり、後輪１２RL、１２RRの場合には距離ＬＲであり、距離ＬＦ及びＬＲは互いに異なる値であってもよい。
【００６３】
上記式（１５）について、左前輪１２ＦLを例に説明すると、左前輪１２ＦLの車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位ＺＢ１は、重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧに、ばね上のピッチングによる上下変位の変化量及びばね上のローリングによる上下変位の変化量を加算又は減算することにより、求められる。例えば、ばね上のピッチングにより前輪側が下降する場合には、重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧからばね上のピッチングによる上下変位の変化量（ＬFR・θＢＧ）が減算される。また、ばね上のローリングにより左輪側が下降する場合には、重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧからばね上のローリングによる上下変位の変化量（Ｗ・φＢＧ）が減算される。
【００６４】
以上の現象とは逆に、ばね上のピッチングにより前輪側が上昇する場合には、ばね上のピッチングによる上下変位の変化量（ＬFR・θＢＧ）が、重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧに加算される。また、ばね上のローリングにより左輪側が上昇する場合には、ばね上のローリングによる上下変位の変化量（Ｗ・φＢＧ）が、重心位置ＰＧの上下変位ＺＢＧに加算される。他の車輪１２FL、１２RL及び１２RRについても同様にして車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位ＺＢが演算される。
【００６５】
上記式（１５）から、車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位の変化速度dＺＢは、下記の式（１６）にて表される。
【数７】
2016215794.tif 000071
【００６６】
以上から、上記式（１４）を４輪に適用し、４輪分の車輪速Δωをマトリクスにて表記すると、下記の式（１７）が得られる。なお、下記の式（１７）において、「ｓ」はラプラス演算子であり、マトリクス［Ｄ］、［Ｇ］、［Ｅ］、［Ｆ］及び［Ｈ］は、それぞれ下記の式（１８）〜（２２）にて表される。
【数８】
2016215794.tif 000072
【数９】
2016215794.tif 000073
【数１０】
2016215794.tif 000074
【数１１】
2016215794.tif 000075
【数１２】
2016215794.tif 000076
【数１３】
2016215794.tif 000077
【００６７】
上記式（１７）を展開することにより、下記の式（２３）が得られる。
【数１４】
2016215794.tif 000078
【００６８】
上記式（２３）から、前輪１２FL、１２FRの車輪速Δωの同相成分（Δω１＋Δω２）／２及び後輪１２RL、１２RRの車輪速Δωの同相成分（Δω３＋Δω４）／２は下記の式（２４）にて表される。
【数１５】
2016215794.tif 000079
【００６９】
前述のように、前輪及び後輪が路面の同一の箇所を通過する時間差は、車両のホイールベースＬ（＝ＬＦ＋ＬＲ）を車速Ｕにて除算した値Ｌ／Ｕであるので、後輪のばね下変位は前輪のばね下変位に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れる。よって、この遅れ時間Ｌ／Ｕを使用することにより、上記式（２４）を下記の式（２５）に書き換えることができる。
【数１６】
2016215794.tif 000080
【００７０】
上記式（２５）を変形することにより、下記の式（２６）が得られ、下記の式（２６）を変形することにより、下記の式（２７）が得られる。
【数１７】
2016215794.tif 000081
【００７１】
前輪１２Fのサスペンション１６Fの同相の上下ストロークをΔＳＦＤとし、後輪１２Rのサスペンション１６の同相の上下ストロークをΔＳＲＤとする。前輪１２Fのタイヤ１３Fの同相のたわみをΔＴＦＤとし、後輪１２Rのタイヤ１３Rの同相のたわみをΔＴＲＤとする。上記式（２７）から、下記の式（２８）が成立するので、各車輪の車輪速Δω及びサスペンション１６の上下ストロークＺに基づいて、下記の式（２８）からばね上のピッチ角θBG及び前輪１２Fのタイヤ１３Fの同相のたわみΔＴＦＤを演算することができる。
【数１８】
2016215794.tif 000082
【００７２】
なお、同相の上下ストロークΔＳＦＤ、ΔＳＲＤ及び同相のタイヤのたわみΔＴＦＤ、ΔＴＲＤについては、下記の式（２９）〜（３２）が成立する。上下ストロークΔＳＦＤは、それぞれ前輪１２FL、１２FRのストロークセンサ３２FL、３２FRにより検出されるストロークＺ1及びＺ2の平均値として求めることができる値である。同様に、上下ストロークΔＳＲＤは、それぞれ後輪１２RL、１２RRのストロークセンサ３２RL、３２RRにより検出されるストロークＺ3及びＺ4の平均値として求めることができる値である。更に、下記の式（３１）におけるＺ０１及びＺ０２は、それぞれタイヤのたわみが０であるときの前輪１２FL、１２FRのばね下の上下変位である。同様に、下記の式（３２）におけるＺ０３及びＺ０４は、それぞれタイヤのたわみが０であるときの後輪１２RL、１２RRのばね下の上下変位である。
