JP7402982B2 - 車両制御装置およびサスペンションシステム - Google Patents

Description

本開示は、例えば、自動車等の車両に搭載される車両制御装置およびサスペンションシステムに関する。

特許文献１には、車輪速度、車体の前後方向の加速度、車体の横方向の加速度、ヨーレイト、操舵角の情報を基に、車体のバウンス運動（上下方向）の状態推定を行う車両運動状態推定装置が記載されている。この車両運動状態推定装置は、車輪速度から抽出した車体が上下に動くことによって変動する成分から車体の状態推定を行う。

特開２０１９－１１９３８０号公報

上記特許文献１によれば、車両の制駆動制御システムおよび操舵制御システムから得られるセンサ情報を基に車体の状態推定を行う。この場合に、例えば、オブザーバの一種であるカルマンフィルタを用いて車体の状態推定を行うことが考えられる。しかし、カルマンフィルタの観測値に、車体の上下運動による車輪速度の変動成分、ロールレイト、ピッチレイトと、全て推定値を用いて演算を行う構成とした場合は、観測値の推定精度が悪くなると、車体の状態推定精度も悪くなるおそれがある。

本発明の一実施形態の目的は、車両（車体）の状態推定精度を向上できる車両制御装置およびサスペンションシステムを提供することにある。

本発明の一実施形態は、車両制御装置であって、該車両制御装置は、車両に設けられた車輪速センサを入力値とするカルマンフィルタを用いて前記車両の状態を推定し、推定された前記車両の状態に応じて車輪と車体との間に設けられた減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力し、前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置のセンサが検出した前記車両のロール方向の回転角速度とピッチ方向の回転角速度との少なくとも一方の情報を直接前記カルマンフィルタの観測値として前記車両の状態推定に用いる。

また、本発明の一実施形態は、サスペンションシステムであって、該サスペンションシステムは、車両の車輪と車体との間に設けられた減衰力可変型緩衝器と、前記減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力する車両制御装置と、車両に搭載された車輪速センサと、を備え、前記車輪速センサの車輪速情報を入力値とするカルマンフィルタを用いて前記車両の状態を推定し、推定された前記車両の状態に応じて前記減衰力可変型緩衝器の減衰力を制御し、前記車両を制御するためのシステム以外の車載システムのセンサが検出した前記車両のロール方向の回転角速度とピッチ方向の回転角速度との少なくとも一方の情報を直接前記カルマンフィルタの観測値として前記減衰力可変型緩衝器の制御に用いる。

本発明の一実施形態によれば、車両（車体）の状態推定精度を向上できる。

第１の実施形態による車両制御装置およびサスペンションシステムが搭載された４輪自動車を示す全体構成図である。 図１中のコントローラ（ＥＣＵ）、減衰力可変型緩衝器（制御ダンパ）等を示すブロック図である。 第２の実施形態によるコントローラ等を示すブロック図である。 第３の実施形態によるコントローラ等を示すブロック図である。 第４の実施形態によるコントローラ等を示すブロック図である。 第５の実施形態によるコントローラ等を示すブロック図である。

以下、実施形態による車両制御装置およびサスペンションシステムを、車両としての自動車（より具体的には、４輪自動車）に用いる場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ説明する。

図１および図２は、第１の実施形態を示している。図１において、自動車である車両１のボディを構成する車体２の下側には、例えば左右の前輪３と左右の後輪４（一方のみ図示）との合計４個の車輪３，４が設けられている。左右の前輪３と車体２との間には、それぞれ前輪側のサスペンション５，５（以下、前輪サスペンション５という）が介装して設けられている。前輪サスペンション５は、懸架ばね６（以下、ばね６という）、および、ばね６と並列に設けられた減衰力調整式緩衝器７（以下、緩衝器７という）を備えている。

左右の後輪４と車体２との間には、それぞれ後輪側のサスペンション８，８（以下、後輪サスペンション８という）が介装して設けられている。後輪サスペンション８は、懸架ばね９（以下、ばね９という）、および、ばね９と並列に設けられた減衰力調整式緩衝器１０（以下、緩衝器１０という）を備えている。緩衝器７，１０は、例えば、減衰力の調整が可能な油圧式のシリンダ装置（減衰力可変式ショックアブソーバ）となるセミアクティブダンパにより構成されている。即ち、車両１は、減衰力可変式ショックアブソーバを用いたセミアクティブサスペンションシステムが搭載されている。

ここで、緩衝器７，１０は、車両１の車体２と車輪３，４との間に設けられた減衰力可変型の減衰力発生装置（減衰力可変型緩衝器）である。緩衝器７，１０は、車両１の姿勢を制御する車体姿勢制御装置に相当する。即ち、緩衝器７，１０は、後述するコントローラ２１によって発生減衰力の特性（減衰力特性）が可変に制御される。このために、緩衝器７，１０には、減衰力特性をハードな特性（硬特性）からソフトな特性（軟特性）に連続的（ないし多段階）に調整するため、減衰力調整バルブおよびソレノイド等からなるアクチュエータ（図示せず）が付設されている。緩衝器７，１０は、コントローラ２１からアクチュエータへ供給される指令電流（制御信号）に応じて減衰力特性が可変に調整される。

なお、減衰力調整バルブとしては、減衰力発生バルブのパイロット圧を制御する圧力制御方式や通路面積を制御する流量制御方式等、従来から知られている構造を用いることができる。また、緩衝器７，１０は、減衰力を連続的（ないし多段階）に調整できればよく、例えば、空圧ダンパや電磁ダンパ、電気粘性流体ダンパ、磁性流体ダンパであってもよい。また、緩衝器７，１０は、エアばね（空気ばね）を用いたエアダンパ（エアサス）、前後左右の油圧シリンダを配管で接続した油圧ダンパ（車高調整装置）、左右の車輪の動きに対して力を与えるスタビライザ等であってもよい。さらに、緩衝器７，１０は、推力を発生できる液圧式アクチュエータ、電動式アクチュエータまたは気圧式アクチュエータにより構成されるフルアクティブダンパでもよい。即ち、車両１にフルアクティブダンパを用いたフルアクティブサスペンションシステムを搭載してもよい。

次に、車両１の状態を検出する各種のセンサ１１，１２，１３，１４，１５について説明する。

図１に示すように、車両１には、車速センサ１１、車輪速センサ１２、前後加速度センサ１３、左右加速度センサ１４、および、舵角センサ１５が設けられている。これらの各センサ１１，１２，１３，１４，１５は、車両１に一般的に搭載されているセンサ、より具体的には、車両１の制動、駆動、操舵の制御に主として用いられるセンサである。

車速センサ１１は、例えば車両１に搭載された変速装置の出力軸（図示せず）に設けられている。車速センサ１１は、車両１（車体２）の速度である車体速度を検出する。車速センサ１１の検出情報（車体速度に対応する信号）は、例えば車内ＬＡＮ通信であるＣＡＮ１６（後述の図２）を介して車両に搭載された各種のコントローラ（ＥＣＵ）に出力される。図示は省略するが、車速センサ１１の情報（車体速度）は、ＣＡＮ１６を介して、車両１の制駆動システム（制動システム、駆動システム）のコントローラ（制駆動用ＥＣＵ、制動用ＥＣＵ、駆動用ＥＣＵ）、車両１の操舵システムのコントローラ（操舵用ＥＣＵ）等に出力される。また、後述の図２に示すように、車速センサ１１の情報（車体速度）は、ＣＡＮ１６を介して、車両１のサスペンションシステムのコントローラ２１（サスペンション用ＥＣＵ）に出力される。

車輪速センサ１２は、例えば車輪３，４を支持する車輪支持用ハブユニットに設けられている。車輪速センサ１２は、それぞれの車輪３，４に対応して設けられている。車輪速センサ１２は、車輪３，４の回転速度を検出する。車輪速センサ１２の検出情報（車輪速に対応する信号）は、例えばＣＡＮ１６を介して各種のコントローラ（ＥＣＵ）に出力される。図示は省略するが、車輪速センサ１２の情報（車輪速）は、ＣＡＮ１６を介して、車両１の制駆動システム（制動システム、駆動システム）のコントローラ（制駆動用ＥＣＵ、制動用ＥＣＵ、駆動用ＥＣＵ）等に出力される。また、後述の図２に示すように、車輪速センサ１２の情報（車輪速）は、ＣＡＮ１６を介して、車両１のサスペンションシステムのコントローラ２１（サスペンション用ＥＣＵ）に出力される。なお、車速センサ１１を省略すると共に、車輪速センサ１２の車輪速から車体速度を取得する構成としてもよい。

