CN114340969A - 状态量计算装置、控制装置及车辆 - Google Patents

Abstract

实现高精度地计算车辆状态量的技术。车辆(900)所具有的ECU(600)具备：着地负荷计算部(610)、输入量计算部(620)、第一状态量计算部(630)、观测量计算部(640)、第二状态量计算部(650)及阻尼器ECU(660)。ECU(660)将根据G传感值等所算出的值输入给车辆模型来计算车辆(900)的第一状态量，并使用根据着地负荷及车胎的弹簧常数增益率所算出的观测量来对第一状态量进行补正，从而算出车辆(900)的第二状态量。

Description

状态量计算装置、控制装置及车辆

技术领域

本发明涉及状态量计算装置、控制装置及车辆。

背景技术

以往，已知有通过计算车辆的状态量，并用得到的计算值来控制车辆的制动及驱动力等，从而提高车辆的行驶稳定性的技术。该技术包括：根据轮速来得到由悬架位移所带来的车轮的前后动态成分，并根据该前后动态成分来计算悬架的变动量(悬架冲程速度)，且用得到的悬架冲程速度来对悬架进行控制的技术(参见例如专利文献1)。

(现有技术文献)

专利文献

专利文献1：日本国专利申请公开“特开2013-010428号公报”

发明内容

(发明要解决的问题)

上述现有技术中，随车辆的设计情况，悬架冲程速度的运算精度可能降低。例如，存在悬架的竖立角度越垂直于路面，则车轮相对于悬架位移的前后动量就越小的倾向。如此，从不受悬架竖立角度等车辆设计事项的影响来高精度地计算悬架变动量等车辆状态量的观点来看，现有技术还存在改良的余地。

本发明的一个方面的目的是实现一种高精度地计算车辆的状态量的技术。

(用以解决问题的技术手段)

为解决上述课题，本发明的一个方面的状态量计算装置具备：着地负荷计算部，其计算着地负荷，其中所述着地负荷为车辆的沿重力方向朝向弹簧下的负荷；车胎变化量计算部，其根据由所述着地负荷计算部计算出的所述着地负荷、及车胎的弹簧定数增益率，来计算当前的车胎变化量；以及状态量计算部，其将由所述车胎变化量计算部计算出的所述车胎变化量输入给车辆模型，从而计算所述车辆的状态量。

另外，为解决上述课题，本发明的一个方面的状态量计算装置具备：着地负荷计算部，其计算着地负荷，其中所述着地负荷为车辆的沿重力方向朝向弹簧下的负荷；输入量计算部，其至少使用所述车辆所具备的G传感器的传感值来计算输入量；第一状态量计算部，其将由所述输入量计算部计算出的所述输入量输入给车辆模型，来计算所述车辆的第一状态量；观测量计算部，其根据由所述着地负荷计算部计算出的所述着地负荷、及车胎的弹簧常数增益率，来计算观测量；以及第二状态量计算部，其使用由所述观测量计算部计算出的所述观测量，来对由所述第一状态量计算部计算出的所述车辆的第一状态量进行补正，从而计算所述车辆的第二状态量。

另外，为解决上述课题，本发明的一个方面的状态量计算装置具备：着地负荷计算部，其计算着地负荷，其中所述着地负荷为车辆的沿重力方向朝向弹簧下的负荷；输入量计算部，其至少使用所述车辆所具备的G传感器的传感值来计算输入量；第一状态量计算部，其将由所述输入量计算部计算出的所述输入量输入给车辆模型，来计算所述车辆的第一状态量；观测量构建部，其使用由所述着地负荷计算部计算出的所述着地负荷，来构建观测量；以及第二状态量计算部，其使用由所述观测量构建部所构建出的所述观测量，来对由所述第一状态量计算部计算出的所述车辆的第一状态量进行补正，从而计算所述车辆的第二状态量。

另外，为解决上述课题，本发明的一个方面的控制装置具备：上述的状态量计算装置；以及控制部，其使用由所述状态量计算装置计算出的所述车辆的状态量，来对所述车辆所具备的装置进行控制。

另外，为解决上述课题，本发明的一个方面的车辆具备上述控制装置。

(发明的效果)

根据本发明的一个方面，能够高精度地计算车辆的状态量。

附图说明

图1是本发明的实施方式的车辆结构的一例示意图。

图2是本发明的实施方式1的控制装置的功能性结构的一例框图。

图3是本发明的实施方式3的控制装置的功能性结构的一例框图。

具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式进行详细说明。

[车辆的结构例]

〔结构概要〕

图1是本发明的实施方式的车辆900的结构的一例示意图。如图1所示，车辆900具备：悬架装置(悬架)100、车体200、车轮300、车胎310、转向操作部件410、操纵杆420、扭矩传感器430、转向角传感器440、扭矩施加部460、齿条齿轮机构470、齿条轴480、引擎500、ECU(Electronic Control Unit、状态量计算装置、控制装置)600、发电装置700及蓄电池800。作为车辆900，可举出燃油动力车、混合动力电动汽车(HEV车)、电动汽车(EV车)等。

装有车胎310的车轮300通过悬架装置100而架设于车体200上。车辆900为四轮车辆，因此悬架装置100、车轮300及车胎310均设有4个。这里，左前轮、右前轮、左后轮及右后轮的车胎和车轮也分别称为：车胎310A及车轮300A、车胎310B及车轮300B、车胎310C及车轮300C、车胎310D及车轮300D。同样地，以下对于左前轮、右前轮、左后轮及右后轮各自附带的结构，有时会分别标上“A”、“B”、“C”、“D”来加以表达。

〔悬架装置(悬架)〕

悬架装置100具备油压缓冲装置、上支撑臂及下支撑臂。另外，作为一例，油压缓冲装置具备用以调整由该油压缓冲装置产生的阻尼力的电磁阀、即电磁线圈式阀。但本实施方式并不限定于此，油压缓冲装置中也可采用电磁线圈式阀以外的电磁阀来作为调整阻尼力的电磁阀。例如，作为上述电磁阀，也可具备利用电磁流体(磁性流体)的电磁阀。

〔转向装置〕

驾驶者所操作的转向操作部件410以能够将扭矩传递给操纵杆420的方式与操纵杆420的一端连结，操纵杆420的另一端与齿条齿轮机构470连结。

另外，在以上的说明中，所谓“以能够将扭矩传递的方式连结”是指，以一个部件可伴随另一部件的旋转而发生旋转的方式进行连结，这至少包括例如以下情况：一个部件与另一部件彼此成形为一体；一个部件相对于另一部件直接或间接地固定；一个部件与另一部件以介由衔接部件等来联动的方式相互连结。

齿条齿轮机构470是将操纵杆420的绕轴旋转的旋转量，转换为齿条轴480在其轴向上的位移量的机构。当齿条轴480在其轴向上发生位移时，则车轮300A及车轮300B介由连杆及铰接臂而转向。

扭矩传感器430检测施加到操纵杆420的转向操作扭矩，换言之，检测施加到转向操作部件410的转向操作扭矩，并将表达检测结果的扭矩传感信号提供给ECU600。更具体而言，扭矩传感器430检测内设在操纵杆420中的扭转杆的扭转，并将检测结果作为扭矩传感信号来输出。作为扭矩传感器430，可采用磁致式扭矩传感器。

