JP5958542B2 - 路面状態取得装置およびサスペンションシステム - Google Patents

Description

本発明は、路面の状態を取得する路面状態取得装置および路面状態取得装置を備えたサスペンションシステムに関するものである。

特許文献１に記載の路面状態取得装置においては、照射装置によって路面に向かって格子状のレーザ光が照射され、カメラによってその格子状のパターンが撮像されて画像が形成される。そして、その格子状のパターンにおいて、互いに平行な２本の横線同士の間隔が、路面が平坦な場合に比較して狭い場合には登り勾配の路面であり、広い場合には下り勾配の路面であると取得される。また、段落〔００４０〕、〔００５６〕には、格子の交差点の各々の座標が求められ、平坦な道路の場合の各々の座標と比較して、道路の勾配や、凹凸の有無、障害物の有無等の道路の３次元形状が検出される旨が記載されている。さらに、請求項６，７には、パターンが分割されて、一部ずつが順番に照射される旨が記載されている。パターンの一部ずつが順番に照射されれば、その一部のパターン内における交差点を、容易にかつ正確に検出することができる。
特許文献２には、プレビューセンサにより車両の前方の路面の凹凸形状を取得する路面状態取得装置が記載されている。段落〔００１０〕には、プレビューセンサとして、レーザ、超音波等を用いたもの、カメラを用いた（撮像された路面を表す画像に基づいて路面の凹凸を検出する）ものが記載されている。また、特許文献２には、路面状態取得装置によって取得された路面の凹凸状態に基づいてサスペンション制御が行われるシステムも記載されている。具体的には、取得された路面の凹凸形状と現在の車両挙動（ばね上上下加速度、ばね上変位等）とに基づいて将来の車両挙動が予測され、その路面を通過する時、あるいは、それより前にサスペンションへの制御指令値が出力される。

非特許文献１，２には、車両の前方の路面の状態を取得する路面状態取得装置が記載されている。この路面状態取得装置においては、プレビューセンサとしてのレーザ変位センサを用いて、ばね上部と路面との間の相対変位が取得される。プレビューセンサで計測された相対変位とプレビューセンサの高さ（すなわち、ばね上部の高さ）の変化とに基づいて路面変位が推定される。プレビューセンサによって計測される相対変位には、ばね上部の高さの変位も含まれる。そこで、同一次元オブザーバに基づき、実際に検出された前後加速度、横加速度、ばね上上下加速度、サスペンションストロークおよびロータリアクチュエータ回転量等を用いて、ばね上変位が推定され、そして、推定されたばね上変位とプレビューセンサによって計測された相対変位とに基づいて路面変位が推定されるのである。
また、非特許文献１，２には、サスペンションシステムにおいて、路面入力に基づくＦＦスカイフック制御が行われること、路面状態取得装置によって状態が取得された路面の部分を車輪が通過するよりプレビュー補償時間τ前に、アクチューエータへの制御指令値を出力するプレビュー制御が行われることが記載されている。それより、アクチュエータの遅れが大きくても、車輪がその路面を通過するのに合わせてサスペンションを作動させることができるため、ばね上部の振動を良好に抑制することができ、乗り心地の向上を図ることができる。

特開２００８−２１７２６７号公報 特開２０１０−１９５３２３号公報 吉岡謙志朗、外４名，「電動アクティブサスペンションにおけるプレビュー制御の検討」，日本機械学会論文集（Ｃ編），社団法人日本機械学会，平成２２年１０月，７６巻，７７０号，ｐ．２０−２７ 神田亮、外４名，「電動アクティブスタビライザサスペンションシステムの乗り心地制御の検討」，自動車技術会論文集，社団法人自動車技術会，２０１１年３月，Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．２，ｐ．３２３−３２８

本発明の課題は、路面状態取得装置およびその路面状態取得装置を備えたサスペンションシステムの改良であり、例えば、路面状態としての路面の勾配の大きさを取得可能としたり、ばね上部の変位等を考慮することなく路面状態を取得可能としたりすることである。

課題を解決するための手段および効果

本発明に係るサスペンションシステムの路面状態取得装置においては、光が路面に当たってマークが形成されるが、そのマークを含む予め定められた領域の撮像対象物が撮像されて画像が形成される。そして、形成された画像中のマークに対応する画像であるマーク画像に基づいて路面の傾斜の状態が取得される。
例えば、複数の互いに平行な光線が路面に当たって、複数のマークが互いに隔たって（別個独立に）形成される状態で、光が照射された（以下、単に「互いに平行な複数の光線が照射される」と略称する場合がある）場合において、路面に形成された複数のマークを含む撮像対象物が撮像され、撮像画像が得られる。そして、撮像画像中の複数のマーク画像の間の相対位置関係に基づいて路面の傾斜の状態が取得される。路面の傾斜の状態が変わると、複数のマーク画像の間の相対位置関係も変わるため、複数のマーク画像の間の相対位置関係に基づけば路面の傾斜の状態を取得することができる。平行な複数の光線はほぼ同時、すなわち、有意義な時間差を有することなく照射されるのであり、複数のマークはほぼ同時に形成される。

複数のマーク画像の間の相対位置関係は、複数のマーク画像のうちの２つずつのマーク画像の各々の相対位置関係で決まる。例えば、３つのマーク画像Ａ，Ｂ，Ｃが形成された場合において、３つのマーク画像Ａ，Ｂ，Ｃの間の相対位置関係は、マーク画像Ａ，Ｂの相対位置関係、マーク画像Ｂ，Ｃの相対位置置関係、マーク画像Ａ，Ｃの相対位置関係で表される。そして、仮に、前後方向の傾斜状態がマーク画像Ａ，Ｂの相対位置関係に基づいて取得され、左右方向の傾斜状態がマーク画像Ａ，Ｃの相対位置関係に基づいて取得される場合において、マーク画像Ｂ，Ｃの相対位置関係を考慮する必要性は低い。また、前後方向の傾斜状態を取得する場合には、マーク画像Ａ，Ｂの相対位置関係に基づけばよく、マーク画像Ａ，Ｃの相対位置関係、マーク画像Ｂ、Ｃの相対位置関係を考慮する必要がない。このように、３つ以上のマーク画像が形成される場合に、路面の傾斜の状態を取得するのに、３つ以上のマーク画像のうちの２つずつのすべての組み合わせのマーク画像の間の相対位置関係を考慮する必要は必ずしもないのであって、路面の所望の方向の傾斜状態を取得するために、３つ以上のマーク画像のうちの所望の２つのマーク画像の間の相対位置関係に基づけばよい場合がある。一方、形成されるマーク画像が２つである場合には、それら２つのマーク画像の相対位置関係に基づいて路面の傾斜状態が取得される。以下、本明細書において、これらの場合を総称して、「複数のマーク画像のうちの少なくとも２つの間の相対位置関係に基づいて路面の傾斜状態を取得する」と称する。なお、このことは、後述するように、１つのマーク画像中の複数の点の間の相対位置関係に基づいて路面の傾斜状態が取得される場合についても同様である。

相対位置関係には、２つのマーク画像の間の間隔（長さ）、２つのマーク画像の間の予め定められた方向における間隔、２つのマーク画像の各々の位置（撮像画像に設けられた座標で表すことができる）の関係等が該当する。また、傾斜の状態には、勾配の大きさ、勾配の向き、勾配の変化の状態等が該当する。勾配の大きさは、傾斜角度の大きさで表しても、傾斜角度の正接（tangent）の値で表してもよい。このように、複数のマーク画像が、互いに隔たって別個独立に形成され、それら複数のマーク画像のうちの少なくとも２つの間の相対位置関係に基づいて傾斜の状態が取得される点等において、特許文献１に記載の路面状態取得装置と異なる。

１つの光線が路面に当たってマークが形成される状態で、光が照射された場合において、路面に形成された１つのマークに対応するマーク画像中の、前記１つのマーク上の予め定められた複数の点に対応する複数の点画像のうちの少なくとも２つの間の相対位置関係に基づいて路面の勾配の大きさが取得される。複数の点画像のうちの少なくとも２つの間の相対位置関係と、路面の勾配の大きさとの間には予め定められた関係が成立する。そのため、取得された相対位置関係と、前記予め定められた関係とに基づけば、路面の勾配の大きさを取得することができる。特許文献１には、路面の勾配の大きさが取得されるとの記載はない。

照射装置、撮像装置は車体に取り付けられたものであるため、車高の変化に起因して照射装置、撮像装置の路面からの高さが変化する。そのため、特許文献２，非特許文献１，２に記載のように、仮に、路面状態取得装置が、車体と路面との間の相対距離を計測し、計測された相対距離に基づいて路面の高さ等を取得するものである場合には、路面の状態を取得する際に、車体の高さの変化（ばね上変位）を考慮する必要がある。そして、ばね上変位は、ばね上上下加速度センサ、車高センサの検出値等に基づいて取得されるようにされていた。
それに対して、本路面状態取得装置においては、路面の傾斜状態が複数のマーク画像の間の相対位置関係や、１つのマーク画像中の複数の点画像の間の相対位置関係に基づいて取得されるため、ばね上変位を考慮する必要性が低い。複数のマーク画像の間の相対位置関係、マーク画像中の複数の点画像の間の相対位置関係は、ばね上高さが変化しても、路面の傾斜の状態が同じであれば、同じであるからである。したがって、本路面状態取得装置においては、路面の傾斜の状態を、ばね上変位を考慮しなくても取得することができる。また、路面傾斜の状態を取得する場合に、ばね上上下加速度センサ、車高センサ等が不要となるため、これらばね上上下加速度センサ、車高センサをなくせば、コストアップを抑制することができる。
一方、車両の走行中における車体のピッチ角度は、路面の傾斜の状態（例えば、勾配の大きさ）に対して小さい。また、アクチュエータによる路面の追従性に対しても小さい。そのため、車体のピッチを考慮しないで路面の傾斜状態を取得することも可能であり、その場合には、より一層、容易に傾斜状態を取得することが可能となる。

特許請求可能な発明

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明について説明する。
(１)車両の車体に取り付けられ、複数の互いに平行な光線が路面に当たって複数のマークが互いに隔たって形成される状態で、光を照射する照射装置と、
前記車体に取り付けられ、前記路面に形成された前記複数のマークを含む予め定められた領域の撮像対象物を撮像して、画像を形成する撮像装置と、
その撮像装置によって形成された画像中の複数の前記マークに対応する画像であるマーク画像のうちの少なくとも２つの間の相対位置関係に基づいて、前記路面の傾斜の状態を取得する傾斜状態取得部と
を含む路面状態取得装置。
照射装置は、互いに平行な複数の光線を照射するが、照射装置から照射される光線は互いに平行であっても平行でなくてもよい。互いに平行な複数の光線とは、路面付近において互いに平行であるとみなし得る範囲で平行であるという意味であり、照射される光線が互いに平行であることに限定されない。また、照射装置は、互いに平行な複数の光線が形成される光を照射する１つの光源を含むものであっても、１つの光線が形成される光を照射する複数の光源を含むものであってもよい。
照射装置から照射される光は、例えば、レーザ光とすることができる。また、可視光に限らず、赤外線、紫外線の光であってもよい。さらに、複数のマークは、互いに隔たって、別個独立に形成されるが、それぞれ、スポット形状を成したものとすることが望ましい。しかし、マークの形状は、スポット状に限定されず、ライン状としたり、多角形状等としたりすることができる。
撮像装置は、例えば、ＣＣＤカメラ等、撮像素子を備えたものとすることができる。
(２)前記傾斜状態取得部が、(a)前記撮像装置によって取得された前記画像に含まれる複数のマーク画像のうちの少なくとも２つの間の縦方向の間隔を前記相対位置関係として取得する縦方向間隔取得部と、(b)その縦方向間隔取得部によって取得された前記少なくとも２つのマーク画像の間の縦方向の間隔に基づいて前記路面の傾斜状態としての勾配を取得する勾配取得部とを含む(1)項に記載の路面状態取得装置。
(３)前記勾配取得部が、前記縦方向間隔取得部によって取得された前記少なくとも２つのマーク画像の間の縦方向の間隔と、前記路面の勾配との関係を記憶する勾配決定テーブル記憶部を含む(2)項に記載の路面状態取得装置。
縦方向とは、図１，５のｘ方向であり、撮像装置から見た場合の車両の前後方向（あるいは上下方向）に対応する方向である。なお、図１，５のｙ方向は、撮像装置から見た場合の車両の幅方向（左右方向）に対応する方向であり、撮像画像における横方向と称する。
光線が概して車両の前後方向に照射され、撮像装置の軸線（例えば、カメラのレンズに垂直な線）が概して車両の前後方向に延びたものである場合において、互いに平行な光線が車両の前後方向に隔たって路面に当たる（路面上にマークが前後方向に隔たって形成される）場合に、２つのマーク画像の縦方向の間隔に基づいて路面の前後方向の勾配が取得される。
例えば、路面の勾配の大きさを、凸の登り側の傾斜面の傾斜角度を正の値で表し、凹状の下り側の傾斜面の傾斜角度を負の値で表した場合に、２つのマーク画像の間の縦方向の間隔と、勾配の大きさとは１対１に対応するのであり、これらの間には予め定められた関係が成立する。したがって、これらの間の関係を予め取得して記憶しておけば、関係と、２つのマーク画像の間の縦方向の間隔とに基づいて、勾配の大きさ、すなわち、傾斜角度の大きさおよび傾斜の向きを取得することができる。また、２つのマーク画像の縦方向の間隔が設定値より大きい場合と小さい場合とで、路面の前後方向の傾斜の向きが反対であると取得することができる。設定値は、基準路面に光が照射された場合に路面上に形成される２つのマークの間隔に対応する値であり、これら２つのマークの間隔は、路面の傾斜状態の取得周期、車両の走行速度等に基づき、車両の走行速度が遅くても、傾斜状態取得対象部が重複しない大きさに決められる。また、設定値は、照射装置の諸元（例えば、複数の平行な光線の間隔、平行な光線の基準路面に対する照射角度等）、撮像装置の諸元（例えば、軸線の基準路面に対する傾斜角度等）、照射装置と撮像装置との相対位置関係等で決まるため、予め取得して記憶しておくことが望ましい。
光線が概して車両の前後方向に照射され、撮像装置の軸線が概して車両の前後方向に延びたものである場合において、互いに平行な光線が車両の幅方向に隔たって路面に当たる（路面上にマークが左右方向の隔たって形成される）場合に、２つのマーク画像の縦方向の間隔（前後方向のずれ）に基づいて路面の幅方向（左右方向）の勾配が取得される。