前後加速度センサ１３および左右加速度センサ１４は、例えば車両１のばね上側となる車体２に設けられている。前後加速度センサ１３は、車両１（車体２）の前後方向の加速度（減速度、加速度）を検出する。左右加速度センサ１４は、車両１（車体２）の左右方向の加速度（横加速度）を検出する。前後加速度センサ１３の検出データ（前後加速度に対応する信号）および左右加速度センサ１４の検出データ（左右加速度に対応する信号）は、例えばＣＡＮ１６を介して各種のコントローラ（ＥＣＵ）に出力される。図示は省略するが、前後加速度センサ１３の情報（前後加速度）および左右加速度センサ１４の情報（左右加速度）は、ＣＡＮ１６を介して、車両１の制駆動システム（制動システム、駆動システム）のコントローラ（制駆動用ＥＣＵ、制動用ＥＣＵ、駆動用ＥＣＵ）等に出力される。また、後述の図２に示すように、前後加速度センサ１３の情報（前後加速度）および左右加速度センサ１４の情報（左右加速度）は、ＣＡＮ１６を介して、車両１のサスペンションシステムのコントローラ２１（サスペンション用ＥＣＵ）に出力される。

舵角センサ１５は、例えば車両１の操舵装置（図示せず）に設けられている。舵角センサ１５は、車両１を運転するドライバ（運転者）のステアリング操作によって生じる操舵角（回転角）または車輪（前輪３）の舵角を検出する。舵角センサ１５の検出データ（操舵角に対応する信号）は、例えばＣＡＮ１６を介して各種のコントローラ（ＥＣＵ）に出力される。図示は省略するが、舵角センサ１５の情報（操舵角）は、ＣＡＮ１６を介して、車両１の操舵システムのコントローラ（操舵用ＥＣＵ）等に出力される。また、後述の図２に示すように、舵角センサ１５の情報（操舵角）は、ＣＡＮ１６を介して、車両１のサスペンションシステムのコントローラ２１（サスペンション用ＥＣＵ）に出力される。

ここで、各センサ１１，１２，１３，１４，１５は、サスペンションシステム（緩衝器７，１０）専用のセンサではない。即ち、各センサ１１，１２，１３，１４，１５は、緩衝器７，１０を制御する以外の目的で車両に搭載されたセンサ、換言すれば、緩衝器７，１０以外の車載装置を主として制御するために車両に搭載されたセンサである。具体的には、センサ１１，１２，１３，１４，１５は、車両１を駆動および／または制動するエンジン、走行用駆動モータ、油圧ブレーキ、電動ブレーキ等の車両制駆動装置（駆動装置、制動装置）、車両１を操舵する電動パワーステアリング装置等の操舵装置を主として制御するためのセンサとして車両１に搭載されている。そして、車両制駆動装置（駆動装置、制動装置）および操舵装置は、車両１を制御（車両１の挙動を制御）するための車載装置（車載システム）に対応する。

この場合、車速センサ１１、車輪速センサ１２、前後加速度センサ１３および左右加速度センサ１４は、車両１の駆動、制動を制御するための車両制駆動システム用のセンサである。即ち、車速センサ１１、車輪速センサ１２、前後加速度センサ１３および左右加速度センサ１４は、車両制駆動装置（エンジン、走行用駆動モータ、油圧ブレーキ、電動ブレーキ等）を主として制御するために用いられるセンサである。舵角センサ１５は、車両１の操舵を制御するための操舵システム用のセンサである。即ち、舵角センサ１５は、操舵装置（電動パワーステアリング装置）を主として制御するために用いられるセンサである。いずれにしても、各センサ１１，１２，１３，１４，１５は、車両１に搭載されたコントローラ２１等の各種のＥＣＵおよび各種のセンサを含む多数の電子機器の間で車載向けの多重通信を行うシリアル通信部としてのＣＡＮ１６に接続されている。

次に、緩衝器７，１０を制御するコントローラ２１について説明する。

車両制御装置としてのコントローラ２１は、マイクロコンピュータ、電源回路、駆動回路を含んで構成されており、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれている。コントローラ２１は、サスペンションシステム用のコントローラ（制御装置）、即ち、サスペンション用ＥＣＵ（緩衝器用ＥＣＵ）である。コントローラ２１は、緩衝器７，１０専用以外のセンサ１１，１２，１３，１４，１５等により検出されるセンサ情報に基づいて、緩衝器７，１０を制御（減衰力を調整）する。この場合、コントローラ２１は、センサ情報に基づいて車両１の状態を推定し、推定された車両１の状態に応じて緩衝器７，１０を制御する。

図２に示すように、コントローラ２１は、ＣＡＮ１６に接続されている。これにより、コントローラ２１には、ＣＡＮ１６を介して、車速センサ１１の信号、車輪速センサ１２の信号、前後加速度センサ１３の信号、左右加速度センサ１４の信号、舵角センサ１５の信号がＣＡＮ信号として入力される。また、コントローラ２１には、後述するように、ＣＡＮ１６を介して、ナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａの信号が車載ジャイロ信号として入力される。一方、コントローラ２１の出力側は、制御ダンパである緩衝器７，１０に接続されている。コントローラ２１は、緩衝器７，１０のアクチュエータ（例えば、減衰力調整バルブの開弁圧を調整するソレノイド）に制御信号（指令電流）を出力する。

コントローラ２１は、ＣＰＵ（演算処理装置）等の演算処理を行うコントロール部２１Ａ（図１参照）、および、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等のメモリからなる記憶部２１Ｂ（図１参照）を備えている。記憶部２１Ｂには、各センサ１１，１２，１３，１４，１５等の情報（入力信号）から車両状態（車両運動、車両挙動）を演算（推定）する処理プログラム、車両の状態（車両運動、車両挙動）から緩衝器７，１０で発生すべき減衰力を演算する処理プログラム、発生すべき減衰力に対応する制御信号を出力する処理プログラム等が格納されている。

緩衝器７，１０の減衰力を演算する制御則（乗り心地の制御則、操縦安定性の制御則）としては、例えば、スカイフック制御則、ＬＱＧ制御則またはＨ∞制御則等を用いることができる。コントローラ２１は、例えば、ばね上となる車体２の運動（挙動）を緩衝器７，１０の減衰力によって減速させる場合は、緩衝器７，１０の減衰力を大きくし、ばね上となる車体２の運動（挙動）を緩衝器７，１０の減衰力によって加速させる場合は、緩衝器７，１０の減衰力を抑制する。減衰力可変ダンパである緩衝器７，１０は、減衰力を可変させて適切に各車輪３，４の上下動を減衰させることにより、車体２の振動を抑制する働きを持っている。

ところで、車両（自動車）のサスペンションシステムは、車両（自動車）の乗り心地と操縦安定性とを両立させる手段である。セミアクティブサスペンションシステムでは、車体と車輪との間に取付けられた減衰力可変式ショックアブソーバの減衰力を切換えて車体運動を制御することにより、乗り心地と操縦安定性とを向上させる。このようなサスペンションシステムでは、様々なセンサ構成のシステムが考えられている。

例えば、従来のサスペンションシステムでは、ばね上加速度センサ、ばね下加速度センサ、車高センサ等の情報と、車内ＬＡＮ通信（ＣＡＮ通信）から入手した他システムでセンシングした情報とを用いて、減衰力可変式ショックアブソーバの減衰力を制御する。即ち、「サスペンションシステム専用のセンサ（ばね上加速度センサ、ばね下加速度センサ、車高センサ）の情報」と「他システムでセンシングした情報」とを基に車両状態を推定（算出）し、推定した車両状態に応じて減衰力可変式ショックアブソーバを制御する。このような構成の場合は、センサの数が多い程、車両状態の推定精度が良くなり、乗り心地、操縦安定性を向上できるが、システムコストの増大が避けられない。

これに対して、最も廉価なシステムとして、サスペンションシステムにセンサを持たず、他システムのセンサ情報を用いて車両（車体）の状態を推定し、サスペンションの制御を行うことが考えられる。例えば、前述の特許文献１の技術によれば、車両の制駆動制御システムおよび操舵制御システムから得られるセンサ情報を基に車体の状態推定を行う。この場合に、例えば、オブザーバの一種であるカルマンフィルタを用いて車体の状態推定を行うことが考えられる。しかし、カルマンフィルタの観測値に、車体の上下運動による車輪速度の変動成分、ロールレイト、ピッチレイトと、全て推定値を用いて演算を行う構成とした場合は、観測値の推定精度が悪くなると、車体の状態推定精度も悪くなるおそれがある。

