JP3409702B2 - Wheel condition estimation device - Google Patents
Wheel condition estimation deviceInfo
- Publication number
- JP3409702B2 JP3409702B2 JP20410898A JP20410898A JP3409702B2 JP 3409702 B2 JP3409702 B2 JP 3409702B2 JP 20410898 A JP20410898 A JP 20410898A JP 20410898 A JP20410898 A JP 20410898A JP 3409702 B2 JP3409702 B2 JP 3409702B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- vibration
- tire
- equation
- response output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 114
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 87
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 51
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 35
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 35
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 43
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 36
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 8
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 5
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 2,4-D Chemical compound OC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012012 Paullinia yoco Nutrition 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Regulating Braking Force (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、車輪状態推定装置
に係り、より詳しくは、タイヤと路面との間の摩擦特性
を含む車輪共振系の振動モデルに基づいて、該車輪共振
系の応答出力などから車輪状態を推定する車輪状態推定
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wheel condition estimating device, and more particularly, to a response output of a wheel resonance system based on a vibration model of the wheel resonance system including a friction characteristic between a tire and a road surface. The present invention relates to a wheel state estimation device that estimates a wheel state from the above.
【従来の技術】近年、自動車に対する安全志向の高まり
から、予防安全技術の研究開発が進められ、その代表的
な安全装置であるアンチロックブレーキシステム(AB
S)は、既に多くの乗用車に装備されている。2. Description of the Related Art In recent years, research and development of preventive safety technology has been promoted due to an increase in safety consciousness for automobiles, and an antilock brake system (AB) is a typical safety device.
S) is already installed in many passenger cars.
【0001】こうした中、タイヤの共振現象に着目した
新しい原理のABS制御が提案され、検討が進められて
いる(特願平7−220920号等)。本技術は、タイ
ヤがグリップしている時の共振周波数と等しい周波数成
分を有する微小励振をブレーキ圧に与え、そのときのタ
イヤ共振系の共振ゲイン(車輪速度の共振周波数での微
小振幅/ブレーキ圧の励振振幅)に基づいて、平均ブレ
ーキ圧を制御するものである。Under these circumstances, a new principle of ABS control focusing on the tire resonance phenomenon has been proposed and studied (Japanese Patent Application No. 7-220920, etc.). The present technology applies a minute excitation having a frequency component equal to the resonance frequency when the tire is gripping to the brake pressure, and at that time, the resonance gain of the tire resonance system (small amplitude at the resonance frequency of wheel speed / brake pressure). The average brake pressure is controlled on the basis of the excitation amplitude).
【0002】この共振ゲインは、いわゆるS−μ特性
(スリップ率Sに対する摩擦係数μの変化曲線)におい
て、摩擦係数μのスリップ率Sに対する勾配と関連した
物理量であることがわかっており、該共振ゲインに基づ
き制動時におけるタイヤ−路面間のすべり易さに関する
摩擦特性を推定できるものとして期待されている。It has been known that this resonance gain is a physical quantity related to the gradient of the friction coefficient μ with respect to the slip ratio S in the so-called S-μ characteristic (change curve of the friction coefficient μ with respect to the slip ratio S). It is expected to be able to estimate the frictional characteristics related to the slipperiness between the tire and the road surface during braking based on the gain.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、タイヤ共振系の共振周波数が既知であること
を前提にしているため、タイヤ交換やタイヤ空気圧の変
動によって共振周波数が変化した場合に即座に対応でき
ない、という問題点がある。例えば、タイヤ空気圧が低
下すると、タイヤが路面にグリップしているときの共振
周波数は低い側に変動するので、共振ゲインの値が小さ
くなり、予め定められた基準ゲインと比較することによ
るピークμ直前の状態の検出精度が低下する。However, since the above-mentioned prior art is premised on that the resonance frequency of the tire resonance system is known, the resonance frequency changes immediately when the tire is replaced or when the tire air pressure changes. There is a problem that it can not cope with. For example, when the tire pressure decreases, the resonance frequency when the tire grips the road surface fluctuates to the lower side, so the value of the resonance gain becomes smaller and the peak μ just before the peak μ by comparing with the predetermined reference gain. The detection accuracy of the state of is reduced.
【0004】さらに、上記従来技術では、共振ゲインを
演算する際にブレーキ圧を微小励振するが、ブレーキ部
の構造によっては、この微小励振をブレーキ時にしか与
えることができないため、このようなブレーキ部を持つ
車種の場合、路面状態推定の機会がブレーキ時に限られ
るという問題点がある。また、駆動時や定常走行時など
のようにブレーキ圧の微小励振が好ましくない場合もあ
る。Further, in the above-mentioned prior art, the brake pressure is slightly excited when the resonance gain is calculated. However, depending on the structure of the brake unit, this minute excitation can be applied only during braking, and thus such a brake unit is used. In the case of a vehicle model with, there is a problem that the opportunity for estimating the road surface condition is limited during braking. In some cases, minute excitation of the brake pressure is not desirable, such as during driving or steady running.
【0005】本発明は、上記事実に鑑みなされたもの
で、制動・駆動・定常走行など種々の走行状態におい
て、等しく路面状態を推定可能であると共に、タイヤ交
換やタイヤ空気圧の変動による共振周波数の変化に係わ
らず、常に高精度にタイヤ−路面間のすべり易さに関す
る摩擦特性を推定しかつ該摩擦特性に基づいて高精度な
ABS制御を可能とする車輪状態推定装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above facts, and it is possible to equally estimate the road surface state in various running states such as braking, driving, and steady running, and to reduce the resonance frequency due to tire replacement and tire air pressure fluctuations. It is an object of the present invention to provide a wheel condition estimation device that can always highly accurately estimate a friction characteristic relating to slipperiness between a tire and a road surface regardless of a change and that enables highly accurate ABS control based on the friction characteristic. To do.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、請求項1の発明は、タイヤと路面との間の摩擦特性
を含む車輪共振系における車輪状態を推定する車輪状態
推定装置において、前記車輪共振系への加振入力に対す
る応答出力を検出する検出手段と、加振入力から応答出
力までの前記車輪共振系の伝達特性を、少なくともタイ
ヤと路面との間のすべり易さに関する物理量と、タイヤ
のねじればね定数に関する物理量と、を車輪状態の未知
要素として含む振動モデルで表し、該振動モデルに基づ
いて、少なくとも前記検出手段により検出された応答出
力を略満足させるような前記未知要素を推定する推定手
段と、を有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a wheel condition estimating device for estimating a wheel condition in a wheel resonance system including a friction characteristic between a tire and a road surface, detecting means for detecting a response output to vibration input to said wheel resonance system, the transfer characteristic of said wheel resonance system to the response output from the vibration input, and a physical quantity relating to ease of slippage between at least the tire and the road surface ,tire
Is represented by a vibration model including a physical quantity related to the twisting and twisting constant as an unknown element of a wheel state, and based on the vibration model, at least the unknown element that substantially satisfies the response output detected by the detecting means is estimated. And estimating means.
【0007】また、請求項2の発明は、請求項1の発明
において、前記検出手段により検出された応答出力に基
づいて、前記振動モデルを修正する修正手段と、をさら
に有することを特徴とする。Further, the invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, it further comprises a correcting means for correcting the vibration model based on the response output detected by the detecting means. .
【0008】また、請求項3の発明は、請求項1又は請
求項2の発明において、前記車輪共振系へ加振入力を与
える加振手段をさらに有することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect of the present invention, a vibration input is applied to the wheel resonance system.
It further comprises a vibrating means for vibrating .
【0009】さらに、請求項4の発明は、請求項3の発
明において、前記加振手段により前記車輪共振系へ与え
られる加振入力を検出する加振入力検出手段をさらに有
することを特徴とする。Further, in a fourth aspect of the invention, in the invention of the third aspect , the vibration is applied to the wheel resonance system by the vibrating means.
It is characterized by further comprising a vibration input detection means for detecting a generated vibration input .
【0010】さらに、請求項5の発明は、請求項4の発
明において、前記加振手段により前記車輪共振系へ与え
られる加振入力は、ランダム入力、インパルス入力、ス
テップ入力のいずれか1つであることを特徴とする。ま
た、請求項6の発明は、請求項4の発明において、前記
加振手段により前記車輪共振系へ与えられる加振入力の
周波数は、タイヤのねじればね定数から求めた共振周波
数とすることを特徴とする。更に、請求項7の発明は、
請求項1乃至請求項6の何れか1項の発明において、前
記検出手段により検出された応答出力に基づいて、該応
答出力が周期的な出力か否かを判断するための判断値を
算出する算出手段と、前記算出手段により算出された判
断値に基づいて、前記検出手段により検出された応答出
力の中から前記推定手段に入力する出力を選別する選別
手段と、を更に備え、前記推定手段は、前記未知要素を
推定する際は、前記選別手段により選別された出力を用
いることを特徴とする。また、請求項8の発明は、請求
項7の発明において、前記算出手段は、前記判断値とし
て、前記検出手段により検出された応答出力と該応答出
力を該応答出力の周期的な部分が該応答出力の変化に対
応して変化するように変換した値との相関係数を算出す
る。なお、上記変換は、偶数回微分、偶数回差分、偶数
回積分、及び偶数回増分の何れかにより行う。また、前
記算出手段は、前記検出手段により応答出力が所定個数
検出される毎に前記判断値を算出する。
(本発明の原理)
本発明の原理について図1〜図3の図面を参照して説明
する。ここで、図1は、車輪共振系の等価力学モデル、
図2は、図1の車輪共振系の伝達特性を規定するタイヤ
と路面との間の摩擦特性、図3は、図1の車輪共振系の
伝達特性において、加振入力から応答出力までの振動モ
デルの例を図示したものである。Further, the invention of claim 5 is the invention of claim 4, wherein the vibration is applied to the wheel resonance system.
The excitation inputs that can be used are random input, impulse input, and
It is characterized in that it is one of the step inputs . Well
According to the invention of claim 6, in the invention of claim 4,
Of the vibration input applied to the wheel resonance system by the vibration means.
The frequency is the resonance frequency obtained from the twisting constant of the tire.
It is characterized by being a number. Further, the invention of claim 7 is
In the invention according to any one of claims 1 to 6 , a judgment value for judging whether or not the response output is a periodic output is calculated based on the response output detected by the detecting means. The estimating means further comprises: calculating means; and selecting means for selecting an output to be input to the estimating means from response outputs detected by the detecting means based on the judgment value calculated by the calculating means. When the unknown element is estimated, the output selected by the selecting means is used. The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7 , wherein the calculating means uses the response output detected by the detecting means and the response output as the judgment value, wherein the periodic part of the response output is A correlation coefficient with a value converted so as to change in response to a change in response output is calculated. It should be noted that the above conversion is performed by any of the even number differential, the even number difference, the even number integration, and the even number increment. Further, the calculating means calculates the judgment value each time a predetermined number of response outputs are detected by the detecting means. (Principle of the Present Invention) The principle of the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS. Here, FIG. 1 is an equivalent dynamic model of a wheel resonance system,
2 is a friction characteristic between a tire and a road surface that defines the transfer characteristic of the wheel resonance system of FIG. 1, and FIG. 3 is a vibration characteristic from the vibration input to the response output in the transfer characteristic of the wheel resonance system of FIG. It is an illustration of an example of a model.
【0011】まず、図1に示すように、車両が車体速度
v(角速度換算でωv )で走行している時の車輪での振
動現象、すなわち少なくとも車輪と路面とによって構成
される車輪共振系の振動現象を、車輪回転軸で等価的に
モデル化した力学モデルを参照して考察する。なお、図
1において示された諸量は、以下の通りである。First, as shown in FIG. 1, a vibration phenomenon at a wheel when a vehicle is traveling at a vehicle body speed v (ω v in terms of angular velocity), that is, a wheel resonance system constituted by at least the wheel and a road surface. The vibration phenomenon of is discussed with reference to a dynamic model equivalently modeled by the wheel rotation axis. The various quantities shown in FIG. 1 are as follows.
【0012】
J1 :リム側の慣性モーメント
J2 :ベルト側の慣性モーメント
K :タイヤのねじればね定数
T1 :制駆動トルク(駆動側が正符号)
ω1 :リム側の角速度
ω2 :ベルト側の角速度
θs :リム−ベルト間のねじれ角度
Td :路面外乱
TL :タイヤ−路面間の発生力
図1の車輪共振系の力学モデルにおいて、リムに作用し
た制駆動トルクT1 は、タイヤのねじればね定数Kを介
してベルトに伝達し、該ベルト表面を介して路面に作用
する。このとき、車輪には、ベルトと路面との接地点を
基点として、路面から制駆動トルクT1 の反作用として
の発生力TL が作用する。J 1 : Inertia moment on rim side J 2 : Inertia moment on belt side K: Twisting constant of tire T 1 : Braking / driving torque (drive side is a positive sign) ω 1 : Angular velocity on rim side ω 2 : Belt side Angular velocity θ s : rim-belt twist angle T d : road surface disturbance T L : tire-road surface generated force In the dynamic model of the wheel resonance system of FIG. 1, the braking / driving torque T 1 acting on the rim is Is transmitted to the belt via the twisting constant K and acts on the road surface via the belt surface. At this time, the generated force T L as a reaction of the braking / driving torque T 1 acts on the wheel from the road surface, with the ground contact point between the belt and the road surface as the base point.
【0013】この発生力TL は、タイヤと路面との間の
摩擦力によるものであり、制駆動トルクT1 の方向と反
対方向に作用する。すなわち、発生力TL は、駆動時に
リムに駆動トルクT1 が作用する場合、車輪回転方向
(ω1 の方向)と反対方向に作用し、ブレーキ制動時に
制動トルクT1 が作用する場合、車輪の回転方向に作用
する。また、路面に凹凸がある場合などでは、この凹凸
によって発生した路面外乱ΔTd のトルクもタイヤに作
用する。The generated force T L is due to the frictional force between the tire and the road surface, and acts in the direction opposite to the braking / driving torque T 1 . That is, the generated force T L acts in the direction opposite to the wheel rotation direction (direction of ω 1 ) when the driving torque T 1 acts on the rim during driving, and when the braking torque T 1 acts during braking. Acts in the direction of rotation of. When the road surface has irregularities, the torque of the road surface disturbance ΔT d generated by the irregularities also acts on the tire.
【0014】ここで、車両がある速度v(回転系に変換
した値をωv )で走行している時から、ブレーキをかけ
ていくとタイヤと路面との間にスリップが生じるが、こ
のときタイヤと路面との間に発生した発生力TL は、以
下の式で表されるスリップ率S1 に対して、図2の関数
関係のように変化する。Here, when the vehicle is running at a certain speed v (the value converted into the rotation system is ω v ) and the brake is applied, a slip occurs between the tire and the road surface. The generated force T L generated between the tire and the road surface changes like the functional relationship of FIG. 2 with respect to the slip ratio S 1 represented by the following equation.
【0015】[0015]
【数1】 [Equation 1]
【0016】同様に、車両がある速度vで走行している
時から、ドライバがアクセルペダルを踏んで加速してい
く場合でも、タイヤと路面との間にスリップが生じる
が、このときの発生力TL は、以下の式で表されるスリ
ップ率S2 に対して、図2の関数関係のように変化す
る。Similarly, when the driver depresses the accelerator pedal to accelerate the vehicle from the time when the vehicle is traveling at a certain speed v, a slip occurs between the tire and the road surface. T L changes with respect to the slip ratio S 2 represented by the following equation as the functional relationship of FIG.
【0017】[0017]
【数2】 [Equation 2]
【0018】ここで、車輪の回転方向を正方向とする
と、タイヤ−路面間の発生力TL を、次式のように表す
ことができる。Here, assuming that the rotation direction of the wheel is a positive direction, the generated force T L between the tire and the road surface can be expressed by the following equation.
【0019】
制動時: TL =WRμ(S1 ) (2)
駆動時: TL =−WRμ(S2 ) (3)
ここに、Wは輪荷重、Rはタイヤの動荷重半径、μはタ
イヤと路面との間の摩擦係数である。なお、μは、スリ
ップ率S1 或いはS2 の関数として表されている。During braking: T L = WRμ (S 1 ) (2) During driving: T L = −WRμ (S 2 ) (3) where W is wheel load, R is tire dynamic load radius, and μ is It is the coefficient of friction between the tire and the road surface. Note that μ is expressed as a function of the slip ratio S 1 or S 2 .