转向角传感器440检测转向操作部件410的转向角，并将检测结果提供给ECU600。

扭矩施加部460对操纵杆420施加与ECU600提供过来的转向控制量相应的助力扭矩或阻力扭矩。扭矩施加部460具备：产生与转向控制量相应的助力扭矩或阻力扭矩的马达、以及将该马达产生的扭矩传递给操纵杆420的扭矩传递机构。

这里，作为本说明书中所述“控制量”的具体例，可举出电流值、负荷比、阻尼率、阻尼比等。

另外，虽然在上述例中例举了转向操作部件410与齿条轴480之间一直处于机械性连结状态的操纵装置，但本实施方式并不限定于此，本实施方式的操纵装置例如也可以是线控转向方式的操纵装置。对于线控转向方式的操纵装置，本说明书中以下说明的技术事项同样能够适用。

〔驱动力传递装置〕

车辆900具有图中未示出的驱动力传递装置。驱动力传递装置例如是将引擎的动力传递给前轮或后轮的装置，并且具有齿轮传递机构。该齿轮传递机构是根据状况来对每个前轮或每个后轮赋予车轮转数差的差动装置，并且具有根据车辆900的行驶状况来限制差动的差动限制装置。本实施方式中，差动装置及差动限制装置并无特别限定。差动装置例如可为锥齿轮式差动装置，差动限制装置可为多片离合式限滑差动器(LSD：limited slipdifferential)或斜齿轮式LSD等扭矩感应型差动装置，或者粘性耦合(viscous)式LSD等转差感应型差动装置。

〔其他结构〕

搭配于引擎500，附设有发电装置700，发电装置700产生的电力蓄积在蓄电池800中。

另外，车辆900具备：针对每一车轮300所设的用以检测各车轮300的轮速(车轮的角速度ω)的轮速传感器320。另外，车辆900可具备：检测车辆900的横向加速度的横向G(加速度)传感器330、检测车辆900的前后方向加速度的纵向G(加速度)传感器340、检测车辆900的偏航率的偏航率传感器350、检测引擎500产生的扭矩的引擎扭矩传感器510、检测引擎500的转数的引擎转数传感器520、以及检测制动装置具备的制动油所受到的压力的制动压传感器530。由这些各类传感器得出的检测结果被提供给ECU600。

另外，虽图中未示出，但车辆900还具备能经以下系统来控制的制动装置：ABS(Antilock Brake System：防抱死制动系统)，其防止车轮在制动时抱死；TCS(TractionControl System：牵引力控制系统)，其抑制加速时等的车轮空转；以及作为车辆动作稳定性控制系统的VSA(Vehicle Stability Assist：车辆稳定性辅助)，其具备了有助于转弯时的偏航力矩控制及制动辅助功能等的自动制动功能。

在此，ABS、TCS及VSA对依照推定车体速度而定的轮速和由轮速传感器320检测出的轮速进行比较，若这2个轮速值之间的差异为规定值以上，则判定车辆处于滑移状态。ABS、TCS及VSA通过这样的处理，来进行与车辆900的行驶状态最相适的制动控制和牵引力控制，由此实现车辆900的动作稳定化。

另外，将上述各种传感器得出的检测结果提供给ECU600以及将控制信号从ECU600传递给各个部，都是经由CAN(Controller Area Network：控制器局域网)370来进行的。

另外，车辆900具有图中未示出的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)。RAM存储车重、惯性负荷、各种车辆因素等相应不变值或相应推定值、相应计算值。不变值例如为车辆900固有的物理量值。

另外，车辆900中，针对悬架装置100、转向装置及驱动力传递装置，分别具备用以对这些装置的动作进行控制的图中未示出的ECU。例如，车辆900具有用以控制悬架装置100的阻尼器ECU。这类供车辆900具有的装置所专用的ECU既可针对成为相应控制对象的装置而设，也可设置在用以控制车辆900的ECU600中。由此，车辆900的悬架装置100、转向装置及驱动力传递装置均能接受电子式控制，因此也可以说是电子控制式悬架、电子控制式转向装置及电子控制式驱动力传递装置。

〔悬架控制处理的概要〕

ECU600通过提供悬架控制量来控制悬架装置100。更具体而言，ECU600通过对悬架装置100中包含的油压缓冲装置所具备的电磁线圈式阀提供悬架控制量，来控制该电磁线圈式阀的开闭。为了使该控制成为可能，配设有用以将驱动电力从ECU600提供给电磁线圈式阀的电力线。

〔转向控制处理的概要〕

ECU600对车辆900具备的各种电子设备进行统辖控制。更具体而言，ECU600通过调整提供给扭矩施加部460的转向控制量，来控制要施加给操纵杆420的助力扭矩或阻力扭矩的大小。

〔对驱动力传递装置的控制处理的概要〕

ECU600例如通过提供差动限制用控制量来控制驱动力传递装置。具体可举出如下一例：ECU600根据行驶状况来调整多片离合式LSD的咬合压接强度，以在前轮与后轮之间分配引擎驱动力，或者在前方左右车轮之间或后方左右车轮之间分配引擎驱动力，由此对由引擎驱动力而旋转的每个车轮的转数进行控制。

〔状态量计算的逻辑理论说明〕

<状态量的定义>

本实施方式中的车辆900的状态量X的一例如下式所示。这里，状态量X是由n×1矩阵表示的矢量，本实施例中n＝16。本说明书中，右下标小字f1、fr、rl及rr分别表示车辆900的左前轮、右前轮、左后轮及右后轮。另外，右下标小字ii表示车辆900的上述车轮中的任一个以上的车轮。

X＝[w，p，q，r，w_1fl，w_1fr，w_1rl，w_1rr，DampSt_fi，DampSt_fr，DampSt_rl，DampSt_rr，TireSt_fl，TireSt_fr，Tirest_rl，TireSt_rr]^T

上述式中，w代表弹簧上重心垂向(上下方向)速度，并且是车体200的弹簧上速度的z轴方向成分。p、q、r分别代表横滚率、俯仰率及偏航率，例如是车体200的弹簧上角速度的绕x轴旋转成分、绕y轴旋转成分及绕z轴旋转成分。本实施方式中，x轴代表车体200的前后方向，y轴代表车体200的横向，z轴代表车体200的重力方向(铅锤线方向)。

另外，上述式中，w_1fl、w_1fr、w_1rl及w_1rr代表各车轮的弹簧下垂向(上下方向)速度。DampSt_fl、DampSt_fr、DampSt_rl及DampSt_rr代表各车轮所对应的悬架冲程位移。TireSt_fl、TireSt_fr、TireSt_rl及TireSt_rr代表各车轮的车胎冲程位移。

＜状态量的相关运动方程式＞

构成状态量X的各要素的运动方程式的一例如下式(1)～(7)所示。

各物理量上所附的点“·”代表相对于时间的微分(time differential)。

式(1)中，ΣR_z代表作用于车体200重心处的重力方向力，m₂代表车体200的弹簧上质量，u代表车体200沿前后方向的弹簧上速度，并且v代表车体200沿横向的弹簧上速度。

式(2)～(4)中，I_zx代表车体200的弹簧上横向(例如y轴)惯性乘积，I_x代表围绕于穿过车体200重心的x轴的惯性力矩，I_y代表围绕于穿过车体200重心的y轴的惯性力矩，并且I_z代表围绕于穿过车体200重心的z轴的惯性力矩。另外，式(2)～(4)中，M_x代表作用于车体200重心处的围绕于x轴的力矩，M_y代表作用于车体200重心处的围绕于y轴的力矩，并且，M_z代表作用于车体200重心处的围绕于z轴的力矩。