そこで、実施形態では、サスペンションシステム専用のセンサを持たず、車内ＬＡＮ通信（ＣＡＮ通信）で入手した情報のみを用いて車両状態を推定する。この場合に、実施形態では、既存の制駆動制御システムおよび操舵制御システムから得られるセンサ情報以外で、かつ、サスペンションシステム外のシステムで得られるセンサ情報を直接、観測値として入力することにより、車両の状態推定精度を向上させる。また、実施形態では、サスペンションシステムの制御で用いる物理量のうち直接センシングできる物理量は、その値を直接制御に用いることもできるし、ノイズ成分が除去された推定値を用いることもできる。このため、「直接センシングした精度のよい値」と「ノイズが取れた値」とを用途に応じて使い分けることにより、制御性能を向上できる。

即ち、実施形態では、サスペンションシステムは、緩衝器７，１０と、緩衝器７，１０に制御信号を出力するコントローラ２１と、車両１に搭載された車輪速センサ１２とを備えている。サスペンションシステムは、車輪速センサ１２の車輪速情報から車両１の状態を推定し、推定された車両１の状態に応じて緩衝器７，１０の減衰力を制御する。この場合、サスペンションシステムは、車両１を制御するためのシステム（例えば、制駆動システム、操舵システム）以外の車載システムのセンサ情報を、緩衝器７，１０の制御に用いる。

即ち、第１の実施形態では、サスペンションシステムは、車両１を制御する（車両１の挙動を制御する）ためのシステム以外の車載システムとなるナビゲーションシステム（ナビゲーション装置１７）のセンサ情報を、緩衝器７，１０の制御に用いる。より具体的には、サスペンションシステムは、ナビゲーションシステム（ナビゲーション装置１７）に搭載されたジャイロセンサ１７Ａのセンサ情報となるジャイロ情報を、車両１の状態推定（カルマンフィルタ）の観測値として用いる。

換言すれば、コントローラ２１（コントロール部２１Ａ）は、車両１に設けられた車輪速センサ１２から車両１の状態を推定し、推定された車両１の状態に応じて緩衝器７，１０に制御信号を出力する。この場合、コントローラ２１は、緩衝器７，１０専用以外の車載装置のセンサ情報を、車両１の状態推定に用いる。即ち、コントローラ２１は、緩衝器７，１０専用以外の車載装置となるナビゲーション装置１７のセンサ情報を車両１の状態推定に用いる。より具体的には、コントローラ２１は、ナビゲーション装置１７に搭載されたジャイロセンサ１７Ａの情報となるジャイロ情報を、車両１の状態推定（カルマンフィルタ）の観測値として車両１の状態推定に用いる。ジャイロセンサ１７Ａは、緩衝器７，１０専用以外のセンサに相当する。

このために、図１に示すように、車両１は、ジャイロセンサ１７Ａが搭載されたナビゲーション装置１７を備えている。ナビゲーション装置１７は、車内ＬＡＮとなるＣＡＮ１６に接続されている。ジャイロセンサ１７Ａのセンサ情報となるジャイロ情報は、ＣＡＮ１６を介して、車両１のサスペンションシステムのコントローラ２１に出力される。ジャイロセンサ１７Ａは、車両１（車体２）の前後方向に延びるロール軸、車両１（車体２）の左右方向に延びるピッチ軸、車両１（車体２）の上下方向に延びるヨー軸の３つの軸のうちの少なくともいずれかの軸周りの角速度をジャイロ情報として検出する。

即ち、ジャイロセンサ１７Ａは、車両１のロール方向の回転角速度となるロールレイトと、車両１のピッチ方向の回転角速度となるピッチレイトと、車両１のヨー方向の回転角速度となるヨーレイトとのうちの少なくとも何れかを検出する。例えば、実施形態では、ジャイロセンサ１７Ａは、ロールレイトとピッチレイトとを検出する。ジャイロセンサ１７Ａで検出されたロールレイトとピッチレイトは、ＣＡＮ１６を介してコントローラ２１に出力される。

コントローラ２１について、図２を参照しつつ説明する。なお、図２では、ナビゲーション装置１７のセンサ情報である車載ジャイロ信号（ロールレイト、ピッチレイト）と、車載ジャイロ信号以外のＣＡＮ信号（車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角等）とを分けて示している。これは、ナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａから車載ジャイロ信号がコントローラ２１に入力されることを明瞭に現わすためである。第１の実施形態では、例えば、いずれの信号も、車内ＬＡＮを構成するＣＡＮ１６を介してコントローラ２１に入力される。

図２に示すように、コントローラ２１は、車体状態推定部２２（車両状態推定部）と、サスペンション制御部２３（制御信号出力部）とを備えている。車体状態推定部２２は、ＣＡＮ１６を介して入力される入力信号に基づいて車両状態（車体状態）を推定する。即ち、車体状態推定部２２は、車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角、ロールレイト、ピッチレイト等に対応する入力信号に基づいて、ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト等の車両状態を演算する。

ばね上速度は、例えば、車輪３，４の位置での車体２の上下速度に対応し、ピストン速度は、緩衝器７，１０のピストンの速度（伸縮速度、相対速度）に対応し、ピストン変位は、緩衝器７，１０のピストンの変位量（伸縮量）に対応する。車体状態推定部２２は、推定した車両状態（ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト等）をサスペンション制御部２３に出力する。

車体状態推定部２２は、上下変動起因車輪速抽出部２２Ａと、補正値推定部２２Ｂと、上下運動推定部２２Ｃとを備えている。上下変動起因車輪速抽出部２２Ａには、ＣＡＮ１６を介して車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角が入力される。また、上下変動起因車輪速抽出部２２Ａには、ＣＡＮ１６を介して、ナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａからジャイロ情報、即ち、ピッチレイト、ロールレイトが入力される。

上下変動起因車輪速抽出部２２Ａは、特許文献１に記載された「車輪速変動推定部５２」と同様に、上下運動起因の車輪速変動を推定する。即ち、上下変動起因車輪速抽出部２２Ａは、車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角、ピッチレイト、ロールレイトを入力として路面上下変位や車両１の上下運動によって生じる上下運動起因の車輪速変動成分を抽出（推定、演算）し、上下変動起因車輪速度として上下運動推定部２２Ｃに出力する。上下変動起因車輪速度の算出の処理については、特許文献１等の公開公報を含む各種の文献（車両状態の推定に関する文献）に記載されているため、これ以上の説明は省略する。

補正値推定部２２Ｂには、車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角が入力される。また、補正値推定部２２Ｂには、上下運動推定部２２Ｃからばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイトが入力される。補正値推定部２２Ｂは、特許文献１に記載された「補正値推定部５４」と同様に、補正値を推定する。即ち、補正値推定部２２Ｂは、車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角、ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイトを入力として補正値を推定し、その補正値を上下運動推定部２２Ｃに出力する。補正値の算出の処理については、特許文献１等の公開公報を含む各種の文献（車両状態の推定に関する文献）に記載されているため、これ以上の説明は省略する。

上下運動推定部２２Ｃには、補正値推定部２２Ｂから補正値が入力される。また、上下運動推定部２２Ｃには、上下変動起因車輪速抽出部２２Ａから上下変動起因車輪速度が入力される。さらに、上下運動推定部２２Ｃには、ナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａからのジャイロ情報であるピッチレイト、ロールレイトが入力される。上下運動推定部２２Ｃは、特許文献１に記載された「上下運動推定部５５」と同様に、車両１の上下運動状態量を推定するオブザーバである。即ち、上下運動推定部２２Ｃは、計測できない情報を、車両をモデル化した車両モデル（運動方程式）を用いて推定するオブザーバ、より具体的には、前回推定値と観測値を基に今回値を推定するカルマンフィルタである。

上下運動推定部２２Ｃには、上下変動起因車輪速度とジャイロ情報（ピッチレイト、ロールレイト）が観測値として入力される。上下運動推定部２２Ｃは、入力値となる補正値と、観測値となる上下変動起因車輪速度およびジャイロ情報（ピッチレイト、ロールレイト）とに基づいて車両１の状態値となるばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイトを推定する。

本実施形態では、ナビゲーション装置１７のジャイロ情報（ピッチレイト、ロールレイト）が観測値として入力されるため、車両１の状態推定精度を向上できる。上下運動推定部２２Ｃで推定されたばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイトは、補正値推定部２２Ｂおよびサスペンション制御部２３に出力される。なお、車輪速度等からオブザーバ（カルマンフィルタ）を用いてばね上速度、ピストン速度、ピストン変位等を推定する技術については、特許文献１等の公開公報を含む各種の文献（車両状態の推定に関する文献）に記載されているため、これ以上の説明は省略する。

サスペンション制御部２３には、車体状態推定部２２（より具体的には、上下運動推定部２２Ｃ）からばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイトが入力される。また、サスペンション制御部２３には、車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角が入力される。さらに、サスペンション制御部２３には、ナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａからジャイロ情報、即ち、ピッチレイト、ロールレイトが入力される。