【0020】図2のS−μ曲線に示すように、スリップ
率0のときは発生力TL は0であるが、ある正のスリッ
プ率において、制動時の発生力TL は正のピーク値をと
り、ある負のスリップ率において、駆動時の発生力TL
は負のピーク値をとる関係が成り立っていることがわか
る。また、種々の動作点において、スリップ率に対する
発生力の勾配は、例えばピーク値の時には0近傍の値と
いうように、各々固有の値をとるので、該勾配を用いる
ことによって、タイヤと路面との間のすべり易さを表す
ことができる。As shown by the S-μ curve in FIG. 2, the generated force T L is 0 when the slip ratio is 0, but at a certain positive slip ratio, the generated force T L during braking has a positive peak value. Then, at a certain negative slip ratio, the generated force TL during driving is
It can be seen that has a relationship of taking a negative peak value. In addition, at various operating points, the gradient of the generated force with respect to the slip ratio has a unique value such as a value near 0 at the peak value. Therefore, by using the gradient, the gradient between the tire and the road surface can be reduced. It can represent the ease of slipping.
【0021】ここで、図1の力学モデルにおいて、リム
に作用する制駆動トルクを平均的な制駆動トルクT1 の
回りに振幅ΔT1 で励振すると、この励振トルク成分は
車輪速度ω1 の回りの振動成分Δω1 となって現れる。
また、路面外乱Td に振動成分ΔTd がある場合、車輪
速度の振動成分Δω1 には、該外乱によって発生した振
動成分も加わることになる。Here, in the dynamic model of FIG. 1, when the braking / driving torque acting on the rim is excited with an amplitude ΔT 1 around the average braking / driving torque T 1 , the excitation torque component is around the wheel speed ω 1 . Appears as the vibration component Δω 1 .
If the road surface disturbance T d has a vibration component ΔT d , the vibration component Δω 1 of the wheel speed also includes the vibration component generated by the disturbance.
【0022】そこで、図1の車輪共振系の伝達特性を、
図2の種々の動作点における振動モデルで表すと、次式
のようになる。Therefore, the transfer characteristic of the wheel resonance system of FIG.
The vibration model at various operating points in FIG. 2 is expressed by the following equation.
【0023】 Δω1 = H1 (s)ΔT1 + H2 (s)ΔTd (4) ここに、Δω 1 = H 1 (s) ΔT 1 + H 2 (s) ΔT d (4) where
【0024】[0024]
【数3】 [Equation 3]
【0025】である。なお、sはラプラス演算子であ
る。また、D0 は、制動時、駆動時に応じて、それぞれ
次式のD10、D20によって表される。[0025] In addition, s is a Laplace operator. Further, D 0 is represented by the following equations D 10 and D 20 depending on braking and driving, respectively.
【0026】[0026]
【数4】 [Equation 4]
【0027】ここに、S10、S20は、それぞれ制動時、
駆動時におけるある動作点でのスリップ率であり、ωv0
は、該動作点での車体速度である。Here, S 10 and S 20 are
Ω v0 is the slip ratio at a certain operating point during driving.
Is the vehicle speed at the operating point.
【0028】(7) 式より、D10は、動作点でのスリップ
率S10におけるS−μ曲線の勾配(∂μ/∂S1 )及び
輪荷重Wに比例し、該動作点での車体速度ωv0に反比例
する。また、S20が0に近いところでは、D20に関して
も同様のことが成立する。From equation (7), D 10 is proportional to the slope (∂μ / ∂S 1 ) of the S-μ curve and the wheel load W at the slip ratio S 10 at the operating point, and the vehicle body at the operating point It is inversely proportional to the velocity ω v0 . The same holds for D 20 when S 20 is close to 0.
【0029】なお、ここまではμがスリップ率依存性を
持つと仮定したが、スリップ速度依存性を持つ場合は、
S1 =ωv −ω2 、S2 =ω2 −ωv と再定義すること
によって、Up to this point, it was assumed that μ has a slip ratio dependency, but if it has a slip velocity dependency,
By redefining S 1 = ω v −ω 2 and S 2 = ω 2 −ω v ,
【0030】[0030]
【数5】 [Equation 5]
【0031】と表すことができる。この場合も、D
10,20 は、動作点でのスリップ率S10,20におけるS−
μ曲線の勾配及び輪荷重Wに比例することになる。It can be expressed as Again, D
10 and 20, the slip ratio S 10,20 at the operating point S-
It is proportional to the slope of the μ curve and the wheel load W.
【0032】以上述べた振動モデルは、任意の動作点で
の動作を表しているので、その特殊なケースとして、制
動も駆動も行われていない定常走行の場合も記述してい
る。定常走行の場合、動作点は、S−μ曲線の原点とな
り、D0 =D10=D20は、原点でのμ勾配を表している
ことになる。Since the vibration model described above represents the motion at an arbitrary operating point, a special case is also described in the case of steady running in which neither braking nor driving is performed. In the case of steady running, the operating point is the origin of the S-μ curve, and D 0 = D 10 = D 20 represents the μ gradient at the origin.
【0033】また、上記振動モデルは、ラプラス演算子
sに関して3次のシステムで表現されているが、振動と
いう物理現象を記述するには、2次で十分と考えられ
る。そこで、同3次モデルを2次モデルに近似すると次
式を得る。Although the vibration model is expressed by a cubic system with respect to the Laplace operator s, it is considered that the quadratic is sufficient to describe the physical phenomenon called vibration. Therefore, the following equation is obtained by approximating the cubic model to the quadratic model.
【0034】[0034]
【数6】 [Equation 6]
【0035】このように上記振動モデルは、タイヤと路
面との間の摩擦特性を含む車輪共振系において、該共振
系への加振入力トルク(ΔT1 )及び凹凸のある路面上
をタイヤが転がることによって起こる路面加振(Δ
Td )に対する応答出力としての車輪速振動(Δω1 )
の応答を表しており、さらに、タイヤと路面との間のす
べり易さに関する物理量D0 を含んでいることがわか
る。As described above, according to the above vibration model, in the wheel resonance system including the frictional characteristics between the tire and the road surface, the tire is rolled on the road surface having vibration input torque (ΔT 1 ) to the resonance system and unevenness. Excited road surface (Δ
Wheel speed vibration (Δω 1 ) as a response output for T d ).
And the physical quantity D 0 relating to the slipperiness between the tire and the road surface is included.
【0036】なお、以上の振動モデルにおける加振入力
から応答出力までの伝達の様子を図示すると、図3のよ
うになる。The state of transmission from the vibration input to the response output in the above vibration model is illustrated in FIG.
【0037】この振動モデルの妥当性は実験結果によっ
て示すことができる。図4(A)及び図4(B)は、あ
る一定の車体速度において、ブレーキ圧力Pm に加振入
力を重畳して制動をかけ、その時の加振入力から車輪速
振動までの伝達特性を、ブレーキ圧力Pm の種々の値
(0.98[MPa] 〜4.90[MPa] )について実験して得られた
結果である。なお、図4(A)は、ブレーキ圧力Pm の
加振振幅に対する車輪速振動の比(共振ゲイン)の周波
数特性(振幅特性)、図4(B)は、ブレーキ圧力Pm
の振動から車輪速振動までの位相特性を示す。The validity of this vibration model can be shown by experimental results. FIGS. 4 (A) and 4 (B) show the transfer characteristics from the vibration input to the wheel speed vibration at that time when braking is applied by superposing the vibration input on the brake pressure P m at a certain constant vehicle speed. , The results obtained by conducting experiments on various values of the brake pressure P m (0.98 [MPa] to 4.90 [MPa]). 4A is a frequency characteristic (amplitude characteristic) of a ratio of wheel speed vibration to a vibration amplitude of the brake pressure P m (resonance gain), and FIG. 4B is a brake pressure P m.
The phase characteristics from the vibration of the vehicle to the vibration of the wheel speed are shown.
【0038】図4(A)に示すように、共振周波数(約
40Hz)付近の共振ゲインのピークは、ブレーキ圧力
を増加していくに従い、減少していくことがわかる。ま
た、図4(B)に示すように、ブレーキ圧力から車輪速
振動までの位相は、ブレーキ圧力Pm の大小に応じて、
共振周波数付近を境とした位相特性が大きく異なってい
る様子がわかる。As shown in FIG. 4A, it can be seen that the peak of the resonance gain near the resonance frequency (about 40 Hz) decreases as the brake pressure increases. Further, as shown in FIG. 4 (B), the phase from the brake pressure to the wheel speed vibration changes according to the magnitude of the brake pressure P m .
It can be seen that the phase characteristics differ greatly around the resonance frequency.
【0039】ここで、ブレーキ圧力Pm の増加により、
スリップ率及び制動力が増加し、S−μ曲線の勾配は減
少することになるので、Pm が増加することとS−μ曲
線の勾配D0 が減少することとはほぼ同じ物理的意味を
持つ。従って、D0 を変化させた場合でも図4(A)及
び図4(B)と同様の結果が得られることは予想でき
る。Here, by increasing the brake pressure P m ,
Since the slip ratio and the braking force increase and the slope of the S-μ curve decreases, increasing P m and decreasing the slope D 0 of the S-μ curve have almost the same physical meaning. To have. Therefore, it can be expected that the same results as in FIGS. 4A and 4B can be obtained even when D 0 is changed.
【0040】一方、本発明の上記振動モデルに基づい
て、ブレーキ加振入力に対する車輪速振動の応答特性を
計算すると、図5(A)のような振幅特性、及び図5
(B)のような位相特性が得られる。図5(A)に示す
ように、共振周波数(40Hz)において、S−μ曲線
の勾配D0 を減じていくと、図4(A)と同様に共振ピ
ークが減少する特徴のあることがわかる。また、図5
(B)に示すように、勾配D 0 の大小に応じて、共振周
波数付近を境とした位相特性が大きく異なっており、図
4(B)と類似の特徴を有することがわかる。これよ
り、本発明の振動モデルは、実際の車輪共振系の伝達特
性を良く表しているといえる。On the other hand, based on the vibration model of the present invention,
The response characteristics of the wheel speed vibration to the brake excitation input.
When calculated, the amplitude characteristic as shown in FIG.
The phase characteristic as shown in (B) is obtained. As shown in FIG.
At the resonance frequency (40 Hz),
Gradient of0If you reduce the
It can be seen that there is a characteristic that the number of peaks decreases. Also, FIG.
As shown in (B), the slope D 0Depending on the size of the resonance circumference
The phase characteristics around the wave number are very different,
It can be seen that it has similar characteristics to 4 (B). This
Therefore, the vibration model of the present invention is a transmission characteristic of an actual wheel resonance system.
It can be said that it shows the sex well.
【0041】また、図6(A)及び図6(B)は、それ
ぞれアスファルト路(乾燥路)及びダート路を実際に走
行した時に得られた駆動輪(右後輪及び左後輪)の車輪
速振動の周波数スペクトルである。6 (A) and 6 (B) show the wheels of the driving wheels (right rear wheel and left rear wheel) obtained when the vehicle actually travels on an asphalt road (dry road) and a dirt road, respectively. It is a frequency spectrum of fast vibration.
【0042】アスファルト路(図6(A))では、共振
ピークが明瞭に現れているが、ドリフト走行等によっ
て、タイヤが空転に近い状態で走行しているダート路
(図6(B))では、共振ピークが現れていないことが
わかる。On the asphalt road (FIG. 6 (A)), the resonance peak clearly appears, but on the dirt road (FIG. 6 (B)) where the tire is running in a state close to idling due to drifting or the like. It can be seen that the resonance peak does not appear.
【0043】一方、図7(A)及び図7(B)は、本発
明の振動モデルに基づいて、タイヤ路面加振入力に対す
る車輪速振動の振幅特性及び位相特性をそれぞれ示した
ものである。同図においても、S−μ曲線の勾配D0 を
減じていくと、共振ピークが消滅していくため、実験結
果の特徴と良く一致していることがわかる。On the other hand, FIGS. 7 (A) and 7 (B) show the amplitude characteristic and the phase characteristic of the wheel speed vibration with respect to the tire road surface excitation input, respectively, based on the vibration model of the present invention. Also in this figure, as the slope D 0 of the S-μ curve is reduced, the resonance peak disappears, and it can be seen that the characteristics agree well with the experimental results.
【0044】本発明は、以上述べたように、実際の伝達
特性を良く表している振動モデルに基づいて、タイヤと
路面との間のすべり易さに関する物理量D0 を推定する
ものである。すなわち、本発明の推定手段は、少なくと
もタイヤと路面との間のすべり易さに関する物理量を車
輪状態の未知要素として含む上記振動モデルに基づい
て、少なくとも前記検出手段により検出された応答出力
を略満足させるような前記未知要素を推定する。As described above, the present invention estimates the physical quantity D 0 relating to the slipperiness between the tire and the road surface based on the vibration model that well represents the actual transmission characteristics. That is, the estimation means of the present invention, based on the vibration model including at least a physical quantity related to the slip between the tire and the road surface as an unknown element of the wheel state, at least substantially satisfy the response output detected by the detection means. The unknown element that causes the above-mentioned unknown is estimated.
【0045】また、請求項1の発明のように、振動モデ
ルが、タイヤのねじればね定数Kに関する物理量を車輪
状態の未知要素としてさらに含んでいる場合には、推定
手段によって、タイヤのねじればね定数Kや該定数に関
する物理量を推定することもできる。なお、タイヤのね
じればね定数に関する物理量として、車輪共振系の共振
周波数などがある。Further, as in the invention of claim 1, when the vibration model further includes a physical quantity related to torsion spring constant K of the tire as an unknown component of the wheel condition, the estimating means, torsion spring constant of the tire It is also possible to estimate a physical quantity related to K or the constant. The physical quantity related to the twisting constant of the tire includes the resonance frequency of the wheel resonance system.
【0046】次に、本発明の推定手段による推定原理を
説明する。図3に示すように、本発明の振動モデルを、
伝達関数1及び伝達関数2で表す例の場合には、推定手
段による未知要素の推定は、これらの伝達関数を同定す
ることと等価である。Next, the estimation principle of the estimation means of the present invention will be described. As shown in FIG. 3, the vibration model of the present invention is
In the case of the examples represented by the transfer function 1 and the transfer function 2, the estimation of the unknown element by the estimating means is equivalent to identifying these transfer functions.
【0047】ここで、同定する伝達関数として良く用い
られるものに、z変換した離散化モデルがあるが、離散
時間モデルを同定する場合には、
離散時間モデルの同定精度は、サンプリング周期に
依存するため、適切なサンプリング周期を得るために多
くの試行錯誤が伴う。Here, a z-transformed discretized model is often used as the transfer function to be identified. When identifying a discrete-time model, the identification accuracy of the discrete-time model depends on the sampling period. Therefore, many trials and errors are involved in obtaining an appropriate sampling period.
【0048】 離散時間モデルで同定した後、系を構
成する物理量を演算するために、連続時間モデルに逆変
換しなければならないが、その演算には高等関数を必要
とし、演算時間、演算誤差が増大する。さらに、その逆
変換は一意に定まらない。という問題点があるため、路
面のすべり易さに対応する物理量を求めるためのモデル
としては問題がある。After the identification by the discrete time model, in order to calculate the physical quantity that constitutes the system, it is necessary to perform the inverse conversion into the continuous time model, but the calculation requires a higher function, and the calculation time and the calculation error are Increase. Moreover, the inverse transformation is not uniquely determined. Therefore, there is a problem as a model for obtaining a physical quantity corresponding to the slipperiness of a road surface.
【0049】このため、本発明では、連続時間モデルを
同定することとする。連続時間モデルの同定では、前記
離散時間モデルの同定に伴う問題点がなく、路面のすべ
り易さに対応する物理量が直接的に演算できるというメ
リットがある。Therefore, in the present invention, the continuous time model is identified. The identification of the continuous-time model has an advantage that there is no problem associated with the identification of the discrete-time model, and the physical quantity corresponding to the slipperiness of the road surface can be directly calculated.
【0050】例えば、2次の連続時間モデルの伝達関数
を同定する場合、(11)、(12)式を変形して得られるFor example, when identifying the transfer function of the second-order continuous-time model, it can be obtained by modifying equations (11) and (12).
【0051】[0051]
【数7】 [Equation 7]
【0052】を同定すべき伝達関数とすることができ
る。このとき、請求項3の発明のように、加振入力とし
て、励振トルクΔT1 を車輪共振系へ与える場合、励振
トルクと比して路面外乱を微小として、これを無視する
と、(4) 式より、
Δω1 =ΔG1 (s)ΔT1
が得られる。Can be the transfer function to be identified. At this time, when the excitation torque ΔT 1 is applied to the wheel resonance system as the excitation input as in the invention of claim 3 , the road surface disturbance is minute compared to the excitation torque, and if this is ignored, the equation (4) is obtained. As a result, Δω 1 = ΔG 1 (s) ΔT 1 is obtained.
【0053】例えば、最小自乗法を用いる場合、上式
を、未知パラメータ[a1 a2 ]若しくは[a1 a2 b
0 b1 b2 ]について一次関数の形式で変形した式に、
検出されたΔω1 を順次当てはめた各データに対し、最
小自乗法を適用することによって、未知パラメータを推
定することができる。For example, when the least squares method is used, the above equation is applied to unknown parameters [a 1 a 2 ] or [a 1 a 2 b
[0 b 1 b 2 ] is transformed into a linear function,
The unknown parameter can be estimated by applying the method of least squares to each data to which the detected Δω 1 is sequentially applied.