【数１９】
2016215794.tif 000083
【００７３】
上記式（２９）の（ＺＢ１＋ＺＢ２）／２は、前輪の車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位であり、ＺＢＧ−ＬＦ・θＢＧに等しい。上記式（３０）の（ＺＢ３＋ＺＢ４）／２は、後輪の車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位であり、ＺＢＧ＋ＬＲ・θＢＧに等しい。更に、後輪のばね下変位（ＺＡ３＋ＺＡ４）／２は、前輪のばね下変位（ＺＡ１＋ＺＡ２）／２に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れる。よって、上記式（２９）及び（３０）に対応して、それぞれ下記の式（３３）及び（３４）が成立する。
【数２０】
2016215794.tif 000084
【００７４】
上記式（３３）及び（３４）から、下記の式（３５）が成立し、下記の式（３５）を変形することにより、下記の式（３６）が得られる。よって、下記の式（３６）により、左右輪同相の上下ストロークΔＳＦＤ、ΔＳＲＤ及びばね上のピッチ角θＢＧに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ及び前輪のばね下の上下速度の左右輪同相成分（ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２を演算することができる。
【数２１】
2016215794.tif 000085
【００７５】
＜図２：状態量推定のブロック図＞
図２は、第一の実施形態において、以上に説明した要領にて、ばね上の上下速度などの状態量を推定し、更には、各車輪のばね下の上下速度を推定するブロック図である。図２に示されたブロック図に従って行われるばね上の上下速度などの演算は、電子制御装置２８によって達成される。
【００７６】
図２に示されているように、各車輪１２の車輪速Δω及びサスペンション１６の上下ストロークＺに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ、ピッチ角速度θＢＧ・ｓ、ロール角速度φＢＧ・ｓ及びヨー角速度ΨＢＧ・ｓを演算することができる。また、車輪速Δω及び上下ストロークＺに基づいて、前輪のばね下の上下速度の同相成分及び逆相成分を演算し、これらに基づいて各車輪１２のばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ〜ＺＡ４・ｓを演算することができる。
【００７７】
図２に示されたブロック図において、Ｐ〜Ｓにて示された演算ブロックは、それぞれ上記式（２８）、下記の式（３７）、上記式（３６）及び下記の式（３８）の演算を行う。
【数２２】
2016215794.tif 000086
【００７８】
なお、図２及び上記式（３７）におけるΔＳＦＧは、前輪１２Fのサスペンション１６Fの逆相の上下ストロークであり、下記の式（３９）により求められる。下記の式（３９）における「−ＺＡ１＋ＺＢ1」及び「ＺＡ２−ＺＢ２」は、それぞれ前輪１２FRのストロークセンサ３２FLにより検出されるストロークＺ1及び前輪１２FLのストロークセンサ３２FRにより検出されるストロークＺ2の符号反転値である。同様に、ΔＳＲＧは、後輪１２Rのサスペンション１６Rの逆相の上下ストロークであり、下記の式（４０）にて求められる。下記の式（４０）における「−ＺＡ３＋ＺＢ３」及び「ＺＡ４−ＺＢ４」は、それぞれ後輪１２RLのストロークセンサ３２RLにより検出されるストロークＺ3及び後輪１２RRのストロークセンサ３２RRにより検出されるストロークＺ4の符号反転値である。
【数２３】
2016215794.tif 000087
【００７９】
演算ブロックＰへの入力は、上記式（２８）の右辺の右側の行列を構成する値である。演算ブロックＰは、上記式（２８）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ及び前輪１２Fのタイヤ１３Fのたわみの同相成分の変化率ΔＴＦＤ・ｓを演算する。
【００８０】
演算ブロックＱへの入力は、上記式（３７）の右辺の右側の行列を構成する値である。演算ブロックＱは、上記式（３７）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のヨー角速度ΨＢＧ・ｓ及び前輪１２Fのタイヤ１３Fのたわみの逆相成分の変化率ΔＴＦＧ・ｓを演算する
【００８１】
演算ブロックＲへの入力は、上記式（３６）の右辺の右側の行列を構成する値である。演算ブロックＲは、上記式（３６）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、前輪のばね下の上下速度（ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２及びばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓを演算する。
【００８２】