サスペンション制御部２３は、これらの入力に応じて、緩衝器７，１０で発生すべき減衰力を算出する。即ち、サスペンション制御部２３は、車両状態となるばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト、車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角に応じて、緩衝器７，１０で発生すべき減衰力を演算する。サスペンション制御部２３は、緩衝器７，１０で発生すべき減衰力に応じた制御信号（指令電流）を制御ダンパである緩衝器７，１０に出力する。即ち、サスペンション制御部２３は、ダンパ指令値に対応する指令電流（制御信号）を緩衝器７，１０のアクチュエータ（例えば、減衰力調整バルブの開弁圧を調整するソレノイド）に出力する。

ここで、第１の実施形態では、コントローラ２１は、ジャイロセンサ１７Ａの情報から車両１のロール方向の回転角速度とピッチ方向の回転角速度とを車両の回転運動として求める。即ち、コントローラ２１の車体状態推定部２２は、ナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａで検出されたジャイロ情報であるピッチレイトおよびロールレイト（検出ピッチレイトおよび検出ロールレイト）を、必要に応じて車両１（車体２）の回転運動となるピッチレイトおよびロールレイト（車体ピッチレイトおよび車体ロールレイト）に変換する。変換の必要ない場合は、検出されたピッチレイトおよびロールレイトがそれぞれ車両１（車体２）のピッチレイトおよびロールレイトにそのまま対応する。

コントローラ２１の車体状態推定部２２は、求められた車両１の回転運動（ピッチレイト、ロールレイト）と車両１の走行状態情報（車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角）とを基に、車両１の状態（ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト）を推定する。この場合、車両１の走行状態情報は、少なくとも車輪速度情報を含んでいる。即ち、車体状態推定部２２は、車輪速度情報（少なくとも車輪速度情報）から車両１の上下運動を求め、車両１の上下運動と車両１の回転運動とから車両１の状態を推定する。

より具体的には、車体状態推定部２２の上下運動推定部２２Ｃは、車輪速度情報（上下変動起因車輪速度）と車両１の回転運動（ピッチレイト、ロールレイト）とから車両1の上下運動（ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位）を求め、車両１の上下運動と車両１の回転運動とから車両１の状態（ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト）を推定する。そして、コントローラ２１のサスペンション制御部２３は、推定された車両１の状態（ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト）と車両１の回転運動（ピッチレイト、ロールレイト）とに応じて、緩衝器７，１０に制御信号を出力する。

このように、第１の実施形態では、サスペンションシステム以外の車載システムであるナビゲーションシステム（ナビゲーション装置１７）を備えている。そして、ナビゲーションシステムでセンシングされたピッチ方向およびロール方向のジャイロセンサ１７Ａの角速度情報（ピッチレイトおよびロールレイト）が、追加のセンシング情報としてＣＡＮ１６等の車内ＬＡＮ通信を介してコントローラ２１に入力される。ジャイロセンサ１７Ａの角速度情報は、設置角度または設置位置の影響を受けずに正確な値の取得が可能である。これにより、ピッチレイトおよびロールレイトを観測値として使用することで、車両１（車体２）の状態推定精度を向上できる。

また、例えば、推定したピッチレイトとロールレイトは、ノイズが取れるという利点と遅れが生じないという利点がある。直接センシングしたピッチレイトとロールレイトは、精度が良いという利点があるが、ノイズが載る可能性があり、フィルタによりノイズを取ると位相がずれる。このため、用途に応じて両方をサスペンション制御に使用することで、サスペンションシステムの制御性能も向上できる。例えば、応答性が重要な乗り心地制御では、遅れが生じない推定値を用い、推定可能な周波数を超えた値について、または、フェイルにより推定できなくなった場合は、センシング値を用いる。例えば、上下変動起因車輪速抽出部２２Ａおよび上下運動推定部２２Ｃでは、「直接センシングしたピッチレイトおよびロールレイト」を用い、サスペンション制御部２３では、「直接センシングしたピッチレイトおよびロールレイト」と「推定したピッチレイトおよびロールレイト」とを用いる。これにより、制御性能を向上できる。

第１の実施形態による車両制御装置およびサスペンションシステムは、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

車両１の走行等に伴って車両１の挙動（状態）が変化すると、その挙動の変化は、車両１に搭載された車速センサ１１、車輪速センサ１２、前後加速度センサ１３、左右加速度センサ１４、および、舵角センサ１５等により検出され、ＣＡＮ１６を介して緩衝器７，１０を制御するコントローラ２１に入力される。また、車両１の挙動（状態）の変化は、車両１に搭載された緩衝器７，１０専用以外の車載装置であるナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａにより検出され、ＣＡＮ１６を介してコントローラ２１に入力される。即ち、コントローラ２１は、車両１に搭載された各種センサ１１，１２，１３，１４，１５の信号だけでなく、ナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａの信号も受信する。コントローラ２１は、受信した信号に基づいて緩衝器７，１０の減衰力を制御する制御信号を緩衝器７，１０に出力する。これにより、車両１に緩衝器７，１０専用のセンサが搭載されていなくても制御精度を向上できる。

即ち、第１の実施形態では、緩衝器７，１０専用以外の車載装置であるナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａの情報を車両１の状態推定に用いる。このため、緩衝器７，１０専用のセンサを持たないセンサレスの構成でも、ナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａの情報を観測値として車両状態（例えば、車体上下運動、車速度、制駆動状態、車輪スリップ）の推定に用いることができる。これにより、車両状態の推定精度が良くなり、緩衝器７，１０による制振性能を向上できる。この場合に、ナビゲーション装置１７は、ジャイロセンサ１７Ａを有しており、かつ、車両１の搭載位置も固定されているため、車両１の状態推定の精度を向上できる。

第１の実施形態では、ジャイロセンサ１７Ａの情報から求められる車両１の回転運動（ロールレイト、ピッチレイト）と車両１の走行状態情報（車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角）を基に、車両１の状態（ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト）を推定することができる。ジャイロセンサ１７Ａは、ナビゲーション装置１７の設置角度の影響を受けずに、正確なロールレイト、ピッチレイトを測定することができる。このため、ナビゲーション装置１７からの正確なロールレイトとピッチレイトを観測値として推定に用いることで、ばね上速度、ピストン速度等の推定精度を向上できる。

第１の実施形態では、コントローラ２１のサスペンション制御部２３は、車体状態推定部２２で推定された車両１の状態（ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト）とナビゲーション装置１７のジャイロセンサ１７Ａの情報に基づく車両１の回転運動（ロールレイト、ピッチレイト）とに応じて緩衝器７，１０に制御信号を出力する。このため、ジャイロセンサ１７Ａの情報から求められる車両１の回転運動（ロールレイト、ピッチレイト）を車両１の状態推定に用いることに加えて、制御信号の出力にも用いることができる。これにより、正確なロールレイト、ピッチレイトを用いて制御信号を出力でき、制御性能を向上できる。

第１の実施形態では、コントローラ２１の車体状態推定部２２（より具体的には、上下運動推定部２２Ｃ）は、車輪速度情報（上下変動起因車輪速度）から車両１の上下運動を求め、車両１の上下運動と車両１の回転運動（ロールレイト、ピッチレイト）とから車両の状態（ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト）を推定する。このため、ジャイロセンサ１７Ａの情報から求められる車両１の回転運動（ロールレイト、ピッチレイト）と車輪速度情報を含む車両１の走行状態情報（車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角）を基に車両１の状態（ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト）を推定することができる。

第１の実施形態では、コントローラ２１の車体状態推定部２２（より具体的には、上下運動推定部２２Ｃ）は、車輪速度情報（上下変動起因車輪速度）と車両１の回転運動（ロールレイト、ピッチレイト）とから車両１の上下運動を求め、車両１の上下運動と車両１の回転運動（ロールレイト、ピッチレイト）とから車両１の状態を推定する。このため、車両１の上下運動と車両１の回転運動とから車両１の状態を推定することができる。

次に、図３は、第２の実施形態を示している。第２の実施形態の特徴は、減衰力可変型緩衝器以外の車載装置として車両に持ち込まれるモバイル機器を用いる構成としたことにある。なお、第２の実施形態では、上述した第１の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

前述の第１の実施形態では、ナビゲーションシステム（ナビゲーション装置１７）のセンサ情報を用いる構成としていた。これに対して、第２の実施形態では、ナビゲーションシステム（ナビゲーション装置１７）に代えて、モバイル機器（モバイルシステム）のセンサ情報を用いる構成としている。即ち、第２の実施形態では、緩衝器７，１０以外の車載装置は、車両に持ち込まれるモバイル機器となるスマートフォン３１である。なお、第２の実施形態では、モバイル機器としてスマートフォン３１を用いる場合を例に挙げて説明するが、例えば、携帯電話（フィーチャーフォン）、タブレット端末、タブレットＰＣ等の各種の携帯情報端末、より具体的には、ジャイロセンサ等の状態検出センサが搭載された携帯情報端末を、モバイル機器として用いることができる。