【0054】ここで、請求項4の発明のように、加振入
力検出手段によって、加振入力手段により前記車輪共振
系へ与えられる加振入力ΔT1 を検出できる場合は、未
知パラメータ[a1 a2 b0 b1 b2 ]のすべてを推定
することができる。一方、ΔT1 を検出しない場合は、
[a1 a2 ]が推定可能となる。[0054] Here, as in the invention of claim 4, if the vibration input detecting means can detect the vibration input [Delta] T 1 applied to the wheel resonance system by vibration input means, unknown parameters [a 1 a 2 b 0 b 1 b 2 ] can all be estimated. On the other hand, when ΔT 1 is not detected,
[A 1 a 2 ] can be estimated.
【0055】このように加振入力を車輪共振系へ与える
場合には、凹凸の少ない良好な路面を走行中でも、未知
パラメータを高精度で推定することができる。When the vibration input is applied to the wheel resonance system as described above, the unknown parameter can be estimated with high accuracy even when the vehicle is traveling on a good road surface with few irregularities.
【0056】一方、励振トルクΔT1 を与えない場合、
ΔT1 =0として(4) 式より得られる
Δω2 =ΔG2 (s)ΔTd
を、未知パラメータ[a1 a2 ]について一次関数の形
式で変形した式に、検出されたΔω1 を順次当てはめた
各データに対し、最小自乗法を適用することによって、
未知パラメータを推定することができる。この場合、励
振トルクΔT1 の印加ができない場合などでも未知パラ
メータを推定できるというメリットがある。On the other hand, when the excitation torque ΔT 1 is not given,
With ΔT 1 = 0, Δω 2 = ΔG 2 (s) ΔT d obtained from the equation (4) is transformed into an equation in which the unknown parameter [a 1 a 2 ] is transformed into a linear function, and the detected Δω 1 is sequentially obtained. By applying the least squares method to each fitted data,
Unknown parameters can be estimated. In this case, there is an advantage that the unknown parameter can be estimated even when the excitation torque ΔT 1 cannot be applied.
【0057】なお、同定誤差を抑えるために種々の修正
最小自乗法を用いてもよい。修正最小自乗法としては、
従来より良く知られている補助変数法や拡大最小自乗
法、一般化最小自乗法を用いることができる。Various modified least squares methods may be used to suppress the identification error. As the modified least squares method,
The well-known auxiliary variable method, extended least squares method, and generalized least squares method can be used.
【0058】そして、本発明の推定手段は、振動モデル
の伝達関数(11)式と(11-2)式との対応関係若しくは(12)
式と(12-2)式との対応関係から、推定されたパラメータ
a1、a2 を用いて路面μ勾配D0 に関係する物理量
を、The estimating means of the present invention uses the correspondence relationship between the transfer function (11) and the expression (11-2) of the vibration model or (12).
From the correspondence between the equation and the equation (12-2), the physical quantity related to the road surface μ gradient D 0 is calculated using the estimated parameters a 1 and a 2 .
【0059】[0059]
【数8】 [Equation 8]
【0060】と推定し、タイヤのねじればね定数に関す
る物理量を、
a2 =K/J1
と推定することができる。また、これより、車輪共振系
の共振周波数を推定することもできる。Then, the physical quantity relating to the twisting constant of the tire can be estimated as a 2 = K / J 1 . In addition, the resonance frequency of the wheel resonance system can be estimated from this.
【0061】このように路面μ勾配D0 に関係する物理
量が演算できると、該物理量が小さいときはタイヤと路
面との間の摩擦特性は飽和状態と判定でき、路面のすべ
り易さが直ちに判定できる。また、μ勾配D0 は、タイ
ヤのねじればね定数が既知であることを前提にしないで
求められるので、タイヤ交換やタイヤ空気圧の変動によ
って共振周波数が変化したか否かに係わらず、高精度に
タイヤと路面との間のすべり易さに関する物理量を求め
ることができる。さらに、タイヤのねじればね定数に関
する物理量の推定値に基づいてタイヤ空気圧の診断が可
能となる。When the physical quantity related to the road surface μ gradient D 0 can be calculated in this way, when the physical quantity is small, it is possible to determine that the frictional characteristics between the tire and the road surface are in a saturated state, and the slipperiness of the road surface is immediately determined. it can. Further, since the μ gradient D 0 is obtained without assuming that the twisting constant of the tire is known, the μ gradient D 0 can be obtained with high accuracy regardless of whether or not the resonance frequency changes due to tire replacement or changes in tire air pressure. It is possible to obtain a physical quantity related to the slipperiness between the tire and the road surface. Further, the tire pressure can be diagnosed based on the estimated value of the physical quantity related to the twisting constant of the tire.
【0062】また、請求項2の発明では、検出された応
答出力に基づいて振動モデルを修正する。例えば、同定
精度を向上させるために、振動モデルの伝達関数の前段
に、車輪共振系の共振周波数に対応する周波数特性を有
する前処理手段を設けた場合、この前処理手段のパラメ
ータを、検出された応答出力に基づく最小自乗法の演算
と共に適応的に変化させる。この場合、前処理手段のパ
ラメータを伝達関数のパラメータで表すことができる。
そして、変化した前処理手段と、伝達関数とを通過した
応答出力により、再び伝達関数のパラメータが更新され
る。このようにして、前処理手段の周波数特性が、タイ
ヤのねじればね定数の変動に応じた共振周波数に適応し
た周波数特性に近づいていくので、前処理手段のパラメ
ータを固定とする場合と比べてより高精度の推定が可能
となる。更に、請求項7の発明に係る算出手段は、前記
検出手段により検出された応答出力に基づいて、該応答
出力が周期的な出力か否かを判断するための判断値を算
出する。ここで、算出手段は、上記判断値として、検出
手段により検出された応答出力と該応答出力を該応答出
力の周期的な部分が該応答出力の変化に対応して変化す
るように変換した値との相関係数を算出するようにして
もよい。なお、上記変換は、偶数回微分、偶数回差分、
偶数回積分、及び偶数回増分の何れかである。ここで、
大きさが突発的に大きな応答出力を上記のように変換し
ても、変換した値には周期的な部分以外の成分が多く含
まれる。即ち、突発的な応答出力を上記のように変換し
た値は該応答出力の変化に対応して変化しないので、突
発的な応答出力と該応答出力を上記のように変換した値
との相関は小さい。また、周期的な変化が顕著に現れな
い出力を上記のように変換した値には、該応答出力の変
化に対応して変化するように変換された成分が少ない。
よって、周期的な変化が顕著に現れない出力と該応答出
力を上記のように変換した値との相関は小さい。なお、
算出手段は、検出手段により応答出力が所定個数(例え
ば、1個)検出される毎に上記判断値を算出するように
してもよい。そして、選別手段は、記算出手段により算
出された判断値に基づいて、検出手段により検出された
応答出力の中から前記推定手段に入力する出力を選別す
る。そして、推定手段は、上記未知要素を推定する際
は、選別手段により選別された出力を用いる。このよう
に、応答出力が周期的な出力か否かを判断するための判
断値を算出し、算出した判断値に基づいて、検出された
応答出力の中から推定手段に入力する出力を選別し、選
別された出力を用いて上記未知要素を推定するので、大
きさが突発的に大きな応答出力や周期的な変化が顕著に
現れない出力を除去した応答出力に基づいて上記未知要
素を推定することができる。Further, in the invention of claim 2, the vibration model is corrected based on the detected response output. For example, in order to improve the identification accuracy, when a preprocessing unit having a frequency characteristic corresponding to the resonance frequency of the wheel resonance system is provided in the preceding stage of the transfer function of the vibration model, the parameter of this preprocessing unit is detected. It is adaptively changed with the operation of the least squares method based on the response output. In this case, the parameters of the preprocessing means can be represented by the parameters of the transfer function.
Then, the parameter of the transfer function is updated again by the response output that has passed through the changed preprocessing means and transfer function. In this way, the frequency characteristic of the pretreatment means approaches the frequency characteristic adapted to the resonance frequency according to the variation of the twisting constant of the tire, and therefore, compared to the case where the parameter of the pretreatment means is fixed. Highly accurate estimation is possible. Further, the calculating means according to the invention of claim 7 calculates a judgment value for judging whether or not the response output is a periodic output, based on the response output detected by the detecting means. Here, the calculating means converts the response output detected by the detecting means and the response output so that the periodic part of the response output changes corresponding to the change of the response output, as the judgment value. You may make it calculate the correlation coefficient with. In addition, the above conversion is an even number differential, an even number differential,
Either even-numbered integration or even-numbered increment. here,
Even if a response output whose magnitude is suddenly large is converted as described above, the converted value includes many components other than the periodic part. That is, since the value obtained by converting the sudden response output as described above does not change in response to the change in the response output, the correlation between the sudden response output and the value obtained by converting the response output as described above is small. Further, in the value obtained by converting the output in which the periodical change does not significantly appear as described above, there are few components converted so as to change corresponding to the change in the response output.
Therefore, the correlation between the output in which the periodic change does not significantly appear and the value obtained by converting the response output as described above is small. In addition,
The calculation means may calculate the determination value each time a predetermined number (for example, one) of response outputs are detected by the detection means. Then, the selecting means selects the output to be input to the estimating means from the response outputs detected by the detecting means based on the judgment value calculated by the calculating means. Then, the estimating means uses the output selected by the selecting means when estimating the unknown element. In this way, the judgment value for judging whether or not the response output is a periodic output is calculated, and based on the calculated judgment value, the output to be input to the estimation means is selected from the detected response outputs. , The unknown element is estimated using the selected output, and therefore the unknown element is estimated based on the response output from which the response output whose magnitude is suddenly large or the output in which the periodic change does not significantly appear is removed. be able to.
【発明の実施の形態】以下、本発明の車輪状態推定装置
の各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態の車輪状態推定装置は、路面外乱ΔT
d のみが加振入力として車輪共振系に入力されている場
合にμ勾配を演算するものであり、第1の態様と第2の
態様とがある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Each embodiment of a wheel state estimating device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. (1st Embodiment) The wheel condition estimation apparatus of 1st Embodiment is based on road surface disturbance (DELTA) T.
The μ gradient is calculated when only d is input to the wheel resonance system as a vibration input, and there are a first mode and a second mode.
【0063】図8には、第1の実施の形態に係る車輪状
態推定装置の第1の態様の構成が示されている。同図に
示すように、本車輪状態推定装置は、各車輪の車輪速度
ω1を検出する車輪速検出手段1と、検出された各車輪
の車輪速度ω1 から路面外乱ΔTd を受けた車輪共振系
の応答出力としての各車輪の車輪速振動Δω1 を検出す
る前処理フィルタ2と、図3の振動モデルに基づいて、
検出された車輪速振動Δω1 を満足するような各車輪の
伝達関数を最小自乗法を用いて同定する伝達関数同定手
段3と、同定された伝達関数に基づいてタイヤと路面と
の間の摩擦係数μの勾配を各車輪毎に演算するμ勾配演
算手段4と、から構成される。FIG. 8 shows the configuration of the first aspect of the wheel state estimating device according to the first embodiment. As shown in the drawing, the wheel condition estimating apparatus includes a wheel speed detecting means 1 for detecting a wheel speed omega 1 of each wheel, wheel from the wheel speed omega 1 of each detected wheel undergoing road surface disturbance [Delta] T d Based on the preprocessing filter 2 that detects the wheel speed vibration Δω 1 of each wheel as the response output of the resonance system and the vibration model of FIG.
Transfer function identification means 3 for identifying the transfer function of each wheel that satisfies the detected wheel speed vibration Δω 1 by using the least square method, and the friction between the tire and the road surface based on the identified transfer function. And a gradient calculation means 4 for calculating the gradient of the coefficient μ for each wheel.
【0064】図8において、車輪速検出手段1は、車輪
速度に応じたセンサ出力信号を出力するいわゆる車輪速
センサと、該センサ出力信号から各車輪の実際の回転速
度信号を演算する演算手段と、から構成することができ
る。In FIG. 8, the wheel speed detecting means 1 is a so-called wheel speed sensor which outputs a sensor output signal corresponding to the wheel speed, and a calculating means which calculates an actual rotation speed signal of each wheel from the sensor output signal. , Can be configured from.
【0065】また、前処理フィルタ2は、本車輪共振系
の共振周波数と予想される周波数を中心として一定の帯
域の周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタ
や、該共振周波数成分を含む高帯域の周波数成分のみを
通過させるハイパスフィルタなどで構成することができ
る。なお、第1の態様では、このバンドパスフィルタ或
いはハイパスフィルタの周波数特性を規定するパラメー
タを一定値に固定したものであり、後述する第2の態様
では、このパラメータを伝達関数同定手段3で同定され
たパラメータに適応させて変化させていくものである。Further, the preprocessing filter 2 is a bandpass filter which passes only a frequency component of a certain band centered on the frequency expected to be the resonance frequency of the present wheel resonance system, and a high band filter which contains the resonance frequency component. It can be configured by a high-pass filter or the like that passes only frequency components. In the first mode, the parameter defining the frequency characteristic of the bandpass filter or the highpass filter is fixed to a constant value, and in the second mode described later, this parameter is identified by the transfer function identification means 3. The parameters are adapted and changed.
【0066】なお、この前処理フィルタ2の出力は、直
流成分を除去したものとする。すなわち、車輪速度ω1
の回りの車輪速振動Δω1 のみが抽出される。The output of the preprocessing filter 2 is assumed to have the DC component removed. That is, the wheel speed ω 1
Only the wheel speed vibration Δω 1 around is extracted.
【0067】いまここで、前処理フィルタ2の伝達関数
F(s)を、Now, the transfer function F (s) of the preprocessing filter 2 is
【0068】[0068]
【数9】 [Equation 9]
【0069】とする。ただし、ci はフィルタ伝達関数
の係数、sはラプラス演算子である。次に、伝達関数同
定手段3が依拠する演算式を導出しておく。なお、本実
施の形態では、前処理フィルタ2の演算を、伝達関数同
定手段3の演算に含めて実施する。It is assumed that However, c i is the coefficient of the filter transfer function, and s is the Laplace operator. Next, an arithmetic expression on which the transfer function identification means 3 depends will be derived. In the present embodiment, the calculation of the preprocessing filter 2 is included in the calculation of the transfer function identification means 3 to be performed.
【0070】まず、第1の実施の形態で同定すべき伝達
関数は、路面外乱ΔTd を加振入力として、このとき前
処理フィルタ2により検出された車輪速振動Δω1 を応
答出力とする2次のモデルとする。すなわち、First, the transfer function to be identified in the first embodiment uses the road surface disturbance ΔT d as a vibration input and the wheel speed vibration Δω 1 detected by the preprocessing filter 2 at this time as a response output 2 The following model is used. That is,
【0071】[0071]
【数10】 [Equation 10]
【0072】の振動モデルを仮定する。ここに、vは車
輪速信号を観測するときに含まれる観測雑音である。(1
5)式を変形すると、次式を得る。Assume the vibration model of Here, v is an observation noise included when observing the wheel speed signal. (1
By transforming equation (5), the following equation is obtained.
【0073】[0073]
【数11】 [Equation 11]
【0074】まず、(16)式に(14)式の前処理フィルタを
掛けて得られた式を離散化する。このとき、Δω1 、Δ
Td 、vは、サンプリング周期Ts 毎にサンプリングさ
れた離散化データΔω1 (k)、ΔTd (k)、v
(k)(kはサンプリング番号:k=1,2,3,.... )とし
て表される。また、ラプラス演算子sは、所定の離散化
手法を用いて離散化することができる。本実施の形態で
は、1例として、次の双一次変換により離散化するもの
とする。なお、dは1サンプル遅延演算子である。First, the equation obtained by applying the preprocessing filter of equation (14) to equation (16) is discretized. At this time, Δω 1 , Δ
T d and v are the discretized data Δω 1 (k), ΔT d (k), and v that are sampled for each sampling period T s.
(K) (k is a sampling number: k = 1,2,3, ...). The Laplace operator s can be discretized using a predetermined discretization method. In this embodiment, as an example, the discretization is performed by the following bilinear transformation. Note that d is a 1-sample delay operator.
【0075】[0075]
【数12】 [Equation 12]
【0076】また、前処理フィルタの次数mは、2以上
が望ましいので、本実施の形態では、演算時間も考慮し
てm=2とし、これによって次式を得る。Since the order m of the preprocessing filter is preferably 2 or more, in the present embodiment, m = 2 in consideration of the calculation time, and the following equation is obtained.