(４)前記照射装置から照射される光の、法線が車両の上下方向に延びる線である基準路面に対する照射角度が、前記撮像装置の軸線の前記基準路面に対する傾斜角度より大きい相対位置関係で、前記照射装置と前記撮像装置とがそれぞれ前記車体に取り付けられ、
前記勾配取得部が、前記縦方向間隔取得部によって取得された前記少なくとも２つのマーク画像の間の縦方向の間隔が大きい場合は小さい場合より、前記勾配が大きいと取得する第１勾配取得部を含む(2)項または(3)項に記載の路面状態取得装置。
車両の前後方向の路面の勾配を、符号（正、負）を用いて表した場合に、縦方向の間隔が大きい場合は小さい場合より、勾配が大きい（凸の登り側の斜面の傾斜角度が大きく、凹の下り側の斜面の傾斜角度の絶対値が小さい）と取得される。
左右方向の路面の勾配についても同様であり、２つのマーク画像の間の縦方向の間隔を、左側のマーク画像に対して右側のマーク画像が（ｘ＋）側にある場合と（ｘ−）側にある場合とを正、負で区別して表し、左右方向の路面の傾斜角度を、左方が高い場合と右方が高い場合とを正、負で区別して表した場合に、間隔が大きい場合は小さい場合より傾斜角度が大きいと取得される。
なお、基準路面とは、車両の上下方向に延びる線が路面法線である路面である。すなわち、車両の前輪、後輪が接地している路面と平行な路面をいう。
(５)前記傾斜状態取得部が、前記縦方向間隔取得部によって取得された前記少なくとも２つのマーク画像の間の縦方向の間隔が設定値より大きい場合に、前記路面の傾斜角度が正であり、前記設定値より小さい場合に、前記路面の傾斜角度が負であると取得する第１傾斜向き取得部を含む(4)項に記載の路面状態取得装置。
(６)前記勾配取得部が、前記縦方向間隔取得部によって取得された縦方向の間隔と、路面の勾配との関係であって、前記縦方向の間隔が大きい場合は小さい場合より前記路面の前後方向の傾斜角度が大きく、かつ、前記縦方向の間隔が前記設定値より大きい場合に、前記設定値より小さい場合より、前記路面の前後方向の傾斜角度の変化量に対する前記縦方向の間隔の変化量である間隔変化率が小さい関係を記憶する第１勾配決定テーブル記憶部を含む(4)項または(5)項に記載の路面状態取得装置。

(７)前記照射装置から照射される光の、法線が車両の上下方向に延びた線である基準路面に対する照射角度が、前記撮像装置の軸線の前記基準路面に対する傾斜角度より小さい相対位置関係で、前記照射装置と前記撮像装置とがそれぞれ前記車体に取り付けられ、
前記勾配取得部が、前記縦方向間隔取得部によって取得された前記複数のマーク画像の間の縦方向の間隔が大きい場合は小さい場合より、前記勾配が小さいと取得する第２勾配取得部を含む(2)項または(3)項に記載の路面状態取得装置。
縦方向の間隔が大きい場合は小さい場合より、路面の前後方向の傾斜角度が小さくなる（凸の登り側の斜面の傾斜角度の絶対値が小さくなり、凹の下り側の斜面の傾斜角度の絶対値が大きくなる）。また、左右方向の傾斜角度についても同様である。
(８)前記傾斜状態取得部が、前記縦方向間隔取得部によって取得された前記複数のマーク画像の間の縦方向の間隔が設定値より大きい場合に前記路面の傾斜角度が負であり、前記設定値より小さい場合に前記路面の傾斜角度が正であると取得する第２傾斜向き取得部を含む(7)項に記載の路面状態取得装置。
(９)前記勾配取得部が、前記縦方向間隔取得部によって取得された前記少なくとも２つのマーク画像の間の縦方向の間隔と前記勾配との関係が、前記縦方向の間隔が大きい場合は小さい場合より前記路面の前後方向の傾斜角度が小さく、かつ、前記縦方向間隔が前記設定値より大きい場合に、前記設定値より小さい場合より、前記路面の前後方向の傾斜角度の変化量に対する前記縦方向間隔の変化量である間隔変化率が大きくなる関係を記憶する第２勾配決定テーブル記憶部を含む(7)項または(8)項に記載の路面状態取得装置。

(１０)前記照射装置から照射される光の、前記車両の上下方向に延びる線が法線である基準路面に対する照射角度と、前記撮像装置の軸線の前記基準路面に対する傾斜角度との両方が、第１設定角度より大きい状態で、前記照射装置と前記撮像装置とが前記車体に取り付けられた(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の路面状態取得装置。
第１設定角度は、例えば、通常の路面の傾斜角度の最大値γａｐと、車両の走行中において生じる車体の傾斜角度（ピッチ角度）の最大値あるいは車両の構造で決まる車体の傾斜角度の最大値δｐｍａｘとの和（γａｐ＋δｐｍａｘ）とすることができる。
照射装置、撮像装置が、上述の条件を満たす状態で取り付けられた場合には、凹の下り側の傾斜面であっても、光が当たり、かつ、路面に形成されたマークを撮像することができる。第１設定角度は、例えば、２０°〜２５°ぐらいの大きさとすることができる。
また、第１設定角度は、アクチュエータの能力で決まる単位時間当たりに制御可能な角度βａｃｔとピッチ角度の最大値δｐｍａｘとの和（βａｃｔ＋δｐｍａｘ）とすることができる。
アクチュエータによって単位時間当たりに制御可能なばね下部の上下方向の変位量は既知である。この上下方向の変位量を単位時間当たりの車両の走行距離で割れば、アクチュエータによって制御可能な路面の傾斜角度の正接（tangent）の値を取得することができ、アクチュエータによって制御可能な角度βａｃｔを取得することができる。この場合の第１設定角度は、７°〜１５°ぐらいの大きさである。このように、照射装置の光線の照射角度、撮像装置の軸線の基準路面に対する傾斜角度を小さくすれば、車両のより前方（設定距離以上前方）の路面の傾斜状態を取得できるという利点がある。
(１１)前記照射装置から照射される光の、前記車両の上下方向に延びる線が法線である基準路面に対する照射角度が、前記撮像装置の軸線の前記基準路面に対する傾斜角度より大きい相対位置関係で、前記照射装置と前記撮像装置とがそれぞれ前記車体に取り付けられた(1)項ないし(10)項のいずれか１つに記載の路面状態取得装置。
撮像装置の軸線の傾斜角度が照射角度より大きい場合には、ほぼ平坦な路面において、撮像画像中のマーク画像が基準位置から離れた位置にあるため、画像を求める場合の処理範囲を広くする必要がある。それに対して、撮像装置の軸線の傾斜角度が照射角度より小さい場合には、ほぼ平坦な路面において、撮像画像中のマーク画像が基準位置近傍にあるため処理範囲を狭くすることができる。その結果、ほぼ平坦な路面を走行する場合に処理時間を短くすることができる。また、マーク画像が基準位置近傍に存在するため、２つのマーク画像の相対位置関係を精度よく検出することができる。なお、基準位置は、路面上で撮像装置の軸線が通る位置に対応する撮像画像上の位置である。
撮像装置の軸線の傾斜角度が照射角度より大きい場合には、勾配が大きい場合は小さい場合より、撮像画像中においてマーク画像が基準位置に近づくため、勾配が大きくなると処理範囲が狭くされるのであり、勾配の増加の向きと処理範囲の増大の向きとが逆になる。それに対して、撮像装置の軸線の傾斜角度が照射角度より小さい場合には、勾配が大きい場合は小さい場合より、マーク画像が基準位置から離れる。そのため、路面の勾配が大きい場合は小さい場合より処理範囲が大きくされるのであり、勾配の増加の向きと処理範囲の増加の向きとが同じになるという利点がある。
(１２)前記照射装置から照射される光の、前記車両の上下方向に延びる線が法線である基準路面に対する照射角度が第２設定角度より大きく、前記撮像装置の軸線の、前記基準路面に対する傾斜角度が前記照射角度より小さい相対位置関係で、前記照射装置と前記撮像装置とがそれぞれ前記車体に取り付けられた(1)項ないし(11)項のいずれか１つに記載の路面状態取得装置。
第２設定角度は、路面の傾斜角度γを９０°から引いた値（９０°−γ）、すなわち、想定される路面（傾斜角度γの路面）の法線と基準路面とのなす角度とすることができる。光の路面に対する照射角度が路面法線より大きく、かつ、撮像装置の軸線の路面に対する傾斜角度が照射角度より小さくされれば、照射された光が路面において反射し、その反射光を良好に受けることができる。
路面変位に起因するばね下強制力のばね上部への伝達を抑制するサスペンション制御が行われる場合において、凸の路面を通過する場合と凹の路面を通過する場合とを比較すると、凸の路面を通過する場合の方がサスペンション制御の必要性が高い。そのため、凸の路面の状態（アプローチアングルの大きさ等）を良好に取得できる状態で照射装置、撮像装置を取り付けることが望ましい。
例えば、想定される路面は傾斜角度（最大の傾斜角度）γａｐの路面とすることができる。また、撮像装置の軸線の最小値は、撮像装置の処理領域と照射装置との相対位置関係で決まる。
(１３)前記照射装置から照射される光の、前記車両の上下方向に延びる線が法線である基準路面に対する照射角度が第２設定角度より小さく、前記撮像装置の軸線の、前記基準路面に対する傾斜角度が前記照射角度より大きい相対位置関係で、前記照射装置と前記撮像装置とがそれぞれ前記車体に取り付けられた(1)項ないし(10)項のいずれか１つに記載の路面状態取得装置。
(１４)前記照射装置が、互いに平行な複数の光線が、車両の上下方向に延びる線が法線である基準路面に当たって形成される複数のマークのうち前後方向に並んで形成される２つのマークの間の間隔が、前記車両の走行速度と前記傾斜状態取得部によって傾斜の状態が取得される周期とに基づいて決まる基準値より小さくなる状態で、前記車体に取り付けられた(1)項ないし(13)項のいずれか１つに記載の路面状態取得装置。
路面上の複数のマークのうちの前後方向に並んで形成された２つのマークを含む部分が傾斜状態取得対象部である。そして、傾斜状態取得対象部の勾配が予め定められた設定時間（取得周期）毎に取得されるが、傾斜状態取得対象部は車両の移動に伴って移動する。そこで、車両の走行速度が設定速度であっても（例えば、２０ｋｍ／ｈ程度）、傾斜状態取得対象部が重ならないように、２つのマークの間の間隔を基準値より小さくすることが望ましい。
(１５)前記路面状態取得部が、前記撮像画像中に形成されたマーク画像が１つ以下である場合に、前記路面の傾斜状態が前回取得した状態と同じであるとする撮像エラー時傾斜状態取得部を含む(1)項ないし(14)項のいずれか１つに記載の路面状態取得装置。

(１６)前記照射装置が、前記光を、前記車両の前後方向の路面に向かって照射する姿勢で前記車体に取り付けられ、
前記撮像装置が、前記軸線が前記車両の前後方向に延びた姿勢で前記車体に取り付けられ、
前記傾斜状態取得部が、前記少なくとも２つのマーク画像の間の縦方向の間隔に基づいて前記路面の前記車両の前後方向と左右方向との少なくとも一方の傾斜の状態を取得するものである(1)項ないし(15)項のいずれか１つに記載の路面状態取得装置。
複数の互いに平行な光線のうちの２つが前後方向に隔たって照射された場合には、路面の車両の前後方向の傾斜状態が取得され、平行な２つの光線が左右方向に隔たって照射された場合には、路面の車両の左右方向の傾斜の状態が取得される。
(１７)前記照射装置が、前記複数のマークのうちの少なくとも２つが前記左右方向に並んで形成される状態で、前記光を前記車両の左右方向の路面に向かって照射する姿勢で前記車体に取り付けられ、
前記撮像装置が、前記軸線が前記車両の左右方向に延びた姿勢で前記車体に取り付けられ、
前記傾斜状態取得部が、(a)前記撮像装置によって取得された前記画像に含まれる複数のマーク画像のうちの少なくとも２つのマーク画像の間の横方向の間隔を前記相対位置関係として取得する横方向間隔取得部と、(b)その横方向間隔取得部によって取得された前記少なくとも２つのマーク画像の間の横方向の間隔に基づいて前記路面の左右方向の勾配を取得する左右方向勾配取得部とを含む(1)項に記載の路面状態取得装置。
図２２(a)に示すように、照射装置が、複数の平行な光線を概して車両の左右方向に照射する姿勢で取り付けられ、撮像装置が、軸線が左右方向に延びた姿勢で取り付けられた場合には、左右方向の傾斜の向き、傾斜角度に基づいて、２つのマーク画像の間の横方向の間隔が変化する。そのため、２つのマーク画像の間の横方向の間隔に基づけば、左右方向の路面の傾斜の状態を取得することができる。
本項に記載の路面状態取得装置には、(2)項ないし(15)項に記載の技術的特徴を適宜採用することができる。

(１８)車両の車体に取り付けられ、光が路面に当たって少なくとも１つのマークが形成される状態で、前記光を照射する照射装置と、
前記車体に取り付けられ、前記路面に形成された前記少なくとも１つのマークを含む予め定められた領域の被撮像対象物を撮像して、画像を形成する撮像装置と、
その撮像装置によって形成された画像中の前記少なくとも１つのマークのうちの１つに対応する画像であるマーク画像中の、前記１つのマーク中の予め定められた位置に設けられた複数の点に対応する複数の点画像のうちの少なくとも２つの間の相対位置関係に基づいて前記路面の傾斜の状態としての勾配の大きさを取得する傾斜状態取得部と
を含む路面状態取得装置。
本項に記載の路面状態取得装置においては、複数の点画像のうちの少なくとも２つの相対位置関係に基づいて路面の勾配の大きさが取得される。
本項に記載の路面状態取得装置には、(1)項ないし(17)項のいずれか１つに記載の技術的特徴を採用することができる。例えば、(1)項に記載の特徴を組み合わせて路面の傾斜の状態を取得することができるのであり、複数のマークの間の相対位置関係と、１つのマーク中の複数の点の間の相対位置関係とを組み合わせて路面状態を取得したり、複数のマークの各々の複数の点の間の相対位置関係と複数のマークの間の相対位置関係とに基づいて路面状態を取得したりすることができる。
(１９)車両の車体に取り付けられ、光が路面に当たって少なくとも１つのマークが形成される状態で、前記光を照射する照射装置と、
前記車体に取り付けられ、前記路面に形成された前記少なくとも１つのマークを含む予め定められた領域の被撮像対象物を撮像して、画像を形成する撮像装置と、
その撮像装置によって形成された画像中の前記少なくとも１つのマークのうちの１つに対応する画像であるマーク画像中の、前記１つのマークの外形を規定する線上に設けられた予め定められた複数の点に対応する複数の点画像の間の相対位置関係に基づいて前記路面の傾斜の状態を取得する傾斜状態取得部と
を含む路面状態取得装置。
本項に記載の路面状態取得装置には、(1)項ないし(17)項のいずれか１つに記載の技術的特徴を採用することができる。
(２０)前記１つのマークが、２つ以上の交差点を有しないライン状を成した(18)項または(19)項に記載の路面状態取得装置。
２つ以上の交差点を有しないライン状の形状とは、例えば、一直線状に延びた形状、折れ線状に延びた形状（例えば、Ｌ字状）、クロス状を成した形状等が該当する。クロス状を成している場合には、予め定められた点の１つを交差点としてもよい。
(２１)前記１つのマークが、多角形状を成し、その多角形の頂点に前記複数の点のうちの少なくとも１つが設けられた(18)項または(19)項に記載の路面状態取得装置。
(２２)前記１つのマークが、１つの閉領域を含む形状を成し、その閉領域を規定する線上に前記複数の点がそれぞれ設けられた(18)項または(19)項に記載の路面状態取得装置。
複数の点を閉領域を規定する線上に設ければ、複数の点の間の相対位置関係の変化を正確に取得することができる。マークは２つ以上の閉領域を含まない形状を成したものとすることができる。
(２３)前記複数の点のうちの２つが、前記１つのマークの予め定められた方向の一端部と他端部に設けられた(18)項ないし(22)項のいずれか１つに記載の路面状態取得装置。
複数の点のうちの２つを、予め定められた方向の一端部と他端部とすれば、これらの間の相対位置関係を良好に取得することができる。予め定められた方向として、前後方向、左右方向とすることができる。
また、複数の点は、光が基準路面に照射された場合の撮像画像に含まれるマーク画像中の複数の点画像の間の間隔が設定値以上になるように設定されることが望ましい。２つの点画像の間隔が大きい方が、相対位置関係を正確に求めることができるからである。
(２４)車両の車体に取り付けられ、光が路面に当たって少なくとも１つのマークが形成される状態で、前記光を照射する照射装置と、
前記車体に取り付けられ、前記路面に形成された前記少なくとも１つのマークを含む予め定められた領域の被撮像対象物を撮像して、画像を形成する撮像装置と、
その撮像装置によって形成された画像中の前記少なくとも１つのマークのうちの１つに対応する画像であるマーク画像の形状に基づいて前記路面の勾配の大きさを取得する傾斜状態取得部と
を含む路面状態取得装置。
取得されたマーク画像の形状を、基準路面に光が照射された場合のマーク画像の形状と比較することにより、路面の勾配を取得することができる。形状には、マーク画像の大きさ、面積も含まれる。
本項に記載の路面状態取得装置には、(1)項ないし(23)項のいずれか１つに記載の技術的特徴を採用することができる。

(２５)(1)項ないし(24)項のいずれか１つに記載の路面状態取得装置と、
その路面状態取得装置によって取得された路面の傾斜の状態に基づいて少なくとも１つの制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置と
を含むサスペンションシステムであって、
前記路面状態取得装置が、前記少なくとも１つの制御対象輪より前方の路面の傾斜の状態を取得する前方路面状態取得部を含むサスペンションシステム。
路面入力に基づくフィードフォワード（ＦＦ）スカイフック制御が行われることが望ましい。ＦＦスカイフック制御によれば、路面入力に起因して生じるばね上の振動を抑制したり、路面入力に起因して生じるロールモーメントやピッチモーメントを抑制したりすることができる。
(２６)前記サスペンションが、前記車両の前後左右の各輪にそれぞれ対応して設けられるとともに、それぞれ、ばね下部とばね上部との間に作用する上下力を制御可能なアクチュエータを含み、
前記サスペンション制御装置が、前記少なくとも１つの制御対象輪の前記サスペンションに含まれる前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部を含む(25)項に記載のサスペンションシステム。
アクチュエータは、左側車輪のサスペンションと右側車輪のサスペンションとに共通に設けられる場合や、それぞれ、前後左右の各輪のサスペンションに個別に設けられる場合がある。また、制御される上下力は減衰力であってもばね力（弾性力）であってもよい。
例えば、(x)前後左右の各輪のサスペンションの各々がショックアブソーバを含み、そのショックアブソーバの減衰特性が可変とされている場合には、その減衰特性を変える電動モータ等が個別のアクチュエータに対応する。
(y)前後左右の各輪のサスペンションが、それぞれ、ショックアブソーバ、スプリングとは別の上下力発生装置を含み、上下力発生装置の上下力が制御可能とされている場合には、その上下力の大きさや向きを変えるアクチュエータが個別のアクチュエータに対応する。上下力発生装置は、例えば、(a)シャフト部とアーム部とを備え、アーム部の一端部がサスペンションアームに連結され、シャフトの他端部が車体に連結されたＬ字形バーと、(b)そのＬ字形バーのシャフト部の捩り力を制御する電動モータ等を含むものとすることができる。Ｌ字形のバーのシャフト部の捩り力を制御することによりアーム部を介してサスペンションアームに作用する上下力が制御される。
(z)前輪側と後輪側との少なくとも一方の側の、左側車輪のサスペンションと右側車輪のサスペンションとが、共通に、ロール抑制力を制御可能なスタビライザバー装置を含む場合には、そのロール抑制力を変えるアクチュエータは、左側車輪のサスペンションと右側車輪のサスペンションとに共通の要素である。スタビライザバー装置は、例えば、(i)一端部が左側車輪のサスペンションアームに連結され、他端部が右側車輪のサスペンションアームとに連結されるとともに、中間部において車体に軸線回りに回動可能に保持されたスタビライザバーと、(ii)そのスタビライザバーが分割されるとともに、分割された一方の部分と他方の部分との間に設けられ、一方の部分と他方の部分との相対位相を変更可能な電動モータ等とを含むものとすることができ、電動モータ等のアクチュエータによりスタビライザーの一方の部分と他方の部分との間の相対位相が変更されることにより、スタビライザバーのロール抑制力が制御される。
(２７)前記アクチュエータ制御部が、前記路面状態取得装置によって傾斜状態が取得された路面の部分である傾斜状態取得対象部を前記制御対象輪が通過する時に、その路面の前記傾斜状態に合わせて前記サスペンションが作動させられるタイミングで、前記アクチュエータを制御するプレビュー制御部を含む(26)項に記載のサスペンションシステム。
例えば、傾斜状態取得対象部が撮像されてから｛余裕時間（Ｌｐ／ｖ）−プレビュー補償時間τ｝が経過した後に、アクチュエータへ制御指令値が出力されるようにすることができる。
余裕時間（Ｌｐ／ｖ）は、傾斜状態取得対象部が撮像された時点から、その傾斜状態取得対象部を制御対象輪が通過するまでの間の時間であり、傾斜状態取得対象部と制御対象輪との間の距離（プレビュー距離）Ｌｐを車両の走行速度ｖで割った時間である。
プレビュー補償時間τは、アクチュエータの遅れが大きい場合は小さい場合より長くなる時間であり、制御指令値を出力してから、アクチュエータの実際の作動量がその制御指令値で決まる作動量に近づくまでの時間である。制御指令値は、車輪が傾斜状態取得対象部を通過する時点よりプレビュー補償時間τ前に出力されるようにすることが望ましい。
このように、傾斜状態取得対象部が撮像されてから時間（Ｌｐ／ｖ−τ）が経過するまでの間に、画像処理を行って、路面の傾斜状態を取得し、制御指令値を作成する必要がある。そのため、アクチュエータの遅れが大きく、プレビュー補償時間τが長い場合はプレビュー距離Ｌｐを長くすることが望ましいのであり、より前方の路面の状態が取得されるようことが望ましい。また、画像処理が速やかに行われるように処理範囲を狭くすることが望ましい。
それに対して、アクチュエータの遅れが小さい場合、画像処理時間が短い場合には、プレビュー距離Ｌｐは短くても差し支えないのであり、例えば、車体の下方の路面の状態が取得されるようにすることもできる。
「傾斜状態取得対象部を通過する」には、傾斜状態取得対象部について求められた傾斜状態と同じであると推定し得る路面を通過する場合も含まれる。例えば、車両の前方の複数の傾斜状態取得対象部における路面の前後方向あるいは左右方向の勾配が取得され、それら勾配の平均的な値に基づいてサスペンションが制御される場合において、車輪は、傾斜状態取得対象部の傾斜状態と同じであると推定し得る路面（平均的な勾配の路面）を通過すると考えることができる。
(２８)前記サスペンション制御装置が、前記路面状態取得装置によって傾斜状態が取得された路面の傾斜状態取得対象部を前記制御対象輪が通過する時に、その路面の高さの変化に起因する前記車体の上下方向の振動が抑制されるタイミングで前記サスペンションを制御する上下振動抑制制御部を含む(25)項ないし(27)項のいずれか１つに記載のサスペンションシステム。
路面の高さの変化（路面変位、路面変化量等で表すことができる）に起因して生じるばね下強制力がばね上部に伝達されると、ばね上部が振動させられる。それに対して、サスペンションの制御により、ばね下強制力を低減させれば、ばね上部へ伝達されるばね下強制力を小さくすることができ、ばね上部の振動を良好に抑制することができる。それにより、乗り心地を向上させることができる。
(２９)前記制御対象輪が、左側車輪と右側車輪であり、
前記路面状態取得装置が、前記左側車輪の前方の路面の部分である左路面部と前記右側車輪の前方の路面の部分である右路面部との間の路面高さの差を取得する路面左右差取得部を含み、
前記サスペンション制御装置が、前記左側車輪が前記左路面部を通過し、前記右側車輪が前記右路面部を通過する時に、前記路面左右差取得部によって取得された前記路面高さの差に起因して作用すると予測されるロールモーメントが抑制されるタイミングで、前記左側車輪に対応するサスペンションと前記右側車輪に対応するサスペンションとを制御するロール抑制制御部を含む(25)項ないし(28)項のいずれか１つに記載のサスペンションシステム。
左右方向（幅方向）の路面の勾配に基づけば、制御対象輪（左側車輪、右側車輪）が通過する傾斜状態取得対象部（左路面部、右路面部）の間の路面高さの差（路面高さの左右差）を取得することができ、路面高さの左右差に基づいて路面入力に起因して作用すると予測されるロールモーメントを求めることができる。
(３０)前記制御対象輪が、前輪と後輪であり、
前記路面状態取得装置が、前記前輪の前方の路面の部分である前路面部と前記後輪の前方の路面の部分である後路面部との間の路面高さの差を取得する路面前後差取得部を含み、
前記サスペンション制御装置が、前記前輪が前記前路面部を通過し、前記後輪が前記後路面部を通過する時に、前記路面前後差取得部によって取得された前記路面高さの差に起因して作用すると予測されるピッチモーメントが抑制されるタイミングで、前記前輪に対応するサスペンションと前記後輪に対応するサスペンションとを制御するピッチ抑制制御部を含む(25)項ないし(29)項のいずれか１つに記載のサスペンションシステム。
路面高さは、前後方向の勾配に基づいて取得された路面変位を累積することによって取得することができる。

本発明の一実施形態に係るサスペンションシステムに含まれる路面状態取得装置における路面の傾斜状態の取得原理を説明するための図である。 図１の一部を示す図である。 上記路面状態取得装置において取得された(a)２つのマーク画像の間の縦方向の間隔と傾斜角度γとの関係を表すマップである。(b)２つのマーク画像の間の縦方向の間隔の変化量と傾斜角度γの変化量との関係を表すマップである。 (a)上記路面状態取得装置とは別の路面状態取得装置において取得された２つのマーク画像の間の縦方向の間隔と傾斜角度γとの関係を示すマップである。(b)上記路面状態取得装置とはさらに別の路面状態取得装置において取得された２つのマーク画像間の縦方向の間隔と傾斜角度γとの関係を示すマップである。 本発明の別の一実施形態に係るサスペンションシステムに含まれる路面状態取得装置における路面状態の取得原理を説明するための図である。 上記路面状態取得装置において取得された(a)２つのマーク画像間の縦方向の間隔と傾斜角度γとの関係を示すマップである。(b)２つのマーク画像間の縦方向の間隔の変化量と傾斜角度γの変化量との関係を示すマップである。 本発明の一実施形態に係るサスペンションシステムに含まれる路面状態取得装置における照射装置と撮像装置との望ましい相対位置関係を説明するための図である。(a)路面が平坦である場合の望ましい相対位置関係を示す図である。(b)路面が凸の登り側の傾斜面である場合の望ましい相対位置関係を示す図である。(b)路面が凹の下り側の傾斜面である場合の望ましい相対位置関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係るサスペンションシステムに含まれる路面状態取得装置における照射装置と撮像装置との望ましい別の相対位置関係を説明するための図である。(a)路面が凸の登り側の傾斜面である場合の望ましい相対位置関係を示す図である。(b)路面が平坦である場合のマーク画像が存在する範囲を示す図である。(c)マーク画像が存在する範囲と路面の勾配との関係を表す図である。 本発明の一実施形態に係るサスペンションシステムに含まれる路面状態取得装置における照射装置と撮像装置との望ましいさらに別の相対位置関係を説明するための図である。(a)路面が平坦である場合の望ましい相対位置関係を示す図である。(b)路面が凸の登り側の傾斜面である場合の望ましい相対位置関係を示す図である。(b)路面が凹の下り側の傾斜面である場合の望ましい相対位置関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係るサスペンションシステムに含まれる路面状態取得装置における照射装置と撮像装置との望ましい相対位置関係を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るサスペンションシステムに含まれる路面状態取得装置の撮像装置によって撮像された撮像画像を示す図であり、路面状態取得装置において採用可能なマーク画像の形状の一例を示す図である。 本発明の実施例１に係るサスペンションシステムが搭載された車両全体を概念的に示す図である。 上記サスペンションシステムに含まれるサスペンションの要部を概念的に示す図である。 (a)上記路面状態取得装置に含まれる照射装置を概念的に示す図である。(b)上記路面状態取得装置に含まれる別の照射装置を概念的に示す図である。 (a)上記路面状態取得装置に含まれるカメラの構造を概念的に示す図である。(b)上記カメラによる撮像領域を示す図である。(c)上記撮像領域で決まる被撮像対象物に対応する画像を示す図である。 上記サスペンションシステムに含まれるサスペンションのモデルである。 (a)上記カメラの画像形成部の記憶部に記憶された処理画像作成プログラムを表すフローチャートである。(b)上記サスペンションＥＣＵの記憶部に記憶された路面勾配取得プログラムを表すフローチャートである。 上記サスペンションシステムに含まれるサスペンションＥＣＵの記憶部に記憶されたサスペンション制御プログラムを表すフローチャートである。 (a)本発明の実施例２に係るサスペンションシステムが搭載された車両全体を概念的に示す図である。(b)上記サスペンションシステムに含まれる路面状態取得装置の撮像装置によって作成された処理画像である。(c)縦方向の間隔ｅｘと左右方向の勾配αとの関係（勾配決定テーブル）を表すマップである。 上記サスペンションシステムに含まれるサスペンションＥＣＵの記憶部に記憶された路面勾配取得プログラムを表すフローチャート(a)、サスペンション制御プログラムを表すフローチャート(b)である。 本発明の実施例３に係るサスペンションシステムが搭載された車両全体を概念的に示す図である。 (a)本発明の実施例４に係るサスペンションシステムが搭載された車両全体を概念的に示す図である。(b)基準路面に平行光線が照射された場合の撮像画像である。(c)右側が左側より高い路面に平行光線が照射された場合の撮像画像である。(d)左側が右側より高い路面に平行光線が照射された場合の撮像画像である。 上記サスペンションシステムのサスペンションＥＣＵの記憶部に記憶された(a)路面勾配取得プログラムを表すフローチャートである。(b)左用勾配決定テーブルを表すマップであり、(c)右用勾配決定テーブルを表すマップである。

発明の実施の形態

最初に、本発明の一実施形態であるサスペンションシステムに含まれる路面状態取得装置における路面状態の取得、照射装置と撮像装置との相対位置関係について説明し、次に、サスペンションシステムについて説明する。
本路面状態取得装置においては路面の傾斜状態が取得される。傾斜状態には、勾配、勾配の変化状態等が該当する。勾配は、傾斜角度で表したり、傾斜角度の正接（tangent）の値で表したりすることができる。以下、本明細書において、傾斜角度を勾配と称する場合がある。

＜路面の傾斜状態の取得＞
［２本の光線が照射される場合］
路面状態取得装置において、照射装置から路面に向かって互いに平行な２本の光線が照射されると、光線がそれぞれ路面に当たって２つのスポット状のマークが形成される。そして、２つのマークを含む予め定められた領域の被撮像対象物が撮像装置によって撮像されて、画像が形成される。そして、撮像画像に含まれる２つのマークに対応する画像（以下、マーク画像と称する）の相対位置関係に基づいて路面の傾斜状態が取得される。
以下、図１，５に示すように、照射装置から照射される光線Ｂ１（Ｂ２）と基準路面との成す角度を照射角度θｐと称し、撮像装置の軸線（例えば、カメラのレンズの垂直軸）Ｃと基準路面との成す角度をカメラ角度θｃと称する。基準路面とは、車体の上下方向に延びる線Ａが路面法線である路面であり、車両の前輪、後輪が接地し、かつ、平坦な路面である。また、路面上の２つのマークを含む部分が、傾斜状態が取得される対象の路面の部分、すなわち、傾斜状態取得対象部Ｒｐであり、傾斜状態取得対象部Ｒｐのうちの１点（例えば、光線Ｂ１が路面に当たった点）と制御対象輪の接地点との間の距離がプレビュー距離Ｌｐである。

｛θｐ＞θｃの場合｝
図１に示すように、照射装置と撮像装置とが、車両の前部の正面に、照射角度θｐがカメラ角度θｃより大きい相対位置関係（θｐ＞θｃ）で、例えば、撮像装置が照射装置より下方に、かつ、照射装置から照射される２本の光線Ｂ１，Ｂ２のうちの一方である光線Ｂ１と撮像装置の軸線Ｃとが基準路面上において交差する姿勢で取り付けられる。
(i)路面の勾配（以下、単に勾配と称する場合がある）が０の場合
照射装置から照射された光線Ｂ１，Ｂ２は車両の前方の路面に当たり、マーク（スポット）Ｐｂ１、Ｐｂ２が形成されるが、マークＰｂ１，Ｐｂ２を含む予め定められた領域の撮像対象物が撮像装置によって撮像され、撮像画像Ｊが得られる。
撮像画像Ｊには、マークＰｂ１，Ｐｂ２に対応するマーク画像Ｍｂ１，Ｍｂ２が含まれる。マーク画像Ｍｂ１、Ｍｂ２の一方（マーク画像Ｍｂ１）は、撮像画像Ｊの基準位置Ｏにある。基準位置Ｏは、基準路面上の軸線Ｃが通る位置に対応する位置である。
撮像画像Ｊにおいて、２つのマーク画像Ｍｂ１，Ｍｂ２の縦方向の間隔ｅｂが取得される。撮像画像Ｊにおけるマーク画像Ｍｂ１、Ｍｂ２の間の間隔ｅｂは、距離ΔＨ０に対応した大きさとなる。距離ΔＨ０は、撮像装置の軸線Ｃと路面上のマークＰｂ２との間の距離であり、下式
ΔＨ０＝ΔＬ０・sinθｃ
で表される。
距離ΔＬ０は、互いに平行な光線Ｂ１，Ｂ２が基準路面に照射された場合の２つの光線Ｂ１，Ｂ２間の距離であり、予め決まった値である。距離ΔＬ０は、車両の走行速度、路面状態の演算周期に基づいて設定することができ、例えば、車両の走行速度が設定速度であっても、傾斜状態取得対象部Ｒｐが重複しない大きさに設定することができる。
縦方向とは、撮像画像Ｊ上のｘ方向であり、撮像装置から見た場合の車両の前後方向（上下方向）に対応する方向である。横方向は、撮像装置から見た場合の車両の幅方向（左右方向）に対応する方向であり、撮像画像上のｙ方向である。

(ii)路面の勾配が正の場合
凸の登り側の傾斜面Ｒｃを、勾配γが正の路面と称する（γ＞０）。
正の勾配γの路面Ｒｃに光線Ｂ１，Ｂ２が当たると、マークＰｃ１，Ｐｃ２が形成され、マーク画像Ｍｃ１，Ｍｃ２を含む撮像画像Ｊが得られる。マーク画像Ｍｃ１，Ｍｃ２の間隔ｅｃは、距離ΔＨ１に対応した大きさとなる。撮像画像Ｊにおいて、マーク画像Ｍｃ１，Ｍｃ２は、基準位置Ｏより（ｘ＋）側にある。
距離ΔＨ１は、下式
ΔＨ１＝ΔＺ１・cosθｃ＋ΔＬ１・sinθｃ
で表される。ΔＺ１は、路面上のマークＰｃ１，Ｐｃ２が形成された部分の間の高さの差であり、ΔＬ１は、路面上のマークＰｃ１，Ｐｃ２が形成された部分の間の基準路面と平行な方向の距離である。そして、傾斜状態取得対象部Ｒｐの路面の勾配γは、
γ１＝ΔＺ１／Ｌ１
で表すことができる。
図より間隔ｅｃは間隔ｅｂより大きい。

(iii)路面の勾配が負の場合
凹の下り側の傾斜面Ｒｄを、勾配γが負の路面と称する（γ＜０）。
負の勾配γの路面Ｒｄに光線Ｂ１，Ｂ２が当たると、マークＰｄ１，Ｐｄ２が形成され、マーク画像Ｍｄ１，Ｍｄ２を含む撮像画像Ｊが形成される。２つのマーク画像Ｍｄ１，Ｍｄ２の間の間隔ｅｄは、距離ΔＨ２に応じた大きさとなる。撮像画像Ｊ上のマーク画像Ｍｄ１，Ｍｄ２は基準位置Ｏより（ｘ−）側にある。
距離ΔＨ２は、下式
ΔＨ２＝−ΔＺ２・cosθｃ＋ΔＬ２・sinθｃ
で表される。
図より間隔ｅｄは、間隔ｅｂ，間隔ｅｃより小さい。

(iv)２つのマーク画像間の縦方向の間隔ｅと勾配γとの関係
図２に示すように、光線Ｂ１，Ｂ２の照射角度θｐが撮像装置の軸線Ｃのカメラ角度θｃより大きいことから、路面の勾配（傾斜角度）γが正の場合（γ＞０）において、その勾配γの値が大きくなると、距離ΔＨ１が大きくなることが明らかである（γ＜γ′、ΔＨ１＜ΔＨ１′）。
勾配γが負の値である場合にも同様であり、γが大きくなる（絶対値が小さくなる）と距離ΔＨ２が大きくなるのであり、縦方向の間隔ｅが大きくなる。
また、カメラ角度θｃ、照射角度θｐを、本路面状態取得装置を車両に搭載した場合の大きさにした場合において、シミュレーションによって得られた２つのマーク画像間の間隔ｅと路面の勾配（傾斜角度）γとの関係の一例を図３(a)に示す。図３(a)に示すように、間隔ｅが大きい場合は小さい場合より勾配γが大きくなり、間隔ｅと勾配γとは１対１に対応する。したがって、間隔ｅがわかれば、勾配γが一義的に決まる。
また、勾配γの変化Δγと間隔ｅの変化Δｅとの関係を図３(b)に示す。図３(b)から、勾配γが負の場合（γ＜０）は正の場合（γ＞０）より、勾配γの変化量Δγに対する間隔ｅの変化量Δｅの比率（Δｅ／Δγ：以下、間隔変化率と称する）が、大きいことがわかる。
これら図３(a)、(b)に示す関係を表すテーブル（勾配決定テーブル、勾配変化量決定テーブル）は、予め取得されて記憶部に記憶される。

(v)考察
照射角度θｐがカメラ角度θｃより大きい範囲（θｐ＞θｃ）において、照射角度θｐ、カメラ角度θｃの大きさについて考察する。
(v-1)照射角度θｐが９０°の場合（θｐ＝９０°）を考える。
この場合には、路面の勾配γの大きさに関係なく、路面上に形成された２つのマーク間の基準路面と平行な方向の距離ΔＬ１、ΔＬ２が、路面の勾配γが０である場合の距離ΔＬ０と同じになる（ΔＬ１＝ΔＬ０，ΔＬ２＝ΔＬ０）。そのため、照射角度θｐが９０°より小さい場合（θｐ＜９０°）に比較して、路面の勾配γが正の場合の間隔ｅが大きくなり、路面の勾配γが負の場合の間隔ｅが小さくなる。
図４(a)が示すように、照射角度θｐが９０°の場合においては、路面の勾配（傾斜角度）γと間隔ｅとの間に破線が示す関係が成立するのであり、照射角度θｐが９０°より小さい場合の実線が示す関係と比較して、勾配γが負の場合に取得可能な勾配γの絶対値の最大値が小さくなることがわかる。

(v-2)カメラ角度θｃを大きくした場合を考える。
カメラ角度θｃを大きくすると、sinθｃが大きくなり、cosθｃが小さくなる。また、仮に、カメラ角度θｃを照射角度θｐと同じになるまで大きくした場合（θｃ＝θｐ）には、路面の勾配γの大きさに関係なく、間隔ｅは一定となる。これらの事情から、カメラ角度θｃを大きくすると、間隔変化率が小さくなり、かつ、路面の勾配γが正の場合（γ＞０）と負の場合（γ＜０）とで間隔変化率（Δｅ／Δγ）の差が小さくなる。
図４(b)が示すように、カメラ角度θｃが大きい場合には破線が示す関係が成立するのであり、カメラ角度θｃが小さい場合の実線が示す関係に比較して、取得可能な路面の勾配（傾斜角度）γの最小値を小さくする（勾配γが負の値である場合の、その絶対値を大きくする）ことができる。

｛θｐ＜θｃの場合｝
図５に示すように、照射装置と撮像装置とが、車両の前部の正面に、照射角度θｐがカメラ角度θｃより小さい相対位置関係（θｐ＜θｃ）で、例えば、撮像装置が照射装置より上方に、かつ、照射装置から照射される２本の光線Ｂ１，Ｂ２のうちの一方の光線Ｂ２と撮像装置の軸線Ｃとが基準路面上において交差する姿勢で取り付けられる。
(i)路面の勾配γが０の場合
光線Ｂ１，Ｂ２が基準路面に当たるとマークＰｂ３，Ｐｂ４が形成され、マーク画像Ｍｃ３，Ｍｂ４を含む撮像画像Ｊが得られる。路面上において、マークＰｂ４は軸線Ｃと交差するため、撮像画像Ｊにおいて、マーク画像Ｍｂ４は基準位置Ｏにある。
撮像画像Ｊ上のマーク画像Ｍｂ３、Ｍｂ４の間の間隔ｅｂｂ（マーク画像Ｍｂ３，Ｍｂ４の縦方向の間隔）は、距離ΔＨ０に応じた大きさとなる（ΔＨ０＝ΔＬ０・sinθｃ）。
(ii)路面の勾配γが正の場合
正の勾配γの路面Ｒｃに光線Ｂ１，Ｂ２が当たると、マークＰｃ３，Ｐｃ４が形成され、マーク画像Ｍｃ３，Ｍｃ４を含む撮像画像Ｊが形成される。マーク画像Ｍｃ３，Ｍｃ４の間の間隔ｅｃｃ（縦方向の間隔）は、距離ΔＨ１に対応する長さとなる。撮像画像Ｊにおいて、マーク画像Ｍｃ３，Ｍｃ４は基準位置Ｏより（ｘ−）側にある。
距離ΔＨ１は、下式
ΔＨ１＝ΔＺ１・cosθｃ＋ΔＬ１・sinθｃ
で表され、２位置の間の路面の勾配γは、
γ１＝ΔＺ１／Ｌ１
で表すことができる。
(iii)路面の勾配が負の場合
負の勾配γの路面Ｒｄに光線Ｂ１，Ｂ２が当たると、マークＰｄ３，Ｐｄ４が形成され、マーク画像Ｍｄ３，Ｍｄ４を含む撮像画像Ｊが形成される。マーク画像Ｍｄ３，Ｍｄ４の間の間隔ｅｄｄは、距離ΔＨ２に応じた大きさとなる。マーク画像Ｍｄ３は基準位置Ｏより（ｘ−）側に位置し、マーク画像Ｍｄ４は、基準位置Ｏに対して（ｘ＋）側に位置する。
距離ΔＨ２は、下式
ΔＨ２＝−ΔＺ２・cosθｃ＋ΔＬ２・sinθｃ
で表される大きさとなる。

(iv)２つのマーク画像間の間隔ｅと路面の勾配γとの関係
２つのマーク画像間の間隔ｅと路面の勾配γとの関係をシミュレーションによって得た場合の一例を図６(a)に示す。図６(a)に示すように、間隔ｅが大きい場合は小さい場合より勾配（傾斜角度）γが小さくなることがわかる。また、間隔ｅと勾配γとは１対１に対応するため、間隔ｅがわかれば勾配γを取得することができる。
間隔ｅの変化量と勾配γの変化量との関係を図６(b)に示す。図６(b)に示すように、勾配（傾斜角度）γが負の場合（γ＜０）は正の場合（γ＞０）より、間隔変化率の絶対値が大きくなる。
このように、照射角度θｐとカメラ角度θｃとの大小関係が反対になると、間隔ｅと勾配γとの関係も反対になるが、いずれにしても、間隔ｅと勾配γとは１対１に対応するため、間隔ｅがわかれば勾配γが一義的に決まることが明らかである。

［マークの形状がライン状、多角形状等を成した１つの光が照射される場合］
路面状態取得装置において、照射装置から１本の光線が照射されるが、この光線が路面に当たって形成されるマークの形状は、スポット状を成したものに限らず、ライン状を成したものとしたり、多角形状を成したものとしたりすること等ができる。そして、撮像画像に含まれるマーク画像の形状、大きさ（マーク上の２点間の相対位置関係）等に基づいて路面の傾斜状態が取得される。
路面に形成されるマークの形状は、撮像画像Ｊに含まれるマーク画像の形状に対応するため、以下、撮像画像Ｊに含まれるマーク画像の形状について説明する。

光が照射され、路面に当たって形成されるマークが車両の前後方向に延びたライン状を成し、そのライン状の前後方向の両端が２点とされる。
図１１(a)において、マークに対応するマーク画像Ｍａ１は縦方向に延びたライン状を成し、２点に対応する点画像Ｑ１，Ｑ２の縦方向の間隔、すなわち、マーク画像Ｍａ１の縦方向の長さに基づいて路面の前後方向の勾配が取得される。
基準路面（γ＝γ０）におけるマーク画像Ｍａ１の縦方向の長さ（点画像Ｑ１，Ｑ２の縦方向の間隔）をｅ１とする。
図１に示すように、照射角度θｐがカメラ角度θｃより大きい場合（θｐ＞θｃ）には、マーク画像Ｍａの長さ（一端部Ｑ１と他端部Ｑ２との間の縦方向の間隔）が大きい場合は小さい場合より路面の勾配γが大きいと取得され（ｅ１ａ＞ｅ１，γａ＞γ０）、図５に示すように、照射角度θｐがカメラ角度θｃより小さい場合（θｐ＜θｃ）には、間隔が小さい場合は大きい場合より路面の勾配γが大きいと取得される（ｅ１＞ｅ１ａ′，γａ′＞γ０）。

路面に当たって形成されるマークが車両の左右方向（幅方向）に延びたライン状を成し、そのライン状の前後方向の両端が２点とされる。
図１１(b)において、マーク画像Ｍａ２は、横方向に延びたライン状を成したものとされ、２点に対応する点画像ＰＬ，ＰＲの縦方向の間隔に基づいて路面の左右方向の勾配α（カント）が取得される。
左右方向の路面の勾配αが０である場合には、マーク画像の右側の端部ＰＲと左側の端部ＰＬとの縦方向の間隔はほぼ０である。
それに対して、マーク画像Ｍａ２の右側の端部ＰＲが左側の端部ＰＬより（ｘ＋）側にある場合には、図１に示す場合（θｐ＞θｃ）において、路面上のマークの右側の部分は左側の部分より路面が高いことがわかる。この場合には、路面が、左側から右側に向かって高くなる向きに傾斜しており、マーク画像Ｍａ２の縦方向の間隔ｅ２ａが大きい場合は小さい場合より勾配αが大きいと取得される。また、マーク画像Ｍａ２の右側の端部ＰＲが左側の端部ＰＬより（ｘ−）側にある場合には、図１に示す場合（θｐ＞θｃ）において、左側の部分が右側の部分より高くなる向きに傾斜した路面であり、マーク画像Ｍａ２の縦方向の間隔ｅ２ａ′が大きい場合は小さい場合より勾配が大きいと取得される。
例えば、間隔ｅ２ａを正の値、ｅ２ａ′を負の値とするとともに、路面の右側部分が左側部分より高くなる向きの左右方向の傾斜角度αを正の値、左側部分が右側部分より低くなる向きの傾斜角度αを負の値とすれば、間隔と傾斜角度αとの間に、間隔が大きい場合は小さい場合より傾斜角度αが大きくなる関係が成立すると考えることができる。
なお、２つの互いに平行な光線が左右方向に隔たって照射された場合にも同様である。
また、マーク画像Ｍａ２の右側端部ＰＲと左側端部ＰＬとの間の長さＬｙ２（Ｌｙ２′）が長い場合は短い場合より、その向きの勾配αが大きいと取得することもできる。

図１１(c)において、マーク画像は、縦方向に伸びた部分と横方向に伸びた部分とを備えた形状、すなわち、マーク画像Ｍａ１とマーク画像Ｍａ２とを合わせた形状を成したものとすることができるのであり、例えば、クロス状を成したマーク画像Ｍａ３としたり、Ｌ字形を成したマーク画像Ｍａ３′としたりすることができる。いずれにしても、路面の前後方向の勾配γと左右方向の勾配αとの両方を取得することができる。

路面に当たって形成されるマークがひし形を成した場合には、それぞれの頂点を複数の点とすることができる。
図１１(d)において、マーク画像Ｍａ４はひし形を成したものとされ、ひし形の頂点のうち上端の点に対応する点画像がＱＵ，下端の点に対応する点画像がＱＤとされ、左端の点に対応する点画像がＱＬ，右端の点に対応する点画像がＱＲとされる。
これら点画像ＱＵ，ＱＤの相対位置関係に基づいて路面の前後方向の勾配γが取得され、点画像ＱＬ，ＱＲの相対位置関係に基づいて路面の左右方向の勾配αが取得される。
例えば、点画像ＱＤとＱＵとの間の間隔ｅ３が大きい場合は小さい場合より、路面の前後方向の勾配γが大きい（ｅ３ａ＞ｅ３，γ＞０）と取得される（θｐ＞θｃの場合）。換言すれば、ひし形状のマーク画像Ｍａ４の縦方向の長さ、すなわち、対角線Ｔｈ１の長さが長い場合は短い場合より勾配γが大きいと取得されるのである。
また、点画像ＱＬとＱＲとの位置が、前後方向に互いにずれている場合には、左右方向に傾斜した路面であることがわかる。点画像ＱＬとＱＲとの縦方向の間隔（ずれ）ｅ４が大きい場合は小さい場合より路面の左右方向の勾配αが大きいと取得される。また、点画像ＱＬとＱＲとの間の長さＬｚ（対角線Ｔｈ２の長さ）が長い場合は短い場合より勾配αが大きいと取得することもできる。

なお、マーク画像の形状は、図１１に示す場合に限らない。その他、連続した線で外形を規定可能な形状（例えば、円形状、楕円形状、多角形状）を成したもの等とすることができる。
また、マーク画像Ｍａ２の一端部ＰＬ、他端部ＰＲに対応する位置に、それぞれ、マーク画像が形成される２本の光線が照射される場合にも、同様に左右方向の勾配αを取得することができる。
さらに、マーク画像Ｍａ３の端部ＰＬ，ＰＲ，Ｑ１，Ｑ２に対応する位置に、それぞれマーク画像が形成される４本の光線が照射される場合にも、同様に、前後方向の勾配γ、左右方向の勾配αを取得することができる。
また、ここでは、光が車両の前後方向に照射され、撮像装置の軸線が車両の前後方向に延びている場合について説明したが、光が左右方向に照射され、撮像装置の軸線が左右方向に延びている場合については、図２２において説明する。

＜照射装置、撮像装置の相対位置＞
［θｐ≧（９０°−γａｐ）、θｐ＜θｃ］
［θｐ≦（９０°−γａｐ）、θｐ＞θｃ］
照射装置、撮像装置は、路面反射率に基づいて、照射装置から照射されて路面において反射した光が撮像装置によって良好に受け得る相対位置関係で取り付けられることが望ましい。
図７(a)、図９(a)に示すように、光が路面に照射されて反射する場合、入射角度θｉｎと反射角度θｏｕｔとは等しくなる（θｉｎ＝θｏｕｔ）。そのため、照射装置と撮像装置とは、路面法線に対して対称になる状態で取り付けられることが望ましい。また、図７(b)，(c)、図９(b)，(c)に示すように、路面法線に対して対称でなくても、照射装置から照射されて路面に当たった光が反射する側に撮像装置が取り付けられることが望ましい。図７(b)、(c)には、照射角度θｐが、勾配（最大の勾配）γａｐの路面の法線の傾斜角度（９０°−γａｐ）以上であり（主として照射装置が後傾姿勢にあり）、カメラ角度θｃが照射角度θｐより小さい（θｐ＞θｃ）場合を示した。また、図９(b)、(c)には、光線の照射角度θｐが路面法線が成す角度（９０°−γａｐ）以下であり（主として照射装置が前傾姿勢にあり）、カメラ角度θｃが照射角度θｐより大きい（θｃ＞θｐ）場合を示した。
また、勾配γが正の路面と勾配γが負の路面とを比較すると、勾配γが正の路面の方がサスペンション制御の必要性が高い。凹の場合の路面の高さの変化（路面変位）は、スプリングの伸びにより吸入され易いのに対して、凸の場合の路面の高さの変化は吸収されず、路面入力がばね上部に伝達され易いからである。そのため、凸の場合の路面の勾配γが良好に取得されることが望ましく、照射装置、撮像装置は、図７(b)、図９(b)の相対位置関係で取り付けられることが望ましい。
なお、図７(b)，(c)の場合のカメラ角度θｃの下限値，図９(b)、(c)の場合のカメラ角度θｃの上限値は、照射角度θｐとカメラ角度θｃとの差が９０°より小さいという条件に基づいて決まる値としたり、処理範囲が設定範囲より大きくならないという条件に基づいて決まる値としたりすることもできる。

［θｐ＞θｃ］
照射装置、撮像装置は、図８(a)が示すように、照射角度θｐと路面法線の成す角度（９０°−γａｐ）との大小に関係なく、カメラ角度θｃが照射角度θｐより小さくなる状態（θｃ＜θｐ）で取り付けることもできる。
(a)照射角度θｐ、カメラ角度θｃを小さくすれば、車両のより前方の路面（傾斜状態取得対象部）の勾配を取得することができ、プレビュー距離Ｌｐを大きくできる。例えば、カメラ角度θｃは、アクチュエータの応答性で決まる角度（単位時間当たりに制御可能なばね下部の上下方向の変位で決まる角度）と車体のピッチ方向の傾斜角度の最大値δｐｍａｘとの和より大きい角度とすればよいという考え方もある。
(b)カメラ角度θｃを照射角度θｐより小さくすれば（θｃ＜θｐ）、ほぼ平坦な路面を走行する場合の処理範囲（切り抜き範囲）を狭くすることができる。
図８(b)に示すように、カメラ角度θｃが照射角度θｐより大きい場合（θｃ＞θｐ）において、路面の勾配γが０である場合に２つのマーク画像が存在する範囲Ｒｘ０より、カメラ角度θｃが照射角度θｐより小さい場合（θｃ＜θｐ）において、２つのマーク画像が存在する範囲Ｒｙ０の方が狭くなる（Ｒｙ０＜Ｒｘ０）。したがって、カメラ角度θｃを照射角度θｐより小さくすれば（θｃ＜θｐ）、切り抜き範囲を狭くすることができ、車両の走行中の大部分の場合において、処理時間を短くすることができる。また、マーク画像が基準位置近傍に位置することから、マーク画像の位置検出精度が高くなる。
(c)カメラ角度θｃが照射角度θｐより小さい場合（θｃ＜θｐ）は、勾配γが大きい場合は小さい場合より切り抜き範囲が大きくなる。
図８(c)に示すように、カメラ角度θｃが照射角度θｐより大きい場合（θｃ＞θｐ）において、路面の勾配γが０より大きい場合に２つのマーク画像が存在する範囲Ｒｘｒは路面の勾配γが０の場合に存在する範囲Ｒｘ０より小さくなる（Ｒｘｒ＜Ｒｘ０）が、カメラ角度θｃが照射角度θｐより小さい場合（θｃ＜θｐ）において、路面の勾配γが０より大きい場合に２つのマーク画像が存在する範囲Ｒｙｒは路面の勾配γが０の場合に存在する範囲Ｒｙ０より大きくなる（Ｒｙｒ＞Ｒｙ０）。そのため、勾配γの増加と切り抜き範囲の増大とで変化の向きが同じになり、切り抜き範囲を勾配γとの関係で容易に決定することが可能となる。

［θｃ＞γａｐ＋δｐｍａｘ、θｐ＞γａｐ＋δｐｍａｘ］
図１０に示すように、カメラ角度θｃ、照射角度θｐは、いずれも、アプローチアングルの最大値γａｐと車体の傾斜角度（ピッチ角）の最大値δｐｍａｘとの和より大きい角度とされる。
仮に、照射角度θｐが和（γａｐ＋δｐｍａｘ）以下である場合において、車体がδｐｍａｘ傾いた場合に、凹の下り側の勾配γａｐの傾斜面Ｒｅと光線Ｂとが平行、あるいは、光線Ｂと基準路面との成す角度がγａｐより小さくなり、光線Ｂが傾斜面Ｒｅに当たらず、マークが形成されないおそれがある。それに対して、照射角度θｐが和（γａｐ＋δｐｍａｘ）より大きい場合には、勾配γａｐの傾斜面Ｒｅにおいても、光線Ｂが当たり、マークが形成され得る。
仮に、カメラ角度θｃが和（γａｐ＋δｐｍａｘ）以下である場合において、車体がδｐｍａｘ傾いた場合に、下り側の勾配γａｐの傾斜面Ｒｅと軸線Ｃとが平行、あるいは、軸線Ｃと基準路面との成す角度がγａｐより小さくなり、軸線Ｃが凹の内部に入らず、マークを撮像できない場合がある。それに対して、カメラ角度θｃが和（γａｐ＋δｐｍａｘ）より大きい場合には、下り勾配γａｐの路面Ｒｅにおいてもマークを良好に撮像することが可能となる。
また、照射角度θｐとカメラ角度θｃとは異なる大きさとされる（θｐ≠θｃ）。これらが同じである場合には、２つのマーク画像間の距離は、路面の勾配γの大小に関係なく、常に一定となり、勾配を取得することができないからである。
なお、角度（γａｐ＋δｐｍａｘ）が第１設定角度に対応し、角度（９０°−γａｐ）が第２設定角度に対応する。
以上のように、照射装置、撮像装置の相対位置関係、照射される光線が路面に当たって形成されるマークの形状等は、路面状態を取得する目的等に応じて適宜設計することができる。

本発明の一実施形態であるサスペンションシステムの一例を図１２に示す。図１２に示すように、サスペンションシステムに含まれる路面状態取得装置６は、車体８の正面の、互いに幅方向に隔てて設けられた２つの路面画像取得部１０Ｌ，Ｒを含む。路面画像取得部１０Ｌ，Ｒは、それぞれ、車体８の左前輪１１ＦＬ，右前輪１１ＦＲに対応する位置にそれぞれ設けられる。
路面画像取得部１０Ｌ，１０Ｒは、車両の前方、すなわち、左前輪１１ＦＬ，右前輪１１ＦＲの前方の、マークを含む路面の画像を取得するものであり、それぞれ、(i)平行光線を照射する照射装置１２Ｌ，１２Ｒと、(ii)予め定められた領域の撮像対象物を撮像する撮像装置としてのカメラ１４Ｌ，１４Ｒとを含む。
照射装置１２Ｌ，１２Ｒとカメラ１４Ｌ，１４Ｒとは、車体８（以下、ばね上部と称する場合がある）の正面（例えば、バンパ付近）の、互いに上下方向に隔たった位置に取り付けられる。照射装置１２Ｌ、１２Ｒから照射された平行光線が路面に当たって、前後方向に隔たった位置に２つのスポット状のマークが形成される。そして、これら２つのマークを含む予め定められた領域の路面（撮像対象物）がカメラ１４Ｌ，１４Ｒによってそれぞれ撮像される。
本実施例においては、照射装置１２Ｌ，１２Ｒとカメラ１４Ｌ，１４Ｒとの相対位置関係は問わないが、照射角度θｐが（９０°−γａｐ）より大きく、カメラ角度θｃが照射角度θｐより小さく、かつ、照射角度θｐ、カメラ角度θｃのいずれもが、γａｐとδｐｍａｘの和（γａｐ＋δｐｍａｘ）より大きくなる状態で、照射装置１２Ｌ，１２Ｒとカメラ１４Ｌ，１４Ｒとが取り付けられる。

照射装置１２Ｌ，１２Ｒは、それぞれ、路面に当たった場合に前後方向に隔たってマークが形成される状態で、互いに平行な２つのレーザ光を照射する（以下、レーザ光線を照射すると称する場合がある）。
照射装置１２Ｌ，１２Ｒは、それぞれ、図１４(a)に示すように、２つの光源２０，２１を含むものとすることができる。光源２０，２１はそれぞれ１つのレーザ光線（レーザビームと称する場合がある）を照射するものであり、光源２０，２１は、車体８の上下方向に隔たって、各々から照射されるレーザ光線Ｂ１，Ｂ２が互いに平行になり、かつ、レーザ光線Ｂ１，Ｂ２が基準路面に予め定められた照射角度θｐで照射される姿勢で、取り付けられる。
なお、照射装置１２Ｌ，１２Ｒは、図１４(b)に示すように、１つの光源２２と、反射鏡２４と、スリット板２６とを含むものとすることもできる。スリット板２６には、間隔を隔てて２つのスリット２６ａ，ｂが形成される。光源２２から照射された光が反射鏡２４で反射され、スリット２６ａ，ｂを通過して２本のレーザ光線Ｂ１，Ｂ２となって、車両の前方に照射される。

カメラ１４Ｌ，１４Ｒは、それぞれ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）カメラであり、図１５(a)に示すように、レンズ１４ｒ，フィルタ１４ｆ，撮像素子としてのＣＣＤ１４ｓ，画像形成部１４ｄ等を含む。マーク等の撮像対象物はレンズ１４ｒを介してＣＣＤ１４ｓ上に結像されて光学的な画像が得られる。そして、ＣＣＤ１４ｓの各々において、光の信号が電気的信号に変換されて画像形成部１４ｄに供給される。以下、本明細書において、「ＣＣＤ１４ｓ」は、撮像素子各々を表す場合と、多数個の撮像素子全体を表す場合とがある。画像形成部１４ｄにおいて、処理領域（切り抜き領域）に属するＣＣＤ１４ｓの１つ１つの電気信号に基づいて処理が行われ、撮像対象物のうちの処理領域で決まる部分に対応する画像が形成される。フィルタ１４ｆは帯域フィルタであり、少なくとも照射装置１２から照射されたレーザ光の通過を許容する。
カメラ１４は、レンズ１４ｒが車両の前方に向いた姿勢で取り付けられ、図１５(b)に示すように破線で囲まれた撮像領域ＳＲ内の撮像対象物（例えば、スポットＰ１，Ｐ２、路面等）を撮像する。また、撮像領域ＳＲに対応する撮像画像Ｊは、図１５(c)に示すように（Ｎａ×Ｎｂ）個の画素から構成されるが、実際に画像の処理が行われるのは撮像画像Ｊの一部であり、それによって、処理画像Ｊｃ（切り抜き画像Ｊｃと称することもできる）が得られる。処理画像Ｊｃには、スポットＰ１，Ｐ２に対応するスポット画像Ｍ１，Ｍ２が含まれる。処理画像Ｊｃは、撮像領域ＳＲの一部の領域ＳＲｃの画像に対応する。

車両には、図１２，１３に示すようにサスペンションシステムが設けられる。サスペンションシステムは、左右前輪１１ＦＬ，ＦＲ、左右後輪３２ＲＬ，ＲＲの各々に対応して設けられたサスペンション３４ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを含む。
サスペンション３４ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲは、それぞれ、複数のサスペンションアーム３６ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ、スプリング４０ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ、ショックアブソーバ４２ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ、上下力発生装置４３ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ等を含む。
以下、本明細書において、サスペンション等について、対応する車輪位置を明らかにする必要がある場合には、車輪の位置を表す添え字ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ、右側、左側を表す添え字Ｒ，Ｌを付して記載し、車輪位置等を明らかにする必要がない場合には添え字を付さないで記載する場合がある。
また、ばね下部とは、車輪、サスペンションアーム等をいい、ばね上部とは、車体等をいう。

複数のサスペンションアーム３６（以下、本明細書において、複数のサスペンションアームを総称する場合や、複数のサスペンションアームのうちの１つを称する場合がある。）は、車輪１１，３２を車体８に保持するものであり、サスペンションアーム（ロアアーム）３６（ばね下部３６）とばね上部８との間に、互いに並列に、スプリング４０と、ショックアブソーバ４２とが設けられる。
上下力発生装置４３は、Ｌ字形バー４４と、ロータリ電動アクチュエータ５０とを含む。図２に示すように、Ｌ字形バー４４は、シャフト部とアーム部とを含み、アーム部の一端部がサスペンションアーム３６（ロアアーム）に揺動可能に連結され、シャフト部の他端部がロータリ電動アクチュエータ５０を介して、車体８に軸線回りに回動可能に保持される。ロータリ電動アクチュエータ５０は、電動モータ、減速機等を含み、Ｌ字形バー４４のシャフト部に加える捩り力を制御することにより、アーム部を介してばね下部３６とばね上部８との間に作用する上下力Ｆａｃｔを制御する。

ばね下部３６とばね上部８との間には、スプリング４０によるばね力，ショックアブソーバ４２の減衰力，上下力発生装置４３による上下力Ｆａｃｔが作用する。車両の定常状態において、ばね下部３６とばね上部８との間に作用する力（例えば、荷重等）と、ばね力、減衰力、上下力Ｆａｃｔとが釣り合っており、この場合のロータリ電動アクチュエータ５０の位置を基準位置とし、作用する上下力Ｆａｃｔを基準値とする。そして、ロータリ電動アクチュエータ５０の基準位置からの回転方向と回転角度との制御により、上下力Ｆａｃｔが制御される。

本サスペンションシステムには、コンピュータと主体とするサスペンションＥＣＵ７０が設けられる。サスペンションＥＣＵ７０は、入出力部７０ａ，実行部７０ｂ，記憶部７０ｃ等を含み、入出力部７０ａには、路面画像取得部１０Ｌ，１０Ｒ、イグニッションスイッチ７２、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ７４、車両に作用する横加速度を検出する横Ｇセンサ７６，前後加速度を検出する前後Ｇセンサ７８が接続されるとともに、各輪毎に設けられたモータＥＣＵ５６が接続される。また、サスペンションＥＣＵ７０には、ＣＡＮを介してブレーキＥＣＵ８０が接続され、各輪毎に設けられた車輪速度センサ８２の検出値に基づいて取得された車両の走行速度ｖを表す情報が供給される。さらに、サスペンションＥＣＵ７０の記憶部７０ｃには、図３(a)、(b)に示すテーブル、複数のプログラム等が記憶されている。

＜サスペンション制御＞
［ＦＦスカイフック制御］
図１６に示す１自由度モデルを考える。
ばね上部８の質量ｍ₂，変位ｘ₂，ばね上部とばね下部との間に設けられたサスプリング４０のばね定数をｋ₂，ショックアブソーバ４２の減衰係数をｃ₂とし、路面入力をｘ₁とする。なお、低周波数の路面変位については、ばね下変位は路面変位に充分に追従するため、ばね下変位は考慮しない。また、スカイフックダンパーの減衰係数をｃ_sとした。
このモデルにおいて、運動方程式
ｍ₂ｘ₂”（ｔ）＋（ｃ₂＋ｃ_s）ｘ₂（ｔ）′＋ｋ₂・ｘ₂（ｔ）
＝ｃ₂・ｘ₁（ｔ）′＋ｋ₂・ｘ₁（ｔ）
が成立する。式において、「′」は１階微分、「”」は２階微分を表す。
ここで、スカイフック制御を、ばね上部８の振動に基づくＦＢスカイフック制御と、路面入力に基づくＦＦスカイフック制御とに分ける。ＦＦスカイフック制御において、路面入力に起因するばね上部８の振動を抑制するため、スカイフック力｛ｃ_s・ｘ₂”（ｔ）｝が、ばね上部に路面変位ｘ₁に起因して作用する力Ｆｉｎ（以下、ばね下強制力と称する場合がある）と同じ大きさとされる。
Ｆｉｎ＝ｃ₂・ｘ₁（ｔ）′＋ｋ₂・ｘ₁（ｔ）・・・(1)
ｃ_s・ｘ₂”（ｔ）＝Ｆｉｎ

本実施例において、路面画像取得部１０Ｌ，Ｒによって、設定時間ｔｓ（サイクルタイム：例えば、８msecとすることができる）毎に撮像領域ＳＲの撮像対象物が撮像され、予め定められた処理領域ＳＲｃに対応する領域についての処理が行われ、処理画像Ｊｃが得られる。得られた処理画像Ｊｃ（処理画像Ｊｃを表す画像データ）がサスペンションＥＣＵ７０に供給される。
サスペンションＥＣＵ７０において、例えば、図１５(c)に示す処理画像Ｊｃにおいて、２つのマーク画像Ｍ１，Ｍ２の間の縦方向の間隔ｅが取得されるとともに間隔の変化量Δｅが取得される。そして、間隔ｅ，変化量Δｅと、図３(a)、(b)に示す関係とに基づいて、路面の前後方向の勾配γ、勾配の変化量Δγが求められる。
一方、車両がｖ(m/sec)の車速で走行している場合の、設定時間ｔｓの間の路面高さの変化量、すなわち、路面変位ｘｈは、
ｘｈ＝tanγ・ｖ・ｔｓ ・・・(2)
で表される大きさとなる。
また、路面変位ｘｈの設定時間ｔｓの間の変化量、すなわち、路面変化速度Δｘｈは、
Δｘｈ＝tan（Δγ）・ｖ・ｔｓ ・・・(3)
で近似することができる。
そして、この設定時間ｔｓの間の路面変位ｘｈ、路面変位ｘｈの設定時間の間の変化量Δｘｈは、それぞれ、(1)式におけるｘ₁（ｔ）、ｘ₁（ｔ）′として用いることができるのであり、それにより、ばね下強制力Ｆｉｎが、下式のように取得される。
Ｆｉｎ＝｛ｃ₂・Δｘｈ＋ｋ₂・ｘｈ｝ ・・・(4)

本実施例においては、ＦＦスカイフック制御が上下力発生装置４３の制御に適用される。ばね下強制力Ｆｉｎが低減させられるように、上下力発生装置４３が制御されるのであり、上下力Ｆａｃｔの制御量を、例えば、下式のように決めることができる。
ΔＦａｃｔ＝−｛ｃ₂・Δｘｈ＋ｋ₂・ｘｈ｝
また、制御量ΔＦａｃｔに基づいて、ロータリ電動アクチュエータ５０の目標回転角度、回転方向が決まり、目標回転角度、回転方向が制御指令値として作成されて、モータＥＣＵ５６に出力される。
ロータリ電動アクチュエータ５０の実際の回転角度は回転角度センサ８４によって検出され、実際の回転角度が目標回転角度に達するように、モータＥＣＵ５６によってインバータ５２が制御される。
また、(1)式において、路面変位ｘ（ｔ）として、設定時間ｔｓの間の路面変位ｘｈを単位時間で積分した値ｘ₀（ｔ）を採用し、その値の微分値を路面変化速度ｘ₀（ｔ）′として採用することもできる。
ｘ₀（ｔ）＝∫ｘｈｄｔ
ｘ₀（ｔ）′＝ｄ｛ｘ₀（ｔ）｝／ｄｔ

［プレビュー制御］
路面状態取得装置６によって傾斜状態が取得される対象の路面（傾斜状態取得対象部Ｒｐ）は、前輪１１ＦＬ，ＦＲよりプレビュー距離Ｌｐ前方である。そして、プレビュー距離Ｌｐを車速ｖで割った時間Ｔｆ（＝Ｌｐ／ｖ）が前輪１１ＦＬ，ＦＲの上下力発生装置４３ＦＬ，ＦＲを制御する場合の余裕時間である。同様に、プレビュー距離ＬｐにホイールベースＬを加えた値（Ｌｐ＋Ｌ）を車速ｖで割った時間Ｔｒ｛＝（Ｌｐ＋Ｌ）／ｖ｝が後輪３２ＲＬ，ＲＲの上下力発生装置４３ＲＬ，ＲＲを制御する場合の余裕時間である。余裕時間Ｔｆ，Ｔｒは、傾斜状態取得対象部Ｒｐが撮像された時点から、その傾斜状態取得対象部Ｒｐを前輪１１、後輪３２がそれぞれ通るまでの時間である。
一方、ロータリ電動アクチュエータ５０は作動遅れが大きいため、傾斜状態取得対象部Ｒｐを制御対象輪が通過する時よりプレビュー時間τ（作動遅れ時間）だけ前に制御指令値を出力する必要がある。
以上により、傾斜状態取得対象部Ｒｐが撮像された時点から、時間（Ｔｆ−τ）が経過した時に、前輪１１のサスペンション３４についての制御指令値が出力され、時間（Ｔｒ−τ）が経過した時に、後輪３２のサスペンション３４についての制御指令値が出力される。それにより、傾斜状態取得対象部Ｒｐを、前輪１１、後輪３２が通過するのに合わせて、ロータリ電動アクチュエータ５０が、その路面入力に合わせて作動させられるようにすることができる。
なお、プレビュー制御においては、制御指令値を出力する時点に、時間（Ｔｆ−τ），（Ｔｒ−τ）前の路面の勾配γの情報に基づいて制御指令値が作成されるようにすることもできる。

[慣性力に基づく制御]
慣性力に基づく制御とは、横Ｇに基づくロール抑制制御と、前後Ｇに基づくピッチ抑制制御とを合わせた制御をいう。慣性力に基づく制御はプレビュー制御ではなく、通常制御である。
ロール抑制制御は、車両に作用するロールモーメントに起因して生じる車体の横方向の傾きを抑制する制御である。ステアリングホイールの操舵角φと車速ｖとに基づいて決まる推定横Ｇ（Ｇｙａ）と、横Ｇセンサ７８の検出値である実横Ｇ（Ｇｙｂ）とに基づいて制御横Ｇ（Ｇｙｓ）が式
Ｇｙｓ＝Ｋａ・Ｇｙａ＋Ｋｂ・Ｇｙｂ
に従って決定され、制御横Ｇｙｓに基づいて、ロータリ電動アクチュエータ５０の目標回転角度（ロール抑制目標回転角度）θｒｒｅｆが決定される。Ｋａ，Ｋｂはゲインであり、予め定められた値である。
制御横Ｇｙｓとロール抑制目標回転角度θｒｒｅｆとの関係は、予めテーブル化されて記憶されている。
ピッチ抑制制御は、車両に作用するピッチングモーメントに起因して生じる車体の前後方向の傾きを抑制する制御である。ピッチ抑制目標回転角度θｐｒｅｆは、前後Ｇセンサ７６によって検出された実前後Ｇ(Ｇｘｂ）を用いて、式
θｐｒｅｆ＝Ｋｃ・Ｇｘｂ
に従って決められる。

図１７(a)のフローチャートで表される処理画像作成プログラムは、カメラ１４の画像形成部１４ｓにおいて予め定められた設定時間毎に実行される。
照射装置１２からレーザ光が照射されると、ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、カメラ１４によって路面上に形成された２つのマークを含む撮像対象物が撮像される。Ｓ２において、予め定められた切り抜き領域について画像処理が行われ、処理画像Ｊｃが作成され、Ｓ３において、作成された処理画像ＪｃがサスペンションＥＣＵ７０に供給される。
図１７(b)に示す路面勾配取得プログラムは、サスペンションＥＣＵ７０において予め定められた設定時間毎に実行される。
Ｓ１１において、取得された処理画像Ｊｃにおいて、２つのマーク画像Ｍ１，Ｍ２の間の縦方向の間隔ｅが求められ、Ｓ１２において、間隔ｅと図３(a)の勾配決定テーブルとに基づいて路面の勾配（傾斜角度）γおよび傾斜の向きが取得される。Ｓ１３において、間隔ｅの変化量Δｅおよび傾斜の向きと、図３(b)の勾配変化決定テーブルとに基づいて勾配γの変化量Δγが取得され、Ｓ１４において、(2)式、(3)式に従って、路面変位ｘｈ、路面変化速度Δｘｈが取得される。

図１８のフローチャートで表されるサスペンション制御プログラムは予め定められた設定時間毎に実行される。
Ｓ２１において、イグニッションスイッチ７２がＯＮであるかどうかが判定され、Ｓ２２において、システムが正常であるかどうかが判定される。イグニッションスイッチ７２がＯＮにあり、システムが正常である場合には、Ｓ２３において、制御対象輪が前輪１１ＦＬ，ＦＲである場合に、余裕時間Ｔｆからプレビュー補償時間τを引いた時間（Ｔｆ−τ）前に取得された路面変位ｘｈ、路面変化速度Δｘｈが読み込まれ、Ｓ２４において、ＦＦスカイフック制御の上下力Ｆａｃｔの制御量ΔＦａｃｔが求められ、ロータリ電動アクチュエータ５０の目標回転角度θｓｒｅｆおよび回転の向きが求められる。
そして、Ｓ２５において、現時点の実横Ｇ（Ｇｙｂ），操舵角φ、車速ｖが検出され、これらに基づいてロール抑制目標回転角度θｒｒｅｆおよび回転の向きが求められる。
また、Ｓ２６において、現時点における実前後Ｇ（Ｇｘｂ）が検出され、ピッチ抑制目標回転角度θｐｒｅｆおよび回転方向が決定される。
Ｓ２７において、これらの目標回転角度の和が求められ、ロータリ電動アクチュエータ５０の目標回転角度θｒｅｆとされる。
θｒｅｆ＝θｓｒｅｆ＋θｒｒｅｆ＋θｐｒｅｆ
そして、制御指令値が前輪側のモータＥＣＵ５６ＦＬ，ＦＲに出力される。
その後、ロータリ電動アクチュエータ５０の実際の回転角度が回転角度センサ８４によって検出され、目標回転角度θｒｅｆに近づけられるのであり、ロータリ電動アクチュエータ５０の制御は、モータＥＣＵ５６によるインバータ５２の制御により行われる。

制御対象輪が後輪３２ＲＬ，ＲＲである場合には、Ｓ２４において、余裕時間Ｔｒからプレビュー補償時間τを引いた時間（Ｔｒ−τ）前に取得された路面変位ｘｈ、路面変化速度Δｘｈが読み込まれる。そして、ロータリ電動アクチュエータ５０の目標回転角度θｒｅｆが決定され、制御指令値が後輪３２のモータＥＣＵ５６ＲＬ，ＲＲに出力される。

このように、本実施例においては、路面状態取得装置６によって取得された路面の勾配を用いてプレビュー制御が行われるため、ロータリ電動アクチュエータ５０の作動遅れに起因する制御遅れを小さくすることができ、路面入力に起因するばね上部の振動を良好に抑制することができる。
また、ばね上上下加速度センサの検出値、車高センサの検出値等を用いることなく路面の勾配が取得される。その結果、ばね上上下加速度センサ、車高センサ等をなくすことができ、その場合には、コストアップを抑制することができる。
さらに、慣性力の制御とＦＦスカイフック制御との両方が行われるため、ばね上部８の振動を良好に抑制することができる。

なお、サスペンション制御において、慣性力に応じた制御を行う必要は必ずしもない。
また、上下力発生装置４３を設けることは不可欠ではなく、路面状態取得装置６によって取得された路面の勾配に基づいてショックアブソーバ４２の減衰力の制御が行われるようにすることもできる。その場合には、アクチュエータの作動遅れは小さいため、プレビュー補償時間τを短い値にしたり、０としたりすることができる。さらに、ショックアブソーバ４２の制御と上下力発生装置４３の制御との両方を合わせて行うこともできる。
また、路面に照射されるマークがスポット状を成した２つの平行光線が照射されるようにされていたが、３つ以上の平行光線が照射されるようにすることもできる。

本実施例においては、サスペンションＥＣＵ７０，モータＥＣＵ５６，ロータリ電動アクチュエータ５０，Ｌ字形バー４４，インバータ５２，操舵角センサ７４，横Ｇセンサ７６，前後Ｇセンサ７８等によってサスペンション制御装置が構成され、サスペンションＥＣＵ７０の路面勾配取得プログラムを記憶する部分，実行する部分、路面画像取得部１０Ｌ，Ｒ等により路面状態取得装置６が構成される。
また、路面状態取得装置６のうち路面勾配取得プログラムのＳ１１を記憶する部分、実行する部分等により縦方向間隔取得部が構成され、Ｓ１２を記憶する部分、実行する部分、図３(a)の勾配決定テーブルを記憶する部分、実行する部分等により勾配取得部が構成される。勾配取得部は第１勾配取得部、第１傾斜向き取得部でもある。さらに、サスペンションＥＣＵ７０の図３(a)の勾配決定テーブルを記憶する部分により勾配決定テーブル記憶部が構成される。勾配決定テーブル記憶部が第１勾配決定テーブル記憶部でもある。
さらに、サスペンションＥＣＵ７０のサスペンション制御プログラムのＳ２３，２４を記憶する部分、実行する部分等によりプレビュー制御部が構成され、Ｓ２４を記憶する部分、実行する部分等により上下振動抑制制御部（ばね下強制力低減部）が構成される。

実施例１においては、左右前輪１１ＦＬ，ＦＲの前方の路面の前後方向の勾配γが、取得されるようにされていたが、本実施例においては、左右前輪１１ＦＬ，ＦＲの前方の路面の左右方向の勾配αが取得される。
図１９(a)に示すように、路面画像取得部１００は、車両の正面の左右方向に隔たって、左前輪１１ＦＬ、右前輪１１ＦＲに対応する位置に設けられた照射装置としての光源１０２，１０４と、正面の中央部に設けられた広角カメラ１０６とを含む。光源１０２，１０４は、それぞれ、１つずつのレーザ光線ＢＬ、ＢＲを照射するものであり、広角カメラ１０６は、レーザ光線ＢＬ，ＢＲが路面に当たって形成されるマークＰｘ１，Ｐｘ２を含む予め定められた領域の撮像対象物を撮像するものである。広角カメラ１０６は、光源１０２，１０４より車両の下方に取り付けられる（θｐ＞θｃ）。
そして、処理画像Ｊｃにおいて、図１９(b)に示すように、２つのマークＰｘ１，Ｐｘ２に対応する２つのマーク画像Ｍｘ１，Ｍｘ２の間の縦方向の間隔ｅｘが取得される。２つのマーク画像Ｍｘ１，Ｍｘ２の間の縦方向の間隔ｅｘが大きい場合は小さい場合より、路面の左右方向の勾配αが大きいと取得される。また、撮像画像Ｊの（ｘ＋）側に位置するマーク画像Ｍｘ２に対応する位置Ｐｘ２がマーク画像Ｍｘ１に対応する位置Ｐｘ１より高いことがわかる。したがって、左側より右側の方が高くなる向きに路面が左右方向に傾斜していると取得される。
なお、本実施例においては、マーク画像Ｍｘ１に対してマーク画像Ｍｘ２が（ｘ＋）側にある場合の間隔ｅｘを正の値、（ｘ−）側にある場合を負の値で表すとともに、左側より右側の方が高くなる向きの傾斜角度αを正の値（α＞０）、低くなる向きの傾斜角度αを負の値（α＜０）で表す。そして、図１９(c)に示す間隔ｅｘと左右方向の傾斜角度αとの関係（勾配決定テーブル）が予め取得されて、サスペンションＥＣＵ７０の記憶部７０ｃに記憶されている。

また、路面上のマークＰｘ１，Ｐｘ２が形成された部分の間の左右方向の距離は、トレッドＴと等しい。したがって、路面上のマークＰｘ１，Ｐｘ２が形成された部分の高さの差（路面高さの左右差と称することができる）ｘＬＲ（＝ｘＬ−ｘＲ）、すなわち、左側車輪１１ＦＬ，３２ＲＬが通過する路面高さと右側車輪１１ＦＲ，３２ＲＲが通過する 路面高さとの差ｘＬＲは、下式に示すようになる。
ｘＬＲ＝Ｔ・tanα ・・・(5)
なお、マーク画像Ｍｘ１，Ｍｘ２の間の長さＬｍを取得し、左右方向の路面の勾配αを求めることもできる。

本実施例においては、左右前輪１１ＦＬ，ＦＲのサスペンション１１０ＦＬ，ＦＲが、スタビライザバー１１２と、ロータリ電動アクチュエータ１１４とを共通に含み、左右後輪３２ＲＬ，ＲＲのサスペンション１２０ＲＬ，ＲＲが、スタビライザバー１２２と、ロータリ電動アクチュエータ１２４とを共通に含む。スタビライザバー１１２，１２２は、それぞれ、一端部が、左側車輪１１ＦＬ，３２ＲＬのサスペンションアーム（ロアサスペンションアーム）３６ＦＬ，ＲＬに揺動可能に連結され、他端部が、右側車輪１１ＦＲ，３２ＲＲのサスペンションアーム（ロアサスペンションアーム）３６ＦＲ，ＲＲに揺動可能に連結され、中間部において車体８に軸線回りに回転可能に保持される。また、スタライザバー１１２，１２２の各々は、中間部において二つに分割されてロータリ電動アクチュエータ１１４，１２４が設けられる。ロータリ電動アクチュエータ１１４，１２４により、スタビライザバー１１２，１２２の一方の側の部分に対する他方の側の部分の相対位相が制御可能とされている。

ロータリ電動アクチュエータ１１４，１２４が出力可能な力に応じてスタビライザバーの捩り抵抗力が決まるが、一方の側の部分と他方の側の部分との相対位相を変えても、捩れ抵抗力が変わる。そこで、本実施例においては、ロータリ電動アクチュエータ１１４，１２４の相対回転角度の制御により、スタビライザバー１１２，１２２のロール抑制力が制御されるのであり、ロール抑制力が、路面入力に起因して生じると予測されるロールモーメントを抑制し得る大きさとなるように、ロータリ電動アクチュエータ１１４，１２４の目標回転角度が求められる。
路面入力に起因して生じると予測されるロールモーメントＭｒは、路面高さの左右差ｘＬＲに基づいて下式に示すように求められる（Ｋは定数）。
Ｍｒ＝Ｋ・ｘＬＲ ・・・(6)
なお、路面高さの左右差ｘＬＲは、傾斜角度αに対応するため、予測されるロールモーメントＭｒは、下式のように求めることもできる（Ｋ′は定数）。
Ｍｒ＝Ｋ′・α

図２０(a)に示す路面勾配取得プログラムは、予め定められた設定時間毎に実行される。
Ｓ３１において、マーク画像Ｍｘ１，Ｍｘ２の間の縦方向の間隔ｅｘが取得され、Ｓ３２において、間隔ｅｘと、予め記憶されている勾配決定テーブル｛図１９(c)｝とに基づいて、傾斜角度αが取得される。そして、Ｓ３３において、(5)式に従って、路面高さの左右差ｘＬＲが取得される。

図２０(b)に示すサスペンション制御プログラムは、予め定められた設定時間毎に実行される。
前輪側のロール電動アクチュエータ１１４を制御する場合には、Ｓ４１において、（Ｔｆ−τ）時間（余裕時間からブレビュー補償時間を引いた時間）前の処理画像Ｊｃに基づいて取得された路面高さの左右差ｘＬＲが取得され、Ｓ４２において、(6)式に従って、生じると予測されるロールモーメントＭｒが求められ、Ｓ４３において、そのロールモーメントＭｒを抑制し得るロール抑止力が得られるように、目標回転角度θｒｅｆが決定され、制御指令値が出力される。
ロータリ電動アクチュエータ１１４は、モータＥＣＵ５６の制御により、実際の回転角度が目標回転角度に近づくように制御される。
また、後輪側のロータリ電動アクチュエータ１２４を制御する場合には、Ｓ４１において、時間（Ｔｒ−τ）前の処理画像Ｊｃに基づいて取得された左右差ｘＬＲが読み込まれ、Ｓ４２において、生じると予測されるロールモーメントが求められ、Ｓ４３において、同様に、制御指令値が作成されて出力される。
なお、目標回転角度θｒｅｆは、傾斜角度αに係数を掛けた値とすることができる。

このように、本実施例においては、スタビライザバー１１２，１２２のロール抑制力が、路面高さの左右差に起因して生じると予測されるロールモーメントを抑制し得る大きさに、その路面を通過するのに合わせて制御される。
本実施例においては、サスペンションＥＣＵ７０のサスペンション制御プログラムのＳ４２，４３を記憶する部分、実行する部分等によりロール抑制制御部が構成される。
また、路面上のマークＰｘ１，Ｐｘ２が形成された部分（左路面部、右路面部）を含む部分が傾斜勾配取得対象部Ｒｐとなる。

なお、路面入力に起因して生じると予測されるロールモーメントは、路面の高さの左右差ｘＬＲと、左右差ｘＬＲの設定時間ｔｓの間の変化量（高さの左右差の変化量と称することができる）ΔｘＬＲとの両方に基づいて求めることができる。高さの左右差の変化量は、下式のように近似することができ、
ΔｘＬＲ＝Ｔ・tanΔα
ロールモーメントＭｒは、下式のように求めることができる（ｋａ，ｋｂは定数である）。
Ｍｒ＝ｋａ・ｘＬＲ＋ｋｂ・ΔｘＬＲ

実施例１においては、路面画像取得部１０Ｌ，Ｒが、車体８の正面に取り付けられたが、図２１に示すように、路面画像取得部１３０ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを車体８の下の、左右前輪１１ＦＬ，ＦＲの前方、および左右後輪３２ＲＬ，ＲＲの前方に、それぞれ合計４つ設けることができる。
本実施例においては、照射装置１３２が後傾姿勢で取り付けられ、撮像装置１３４としてのカメラが、照射装置１３２の後方に取り付けられる。照射装置１３２とカメラ１３４とが車体８の前後方向に隔てて取り付けられることにより、照射角度θｐとカメラ角度θｃとが異なる大きさとされる。また、本実施例においては、前輪１１についてのプレビュー距離Ｌｐと後輪３２についてのプレビュー距離Ｌｐとが同じとされている。
このように、路面画像取得部１３０が車体８の下に設けられるため、プレビュー距離Ｌｐが短くなる。しかし、撮像画像内のマーク画像は、路面の勾配γが変化しても、基準位置Ｏから大きく離れることがないため、処理範囲を狭くすることができる。そのため、演算時間を短くすることができる。
また、路面画像取得部１３０が、車体８の下に取り付けられるため、埃、水等が照射装置１３２や撮像装置１３４のレンズ等に付着し難い。また、飛び石も当たり難くなる。その結果、照射装置１３２や撮像装置１３４のレンズの洗浄を行う機会を少なくしたり、汚れを防止するための手段を考慮する必要性が低くなる。さらに、太陽光の影響を受け難いため、マーカを良好に撮像できるという利点もある。
また、本照射装置１３２からは、図１１(c)に示すように、クロス状あるいはＬ字状のマークが形成される状態でレーザ光線が照射される。そのため、左右前輪１１，左右後輪のそれぞれの前方の路面の前後方向の勾配γと左右方向の勾配αとの両方が、それぞれ、取得される。

｛路面入力依拠ロール抑制制御｝
左右前輪１１ＦＬ，ＦＲの前方の傾斜状態取得対象部Ｒｐについてそれぞれ求められた左右方向の勾配αＦＬ、αＦＲの平均的な値（例えば、平均値）αＦが、下式のように取得され、
αＦ＝（αＦＬ＋αＦＲ）／２
平均値αＦを用いて、左前輪１１ＦＬが通る路面の部分と右前輪１１ＦＲが通る路面の部分との高さの左右差ｘＬＲが求められる。
ｘＬＲ＝Ｔ・tanαＦ
そして、路面入力に起因して生じると予測されるロールモーメントＭｒが下式のように求められ、
Ｍｒ＝Ｋ・ｘＬＲ
そのロールモーメントＭｒが抑制されるように、左右前輪１１ＦＬ，ＦＲの各々に設けられた上下力発生装置４３ＦＬ，ＦＲのロータリ電動アクチュエータ５０ＦＬ，ＦＲの路面入力依拠ロール抑制目標回転角度θｒｒｅｆ、回転方向がそれぞれ決定される。この場合には、２つのロータリ電動アクチュエータ５０ＦＬ，ＦＲによりロールモーメントＭｒを抑制し得る大きさのトルクが出力される。

左右後輪３２ＲＬ，ＲＲについても同様であり、それぞれ求められた左右方向の勾配αＲＬ、αＲＲの平均値αＲが、下式のように取得され、
αＲ＝（αＲＬ＋αＲＲ）／２
左後輪３２ＲＬが通る路面と右後輪３２ＲＲが通る路面との高さの差（左右差）ｘＬＲが求められる。
ｘＬＲ＝Ｔ・tanαＲ
そして、路面入力に起因して生じると予測されるロールモーメントが抑制されるように、左右後輪３２ＲＬ，ＲＲの各々に設けられた上下力発生装置４３ＲＬ，ＲＲのロータリ電動アクチュエータ５０ＲＬ，ＲＲの路面入力依拠ロール抑制目標回転角度θｒｒｅｆ、回転方向がそれぞれ決定される。

｛路面入力依拠ピッチ抑制制御｝
左右前輪１１ＦＬ，ＦＲの前方の傾斜状態取得対象部Ｒｐについてそれぞれ求められた前後方向の勾配γＦＬ、γＦＲの平均値γＦが下式に従って求められ、
γＦ＝（γＦＬ＋γＦＲ）／２
この平均値γＦを用いて、左右前輪１１ＦＬ，ＦＲが通過する路面の高さの変位（路面変位）の平均値ｘｈｆが求められる。
ｘｈｆ＝tanγＦ・ｖ・ｔｓ
そして、路面変位の平均値ｘｈｆの累積値（例えば、基準路面を走行している時点からの積分値）を求めることにより、路面の高さｘｆが求められる。
ｘｆ＝Σ（tanγＦ・ｖ・ｔｓ）
後輪側についても同様に、左右後輪３２ＲＬ，ＲＲの前方の傾斜状態取得対象部Ｒｐについてそれぞれ求められた前後方向の勾配γＲＬ、γＲＲの平均値γＲ｛γＲ＝（γＲＬ＋γＲＲ）／２｝に基づいて、左右後輪３２ＲＬ，ＲＲが通過する路面の高さの変位の平均値ｘｈｒ｛tanγＲ・ｖ・ｔｓ｝が求められ、それの累積値を求めることにより、路面の高さｘｒが求められる。
ｘｒ＝Σ（tanγＲ・ｖ・ｔｓ）
これら路面高さｘｆ、ｘｒの差ｘｆｒが、前後差ｘｆｒ、すなわち、前輪１１ＦＬ，ＦＲが通過する路面と後輪３２ＲＬ，ＲＲが通過する路面との高さの差である。
ｘｆｒ＝Σ（tanγＦ・ｖ・ｔｓ）−Σ（tanγＲ・ｖ・ｔｓ）
そして、これら前後差ｘｆｒに基づいて、路面入力に起因して生じると予測されるピッチングモーメントＭｐが、下式に従って求められ（Ｋ*は定数である）、
Ｍｐ＝Ｋ*・ｘｆｒ
ピッチングモーメントＭｐを抑制し得るように、前後左右の各輪１１ＦＬ，ＦＲ，３２ＲＬ，ＲＲの上下力発生装置４３ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのロータリ電動アクチュエータ５０ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの路面入力依拠ピッチ抑制目標回転角度θｐｒｅｆ，回転方向が求められる。この場合には、４つのロータリ電動アクチュエータ５０ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲにより路面入力に起因して生じるピッチングモーメントを抑制し得るトルクが出力される。

そして、前後左右の各輪１１，３２の各々について、路面入力依拠ロール抑制目標回転角度θｒｒｅｆと路面入力依拠ピッチ抑制目標回転角度θｐｒｅｆとを加えて、ロータリ電動アクチュエータ５０の目標回転角度θｒｅｆが取得され、
θｒｅｆ＝θｒｒｅｆ＋θｐｒｅｆ
傾斜状態取得対象部Ｒｐが撮像されてから（余裕時間Ｌｐ／ｖ−プレビュー補償時間τ）が経過した後に、前後左右の各輪１１，３２の電動モータＥＣＵ５６ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに、それぞれ、ロータリ電動アクチュエータ５０の目標回転角度θｒｅｆおよび回転方向を表す制御指令値が出力される。

このように、路面入力に起因して生じると予測されるロールモーメントＭｒ、ピッチングモーメントＭｐが取得され、プレビュー制御において、これらが抑制されるように、それぞれ、ロータリ電動アクチュエータ５０への制御指令値が出力される。その結果、前輪１１，後輪３２が、それぞれ、傾斜状態取得対象部Ｒｐを通過する際に、ロールモーメント、ピッチングモーメントが良好に抑制され、乗り心地を向上させることができる。
また、路面入力依拠ロールモーメント抑制制御、路面入力依拠ピッチングモーメント抑制制御と合わせて、実施例１において説明したばね下強制力低減制御も行われるようにすることができる。逆に、実施例１において、路面入力依拠ロールモーメント抑制制御、路面入力依拠ピッチングモーメント抑制制御を合わせて行われるようにすることもできる。

なお、路面入力に起因して生じると予測されるピッチングモーメントを求める際に、路面高さの前後差の変化速度Δｘｆｒも考慮することもできる。
Δｘｆｒ＝ｄ／ｄｔ・｛Σ（tanγＦ・ｖ・ｔｓ）−Σ（tanγＲ・ｖ・ｔｓ）｝
Ｍｐ＝Ｋａ^*・ｘｆｒ＋Ｋｂ^*・Δｘｆｒ
Ｋａ^*、Ｋｂ^*は定数である。
また、路面画像取得部１３０を４つ設けることは不可欠ではない。後輪３２ＲＬ，ＲＲの前方に設ける必要は必ずしもない。路面画像取得部１３０ＦＬ，ＦＲにおいて取得された勾配を利用することができるからである。

上記実施例において、路面状態取得装置の照射装置から光が車両の前後方向に照射される場合について説明したが、左右方向に照射されるようにすることもできる。
図２２(a)に示すように、路面状態取得装置２００は、車体８の正面の中央部に設けられた２つの左、右路面画像取得部２０１Ｌ，Ｒを含む。路面画像取得部２０１Ｌは、左方向に互いに平行な光を照射する左照射装置２０２Ｌと、左照射装置２０２Ｌより下方に設けられた左撮像装置２０４Ｌとを含む。左照射装置２０２Ｌから平行光線が照射されると、平行光線が路面に当たって、路面上の左右方向に隔たった位置に２つのマークが形成され、これら２つのマークを含む撮像対象物が左撮像装置２０４Ｌによって撮像される。路面画像取得部２０１Ｒは、右方向に互いに平行な光を照射する右照射装置２０２Ｒと、右照射装置２０２Ｒより下方に設けられた右撮像装置２０４Ｒとを含み、右照射装置２０２Ｒから平行光線が照射されると、路面上の左右方向に隔たった位置に２つのマークが形成されるが、これら２つのマークが右撮像装置２０４Ｒによって撮像される。

処理画像ＪｃＬにおいて求められた２つのマーク画像ＭＬ１，ＭＬ２の横方向の間隔、処理画像ＪｃＲにおいて求められた２つのマーク画像ＭＲ１，ＭＲ２の横方向の間隔を比較することによって、路面の左右方向の勾配の向きを取得することができる。
(1)基準路面と平行な場合
図２２(b)に示すように、左路面画像取得部２０２Ｌ、右路面画像取得部２０２Ｒの各々において、それぞれ、マーク画像ＭＬ１，ＭＬ２を含む処理画像ＪｃＬ、マーク画像ＭＲ１，ＭＲ２を含む処理画像ＪｃＲが得られる。処理画像ＪｃＬにおける２つのマーク画像ＭＬ１，ＭＬ２の間の横方向（ｙ方向）の間隔ｂＬ０と、処理画像ＪｃＲにおける２つのマーク画像ＭＲ１，ＭＲ２の間の横方向の間隔ｂＲ０とは同じである（ｂＬ０＝ｂＲ０）。また、この間隔ｂＬ０、ｂＲ０を基準間隔と称する。
(2)路面が左側より右側の方が高くなる向きに傾斜している場合
図２２(c)に示すように、撮像画像ＪｃＬにおいて２つのマーク画像ＭＬ１，ＭＬ２の横方向の間隔ｂＬ１は、基準間隔ｂＬ０より小さくなり（ｂＬ１＜ｂＬ０）、撮像画像ＪｃＲにおいて２つのマーク画像ＭＲ１，ＭＲ２の横方向の間隔ｂＲ１は、基準間隔ｂＲ０より大きくなる（ｂＲ１＞ｂＲ０）。その結果、間隔ｂＬ１より間隔ｂＲ１の方が大きくなる（ｂＲ１＞ｂＬ１）。
(3)路面が右側より左側の方が高くなる向きに傾斜している場合
図２２(d)に示すように、撮像画像ＪｃＬにおいて２つのマーク画像ＭＬ１，ＭＬ２の横方向の間隔ｂＬ２は、基準間隔ｂＬ０より大きくなり（ｂＬ０＜ｂＬ２）、撮像画像ＪｃＲにおいて２つのマーク画像ＭＲ１，ＭＲ２の横方向の間隔ｂＲ２は、基準間隔ｂＲ０より小さくなる（ｂＲ０＞ｂＲ２）。その結果、間隔ｂＬ２より間隔ｂＲ２の方が小さくなる（ｂＬ２＞ｂＲ２）。
このように、２つの処理画像ＪｃＬ，ＪｃＲの各々における２つのマーク画像の横方向の間隔ｂＬ，ｂＲを比較すれば、左右方向の傾斜の向きがわかる。

また、処理画像ＪｃＬ，ＪｃＲの各々における間隔ｂＬ、ｂＲの大きさに基づけば、左側、右側の傾斜状態取得対象部ＲｐＬ，ＲｐＲの各々における勾配の大きさがわかる。この場合には、ｂＬに基づいて決まる勾配αＬと、ｂＲに基づいて決まる勾配αＲとの平均値を採用することもできる。
図２３(a)のフローチャートで表される路面勾配取得プログラムが予め定められた設定時間毎に、それぞれ、実行される。
処理画像ＪｃＬ，ＪｃＲの各々について、Ｓ６１において、２つのマーク画像の間の横方向の間隔ｂＬ、ｂＲが取得され、Ｓ６２において、それぞれ、横方向の間隔ｂＬ、ｂＲと図２３(b)，(c)に示す左用、右用勾配決定テーブルとに基づいて左右方向の勾配αＬ、αＲが求められる。そして、Ｓ６３において、これらの平均値αｆが取得され｛αｆ＝（αＬ＋αＲ）／２｝、Ｓ６４において、路面高さの左右差ｘＬＲが求められるのである。
図２３(b)に示す左用勾配決定テーブルは、横方向の間隔ｂＬが大きくなると、左側が右側より高くなる向きの傾斜角度αが大きくなる関係を表し、図２３(c)に示す右用勾配決定テーブルにおいては、横方向の間隔ｂＲが大きくなると、右側が左側より高くなる向きの傾斜角度（−α）が大きくなる関係を表す。
本実施例においては、サスペンションＥＣＵ７０のＳ６１を記憶する部分、実行する部分等により横方向間隔取得部が構成され、Ｓ６２、６３を記憶する部分、実行する部分等により左右方向勾配取得部が構成される。

なお、左照射装置２０２Ｌ、右照射装置２０２Ｒの各々からは、路面に当たって形成されるマークが、左右方向に延びたライン状を成した光を照射するものとすることができる。
また、左照射装置２０２Ｌ、右照射装置２０２Ｒは、プリズムを利用して、光源を共通に有するものとすることができる。

以上、複数の実施例について説明したが、ロータリ電動アクチュエータを、前輪側と、左右後輪の各々に対応して設けることもできる等、これら複数の実施例に記載の技術的事項は、適宜、組み合わせて実施することができる。
本発明は、前記に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。

６、１００：路面状態取得装置 ８：車体（ばね上部） １０．１３０：路面画像取得部 １１：前輪 １２，１０２，１３２：照射装置 ２０，２１，２２：光源 １４、１０６，１３４：カメラ １４ｓ：ＣＣＤ １４ｄ：画像形成部 ３２：後輪 ３４，１１０：サスペンション ３６：ばね下部 ４３：上下力発生装置 ４４：L字形バー ５０：ロータリ電動アクチュエータ ５２：インバータ ５６：モータＥＣＵ ７０：サスペンションＥＣＵ １１２，１２２：スタビライザバー １１４，１２４：ロータリ電動アクチュエータ ２００：路面状態取得装置 ２０２：照射装置 ２０４：カメラ

Claims (2)

1. 車両の車体の前部の正面に取り付けられ、複数の互いに平行な光線が前記車両の前後方向に延び、かつ、路面に当たって複数のマークのうちの２つが互いに前記前後方向に隔たって形成される状態で、光を前記車両の前方に照射する照射装置と、
   前記車体の前部の正面に、軸線が前記前後方向に延びた姿勢で取り付けられ、前記路面に形成された前記複数のマークを含む予め定められた領域の撮像対象物を撮像して、画像を形成する撮像装置と、
   (a)その撮像装置によって形成された画像中の、前記前後方向に隔たって形成された２つのマークに対応する画像である２つのマーク画像の間の縦方向の間隔を取得する縦方向間隔取得部と、(b)その縦方向間隔取得部によって取得された前記２つのマーク画像の間の縦方向の間隔に基づいて前記路面の傾斜状態としての前記前後方向の勾配の大きさを取得する勾配取得部と
   を備えた路面状態取得装置と、
   その路面状態取得装置によって取得された前記路面の前記傾斜状態に基づいて前記車両の少なくとも１つの制御対象輪のサスペンションを制御するサスペンション制御装置と
   を含むサスペンションシステムであって、
   前記勾配取得部が、前記２つのマーク画像の間の縦方向の間隔と、前記路面の前記前後方向の勾配の大きさとの関係であって、前記２つのマーク画像の間の前記縦方向の間隔が大きい場合は小さい場合より、前記前後方向の勾配が大きくなる関係を記憶する勾配決定テーブル記憶部を含み、その勾配決定テーブル記憶部に記憶させられた前記関係と前記縦方向間隔取得部によって取得された前記２つのマーク画像の間の縦方向の間隔とに基づき前記路面の前記前後方向の勾配の大きさを取得するものであり、
   前記照射装置と前記撮像装置とが、前記撮像装置が前記照射装置の下方に位置し、前記照射装置から照射される光の、法線が前記車両の上下方向に延びる線である基準路面に対する照射角度が、前記撮像装置の軸線の前記基準路面に対する傾斜角度より大きい相対位置関係で、前記車体に取り付けられ
   前記路面状態取得装置が、前記少なくとも１つの制御対象輪より前方の路面の部分である傾斜状態取得対象部の前記傾斜状態を取得する前方路面状態取得部を含み、
   前記サスペンション制御装置が、前記前方路面状態取得部によって前記傾斜状態が取得された前記傾斜状態取得対象部を前記制御対象輪が通過する時に、その路面の高さの変化に起因する前記車体の上下方向の振動が抑制されるタイミングで、前記制御対象輪のサスペンションを制御する上下振動抑制制御部を含むことを特徴とするサスペンションシステム。
2. 前記サスペンションが、前記車両の前後左右の各輪にそれぞれ対応して設けられるとともに、それぞれ、ばね下部とばね上部との間に作用する上下力を制御可能なアクチュエータを含み、
   前記サスペンション制御装置が、前記路面状態取得装置によって前記傾斜状態が取得された路面の前記傾斜状態取得対象部を前記制御対象輪が通過する時に、前記傾斜状態取得対象部の前記傾斜状態に合わせて前記サスペンションが作動させられるタイミングで、前記アクチュエータを制御するプレビュー制御部を含む請求項１に記載のサスペンションシステム。

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