第２の実施形態では、図１に仮想線（二点鎖線）で示すように、車両１にスマートフォン３１が持ち込まれる。スマートフォン３１は、ジャイロセンサ３１Ａおよび加速度センサ３１Ｂが搭載されている。即ち、第２の実施形態では、サスペンションシステムは、車両１を制御するためのシステム以外の車載システムとなるモバイルシステム（スマートフォン３１）のセンサ情報を、緩衝器７，１０の制御に用いる。より具体的には、サスペンションシステムは、モバイルシステム（スマートフォン３１）に搭載されたジャイロセンサ１７Ａおよび加速度センサ３１Ｂの情報を、車両１の状態推定の観測値として用いる。

図２に示すように、スマートフォン３１は、車内ＬＡＮとなるＣＡＮ１６に接続されている。ジャイロセンサ３１Ａのセンサ情報となるジャイロ情報、および、加速度センサ３１Ｂのセンサ情報となる加速度情報は、ＣＡＮ１６を介してコントローラ２１に出力される。コントローラ２１は、スマートフォン３１のジャイロセンサ３１Ａの情報から車両１のロール方向の回転角速度とピッチ方向の回転角速度とを車両の回転運動として求める。即ち、コントローラ２１の車体状態推定部２２は、スマートフォン３１のジャイロセンサ３１Ａで検出されたジャイロ情報であるピッチレイトおよびロールレイト（検出ピッチレイトおよび検出ロールレイト）を、車両１（車体２）の回転運動となるピッチレイトおよびロールレイト（車体ピッチレイトおよび車体ロールレイト）に変換する。

また、コントローラ２１は、スマートフォン３１に搭載された加速度センサ３１Ｂから車両１のばね上上下加速度（車体２の上下方向の加速度）を求める。即ち、コントローラ２１の車体状態推定部２２は、スマートフォン３１の加速度センサ３１Ｂで検出された加速度情報である上下加速度（検出上下加速度）を、車体２の上下方向の加速度となるばね上上下加速度（車体上下加速度および車体上下加速度）に変換する。コントローラ２１の車体状態推定部２２は、車両１の回転運動（ピッチレイト、ロールレイト）とばね上上下加速度と車両１の走行状態情報（車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角）とを基に、車両１の状態（ばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイト）を推定する。

このように、第２の実施形態では、サスペンションシステム以外の車載システムであるモバイルシステム（スマートフォン３１）を備えている。そして、モバイルシステム（スマートフォン３１）でセンシングされたピッチ方向およびロール方向のジャイロセンサの角速度情報（ピッチレイトおよびロールレイト）と、車体２（ばね上）の垂直方向の加速度情報（ばね上上下加速度）とが、追加のセンシング情報としてＣＡＮ１６等の車内ＬＡＮ通信を介してコントローラ２１に入力される。即ち、第１の実施形態と比較すると、車体２（ばね上）の垂直方向の加速度情報（ばね上上下加速度）が、さらなる追加のセンシング情報としてコントローラ２１に入力される。

ばね上上下加速度は、加速度センサの傾きにより、重力加速度の成分が重畳されるため、ジャイロ信号等からロール方向、ピッチ方向の傾き角度を算出し、または、加速度センサのＤＣ成分から角度を算出し、その傾き分の重力成分を取り除くことで、正確なばね上加速度を算出することができる。そして、この正確なばね上上下加速度を、車体２の状態推定の観測値として使用することで、車両１（車体２）の状態推定精度を向上できる。

また、例えば、推定したばね上上下加速度またはばね上上下速度は、ノイズが取れるという利点があり、直接センシングしたばね上上下加速度またはこのばね上上下加速度から算出したばね上上下速度は、精度が良いという利点がある。このため、これらを用途に応じて用いることにより、サスペンションシステムの制御性能も向上できる。

なお、第２の実施形態では、スマートフォン３１によるピッチレイトとロールレイトとばね上加速度とを観測値として用いる構成とした場合を例に挙げて説明したが、例えば、スマートフォン３１のばね上加速度のみを観測値として用いる構成としてもよい。また、例えば、第１の実施形態のナビゲーション装置１７と第２の実施形態のスマートフォン３１との両方を備える構成としてもよい。この場合には、例えば、ナビゲーション装置１７によるピッチレイトとロールレイトとスマートフォン３１によるばね上加速度を観測値として用いる構成としてもよい。

第２の実施形態は、上述の如きスマートフォン３１によるセンサ情報を用いて車両１の状態を推定するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施形態によるものと格別差異はない。特に、第２の実施形態では、緩衝器７，１０以外の車載装置としてスマートフォン３１を用いており、スマートフォン３１は、ジャイロセンサ３１Ａと加速度センサ３１Ｂとを有している。このため、これらのセンサ情報を用いることで、車両の状態推定の精度を向上できる。換言すれば、第２の実施形態では、スマートフォン３１に搭載された加速度センサ３１Ｂも用いて車両１の状態を推定することができる。このため、ジャイロセンサ３１Ａの情報に加えて、加速度センサ３１Ｂのセンサ値（ばね上加速度）を観測値として使用することができる。これにより、ピストン速度の推定精度を向上させ、さらに正確なロールレイト、ピッチレイト、ばね上加速度（および／またはばね上速度）を制御に用いることができる。この結果、この面からも、制御性能を向上できる。

次に、図４は、第３の実施形態を示している。第３の実施形態の特徴は、減衰力可変型緩衝器以外の車載装置として外界認識システムを用いる構成としたことにある。なお、第３の実施形態では、上述した第１の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第３の実施形態では、外界認識システム（外界認識装置４１）のセンサ情報を用いる。即ち、第３の実施形態では、緩衝器７，１０以外の車載装置は、車両１の外界情報を認識可能な外界認識システム（外界認識装置４１）である。外界認識システムを構成する外界認識装置４１は、外界認識センサを有している。外界認識センサは、車両１の周囲の状態を認識する外界認識装置４１のセンサである。換言すれば、外界認識センサは、車両１の周囲の物体の位置を計測するセンサである。外界認識センサは、例えば、ステレオカメラ、シングルカメラ等のカメラ（例えば、デジタルカメラ）、および／または、レーザレーダ、赤外線レーダ、ミリ波レーダ等のレーダ（例えば、半導体レーザ等の発光素子およびそれを受光する受光素子）を用いることができる。なお、外界認識センサは、カメラ、レーダに限らず、車両１の周囲となる外界の状態を認識（検出）できる各種のセンサ（検出装置、計測装置、電波探知機）を用いることができる。

第３の実施形態では、外界認識システム（外界認識装置４１）は、車両１の外界情報として路面変位情報を取得する。即ち、第３の実施形態では、サスペンションシステムは、車両１を制御するためのシステム以外の車載システムとなる外界認識システム（外界認識装置４１）のセンサ情報、即ち、カメラ、レーダ、ライダー等の外界認識センサのセンサ情報を、緩衝器７，１０の制御に用いる。この場合、外界認識センサの外界情報となる路面変位情報を、車両１の状態推定の観測値として用いる。

図４に示すように、外界認識装置４１は、車内ＬＡＮとなるＣＡＮ１６に接続されている。外界認識装置４１のセンサ情報となる外界情報（路面変位情報）は、ＣＡＮ１６を介してコントローラ２１に出力される。この場合、外界情報（路面変位情報）は、コントローラ２１の車体状態推定部２２（より具体的には、上下運動推定部２２Ｃ）に入力される。コントローラ２１の車体状態推定部２２は、上下変動起因車輪速抽出部２２Ａと、補正値推定部２２Ｂと、上下運動推定部２２Ｃとに加えて、回転運動算出部４２を備えている。

回転運動算出部４２には、ＣＡＮ１６を介して車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角が入力される。回転運動算出部４２は、特許文献１に記載された「回転運動推定部５１」と同様に、回転運動状態量を推定する。即ち、回転運動算出部４２は、車体速度、車輪速度、前後加速度、横加速度、操舵角を入力として、運動方程式やフィルタ、ゲインに基づいて、車両１のピッチ方向の回転角速度となるピッチレイトを算出し、算出されたピッチレイトを上下運動推定部２２Ｃに出力する。ピッチレイトの算出の処理については、特許文献１等の公開公報を含む各種の文献（車両状態の推定に関する文献）に記載されているため、これ以上の説明は省略する。