【0077】[0077]
【数13】 [Equation 13]
【0078】また、最小自乗法に基づいて、車輪速振動
Δω1 の各データから伝達関数を同定するために、(17)
式を、同定すべきパラメータに関して一次関数の形式と
なるように、次式のように変形する。なお、”T ”を行
列の転置とする。Further, in order to identify the transfer function from each data of the wheel speed vibration Δω 1 based on the least square method, (17)
The equation is transformed into the following equation so as to be in the form of a linear function with respect to the parameter to be identified. Note that " T " is the transpose of the matrix.
【0079】[0079]
【数14】 [Equation 14]
【0080】である。上式において、θが同定すべき伝
達関数のパラメータとなる。次に、本実施の形態の作用
を説明する。It is In the above equation, θ is the parameter of the transfer function to be identified. Next, the operation of this embodiment will be described.
【0081】伝達関数同定手段3では、検出された車輪
速振動Δω1 の離散化データを(22)式に順次当てはめた
各データに対し、最小自乗法を適用することによって、
未知パラメータθを推定し、これにより伝達関数を同定
する。In the transfer function identifying means 3, the least squares method is applied to each data obtained by sequentially fitting the discretized data of the detected wheel speed vibration Δω 1 to the equation (22),
The unknown parameter θ is estimated and the transfer function is identified thereby.
【0082】具体的には、検出された車輪速振動Δω1
を離散化データΔω(k)(k=1,2,3,...)に変換し、
該データをN点サンプルし、次式の最小自乗法の演算式
を用いて、伝達関数のパラメータθを推定する。Specifically, the detected wheel speed vibration Δω 1
To discrete data Δω (k) (k = 1,2,3, ...),
The data are sampled at N points, and the parameter θ of the transfer function is estimated by using the arithmetic expression of the least square method shown below.
【0083】[0083]
【数15】 [Equation 15]
【0084】ここに、記号”^”の冠した量をその推定
値と定義することにする。また、上記最小自乗法は、次
の漸化式によってパラメータθを求める逐次型最小自乗
法として演算してもよい。Here, the amount with the symbol "^" is defined as its estimated value. Further, the least squares method may be calculated as a recursive least squares method for obtaining the parameter θ by the following recurrence formula.
【0085】[0085]
【数16】 [Equation 16]
【0086】ここに、ρは、いわゆる忘却係数で、通常
は0.95〜0.99の値に設定する。このとき、初期
値は、Here, ρ is a so-called forgetting coefficient, which is normally set to a value of 0.95 to 0.99. At this time, the initial value is
【0087】[0087]
【数17】 [Equation 17]
【0088】とすればよい。また、上記最小自乗法の推
定誤差を低減する方法として、種々の修正最小自乗法を
用いてもよい。本実施の形態では、補助変数を導入した
最小自乗法である補助変数法を用いた例を説明する。該
方法によれば、(22)式の関係が得られた段階でm(k)
を補助変数として、次式を用いて伝達関数のパラメータ
を推定する。It suffices to set Various modified least squares methods may be used as a method for reducing the estimation error of the least squares method. In the present embodiment, an example will be described in which the auxiliary variable method, which is a least squares method in which an auxiliary variable is introduced, is used. According to this method, m (k)
Using as an auxiliary variable, the parameters of the transfer function are estimated using the following equation.
【0089】[0089]
【数18】 [Equation 18]
【0090】また、逐次演算は、以下のようになる。Further, the sequential calculation is as follows.
【0091】[0091]
【数19】 [Formula 19]
【0092】補助変数法の原理は、以下の通りである。
(28)式に(22)式を代入すると、The principle of the auxiliary variable method is as follows.
Substituting equation (22) into equation (28),
【0093】[0093]
【数20】 [Equation 20]
【0094】となるので、(32)式の右辺第2項が零とな
るように補助変数を選べばθの推定値は、θの真値に一
致する。そこで、本実施の形態では、補助変数として、
ζ(k)=[−ξy1(k)−ξy2(k)]T を式誤差r
(k)と相関を持たないほどに遅らせたものを利用す
る。すなわち、
m(k)=[−ξy1(k−L)−ξy2(k−L)]T (33)
とする。ただし、Lは遅延時間である。Therefore, if the auxiliary variable is selected so that the second term on the right side of the equation (32) becomes zero, the estimated value of θ agrees with the true value of θ. Therefore, in the present embodiment, as an auxiliary variable,
ζ (k) = [− ξ y1 (k) −ξ y2 (k)] T
The one delayed so as not to correlate with (k) is used. That is, m (k) = [− ξ y1 (k−L) −ξ y2 (k−L)] T (33). However, L is a delay time.
【0095】上記のようにして伝達関数を同定した後、
μ勾配演算手段4において、路面μ勾配D0 に関係する
物理量を、After identifying the transfer function as described above,
In the μ gradient calculating means 4, the physical quantity related to the road surface μ gradient D 0 is
【0096】[0096]
【数21】 [Equation 21]
【0097】と演算する。このように(34)式により路面
μ勾配D0 に関係する物理量を演算できると、例えば、
該物理量が小さいとき、タイヤと路面との間の摩擦特性
が飽和状態であると容易に判定できる。Is calculated. Thus, if the physical quantity related to the road surface μ gradient D 0 can be calculated by the equation (34), for example,
When the physical quantity is small, it can be easily determined that the frictional characteristics between the tire and the road surface are saturated.
【0098】次に、第2の態様を図9を用いて説明す
る。図9に示すように、第2の態様では、伝達関数同定
手段3で同定されたパラメータに応じて前処理フィルタ
6の特性を変化させる適応手段5が、さらに設けられて
いる。Next, the second mode will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, in the second mode, an adapting unit 5 that changes the characteristic of the preprocessing filter 6 according to the parameter identified by the transfer function identifying unit 3 is further provided.
【0099】この第2の態様では、前処理フィルタ6の
伝達関数は、同定すべき伝達関数の分母多項式と同じ特
性を有することが望ましいが、同定すべき伝達関数は未
知であるため、前処理フィルタ6の伝達関数を、伝達関
数同定手段3で同定された伝達関数のパラメータを用い
て次式で構成する。In the second mode, the transfer function of the preprocessing filter 6 preferably has the same characteristics as the denominator polynomial of the transfer function to be identified, but the transfer function to be identified is unknown, so the preprocessing is performed. The transfer function of the filter 6 is constructed by the following equation using the parameters of the transfer function identified by the transfer function identifying means 3.
【0100】[0100]
【数22】 [Equation 22]
【0101】そのときの伝達関数同定部3では、第1の
態様の逐次型最小自乗法と同様に、以下の演算を実行す
る。At that time, the transfer function identifying unit 3 executes the following calculation as in the case of the recursive least squares method of the first mode.
【0102】[0102]
【数23】 [Equation 23]
【0103】そして、適応手段5では、推定された伝達
関数のパラメータθの各要素a1 ,a2 から前処理フィ
ルタ6の(35)式の伝達関数の係数を構成する。そして、
係数が適応された前処理フィルタ2により検出された車
輪速振動Δω1 から、伝達関数同定手段3が、再び車輪
共振系の伝達関数のパラメータを推定する。Then, the adaptive means 5 constructs the coefficient of the transfer function of the equation (35) of the preprocessing filter 6 from the respective elements a 1 and a 2 of the parameter θ of the estimated transfer function. And
From the wheel speed vibration Δω 1 detected by the pre-processing filter 2 to which the coefficient is adapted, the transfer function identifying means 3 estimates the parameter of the transfer function of the wheel resonance system again.
【0104】第2の態様では、推定されたパラメータに
応じて適切に前処理フィルタの特性が変化するため、前
処理フィルタのパラメータを固定とした第1の態様に比
べて、より良好な推定値が得られる、という効果があ
る。In the second mode, the characteristics of the preprocessing filter are appropriately changed according to the estimated parameters, so that a better estimated value can be obtained as compared with the first mode in which the parameters of the preprocessing filter are fixed. Is obtained.
【0105】図10には、第2の態様を実施した場合の
推定結果が示されている。同図において、横軸がタイヤ
と路面との間のすべり易さに関する物理量D0 の真値で
あり、縦軸が、第2の態様によるD0 の推定値である。
同図に示すように、本態様によって、タイヤと路面との
間のすべり易さに関する物理量D0 が良好に推定されて
いることがわかる。FIG. 10 shows the estimation result when the second mode is carried out. In the figure, the horizontal axis is the true value of the physical quantity D 0 related to the slipperiness between the tire and the road surface, and the vertical axis is the estimated value of D 0 according to the second mode.
As shown in the figure, it can be seen that the physical quantity D 0 relating to the slipperiness between the tire and the road surface is well estimated by this mode.
【0106】本発明をアンチロックブレーキ制御装置に
適用する場合、推定された物理量D 0 を基準値に一致さ
せるようにブレーキ力を制御する。この物理量D0 は、
共振周波数が既知であることを前提にしないで求められ
たものであるので、タイヤ交換やタイヤ空気圧の低下等
によって共振周波数が変化したか否かに係わらず、高精
度のアンチロックブレーキ動作が可能となる。また、ト
ラクションコントロールへの応用においても同様の効果
BR>を奏することができる。
(第2の実施の形態)(6) 式及び(12)式からもわかるよ
うに、本発明の振動モデルには、車輪状態の未知要素と
して、タイヤのねじればね定数Kが含まれている。この
点に着目し、第2の実施の形態では、第1の実施の形態
と同様に、路面外乱ΔTd のみが加振入力として車輪共
振系に入力されている場合に振動モデルの伝達関数か
ら、タイヤのねじればね定数Kに関する物理量を推定す
るものである。The present invention is applied to an antilock brake control device.
When applied, the estimated physical quantity D 0Match the reference value
The braking force is controlled so that This physical quantity D0Is
It is calculated without assuming that the resonance frequency is known.
Tires, tire replacement and tire pressure drop, etc.
Irrespective of whether the resonance frequency is changed by
Anti-lock braking operation becomes possible. Also,
Similar effect when applied to traction control
BR> can be played.
(Second Embodiment) It can be understood from the equations (6) and (12).
As described above, the vibration model of the present invention includes unknown elements of the wheel state.
Then, the twisting constant K of the tire is included. this
Focusing on the point, in the second embodiment, in the first embodiment
Similarly to the road surface disturbance ΔTdOnly as a vibration input for both wheels
If the transfer function of the vibration model is applied to the vibration system
The physical quantity related to the twisting constant K of the tire
It is something.
【0107】第2の実施の形態を図11のブロック図を
用いて説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成
については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。The second embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【0108】図11に示すように、第2の実施の形態
は、伝達関数同定手段3により同定されたパラメータに
基づいてタイヤのねじればね定数に関する物理量を演算
するばね定数演算手段7を、伝達関数同定手段3の出力
端に接続してなるものである。As shown in FIG. 11, in the second embodiment, the spring constant calculating means 7 for calculating the physical quantity relating to the twisting constant of the tire based on the parameter identified by the transfer function identifying means 3 is used as the transfer function. It is connected to the output terminal of the identification means 3.
【0109】次に、ばね定数演算手段7による演算の流
れを説明する。図11の伝達関数同定手段3によって伝
達関数のパラメータが同定されると、同定された伝達関
数は、Next, the flow of calculation by the spring constant calculating means 7 will be described. When the parameters of the transfer function are identified by the transfer function identifying means 3 of FIG. 11, the identified transfer function is
【0110】[0110]
【数24】 [Equation 24]
【0111】と表現できるので、(12)式で表現された振
動モデルとの対応関係から、Since it can be expressed as follows, from the correspondence with the vibration model expressed by equation (12)
【0112】[0112]
【数25】 [Equation 25]
【0113】となる。そこで、ばね定数演算手段7で
は、(43)式より、伝達関数同定手段3による同定パラメ
ータa2 の推定値(^付)と予め与えられたリム側の慣
性モーメントJ1 とから、タイヤのねじればね定数Kを
演算する。It becomes: Therefore, in the spring constant calculating means 7, from the equation (43), the twist of the tire is calculated from the estimated value (with ^) of the identification parameter a 2 by the transfer function identifying means 3 and the rim-side inertia moment J 1 given in advance. The spring constant K is calculated.
【0114】さらに、Furthermore,
【0115】[0115]
【数26】 [Equation 26]
【0116】は、車輪共振系の共振周波数となってい
る。そこで、ばね定数演算手段7では、(44)式より、タ
イヤのねじればね定数Kに関する物理量の1つとして、
車輪共振系の共振周波数も演算することができる。Is the resonance frequency of the wheel resonance system. Therefore, in the spring constant calculating means 7, from the equation (44), as one of the physical quantities relating to the twisting constant K of the tire,
The resonance frequency of the wheel resonance system can also be calculated.
【0117】さらに、本実施の形態によって得られたタ
イヤのねじればね定数K及び共振周波数は、タイヤ空気
圧に依存するため、タイヤ空気圧診断装置の情報として
用いることができ、これによって安全走行が可能とな
る。Further, since the twisting constant K and the resonance frequency of the tire obtained by this embodiment depend on the tire air pressure, they can be used as the information of the tire air pressure diagnostic device, which enables safe driving. Become.
【0118】このタイヤ空気圧診断装置では、例えば、
推定されたタイヤのねじればね定数Kと予め定められた
基準値とを比較し、該定数が基準値以上の場合は、”タ
イヤ空気圧正常”と診断し、該定数が基準値より小さい
場合は、”タイヤ空気圧異常”と診断して、ドライバへ
警告する。また、高速道路の走行に適したタイヤ空気圧
に対応する第2の基準値も容易し、ばね定数Kが、第2
の基準値より小さい場合は、ドライバへタイヤ空気圧を
補充する旨の警告を表示するようにしてもよい。なお、
これらの基準値をタイヤの種類毎に用意することによ
り、タイヤ交換の際にも、タイヤ空気圧診断の判断基準
を同一に保持することができる。In this tire pressure diagnostic device, for example,
The estimated twisting constant K of the tire is compared with a predetermined reference value, and when the constant is equal to or larger than the reference value, it is diagnosed as "tire pressure normal", and when the constant is smaller than the reference value, Diagnose "abnormal tire pressure" and warn the driver. In addition, the second reference value corresponding to the tire pressure suitable for traveling on a highway is also facilitated, and the spring constant K becomes the second reference value.
If it is smaller than the reference value of, the driver may be warned to replenish the tire pressure. In addition,
By preparing these reference values for each type of tire, it is possible to maintain the same judgment criteria for tire pressure diagnosis even when tires are replaced.
【0119】さらに、ブレーキ力の励振に基づくアンチ
ロックブレーキ制御装置に対して励振周波数を提供でき
るというメリットもある。例えば、タイヤ空気圧の変動
やタイヤ交換により共振周波数が変化しても、変化した
共振周波数でブレーキ力を微小励振すれば、同一の摩擦
状態において演算された共振ゲインは略同一の値を示す
ので、ピークμの検出精度を保持できる。また、車輪速
度信号の周波数スペクトルのピーク値より共振周波数を
検出し、該共振周波数を、タイヤグリップ時の共振周波
数と比較することにより、ピークμ直前の状態を検出す
るアンチロックブレーキ制御装置では、本実施の形態に
より推定された共振周波数を比較の基準とすることによ
り、タイヤ空気圧の変動等に係わらず、常に正確にピー
クμ直前の状態を検出することができる。Further, there is an advantage that the excitation frequency can be provided to the antilock brake control device based on the excitation of the braking force. For example, even if the resonance frequency changes due to a change in tire air pressure or tire replacement, if the braking force is slightly excited at the changed resonance frequency, the resonance gains calculated in the same frictional state show substantially the same value. The detection accuracy of the peak μ can be maintained. Further, by detecting the resonance frequency from the peak value of the frequency spectrum of the wheel speed signal, by comparing the resonance frequency with the resonance frequency at the time of tire grip, in the antilock brake control device for detecting the state immediately before the peak μ, By using the resonance frequency estimated according to the present embodiment as a reference for comparison, the state immediately before the peak μ can always be detected accurately regardless of variations in tire air pressure.
【0120】なお、第2の実施の形態では、前処理フィ
ルタ2のパラメータを固定としたが、第1の実施の形態
の第2態様のように、前処理フィルタ2の係数を、推定
された伝達関数のパラメータに応じて適応的に変化させ
るようにすることもできる。Although the parameters of the preprocessing filter 2 are fixed in the second embodiment, the coefficients of the preprocessing filter 2 are estimated as in the second mode of the first embodiment. It may be adaptively changed according to the parameters of the transfer function.
