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特開2024-51636車両用状態推定装置、及び能動型懸架装置の動作の制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024051636
(43)【公開日】2024-04-11
(54)【発明の名称】車両用状態推定装置、及び能動型懸架装置の動作の制御方法
(51)【国際特許分類】
B60G 17/018 20060101AFI20240404BHJP
B60G 17/015 20060101ALI20240404BHJP
B60G 23/00 20060101ALI20240404BHJP
【ＦＩ】
B60G17/018
B60G17/015 A
B60G23/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022157906
(22)【出願日】2022-09-30
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(74)【代理人】
【識別番号】100160794
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 寛明
(72)【発明者】
【氏名】小灘 一矢
(72)【発明者】
【氏名】山▲崎▼ 亮輔
(72)【発明者】
【氏名】柳 貴志
【テーマコード（参考）】
3D301
【Ｆターム（参考）】
3D301AA45
3D301AA48
3D301AA59
3D301DA08
3D301DA31
3D301DB31
3D301EA04
3D301EA10
3D301EC08
3D301EC30
(57)【要約】
【課題】ばね定数の算出の精度が向上した車両用状態推定装置を提供すること。
【解決手段】車両用状態推定装置は、車両の挙動を示す物理量を検出する物理量検出部と、物理量検出部で検出した物理量に基づき、車両の現在の挙動を推定する車両挙動推定部と、車両の構成する車体部材に設けられ、車体部材と、車輪の路面接地部の少なくとも中央部に対応する車両前方の路面の計測点と、の間の距離に関する値を検出する距離センサと、距離センサが検出した検出値に基づいて、車体部材から計測点までの距離である路面距離を算出する距離算出部と、車両停止状態に、能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数を算出するばね定数算出部と、ばね定数と、路面距離と、車両挙動推定部で推定した車両の現在の挙動を示す情報である車両挙動情報とに基づき、能動型懸架装置の動作を制御する懸架制御部とを備える。
【選択図】図４
【解決手段】車両用状態推定装置は、車両の挙動を示す物理量を検出する物理量検出部と、物理量検出部で検出した物理量に基づき、車両の現在の挙動を推定する車両挙動推定部と、車両の構成する車体部材に設けられ、車体部材と、車輪の路面接地部の少なくとも中央部に対応する車両前方の路面の計測点と、の間の距離に関する値を検出する距離センサと、距離センサが検出した検出値に基づいて、車体部材から計測点までの距離である路面距離を算出する距離算出部と、車両停止状態に、能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数を算出するばね定数算出部と、ばね定数と、路面距離と、車両挙動推定部で推定した車両の現在の挙動を示す情報である車両挙動情報とに基づき、能動型懸架装置の動作を制御する懸架制御部とを備える。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
能動型懸架装置と、懸架制御装置とを備えた車両に用いられる車両用状態推定装置であって、
前記車両の挙動を示す物理量を検出する物理量検出部と、
前記物理量検出部で検出した前記物理量に基づき、前記車両の現在の挙動を推定する車両挙動推定部と、
前記車両の構成する車体部材に設けられ、前記車体部材と、車輪の路面接地部の少なくとも一部に対応する車両前方の路面の計測点と、の間の距離に関する値を検出する距離センサと、
前記距離センサが検出した検出値に基づいて、前記車体部材から前記計測点までの距離である路面距離を算出する距離算出部と、
車両停止状態において、前記能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数を算出するばね定数算出部と、
前記ばね定数と、前記路面距離と、前記車両挙動推定部で推定した前記車両の現在の挙動を示す情報である車両挙動情報とに基づき、前記能動型懸架装置の動作を制御する懸架制御部と、を備える、車両用状態推定装置。
前記車両の挙動を示す物理量を検出する物理量検出部と、
前記物理量検出部で検出した前記物理量に基づき、前記車両の現在の挙動を推定する車両挙動推定部と、
前記車両の構成する車体部材に設けられ、前記車体部材と、車輪の路面接地部の少なくとも一部に対応する車両前方の路面の計測点と、の間の距離に関する値を検出する距離センサと、
前記距離センサが検出した検出値に基づいて、前記車体部材から前記計測点までの距離である路面距離を算出する距離算出部と、
車両停止状態において、前記能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数を算出するばね定数算出部と、
前記ばね定数と、前記路面距離と、前記車両挙動推定部で推定した前記車両の現在の挙動を示す情報である車両挙動情報とに基づき、前記能動型懸架装置の動作を制御する懸架制御部と、を備える、車両用状態推定装置。
【請求項2】
前記距離算出部は、前記車両の前輪の前側における、前記車体部材から前記測定点までの距離を路面距離として算出し、
前記ばね定数算出部は、前記前輪に対応する前記能動型懸架装置についてばね定数を算出する、請求項１に記載の車両用状態推定装置。
前記ばね定数算出部は、前記前輪に対応する前記能動型懸架装置についてばね定数を算出する、請求項１に記載の車両用状態推定装置。
【請求項3】
前記懸架制御部は、
前記車両が停止状態ではない時には、ばね定数として、固定値又は先の制御の際に用いた値を採用して、前記能動型懸架装置の動作を制御する、請求項１又は２に記載の車両用状態推定装置。
前記車両が停止状態ではない時には、ばね定数として、固定値又は先の制御の際に用いた値を採用して、前記能動型懸架装置の動作を制御する、請求項１又は２に記載の車両用状態推定装置。
【請求項4】
前記懸架制御部は、前記ばね定数を、プレビュー制御の補正、スカイフック制御の定数調整、及び減衰制御の定数調整のうち少なくとも一つの演算に用いる、請求項１又は２に記載の車両用状態推定装置。
【請求項5】
前記懸架制御部は、前記の算出された部材のばね定数を、前記プレビュー制御の補正を算出する数式において対応する部材のばね定数に置き換える、請求項４に記載の車両用状態推定装置。
【請求項6】
前記の算出された部材のばね定数はタイヤのばね定数であり、
前記懸架制御部は、前記減衰制御の定数調整における数式において、タイヤばね定数が大きいほど、減衰制御の、ストローク速度×ダンパ定数、におけるダンパ定数を小さくさせる、請求項４に記載の車両用状態推定装置。
前記懸架制御部は、前記減衰制御の定数調整における数式において、タイヤばね定数が大きいほど、減衰制御の、ストローク速度×ダンパ定数、におけるダンパ定数を小さくさせる、請求項４に記載の車両用状態推定装置。
【請求項7】
前記の算出された部材のばね定数はタイヤのばね定数であり、
タイヤ圧力検出部が備えられており、
前記タイヤ圧力検出部が検出したタイヤ圧力に基づいて推定されたタイヤのばね定数予測値と、前記の算出されたタイヤのばね定数とを比較して、その差異が一定以上の場合には、ばね定数として、固定値又は先の制御の際に用いた値を採用して、前記能動型懸架装置の動作を制御する、請求項１又は２に記載の車両用状態推定装置。
タイヤ圧力検出部が備えられており、
前記タイヤ圧力検出部が検出したタイヤ圧力に基づいて推定されたタイヤのばね定数予測値と、前記の算出されたタイヤのばね定数とを比較して、その差異が一定以上の場合には、ばね定数として、固定値又は先の制御の際に用いた値を採用して、前記能動型懸架装置の動作を制御する、請求項１又は２に記載の車両用状態推定装置。
【請求項8】
能動型懸架装置と懸架制御装置とを備えた車両における、前記能動型懸架装置の動作の制御方法であって、
前記車両の挙動を示す物理量を検出する物理量検出ステップと、
前記物理量検出ステップで検出した前記物理量に基づき、前記車両の現在の挙動を推定する車両挙動推定ステップと、
前記車両を構成する車体部材と、車輪の路面接地部の少なくとも中央部に対応する車両前方の路面の計測点と、の間の距離に関する値を検出する距離検出ステップと、
前記距離検出ステップで検出した検出値に基づいて、前記車体部材から前記計測点までの距離である路面距離を算出する距離算出ステップと、