上下運動推定部２２Ｃには、補正値推定部２２Ｂからの補正値と、上下変動起因車輪速抽出部２２Ａからの上下変動起因車輪速度とが入力されることに加えて、回転運動算出部４２からのピッチレイトと、外界認識装置４１の外界認識センサからの路面変位が入力される。上下運動推定部２２Ｃは、入力値となる補正値と、観測値となる上下変動起因車輪速度、ピッチレイトおよび路面変位とに基づいて車両１の状態値となるばね上速度、ピストン速度、ピストン変位、ロールレイト、ピッチレイトを推定する。

このように、第３の実施形態では、サスペンションシステム以外の車載システムである外界認識システム（外界認識装置４１）を備えている。そして、外界認識システム（外界認識装置４１）の外界認識センサ（例えば、カメラ、ライダー等）でセンシングした路面変位情報が、追加のセンシング情報としてＣＡＮ１６等の車内ＬＡＮ通信を介してコントローラ２１に入力される。第３の実施形態では、正確な路面変位情報を観測値として入力することにより、車両１（車体２）の状態推定精度を向上できる。この結果、サスペンション制御への入力信号の精度が向上するため、サスペンションシステムの性能も向上できる。なお、第３の実施形態では、路面変位情報を観測値として追加しているが、例えば、第１の実施形態または第２の実施形態で、観測値として路面変位情報を追加してもよい。

第３の実施形態は、上述の如き外界認識装置４１によるセンサ情報（路面変位）を用いて車両１の状態を推定するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施形態によるものと格別差異はない。特に、第３の実施形態では、緩衝器７，１０以外の車載装置として外界認識システム（外界認識装置４１）を用いている。このため、外界認識システム（外界認識装置４１）の外界認識センサの情報（路面変位情報）を観測値として車両１の状態推定に用いることができる。この場合、カメラ、レーダ、ライダー等の外界認識センサから得られる外界情報を用いることで、車両１の状態推定の精度を向上できる。

次に、図５は、第４の実施形態を示している。第４の実施形態の特徴は、減衰力可変型緩衝器以外の車載装置としてヘッドライトシステムを用いる構成としたことにある。なお、第４の実施形態では、上述した第１の実施形態および第３の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第４の実施形態では、車両１に搭載されたヘッドライトシステム（ヘッドライト装置）の車高センサ５１の情報を用いる。即ち、第４の実施形態では、緩衝器７，１０専用以外の車載装置のセンサは、車体２の車高を検知可能な車高センサ５１である。この場合、車高センサ５１は、緩衝器７，１０専用以外の車載装置である車両１のヘッドライトシステムの車高センサである。ヘッドライトオートレベリングシステムとも呼ばれるヘッドライトシステムは、車両１の車高に応じてヘッドライトの角度を自動で変更することにより、車高の変化に拘わらずヘッドライトの光軸を適正に維持する。第４の実施形態では、サスペンションシステムは、車両１を制御するためのシステム以外の車載システムとなるヘッドライトシステムのセンサ情報、即ち、ヘッドライトシステムの車高センサ５１の情報を、緩衝器７，１０の制御に用いる。

ヘッドライトシステムの車高センサ５１の情報は、例えば、緩衝器７，１０の変位（ピストン変位）としてコントローラ２１に入力される。即ち、第４の実施形態では、車高センサ５１によるピストン変位を車両１の状態推定の観測値として用いる。図５に示すように、車高センサ５１は、車内ＬＡＮとなるＣＡＮ１６に接続されている。車高センサ５１によるピストン変位は、ＣＡＮ１６を介してコントローラ２１に出力される。この場合、車高センサ５１によるピストン変位は、コントローラ２１の車体状態推定部２２（より具体的には、上下運動推定部２２Ｃ）、および、コントローラ２１のサスペンション制御部２３に入力される。

このように、第４の実施形態では、サスペンションシステム以外の車載システムであるヘッドライトシステム（車高センサ５１）を備えている。そして、ヘッドライトシステム（車高センサ５１）でセンシングされたピストン変位情報が、追加のセンシング情報としてＣＡＮ１６等の車内ＬＡＮ通信を介してコントローラ２１に入力される。第４の実施形態では、精度の良いピストン変位を観測値として入力することにより、車両１（車体２）の状態推定精度を向上できる。また、推定したピストン変位はノイズが取れるという利点があり、直接センシングしたピストン変位は精度が良いという利点がある。これらを用途に応じて用いることにより、サスペンションシステムの性能を向上することができる。なお、第４の実施形態では、ピストン変位情報を観測値として追加しているが、例えば、第１の実施形態ないし第３の実施形態で、観測値としてピストン変位情報を追加してもよい。

第４の実施形態は、上述の如きヘッドライトシステムの車高センサ５１の情報（ピストン変位）を用いて車両１の状態を推定するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施形態ないし第３の実施形態によるものと格別差異はない。特に、第４の実施形態では、緩衝器７，１０以外の車載装置のセンサとして、ヘッドライトシステムの車高センサ５１を用いている。このため、緩衝器７，１０以外の他のシステム（ヘッドライトシステム）の車高センサ５１の情報（ピストン変位情報）を観測値として車両１の状態推定に用いることができ、車両１の状態推定の精度を向上できる。

次に、図６は、第５の実施形態を示している。第５の実施形態の特徴は、モバイル機器のセンサ情報を減衰力可変型緩衝器の制御に用いる構成としたことにある。なお、第５の実施形態では、上述した第１の実施形態ないし第４の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第５の実施形態は、車両を制御するためのシステム以外の車載システムであるモバイルシステム（スマートフォン３１）のセンサ情報を、緩衝器７，１０の制御に用いる。この場合、コントローラ２１は、車両に持ち込まれるモバイル機器であるスマートフォン３１を検出するモバイル機器検出部６１を有している。モバイル機器検出部６１は、３つの入力端子６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃと１つの出力端子６１Ｄとを有するスイッチとして構成されている。モバイル機器検出部６１の第１入力端子６１Ａおよび第２入力端子６１Ｂは、スマートフォン３１の出力側と接続される。

第１入力端子６１Ａは、スマートフォン３１のセンサ情報、即ち、スマートフォン３１で検出されたばね上加速度、ロールレイト、ピッチレイトを用いて緩衝器７，１０の制御を行うときに出力端子６１Ｄと接続される。第２入力端子６１Ｂは、スマートフォン３１の信号の有無を検出するときに切換えられる。第３入力端子６１Ｃは、車体状態推定部２２（上下運動推定部２２Ｃ）の出力側と接続されている。第３入力端子６１Ｃは、スマートフォン３１のセンサ情報を用いることができないとき、換言すれば、車体状態推定部２２で推定されたばね上速度、ロールレイト、ピッチレイトを用いて緩衝器７，１０の制御を行うときに出力端子６１Ｄと接続される。

なお、第５の実施形態では、上下運動推定部２２Ｃの出力側は、モバイル機器検出部６１とサスペンション制御部２３とに接続されている。上下運動推定部２２Ｃで推定されたばね上速度、ロールレイト、ピッチレイトは、モバイル機器検出部６１に入力される。上下運動推定部２２Ｃで推定されたピストン速度およびピストン変位は、モバイル機器検出部６１を介することなくサスペンション制御部２３に入力される。

モバイル機器検出部６１は、車両１内に持ち込まれたスマートフォン３１のセンサ情報を使用することができるか否かの検出を行い、この検出結果に応じて切換えられる。スマートフォン３１が検出されたときは、モバイル機器検出部６１は、第１入力端子６１Ａと出力端子６１Ｄとを接続する。スマートフォン３１が検出されないときは、モバイル機器検出部６１は、第３入力端子６１Ｃと出力端子６１Ｄとを接続する。

このように、モバイル機器検出部６１は、スマートフォン３１の検出の有無に応じて切換えられる。これにより、コントローラ２１は、モバイル機器検出部６１によりスマートフォン３１が検出された場合は、スマートフォン３１のジャイロセンサ３１Ａの情報から車両１のロール方向の回転角速度とピッチ方向の回転角速度とを車両１の回転運動（ロールレイト、ピッチレイト）として求め、推定された車両の状態（ピストン速度、ピストン変位）と車両の回転運動（ロールレイト、ピッチレイト）と加速度センサ３１Ｂのばね上加速度とに応じて、緩衝器７，１０に制御信号を出力する。これに対して、モバイル機器検出部６１によりスマートフォン３１が検出されない場合は、コントローラ２１は、車体状態推定部２２で推定された車両１の状態（ピストン速度、ピストン変位、ばね上速度、ロールレイト、ピッチレイト）に応じて緩衝器７，１０に制御信号を出力する。

このように、第５の実施形態では、スマートフォン３１によるばね上の垂直方向の加速度情報、ロールレイト情報、ピッチレイト情報が、追加のセンシング情報となっている。前述の第２の実施形態では、スマートフォン３１のセンシング情報を観測値として用いることにより、車両１（車体２）の状態推定精度を向上させている。これに対して、第５の実施形態では、車両１（車体２）の状態推定は、従来の状態推定の技術を利用する。即ち、車両１（車体２）の状態推定に、スマートフォン３１によるセンシング情報は用いない。第５の実施形態では、スマートフォン３１のセンシング情報（ばね上加速度、ロールレイト、ピッチレイト）が取得可能な場合は、このスマートフォン３１のセンシング情報を用いる。一方、スマートフォン３１が未接続や故障により、スマートフォン３１のセンシング情報を取得できない場合は、推定値を用いる。また、ピストン速度とピストン変位については、推定値を用いており、ばね上速度、ロールレイト、ピッチレイトはセンシング値から算出または直接センシングした値を用いるため、サスペンションシステムの性能を向上できる。

第５の実施形態は、上述の如きモバイル機器検出部６１によりスマートフォン３１のセンサ情報を用いるか否かを選択する構成としたもので、その基本的作用については、上述した第１の実施形態ないし第４の実施形態によるものと格別差異はない。特に、第５の実施形態では、スマートフォン３１のセンサ情報として、ばね上の垂直方向の加速度、ロールレイト、ピッチレイト情報を用いることができる。そして、スマートフォン３１のセンシング情報（ばね上加速度、ロールレイト、ピッチレイト）が取得可能な場合は、スマートフォン３１の情報を用いて制御を行うことができ、スマートフォン３１が未接続または故障により入手不能の場合には、スマートフォン３１の情報を用いずに制御を行うことができる。このため、スマートフォン３１の情報の有無に応じて適切な制御を行うことができる。

なお、第５の実施形態および前述の第２の実施形態では、モバイル機器としてスマートフォン３１を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、モバイル機器は、携帯電話（フィーチャーフォン）、タブレット端末、タブレットＰＣ等、各種の携帯情報端末を用いることができる。また、モバイル機器のセンサとして、ジャイロセンサ３１Ａと加速度センサ３１Ｂを例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、地磁気センサ等、モバイル装置に搭載された加速度センサまたはジャイロセンサ以外の各種センサ（動きを検出する各種センサ）を用いてもよい。また、加速度センサとジャイロセンサとのうちの何れか一方のみを用いてもよい。

第１の実施形態および第２の実施形態では、ジャイロセンサ１７Ａ，３１Ａの情報としてロールレイトとピッチレイトを用いる構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ロールレイトとピッチレイトとのうちの一方を用いる構成としてもよい。即ち、ジャイロ情報は、ロールレイトとピッチレイトとヨーレイトとのうちの少なくともいずれか、より好ましくは、ロールレイトとピッチレイトとの少なくとも一方を用いることができる。さらに、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。

以上説明した実施形態に基づく車両制御装置およびサスペンションシステムとして、例えば下記に述べる態様のものが考えられる。

第１の態様としては、車両に設けられた車輪速センサから前記車両の状態を推定し、推定された前記車両の状態に応じて車輪と車体との間に設けられた減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力する車両制御装置において、前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置のセンサの情報を観測値として前記車両の状態推定に用いる。

この第１の態様によれば、減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置のセンサの情報を観測値として車両の状態推定に用いるため、車両の状態推定精度を向上できる。即ち、減衰力可変型緩衝器専用のセンサを持たないセンサレスの構成でも、車載装置（例えば、ナビゲーションシステム、スマートフォン等）のセンサ（例えば、ジャイロセンサ、加速度センサ等）の情報を観測値として車両状態（例えば、車体上下運動、車速度、制駆動状態、車輪スリップ等）の推定に用いることができる。このため、車両状態の推定精度が良くなり、減衰力可変型緩衝器による制振性能を向上できる。換言すれば、車両状態の推定の観測値に推定値ではなくセンシングによる精度のよい値を用いることができ、推定精度を向上できる。

第２の態様としては、第１の態様において、前記車載装置のセンサの情報は、前記車載装置に搭載されたジャイロセンサのジャイロ情報である。この第２の態様によれば、車載装置のジャイロセンサのジャイロ情報を観測値として車両の状態推定に用いることができる。

第３の態様としては、第２の態様において、前記車両制御装置は、前記ジャイロセンサの情報から前記車両のロール方向の回転角速度とピッチ方向の回転角速度との少なくとも一方を車両の回転運動として求め、求められた前記車両の回転運動と車両の走行状態情報とを基に前記車両の状態を推定する。この第３の態様によれば、ジャイロセンサの情報から求められる車両の回転運動（例えば、ロールレイト、ピッチレイト等）と車両の走行状態情報（例えば、車輪速センサから得られる車輪速度、車体速度等のＣＡＮ情報）を基に車両の状態を推定することができる。ジャイロセンサは、車載装置の設置角度の影響を受けずに、正確なロールレイト、ピッチレイトを測定することができる。このため、車載装置からの正確なロールレイトとピッチレイトの少なくとも一方を観測値として推定に用いることで、ばね上速度、ピストン速度等の推定精度を向上できる。

第４の態様としては、第３の態様において、前記車両制御装置は、推定された前記車両の状態と前記車両の回転運動とに応じて前記減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力する。この第４の態様によれば、ジャイロセンサの情報から求められる車両の回転運動を車両の状態推定に用いることに加えて、制御信号の出力にも用いる。このため、正確なロールレイト、ピッチレイトを用いて制御信号を出力でき、制御性能を向上できる。

第５の態様としては、第３の態様において、前記車両の走行状態情報は、少なくとも車輪速度情報を含み、前記車両制御装置は、前記車輪速度情報から前記車両の上下運動を求め、前記車両の上下運動と前記車両の回転運動とから前記車両の状態を推定する。この第５の態様によれば、ジャイロセンサの情報から求められる車両の回転運動（例えば、ロールレイト、ピッチレイト等）と車輪速度情報を含む車両の走行状態情報を基に車両の状態を推定することができる。

第６の態様としては、第５の態様において、前記車両制御装置は、前記車輪速度情報と前記車両の回転運動とから前記車両の上下運動を求め、前記車両の上下運動と前記車両の回転運動とから前記車両の状態を推定する。この第６の態様によれば、車両の上下運動と車両の回転運動とから車両の状態を推定することができる。

第７の態様としては、第２の態様において、前記車両制御装置は、前記ジャイロセンサの情報から前記車両のロール方向の回転角速度とピッチ方向の回転角速度との少なくとも一方を車両の回転運動として求め、さらに、前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置に搭載された加速度センサから前記車両のばね上上下加速度を求め、前記車両の回転運動と前記ばね上上下加速度と前記車両の走行状態情報とを基に前記車両の状態を推定する。

この第７の態様によれば、車載装置に搭載された加速度センサも用いて車両の状態を推定することができる。即ち、ジャイロセンサの情報に加えて、加速度センサのセンサ値（ばね上加速度）を観測値として使用することができる。これにより、状態推定の推定精度を向上させ、さらに正確なロールレイト、ピッチレイト、ばね上加速度（および／またはばね上速度）を制御に用いることができる。このため、この面からも、制御性能を向上できる。また、ジャイロセンサの情報から求められる車両の回転運動（例えば、ロールレイト、ピッチレイト等）から加速度センサのセンサ値から求められる重力成分を除くことでも状態推定の推定精度の向上が図れる。

第８の態様としては、第１の態様において、前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置は、ナビゲーションシステムである。この第８の態様によれば、ナビゲーションシステムのセンサの情報を観測値として車両の状態推定に用いることができる。この場合、ナビゲーションシステムは、ジャイロセンサを有しており、かつ、車両の搭載位置も固定されているため、車両の状態推定の精度を向上できる。

第９の態様としては、第１の態様において、前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置は、車両に持ち込まれるモバイル機器である。この第９の態様によれば、スマートフォン、タブレット等のモバイル機器のセンサの情報を観測値として車両の状態推定に用いることができる。この場合、モバイル機器は、ジャイロセンサ、加速度センサを有しており、これらのセンサ情報を用いることで、車両の状態推定の精度を向上できる。

第１０の態様としては、第１の態様において、前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置は、前記車両の外界情報を認識可能な外界認識システムである。この第１０の態様によれば、外界認識システムのセンサ（外界認識センサ）の情報を観測値として車両の状態推定に用いることができる。この場合、カメラ、レーダ、ライダー等の外界認識センサから得られる外界情報を用いることで、車両の状態推定の精度を向上できる。

第１１の態様としては、第１０の態様において、前記車両の外界情報は、路面変位情報である。この第１１の態様によれば、路面変位情報を車両の状態推定に用いることで、精度を向上できる。

第１２の態様としては、第１の態様において、前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置のセンサは、前記車体の車高を検知可能な車高センサである。この第１２の態様によれば、減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置の車高センサの情報を観測値として車両の状態推定に用いることができる。

第１３の態様としては、第１２の態様において、前記車高センサは、車両のヘッドライトシステムの車高センサである。この第１３の態様によれば、減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置となるヘッドライトシステムの車高センサの情報を観測値として車両の状態推定に用いることができる。

第１４の態様としては、車両の車輪と車体との間に設けられた減衰力可変型緩衝器と、前記減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力する車両制御装置と、車両に搭載された車輪速センサと、を備え、前記車輪速センサの車輪速情報から前記車両の状態を推定し、推定された前記車両の状態に応じて前記減衰力可変型緩衝器の減衰力を制御するサスペンションシステムにおいて、前記車両を制御するためのシステム以外の車載システムのセンサ情報を前記減衰力可変型緩衝器の制御に用いる。

この第１４の態様によれば、車両を制御するためのシステム以外の車載システムのセンサ情報（例えば、車輪速センサ、操舵角センサ、ブレーキ用センサ等の車両の挙動の制御に関連するセンサ以外のセンサ情報であり、ナビゲーションシステム、モバイル機器、ヘッドライトシステム、外観認識システム等のセンサ情報）を減衰力可変型緩衝器の制御に用いることができる。このため、車両の状態推定精度、延いては、減衰力可変型緩衝器による制振性能を向上できる。即ち、減衰力可変型緩衝器専用のセンサを持たないセンサレスの構成でも、ナビゲーションシステム、スマートフォン、タブレット、ヘッドライトシステム、外界認識システム等のセンサ（例えば、ジャイロセンサ、車高センサ、距離センサ、カメラ、レーダ等）の情報を用いて減衰力可変型緩衝器の制御を行うことができる。これにより、車両状態の推定精度、延いては、減衰力可変型緩衝器による制振性能を向上できる。換言すれば、制御に推定値ではなく精度のよいセンシング値を用いることで、制御性能を向上できる。

第１５の態様としては、第１４の態様において、前記車両を制御するためのシステム以外の車載システムのセンサ情報を前記車両の状態推定の観測値として用いる。この第１５の態様によれば、ナビゲーションシステム、スマートフォン、タブレット、ヘッドライトシステム、外界認識システム等のセンサ（例えば、ジャイロセンサ、車高センサ、距離センサ、カメラ、レーダ等）の情報を観測値として車両状態（例えば、車体上下運動、車速度、制駆動状態、車輪スリップ等）の推定に用いることができる。このため、車両状態の推定精度が良くなり、減衰力可変型緩衝器による制振性能を向上できる。

第１６の態様としては、第１４の態様において、前記車両制御装置は、車両に持ち込まれるモバイル機器を検出するモバイル機器検出部を有し、前記モバイル機器検出部により前記モバイル機器が検出された場合は、前記モバイル機器のジャイロセンサの情報から車両のロール方向の回転角速度とピッチ方向の回転角速度との少なくとも一方を車両の回転運動として求め、推定された前記車両の状態と前記車両の回転運動とに応じて前記減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力し、前記モバイル機器検出部により前記モバイル機器が検出されない場合は、推定された前記車両の状態に応じて前記減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力する。

この第１６の態様によれば、スマートフォン等のモバイル機器のセンサ情報として、例えば、ばね上の垂直方向の加速度、ロールレイト、ピッチレイト情報を用いることができる。そして、モバイル機器のセンシング情報（例えば、ばね上加速度、ロールレイト、ピッチレイト等）が取得可能な場合は、モバイル機器の情報を用いて制御を行うことができ、モバイル機器が未接続または故障により入手不能の場合には、モバイル機器の情報を用いずに制御を行うことができる。このため、モバイル機器の情報の有無に応じて適切な制御を行うことができる。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

本願は、２０２０年７月８日付出願の日本国特許出願第２０２０－１１７７１０号に基づく優先権を主張する。２０２０年７月８日付出願の日本国特許出願第２０２０－１１７７１０号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

１ 車両 ２ 車体 ３ 前輪（車輪） ４ 後輪（車輪） ７，１０ 緩衝器（減衰力可変型緩衝器） １２ 車輪速センサ １７ ナビゲーション装置（ナビゲーションシステム、減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置） １７Ａ ジャイロセンサ（減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置のセンサ） ２１ コントローラ（車両制御装置） ２２ 車体状態推定部 ２３ サスペンション制御部 ３１ スマートフォン（モバイル機器、減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置） ３１Ａ ジャイロセンサ（減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置のセンサ） ３１Ｂ加速度センサ（減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置のセンサ） ４１ 外界認識装置（外界認識システム、減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置） ５１ 車高センサ（減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置のセンサ） ６１ モバイル機器検出部

Claims (16)

1. 車両制御装置であって、該車両制御装置は、車両に設けられた車輪速センサを入力値とするカルマンフィルタを用いて前記車両の状態を推定し、推定された前記車両の状態に応じて車輪と車体との間に設けられた減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力し、
   前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置のセンサが検出した前記車両のロール方向の回転角速度とピッチ方向の回転角速度との少なくとも一方の情報を直接前記カルマンフィルタの観測値として前記車両の状態推定に用いることを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１において、
   前記車載装置のセンサの情報は、前記車載装置に搭載されたジャイロセンサのジャイロ情報であることを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項２において、
   前記車両制御装置は、前記ジャイロセンサの情報を、車両の回転運動として求め、求められた前記車両の回転運動と車両の走行状態情報とを基に前記車両の状態を推定することを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項３において、
   前記車両制御装置は、推定された前記車両の状態と前記車両の回転運動とに応じて前記減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力することを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項３において、
   前記車両の走行状態情報は、少なくとも車輪速度情報を含み、
   前記車両制御装置は、前記車輪速度情報から前記車両の上下運動を求め、前記車両の上下運動と前記車両の回転運動とから前記車両の状態を推定することを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項５において、
   前記車両制御装置は、前記車輪速度情報と前記車両の回転運動とから前記車両の上下運動を求め、前記車両の上下運動と前記車両の回転運動とから前記車両の状態を推定することを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項２において、
   前記車両制御装置は、前記ジャイロセンサの情報を、車両の回転運動として求め、さらに、前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置に搭載された加速度センサから前記車両のばね上上下加速度を求め、
   前記車両の回転運動と前記ばね上上下加速度と前記車両の走行状態情報とを基に前記車両の状態を推定することを特徴とする車両制御装置。
8. 請求項１において、
   前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置は、ナビゲーションシステムであることを特徴とする車両制御装置。
9. 請求項１において、
   前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置は、車両に持ち込まれるモバイル機器であることを特徴とする車両制御装置。
10. 請求項１において、
    前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置は、前記車両の外界情報を認識可能な外界認識システムであることを特徴とする車両制御装置。
11. 請求項１０において、
    前記車両の外界情報は、路面変位情報であることを特徴とする車両制御装置。
12. 請求項１において、
    前記減衰力可変型緩衝器専用以外の車載装置のセンサは、前記車体の車高を検知可能な車高センサであることを特徴とする車両制御装置。
13. 請求項１２において、
    前記車高センサは、車両のヘッドライトシステムの車高センサであることを特徴とする車両制御装置。
14. サスペンションシステムであって、該サスペンションシステムは、
    車両の車輪と車体との間に設けられた減衰力可変型緩衝器と、前記減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力する車両制御装置と、車両に搭載された車輪速センサと、を備え、
    前記車輪速センサの車輪速情報を入力値とするカルマンフィルタを用いて前記車両の状態を推定し、推定された前記車両の状態に応じて前記減衰力可変型緩衝器の減衰力を制御し、
    前記車両を制御するためのシステム以外の車載システムのセンサが検出した前記車両のロール方向の回転角速度とピッチ方向の回転角速度との少なくとも一方の情報を直接前記カルマンフィルタの観測値として前記減衰力可変型緩衝器の制御に用いることを特徴とするサスペンションシステム。
15. 請求項１４において、
    前記車両を制御するためのシステム以外の車載システムのセンサ情報を前記車両の状態推定の観測値として用いることを特徴とするサスペンションシステム。
16. 請求項１４において、
    前記車両制御装置は、車両に持ち込まれるモバイル機器を検出するモバイル機器検出部を有し、
    前記モバイル機器検出部により前記モバイル機器が検出された場合は、前記モバイル機器のジャイロセンサの情報を車両の回転運動として求め、推定された前記車両の状態と前記車両の回転運動とに応じて前記減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力し、
    前記モバイル機器検出部により前記モバイル機器が検出されない場合は、推定された前記車両の状態に応じて前記減衰力可変型緩衝器に制御信号を出力することを特徴とするサスペンションシステム。