【0121】図12には、第2の実施の形態を実施した
ときの共振周波数の推定結果が示されている。同図にお
いて、横軸は、共振周波数の真値であり、縦軸は本実施
の形態により(44)式を用いて演算された共振周波数であ
る。同図に示すように、本実施の形態により、きわめて
良好に共振周波数を推定できることがわかる。
(第3の実施の形態)第3の実施の形態の車輪状態推定
装置は、励振トルクΔT1 が加振入力として車輪共振系
に入力されている場合に車輪共振系の伝達関数を同定す
るものであり、μ勾配を演算する第1の態様と、タイヤ
のねじればね定数を演算する第2の態様とがある。FIG. 12 shows the estimation result of the resonance frequency when the second embodiment is carried out. In the figure, the horizontal axis is the true value of the resonance frequency, and the vertical axis is the resonance frequency calculated using the equation (44) according to the present embodiment. As shown in the figure, it can be seen that the resonance frequency can be estimated very well according to the present embodiment. (Third Embodiment) A wheel state estimating apparatus according to a third embodiment identifies a transfer function of a wheel resonance system when an excitation torque ΔT 1 is input to the wheel resonance system as a vibration input. There is a first mode for calculating the μ gradient and a second mode for calculating the twisting constant of the tire.
【0122】図13には、第3の実施の形態に係る車輪
状態推定装置の第1の態様の構成が示されている。な
お、図8に示した第1の実施の形態と同様の構成につい
ては、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。FIG. 13 shows the configuration of the first mode of the wheel state estimating device according to the third embodiment. The same components as those in the first embodiment shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0123】図13に示すように、本車輪状態推定装置
には、加振入力としての励振トルクΔT1 を、平均的な
制駆動トルクT1 の回りに重畳させる加振手段8が、さ
らに設けられている。この加振手段8は、ブレーキ圧力
やエンジン出力を励振させることにより、車輪を、その
中心軸の回りに加振する。例えば、制動トルクを励振す
る場合、ブレーキ圧力の油圧アクチュエータの増減圧バ
ルブの制御指令において、平均的なブレーキ圧力の指令
に所定周波数の増減圧指令を重畳させることによって、
制動トルクを加振することができる。As shown in FIG. 13, the present wheel state estimating device is further provided with a vibrating means 8 for superposing the exciting torque ΔT 1 as a vibrating input around the average braking / driving torque T 1. Has been. The vibrating means 8 vibrates the wheel around its central axis by exciting the brake pressure and the engine output. For example, in the case of exciting the braking torque, in the control command of the pressure increasing / decreasing valve of the hydraulic actuator for the brake pressure, by superimposing the pressure increasing / decreasing command of a predetermined frequency on the average brake pressure command,
Braking torque can be applied.
【0124】次に、本実施の形態に係る伝達関数同定手
段3が依拠する演算式を導出しておく。なお、本実施の
形態においても、前処理フィルタ2の演算を、伝達関数
同定手段3の演算に含めて実施するものとする。Next, an arithmetic expression on which the transfer function identifying means 3 according to the present embodiment depends will be derived. Note that, also in the present embodiment, the calculation of the pre-processing filter 2 is included in the calculation of the transfer function identification means 3 to be executed.
【0125】まず、第3の実施の形態で同定すべき伝達
関数を、路面トルクΔT1 を加振入力として、このとき
前処理フィルタ2により検出された車輪速振動Δω1 を
応答出力とする2次のモデルとする。すなわち、First, the transfer function to be identified in the third embodiment uses the road surface torque ΔT 1 as a vibration input and the wheel speed vibration Δω 1 detected by the preprocessing filter 2 as a response output 2 The following model is used. That is,
【0126】[0126]
【数27】 [Equation 27]
【0127】の振動モデルを仮定する。ここに、vは車
輪速信号を観測するときに含まれる観測雑音である。(4
5)式を変形すると、次式を得る。Assume the vibration model of. Here, v is an observation noise included when observing the wheel speed signal. (Four
By transforming equation (5), the following equation is obtained.
【0128】[0128]
【数28】 [Equation 28]
【0129】まず、(46)式に(14)式の前処理フィルタを
掛けて得られた式を離散化する。このとき、Δω1 、Δ
Td 、vは、サンプリング周期Ts 毎にサンプリングさ
れた離散化データΔω1 (k)、ΔTd (k)、v
(k)(kはサンプリング番号:k=1,2,3,.... )とし
て表される。また、ラプラス演算子sは、遅延演算素子
dを用いた上述の双一次変換により離散化することがで
きる。First, the equation obtained by applying the preprocessing filter of equation (14) to equation (46) is discretized. At this time, Δω 1 , Δ
T d and v are the discretized data Δω 1 (k), ΔT d (k), and v that are sampled for each sampling period T s.
(K) (k is a sampling number: k = 1,2,3, ...). The Laplace operator s can be discretized by the above-described bilinear transformation using the delay calculation element d.
【0130】また、前処理フィルタの次数mは、2以上
が望ましいので、本実施の形態では、演算時間も考慮し
てm=2とし、これによって次式を得る。Since the order m of the preprocessing filter is preferably 2 or more, in the present embodiment, m = 2 in consideration of the calculation time, and the following expression is obtained.
【0131】[0131]
【数29】 [Equation 29]
【0132】また、最小自乗法に基づいて、車輪速振動
Δω1 の各離散化データから伝達関数を同定するため
に、(47)式を、同定すべきパラメータに関して一次関数
の形式となるように、次式のように変形する。なお、”
T ”を行列の転置とする。Further, in order to identify the transfer function from each discretized data of the wheel speed vibration Δω 1 based on the least squares method, the equation (47) should be in the form of a linear function with respect to the parameter to be identified. , Is transformed into the following equation. In addition, "
Let T "be the transpose of the matrix.
【0133】[0133]
【数30】 [Equation 30]
【0134】である。上式において、θが同定すべき伝
達関数のパラメータとなる。次に、本実施の形態の作用
を説明する。It is In the above equation, θ is the parameter of the transfer function to be identified. Next, the operation of this embodiment will be described.
【0135】伝達関数同定手段3では、検出された車輪
速振動Δω1 の離散化データを(52)式に順次当てはめた
各データに対し、最小自乗法を適用することによって、
未知パラメータθを推定し、これにより伝達関数を同定
する。In the transfer function identifying means 3, the least squares method is applied to each data obtained by successively applying the discretized data of the detected wheel speed vibration Δω 1 to the equation (52).
The unknown parameter θ is estimated and the transfer function is identified thereby.
【0136】具体的には、検出された車輪速振動Δω1
を離散化データΔω(k)(k=1,2,3,...)に変換し、
該データをN点サンプルする。そして、上式ζ(k)及
びξ y0(k)を用いて、第1の実施の形態における(24)
式以降と同じ演算によって、伝達関数のパラメータa1
及びa2 の推定値(^付)を演算する。なお、本実施の
形態では、逐次型最小自乗法、補助変数法を用いてもよ
いし、第1の実施の形態の第2態様のように、前処理フ
ィルタ2の係数を、同定された伝達関数のパラメータに
適応させて適切に変化させることもできる。Specifically, the detected wheel speed vibration Δω1
To discrete data Δω (k) (k = 1,2,3, ...),
The data is sampled at N points. Then, the above formula ζ (k) and
And ξ y0Using (k), (24) in the first embodiment
The parameter a of the transfer function is calculated by the same calculation as the equation and thereafter.1
And a2The estimated value (with ^) of is calculated. In addition, this implementation
In the form, the recursive least squares method and the auxiliary variable method may be used.
As in the second aspect of the first embodiment, the pretreatment process
The coefficient of filter 2 is used as the parameter of the identified transfer function.
It can be adapted and changed appropriately.
【0137】ここで、加振手段8による励振トルクΔT
1 の信号波形の例を、図14(A)、図14(B)及び
図14(C)に示す。Here, the excitation torque ΔT by the vibrating means 8
Examples of the signal waveform of 1 are shown in FIGS. 14 (A), 14 (B) and 14 (C).
【0138】図14(A)の信号は、疑似ランダム信号
であり、例えば、疑似ランダム信号の1つとして良く知
られているM系列信号に基づいて発生させることができ
る。この場合、加振入力は、多くの周波数成分を有する
ことになるため、伝達関数の推定精度が向上するという
メリットがある。The signal shown in FIG. 14A is a pseudo random signal and can be generated based on, for example, an M-sequence signal well known as one of pseudo random signals. In this case, since the vibration input has many frequency components, there is an advantage that the transfer function estimation accuracy is improved.
【0139】また、図14(B)の信号は、励振トルク
が0の状態から、ある時刻で急激に立ち上がり、それ以
降は一定の励振トルクとなるステップ的な信号である。
このステップ的な信号を用いた場合、疑似ランダム信号
のように頻繁にトルクを変化させる必要が無いので、振
動、騒音が少なく、アクチュエータの負担が少なくて済
むというメリットがある。The signal shown in FIG. 14 (B) is a stepwise signal in which the exciting torque rises abruptly at a certain time from the state where the exciting torque is 0 and thereafter becomes a constant exciting torque.
When this stepwise signal is used, it is not necessary to change the torque as frequently as the pseudo-random signal, so that there are advantages that vibration and noise are small and the load on the actuator is small.
【0140】さらに、図14(C)の信号は、励振トル
クが0の状態から、ある時刻で急激に立ち上がり、一定
時間経過後に再び励振トルクが0の状態に戻るインパル
ス的な信号である。このインパルス的な信号を用いた場
合、トルクにオフセット成分が無く、制動・駆動・定常
走行など種々の走行状態において瞬時に与えることがで
きるので、任意の走行状態で伝達関数を推定することが
できる。Further, the signal shown in FIG. 14C is an impulse-like signal which rapidly rises from the state where the excitation torque is 0 at a certain time and returns to the state where the excitation torque is 0 again after a lapse of a certain time. When this impulse-like signal is used, the torque has no offset component and can be instantaneously given in various running states such as braking, driving, and steady running, so that the transfer function can be estimated in any running state. .
【0141】次に、第2態様として、上記第1態様にお
いて、振動モデルに、タイヤのねじればね定数に関する
物理量をさらに含む車輪状態推定装置について説明す
る。Next, as a second mode, a wheel condition estimating apparatus in the first mode will be described in which the vibration model further includes a physical quantity related to the twisting constant of the tire.
【0142】(5) 式及び(11)式からもわかるように、本
発明の振動モデルには、車輪状態の未知要素として、タ
イヤのねじればね定数Kが含まれている。この点に着目
し、第2態様では、励振トルクΔT1 が加振入力として
車輪共振系に入力されている場合に振動モデルの伝達関
数から、タイヤのねじればね定数Kに関する物理量を推
定するものである。As can be seen from the expressions (5) and (11), the vibration model of the present invention includes the twisting constant K of the tire as an unknown element of the wheel state. Focusing on this point, in the second mode, when the excitation torque ΔT 1 is input to the wheel resonance system as a vibration input, the physical quantity related to the twisting constant K of the tire is estimated from the transfer function of the vibration model. is there.
【0143】第2態様を図15のブロック図を用いて説
明する。図15に示すように、第2態様は、第2の実施
の形態のように、伝達関数同定手段3により同定された
パラメータに基づいてタイヤのねじればね定数に関する
物理量を演算するばね定数演算手段7を、伝達関数同定
手段3の出力端に接続してなるものである。The second mode will be described with reference to the block diagram of FIG. As shown in FIG. 15, in the second mode, as in the second embodiment, the spring constant calculating means 7 for calculating a physical quantity relating to the twisting constant of the tire based on the parameters identified by the transfer function identifying means 3. Is connected to the output end of the transfer function identification means 3.
【0144】次に、ばね定数演算手段7による演算の流
れを説明する。図15の伝達関数同定手段3によって伝
達関数のパラメータが同定されると、同定された伝達関
数は、Next, the flow of calculation by the spring constant calculating means 7 will be described. When the parameters of the transfer function are identified by the transfer function identifying means 3 of FIG. 15, the identified transfer function is
【0145】[0145]
【数31】 [Equation 31]
【0146】と表現できるので、(11)式で表現された振
動モデルとの対応関係から、Since it can be expressed as follows, from the correspondence with the vibration model expressed by equation (11),
【0147】[0147]
【数32】 [Equation 32]
【0148】となる。そこで、ばね定数演算手段7で
は、(55)式より、伝達関数同定手段3による同定パラメ
ータa2 の推定値(^付)と予め与えられたリム側の慣
性モーメントJ1 とから、タイヤのねじればね定数Kを
演算する。It becomes: Therefore, in the spring constant calculation means 7, from Equation (55), the twist of the tire is calculated from the estimated value (with ^) of the identification parameter a 2 by the transfer function identification means 3 and the rim-side inertia moment J 1 given in advance. The spring constant K is calculated.
【0149】さらに、Furthermore,
【0150】[0150]
【数33】 [Expression 33]
【0151】は、車輪共振系の共振周波数となってい
る。そこで、ばね定数演算手段7では、(44)式より、タ
イヤのねじればね定数Kに関する物理量の1つとして、
車輪共振系の共振周波数も演算することができる。Is the resonance frequency of the wheel resonance system. Therefore, in the spring constant calculating means 7, from the equation (44), as one of the physical quantities relating to the twisting constant K of the tire,
The resonance frequency of the wheel resonance system can also be calculated.
【0152】さらに、本態様によって得られたタイヤの
ねじればね定数K及び共振周波数は、タイヤ空気圧に依
存するため、タイヤ空気圧診断装置の情報として用いる
ことができる。また、ブレーキ力の励振に基づくアンチ
ロックブレーキ制御装置に対して励振周波数を提供でき
るというメリットもある。Further, since the twisting constant K and the resonance frequency of the tire obtained in this embodiment depend on the tire air pressure, they can be used as information of the tire air pressure diagnostic device. Further, there is an advantage that the excitation frequency can be provided to the anti-lock brake control device based on the excitation of the braking force.
【0153】なお、本態様では、第1態様のように、加
振入力の信号波形は、図14(A)、図14(B)及び
図14(C)のいずれかの波形にすることができる。In this mode, as in the first mode, the signal waveform of the vibration input may be any of the waveforms of FIGS. 14 (A), 14 (B) and 14 (C). it can.
【0154】このように第3の実施の形態では、路面の
凹凸が少なく車輪速振動Δω1 の振幅が小さくなる場合
であっても、励振トルクΔT1 を車輪共振系に印加する
ことにより一定以上の応答出力を常に得ることができる
ので、路面状態に係わらず、高精度なμ勾配及びタイヤ
のねじればね定数の推定が可能となる。
(第4の実施の形態)第4の実施の形態の車輪状態推定
装置は、励振トルクΔT1 が加振入力として車輪共振系
に入力されている場合において、検出された加振入力と
応答出力とから車輪共振系の伝達関数を同定するもので
あり、μ勾配を演算する第1の態様と、タイヤのねじれ
ばね定数を演算する第2の態様とがある。As described above, in the third embodiment, even if the road surface has few irregularities and the amplitude of the wheel speed vibration Δω 1 is small, the excitation torque ΔT 1 is applied to the wheel resonance system to a certain level or more. Since the response output of 1 can be obtained at all times, it is possible to accurately estimate the μ gradient and the twisting constant of the tire regardless of the road surface condition. (Fourth Embodiment) The wheel state estimating apparatus according to the fourth embodiment detects a vibration input and a response output when the excitation torque ΔT 1 is input to the wheel resonance system as a vibration input. Is used to identify the transfer function of the wheel resonance system, and there are a first mode for calculating the μ gradient and a second mode for calculating the twisting constant of the tire.
【0155】図16には、第4の実施の形態に係る車輪
状態推定装置の第1の態様の構成が示されている。な
お、図13に示した第3の実施の形態と同様の構成につ
いては、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。FIG. 16 shows the configuration of the first mode of the wheel condition estimating device according to the fourth embodiment. The same components as those in the third embodiment shown in FIG. 13 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【0156】図16に示すように、本車輪状態推定装置
は、加振手段8により車輪に与えられる加振入力として
の励振トルクΔT1 の実際の値を検出する加振入力検出
手段9と、をさらに備えている。そして、前処理フィル
タ2は、検出された加振入力を車輪速度ω1 と共に所定
のフィルタ処理を施し、伝達関数同定手段3は、フィル
タ処理を施された加振入力成分と車輪速振動Δω1 とか
ら伝達関数のパラメータを推定する。As shown in FIG. 16, the present wheel state estimating device includes a vibration input detecting means 9 for detecting the actual value of the excitation torque ΔT 1 as a vibration input given to the wheel by the vibration means 8. Is further equipped. Then, the pre-processing filter 2 performs a predetermined filtering process on the detected vibration input together with the wheel speed ω 1 , and the transfer function identification means 3 performs the filtering process on the vibration input component and the wheel speed vibration Δω 1. The parameters of the transfer function are estimated from and.
【0157】この加振入力検出手段9による加振入力の
検出方法は、例えば、制動トルクを励振する場合、制動
トルクに対応するブレーキ圧力(ホイールシリンダ圧)
を圧力センサ等で検出し、所定の定数を乗じることによ
り、励振成分を含む制動トルクに変換し、さらにこの制
動トルクから平均的な制動トルクの値を減算することに
よって励振トルク成分のみを加振入力として抽出する。The method of detecting the vibration input by the vibration input detecting means 9 is, for example, when exciting the braking torque, the brake pressure (wheel cylinder pressure) corresponding to the braking torque.