車両停止状態に、前記能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数を算出するばね定数算出ステップと、
前記ばね定数と、前記路面距離と、前記車両挙動推定ステップで推定した前記車両の現在の挙動を示す情報である車両挙動情報とに基づき、前記能動型懸架装置の動作を制御する懸架制御ステップと、を備える、能動型懸架装置の動作の制御方法。
前記車両の挙動を示す物理量を検出する物理量検出ステップと、
前記物理量検出ステップで検出した前記物理量に基づき、前記車両の現在の挙動を推定する車両挙動推定ステップと、
前記車両を構成する車体部材と、車輪の路面接地部の少なくとも中央部に対応する車両前方の路面の計測点と、の間の距離に関する値を検出する距離検出ステップと、
前記距離検出ステップで検出した検出値に基づいて、前記車体部材から前記計測点までの距離である路面距離を算出する距離算出ステップと、
車両停止状態に、前記能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数を算出するばね定数算出ステップと、
前記ばね定数と、前記路面距離と、前記車両挙動推定ステップで推定した前記車両の現在の挙動を示す情報である車両挙動情報とに基づき、前記能動型懸架装置の動作を制御する懸架制御ステップと、を備える、能動型懸架装置の動作の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用状態推定装置、及び能動型懸架装置の動作の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、交通参加者の中でも高齢者や障がい者や子供といった脆弱な立場にある人々にも配慮した持続可能な輸送システムへのアクセスを提供する取り組みが活発化している。この実現に向けて車両の挙動安定性に関する開発を通して交通の安全性や利便性をより一層改善する研究開発に注力している。
【0003】
車両の挙動安定性を向上させるために、アクティブなサスペンションが備えられた車両が提案されている。例えば、特許文献１に記載された車両では、車両に車体挙動推定部が備えられている。そして、車体挙動推定部に、将来の前輪サスペンションの速度及び変位、並びに将来の後輪サスペンションの速度及び変位が入力される。そして、これら入力情報を基に、各輪に設置したダンパの減衰係数、及び各輪に設置したサスペンションのばね定数が算出される。そして、推定された車体挙動がサスペンション制御部に出力される。これにより、セミアクティブなサスペンション、又は、剛性の変更が可能なスタビライザーが実現可能であるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１０－１９５３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、車両の挙動安定性においては、ばね定数といった車両の緒元をより正確に把握し制御に反映していく必要があるが、車両の部品や組付けの誤差やばらつき、劣化や摩耗などの影響により設計上の理論値とは異なるという課題がある。特に、車両の挙動推定をより正確に行っていく上で、ばね定数の算出の精度が低いとの課題がある。
【0006】
本願は上記課題の解決のため、ばね定数の算出の精度が向上した車両用状態推定装置を提供すること、を目的としたものである。そして、延いては持続可能な輸送システムの発展に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）前記課題を解決するため、本発明の車両用状態推定装置は、能動型懸架装置と、懸架制御装置とを備えた車両に用いられる車両用状態推定装置であって、前記車両の挙動を示す物理量を検出する物理量検出部と、前記物理量検出部で検出した前記物理量に基づき、前記車両の現在の挙動を推定する車両挙動推定部と、前記車両の構成する車体部材に設けられ、前記車体部材と、車輪の路面接地部の少なくとも中央部に対応する車両前方の路面の計測点と、の間の距離に関する値を検出する距離センサと、前記距離センサが検出した検出値に基づいて、前記車体部材から前記計測点までの距離である路面距離を算出する距離算出部と、車両停止状態に、前記能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数を算出するばね定数算出部と、前記ばね定数と、前記路面距離と、前記車両挙動推定部で推定した前記車両の現在の挙動を示す情報である車両挙動情報とに基づき、前記能動型懸架装置の動作を制御する懸架制御部と、を備える。
【0008】
このような車両用状態推定装置によると、ばね定数の算出の精度が向上した車両用状態推定装置を提供することができる。走行時にばね定数を算出する場合に比べて、精度よくばね定数を算出することができるためである。
【0009】
（２）また、本発明の車両用状態推定装置は、前記距離算出部は、前記車両の前輪の前側における、前記車体部材から前記測定点までの距離を路面距離として算出し、前記ばね定数算出部は、前記前輪に対応する前記能動型懸架装置についてばね定数を算出する。
【0010】
このような車両用状態推定装置によると、前輪のばね定数を近接している前輪前側の路面距離に基づいて算出する。そのため、精度よくばね定数を算出することができる。後輪のばね定数を前輪前側の路面距離で算出することに対して、測定精度を向上させ、延いては算出されるばね定数の精度が低下しづらくなるためである。
【0011】
（３）また、本発明の車両用状態推定装置は、前記懸架制御部は、前記車両が停止状態ではない時には、ばね定数として、固定値又は先の制御の際に用いた値を採用して、能動型懸架装置の動作を制御する。
【0012】
このような車両用状態推定装置によると、異常な値のばね定数が適用されることを抑制することができる。停止状態において算出されたばね定数のみを採用するからである。
【0013】
（４）また、本発明の車両用状態推定装置は、前記懸架制御部は、前記ばね定数を、プレビュー制御の補正、スカイフック制御の定数調整、及び減衰制御の定数調整のうち少なくとも一つの演算に用いる。
【0014】
このような車両用状態推定装置によると、個体差やコンディション違いがあったとしても、懸架制御手段における各種制御の精度を高めることができる。懸架制御のモードが複数種類用意されているからである。
【0015】
（５）また、本発明の車両用状態推定装置は、前記懸架制御部は、前記の算出された部材のばね定数を、前記プレビュー制御の補正を算出する数式において対応する部材のばね定数に置き換える。
【0016】
このような車両用状態推定装置によると、個体差やコンディション違いがあったとしても、懸架制御手段における各種制御の精度を高めることができる。複数種類用意されている懸架制御のモードを個別に最適化することが可能だからである。
【0017】
（６）また、本発明の車両用状態推定装置は、前記の算出された部材のばね定数はタイヤのばね定数であり、前記懸架制御部は、前記減衰制御の定数調整における数式において、タイヤばね定数が大きいほど、減衰制御の、ストローク速度×ダンパ定数、におけるダンパ定数を小さくさせる。
【0018】
このような車両用状態推定装置によると、個体差やコンディション違いがあったとしても、懸架制御手段における各種制御の精度を高めることができる。複数種類用意されている懸架制御のモードを個別に最適化することが可能だからである。
【0019】
（７）また、本発明の車両用状態推定装置は、前記の算出された部材のばね定数はタイヤのばね定数であり、タイヤ圧力検出部が備えられており、前記タイヤ圧力検出部が検出したタイヤ圧力に基づいて推定されたタイヤのばね定数予測値と、前記の算出されたタイヤのばね定数とを比較して、その差異が一定以上の場合には、ばね定数として、固定値又は先の制御の際に用いた値を採用して、前記能動型懸架装置の動作を制御する。
【0020】
このような車両用状態推定装置によると、算出したばね定数の信頼性を高めることができる。算出したばね定数を、異なる手法で求めたばね定数と比較することで、異常な値のばね定数が適用されることを抑制することができる。
【0021】
（８）前記課題を解決するため、本発明の能動型懸架装置の動作の制御方法は、能動型懸架装置と懸架制御装置とを備えた車両における、前記能動型懸架装置の動作の制御方法であって、前記車両の挙動を示す物理量を検出する物理量検出ステップと、前記物理量検出ステップで検出した前記物理量に基づき、前記車両の現在の挙動を推定する車両挙動推定ステップと、前記車両を構成する車体部材と、車輪の路面接地部の少なくとも中央部に対応する車両前方の路面の計測点と、の間の距離に関する値を検出する距離検出ステップと、前記距離検出ステップで検出した検出値に基づいて、前記車体部材から前記計測点までの距離である路面距離を算出する距離算出ステップと、車両停止状態に、前記能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数を算出するばね定数算出ステップと、前記ばね定数と、前記路面距離と、前記車両挙動推定ステップで推定した前記車両の現在の挙動を示す情報である車両挙動情報とに基づき、前記能動型懸架装置の動作を制御する懸架制御ステップと、を備える。
【0022】
このような能動型懸架装置の動作の制御方法によると、ばね定数の算出の精度が向上した能動型懸架装置の動作の制御方法を提供することができる。走行時にばね定数を算出する場合に比べて、精度よくばね定数を算出することができるためである。
【0023】
なお、上述の（１）から（８）は、必要に応じて、任意に組み合わせることができる。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、ばね定数の算出の精度が向上した車両用状態推定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】車両のサスペンションシステムの概要を示すブロック図である。
【図2】距離センサの取り付け構造を示す車両の側面図である。
【図3】距離センサの構成を示す、車両を車輪の前方向から見た図である。
【図4】タイヤのばね定数を推定する際の処理の流れを示す図である。
【図5】サスペンションのばね定数を推定する際の処理の流れを示す図である。
【図6】（ａ）はプレビュー制御の補正を算出する式を示し、（ｂ）はばね定数の推定に用いる電動サスペンションのモデルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
（サスペンションシステム）
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態のプレビュー路面検出装置１が適用される車両のサスペンションシステム３の概要を示す図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態のプレビュー路面検出装置１が適用される車両のサスペンションシステム３の概要を示す図である。
【0027】
サスペンションシステム３は、プレビュー路面検出装置１、プレビュー制御部４、サスペンション制御部５、車体部材３０、アクティブサスペンションＤ、及び車輪Ｗを含む。また、プレビュー路面検出装置１は、距離算出部１２、及び距離センサ１１を備える。
【0028】
サスペンションシステム３では、サスペンション制御部５が、車体部材３０の姿勢が安定するようにアクティブサスペンションＤを制御する。この制御は、例えば、スカイフック理論などに基づいて行われる。
【0029】
（路面変位）
アクティブサスペンションＤの制御では、まず、プレビュー路面検出装置１が車両前方の路面変位Ｌ２を取得する。ここで、路面変位Ｌ２とは、現時点で車輪Ｗが接している路面Ｒと、計測点Ｐとの、路面Ｒと垂直な方向における距離である。なお、路面Ｒとは、車輪Ｗが接している地面を意味する。また、計測点Ｐとは、距離センサ１１が距離を測定する地面上の点を意味する。路面変位Ｌ２は、予見情報ともいう。
アクティブサスペンションＤの制御では、まず、プレビュー路面検出装置１が車両前方の路面変位Ｌ２を取得する。ここで、路面変位Ｌ２とは、現時点で車輪Ｗが接している路面Ｒと、計測点Ｐとの、路面Ｒと垂直な方向における距離である。なお、路面Ｒとは、車輪Ｗが接している地面を意味する。また、計測点Ｐとは、距離センサ１１が距離を測定する地面上の点を意味する。路面変位Ｌ２は、予見情報ともいう。
【0030】
（プレビュー制御部）
次に、プレビュー制御部４は、プレビュー路面検出装置１から路面変位Ｌ２を取得する。そして、路面変位Ｌ２の値に基づいて、アクティブサスペンションＤの動作を制御することにより、路面入力によるボディ振動を低減させる。これにより、サスペンションシステム３は、車両の乗り心地の向上を図っている。
次に、プレビュー制御部４は、プレビュー路面検出装置１から路面変位Ｌ２を取得する。そして、路面変位Ｌ２の値に基づいて、アクティブサスペンションＤの動作を制御することにより、路面入力によるボディ振動を低減させる。これにより、サスペンションシステム３は、車両の乗り心地の向上を図っている。
【0031】
（車両の構成）
図２を併せて参照し、サスペンションシステム３について、より具体的に説明する。図２は、距離センサ１１の取り付け機構を示す車両Ｖの側面図である。車両Ｖは、車体Ｂと車輪Ｗとを備える。そして、車体Ｂを構成する部材には、車体部材３０が含まれる。車体部材３０の下側には、車輪Ｗが設けられている。図２には、車輪Ｗのうち前輪が示されている。前輪は、左側の車輪及び右側の車輪を含む。図２には、左右の車輪のうち、左側の車輪が示されている。
図２を併せて参照し、サスペンションシステム３について、より具体的に説明する。図２は、距離センサ１１の取り付け機構を示す車両Ｖの側面図である。車両Ｖは、車体Ｂと車輪Ｗとを備える。そして、車体Ｂを構成する部材には、車体部材３０が含まれる。車体部材３０の下側には、車輪Ｗが設けられている。図２には、車輪Ｗのうち前輪が示されている。前輪は、左側の車輪及び右側の車輪を含む。図２には、左右の車輪のうち、左側の車輪が示されている。
【0032】
（振動モデル）
アクティブサスペンションＤ、及び車輪Ｗのうちのタイヤの部分が、路面Ｒの凹凸を吸収する。図２に示すサスペンション制御部５は、車輪Ｗのタイヤの部分を、振動モデルとして制御する。この振動モデルは、ばねＷ１及びダンパＷ２が並列に配置された振動モデルである。
アクティブサスペンションＤ、及び車輪Ｗのうちのタイヤの部分が、路面Ｒの凹凸を吸収する。図２に示すサスペンション制御部５は、車輪Ｗのタイヤの部分を、振動モデルとして制御する。この振動モデルは、ばねＷ１及びダンパＷ２が並列に配置された振動モデルである。
【0033】
（アクティブサスペンション）
アクティブサスペンションＤは、懸架ばねＤ１及び油圧アクチュエータを用いて減衰力を制御することができる。又は、アクティブサスペンションＤは、懸架ばねＤ１と、可変ダンパＤ２とが並列に配置された構成とすることもできる。可変ダンパＤ２は、電磁力により減衰力及び推力が制御されるダンパである。アクティブサスペンションＤは、車体部材３０と車輪Ｗとの間に備えられている。
アクティブサスペンションＤは、懸架ばねＤ１及び油圧アクチュエータを用いて減衰力を制御することができる。又は、アクティブサスペンションＤは、懸架ばねＤ１と、可変ダンパＤ２とが並列に配置された構成とすることもできる。可変ダンパＤ２は、電磁力により減衰力及び推力が制御されるダンパである。アクティブサスペンションＤは、車体部材３０と車輪Ｗとの間に備えられている。
【0034】
（サスペンション制御部）
サスペンション制御部５は、可変ダンパＤ２を制御対象として制御を行う。
サスペンション制御部５は、可変ダンパＤ２を制御対象として制御を行う。
【0035】
（プレビュー路面検出装置）
プレビュー路面検出装置１は、車体部材３０に設置されている。プレビュー路面検出装置１は、距離センサ１１及び距離算出部１２を備える。
プレビュー路面検出装置１は、車体部材３０に設置されている。プレビュー路面検出装置１は、距離センサ１１及び距離算出部１２を備える。
【0036】
（距離センサ）
距離センサ１１は、車体部材３０と、路面Ｒの計測点Ｐとの間の距離を計測する。車体部材３０と、路面Ｒの計測点Ｐとの間の距離を路面距離Ｌ１とする。この計測は、超音波、レーザ光、又はミリ波レーダなどにより行われる。
距離センサ１１は、車体部材３０と、路面Ｒの計測点Ｐとの間の距離を計測する。車体部材３０と、路面Ｒの計測点Ｐとの間の距離を路面距離Ｌ１とする。この計測は、超音波、レーザ光、又はミリ波レーダなどにより行われる。
【0037】
（距離算出部）
距離算出部１２は、距離センサ１１の計測値に基づいて、車輪Ｗの前方の路面変位Ｌ２を算出する。具体的には、プレビュー路面検出装置１は、距離算出部１２が算出した路面距離Ｌ１から計測時の車高Ｌ３を減じて、車輪Ｗの前方の路面変位Ｌ２を算出する。車高Ｌ３は、路面接地部４１における、車体部材３０と路面Ｒとの間の距離である。
距離算出部１２は、距離センサ１１の計測値に基づいて、車輪Ｗの前方の路面変位Ｌ２を算出する。具体的には、プレビュー路面検出装置１は、距離算出部１２が算出した路面距離Ｌ１から計測時の車高Ｌ３を減じて、車輪Ｗの前方の路面変位Ｌ２を算出する。車高Ｌ３は、路面接地部４１における、車体部材３０と路面Ｒとの間の距離である。
【0038】
すなわち、路面距離Ｌ１－車高Ｌ３＝路面変位Ｌ２となる。なお、路面変位Ｌ２を算出する際、車高Ｌ３は、サスペンション制御部５が制御変数として算出している値を参照して求めることもできる。
【0039】
（到達所要時間）
プレビュー制御部４は、路面変位Ｌ２を計測した際の車速と、タイヤの接地点から路面変位Ｌ２の計測点Ｐまでの車両Ｖの進行方向の距離とから、車輪Ｗが路面変位Ｌ２の計測点Ｐを走行するまでの所要時間を求める。この所要時間を、到達所要時間とする。なお、タイヤの接地点から路面変位Ｌ２の計測点Ｐまでの車両Ｖの進行方向の距離は、距離センサ１１の取り付け位置に関する情報を参照して求めることもできる。