演算ブロックＳへの入力は、上記式（３８）の右辺の右側の行列を構成する値である。演算ブロックＳは、上記式（３８）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、前輪のばね下のロール速度（−ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２及びばね上のロール角速度φＢＧ・ｓを演算する。
【００８３】
＜図３：路面の上下変位推定のブロック図＞
図３は、第一の実施形態において、車輪１２FL〜１２RRの位置における路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４を推定するブロック図である。図３に示されたブロック図に従って行われる路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４の演算も、電子制御装置２８によって達成される。
【００８４】
図３に示されたブロック図によれば、図２に示されたブロック図に従って演算される前輪１２Fのタイヤ１３Fのたわみの同相成分の変化率ΔＴＦＤ・ｓ及び逆相成分の変化率ΔＴＦＧ・ｓ、前輪のばね下の上下速度（ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２及びロール速度（−ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２に基づいて、路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４が演算される。なお、後述の他の実施形態においても、図３に示されたブロック図に従って、路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４が同様に演算される。
【００８５】
以上の説明から解るように、第一の実施形態によれば、車輪速Δω1〜Δω4から前輪及び後輪について左右輪同相の車輪速成分が演算される。前述のように、前輪及び後輪の左右輪同相の車輪速成分に影響を与えるばね上の挙動はピッチングであるので、前輪及び後輪の左右輪同相の車輪速成分に基づいて、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓが演算される。
【００８６】
また、車輪速Δω1〜Δω4から前輪及び後輪について左右輪逆相の成分が演算される。前述のように、前輪及び後輪の左右輪逆相の車輪速成分に影響を与えるばね上の挙動はヨーイングであるので、前輪及び後輪の左右輪逆相の車輪速成分に基づいて、ばね上のヨー角速度ΨＢＧ・ｓが演算される。
【００８７】
前輪及び後輪のサスペンション１６のストロークＺ1〜Ｚ4に基づいて、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＦＤ・ｓ及びΔＳＲＤ・ｓが演算され、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分ΔＳＦＧ・ｓ及びΔＳＲＧ・ｓが演算される。
【００８８】
前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＦＤ・ｓ及びΔＳＲＤ・ｓからばね上のピッチングの影響を除去することにより、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓを求めることができる。また、後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の変化は前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れる。よって、前輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＦＤ・ｓを使用して、後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＲＤ・ｓを表すことができる。従って、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ及び前輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＦＤ・ｓに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓが演算される。
【００８９】
前述のように、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分ΔＳＦＧ・ｓ及びΔＳＲＧ・ｓに影響を与えるばね上の挙動はローリングである。よって、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分ΔＳＦＧ・ｓ及びΔＳＲＧ・ｓに基づいて、ばね上のロール角速度φＢＧ・ｓが演算される。
【００９０】
ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ及び前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪同相の成分ΔＳＦＤ・ｓ及びΔＳＲＤ・ｓに基づいて、前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分（ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２が演算される。それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストローク速度の左右輪逆相の成分ΔＳＦＧ・ｓ及びΔＳＲＧ・ｓに基づいて、前輪のばね下の上下速度の逆相の成分（−ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２が演算される。
【００９１】
更に、前輪のばね下の上下速度の左右輪同相の成分（ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２及び左右輪逆相の成分（−ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２に基づいて、それぞれ前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ及びＺＡ２・ｓが演算される。後輪１２RL及び１２RRのばね下の上下速度の変化は、それぞれ前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度の変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れる。よって、前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ及びＺＡ２・ｓ及び遅れ時間Ｌ／Ｕに基づいて、後輪１２RL及び１２RRのばね下の上下速度ＺＡ３・ｓ及びＺＡ４・ｓが演算される。
【００９２】
前述のように、車輪速Δω1〜Δω4は、それぞればね上に対する車輪１２FL〜１２RRの相対回転の速度である。よって、上記式（１３）の通り、車輪速Δωは、車輪１２（タイヤ１３）の前後移動に対応する回転速度ωが、ばね上のピッチ挙動による車輪１２の回転速度の変化量dθＡにて補正された値と同一である。
【００９３】
車輪１２の前後移動に対応する回転速度ωは、上記式（２）及び（９）により示されているように、ばね上の挙動に起因する回転速度の変化量（dＸＡ−dＸＢ）及びタイヤのたわみによる半径ｒの変化に起因する回転速度の変化量η・ω０（Δｒ／ｒ）にて補正される。従って、回転速度ωが、ばね上の挙動に起因する回転速度の変化量（dＸＡ−dＸＢ）及びタイヤのたわみによる半径の変化に起因する回転速度の変化量η・ω０（Δｒ／ｒ）にて補正されない場合に比して、ばね上及びばね下の状態量を高精度に推定することができる。
【００９４】
また、ばね上の前後速度dＸＢを演算するためのばね上の前後変位ＸＢは、上記式（６）に示されているように、三つの変化量ＸＢａ、ＸＢｂ及びＸＢｃの和として演算される。よって、三つの変化量ＸＢａ、ＸＢｂ及びＸＢｃの何れかが考慮されない場合に比して、ばね上の前後速度dＸＢを高精度に演算することができ、これによりばね上及びばね下の状態量を高精度に推定することができる。
【００９５】
更に、上記式（１２）に示されているように、ばね上の前後変位の変化量dＸＡは、サスペンション１６の上下ストローク速度に基づく補正量αθ（dＺＡ−dＺＢ）にて補正される。よって、ばね上の前後速度dＸＡが、サスペンション１６の上下ストローク速度に基づく補正量にて補正されない場合に比して、ばね上及びばね下の状態量を高精度に推定することができる。なお、以上の各補正による効果は、後述の他の実施形態においても同様に得られる。
【００９６】
［第二の実施形態］
第二の実施形態においては、タイヤ１３の上下方向の伝達力はサスペンション１６の上下方向の伝達力と実質的に同一であるとの前提の下で、四輪の車輪速Δω及びサスペンション１６のストロークＺに基づいてばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の上下速度が推定される。なお、自動車などの車両においては、サスペンション１６の上下ストローク速度の周波数が１０Ｈz程度以下の場合には、上記前提に起因する推定誤差は非常に小さい。
【００９７】
まず、車輪速Δωの同相成分について説明する。上述の第一の実施形態の式（２４）及び式（２９）〜（３２）から、下記の式（４１）が成立する。
【数２４】
2016215794.tif 000088
【００９８】
左右の前輪１２FL及び１２FRのばね下は互いに同一の質量を有し、その質量をｍＦとする。同様に、左右の後輪１２RL及び１２RRのばね下は互いに同一の質量を有し、その質量をｍＲとする。前輪及び後輪のサスペンション１６の同相の上下ストロークΔＳＦＤ及びΔＳＲＤを上下方向の力に変換する係数をそれぞれＫＳＦＤ及びＫＳＲＤとする。同様に、前輪及び後輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＦＤ及びΔＴＲＤを上下方向の力に変換する係数をそれぞれＫＴＦＤ及びＫＴＲＤとする。
【００９９】
更に、前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRのばね下の上下加速度をそれぞれddＺＡ１〜ddＺＡ４とする。前輪及び後輪のばね下の上下方向の力の関係から、それぞれ下記の式（４２）及び（４３）が成立する。なお、係数ＫＳＦＤ及びＫＳＲＤは、それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の仕様（ショックアブソーバ２０の減衰係数及びサスペンションスプリング２２のばね定数）により決定される。係数ＫＴＦＤ及びＫＴＲＤは、それぞれ前輪及び後輪のタイヤ１３の仕様により決定される。
【数２５】
2016215794.tif 000089
【０１００】