Is detected by a pressure sensor, etc., and is multiplied by a predetermined constant to convert it to a braking torque that includes an excitation component, and by subtracting the average braking torque value from this braking torque, only the excitation torque component is excited. Extract as input.
【0158】次に、本実施の形態に係る伝達関数同定手
段3が依拠する演算式を導出しておく。なお、本実施の
形態においても、前処理フィルタ2の演算を、伝達関数
同定手段3の演算に含めて実施するものとする。Next, an arithmetic expression on which the transfer function identifying means 3 according to the present embodiment depends will be derived. Note that, also in the present embodiment, the calculation of the pre-processing filter 2 is included in the calculation of the transfer function identification means 3 to be executed.
【0159】まず、第4の実施の形態で同定すべき伝達
関数を、励振トルクΔT1 を加振入力として、このとき
前処理フィルタ2により検出された車輪速振動Δω1 を
応答出力とする2次のモデルとする。すなわち、First, the transfer function to be identified in the fourth embodiment has the excitation torque ΔT 1 as a vibration input and the wheel speed vibration Δω 1 detected by the preprocessing filter 2 at this time as a response output 2 The following model is used. That is,
【0160】[0160]
【数34】 [Equation 34]
【0161】の振動モデルを仮定する。ここに、ΔT1
は、加振入力検出手段9によって検出された実際の励振
トルク、vは車輪速信号を観測するときに含まれる観測
雑音である。(57)式を変形すると、次式を得る。The vibration model of is assumed. Where ΔT 1
Is the actual excitation torque detected by the vibration input detection means 9, and v is the observation noise included when observing the wheel speed signal. By modifying the equation (57), the following equation is obtained.
【0162】[0162]
【数35】 [Equation 35]
【0163】まず、(58)式に(14)式の前処理フィルタを
掛けて得られた式を離散化する。このとき、Δω1 、Δ
Td 、vは、サンプリング周期Ts 毎にサンプリングさ
れた離散化データΔω1 (k)、ΔTd (k)、v
(k)(kはサンプリング番号:k=1,2,3,.... )とし
て表される。また、ラプラス演算子sは、遅延演算素子
dを用いた上述の双一次変換により離散化することがで
きる。First, the equation obtained by applying the preprocessing filter of equation (14) to equation (58) is discretized. At this time, Δω 1 , Δ
T d and v are the discretized data Δω 1 (k), ΔT d (k), and v that are sampled for each sampling period T s.
(K) (k is a sampling number: k = 1,2,3, ...). The Laplace operator s can be discretized by the above-described bilinear transformation using the delay calculation element d.
【0164】また、前処理フィルタの次数mは、2以上
が望ましいので、本実施の形態では、演算時間も考慮し
てm=2とし、これによって次式を得る。Further, it is desirable that the order m of the preprocessing filter is 2 or more. Therefore, in the present embodiment, the calculation time is taken into consideration and m = 2, and the following equation is obtained.
【0165】[0165]
【数36】 [Equation 36]
【0166】また、最小自乗法に基づいて、車輪速振動
Δω1 の各離散化データから伝達関数を同定するため
に、(47)式を、同定すべきパラメータに関して一次関数
の形式となるように、次式のように変形する。なお、”
T ”を行列の転置とする。Further, in order to identify the transfer function from each discretized data of the wheel speed vibration Δω 1 based on the least squares method, the equation (47) should be in the form of a linear function with respect to the parameter to be identified. , Is transformed into the following equation. In addition, "
Let T "be the transpose of the matrix.
【0167】[0167]
【数37】 [Equation 37]
【0168】である。上式において、θが同定すべき伝
達関数のパラメータとなるが、本実施の形態ではΔT1
を検出するので、上記実施の形態と異なり、係数b0 、
b1 、b2 をも推定できることがわかる。It is In the above equation, θ is the parameter of the transfer function to be identified, but in the present embodiment, ΔT 1
Therefore, unlike the above-described embodiment, the coefficient b 0 ,
It can be seen that b 1 and b 2 can also be estimated.
【0169】次に、第4の実施の形態に係る第1態様の
作用を説明する。伝達関数同定手段3では、検出された
車輪速振動Δω1 の離散化データを(64)式に順次当ては
めた各データに対し、最小自乗法を適用することによっ
て、未知パラメータθを推定し、これにより伝達関数を
同定する。Next, the operation of the first mode according to the fourth embodiment will be described. The transfer function identifying means 3 estimates the unknown parameter θ by applying the least squares method to each data obtained by sequentially fitting the discretized data of the detected wheel speed vibration Δω 1 to the equation (64), and The transfer function is identified by.
【0170】具体的には、検出された車輪速振動Δω1
を離散化データΔω(k)(k=1,2,3,...)に変換し、
該データをN点サンプルする。そして、上式ζ(k)及
びξ y0(k)を用いて、第1の実施の形態における(24)
式以降と同じ演算によって、伝達関数のパラメータa1
及びa2 の推定値(^付)を演算する。なお、本実施の
形態では、逐次型最小自乗法、補助変数法を用いてもよ
い。補助変数法を用いる場合には、本実施の形態のよう
に加振入力が検出できる場合は、同定された伝達関数の
パラメータを用いて、Specifically, the detected wheel speed vibration Δω1
To discrete data Δω (k) (k = 1,2,3, ...),
The data is sampled at N points. Then, the above formula ζ (k) and
And ξ y0Using (k), (24) in the first embodiment
The parameter a of the transfer function is calculated by the same calculation as the equation and thereafter.1
And a2The estimated value (with ^) of is calculated. In addition, this implementation
In the form, the recursive least squares method and the auxiliary variable method may be used.
Yes. When the auxiliary variable method is used, as in this embodiment
If an excitation input can be detected at, the identified transfer function
With parameters
【0171】[0171]
【数38】 [Equation 38]
【0172】より、真の出力x(k)の推定値(^付)
を逐次的に求め、この推定値を用いて補助変数を次式の
ように構成することができる。From the above, the estimated value of the true output x (k) (with ^)
Can be obtained sequentially, and using this estimated value, the auxiliary variable can be constructed as in the following equation.
【0173】[0173]
【数39】 [Formula 39]
【0174】また、
ζ(k)=[−ξy1(k)−ξy2(k)ξu0(k)ξu1(k)ξu2(k)]T
(69)
を式誤差r(k)と相関を持たないほどに遅らせたもの
を利用する。すなわち、[0174] Further, ζ (k) = [- ξ y1 (k) -ξ y2 (k) ξ u0 (k) ξ u1 (k) ξ u2 (k)] T (69) a formula error r (k) Use something that is delayed so that it has no correlation with. That is,
【0175】[0175]
【数40】 [Formula 40]
【0176】とする。ただし、Lは遅延ステップ数であ
る。さらに、本態様では、第1の実施の形態の第2態様
のように、前処理フィルタ2の係数を、同定された伝達
関数のパラメータに適応させて適切に変化させることも
できる。It is assumed that However, L is the number of delay steps. Further, in the present aspect, the coefficient of the preprocessing filter 2 can be appropriately changed by adapting to the parameter of the identified transfer function, as in the second aspect of the first embodiment.
【0177】また、加振入力の波形を、図14(A)、
図14(B)及び図14(C)のようにしてもよいが、
本態様において、タイヤが路面にグリップしている時の
共振周波数(以下、「タイヤ共振周波数」という)が明
らかな場合は、該共振周波数で加振することもできる。
発明者らの実験的研究により、(11)式で表現される振動
モデルは、Also, the waveform of the vibration input is shown in FIG.
Although it may be as shown in FIGS. 14B and 14C,
In this aspect, when the resonance frequency when the tire grips the road surface (hereinafter referred to as “tire resonance frequency”) is clear, the vibration can be applied at the resonance frequency.
According to the experimental studies by the inventors, the vibration model expressed by the equation (11) is
【0178】[0178]
【数41】 [Formula 41]
【0179】となることがわかっているので、(11)、(7
1)式に基づいて、タイヤ共振周波数で加振したときの加
振入力から応答出力までの伝達特性を求めると、Since it is known that (11), (7
When the transfer characteristic from the vibration input to the response output when the vibration is applied at the tire resonance frequency is calculated based on equation (1),
【0180】[0180]
【数42】 [Equation 42]
【0181】という0次の伝達関数になる。そこで、同
定すべき伝達関数を
Δω1 =Gd ΔT1 (73)
とおき、伝達関数同定手段3において、次式のように最
小自乗法を用いて伝達関数を同定する。The transfer function is the zeroth order transfer function. Therefore, the transfer function to be identified is set as Δω 1 = G d ΔT 1 (73), and the transfer function identification means 3 identifies the transfer function using the least square method as in the following equation.
【0182】[0182]
【数43】 [Equation 43]
【0183】である。また、上記最小自乗法は、次式の
ように逐次型最小自乗法として演算することもできる。That is. The least squares method can also be calculated as the recursive least squares method as shown in the following equation.
【0184】[0184]
【数44】 [Equation 44]
【0185】ここに、ρは、いわゆる忘却係数で、通常
は0.95〜0.99の値に設定する。このとき、初期
値は、Here, ρ is a so-called forgetting coefficient, which is normally set to a value of 0.95 to 0.99. At this time, the initial value is
【0186】[0186]
【数45】 [Equation 45]
【0187】とすればよい。さらに、上記最小自乗法
に、補助変数法などの修正最小自乗法を適用することに
よって、さらに正確な推定値が得られる。It may be set as follows. Furthermore, by applying a modified least squares method such as the auxiliary variable method to the above least squares method, a more accurate estimated value can be obtained.
【0188】そして、同定された伝達関数のパラメータ
Gd の推定値は、(72)式と(73)式の対応関係より、Then, the estimated value of the parameter G d of the identified transfer function is calculated from the correspondence between the equations (72) and (73).
【0189】[0189]
【数46】
であるので、μ勾配演算手段4は、このGd の推定値を
用いて(81)式より路面のすべり易さD0 に関する物理量
を演算する。[Equation 46] Therefore, the μ-gradient calculating means 4 calculates the physical quantity relating to the road slipperiness D 0 from the equation (81) using the estimated value of G d .
【0190】この場合、加振入力の周波数は、本発明の
第2の実施の形態や、第3の実施の形態に係る第2態様
などによって演算されたタイヤのねじればね定数から求
めた共振周波数を用いることができる。このようにタイ
ヤ共振周波数のみで加振する場合は、加振入力のパワー
を該周波数成分に集中して与えることができるので、加
振入力検出手段9及び応答出力検出手段1からの出力の
SN比が向上し、演算精度が向上するというメリットが
ある。In this case, the frequency of the vibration input is the resonance frequency obtained from the twisting constant of the tire calculated by the second mode according to the second embodiment or the third embodiment of the present invention. Can be used. In this way, when the vibration is applied only at the tire resonance frequency, the power of the vibration input can be concentrated and applied to the frequency component, so that the SN of the output from the vibration input detection means 9 and the response output detection means 1 can be obtained. There is an advantage that the ratio is improved and the calculation accuracy is improved.
【0191】次に、第2態様として、上記第1態様にお
いて、振動モデルに、タイヤのねじればね定数に関する
物理量をさらに含む車輪状態推定装置について図17の
ブロック図を用いて説明する。Next, as a second mode, a wheel state estimating apparatus in the first mode further including a physical quantity relating to a tire torsional constant will be described with reference to the block diagram of FIG.
【0192】図17に示すように、第2態様は、第1態
様のμ勾配演算手段4の代わりに、伝達関数同定手段3
により同定されたパラメータに基づいてタイヤのねじれ
ばね定数に関する物理量を演算するばね定数演算手段7
を、伝達関数同定手段3の出力端に接続してなるもので
ある。As shown in FIG. 17, in the second mode, the transfer function identifying means 3 is used instead of the μ gradient calculating means 4 of the first mode.
Spring constant calculating means 7 for calculating a physical quantity relating to a twisting constant of a tire based on the parameter identified by
Is connected to the output end of the transfer function identification means 3.
【0193】次に、ばね定数演算手段7による演算の流
れを説明する。図17の伝達関数同定手段3によって伝
達関数のパラメータが同定されると、同定された伝達関
数は、Next, the flow of calculation by the spring constant calculating means 7 will be described. When the parameters of the transfer function are identified by the transfer function identifying means 3 in FIG. 17, the identified transfer function is
【0194】[0194]
【数47】 [Equation 47]
【0195】と表現できるので、(11)式で表現された振
動モデルとの対応関係から、Since it can be expressed as follows, from the correspondence with the vibration model expressed by equation (11),
【0196】[0196]
【数48】 [Equation 48]
【0197】となる。そこで、ばね定数演算手段7で
は、伝達関数同定手段3による同定パラメータa2 の推
定値(^付)と予め与えられたリム側の慣性モーメント
J1 とから、(83)式より、タイヤのねじればね定数Kを
演算する。It becomes: Therefore, the spring constant computing means 7 uses the estimated value (with ^) of the identification parameter a 2 by the transfer function identifying means 3 and the rim-side inertia moment J 1 given in advance to calculate the twist of the tire from the equation (83). The spring constant K is calculated.
【0198】さらに、Furthermore,
【0199】[0199]
【数49】 [Equation 49]
【0200】は、車輪共振系の共振周波数となってい
る。そこで、ばね定数演算手段7では、(44)式より、タ
イヤのねじればね定数Kに関する物理量の1つとして、
車輪共振系の共振周波数も演算することができる。Is the resonance frequency of the wheel resonance system. Therefore, in the spring constant calculating means 7, from the equation (44), as one of the physical quantities relating to the twisting constant K of the tire,
The resonance frequency of the wheel resonance system can also be calculated.
【0201】さらに、本態様によって得られたタイヤの
ねじればね定数K及び共振周波数は、タイヤ空気圧に依
存するため、タイヤ空気圧診断装置の情報として用いる
ことができる。また、ブレーキ力の励振に基づくアンチ
ロックブレーキ制御装置に対して励振周波数を提供でき
るというメリットもある。Further, since the twisting constant K and the resonance frequency of the tire obtained in this embodiment depend on the tire air pressure, they can be used as information of the tire air pressure diagnostic device. Further, there is an advantage that the excitation frequency can be provided to the anti-lock brake control device based on the excitation of the braking force.
【0202】なお、本態様でも、タイヤ共振周波数で加
振する場合以外は、加振入力の信号波形は、図14
(A)、図14(B)及び図14(C)のいずれかの波
形にすることができる。Also in this embodiment, the signal waveform of the vibration input is as shown in FIG. 14 except when the vibration is performed at the tire resonance frequency.
The waveform can be any one of (A), FIG. 14 (B), and FIG. 14 (C).
【0203】このように第4の実施の形態では、実際に
検出された加振入力を用いるので、より多くの伝達関数
パラメータを推定できる。
(第5の実施の形態)第5の実施の形態の車輪状態推定
装置は、応答出力の内、周期的な信号である応答出力の
みを選別し、選別された応答出力に基づいて車輪共振系
の伝達関数を同定し、μ勾配を演算するものである。第
5の実施の形態の車輪状態推定装置の構成を図18のブ
ロック図を用いて説明する。図18示すように、前処理
フィルタ2と伝達関数同定手段3との間に、前処理フィ
ルタ2から出力される車輪速振動Δω1 の内、周期的な
信号のみを選別して、伝達関数同定手段3に出力する選
別手段10を備えている点が相違するのみであり、その
他は、第1の実施の形態と同様の構成である。車輪速振
動Δω1 が周期的な信号であれば、所定期間内に入力し
た車輪速振動Δω1 を、周波数−振幅(パワー)グラフ
にプロットすると、符号100に示すようなグラフにな
るはずである。しかしながら、車輪速振動Δω1 が、振
幅が突発的に大きい出力(例えば、エイリアス(ali
ase)による折り返しノイズ等)102や周期的な変
化が顕著に現れない出力(S/N比が小さい出力)10
4を用いて車輪共振系の伝達関数を同定し、μ勾配を演
算すると、ばらつきが大きく、推定精度が悪い。よっ
て、周期的な信号である応答出力のみを選別する必要が
ある。周期的な出力100を時系列にグラフ化した図2
0(B)と比較すると、時系列的にグラフ化した振幅が
突発的に大きい出力102は、図20(A)に示すよう
に、周期性が悪い。また、時系列的にグラフ化した周期
的な変化が顕著に現れない出力104は、図20(C)
に示すように、周期性が非常に悪い。一方、図20
(B)で実線で示した周期的な出力100と、周期的な
出力100を該周期的な出力100の周期的な部分が該
周期的な出力100の変化に対応する変化するように変
換した値(図20(B)で点線で示した)と、は一定の
相関関係を有する。即ち、前述した実施の形態において
説明したように、周期的な出力100をξ y0としたと
き、該周期的な出力100を上記のように変換、例え
ば、偶数(例えば、2回)回微分(その他、偶数回差
分、偶数回積分、及び偶数回和分の何れかでもよい)し
た値はξy2となるので、ξy0(=x)及びξy2(=y)
から定まる点は、図21に示すように、一定範囲110
内に位置し、完全に周期的であれば所定の直線112上
に位置し、周期性が悪くなればなるほど、広い範囲11
4に位置するようになる。そこで、本実施の形態では、
車輪速振動Δω1 である応答出力ξy0と、該応答出力ξ
y0を上記のように変換した値ξy2との相関係数σ(式(8
5))を求め、求めた相関係数σに基づいて、周期的な信
号である応答出力のみを選別する。As described above, in the fourth embodiment,
Since the detected excitation input is used, more transfer functions
The parameters can be estimated.