式(5)中，m_1ii代表任意车轮的弹簧下质量，R_zii代表各车轮在弹簧下受到的悬架反作用力，并且k_1ii代表任意车轮的车胎弹簧常数。

式(6)中，DampV_ii代表各车轮所对应的悬架冲程速度，w_ii代表各车轮的弹簧上的悬架点垂向(上下方向)速度。式(7)中，TireV_ii代表各车轮的车胎冲程速度，w_0ii代表任意车轮点相对于路面的位移量的微分值。w_ii通过下式(6a)～(6d)来表达。式(6a)～(6d)中，tr_f、tr_r代表车体200的前车胎间距(tread)的半长、以及后车胎间距(tread)的半长，l_f、l_r代表车体200的前车轴重心间距以及后车轴重心间距。

w_fl＝w+tr_fp-l_fq…(6a)

w_fr＝w-tr_fp-l_fq…(6b)

w_rl＝w+tr_rp+l_rq…(6c)

w_rr＝w-tr_rp+l_rq…(6d)

<外力/力矩的表达式>

关于上述运动方程式中的外力或者力矩，例如由以下说明的式(8)～(23)来表达。例如，悬架反作用力通过下式(8)～(1 1)来表达。

R_zfl＝-k_2f(DampSt_fl)-c₂f(DampV_fl)-k_af(DampSt_fl-DampSt_fr)-DampF_fl…(8)

R_zfr＝-k_2f(DampSt_fr)-c_2f(DampV_fr)+k_af(DampSt_fl-DampSt_fr)-DampF_fr…(9)

R_zrl＝-k_2r(DampSt_rl)-c_2r(DampV_rl)-k_ar(DampSt_rl-DampSt_rr)-DampF_rl…(10)

R_zrr＝-k_2r(DampSt_rr)-c_2r(DampV_rr)+k_ar(DampSt_rl-DampSt_rr)-DampF_rr…(11)

式(8)～(11)中，R_zfl，R_zfr，R_zrl，R_zrr代表各车轮所对应的悬架反作用力，DampF_fl，DampF_fr，DampF_rl，DampF_rr代表各车轮的阻尼器阻尼力。另外，式(8)～(11)中，k_2f、k_2r代表前轮悬架弹簧的弹簧常数及后轮悬架弹簧的弹簧常数，C_2f、C_2r代表用于提高与前轮及后轮相关的后述车辆模型的稳定性的参数，并且，k_af、k_ar代表前轮及后轮所对应的稳定器的刚性。

另外，作用于车体200重心处的前后方向力∑R_x、作用于车体200重心处的横向力∑R_y、及作用于重心处的重力方向力∑R_z分别如下式(12)～(14)所示。

∑R_z＝R_zfl+R_zfr+R_zrl+R_zrr…(14)

式(12)、式(13)中，∑F_x0代表车辆900所有车胎的前后方向力，∑F_y0代表车辆900所有车胎的横向力。

M_xR＝tr_f(R_zfl-R_zfr)+tr_r(R_zrl-R_zrr)+h₁(∑R_y)…(15)

M_yR＝-l_f(R_zfl+R_zfr)+l_r(R_zrl+R_zrr)-h₁(∑R_x)…(16)

M_zR≈0…(17)

式(15)～(17)中，M_xR代表作用于车体200重心处的围绕于x轴的悬架反作用力力矩，M_yR代表作用于车体200重心处的围绕于y轴的悬架反作用力力矩，M_zR代表作用于车体200重心处的围绕于z轴的悬架反作用力力矩。另外，式(15)～(17)中，h₁代表沿z轴方向从车辆900重心到各轮弹簧下的距离的平均值。

M_x，tire＝R₀(∑F_y0)…(18)

M_y，tire＝-R₀(∑F_x0)…(19)

M_z，tire≈0…(20)

式(18)～(20)中，M_xtire代表作用于车体200重心处的围绕于x轴的车胎反作用力力矩，M_ytire代表作用于车体200重心处的围绕于y轴的车胎反作用力力矩，M_ztire代表作用于重心处的围绕于z轴的车胎反作用力力矩。另外，R₀代表车胎半径。M_x、M_y及M_z通过下式(21)～(23)来表达。

M_x＝M_xR+M_x，tire…(21)

M_y＝M_yR+M_y，tire…(22)

M_z≈0…(23)

<运动方程式的变形>

本实施方式中，提供给ECU60的输入值例如可由以下矩阵U₁、U₂来表达。这里，U₁及U₂是由q×1矩阵所示的矢量，在U₁中，q＝8，在U₂中，q＝6。另外，提供给ECU600的观测值可由以下矩阵Y来表达。这里，Y是由p×1矩阵所示的矢量，例如本实施方式中p＝5。

U₁＝[TireSt_fl，TireSt_fr，TireSt_rl，TireSt_rr，DmapF_fl，DmapF_fr，DmapF_rl，DmapF_rr]^T

U₂＝[∑F_x0，∑F_y0，DmapF_fl，DmapF_fr，DmapF_rl，DmapF_rr]^T

Y＝[r，TireSt_fl，TireSt_fr，TireSt_rl，TireSt_rr]^T

上述运动方程式可由下式(24)及式(25)所示。

Y＝h(X)…(25)

使用雅可比矩阵(J_x，J_u)，从式(24)导出下式(26)，从式(25)导出式(27)。式(26)及式(27)中等号右边的最终项表示误差。

f(X，U)＝f(X₀，U₀)+J_x(X₀，U₀)(X-X₀)+J_U(X₀，U₀)(U-U₀)+O²(X，U)…(26)

这里，设f(X₀，U₀)＝0，h(X₀)＝0，则式(26)中等号右边的第二项、第三项分别如式(28)、式(29)所示，式(27)中等号右边的第二项如式(30)所示。

因此，式(24)可用下式(31)来表达。如此，前述运动方程式可通过采用线性运算的线性系统来表达。这里，将式(31)离散化，则可导出下式(32)、式(33)及式(34)。式(32)中，A_c代表系统矩阵，其表达车辆900固有特性。式(33)中，B_c代表输入矩阵，其表达输入量对车辆900带来的影响。式(34)中，C_c代表观测矩阵，其用于输出来自车辆900的观测量。由状态量及上述矩阵U₁、U₂明显可知，该车辆模型包含车辆900的要素并且是示出车辆整体动作的单一模型。

＜矩阵的离散化＞

Ac、Bc及Cc矩阵通过如上所述的式(32)、式(33)及式(34)，而得到离散化。也就是说，Ac代表离散化后的系统矩阵，Bc代表离散化后的输入矩阵及，Cc代表离散化后的观测矩阵。式(32)中，L^-1代表逆拉普拉斯运算处理，s代表拉普拉斯运算子，I代表单位矩阵。另外，式(33)中，Δt代表采样时间。

C＝C_C …(34)

＜车辆模型＞

本实施方式中用于车辆状态推定量的车辆模型可通过下式(35)、式(36)来表达。如上所述，该车辆模型是包括车辆900的要素且示出车辆整体动作的单一模型。这里，右下标小字k代表离散状态下的任意步骤，k－1代表相较于k的前一个步骤。

上述式(35)、式(36)中，X_k尖(hat)是车辆模型的状态量、即车辆状态推定量。X_k尖通过以下矩阵来表达。

另外，U_k尖是输入值，其例如通过下式U1_k尖、U2_k尖来表达。

另外，Y_k尖是观测量、即推定车辆观测量。Y_k尖通过下列矩阵来表达。

[实施方式1]

本实施方式中，计算基于上述逻辑理论的状态量，并使用该状态量来控制悬架装置100的动作。

〔ECU的功能性结构〕

图2是本发明的实施方式1的控制装置的功能性结构的一例框图。

如图2所示，ECU(控制装置)600具备：着地负荷计算部610、输入量计算部620、第一状态量计算部630、观测量计算部640、第二状态量计算部650及阻尼器ECU660。另外，本实施方式中，ECU600与偏航率传感器350、轮速传感器320、转向角传感器440、横向G传感器330及纵向G传感器340、以及RAM601连接，这些传感器及RAM作为获取部来获取控制上所要的车辆相关物理量。着地负荷计算部610、输入量计算部620、第一状态量计算部630、观测量计算部640及第二状态量计算部650相当于状态量计算装置。

着地负荷计算部610计算着地负荷。着地负荷是指，车辆的沿重力方向朝着弹簧下的负荷。着地负荷计算部610具备惯性负荷计算部611、路面负荷计算部612、着地负荷运算部613、及根据轮速传感器320获取的轮速Vw来计算轮速变动量ΔVw的轮速变动计算部614。

惯性负荷计算部611计算惯性负荷。惯性负荷是指，作用于车辆900的惯性力引起动作变化而产生的着地负荷成分。例如，惯性负荷计算部611将轮速传感器320获取的轮速Vw、转向角传感器440获取的转向操作角δ_s、横向G传感器330获取的横向加速度a_y、纵向G传感器340获取的前后方向加速度a_x、以及存储在RAM601中的车重m等各种车辆因素作为输入值，计算各车轮的惯性负荷dFz0_{inertiafl，fr，rl，rr}。这里，车辆的物理量之前若附写有“d”，则意指该物理量的变动或差分。

路面负荷计算部612根据轮速、轮速变动量、不变负荷Fz0_nom及惯性负荷来计算路面负荷。路面负荷是由路面的凹凸所带来的着地负荷成分。例如，路面负荷计算部612将轮速变动计算部614计算出的轮速变动量ΔVw、惯性负荷计算部611计算出的各车轮的惯性负荷dFz0_{inertiafl，fr，rl，rr}、以及存储在RAM601中的车重m、不变负荷Fz0_nom及各种车辆因素等作为输入值，计算各车轮的路面负荷dFz0_{roadfl，fr，rl，rr}。

着地负荷运算部613根据惯性负荷及路面负荷来运算着地负荷。例如，着地负荷运算部613将惯性负荷计算部611计算出的各车轮的惯性负荷dFz0_{inertiafl，fr，rl，rr}、路面负荷计算部612计算出的各车轮的路面负荷dFz0_{roadfl，fr，rl，rr}、及不变负荷Fz0_nom(图中未示出)作为输入值，计算各车轮的着地负荷dFz0_{fl，fr，rl，rr}。

输入量计算部620至少使用所述车辆所具备的G传感器的传感值来计算输入量。例如，输入量计算部620根据加速度(G)传感值、车辆重量及阻尼器电流值来计算输入量。输入量计算部620具备运算部621、映射部622及输入量构建部623。

运算部621例如将横向G传感器330获取的横向加速度a_y、纵向G传感器340获取的前后方向加速度a_x、以及存储在RAM601中的车重m作为输入值，计算作用于车体200重心处的前后方向力ΣR_x及作用于车体200重心处的横向力ΣR_y。

映射部622示出悬架冲程速度及阻尼器电流与阻尼器衰减量之间的相关性，可通过图表或数学式来表达。映射部622例如将各车轮的后述悬架冲程速度DampV_{fl，fr，rl，rr}及各车轮的阻尼器电流DampCur_{fl，fr，rl，rr}作为输入值，来输出各车轮的与该输入值相对应的阻尼器衰减量DampF_fl，_fr，rl，rr。阻尼器电流DampCur_{fl，fr，rl，rr}是来自阻尼器ECU640的反馈值。

输入量构建部623将运算部621计算出的前后方向力ΣR_x及横向力ΣR_y、映射部622输出的阻尼器衰减量DampF_{fl，fr，rl，rr}作为输入值，来构建输入量。该输入量例如通过前述矩阵U₂来表达。

第一状态量计算部630将输入量计算部620计算出的输入量输入给前述车辆模型，来计算车辆900的第一状态量。第一状态量计算部630具备运算部631，633、延迟部632、抽取部634及加算部635。

运算部631计算由输入量构建部623计算出的输入量与输入矩阵B的乘积。由此，输入量对车辆模型的影响便反映到接下来计算的第一状态量中。

延迟部632使后述步骤k的第二状态量X_2k尖成为前一步骤k－1的第二状态量X_2k－1尖。

运算部633计算由延迟部632生成的第二状态量X_2k－1尖与系统矩阵A的乘积。由此，车辆模型固有的特性便反映到接下来计算的第一状态量中。

抽取部634根据由延迟部632生成的第二状态量X_2k－1尖来计算各车轮所对应的悬架冲程速度DampV_{fl，fr，rl，rr}。例如，抽取部634从第二状态量X_2k－1尖中抽取各车轮所对应的悬架冲程成分，将抽取了的成分适当微分，或者通过适当的增益率来进行调整，从而计算出各车轮所对应的悬架冲程速度DampV_{fl，fr，rl，rr}。得到的计算值通过由上述悬架冲程速度构成的4×1矩阵来表达，其作为前述映射部622的输入值。

加算部635将由运算部631计算出的输入量与输入矩阵B的乘积，和由运算部633计算的出第二状态量X_2k－1尖与系统矩阵A的乘积相加，从而计算第一状态量X’_2k尖。

观测量计算部640根据着地负荷计算部610计算出的着地负荷、及车胎的弹簧常数增益率来计算观测量。观测量计算部640具备车胎冲程计算部641及观测量构建部642。

各车轮的车胎冲程位移TireSt_ii如下式(37)所示。车胎冲程计算部641根据由着地负荷运算部613计算出的各车轮的着地负荷dFz0_{fl，fr，rl，rr}、及车胎弹簧常数增益率G，计算各车轮的车胎冲程TireSt_{fl，fr，rl，rr}。车胎冲程位移是车胎变化量的一种形式。

TireSt_ii＝G_iidFz0_ii...(37)

观测量构建部642构建包括当前的车胎变化量在内的观测量。例如，观测量构建部642将由车胎冲程计算部641计算出的车胎冲程位移、及由偏航率传感器350获取的偏航率检测值作为输入值，来构建观测量Y_k。车胎冲程位移是车胎半径的变化量，是车胎变化量的一种形式。观测量Y_k例如为5×1矩阵，可表达如下。这里，右下标小字sens意指观测量。

Y_k＝[r_sensk，TireSt_flsensk，TireSt_frsensk，TireSt_lrsensk，TireSt_rrsensk]^T

这里，r_sensk是偏航率传感器350的检测值，TireSt_iisensk是车胎冲程计算部641计算出的车胎冲程位移。

观测量计算部640也可构成为如下方式：不具备车胎冲程计算部641，观测量构建部642将着地负荷运算部613运算出的着地负荷直接构建为观测量。

第二状态量计算部650使用观测量计算部640计算出的观测量Y_k，对第一状态量计算部630计算出的车辆900的第一状态量X’_2k尖进行补正，从而计算车辆900的第二状态量X_2k尖。第二状态量计算部650具备运算部651、653、减算部652及加算部654。

运算部651根据已有的状态量来计算观测量。例如，运算部651将延迟部632输出的由n×1矩阵表达的X_2k-1尖，与由p×n矩阵表达的输出矩阵C相乘，从而算出基于状态量所预测的预测观测量Y_k尖。

减算部652从由观测量构建部642构建出的观测量Y_k中，减去由运算部651计算出的推定观测量Y_k尖，从而计算观测量减算值。Y_k是基于实测值的观测量，而Y_k尖可以说是推定出的观测量。

运算部653将减算部652计算出的观测量减算值与卡尔曼增益率K相乘。卡尔曼增益率K是指卡尔曼滤波器的增益率。

在加算部654，从基于实测值的观测量中减去推定观测量后而得到的差分与卡尔曼增益率K相乘的乘积数值，与加算部635计算出的第一状态量X’_2k尖相加。如此，算出经修正后的状态量即第二状态量X_2k尖。第二状态量X_2k尖被输出至前述延迟部632。

如此，第二状态量计算部650进一步使用卡尔曼增益率来对第一状态量X’_2k尖进行补正。因此，也可以说第二状态量计算部650构成为卡尔曼滤波模块。

阻尼器ECU660使用车辆900的状态量计算值来对悬架装置100进行控制。阻尼器ECU660相当于对车辆900所具备的装置进行控制的控制部。阻尼器ECU670例如将从延迟部632输出来的第二状态量X_2k－1尖、及抽取部634从第二状态量X_2k－1尖中抽取出的各车轮所对应的悬架冲程速度DampV_{fl，fr，rl，rr}作为输入值，并例如通过天棚控制来对悬架装置100的动作进行控制。

〔作用效果〕

通过以上说明明显可知，本实施方式中，ECU600具备前述着地负荷计算部610、输入量计算部620、第一状态量计算部630、观测量计算部640及第二状态量计算部650。ECU600中，以位移即长度单位来表达基于着地负荷的观测量，并使用该观测量来计算状态量。另一方面，进行悬架装置100的控制时，悬架装置100的控制量通常以物理量来表达，其中该物理量由成为控制对象的物体的位移信息、即长度单位来表达。因此，观测量与控制量表达的是同一层次的信息，于是，上述控制中，基于用该观测量得出的运算结果来控制状态量的控制结果便稳定。在涉及上述控制的运算中，若使用不表现出位移信息的观测量，即若使用以长度单位以外的方式所表达的观测量，则可能因为无法确定受运算结果控制的控制对象物的位移举动，而可能导致控制上所需的运算结果无法收敛至最佳而是发散。因此，在涉及控制的运算中，若采用这种以长度单位以外的方式所表达的观测量，则可能因使用发散状态的运算结果而导致控制精度等的恶化。另外，为防止这一点，需要采取其他手段，例如实施整体系统的偏置处理等，以使运算结果始终保持在预定范围。因此，相比于基于由不表现出位置信息的单位所表达的观测量来计算状态量，本实施方式能够以更简单的方案来稳定状态量的计算。

另外，本实施方式中，根据来自通用的传感器的获取值来计算观测量，并将这样的观测量用于状态量的补正。即，本实施方式中计算用该观测量补正后的状态量。因此，相比于不进行基于观测量的状态量补正处理的情况，本实施方式能够得到更好的状态量推定结果。因此，与不使用前述观测量的情况相比，本实施方式能够更高精度地计算车辆的状态量。

另外，本实施方式中，使用来自通用的传感器的获取值作为传感值，来计算观测量。因此，即使不使用特殊的传感器，也能够如上地以高精度来计算车辆的状态量。

本实施方式中，观测量包括当前的车胎变化量，因此适合作为表达行驶着的车辆的状态的物理量。因此，本方案中，观测量可作为供高精度地控制车辆行驶状态的状态量，而实现更佳的效果。

另外，本实施方式中，车胎的变化量是车胎半径的变化量、即车胎冲程位移。车胎的变化量之中，尤其车胎冲程位移能够期待对状态量的计算做出更多贡献。因此，从抑制状态量计算中的误差的观点来看，本方案更有效。

另外，本实施方式中，第二状态量计算部650构成为卡尔曼滤波模块，通过进一步采用有卡尔曼增益率的卡尔曼滤波处理，来对车辆900的第一状态量进行补正。如此，本实施方式中，基于经卡尔曼滤波器补正后的更佳观测量来计算第一状态量。因此，与使用不经此补正的观测量来计算状态量的情况相比，从基于经恰当补正后的观测量来计算得以恰当补正的状态量的观点来看，上述方案更有效。

另外，本实施方式中，着地负荷计算部610具备前述惯性负荷计算部611、路面负荷计算部612及着地负荷运算部613。因此，可根据来自通用的传感器的检测值来正确推定着地负荷。因此，从无需使用特殊的传感器也可提高观测量的精度的观点来看，本方案更有效。

另外，本实施方式中的车辆模型使用能够表现车辆整体动作的单一模型。因此，所有车轮所受到的带给车辆整体的影响会反映到状态量的计算中。例如可举出，任意车轮受到的影响进一步对车体或其他车轮等产生影响的这一状况。若按车轮数量来组合使用就每一车轮单独完成状态量运算的单轮模型，则在该情况下算出的状态量有可能背离实际的车辆动作。因此，与采用就每一车轮单独完成状态量运算的单轮模型的情况相比，从拓宽能供恰当算出车辆状态量的适用范围的观点来看，本方案更有效。

另外，本实施方式中，ECU600具备上述状态量计算装置、以及作为前述控制部的阻尼器ECU660。因此，可以使用如上计算出的状态量，来对车辆900所具备的装置进行适当控制，结果是能够对行驶的车辆900的行驶状态进行适当的控制。因此，与不使用上述状态量来进行控制的情况相比，本方案能够进一步提高车辆的行驶稳定性。

另外，本实施方式中，车辆900所具备的装置例如是作为电子控制式转向装置的悬架装置100。通过本方案，能够对行驶着的车辆的悬架装置进行更适当的控制。

另外，本实施方式中，车辆900具备上述ECU600。因此，能够对车辆900的行驶状态进行适当控制。通过本方案，能够提供行驶稳定性提高了的车辆900。

另外，本实施方式中实施一种状态量计算方法，其包括：计算着地负荷的步骤，其中着地负荷为车辆的沿重力方向朝向弹簧下的负荷；根据加速度(G)传感值、车辆重量及阻尼器电流值来计算输入量的步骤；将所述计算输入量的步骤中计算出的所述输入量输入给车辆模型，来计算所述车辆的第一状态量的步骤；根据所述计算着地负荷的步骤中计算出的所述着地负荷、及车胎的弹簧常数增益率，来计算观测量的步骤；以及使用所述计算观测量的步骤中计算出的所述观测量，对所述计算所述车辆的第一状态量的步骤中计算出的所述车辆的第一状态量进行补正，从而计算所述车辆的第二状态量的步骤。因此，如上所述，能够高精度地计算车辆900的状态量。

〔实施方式2〕

以下对本发明的其他实施方式进行说明。为便于说明，对与上述实施方式中说明了的部件具有相同功能的部件赋予相同的符号，并不再重复说明。

本实施方式中，ECU600还具备轮速补正部。轮速补正部例如将轮速传感器320获取的轮速Vw作为输入值，从轮速Vw中去除由悬架几何形状的变化所带来的轮速变动成分，从而对轮速进行补正。轮速补正部将如此补正后的轮速Vw输出给着地负荷计算部610。着地负荷计算部610使用补正后的轮速Vw，如前所述那样计算着地负荷。轮速补正部也可不对轮速Vw进行补正，而是对轮速差ΔVw进行补正。

例如，若悬架的轴方向相对倾斜于重力方向，则由于悬架会伸缩而使车胎受到沿该轴方向的力，从而轮速会随该力而变动。轮速传感器320虽然会检测到随上述力而变动的轮速，但在前述的状态量计算中，与这样的悬架动作相伴随的轮速变动成分会成为噪声。而轮速补正部会从来自轮速传感器320的获取值之中去除这样的噪声成分。因此，本实施方式中，着地负荷计算部610能使用去除了该噪声后的轮速Vw来计算着地负荷，观测量计算部640中能使用该着地负荷来计算各车轮的车胎冲程。如此，本实施方式中，在进行状态量的计算前，去除噪声成分。

本实施方式中，ECU600还具备：轮速补正部，其去除由悬架几何形状的变化所带来的轮速变动成分，从而对轮速进行补正。与ECU600不具备该轮速补正部的情况相比，从高精度地计算状态量的观点来看，本方案更有效。

〔实施方式3〕

以下对本发明的其他实施方式进行说明。为便于说明，对与上述实施方式中说明了的部件具有相同功能的部件赋予相同的符号，并不再重复说明。

本实施方式中，ECU600还具备用于计算理想车辆状态的规范模型。该规范模型例如是与车辆900行驶状态相关的一个以上的模型，其在本实施方式中例如为第一模型及第二模型。第一模型是更重视行驶性的模型，第二模型是更重视乘坐舒适性的模型。第一模型及第二模型是前述的状态量计算上所用的适当形态。例如，这些模型的方式可表现为为对计算值进行增益处理的增益形态，或者可表现为映射形态。这些模型例如以第一模型用增益率、第二模型用映射图等形态存储在RAM601。

另外，ECU600可还具备：模型输入部，该模型输入部接受来自车辆900驾驶者的规范模型指示。若该模型输入部受理了驾驶者选择第一模型或第二模型中某一者的操作，则ECU600根据该操作来选择规范模型，并使用与所选模型相对应的增益率或者映射图来计算状态量。

阻尼器ECU660以减少理想车辆状态与状态量之间的差的方式，来对悬架装置100进行控制。例如，阻尼器ECU660若基于第一模型来计算状态量，则相较于供提高乘坐舒适性的控制量，可以相对增加供提高操作稳定性的控制量，由此对悬架装置100进行控制，以着重提高车胎着地感。另外，若基于第二模型来计算状态量，则相较于供提高操作稳定性的控制量，可以相对增加供提高乘坐舒适性的控制量，由此对悬架装置100进行控制，以着重提高车辆900行使时的乘坐舒适性。

本实施方式中，ECU600还具备上述规范模型，阻尼器ECU660以减少理想车辆状态与状态量之间的差的方式来对悬架装置100进行控制。从使用前述高精度计算的状态量来实现预期的车辆状态的观点来看，本方案更有效。

〔实施方式4〕

以下对本发明的其他实施方式进行说明。为便于说明，对与上述实施方式中说明了的部件具有相同功能的部件赋予相同的符号，并不再重复说明。

图3是本发明的实施方式3的控制装置的功能性结构的一例框图。实施方式3的ECU600a在具备输入量计算部670以代替输入量计算部620，并且不具备观测量计算部640及第二状态量计算部650这一点上，与前述实施方式的ECU600不同。例如，如图3所示，ECU600a具备着地负荷计算部610、车胎变化量计算部670、第一状态量计算部630及阻尼器ECU660。另外，ECU600a与轮速传感器320、转向角传感器440、横向G传感器330、纵向G传感器340及RAM601连接。

车胎变化量计算部670计算车胎的变化量。车胎的变化量例如是车胎半径的变化量、即车胎冲程位移。车胎变化量计算部670具备车胎冲程计算部641、映射部622及运算部671。

运算部671将由车胎冲程计算部641计算出的各车轮的车胎冲程TireSt_{fl，fr，rl，rr}、及由映射部622输出的阻尼器衰减量DampF_{fl，fr，rl，rr}输入进前述矩阵U_1k，从而得到矩阵U_k。

第一状态量计算部630中，运算部631将运算部671计算出的矩阵U_k乘以前述输入矩阵B。输入矩阵B是表达输入量对系统(运动方程式)产生的影响的矩阵。

延迟部632使状态量X_k尖成为前一步骤的状态量。实施方式4中，状态量为X_1k尖，步骤k－1的状态量为X_1k－1尖。

运算部633计算状态量X_1k－1尖与系统矩阵A的乘积。

抽取部634如前述那样地从状态量X_1k－1尖中抽取各车轮所对应的悬架冲程成分，通过适当調整来计算出各车轮所对应的悬架冲程速度DampV_{fl，fr，rl，rr}。得到的计算值作为映射部622的输入值。

加算部635将矩阵U_k与输入矩阵B的乘积，和状态量X_1k－1尖与系统矩阵A的乘积相加，从而计算状态量X_1k尖。

阻尼器ECU660使用车辆900的状态量计算值来对悬架装置100进行控制。阻尼器ECU660从延迟部632获取状态量X_1k－1尖，从抽取部634获取各车轮所对应的悬架冲程速度DampV_{fl，fr，rl，rr}。根据这些获取值，例如通过天棚控制来对悬架装置100的动作进行控制。另外，将各车轮的阻尼器电流DampCur_{fl，fr，rl，rr}输出给映射部622。

通过以上说明明显可知，本实施方式中，ECU600a具备前述着地负荷计算部610、车胎变化量计算部670及第一状态量计算部630。ECU600a中，基于着地负荷，将车胎变化量用于状态量的计算。因此，基于以位移即长度单位来表达的计算值即车胎变化量，来计算状态量，所以状态量的计算结果与前述实施方式一样稳定。因此，与基于不表现出位置信息的观测量、即以长度单位以外的方式所表达的观测量，来计算状态量的情况相比，本实施方式与前述实施方式一样，能够稳定状态量的计算。

另外，本实施方式中，使用来自通用的传感器的获取值作为传感值，来计算观测量。因此，即使不使用特殊的传感器，也能够如上地以高精度来计算车辆的状态量。

本实施方式中，车胎的变化量是车胎冲程位移。因此，与前述实施方式一样，从抑制状态量计算中的误差的观点来看，本方案更有效。

另外，本实施方式中，着地负荷计算部610具备前述惯性负荷计算部611、路面负荷计算部612及着地负荷运算部613。因此，能够根据来自通用的传感器的检测值来正确推定着地负荷。该方案无需使用特殊的传感器也能够计算着地负荷及车胎变化量，从而能够以更高精度来计算状态量。

另外，本实施方式中的车辆模型使用能够表现车辆整体动作的单一模型。因此，所有车轮所受到的带给车辆整体的影响会反映到状态量的计算中。例如可举出，任意车轮受到的影响进一步对车体或其他车轮等产生影响的这一状况。若按车轮数量来组合使用就每一车轮单独完成状态量运算的单轮模型，则在该情况下算出的状态量有可能背离实际的车辆动作。因此，与采用就每一车轮单独完成状态量运算的单轮模型的情况相比，从拓宽能供恰当算出车辆状态量的适用范围的观点来看，与前述实施方式同样地，本方案更有效。

另外，本实施方式中，ECU600a还具备阻尼器ECU660。因此，与不使用上述状态量来进行控制的情况相比，与前述实施方式一样，本方案能够进一步提高车辆的行驶稳定性。

另外，本实施方式中，车辆900所具备的装置例如是作为电子控制式转向装置的悬架装置100。因此，与前述实施方式一样，通过本方案，能够对行驶着的车辆的悬架装置进行更适当的控制。

此外，本实施方式中，车辆900具备上述ECU600。因此，与前述实施方式一样，通过本方案，能够提供行驶稳定性提高了的车辆900。

〔实施方式5〕利用摄像头来推定着地负荷

以下对本发明的其他实施方式进行说明。为便于说明，对与上述实施方式中说明了的部件具有相同功能的部件赋予相同的符号，并不再重复说明。

关于本实施方式的ECU，除车辆900安装有能够对行进方向的路面进行拍摄的摄像头以及路面负荷计算部612基于该摄像头拍摄的视频来计算路面负荷以外，其它均与前述实施方式的方案相同。

本实施方式中，上述摄像头拍摄车辆900的行进方向的路面。路面负荷计算部612获取拍摄了的路面的凹凸的数据。另外，路面负荷计算部612基于车辆900的当前行驶状态、来自传感器的获取值及存储在RAM601中的各种车辆因素，计算各车轮行驶在所拍摄路面上时的各车轮路面负荷dFz0_{roadfl，fr，rl，rr}。

上述摄像头可拍摄车辆900行进方向的凹凸等路面状态即可，例如可为行车记录仪所具有的摄像头。

本实施方式中，由于根据行进方向的路面的图像来推定路面负荷，因此能够对状态量进行预测，从而能在实际通过路面特定地点(拍摄到的地点)之前，预测通过该特定地点时的状态量。因此，与前述实施方式相比，上述方案能够起到预防基于状态量的车辆行驶状态控制处理发生延迟的效果。本实施方式的ECU还可起到前述实施方式的效果当中的、由路面负荷计算部612以外的各构成部所带来的效果。

〔实施方式6〕

以下对本发明的其他实施方式进行说明。为便于说明，对与上述实施方式中说明了的部件具有相同功能的部件赋予相同的符号，并不再重复说明。

本实施方式的ECU除还具备转向ECU以外，其它均与前述实施方式的方案相同。

转向ECU基于由ECU计算出的状态量X_k尖(或X_k－1尖)，对提供给扭矩施加部460的转向控制量进行调整，从而对施加给操纵杆420的助力扭矩或阻力扭矩的大小进行控制。

本实施方式中，能够基于前述状态量，以使车辆900作出与转向操作相应的较佳动作的方式，来对悬架进行控制。另外，本实施方式中，能够基于前述状态量，并参考来自悬架的输出值、或来自悬架周围所设传感器的获取值，以为乘坐者提供较佳感觉(例如，乘坐舒适性及转向操作稳定性等)的方式，来对悬架的动作进行控制。

通过以上说明可知，本实施方式在具备阻尼器ECU的基础上还具备转向ECU。因此，能够进一步提高车辆900的行驶稳定性及转向操作稳定性这两者。另外，本实施方式还可起到前述实施方式的效果当中的、由转向ECU以外的各构成部所带来的效果。

〔实施方式7〕

以下对本发明的其他实施方式进行说明。为便于说明，对与上述实施方式中说明了的部件具有相同功能的部件赋予相同的符号，并不再重复说明。

本实施方式的ECU除具备转向ECU及动力传递ECU以外，其它均与前述实施方式的方案相同。

动力传递ECU基于由ECU计算出的状态量X_k尖(或X_k－1尖)，在前后车轮间或者左右车轮间，调整需要从引擎500传递给车辆900车轮的驱动力的分配量，从而通过该驱动力来对各车轮的转数进行控制。关于转向ECU的详细方案，见实施方式6所述。

本实施方式中，能够基于前述状态量，以使车辆900作出与转向操作相应的较佳动作的方式，对前后车轮间或左右车轮间的引擎驱动力分配量进行控制。因此，根据本实施方式，能够提高转向操作稳定性及行驶性这两者。作为提高行驶性的一例，可举出将引擎驱动力在左右车轮间分配来使车体发生偏航，以抑制转向不足或者转向过度，从而提高车辆的转弯能力。另外，本实施方式还可起到前述实施方式的效果当中的、由动力传递ECU以外的各构成部所带来的效果。

〔基于程序软件的实现例〕

本发明的状态量计算装置或控制装置的控制块(尤其是ECU600、600a)既可通过集成电路(IC芯片)等中形成的逻辑电路(硬件)来实现，也可通过程序软件来实现。

通过程序软件来实现时，状态量计算装置或控制装置具备对实现各功能的程序软件命令加以执行的计算机。该计算机具备例如1个以上的处理器、以及存储有上述程序软件的能由计算机读取的记录介质。上述计算机中，由上述处理器从上述存储介质中读取上述程序软件并加以执行，即可达成本发明的目的。

作为上述处理器，例如可采用CPU(Central Processing Unit：中央处理器)。作为上述存储介质，可采用“非暂存式有形介质”，例如有ROM(Read Only Memory：只读存储器)等，还有存储带、存储盘、存储卡、半导体存储器、可编程逻辑电路等。另外，还可进而具备供展开上述程序软件的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等。

另外，上述程序软件也可通过能传输该程序软件的任意传输媒介(通信网络、广播波等)来提供给上述计算机。这里，即使上述程序软件的形态是通过电子式传输来体现的载置于载波中的数据信号，本发明的一个方面也能得以实现。

本发明并不限于上述各实施方式，可以在本发明所示的范围内进行各种变更，适当地组合不同实施方式中各自披露的技术手段而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

<附图标记说明>

100 悬架装置

200 车体

300、300A、300B、300C、300D 车轮

310、310A、310B、310C、310D 车胎

320 轮速传感器

330 横向G传感器

340 纵向G传感器

350 偏航率传感器

410 转向操作部件

420 操纵杆

430 扭矩传感器

440 转向角传感器

460 扭矩施加部

470 齿条齿轮机构

480 齿条轴

500 引擎

510 引擎扭矩传感器

520 引擎转数传感器

530 制动压传感器

600、600a ECU

601 RAM

610 着地负荷计算部

611 惯性负荷计算部

612 路面负荷计算部

613 着地负荷运算部

620 输入量计算部

621、631、633、651、653、671 运算部

622 映射部

623 输入量构建部

630 第一状态量计算部

632 延迟部

634 抽取部

635、654 加算部

640 观测量计算部

641 车胎冲程计算部

642 观测量构建部

650 第二状态量计算部

652 减算部

670 车胎变化量计算部

700 发电装置

800 蓄电池

900 车辆

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种状态量计算装置，其具备：

着地负荷计算部，其计算着地负荷，其中所述着地负荷为车辆的沿重力方向朝向弹簧下的负荷；

输入量计算部，其至少使用所述车辆所具备的G传感器的传感值来计算输入量；

第一状态量计算部，其将由所述输入量计算部计算出的所述输入量输入给车辆模型，来计算所述车辆的第一状态量；

观测量计算部，其根据由所述着地负荷计算部计算出的所述着地负荷、及车胎的弹簧常数增益率，来计算车胎冲程位移，其中所述车胎冲程位移是以长度单位来表达的、作为观测量的车胎半径变化量；以及

第二状态量计算部，其构成为卡尔曼滤波模块，并使用由所述观测量计算部计算出的所述观测量、及卡尔曼增益率，通过卡尔曼滤波处理来对由所述第一状态量计算部计算出的所述车辆的第一状态量进行补正，从而计算所述车辆的第二状态量。

2.(修改后)一种状态量计算装置，其具备：

着地负荷计算部，其仅根据车辆所具备的传感器的值及各种车辆因素，来计算着地负荷，其中，所述着地负荷为所述车辆的沿重力方向朝向弹簧下的负荷，所述各种车辆因素包括所述车辆所固有的物理量，所述固有的物理量包括所述车辆的车重及不变负荷，所述不变负荷为所述车辆在其原本状态下的负荷；

车胎变化量计算部，其根据由所述着地负荷计算部计算出的所述着地负荷、及车胎的弹簧常数增益率，来计算车胎冲程位移，其中所述车胎冲程位移是以长度单位来表达的当前的车胎半径变化量；以及

状态量计算部，其将由所述车胎变化量计算部计出算的作为所述车胎变化量的车胎冲程位移输入给车辆模型，从而计算所述车辆的状态量，

并且，

所述着地负荷计算部具备：

惯性负荷计算部，其使用所述传感器的值、及包括所述车重在内的作为所述各种车辆因素的所述固有物理量，来计算惯性负荷，所述惯性负荷是作用于所述车辆的惯性力引起所述车辆的动作变化而产生的着地负荷成分；以及

路面负荷计算部，其使用所述传感器的值、包括所述车重及不变负荷在内的作为所述各种车辆因素的所述固有的物理量、及所述惯性负荷，来计算路面负荷，其中，所述路面负荷是由路面的凹凸所带来的着地负荷成分，所述不变负荷为所述车辆在其原本状态下的负荷；

3.(修改后)根据权利要求1所述的状态量计算装置，其中，

所述着地负荷计算部进而具备：

惯性负荷计算部，其计算惯性负荷，其中所述惯性负荷是惯性力引起所述车辆的动作变化而产生的着地负荷成分；

路面负荷计算部，其根据轮速变动量、不变值及所述惯性负荷来计算路面负荷，其中所述路面负荷是路面的凹凸所带来的着地负荷成分；以及

着地负荷运算部，其根据所述惯性负荷及所述路面负荷来运算所述着地负荷。

4.(修改后)根据权利要求2或3所述的状态量计算装置，其还具备：

轮速补正部，其通过去除由悬架几何形状的变化所带来的轮速变动成分，来对轮速进行补正。

5.(修改后)根据权利要求1～4中任一项所述的状态量计算装置，其中，

所述车辆模型是表达车辆整体动作的单一模型。

6.(修改后)一种控制装置，其具备：

权利要求1～5中任一项所述的状态量计算装置；以及

控制部，其使用由所述状态量计算装置计算出的所述车辆的状态量，来对所述车辆所具备的装置进行控制。

7.(修改后)根据权利要求6所述的控制装置，其中，

所述车辆所具备的装置是选自电子控制式驱动力传递装置、电子控制式悬架及电子控制式转向装置的一者以上。

8.(修改后)根据权利要求6或7所述的控制装置，其中，

所述控制装置还具备用于计算理想车辆状态的规范模型，

所述控制部以减少理想车辆状态与状态量之间的差的方式，对所述车辆所具备的装置进行控制。

9.(修改后)一种车辆，其具备权利要求6～8中任一项所述的控制装置。

10.(删除)

11.(删除)

12.(删除)

13.(删除)

Claims (13)

1.一种状态量计算装置，其具备：

着地负荷计算部，其计算着地负荷，其中所述着地负荷为车辆的沿重力方向朝向弹簧下的负荷；

车胎变化量计算部，其根据由所述着地负荷计算部计算出的所述着地负荷、及车胎的弹簧定数增益率，来计算当前的车胎变化量；以及

状态量计算部，其将由所述车胎变化量计算部计算出的所述车胎变化量输入给车辆模型，从而计算所述车辆的状态量。

2.一种状态量计算装置，其具备：

着地负荷计算部，其计算着地负荷，其中所述着地负荷为车辆的沿重力方向朝向弹簧下的负荷；

输入量计算部，其至少使用所述车辆所具备的G传感器的传感值来计算输入量；

第一状态量计算部，其将由所述输入量计算部计算出的所述输入量输入给车辆模型，来计算所述车辆的第一状态量；

观测量计算部，其根据由所述着地负荷计算部计算出的所述着地负荷、及车胎的弹簧常数增益率，来计算观测量；以及

第二状态量计算部，其使用由所述观测量计算部计算出的所述观测量，来对由所述第一状态量计算部计算出的所述车辆的第一状态量进行补正，从而计算所述车辆的第二状态量。

3.一种状态量计算装置，其具备：

着地负荷计算部，其计算着地负荷，其中所述着地负荷为车辆的沿重力方向朝向弹簧下的负荷；

输入量计算部，其至少使用所述车辆所具备的G传感器的传感值来计算输入量；

第一状态量计算部，其将由所述输入量计算部计算出的所述输入量输入给车辆模型，来计算所述车辆的第一状态量；

观测量构建部，其使用由所述着地负荷计算部计算出的所述着地负荷，来构建观测量；以及

第二状态量计算部，其使用由所述观测量构建部所构建出的所述观测量，来对由所述第一状态量计算部计算出的所述车辆的第一状态量进行补正，从而计算所述车辆的第二状态量。

4.根据权利要求2所述的状态量计算装置，其中，所述观测量包括当前的车胎变化量。

5.根据权利要求1或4所述的状态量计算装置，其中，所述车胎变化量是车胎半径的变化量。

6.根据权利要求2～4中任一项所述的状态量计算装置，其中，

所述第二状态量计算部构成为卡尔曼滤波模块，且通过进一步采用有卡尔曼增益率的卡尔曼滤波处理，对所述车辆的第一状态量进行补正。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的状态量计算装置，其中，

所述着地负荷计算部进而具备：

惯性负荷计算部，其计算惯性负荷，其中所述惯性负荷是惯性力引起所述车辆的动作变化而产生的着地负荷成分；

路面负荷计算部，其根据轮速变动量、不变值及所述惯性负荷来计算路面负荷，其中所述路面负荷是路面的凹凸所带来的着地负荷成分；以及

着地负荷运算部，其根据所述惯性负荷及所述路面负荷来运算所述着地负荷。

8.根据权利要求7所述的状态量计算装置，其还具备：

轮速补正部，其通过去除由悬架几何形状的变化所带来的轮速变动成分，来对轮速进行补正。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的状态量计算装置，其中，

所述车辆模型是表达车辆整体动作的单一模型。

10.一种控制装置，其具备：

权利要求1～9中任一项所述的状态量计算装置；以及

控制部，其使用由所述状态量计算装置计算出的所述车辆的状态量，来对所述车辆所具备的装置进行控制。

11.根据权利要求10所述的控制装置，其中，

所述车辆所具备的装置是选自电子控制式驱动力传递装置、电子控制式悬架及电子控制式转向装置的一者以上。

12.根据权利要求10或11所述的控制装置，其中，

所述控制装置还具备用于计算理想车辆状态的规范模型，

所述控制部以减少理想车辆状态与状态量之间的差的方式，对所述车辆所具备的装置进行控制。

13.一种车辆，其具备权利要求10～12中任一项所述的控制装置。

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