ばね下の慣性力、即ち上記式（４２）及び（４３）の右辺の第２項は、他の力、即ち上記式（４２）及び（４３）の左辺及び右辺の第１項に比して非常に小さいので、上記式（４２）及び（４３）にそれぞれ対応する下記の近似式（４４）及び（４５）が成立する。
【数２６】
2016215794.tif 000090
【０１０１】
上記式（４１）に上記式（４４）及び（４５）を代入することにより、下記の式（４６）が得られる。
【数２７】
2016215794.tif 000091
【０１０２】
後輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＲＤの変化は前輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＦＤの変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れるので、上記式（４６）を下記の式（４７）に書き換えることができる。なお、下記の式（４７）において、ＫＴＦ及びＫＴＲは、それぞれＫＴＦＤ及びＫＴＲＤと同一である。ＫＳＦ及びＫＳＲは、それぞれＫＳＦＤ及びＫＳＲＤと同一である。
【数２８】
2016215794.tif 000092
【０１０３】
上記式（４７）は下記の式（４８）の通りに変形可能であり、更には下記の式（４９）の通りに変形可能である。
【数２９】
2016215794.tif 000093
【０１０４】
後輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＲＤの変化は、前輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＦＤの変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れるので、その遅れ時間Ｌ／Ｕを使用することにより、上記式（４５）を下記の式（５０）に書き換えることができる。
【数３０】
2016215794.tif 000094
【０１０５】
上記式（４９）から、各車輪の車輪速Δω１〜Δω４に基づいて、ばね上のピッチ角θＢＧ及び前輪のタイヤ１３の同相のたわみΔＴＦＤを演算することができる。同相のたわみΔＴＦＤが演算されると、上記式（４４）及び（５０）により、それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の同相の上下ストロークΔＳＦＤ及びΔＳＲＤを演算することができる。
【０１０６】
第一の実施形態の説明において上述したように、前述の式（３６）が成立する。よって、以上のように演算されたばね上のピッチ角θＢＧ及び同相の上下ストロークΔＳＦＤ及びΔＳＲＤを、前述の式（３６）に代入することにより、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ及び前輪のばね下の上下速度の同相成分（ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２を演算することができる。即ち、前輪及び後輪のサスペンション１６の同相の上下ストロークΔＳＦＤ及びΔＳＲＤと、ばね上のピッチ角θＢＧとに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ及び前輪のばね下の上下速度の同相成分（ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２を演算することができる。
【０１０７】
次に、車輪速Δωの逆相成分について説明する。前述の式（２３）から、前輪１２FR、１２FLの車輪速Δωの逆相成分（−Δω１＋Δω２）／２及び後輪１２RL、１２RRの車輪速Δωの逆相成分（−Δω３＋Δω４）／２は下記の式（５１）にて表される。
【数３１】
2016215794.tif 000095
【０１０８】
後輪のばね下変位は前輪のばね下変位に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れるので、その遅れ時間Ｌ／Ｕを使用することにより、上記式（５１）を下記の式（５２）に書き換えることができる。上記式（５２）は下記の式（５３）の通りに変形可能である。
【数３２】
2016215794.tif 000096
【０１０９】
上記式（５３）及び上記式（３９）、（４０）から、上記式（３７）が成立する。よって、各車輪の車輪速Δω及びサスペンション１６のストロークＺに基づいて、上記式（３７）により、ばね上のヨー角速度ΨBG・ｓ及びそれぞれ前輪１２FR、１２FLのタイヤ１３FR、１３FLの逆相のたわみの変化率ΔＴＦＧ・ｓを演算することができる。
【０１１０】
なお、タイヤの逆相のたわみΔＴＦＧ及びΔＴＲＧについては、下記の式（５４）及び（５５）が成立する。
【数３３】
2016215794.tif 000097
【０１１１】
上記式（３９）の（−ＺＡ１＋ＺＡ２）／２は、前輪の車軸位置ＴＣにおけるばね上のロール角であり、ＷＦ・φＢＧに等しい。同様に、上記式（４０）の（−ＺＡ３＋ＺＡ４）／２は、後輪の車軸位置ＴＣにおけるばね上のロール角であり、ＷＲ・φＢＧに等しい。更に、後輪のばね上のロール角（−ＺＢ３＋ＺＢ４）／２の変化は、前輪のばね上のロール角（−ＺＢ１＋ＺＢ２）／２の変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れる。よって、上記式（３９）及び（４０）に対応して、それぞれ下記の式（５６）及び（５７）が成立する。
【数３４】
2016215794.tif 000098
【０１１２】
上記式（５６）及び（５７）から、下記の式（５８）が成立し、下記の式（５８）を変形することにより、上記式（３８）が得られる。よって、上記式（３８）により、各車輪１２のサスペンション１６のストロークＺに基づいて、前輪のばね上のロール速度（−ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２及びばね上のロール角速度φＢＧ・ｓを演算することができる。
【数３５】
2016215794.tif 000099
【０１１３】
＜図１１：状態量推定のブロック図＞
図１１は、第二の実施形態において、以上に説明した要領にて、ばね上の上下速度などの状態量を推定し、更には、各車輪のばね下の上下速度を推定するブロック図である。図１１に示されたブロック図に従って行われるばね上の上下速度などの演算も、電子制御装置２８によって達成される。
【０１１４】
図１１と図２との比較から解るように、演算ブロックＱ〜Ｓは、それぞれ上記式（３７）、（３６）及び（３８）の演算を行う。しかし、第二の実施形態の演算ブロックＰには、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストロークに起因する車輪速の変化量（αＸＦ／ｒＦ−αθＦ）ΔＳＦＤ・ｓ及び（αＸＲ／ｒＲ−αθＲ）ΔＳＲＤ・ｓは入力されない。
【０１１５】
演算ブロックＰへの入力は、上記式（４９）の右辺の右側の行列を構成する値、即ち左右前輪の車輪速Δωの同相成分及び左右後輪の車輪速Δωの同相成分である。演算ブロックＰは、上記式（４９）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ及びそれぞれ前輪１２FR、１２FLのタイヤ１３FR、１３FLのたわみの同相成分の変化率ΔＴＦＤ・ｓを演算する。
【０１１６】
以上の説明から解るように、第二の実施形態においても、各車輪１２の車輪速Δω及びサスペンション１６の上下ストロークＺに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ、ピッチ角速度θＢＧ・ｓ、ロール角速度φＢＧ・ｓ及びヨー角速度ΨＢＧ・ｓを演算することができる。また、車輪速Δω及びサスペンション１６のストロークＺに基づいて、前輪のサスペンション１６の上下ストロークの同相成分及び逆相成分を演算し、これらに基づいて各車輪１２のばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ〜ＺＡ４・ｓを演算することができる。
【０１１７】
特に、第二の実施形態によれば、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストロークに起因する車輪速の変化量（αＸＦ／ｒＦ−αθＦ）ΔＳＦＤ・ｓ及び（αＸＲ／ｒＲ−αθＲ）ΔＳＲＤ・ｓは演算されない。よって、これらの値を演算することなく、第一の実施形態において演算されるばね上及びばね下の状態量を演算することができる。
【０１１８】
［第三の実施形態］
第三の実施形態においては、第二の実施形態と同様に、タイヤ１３の上下方向の伝達力はサスペンション１６の上下方向の伝達力と実質的に同一であるとの前提の下で、四輪の車輪速に基づいてばね上の種々の状態量及び各車輪のばね下の上下速度が推定される。
【０１１９】
上述の第二の実施形態の式（５１）、上記式（３９）及び（４０）、及び上記式（５５）及び（５６）から、下記の式（５９）が成立する。
【数３６】
2016215794.tif 000100
【０１２０】
上述の第一及び第二の実施形態における上記式（４４）及び（４５）にそれぞれ対応する下記の式（４４’）及び（４５’）の近似式が成立するので、上記式（５９）に上記式（４４’）及び（４５’）を代入することにより、下記の式（６０）が得られる。なお、下記の式（４４’）及び（４５’）において、ＫＴＦＧ及びＫＴＲＧは、それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の逆相の上下ストロークΔＳＦＧ及びΔＳＲＧを上下方向の力に変換する係数であり、それぞれ前輪及び後輪のタイヤ１３の仕様により決定される。ＫＳＦＧ及びＫＳＲＧは、それぞれ前輪及び後輪のタイヤ１３の逆相のたわみΔＴＦＧ及びΔＴＲＧを上下方向の力に変換する係数であり、それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の仕様（ショックアブソーバ２０の減衰係数及びサスペンションスプリング２２のばね定数）により決定される。
【数３７】
2016215794.tif 000101
【０１２１】
後輪のタイヤ１３の逆相のたわみΔＴＲＧの変化は前輪のタイヤ１３の逆相のたわみΔＴＦＧの変化に対し遅れ時間Ｌ／Ｕ遅れるので、上記式（６０）を下記の式（６１）に書き換えることができる。
【数３８】
2016215794.tif 000102
上記式（６１）は下記の式（６２）の通りに変形可能であり、更には下記の式（６３）の通りに変形可能である。下記の式（６３）から、各車輪の車輪速の変動量Δω１〜Δω４に基づいて、ばね上のヨー角速度ΨＢＧ・ｓ及び前輪のタイヤ１３の逆相のたわみの変化率ΔＴＦＧ・ｓを演算することができる。
【数３９】
2016215794.tif 000103
【０１２２】