(Fifth Embodiment) Wheel state estimation of the fifth embodiment
The device has a response output that is a periodic signal among the response outputs.
Wheel resonance system based on the selected response output
The transfer function of is identified and the μ gradient is calculated. First
The configuration of the wheel state estimating device of the fifth embodiment is shown in FIG.
This will be described using a lock diagram. As shown in FIG. 18, pretreatment
A preprocessing filter is provided between the filter 2 and the transfer function identification means 3.
Wheel speed vibration Δω output from the1Of which is periodic
Select only the signal and output it to the transfer function identification means 3.
The only difference is that another means 10 is provided.
The other configuration is the same as that of the first embodiment. Wheel speed vibration
Motion Δω1If is a periodic signal, input it within the specified period.
Wheel speed vibration Δω1Is a frequency-amplitude (power) graph
When plotted on, the graph shown by reference numeral 100 is obtained.
Should be. However, the wheel speed vibration Δω1But shake
Outputs with a suddenly large width (for example, alias (ali
noise due to aliasing), etc.) 102 and periodical variations.
Output that does not show significant change (output with small S / N ratio) 10
4 is used to identify the transfer function of the wheel resonance system and the μ gradient is calculated.
When calculated, the variation is large and the estimation accuracy is poor. Yo
Therefore, it is necessary to select only the response output that is a periodic signal.
is there. FIG. 2 is a time series graph of the periodic output 100.
Compared with 0 (B), the amplitude plotted in time series is
The suddenly large output 102 is as shown in FIG.
Moreover, the periodicity is bad. In addition, the time-series graphed cycle
The output 104 in which the dynamic change does not significantly appear is shown in FIG.
As shown in, the periodicity is very bad. On the other hand, FIG.
The periodic output 100 shown by the solid line in FIG.
The output 100 is the periodic portion of the periodic output 100
It is changed to change corresponding to the periodic change of the output 100.
The converted value (shown by the dotted line in FIG. 20 (B)) is constant.
Have a correlation. That is, in the above-described embodiment
As explained, the periodic output 100 y0And
Then convert the periodic output 100 as described above, eg
For example, even (for example, twice) times differentiation (other, even times difference)
Minute, even number integration, or even number summation)
Value is ξy2Therefore, ξy0(= X) and ξy2(= Y)
As shown in FIG. 21, the point defined by
Located within a line and on a given straight line 112 if it is perfectly periodic
The wider the range 11
It comes to be located in 4. Therefore, in the present embodiment,
Wheel speed vibration Δω1Is the response output ξy0And the response output ξ
y0Ξ converted from the abovey2Correlation coefficient σ (equation (8
5)) is calculated, and the periodic signal is calculated based on the calculated correlation coefficient σ.
Only the response output that is the No. is selected.
【数50】
但し、ρc は忘却係数、Nは応答出力の個数を示す。即
ち、選別手段10は、前処理フィルタ2から車輪速振動
Δω1 が入力される毎に、図22に示した選別処理ルー
チンを実行する。ステップ22では、前処理フィルタ
(帯域通過)処理する。ステップ24では、前処理フィ
ルタ処理後の車輪速振動Δω1 から求めた応答出力ξy0
と、該応答出力ξy0を上記のように変換した値ξy2との
相関係数σ(式(85))を演算する。ステップ26で、演
算した相関係数σが所定範囲(σ1 <σ<σ2 )内か否
かを判断することにより、今回入力された車輪速振動Δ
ω1 が周期的な信号であるか否かを判断する。演算した
相関係数σが所定範囲でない場合には、今回入力された
車輪速振動Δω1 が周期的な信号でないので、本ルーチ
ンを終了する。これにより、今回入力された車輪速振動
Δω1 が伝達関数同定手段3に入力されないので、周期
的な信号でない信号に基づいて、車輪共振系の伝達関数
を同定されμ勾配が演算されることを防止することがで
きる。一方、演算した相関係数σが所定範囲内の場合に
は、今回入力された車輪速振動Δω1 が周期的な信号で
あるので、ステップ28で、今回入力された車輪速振動
Δω1 を伝達関数同定手段3に入力する。これにより、
周期的な信号に基づいて、車輪共振系の伝達関数を同定
され、μ勾配が演算される。よって、伝達関数の同定精
度やμ勾配の推定精度を向上させることができる。ここ
で、振幅が突発的に大きい出力(ノイズ)を上記のよう
に変換しても、変換した値には周期的な部分以外の成分
が多く含まれる。即ち、振幅が突発的に大きい出力を上
記のように変換した値は該応答出力の変化に対応して変
化しないので、振幅が突発的に大きい出力と該応答出力
を上記のように変換した値との相関係数σが上記所定範
囲内とならない。例えば、図24(A)、図24(B)
に示すように、周波数が周波数F1 を含む所定範囲にノ
イズKが現れかつ相関係数σが所定範囲外の信号群A
(図23(A)参照)は選別手段10により除去され
る。また、図25に示すように、周期的な変化が顕著に
現れない出力Cを上記のように変換した値には、該応答
出力の変化に対応して変化するように変換された成分が
少ない。よって、周期的な変化が顕著に現れない出力C
と該応答出力を上記のように変換した値との相関係数σ
が上記所定範囲内とならない。例えば、図26(A)、
図26(B)に示すように、相関係数σが所定範囲外の
信号群C(図26(A)参照)は選別手段10により除
去される。なお、この周期的な変化が顕著に現れない出
力Cは、車両がダート路を走行したときに得られたもの
である。一方、図24(C)、図24(D)に示すよう
に、ノイズ成分がなくかつ相関係数σが所定範囲内の信
号群B(図23(B)参照)が選別手段10により選別
されて、伝達関数同定手段3に入力される。また、図2
5に示すように、周期的な出力Dを上記のように変換し
た値には、該応答出力の変化に対応して変化するように
変換された成分が多い。よって、周期的な出力Dと該応
答出力を上記のように変換した値との相関係数σが上記
所定範囲内となる。例えば、図26(A)、図26
(B)に示すように、相関係数σが所定範囲内の信号群
D(図26(A)参照)は選別手段10により除去され
ない。よって、伝達関数同定手段3に入力される。な
お、図25に示した周期的な出力Dは、車両がアスファ
ルト路を走行したときに得られたものである。よって、
大きさが突発的に大きな応答出力や周期的な変化が顕著
に現れない出力を除去した応答出力に基づいて上記未知
要素を推定することができる。以上説明した第5の実施
の形態では、μ勾配を演算するものであるが、本発明は
これに限定されず、タイヤのねじればね定数を演算する
ようにしてもよい。即ち、本実施の形態は、上記第1の
実施の形態(第1の態様)にのみ適用されるものでな
く、前述した全ての実施の形態に適用可能である。[Equation 50] However, ρ c is a forgetting factor, and N is the number of response outputs. That is, the selection means 10 executes the selection processing routine shown in FIG. 22 every time the wheel speed vibration Δω 1 is input from the preprocessing filter 2. In step 22, pre-processing filter (band pass) processing is performed. In step 24, the response output ξ y0 obtained from the wheel speed vibration Δω 1 after the pre-processing filter processing
And a correlation coefficient σ (equation (85)) with the value ξ y2 obtained by converting the response output ξ y0 as described above. In step 26, it is determined whether or not the calculated correlation coefficient σ is within a predetermined range (σ 1 <σ <σ 2 ).
It is determined whether ω 1 is a periodic signal. If the calculated correlation coefficient σ is not within the predetermined range, the wheel speed vibration Δω 1 input this time is not a periodic signal, and this routine is ended. As a result, since the wheel speed vibration Δω 1 input this time is not input to the transfer function identification means 3, the transfer function of the wheel resonance system is identified and the μ gradient is calculated based on a signal that is not a periodic signal. Can be prevented. On the other hand, when the calculated correlation coefficient σ is within the predetermined range, since the wheel speed vibration Δω 1 input this time is a periodic signal, the wheel speed vibration Δω 1 input this time is transmitted in step 28. Input to the function identification means 3. This allows
The transfer function of the wheel resonance system is identified based on the periodic signal, and the μ gradient is calculated. Therefore, it is possible to improve the identification accuracy of the transfer function and the estimation accuracy of the μ gradient. Here, even if the output (noise) having a suddenly large amplitude is converted as described above, the converted value includes many components other than the periodic part. That is, since the value obtained by converting the output with the suddenly large amplitude as described above does not change in response to the change in the response output, the output with the suddenly large amplitude and the value converted as described above The correlation coefficient σ with and does not fall within the above predetermined range. For example, FIGS. 24A and 24B
As shown in, the noise K appears in a predetermined range in which the frequency includes the frequency F 1 and the correlation coefficient σ is outside the predetermined range.
(See FIG. 23A) is removed by the sorting means 10. Further, as shown in FIG. 25, the value obtained by converting the output C in which no periodical change does not significantly appear as described above has few components converted so as to change corresponding to the change in the response output. . Therefore, the output C where the periodic change does not significantly appear
And the correlation coefficient σ between the response output and the value converted as described above
Does not fall within the above range. For example, in FIG.
As shown in FIG. 26B, the signal group C (see FIG. 26A) whose correlation coefficient σ is out of the predetermined range is removed by the selecting means 10. The output C in which the periodical change does not significantly appear is obtained when the vehicle travels on the dirt road. On the other hand, as shown in FIGS. 24 (C) and 24 (D), the signal group B (see FIG. 23 (B)) having no noise component and having the correlation coefficient σ within the predetermined range is selected by the selecting means 10. Are input to the transfer function identification means 3. Also, FIG.
As shown in FIG. 5, the value obtained by converting the periodic output D as described above has many components converted so as to change corresponding to the change in the response output. Therefore, the correlation coefficient σ between the periodic output D and the value obtained by converting the response output as described above falls within the above predetermined range. For example, FIG.
As shown in (B), the signal group D (see FIG. 26A) in which the correlation coefficient σ is within the predetermined range is not removed by the selecting means 10. Therefore, it is input to the transfer function identification means 3. The periodic output D shown in FIG. 25 is obtained when the vehicle travels on an asphalt road. Therefore,
The unknown element can be estimated based on the response output from which the response output having a suddenly large magnitude or the output in which the periodical change does not significantly appear is removed. In the fifth embodiment described above, the μ gradient is calculated, but the present invention is not limited to this, and the twisting constant of the tire may be calculated. That is, the present embodiment is applicable not only to the above-described first embodiment (first aspect) but also to all the above-described embodiments.
【0204】以上述べた本発明の各実施の形態は、いず
れも連続時間モデルの伝達関数を同定することとし、該
伝達関数のパラメータを直接推定するようにしたので、
離散時間モデルの同定に伴う上記問題点を回避できる。In each of the embodiments of the present invention described above, the transfer function of the continuous time model is identified and the parameters of the transfer function are directly estimated.
It is possible to avoid the above problems associated with the identification of the discrete time model.
【0205】また、種々の走行状態で成立する振動モデ
ルに含まれる車輪状態を同定するので、ブレーキ時に限
定されることなく、制動・駆動・定常走行など種々の走
行状態での車輪状態を推定することができる。Further, since the wheel states included in the vibration model established in various running states are identified, the wheel states in various running states such as braking, driving and steady running are estimated without being limited to braking. be able to.
【0206】以上が本発明の実施の形態であるが、本発
明は、上記例にのみ限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において任意好適に変更可能で
ある。The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be arbitrarily changed without departing from the scope of the present invention.
【0207】例えば、上記第1〜第5の実施の形態で
は、車輪共振系を、(11)式及び(12)式で表される2次の
振動モデルとして説明したが、(5) 式及び(6) 式で表さ
れる3次の振動モデルに基づいて、車輪の状態推定を行
ってもよいことは明らかである。For example, in the above-described first to fifth embodiments, the wheel resonance system has been described as the secondary vibration model represented by the equations (11) and (12). It is obvious that the wheel state may be estimated based on the third-order vibration model expressed by the equation (6).
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
タイヤと路面との間のすべり易さに関する物理量を未知
要素として含む振動モデルに基づいて、タイヤのねじれ
ばね定数が既知であることを前提にすることなく、少な
くとも検出された応答出力を略満足させるような該未知
要素を推定するようにしたので、高精度にタイヤと路面
との間のすべり易さに関する物理量を求めることがで
き、タイヤ交換やタイヤ空気圧の変動によって共振周波
数が変化した場合にも即座に対応できる、という優れた
効果が得られる。As described above, according to the present invention,
Based on a vibration model that includes a physical quantity related to the slipperiness between the tire and the road surface as an unknown element, at least the detected response output is substantially satisfied without assuming that the twisting constant of the tire is known. Since the unknown element is estimated as described above, it is possible to highly accurately determine the physical quantity related to the slipperiness between the tire and the road surface, and even when the resonance frequency is changed due to tire replacement or tire pressure change. The excellent effect of being able to respond immediately is obtained.
【0208】また、請求項1の発明では、タイヤと路面
との間の摩擦特性として制動・駆動・定常走行などの走
行状態に係わらず成立するモデルを、振動モデルの中に
有しているので、従来技術にみられたように推定の機会
がブレーキ時に限られるという問題がなく、制動・駆動
・定常走行など種々の走行状態において、等しく車輪状
態を推定可能である、という効果がある。なお、ブレー
キ部に加振手段を有しない車種や、ブレーキ時にのみ加
振できる車種の場合でも、路面外乱を加振入力として用
いることによって、車輪状態を推定することができる。
さらに、振動モデルがタイヤのねじればね定数に関する
物理量を車輪状態の未知要素として含み、該物理量を推
定可能としたので、該物理量と関連するタイヤ空気圧の
診断が可能となる、という効果も得られる。 Further, in the invention of claim 1, the vibration model has a model that is established as the frictional characteristic between the tire and the road surface irrespective of the traveling state such as braking, driving and steady traveling. As described in the prior art, there is no problem that the opportunity for estimation is limited to braking, and the wheel state can be equally estimated in various traveling states such as braking, driving, and steady traveling. It should be noted that even in the case of a vehicle model that does not have a vibrating means in the brake unit or a vehicle model that can be excited only during braking, the wheel condition can be estimated by using the road surface disturbance as the vibration input.
Furthermore, the vibration model relates to the twisting constant of the tire.
The physical quantity is included as an unknown element of the wheel state, and the physical quantity is estimated.
Since it is possible to determine the tire pressure,
The effect that diagnosis is possible is also obtained.
【0209】さらに、請求項2の発明では、検出された
応答出力に基づいて、振動モデルを適応的に修正するよ
うにしたので、さらに推定精度を向上させることができ
る、という効果が得られる。Further, according to the second aspect of the invention, the vibration model is adaptively corrected based on the detected response output, so that the estimation accuracy can be further improved.
【0210】[0210]
【0211】また、請求項3の発明は、車輪共振系へ加
振入力を与えるようにしたので、路面に凹凸が少なく路
面外乱が小さい場合でも、高精度な推定が可能となる、
という効果が得られる。Further, in the invention of claim 3, since the vibration input is applied to the wheel resonance system, highly accurate estimation is possible even when the road surface has few irregularities and the road surface disturbance is small.
The effect is obtained.
【0212】さらに、請求項4から請求項6の発明は、
加振入力手段により車輪共振系へ与えられる加振入力を
検出するようにしたので、より多くのパラメータを推定
することができる、というさらなる効果が得られる。ま
た、請求項7及び請求項8の発明は、応答出力が周期的
な出力か否かを判断するための判断値を算出し、算出し
た判断値に基づいて、検出された応答出力の中から推定
手段に入力する出力を選別し、選別された出力を用いて
上記未知要素を推定するので、大きさが突発的に大きな
応答出力や周期的な変化が顕著に現れない出力を除去し
た応答出力に基づいて上記未知要素を推定することがで
きる、という効果が得られる。Further, the inventions of claims 4 to 6 are:
Since the vibration input applied to the wheel resonance system is detected by the vibration input means, a further effect that more parameters can be estimated is obtained. Further, the invention of claim 7 and claim 8 calculates a judgment value for judging whether or not the response output is a periodic output, and based on the calculated judgment value, The output to be input to the estimation means is selected, and the unknown element is estimated using the selected output. Therefore, the response output is obtained by removing the response output that is suddenly large in size or the output in which no periodic change is noticeable. The effect that the unknown element can be estimated based on
【図1】本発明に係る車輪共振系と等価な力学モデルを
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a dynamic model equivalent to a wheel resonance system according to the present invention.