プレビュー制御部４は、路面変位Ｌ２を計測した際の車速と、タイヤの接地点から路面変位Ｌ２の計測点Ｐまでの車両Ｖの進行方向の距離とから、車輪Ｗが路面変位Ｌ２の計測点Ｐを走行するまでの所要時間を求める。この所要時間を、到達所要時間とする。なお、タイヤの接地点から路面変位Ｌ２の計測点Ｐまでの車両Ｖの進行方向の距離は、距離センサ１１の取り付け位置に関する情報を参照して求めることもできる。
【0040】
（予見情報）
プレビュー路面検出装置１及びプレビュー制御部４は、路面変位Ｌ２を求めることに関する前述の処理を周期的に行うことができる。これにより、路面変位Ｌ２の予見情報を得ることができる。予見情報とは、前述のように、所定時間後に通過する車輪Ｗの前方の路面状態に関する情報である。路面状態とは、路面変位Ｌ２、及び路面Ｒの凹凸の状態などを含む。
プレビュー路面検出装置１及びプレビュー制御部４は、路面変位Ｌ２を求めることに関する前述の処理を周期的に行うことができる。これにより、路面変位Ｌ２の予見情報を得ることができる。予見情報とは、前述のように、所定時間後に通過する車輪Ｗの前方の路面状態に関する情報である。路面状態とは、路面変位Ｌ２、及び路面Ｒの凹凸の状態などを含む。
【0041】
サスペンション制御部５は、路面変位Ｌ２の予見情報に基づいてアクティブサスペンションＤを制御する。そのため、サスペンション制御部５は、車両Ｖの乗り心地を向上させることができる。
【0042】
（プレビュー路面検出装置の取り付け）
本実施形態のプレビュー路面検出装置１は、前述のように、距離センサ１１及び距離算出部１２を含む。このうち、距離センサ１１は、車体部材３０に設置されている。一方、距離算出部１２は、車両ＶのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に実装されている。
本実施形態のプレビュー路面検出装置１は、前述のように、距離センサ１１及び距離算出部１２を含む。このうち、距離センサ１１は、車体部材３０に設置されている。一方、距離算出部１２は、車両ＶのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に実装されている。
【0043】
（距離センサの取り付け）
距離センサ１１の取り付けについて、図２に基づいて具体的に説明する。なお、以下に説明する距離センサ１１の取り付け構造、及び図２に示す車両Ｖの他の構造は、説明の便宜上、簡略化されている。また、距離センサ１１の取り付けは、以下に説明するものには限定されない。
距離センサ１１の取り付けについて、図２に基づいて具体的に説明する。なお、以下に説明する距離センサ１１の取り付け構造、及び図２に示す車両Ｖの他の構造は、説明の便宜上、簡略化されている。また、距離センサ１１の取り付けは、以下に説明するものには限定されない。
【0044】
（方向の定義）
なお、車両Ｖの進行方向を「前」方向、後退方向を「後」方向、鉛直上側方向を「上」方向、鉛直下側方向を「下」方向、車幅方向を「左」方向及び「右」方向として説明する。また、距離センサ１１などの車両用センサの取り付け構造は、原則的に左右対称である。そのため、以下の説明では左右のうちの一方側（左側）を主に説明し、他方側（右側）の説明を適宜省略する。
なお、車両Ｖの進行方向を「前」方向、後退方向を「後」方向、鉛直上側方向を「上」方向、鉛直下側方向を「下」方向、車幅方向を「左」方向及び「右」方向として説明する。また、距離センサ１１などの車両用センサの取り付け構造は、原則的に左右対称である。そのため、以下の説明では左右のうちの一方側（左側）を主に説明し、他方側（右側）の説明を適宜省略する。
【0045】
図２は、距離センサ１１の取り付け構造を示す車両Ｖの側面図である。なお、図２では、車両Ｖの外形を二点鎖線で示している。
（車体）
車両Ｖは、車体Ｂを主な構成要素として含んでいる。車体Ｂは、車体部材３０に加えて、外装部材２０及び距離センサ１１などを含んでいる。距離センサ１１は、車体部材３０に固定されている。
（車体）
車両Ｖは、車体Ｂを主な構成要素として含んでいる。車体Ｂは、車体部材３０に加えて、外装部材２０及び距離センサ１１などを含んでいる。距離センサ１１は、車体部材３０に固定されている。
【0046】
また、外装部材２０は、車両Ｖの外側部位を形成する部材である。外装部材２０は、車両Ｖの外郭を形成する。一方、距離センサ１１は、路面状態を検出する装置である。
【0047】
（車両）
車両Ｖは、このように車体部材３０、外装部材２０、及び距離センサ１１を備えた自動車であれば、その形式及び種類は特には限定されない。車両Ｖは、例えば、乗用車、バス、トラック、作業車などとすることができる。
車両Ｖは、このように車体部材３０、外装部材２０、及び距離センサ１１を備えた自動車であれば、その形式及び種類は特には限定されない。車両Ｖは、例えば、乗用車、バス、トラック、作業車などとすることができる。
【0048】
以下、各部材についてより詳しく説明する。
（車体部材）
車体部材３０は、外装部材２０を支持する機能を有する。また、車体部材３０は、フロントサイドフレーム３１、アッパメンバ３２、バンパビームエクステンション３３、及びバンパビーム３４などを備えて構成されている。なお、フロントサイドフレーム３１、アッパメンバ３２、及びバンパビーム３４は、フレーム部材と称される場合もある。
（車体部材）
車体部材３０は、外装部材２０を支持する機能を有する。また、車体部材３０は、フロントサイドフレーム３１、アッパメンバ３２、バンパビームエクステンション３３、及びバンパビーム３４などを備えて構成されている。なお、フロントサイドフレーム３１、アッパメンバ３２、及びバンパビーム３４は、フレーム部材と称される場合もある。
【0049】
（外装部材）
外装部材２０は、エンジンフード２１、フロントバンパ２２、及びフロントフェンダ２３を備えている。なお、フロントバンパ２２は、単にバンパと称される場合もある。
外装部材２０は、エンジンフード２１、フロントバンパ２２、及びフロントフェンダ２３を備えている。なお、フロントバンパ２２は、単にバンパと称される場合もある。
【0050】
エンジンフード２１は、フロントガラスの前方の上面を覆うパネル部材である。フロントバンパ２２は、車両Ｖの前面側に位置し、例えば合成樹脂製のパネル部材によって構成されている。また、フロントバンパ２２は、エアインテークなどが設けられた前面部２２ａ、及び前面部２２ａの下端から後方に向けて延びる底面部２２ｂを有している。フロントフェンダ２３は、車輪Ｗの周辺を覆うパネル部材である。
【0051】
（距離センサの取り付け）
距離センサ１１は、車両Ｖの前方の路面Ｒの状態を検出するセンサである。距離センサ１１は、アッパメンバ３２に固定されている。アッパメンバ３２は、前述のように、車体部材３０を構成する部材である。アッパメンバ３２は、車輪Ｗの前方に配置されている。
距離センサ１１は、車両Ｖの前方の路面Ｒの状態を検出するセンサである。距離センサ１１は、アッパメンバ３２に固定されている。アッパメンバ３２は、前述のように、車体部材３０を構成する部材である。アッパメンバ３２は、車輪Ｗの前方に配置されている。
【0052】
詳しくは、距離センサ１１は、アッパメンバ３２の車幅方向の外側の側面に取り付けられている。また、距離センサ１１は、アッパメンバ３２の前後方向の前端部に位置している。
【0053】
（距離センサの構成）
本実施形態の距離センサ１１は、図２に矢印Ａ１で示すように、車輪Ｗの直前の路面Ｒにおける路面距離Ｌ１を検出するように構成されている。路面距離Ｌ１とは、車体部材３０と、路面Ｒの計測点Ｐとの間の距離である。また、距離センサ１１は、レーダ式、カメラ式、レーザ式などの各種の方式のセンサから適宜選択することができる。また、距離センサ１１は、単一の種類のセンサによって構成される必要はない。距離センサ１１は、例えば、カメラ式とレーザ式など複数の方式のセンサが組み合わされた構成とすることもできる。
本実施形態の距離センサ１１は、図２に矢印Ａ１で示すように、車輪Ｗの直前の路面Ｒにおける路面距離Ｌ１を検出するように構成されている。路面距離Ｌ１とは、車体部材３０と、路面Ｒの計測点Ｐとの間の距離である。また、距離センサ１１は、レーダ式、カメラ式、レーザ式などの各種の方式のセンサから適宜選択することができる。また、距離センサ１１は、単一の種類のセンサによって構成される必要はない。距離センサ１１は、例えば、カメラ式とレーザ式など複数の方式のセンサが組み合わされた構成とすることもできる。
【0054】
（センサ素子）
次に、図３に基づいて、距離センサ１１による距離の検出について説明する。図３は、車両の前方から車輪Ｗを見た際の距離センサ１１の様子を示している。本実施形態の距離センサ１１は、センサ素子１１ａを備えている。センサ素子は、距離の検出を行う部品である。センサ素子は、距離センサ１１に少なくとも１つ備えられている。個々のセンサ素子の距離を検出する方式は特には限定されない。検出の方式としては、例えば、三角測量原理に基づく方式、発光した赤外光の反射光強度を距離に換算する方式、レーザ光の飛行時間を距離換算する方式など、種々の方式を用いることができる。
次に、図３に基づいて、距離センサ１１による距離の検出について説明する。図３は、車両の前方から車輪Ｗを見た際の距離センサ１１の様子を示している。本実施形態の距離センサ１１は、センサ素子１１ａを備えている。センサ素子は、距離の検出を行う部品である。センサ素子は、距離センサ１１に少なくとも１つ備えられている。個々のセンサ素子の距離を検出する方式は特には限定されない。検出の方式としては、例えば、三角測量原理に基づく方式、発光した赤外光の反射光強度を距離に換算する方式、レーザ光の飛行時間を距離換算する方式など、種々の方式を用いることができる。
【0055】
（センサ素子による検出）
センサ素子１１ａによる距離の検出について説明する。図３に示すように、車輪Ｗは、路面Ｒのタイヤの路面接地面Ｓ１に接地している。そして、図１に示したように、距離センサ１１、より詳しくは、距離センサ素子１１ａは、車輪Ｗの路面接地幅Ｌ４の中央部４３に対応する車両Ｖの前方における計測面Ｓ２の計測点（図３の矢印先端位置、図１に点Ｐとして図示）において、車体部材３０と計測点Ｐとの間の距離を検出する。
センサ素子１１ａによる距離の検出について説明する。図３に示すように、車輪Ｗは、路面Ｒのタイヤの路面接地面Ｓ１に接地している。そして、図１に示したように、距離センサ１１、より詳しくは、距離センサ素子１１ａは、車輪Ｗの路面接地幅Ｌ４の中央部４３に対応する車両Ｖの前方における計測面Ｓ２の計測点（図３の矢印先端位置、図１に点Ｐとして図示）において、車体部材３０と計測点Ｐとの間の距離を検出する。
【0056】
（路面距離の算出）
プレビュー路面検出装置１の距離算出部１２（図１に図示）は、距離センサ素子１１ａが検出した値に基づいて路面距離を算出する。
プレビュー路面検出装置１の距離算出部１２（図１に図示）は、距離センサ素子１１ａが検出した値に基づいて路面距離を算出する。
【0057】
車両ＶのアクティブサスペンションＤは、距離センサ１１によって検出された路面Ｒの状態に基づいて制御される。なお、路面Ｒの状態を単に路面状態と称する場合がある。
【0058】
（他の構成）
図３には、１つの距離センサ１１に１つの距離センサ素子１１ａが備えられている構成を示した。ただし、１つの距離センサ１１に備えられる距離センサ素子の数は、１つには限定されない。１つの距離センサ１１に２つ以上の距離センサ素子が備えられていてもよい。例えば、距離センサ１１に、距離センサ素子が３つ備えられていてもよい。距離センサ素子が複数個備えられている場合には、路面距離は、例えば、３つの距離センサ素子が検出した値の平均値に基づいて算出することができる。複数個の距離センサ素子を用いることにより、路面変位の検出精度を向上させることができる。
図３には、１つの距離センサ１１に１つの距離センサ素子１１ａが備えられている構成を示した。ただし、１つの距離センサ１１に備えられる距離センサ素子の数は、１つには限定されない。１つの距離センサ１１に２つ以上の距離センサ素子が備えられていてもよい。例えば、距離センサ１１に、距離センサ素子が３つ備えられていてもよい。距離センサ素子が複数個備えられている場合には、路面距離は、例えば、３つの距離センサ素子が検出した値の平均値に基づいて算出することができる。複数個の距離センサ素子を用いることにより、路面変位の検出精度を向上させることができる。
【0059】
（車両用状態推定装置の概要）
本実施形態のサスペンションシステム３は、車両用状態推定装置としても機能する。言い換えると、サスペンションシステム３は、少なくともその一部に、車両用状態推定装置を含む。車両用状態装置は、ばね定数を算出し、算出したばね定数に基づいて能動型懸架装置の動作を制御する。能動型懸架装置は、例えば、アクティブサスペンションＤがそれに対応する。
本実施形態のサスペンションシステム３は、車両用状態推定装置としても機能する。言い換えると、サスペンションシステム３は、少なくともその一部に、車両用状態推定装置を含む。車両用状態装置は、ばね定数を算出し、算出したばね定数に基づいて能動型懸架装置の動作を制御する。能動型懸架装置は、例えば、アクティブサスペンションＤがそれに対応する。
【0060】
（車両用状態推定装置の構成）
車両用状態推定装置は、前述のようにサスペンションシステム３の一部である。車両用状態推定装置は、ばね定数算出部４０、物理量検出部５１、及び車両挙動推定部５２を含む。ばね定数算出部４０は、サスペンションシステム３におけるサスペンション制御部５に接続されている。同様に、車両挙動推定部５２も、サスペンション制御部５に接続されている。また、車両挙動推定部５２には、物理量検出部５１が接続されている。これらの各部が連携することで、車両用状態推定装置は、サスペンションシステム３において、ばね定数を算出し、算出したばね定数に基づいてサスペンションを制御する部分、に対応する。
車両用状態推定装置は、前述のようにサスペンションシステム３の一部である。車両用状態推定装置は、ばね定数算出部４０、物理量検出部５１、及び車両挙動推定部５２を含む。ばね定数算出部４０は、サスペンションシステム３におけるサスペンション制御部５に接続されている。同様に、車両挙動推定部５２も、サスペンション制御部５に接続されている。また、車両挙動推定部５２には、物理量検出部５１が接続されている。これらの各部が連携することで、車両用状態推定装置は、サスペンションシステム３において、ばね定数を算出し、算出したばね定数に基づいてサスペンションを制御する部分、に対応する。
【0061】
（ばね定数算出部）
ばね定数算出部４０は、前記能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数を算出する。能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数とは、例えば、サスペンションのばね定数、及びタイヤのばね定数などをいう。なお、サスペンションのばね定数は、サスペンションのばねと、ブッシュとの合成のばね定数とすることができる。また、サスペンションのばね定数において、ブッシュの寄与をゼロと近似することもできる。電動サスペンションなどのアクティブサスペンションＤの一輪モデルにおいては、サスペンションのばねが、アクティブサスペンションＤの特性において支配的である。そのため、ブッシュを考慮しなくても、サスペンションの挙動に大きな差異は生じない。なお、ばね定数は、ばね係数と同義である。
ばね定数算出部４０は、前記能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数を算出する。能動型懸架装置の少なくとも一部のばね定数とは、例えば、サスペンションのばね定数、及びタイヤのばね定数などをいう。なお、サスペンションのばね定数は、サスペンションのばねと、ブッシュとの合成のばね定数とすることができる。また、サスペンションのばね定数において、ブッシュの寄与をゼロと近似することもできる。電動サスペンションなどのアクティブサスペンションＤの一輪モデルにおいては、サスペンションのばねが、アクティブサスペンションＤの特性において支配的である。そのため、ブッシュを考慮しなくても、サスペンションの挙動に大きな差異は生じない。なお、ばね定数は、ばね係数と同義である。
【0062】
（車両停止状態）
ばね定数算出部４０は、車両停止状態において、ばね定数を算出する。車両停止状態とは、能動型懸架装置の上下変位がないとき、車両Ｖの始動時、及び車速が０の時のうちの少なくともいずれかの時を意味する。なお、能動型懸架装置の上下変位がないとき、とは、サスペンションの変位がないとき、と同義である。
ばね定数算出部４０は、車両停止状態において、ばね定数を算出する。車両停止状態とは、能動型懸架装置の上下変位がないとき、車両Ｖの始動時、及び車速が０の時のうちの少なくともいずれかの時を意味する。なお、能動型懸架装置の上下変位がないとき、とは、サスペンションの変位がないとき、と同義である。
【0063】
なお、ばね定数算出部４０が算出するばね定数は、前述の例には限定されない。例えば、車輪Ｗに直接又は間接的に接続されているダンパ及びスタビライザーなどのばね定数を対象とすることもできる。
【0064】
（物理量検出部）
物理量検出部５１は、車両Ｖに関する物理的な量を検出する部分である。物理的な量とは、例えば、車両Ｖの挙動を示す量を含む。車両Ｖの挙動とは、例えば、車両Ｖの速度、加速度、進行方向、及び傾斜などを含むことができる。また、物理量検出部５１には、タイヤ圧力検出部が含まれている。タイヤ圧力検出部は、物理量検出部５１において、タイヤの圧力を検出する部分である。なお、タイヤ圧力検出部は、ＴＰＭ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）とも表される。
物理量検出部５１は、車両Ｖに関する物理的な量を検出する部分である。物理的な量とは、例えば、車両Ｖの挙動を示す量を含む。車両Ｖの挙動とは、例えば、車両Ｖの速度、加速度、進行方向、及び傾斜などを含むことができる。また、物理量検出部５１には、タイヤ圧力検出部が含まれている。タイヤ圧力検出部は、物理量検出部５１において、タイヤの圧力を検出する部分である。なお、タイヤ圧力検出部は、ＴＰＭ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）とも表される。
【0065】
物理量検出部５１は、車両挙動推定部５２に接続されている。そして、物理量検出部５１が検出した物理量は、車両挙動推定部５２に入力される。
【0066】
（車両挙動推定部）
車両挙動推定部５２は、物理量検出部５１で検出された物理量に基づいて、車両Ｖの現在の挙動を推定する。また、車両挙動推定部５２は、サスペンション制御部５に接続されている。車両挙動推定部５２が推定した、車両Ｖの現在の挙動を示す情報を車両挙動情報とする。車両挙動情報は、サスペンション制御部５に入力される。
車両挙動推定部５２は、物理量検出部５１で検出された物理量に基づいて、車両Ｖの現在の挙動を推定する。また、車両挙動推定部５２は、サスペンション制御部５に接続されている。車両挙動推定部５２が推定した、車両Ｖの現在の挙動を示す情報を車両挙動情報とする。車両挙動情報は、サスペンション制御部５に入力される。
【0067】
（懸架制御部）
本実施形態においては、サスペンション制御部５が懸架制御部として機能する。サスペンション制御部５は、ばね定数算出部４０が算出したばね定数と、路面距離と、車両挙動推定部５２が推定した車両挙動情報とに基づいて、アクティブサスペンションＤの動作を制御する。
本実施形態においては、サスペンション制御部５が懸架制御部として機能する。サスペンション制御部５は、ばね定数算出部４０が算出したばね定数と、路面距離と、車両挙動推定部５２が推定した車両挙動情報とに基づいて、アクティブサスペンションＤの動作を制御する。
【0068】
（前輪での制御）
サスペンション制御部５が、アクティブサスペンションＤの動作を制御する際に基にする路面距離Ｌ１は、車両Ｖの前輪の前側における、車体部材３０から測定点Ｐまでの路面距離であることが好ましい。そして、ばね定数算出部４０は、前輪に対応するアクティブサスペンションＤについてばね定数を算出することが好ましい。
サスペンション制御部５が、アクティブサスペンションＤの動作を制御する際に基にする路面距離Ｌ１は、車両Ｖの前輪の前側における、車体部材３０から測定点Ｐまでの路面距離であることが好ましい。そして、ばね定数算出部４０は、前輪に対応するアクティブサスペンションＤについてばね定数を算出することが好ましい。
【0069】
（処理の流れ）
フロントタイヤのばね定数を推定する際の処理の流れを、図４に基づいて説明する。図４は、タイヤのばね定数を推定する際の処理を示すフローチャートである。
（Ｓ１）
ステップ１（Ｓ１）で、タイヤのばね定数の更新手順が開始する。
フロントタイヤのばね定数を推定する際の処理の流れを、図４に基づいて説明する。図４は、タイヤのばね定数を推定する際の処理を示すフローチャートである。
（Ｓ１）
ステップ１（Ｓ１）で、タイヤのばね定数の更新手順が開始する。
【0070】
（Ｓ２）
ステップ２（Ｓ２）で、車両Ｖが車両停止状態であるか、が判定される。車両Ｖが車両停止状態である場合には、ステップ２（Ｓ２）の判定はＹｅｓになる。そして、ステップはステップ３（Ｓ３）に進む。
ステップ２（Ｓ２）で、車両Ｖが車両停止状態であるか、が判定される。車両Ｖが車両停止状態である場合には、ステップ２（Ｓ２）の判定はＹｅｓになる。そして、ステップはステップ３（Ｓ３）に進む。
【0071】
一方、車両Ｖが車両停止状態である、とは判断されない場合には、ステップ２（Ｓ２）の判定はＮｏになる。そして、ステップはステップ１１（Ｓ１１）に進む。
【0072】
（Ｓ１１）
ステップ１１（Ｓ１１）で、タイヤのばね定数について、更新がないことが決定される。本実施形態の車両用状態推定装置では、ばね定数は、車両停止状態で算出されるものだからである。ステップ１１（Ｓ１１）でタイヤのばね定数に更新がないことが決定されると、フローはステップ１３（Ｓ１３）に進む。そして、ステップ１３（Ｓ１３）で、タイヤのばね定数の更新手順は終了する。
ステップ１１（Ｓ１１）で、タイヤのばね定数について、更新がないことが決定される。本実施形態の車両用状態推定装置では、ばね定数は、車両停止状態で算出されるものだからである。ステップ１１（Ｓ１１）でタイヤのばね定数に更新がないことが決定されると、フローはステップ１３（Ｓ１３）に進む。そして、ステップ１３（Ｓ１３）で、タイヤのばね定数の更新手順は終了する。
【0073】
（Ｓ３）
ステップ２（Ｓ２）の判定がＹｅｓの場合には、ステップはステップ３（Ｓ３）に進む。ステップ３（Ｓ３）では、車両停止状態における、サスペンションのストローク長と、距離センサ１１の検出値とが取得される。なお、図４に示す例では、距離センサ１１としてレーザーセンサを用いている。そのため、取得する値は、レーザーセンサ値となっている。
ステップ２（Ｓ２）の判定がＹｅｓの場合には、ステップはステップ３（Ｓ３）に進む。ステップ３（Ｓ３）では、車両停止状態における、サスペンションのストローク長と、距離センサ１１の検出値とが取得される。なお、図４に示す例では、距離センサ１１としてレーザーセンサを用いている。そのため、取得する値は、レーザーセンサ値となっている。
【0074】
（Ｓ４）
ステップは、ステップ３（Ｓ３）からステップ４（Ｓ４）に進む。ステップ４（Ｓ４）では、サスペンションの状態が変化し、その後に車両停止状態に移行したか、が判定される。サスペンションの状態が変化するとは、例えば、人の乗り降りなどでサスペンションの状態が変化することをいう。
ステップは、ステップ３（Ｓ３）からステップ４（Ｓ４）に進む。ステップ４（Ｓ４）では、サスペンションの状態が変化し、その後に車両停止状態に移行したか、が判定される。サスペンションの状態が変化するとは、例えば、人の乗り降りなどでサスペンションの状態が変化することをいう。
【0075】
サスペンションの状態が変化し、その後に車両停止状態に移行した場合には、ステップ４（Ｓ４）の判定はＹｅｓになる。そして、ステップはステップ５（Ｓ５）に進む。
【0076】
一方、サスペンションの状態が変化し、その後に車両停止状態に移行した、とは判断されない場合には、ステップ４（Ｓ４）の判定はＮｏになる。そして、ステップはステップ１１（Ｓ１１）に進む。ステップ１１（Ｓ１１）でタイヤのばね定数に更新がないことが決定すると、フローはステップ１３（Ｓ１３）に進む。そして、ステップ１３（Ｓ１３）で、タイヤのばね定数の更新手順は終了する。
【0077】
ステップ２（Ｓ２）及びステップ４（Ｓ４）から分かるように、車両が停止状態ではない時には、ばね定数の推定は行わない。この場合には、ばね定数として、固定値又は先の制御の際に用いた値を採用して、能動型懸架装置の動作を制御する。
【0078】
（Ｓ５）
ステップ４（Ｓ４）の判定がＹｅｓの場合には、ステップはステップ５（Ｓ５）に進む。ステップ５（Ｓ５）では、ステップ３（Ｓ３）と同様に、車両停止状態における、サスペンションのストローク長と、レーザーセンサ値とを取得することができる。
ステップ４（Ｓ４）の判定がＹｅｓの場合には、ステップはステップ５（Ｓ５）に進む。ステップ５（Ｓ５）では、ステップ３（Ｓ３）と同様に、車両停止状態における、サスペンションのストローク長と、レーザーセンサ値とを取得することができる。
【0079】
（Ｓ６）
ステップは、ステップ５（Ｓ５）からステップ６（Ｓ６）に進む。ステップ６（Ｓ６）では、サスペンションが変化する前の状態での取得値と、サスペンションが変化した後の状態での取得値とを比較し、車重の変化量を推定する。サスペンションが変化する前の状態での取得値とは、ステップ３（Ｓ３）での取得値を意味する。また、サスペンションが変化した後の状態での取得値とは、ステップ５（Ｓ５）での取得値を意味する。
ステップは、ステップ５（Ｓ５）からステップ６（Ｓ６）に進む。ステップ６（Ｓ６）では、サスペンションが変化する前の状態での取得値と、サスペンションが変化した後の状態での取得値とを比較し、車重の変化量を推定する。サスペンションが変化する前の状態での取得値とは、ステップ３（Ｓ３）での取得値を意味する。また、サスペンションが変化した後の状態での取得値とは、ステップ５（Ｓ５）での取得値を意味する。
【0080】
ステップ６（Ｓ６）での演算を数式Ｆ１で示す。数式Ｆ１において、ｘｓはサスペンションのストローク長を示し、Ｋｓはサスペンションのばね定数を示し、ｍは車重を示す。
【0081】
（一輪モデル）
ばね定数の推定に用いる電動サスペンションの一輪モデルについて説明する。図６（ｂ）は、電動サスペンションの一輪モデルを示す図である。図６（ｂ）に示すように、一輪モデルでは、１つの車輪Ｗについて、サスペンションはばね成分とダンパ成分とが並列に接続されたモデルで示され、タイヤはばね成分のみのモデルで示されている。実施形態の説明において言及する各数式は、図６（ｂ）に示す一輪モデルに対応している。
ばね定数の推定に用いる電動サスペンションの一輪モデルについて説明する。図６（ｂ）は、電動サスペンションの一輪モデルを示す図である。図６（ｂ）に示すように、一輪モデルでは、１つの車輪Ｗについて、サスペンションはばね成分とダンパ成分とが並列に接続されたモデルで示され、タイヤはばね成分のみのモデルで示されている。実施形態の説明において言及する各数式は、図６（ｂ）に示す一輪モデルに対応している。
【0082】
（Ｓ７）
ステップは、ステップ６（Ｓ６）からステップ７（Ｓ７）に進む。ステップ７（Ｓ７）では、サスペンションのストローク長、及びレーザーセンサ値の変化量から、タイヤの変位量を計算する。
ステップは、ステップ６（Ｓ６）からステップ７（Ｓ７）に進む。ステップ７（Ｓ７）では、サスペンションのストローク長、及びレーザーセンサ値の変化量から、タイヤの変位量を計算する。
【0083】
ステップ７（Ｓ７）での演算を数式Ｆ２で示す。数式Ｆ２において、ｘｌはレーザーセンサ値を示し、ｘｓはサスペンションのストローク長を示し、ｘｔは、タイヤの変位量を示す。
【0084】
（Ｓ８）
ステップは、ステップ７（Ｓ７）からステップ８（Ｓ８）に進む。ステップ８（Ｓ８）では、タイヤの変位量、及び車重変化量から、タイヤのばね定数を推定する。タイヤの変位量はステップ７（Ｓ７）で求めた値を用いる。また、車重変化量はステップ６（Ｓ６）で求めた値を用いる。
ステップは、ステップ７（Ｓ７）からステップ８（Ｓ８）に進む。ステップ８（Ｓ８）では、タイヤの変位量、及び車重変化量から、タイヤのばね定数を推定する。タイヤの変位量はステップ７（Ｓ７）で求めた値を用いる。また、車重変化量はステップ６（Ｓ６）で求めた値を用いる。
【0085】
ステップ８（Ｓ８）での演算を数式Ｆ３で示す。数式Ｆ３において、ｍは車重を示し、ｘｔはタイヤの変位量を示し、Ｋｔはタイヤのばね定数を示す。
【0086】
（Ｓ９）
ステップは、ステップ８（Ｓ８）からステップ９（Ｓ９）に進む。ステップ９（Ｓ９）では、ステップ８（Ｓ８）で推定されたタイヤのばね定数の値と、タイヤ圧力検出部（ＴＰＭ）の検出値から推定されたばね定数の値とを比較する。そして、２つの値に大きな差がないか、を判定する。
ステップは、ステップ８（Ｓ８）からステップ９（Ｓ９）に進む。ステップ９（Ｓ９）では、ステップ８（Ｓ８）で推定されたタイヤのばね定数の値と、タイヤ圧力検出部（ＴＰＭ）の検出値から推定されたばね定数の値とを比較する。そして、２つの値に大きな差がないか、を判定する。
【0087】
２つの値に大きな差がない場合には、ステップ８（Ｓ８）の判定はＹｅｓになる。そして、ステップはステップ１０（Ｓ１０）に進む。
【0088】
一方、２つの値に大きな差がない、とは判断されない場合には、ステップ８（Ｓ８）の判定はＮｏになる。そして、ステップはステップ１２（Ｓ１２）に進む。
【0089】
（Ｓ１２）
ステップ１２（Ｓ１２）では、タイヤのばね定数として、前回の値を使用する。すなわち、タイヤのばね定数の推定に基づく、ばね定数の更新は行わない。なお、ステップ１２（Ｓ１２）では、タイヤのばね定数として前回の値を使用することを例示した。ステップ１２（Ｓ１２）では、タイヤのばね定数として、前回の値ではなく、固定値を使用することもできる。
ステップ１２（Ｓ１２）では、タイヤのばね定数として、前回の値を使用する。すなわち、タイヤのばね定数の推定に基づく、ばね定数の更新は行わない。なお、ステップ１２（Ｓ１２）では、タイヤのばね定数として前回の値を使用することを例示した。ステップ１２（Ｓ１２）では、タイヤのばね定数として、前回の値ではなく、固定値を使用することもできる。
【0090】
このように、算出されたタイヤのばね定数について、タイヤ圧力検出部が検出したタイヤ圧力に基づいて推定されたタイヤのばね定数の値と、算出されたタイヤのばね定数の値とを比較する。そして、その差異が一定以上の場合には、ばね定数として、先の制御の際に用いた値又は固定値を採用して、能動型懸架装置の動作を制御する。
【0091】
ステップ１２（Ｓ１２）でタイヤのばね定数として前回の値を使用することが決定すると、フローはステップ１３（Ｓ１３）に進む。そして、ステップ１３（Ｓ１３）で、タイヤのばね定数の更新手順は終了する。
【0092】
（Ｓ１０）
ステップ９（Ｓ９）の判定がＹｅｓの場合には、ステップはステップ１０（Ｓ１０）に進む。ステップ１０（Ｓ１０）では、タイヤのばね定数の推定値の更新が行われる。その後、ステップはステップ１３（Ｓ１３）に進み、タイヤのばね定数の更新手順は終了する。
ステップ９（Ｓ９）の判定がＹｅｓの場合には、ステップはステップ１０（Ｓ１０）に進む。ステップ１０（Ｓ１０）では、タイヤのばね定数の推定値の更新が行われる。その後、ステップはステップ１３（Ｓ１３）に進み、タイヤのばね定数の更新手順は終了する。
【0093】
（サスペンションのばね定数）
次にサスペンションのばね定数の更新手順について、図５に基づいて説明する。図５は、サスペンションのばね定数を推定する際の処理を示すフローチャートである。サスペンションのばね定数は、先に図６（ｂ）に示した一輪モデルにおいて、Ｋｓで示されている。
（Ｓ２１）
ステップ２１（Ｓ２１）で、サスペンションのばね定数の更新手順が開始する。
次にサスペンションのばね定数の更新手順について、図５に基づいて説明する。図５は、サスペンションのばね定数を推定する際の処理を示すフローチャートである。サスペンションのばね定数は、先に図６（ｂ）に示した一輪モデルにおいて、Ｋｓで示されている。
（Ｓ２１）
ステップ２１（Ｓ２１）で、サスペンションのばね定数の更新手順が開始する。
【0094】
（Ｓ２２）
ステップ２２（Ｓ２２）で、車両Ｖが車両停止状態であるか、が判定される。車両Ｖが車両停止状態である場合には、ステップ２２（Ｓ２２）の判定はＹｅｓになる。そして、ステップはステップ２３（Ｓ２３）に進む。
ステップ２２（Ｓ２２）で、車両Ｖが車両停止状態であるか、が判定される。車両Ｖが車両停止状態である場合には、ステップ２２（Ｓ２２）の判定はＹｅｓになる。そして、ステップはステップ２３（Ｓ２３）に進む。
【0095】
一方、車両Ｖが車両停止状態である、とは判断されない場合には、ステップ２２（Ｓ２２）の判定はＮｏになる。そして、ステップはステップ２７（Ｓ２７）に進む。
【0096】
（Ｓ２８）
ステップ２７（Ｓ２７）で、サスペンションのばね定数について更新がないことが決定される。本実施形態の車両用状態推定装置では、ばね定数は、車両停止状態で算出されるものだからである。ステップ２７（Ｓ２７）でサスペンションのばね定数に更新がないことが決定すると、フローはステップ２８（Ｓ２８）に進む。そして、ステップ２８（Ｓ２８）で、サスペンションのばね定数の更新手順は終了する。
ステップ２７（Ｓ２７）で、サスペンションのばね定数について更新がないことが決定される。本実施形態の車両用状態推定装置では、ばね定数は、車両停止状態で算出されるものだからである。ステップ２７（Ｓ２７）でサスペンションのばね定数に更新がないことが決定すると、フローはステップ２８（Ｓ２８）に進む。そして、ステップ２８（Ｓ２８）で、サスペンションのばね定数の更新手順は終了する。
【0097】
（Ｓ２３）
ステップ２２（Ｓ２２）の判定がＹｅｓの場合には、ステップはステップ２３（Ｓ２３）に進む。ステップ２３（Ｓ２３）では、車両停止状態における、サスペンションのストローク長が取得される。
ステップ２２（Ｓ２２）の判定がＹｅｓの場合には、ステップはステップ２３（Ｓ２３）に進む。ステップ２３（Ｓ２３）では、車両停止状態における、サスペンションのストローク長が取得される。
【0098】
（Ｓ２４）
ステップは、ステップ２３（Ｓ２３）からステップ２４（Ｓ２４）に進む。ステップ２４（Ｓ２４）では、アクティブサスペンションに推力を発生させる。そして、その際のサスペンションのストローク長の変化量を取得する。
ステップは、ステップ２３（Ｓ２３）からステップ２４（Ｓ２４）に進む。ステップ２４（Ｓ２４）では、アクティブサスペンションに推力を発生させる。そして、その際のサスペンションのストローク長の変化量を取得する。
【0099】
（Ｓ２５）
ステップは、ステップ２４（Ｓ２４）からステップ２５（Ｓ２５）に進む。ステップ２５（Ｓ２５）では、サスペンションのストローク長の変化量と、アクティブサスペンションが出力した推力とから、サスペンションのばね定数を推定する。
ステップは、ステップ２４（Ｓ２４）からステップ２５（Ｓ２５）に進む。ステップ２５（Ｓ２５）では、サスペンションのストローク長の変化量と、アクティブサスペンションが出力した推力とから、サスペンションのばね定数を推定する。
【0100】
ステップ２５（Ｓ２５）での演算を数式Ｆ４で示す。数式Ｆ４において、Ｋｓはサスペンションのばね定数を示し、ｘｓはサスペンションのストローク長を示し、Ｆはアクティブサスペンションが出力した推力Ｆを示す。
【0101】
（Ｓ２６）
ステップは、ステップ２５（Ｓ２５）からステップ２６（Ｓ２６）に進む。ステップ２６（Ｓ２６）では、サスペンションのばね定数の推定値を更新する。ステップは、次にステップ２８（Ｓ２８）に進み、サスペンションのばね定数の更新手順は終了する。
ステップは、ステップ２５（Ｓ２５）からステップ２６（Ｓ２６）に進む。ステップ２６（Ｓ２６）では、サスペンションのばね定数の推定値を更新する。ステップは、次にステップ２８（Ｓ２８）に進み、サスペンションのばね定数の更新手順は終了する。
【0102】
（懸架制御の例）
ばね定数を用いた懸架制御の例について説明する。本実施形態におけるサスペンション制御部５は、ばね定数を、プレビュー制御の補正、スカイフック制御の定数調整、及び減衰制御の定数調整のうち少なくとも一つの演算に用いることができる。
ばね定数を用いた懸架制御の例について説明する。本実施形態におけるサスペンション制御部５は、ばね定数を、プレビュー制御の補正、スカイフック制御の定数調整、及び減衰制御の定数調整のうち少なくとも一つの演算に用いることができる。
【0103】
（プレビュー制御）
プレビュー制御とは、路面距離Ｌ１の変化量に基づいて、車両Ｖの将来の挙動に応じて、アクティブサスペンションＤの動作を制御するものである。図６（ａ）に、プレビュー制御において補正を定めるための数式を示す。図６（ａ）に示す数式において、ＦＲはアクティブサスペンションの推力、Ｃｓはサスペンションの減衰係数、Ｋｓはサスペンションのばね定数、Ｃｔはタイヤの減衰係数、Ｋｔはタイヤのばね定数、Ｍｔはタイヤの重量、ｘｒは路面変位、ｘｒＲは路面変位を示す。
プレビュー制御とは、路面距離Ｌ１の変化量に基づいて、車両Ｖの将来の挙動に応じて、アクティブサスペンションＤの動作を制御するものである。図６（ａ）に、プレビュー制御において補正を定めるための数式を示す。図６（ａ）に示す数式において、ＦＲはアクティブサスペンションの推力、Ｃｓはサスペンションの減衰係数、Ｋｓはサスペンションのばね定数、Ｃｔはタイヤの減衰係数、Ｋｔはタイヤのばね定数、Ｍｔはタイヤの重量、ｘｒは路面変位、ｘｒＲは路面変位を示す。
【0104】
プレビュー制御において、算出されたばね定数を、図６（ａ）に示すプレビュー制御の補正を算出する式に代入することができる。すなわち、図６（ａ）に示す数式において、対応するばね定数を、算出されたばね定数の値に置き換えることができる。
【0105】
（スカイフック制御）
算出されたばね定数は、スカイフック制御における定数調整に用いることもできる。スカイフック制御とは、車体Ｂのみに減衰ダンパが取り付けられているような挙動を、電動サスペンションで再現する制御である。具体的には、スカイフック制御におけるフィードバック制御は、車体Ｂの加速度の１階積分、すなわち車体Ｂの速度に、減衰係数であるスカイフックゲインを乗じた値で行われる。この値を求める際に、算出されたばね定数を用いることができる。
算出されたばね定数は、スカイフック制御における定数調整に用いることもできる。スカイフック制御とは、車体Ｂのみに減衰ダンパが取り付けられているような挙動を、電動サスペンションで再現する制御である。具体的には、スカイフック制御におけるフィードバック制御は、車体Ｂの加速度の１階積分、すなわち車体Ｂの速度に、減衰係数であるスカイフックゲインを乗じた値で行われる。この値を求める際に、算出されたばね定数を用いることができる。
【0106】
（減衰制御）
また、算出されたばね定数は、減衰制御における定数調整に用いることもできる。減衰制御とは、サスペンションの伸縮をアシストする制御である。減衰制御では、サスペンションのストローク速度にダンパの定数ｃを乗じた値で行われる。ここで、ストローク速度は以下のようにして取得することができる。すなわち、電動サスペンションのモータ回転センサにより、ストローク速度を取得する。モータ回転センサとしては、レゾルバ又はエンコーダなどを用いることができる。或いは、ストローク変位センサの１階により、ストローク速度を取得することもできる。
また、算出されたばね定数は、減衰制御における定数調整に用いることもできる。減衰制御とは、サスペンションの伸縮をアシストする制御である。減衰制御では、サスペンションのストローク速度にダンパの定数ｃを乗じた値で行われる。ここで、ストローク速度は以下のようにして取得することができる。すなわち、電動サスペンションのモータ回転センサにより、ストローク速度を取得する。モータ回転センサとしては、レゾルバ又はエンコーダなどを用いることができる。或いは、ストローク変位センサの１階により、ストローク速度を取得することもできる。
【0107】
減衰制御においては、本実施形態で算出するばね定数をタイヤのばね定数とし、タイヤのばね定数が大きいほど、減衰制御におけるダンパの定数ｃを小さくするようにすることができる。
【0108】
（能動型懸架装置の動作の制御方法）
本実施形態のサスペンションシステム３を用いて、以下のようなアクティブサスペンションＤの動作の制御方法を実行することもできる。すなわち、アクティブサスペンションＤとサスペンション制御部５とを備えた車両Ｖにおける、アクティブサスペンションＤの動作の制御方法であって、車両Ｖの挙動を示す物理量を検出する物理量検出ステップと、物理量検出ステップで検出した物理量に基づき、車両Ｖの現在の挙動を推定する車両挙動推定ステップと、車両Ｖを構成する車体部材３０と、車輪Ｗの路面接地部４１の少なくとも中央部４３に対応する車両Ｖの前方の路面の計測点Ｐと、の間の距離に関する値を検出する距離検出ステップと、距離検出ステップで検出した検出値に基づいて、車体部材３０から計測点Ｐまでの距離である路面距離Ｌ１を算出する距離算出ステップと、車両Ｖの停止状態に、アクティブサスペンションＤの少なくとも一部のばね定数を算出するばね定数算出ステップと、ばね定数と、路面距離Ｌ１と、車両挙動推定ステップで推定した車両Ｖの現在の挙動を示す情報である車両挙動情報とに基づき、アクティブサスペンションＤの動作を制御する懸架制御ステップと、を備える、アクティブサスペンションＤの動作の制御方法を実現することができる。
本実施形態のサスペンションシステム３を用いて、以下のようなアクティブサスペンションＤの動作の制御方法を実行することもできる。すなわち、アクティブサスペンションＤとサスペンション制御部５とを備えた車両Ｖにおける、アクティブサスペンションＤの動作の制御方法であって、車両Ｖの挙動を示す物理量を検出する物理量検出ステップと、物理量検出ステップで検出した物理量に基づき、車両Ｖの現在の挙動を推定する車両挙動推定ステップと、車両Ｖを構成する車体部材３０と、車輪Ｗの路面接地部４１の少なくとも中央部４３に対応する車両Ｖの前方の路面の計測点Ｐと、の間の距離に関する値を検出する距離検出ステップと、距離検出ステップで検出した検出値に基づいて、車体部材３０から計測点Ｐまでの距離である路面距離Ｌ１を算出する距離算出ステップと、車両Ｖの停止状態に、アクティブサスペンションＤの少なくとも一部のばね定数を算出するばね定数算出ステップと、ばね定数と、路面距離Ｌ１と、車両挙動推定ステップで推定した車両Ｖの現在の挙動を示す情報である車両挙動情報とに基づき、アクティブサスペンションＤの動作を制御する懸架制御ステップと、を備える、アクティブサスペンションＤの動作の制御方法を実現することができる。
【0109】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく、種々の変更、変形及び組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【0110】
１ プレビュー路面検出装置
３ サスペンションシステム（車両用状態推定装置）
４ プレビュー制御部
５ サスペンション制御部（懸架制御装置）
１１ 距離センサ
１２ 距離算出部
２０ 外装部材
３０ 車体部材
４０ ばね定数算出部
４１ 路面接地部
４３ 中央部
５１ 物理量検出部（タイヤ圧力検出部）
５２ 車両挙動推定部
Ｂ 車体
Ｄ アクティブサスペンション（能動型懸架装置）
Ｄ１ 懸架ばね
Ｄ２ 可変ダンパ
Ｌ１ 路面距離
Ｌ２ 路面変位
Ｌ３ 車高
Ｌ４ 路面接地幅
Ｐ 計測点
Ｒ 路面
Ｖ 車両
Ｗ 車輪
Ｗ１ ばね
Ｗ２ ダンパ
３ サスペンションシステム（車両用状態推定装置）
４ プレビュー制御部
５ サスペンション制御部（懸架制御装置）
１１ 距離センサ
１２ 距離算出部
２０ 外装部材
３０ 車体部材
４０ ばね定数算出部
４１ 路面接地部
４３ 中央部
５１ 物理量検出部（タイヤ圧力検出部）
５２ 車両挙動推定部
Ｂ 車体
Ｄ アクティブサスペンション（能動型懸架装置）
Ｄ１ 懸架ばね
Ｄ２ 可変ダンパ
Ｌ１ 路面距離
Ｌ２ 路面変位
Ｌ３ 車高
Ｌ４ 路面接地幅
Ｐ 計測点
Ｒ 路面
Ｖ 車両
Ｗ 車輪
Ｗ１ ばね
Ｗ２ ダンパ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】