上述の第二の実施形態における上記式（４４）及び（５０）にそれぞれ対応する下記の式（６４）及び（６５）の近似式が成立する。なお、下記の式（６４）は上記式（４４’）と同一である。よって、上記式（６３）に従って逆相のたわみΔＴＦＧが演算されると、下記の式（６４）及び（６５）により、それぞれ前輪及び後輪のサスペンション１６の逆相の上下ストロークΔＳＦＧ及びΔＳＲＧを演算することができる。
【数４０】
2016215794.tif 000104
【０１２３】
なお、第三の実施形態においても、上記式（５６）及び（５７）が成立し、よって上記式（５８）及び（３８）が成立する。従って、以上のように演算される逆相の上下ストロークΔＳＦＧ及びΔＳＲＧに基づいて、上記式（３８）により、前輪のばね下のロール速度（−ＺＡ１＋ＺＡ２）ｓ／２及びばね上のロール角速度φＢＧ・ｓを演算することができる。
【０１２４】
＜図１２：状態量推定のブロック図＞
図１２は、第三の実施形態において、以上に説明した要領にて、ばね上の上下速度及び前輪のばね下の上下速度を推定し、更には、各車輪のばね下の上下速度を推定するブロック図である。図１２に示されたブロック図に従って行われるばね上の上下速度などの演算も、電子制御装置２８によって達成される。
【０１２５】
図１２と図２との比較から解るように、第三の実施形態のブロック図においては、各車輪のサスペンション１６のストロークＺ１〜Ｚ４は入力されない。よって、各車輪の車輪速Δω１〜Δω４のみに基づいて、第一及び第二の実施形態において演算されるばね上及びばね下の状態量と同一のばね上及びばね下の状態量が演算される。
【０１２６】
演算ブロックＲ及びＳは、第一及び第二の実施形態と同様に、それぞれ上記式（３６）及び（３８）の演算を行う。しかし、第三の実施形態の演算ブロックＰ及びＱには、前輪及び後輪のサスペンション１６の上下ストロークに起因する車輪速の変動量（αＸＦ／ｒＦ−αθＦ）ΔＳＦＤ・ｓ及び（αＸＲ／ｒＲ−αθＲ）ΔＳＲＤ・ｓは入力されない。演算ブロックＱは、第二の実施形態と同様に、上記式（６３）の演算を行う。
【０１２７】
演算ブロックＰへの入力は、下記の式（６６）の右辺の右側の行列を構成する値、即ち左右前輪の車輪速Δωの同相成分及び左右後輪の車輪速Δωの同相成分である。演算ブロックＰは、下記の式（６６）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ及びそれぞれ前輪１２FR、１２FLのタイヤ１３FR、１３FLのたわみの同相成分の変化率ΔＴＦＤ・ｓを演算する。
【数４１】
2016215794.tif 000105
【０１２８】
以上の説明から解るように、第三の実施形態においては、各車輪１２の車輪速Δωのみに基づいて、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ、ピッチ角速度θＢＧ・ｓ、ロール角速度φＢＧ・ｓ及びヨー角速度ΨＢＧ・ｓを演算することができる。また、車輪速Δωに基づいて、前輪のサスペンション１６の上下ストロークの同相成分及び逆相成分を演算し、これらに基づいて各車輪１２のばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ〜ＺＡ４・ｓを演算することができる。
【０１２９】
よって、第三の実施形態によれば、サスペンション１６のストロークＺの情報は不要であるので、第一及び第二の実施形態において必要なストロークセンサ３２FL〜３２RRを省略することができる。従って、第一及び第二の実施形態に比して、必要なセンサの数を低減し、車両の状態量推定装置１０の構造を簡素化し、コストを低減することができる。
【０１３０】
［第四の実施形態］
第四の実施形態は、上述の第三の実施形態の修正例として構成されている。第四の実施形態においては、各車輪のタイヤ１３のたわみにより発生するタイヤの半径の変化が省略される。よって、上記第三の実施形態における上記式（６６）は、下記の式（６７）に置き換えられている。
【数４２】
2016215794.tif 000106
【０１３１】
上記式（６７）を下記の式（６８）の通りに書き換えることができ、更に下記の式（６９）の通りに書き換えることができる。
【数４３】
2016215794.tif 000107
【０１３２】
上記式（６９）の第２行の関係及び上記式（４４）及び（５０）から、下記の式（７０）が成立する。
【数４４】
2016215794.tif 000108
【０１３３】
上記式（６８）の第１行の関係及び上記式（７０）から、下記の式（７１）が成立する。
【数４５】
2016215794.tif 000109
【０１３４】
同様に、上記第二及び第三の実施形態における上記式（６３）は、下記の式（７２）に置き換えられている。
【数４６】
2016215794.tif 000110
【０１３５】
上記式（７２）を下記の式（７３）の通りに書き換えることができ、更に下記の式（７４）の通りに書き換えることができる。
【数４７】
2016215794.tif 000111
【０１３６】
上記式（７４）の第２行の関係及び上記式（６４）及び（６５）から、下記の式（７５）が成立する。
【数４８】
2016215794.tif 000112
【０１３７】
上記式（７４）の第１行の関係及び上記式（７５）から、下記の式（７６）が成立する。
【数４９】
2016215794.tif 000113
【０１３８】
＜図１３：状態量推定のブロック図＞
図１３は、第四の実施形態において、ばね上の種々の状態量を推定し、更には、各車輪のばね下の上下速度を推定するブロック図である。図１３に示されたブロック図に従って行われるばね上の状態量などの演算も、電子制御装置２８によって達成される。
【０１３９】
図１３と図１２との比較から解るように、第四の実施形態のブロック図においては、第三の実施形態と同様に、各車輪のサスペンション１６のストロークＺ１〜Ｚ４は入力されない。よって、各車輪の車輪速Δω１〜Δω４のみに基づいて、第一乃至第三の実施形態において演算されるばね上及びばね下の状態量と同一のばね上及びばね下の状態量が演算される。
【０１４０】
演算ブロックＰ及びＱは、それぞれ上記式（７１）及び（７６）の演算を行う。演算ブロックＲ及びＳは、第一乃至第三の実施形態と同様に、それぞれ上記式（３６）及び（３８）の演算を行う。
【０１４１】
演算ブロックＰへの入力は、上記式（７１）の右辺の右側の行列を構成する値、即ち左右前輪の車輪速Δωの同相成分及び左右後輪の車輪速Δωの同相成分である。演算ブロックＰは、上記（７１）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のピッチ角速度θＢＧ・ｓ、前輪の上下ストロークの同相成分の変化率ΔＳＦＤ・ｓ及び後輪の上下ストロークの同相成分の変化率ΔＳＲＤ・ｓを演算する。
【０１４２】
演算ブロックＱへの入力は、上記式（７６）の右辺の右側の行列を構成する値、即ち左右前輪の車輪速Δωの逆相成分及び左右後輪の車輪速Δωの逆相成分である。演算ブロックＱは、上記式（７６）の右辺の右側の行列に対し右辺の左側の行列を乗算することにより、ばね上のヨー角速度ΨＢＧ・ｓ、前輪の上下ストロークの逆相成分の変化率ΔＳＦＧ・ｓ及び後輪の上下ストロークの逆相成分の変化率ΔＳＲＧ・ｓを演算する。
【０１４３】
第四の実施形態によれば、各車輪のタイヤ１３のたわみにより発生するタイヤの半径の変化が省略される。よって、上述の第三の実施形態に比して電子制御装置２８の演算負荷を低減して第三の実施形態と同様にばね上及びばね下の状態量を推定することができる。
【０１４４】
また、第四の実施形態によれば、上述の第三の実施形態と同様に、第一及び第二の実施形態において必要なストロークセンサ３２FL〜３２RRを省略することができる。従って、第一及び第二の実施形態に比して、必要なセンサの数を低減し、車両の状態量推定装置１０の構造を簡素化し、コストを低減することができる。
【０１４５】
なお、第二乃至第四の実施形態の説明においては言及されていないが、これらの実施形態においても、第一の実施形態と同様に、図３に示されたブロック図の制御に従って、車輪１２FL〜１２RRの位置における路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４が推定される。
【０１４６】
以上の説明から解るように、第一乃至第四の実施形態によれば、車両モデルの使用及び修正を要することなく、ばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ、ピッチ角速度θＢＧ・ｓ、ロール角速度φＢＧ・ｓ及びヨー角速度ΨＢＧ・ｓを演算することができる。また、車両モデルの使用及び修正を要することなく、各車輪１２のばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ〜ＺＡ４・ｓを演算することができる。
【０１４７】
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１４８】
例えば、上述の各実施形態においては、ばね上の状態量としてばね上の上下速度ＺＢＧ・ｓ、ピッチ角速度θＢＧ・ｓ、ロール角速度φＢＧ・ｓ及びヨー角速度ΨＢＧ・ｓが演算されるようになっているが、これらの状態量の何れかの演算が省略されてもよい。
【０１４９】
また、上述の各実施形態においては、車軸位置ＴＣで見たばね上の挙動による前後方向の変位量ＸＢは、上記式（６）に従って、以上の三つの変位量ＸＢａ、ＸＢｂ及びＸＢｃの和として演算される。しかし、三つの変位量ＸＢａ、ＸＢｂ及びＸＢｃの何れかが省略されてもよい。
【０１５０】
また、上述の各実施形態においては、車軸位置ＴＣにおけるばね上の上下変位の変化速度dＺＢは、上記式（１６）にて演算される。しかし、第２項のばね上のピッチングによる上下速度又は第３項のばね上のロールによる上下速度が省略されてもよい。
【０１５１】
また、上述の各実施形態においては、前輪１２FL及び１２FRのばね下の上下速度ＺＡ１・ｓ、ＺＡ２・ｓが演算され、後輪１２RL及び１２RRのばね下の上下速度ＺＡ３・ｓ、ＺＡ４・ｓが演算される。しかし、ばね下の上下速度の演算は省略されてもよい。
【０１５２】
また、上述の各実施形態においては、前輪１２Fのタイヤ１３Fのたわみの同相成分の変化率ΔＴＦＤ・ｓ及び逆相成分の変化率ΔＴＦＧ・ｓ、前輪のばね下の上下速度（ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２及びロール速度（−ＺＡ１＋ＺＡ２）・ｓ／２に基づいて、路面の上下変位Ｚ０１〜Ｚ０４が演算される。しかし、路面の上下変位の演算は省略されてもよい。
【符号の説明】
【０１５３】
１０…状態量推定装置、１２FL〜１２RR…車輪、１４…車両、１６FL〜１６RR…サスペンション、２８…電子制御装置、３０FL〜３０RR…車輪速センサ、３２FL〜３２RR…ストロークセンサ