【図2】本発明に係る車輪共振系におけるタイヤ−路面
間の摩擦特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing friction characteristics between a tire and a road surface in a wheel resonance system according to the present invention.
【図3】本発明に係る振動モデルの概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of a vibration model according to the present invention.
【図4】(A)及び(B)は、実際にブレーキ圧力Pm
を種々に変化させたときの車輪共振系における周波数特
性の実験結果であって、(A)は振幅特性、(B)は位
相特性を示す。4 (A) and (B) show the actual brake pressure P m.
3A and 3B are experimental results of frequency characteristics in the wheel resonance system when various values are changed, where FIG.
【図5】(A)及び(B)は、本発明に係る振動モデル
において、タイヤと路面との間のすべり易さに関する物
理量D0 を種々に変化させたときに各々計算された該振
動モデルの伝達特性を示す図であって、(A)は振幅特
性、(B)は位相特性を示す。5 (A) and 5 (B) are vibration models calculated in the vibration model according to the present invention, respectively, when a physical quantity D 0 relating to slipperiness between a tire and a road surface is variously changed. 3A and 3B are graphs showing the transfer characteristics of FIG.
【図6】(A)及び(B)は、駆動輪で実際に検出され
た車輪速信号の周波数解析結果であって、(A)はアス
ファルト路、(B)はダート路に関する。6 (A) and 6 (B) are frequency analysis results of wheel speed signals actually detected at driving wheels, where (A) relates to an asphalt road and (B) relates to a dirt road.
【図7】(A)及び(B)は、本発明に係る振動モデル
において、タイヤと路面との間のすべり易さに関する物
理量D0 を種々に変化させたときに各々計算された該振
動モデルの伝達特性を示す図であって、(A)は振幅特
性、(B)は位相特性を示す。7 (A) and 7 (B) are vibration models calculated according to various changes of a physical quantity D 0 relating to the slipperiness between a tire and a road surface in the vibration model according to the present invention. 3A and 3B are graphs showing the transfer characteristics of FIG.
【図8】本発明の第1の実施の形態に係る第1態様の構
成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a first aspect according to the first exemplary embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第1の実施の形態に係る第2態様の構
成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a second aspect according to the first exemplary embodiment of the present invention.
【図10】第1の実施の形態の車輪状態推定装置により
推定されたタイヤと路面との間のすべり易さに関する物
理量D0 の推定結果である。FIG. 10 is an estimation result of a physical quantity D 0 related to the slipperiness between a tire and a road surface, which is estimated by the wheel state estimation device according to the first embodiment.
【図11】本発明の第2の実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
【図12】第2の実施の形態の車輪状態推定装置により
推定された車輪共振系の共振周波数の推定結果である。FIG. 12 is an estimation result of a resonance frequency of a wheel resonance system estimated by the wheel state estimation device according to the second embodiment.
【図13】本発明の第3の実施の形態に係る第1態様の
構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a first aspect according to a third exemplary embodiment of the present invention.
【図14】(A)〜(C)は、第3の実施の形態に係る
加振入力手段の加振入力波形を示す図であって、(A)
は疑似ランダム波形、(B)はステップ的波形、(C)
はインパルス的波形を示す。14A to 14C are diagrams showing a vibration input waveform of a vibration input means according to the third embodiment, and FIG.
Is a pseudo-random waveform, (B) is a stepwise waveform, (C)
Shows an impulse-like waveform.
【図15】本発明の第3の実施の形態に係る第2態様の
構成を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a second aspect according to the third exemplary embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第4の実施の形態に係る第1態様の
構成を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a first aspect according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
【図17】本発明の第4の実施の形態に係る第2態様の
構成を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a second aspect according to the fourth exemplary embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第5の実施の形態に係る構成を示す
ブロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing a configuration according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
【図19】周期的な信号と周期的でない2つの信号を示
したグラフである。FIG. 19 is a graph showing a periodic signal and two signals that are not periodic.
【図20】(A)及び(C)は、周期的な信号とはいえ
ない信号を示したグラフであり、(B)は、周期的な信
号を示したグラフである。20A and 20C are graphs showing signals that are not periodic signals, and FIG. 20B is a graph showing periodic signals.
【図21】応答出力xと、該応答出力を周期的な部分が
該応答出力の変化に対応して変化するように変換した値
yと、の関係を示した図である。FIG. 21 is a diagram showing a relationship between a response output x and a value y obtained by converting the response output so that a periodic part changes corresponding to a change in the response output.
【図22】選別手段が実行する選別処理ルーチンを示し
たフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart showing a selection processing routine executed by the selection means.
【図23】(A)は周期的な信号と周期的でない信号
(ノイズ)の相関係数を時系列的に示したグラフであ
り、(B)は周期的な信号と周期的でない信号(ノイ
ズ)の車速を時系列的に示したグラフである。23A is a graph showing the correlation coefficient of a periodic signal and a non-periodic signal (noise) in time series, and FIG. 23 (B) is a graph showing a periodic signal and a non-periodic signal (noise). ) Is a graph showing the vehicle speed in time series.
【図24】(A)及び(B)は、周期性が比較的低い車
輪速信号を示したグラフであり、(C)及び(D)は、
周期性が比較的高い車輪速信号を示したグラフであり、
(A)及び(C)は前右輪速信号であり、(B)及び
(D)は前左輪信号である。24 (A) and (B) are graphs showing wheel speed signals with relatively low periodicity, and (C) and (D) are
Is a graph showing a relatively high periodic wheel speed signal,
(A) and (C) are front right wheel speed signals, and (B) and (D) are front left wheel signals.
【図25】周期的な信号と周期的な変化が顕著に現れな
い信号の周波数−スペクトルの関係を示したグラフであ
る。FIG. 25 is a graph showing a frequency-spectrum relationship between a periodic signal and a signal in which a periodic change does not significantly appear.
【図26】(A)は周期的な信号と周期的な変化が顕著
に現れない信号の相関係数を時系列的に示したグラフで
あり、(B)は周期的な信号と周期的な変化が顕著に現
れない信号に対応する車輪速を時系列的に示したグラフ
である。FIG. 26A is a graph showing the correlation coefficient of a periodic signal and a signal in which a periodic change does not significantly appear in a time series, and FIG. 26B is a graph showing a periodic signal and a periodic signal. It is a graph which showed the wheel speed corresponding to the signal which does not show a remarkable change in time series.
【符号の説明】 1 車輪速検出手段 2 前処理フィルタ 3 伝達関数同定手段 4 μ勾配演算手段 5 適用手段 7 バネ定数演算手段 10 選別手段[Explanation of symbols] 1 Wheel speed detection means 2 Pre-processing filter 3 Transfer function identification means 4 μ gradient calculation means 5 Application means 7 Spring constant calculation means 10 Sorting means
フロントページの続き (72)発明者 浅野 勝宏 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 菅井 賢 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平8−334454(JP,A) 特開 平9−52572(JP,A) 特開 平8−324414(JP,A) 特開 平11−20649(JP,A) 特開 平5−79934(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60T 8/58 B60R 16/02 661 Continuation of the front page (72) Inventor Katsuhiro Asano, Nagachite-cho, Aichi-gun, Aichi-gun, Nagakage, Yoko 41, No. 1 at Toyota Central Research Institute Co., Ltd. No. 1 Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (56) Reference JP-A-8-334454 (JP, A) JP-A-9-52572 (JP, A) JP-A-8-324414 (JP, A) JP-A-11 -20649 (JP, A) JP-A-5-79934 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B60T 8/58 B60R 16/02 661
Claims (8)
輪共振系における車輪状態を推定する車輪状態推定装置
であって、 前記車輪共振系への加振入力に対する応答出力を検出す
る検出手段と、 加振入力から応答出力までの前記車輪共振系の伝達特性
を、少なくともタイヤと路面との間のすべり易さに関す
る物理量と、タイヤのねじればね定数に関する物理量
と、を車輪状態の未知要素として含む振動モデルで表
し、該振動モデルに基づいて、少なくとも前記検出手段
により検出された応答出力を略満足させるような前記未
知要素を推定する推定手段と、 を有することを特徴とする車輪状態推定装置。1. A wheel state estimating device for estimating a wheel state in a wheel resonance system including a friction characteristic between a tire and a road surface, the detecting means detecting a response output to a vibration input to the wheel resonance system. And the transfer characteristics of the wheel resonance system from the vibration input to the response output, at least the physical quantity related to the slipperiness between the tire and the road surface and the physical quantity related to the twisting constant of the tire.
And an estimation means for estimating the unknown element that substantially satisfies at least the response output detected by the detection means, based on the vibration model. A wheel state estimation device characterized by the above.
に基づいて、前記振動モデルを修正する修正手段をさら
に有することを特徴とする請求項1の車輪状態推定装
置。2. The wheel state estimating device according to claim 1, further comprising a correcting unit that corrects the vibration model based on a response output detected by the detecting unit.
手段をさらに有することを特徴とする請求項1又は請求
項2の車輪状態推定装置。3. Excitation applying an excitation input to the wheel resonance system
The wheel state estimation device according to claim 1 or 2 , further comprising means .
えられる加振入力を検出する加振入力検出手段をさらに
有することを特徴とする請求項3の車輪状態推定装置。 4. The wheel resonance system is applied to the wheel resonance system by the vibrating means.
The wheel state estimation device according to claim 3 , further comprising a vibration input detection means for detecting the vibration input obtained .
えられる加振入力は、ランダム入力、インパルス入力、
ステップ入力のいずれか1つであることを特徴とする請
求項4の車輪状態推定装置。 5. The wheel resonance system is applied to the wheel resonance system by the vibrating means.
The vibration input that can be obtained is random input, impulse input,
The wheel state estimation device according to claim 4, wherein the wheel state estimation device is any one of step inputs .
えられる加振入力の周波数は、タイヤのねじればね定数
から求めた共振周波数とすることを特徴とする請求項4
の車輪状態推定装置。 6. The wheel resonance system is applied by the vibrating means.
The frequency of the vibration input obtained is the twist constant of the tire.
5. The resonance frequency obtained from
Wheel condition estimation device.
に基づいて、該応答出力が周期的な出力か否かを判断す
るための判断値を算出する算出手段と、 前記算出手段により算出された判断値に基づいて、前記
検出手段により検出された応答出力の中から前記推定手
段に入力する出力を選別する選別手段と、 を更に備え、 前記推定手段は、前記未知要素を推定する際は、前記選
別手段により選別された出力を用いることを特徴とする
請求項1乃至請求項6の何れか1項 の車輪状態推定装
置。7. A response output detected by the detecting means.
It is determined whether the response output is a periodic output or not.
A calculating unit for calculating a judgment value for calculating the judgment value, and based on the judgment value calculated by the calculating unit,
The estimated hand is selected from the response outputs detected by the detection means.
Selecting means for selecting an output input to the stage , wherein the estimating means estimates the unknown element by the selecting means.
Characterized by using the output selected by another means
The wheel state estimation device according to any one of claims 1 to 6 .
記検出手段により検出された応答出力と該応答出力を該
応答出力の周期的な部分が該応答出力の変化に対応して
変化するように変換した値との相関係数を算出する請求
項7の車輪状態推定装置。 8. The calculation means uses the previous value as the judgment value.
The response output detected by the detection means and the response output
The periodic part of the response output corresponds to the change of the response output
Request to calculate the correlation coefficient with the converted value
Item 7. A wheel state estimation device according to item 7.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20410898A JP3409702B2 (en) | 1997-07-18 | 1998-07-17 | Wheel condition estimation device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-209780 | 1997-07-18 | ||
| JP20978097 | 1997-07-18 | ||
| JP20410898A JP3409702B2 (en) | 1997-07-18 | 1998-07-17 | Wheel condition estimation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1178843A JPH1178843A (en) | 1999-03-23 |
| JP3409702B2 true JP3409702B2 (en) | 2003-05-26 |
Family
ID=26514289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20410898A Expired - Fee Related JP3409702B2 (en) | 1997-07-18 | 1998-07-17 | Wheel condition estimation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409702B2 (en) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3344951B2 (en) * | 1998-10-02 | 2002-11-18 | 株式会社豊田中央研究所 | Physical quantity estimation device and ABS control device |
| JP3769435B2 (en) * | 1999-11-05 | 2006-04-26 | 株式会社豊田中央研究所 | Road friction estimation device |
| US6341826B2 (en) | 1999-12-21 | 2002-01-29 | Denso Corporation | Antiskid brake control system for automotive vehicles |
| DE10116353B4 (en) | 2000-04-03 | 2006-03-30 | Aisin Seiki K.K., Kariya | Brake force distribution control device |
| DE10116356B4 (en) | 2000-04-03 | 2007-04-12 | Aisin Seiki K.K., Kariya | Braking force control device |
| JP2001287632A (en) | 2000-04-05 | 2001-10-16 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Braking force control device |
| JP4331881B2 (en) | 2000-10-16 | 2009-09-16 | トヨタ自動車株式会社 | Road surface condition estimation device |
| JP4674959B2 (en) * | 2000-11-24 | 2011-04-20 | トヨタ自動車株式会社 | Road surface condition estimation device |
| JP4696211B2 (en) * | 2000-12-13 | 2011-06-08 | トヨタ自動車株式会社 | Road friction estimation device |
| JP4171174B2 (en) * | 2000-12-14 | 2008-10-22 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire identification apparatus and method |
| JP4159516B2 (en) | 2004-06-15 | 2008-10-01 | 住友ゴム工業株式会社 | Improvement of speed sensitivity correction method for decompression judgment value in tire pressure drop warning device |
| JP4929944B2 (en) | 2006-09-20 | 2012-05-09 | 日産自動車株式会社 | Vehicle driving force distribution control device |
| KR101448746B1 (en) * | 2012-10-17 | 2014-10-10 | 현대자동차 주식회사 | Method and system for controlling anti-jerk of electric vehicle |
| JP5993804B2 (en) * | 2013-06-12 | 2016-09-14 | 株式会社ブリヂストン | Tire contact state estimation method |
| WO2017102086A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Nira Dynamics Ab | Tire stiffness estimation and road friction estimation |
| JP7463839B2 (en) * | 2020-05-20 | 2024-04-09 | 株式会社デンソー | Judging device |
| CN117445686A (en) * | 2022-07-18 | 2024-01-26 | 比亚迪股份有限公司 | Vehicle drift control method and system and vehicle |
-
1998
- 1998-07-17 JP JP20410898A patent/JP3409702B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1178843A (en) | 1999-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6264292B1 (en) | Wheel condition estimating apparatus | |
| JP3409702B2 (en) | Wheel condition estimation device | |
| JP4331881B2 (en) | Road surface condition estimation device | |
| US6668637B2 (en) | Tire air pressure estimating apparatus | |
| CN114590238B (en) | Travel control system and travel control method | |
| EP0747691B1 (en) | Apparatus and method for detecting friction characteristics | |
| EP0699568B1 (en) | Anti-lock brake controlling apparatus | |
| JP3344951B2 (en) | Physical quantity estimation device and ABS control device | |
| JP3617309B2 (en) | Road friction coefficient estimation device | |
| US6729697B2 (en) | Braking force control device | |
| JP3319407B2 (en) | Road surface condition estimation device | |
| JP3448573B2 (en) | Vehicle mass calculation device | |
| CN118323152A (en) | Instantaneous longitudinal tire force maximization control method based on wheel resonance gain | |
| JP4696211B2 (en) | Road friction estimation device | |
| JP3792756B2 (en) | Anti-lock brake control device | |
| JP3424535B2 (en) | Road surface condition estimation device | |
| JP4027585B2 (en) | Physical quantity estimation device and road surface friction state estimation device | |
| JP2002120708A (en) | Road surface friction state estimation device and tire pressure measurement device | |
| JP3769410B2 (en) | Physical quantity estimation device and ABS control device | |
| JP4330206B2 (en) | Road surface μ estimation device | |
| JP3436124B2 (en) | Fluctuation reduction processing device and road surface condition estimation device | |
| JP2003261017A (en) | Road surface μ gradient estimator | |
| JP2002274356A (en) | Road friction coefficient determination device | |
| CN117818626A (en) | A longitudinal instantaneous slip rate estimation method based on adaptive filtering | |
| JP2001088679A (en) | ABS control device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |