JPH07318574A - 車輪速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車輪速度に侵入した周期的外乱を除去可能な車
輪速度検出装置を得る。 【構成】電磁ピックアップ１２により、車輪１４と共に
回転するロータ１０の各歯の通過を検出してそれに応じ
たパルス信号を発生させ、コンピュータ２０により、発
生させられた各パルス信号に基づいて車輪１４の回転速
度を逐次決定し、各回転速度の、複数の回転速度の平均
値からの変動量を各変動回転速度としてＲＡＭ４４に順
に記憶させ、既に記憶させられている複数の変動回転速
度のうち今回決定した変動回転速度より車輪１４がちょ
うど１回転する前に決定した変動回転速度を読み出し、
両者の差を求めることにより回転速度に侵入した周期的
外乱を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車輪の回転速度である車
輪速度を検出する装置に関するものであり、特に車輪速
度に侵入した周期的外乱を除去する技術に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】車輪速度を検出する装置が広く知られて
いる。この装置は一般に、(a) 車輪と共に回転する回転
体の回転を検出して車輪速度に応じた周期的信号を発生
させる周期的信号発生装置と、(b) 発生させられた周期
的信号に基づいて各車輪速度を順に決定する車輪速度決
定装置とを含むように構成される。

【０００３】車輪速度は例えば、車輪のスリップ率や制
動・駆動力等、車輪の運動状態を制御して車両の運動を
制御する車両制御装置において使用される。さらに、車
輪のタイヤ空気圧等、車輪の特性を検出する車輪特性検
出装置においても使用される。車輪特性検出装置の一例
が実開平２−４５４６１号公報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】駆動も制動も行われて
いない車両走行中においては、車体速度が一定であれば
真の車輪速度は一定である。しかし、車輪速度は実際に
は周期的変動を伴うことを避け得ない。車輪の製造ばら
つき等、車輪自体の不均一性に起因する周期的外乱や、
車輪を駆動する駆動系の振動等、車輪以外の車両構成要
素に起因する周期的外乱などが存在するからである。ま
た、たとえ実際にそのような周期的変動が存在しなくて
も前記周期的信号発生装置における回転体の製造，組付
けばらつき等が存在するため、車輪速度検出値に周期的
変動を伴うことを避け得ない。そのため、このような車
輪速度検出値の周期的外乱を考慮しないで車両制御，車
輪特性検出等を行う場合には、十分には精度よく目的を
達成することができない。

【０００５】このような事情を背景とし、請求項１の発
明は、先行する車輪速度信号を遅延させて後続する車輪
速度信号に重ね合わせて車輪速度信号に侵入した周期的
外乱を除去することにより、車輪速度の検出値を真の値
に極力近づけることを課題としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
に請求項１の発明は、前記周期的信号発生装置および車
輪速度決定装置を含む車輪速度検出装置において、前記
車輪速度決定装置を、先に決定した複数の車輪速度のう
ち今回決定した車輪速度と予め定められた関係を有する
ものを今回決定した車輪速度に加算または減算すること
を含む演算により、車輪速度に侵入した周期的外乱を除
去するものとしたことを特徴とする。

【０００７】なお、ここにおいて「周期的外乱」は、車
輪自体の不均一性に起因するものに限らず、例えば、駆
動系の回転振動に起因するものや、回転体の車輪回転軸
に対する偏心に起因するものも含まれる。

【０００８】また、「車輪速度決定装置」は、コンピュ
ータを主体として構成することも、ディスクリート回路
を主体として構成することもできる。

【０００９】

【作用】車輪速度に侵入した周期的外乱は、周期性を有
することから、先に決定した車輪速度を後に決定した車
輪速度に加算または減算することを含む演算により除去
可能である。このような知見に基づき、請求項１の発明
に係る車輪速度検出装置においては、周期的信号発生装
置から発生させられる周期的信号に基づいて複数の車輪
速度が順に決定され、過去に決定された特定の車輪速度
が今回決定された車輪速度に加算または減算させられ
る。その結果、先行する周期的外乱によって後続する周
期的外乱が打ち消され、車輪速度から周期的外乱が除去
されることになる。

【００１０】

【発明の効果】したがって、請求項１の発明によれば、
車輪速度から周期的外乱が除去され、車輪速度の検出値
が真の値に極力接近することになるため、車輪速度検出
装置の信頼性が向上するという効果が得られる。

【００１１】

【発明の望ましい実施態様】以下、本発明の望ましい実
施態様のいくつかを列挙する。 (1) 請求項１の車輪速度検出装置であって、前記車輪速
度決定装置が、前記周期的信号発生装置から周期的信号
を構成する各単位波が発生させられる毎に各単位波に基
づいて各車輪速度を順に決定するものである車輪速度検
出装置。

【００１２】(2) 請求項１の車輪速度検出装置であっ
て、前記車輪速度決定装置が、前記周期的信号発生装置
から発生させられる周期的信号に基づき、予め定められ
たサンプリング周期毎に各車輪速度を順に決定するもの
である車輪速度検出装置。

【００１３】(3) (2) の車輪速度検出装置であって、前
記車輪速度決定装置が、前記周期的信号発生装置から周
期的信号を構成する各単位波が発生させられる毎に各単
位波に基づいて各元車輪速度を順に決定し、決定した少
なくとも１個の元車輪速度に基づき、予め定められたサ
ンプリング周期毎にサンプル車輪速度を順に決定し、先
に決定した少なくとも１個のサンプル車輪速度のうち今
回決定したサンプル車輪速度と予め定められた関係を有
するものを今回決定したサンプル車輪速度に加算または
減算することを含む演算により、車輪速度に侵入した周
期的外乱を除去するものである車輪速度検出装置。

【００１４】(4) 請求項１，(1) 〜(3) の車輪速度検出
装置であって、前記車輪速度決定装置が、先に決定した
複数の車輪速度のうち、車輪速度の今回の決定時期よ
り、除去すべき周期的外乱の１周期と同じ時間だけ過去
に決定されたものを今回決定した車輪速度から減算する
ことを含む演算により、車輪速度に侵入した周期的外乱
を除去する車輪速度検出装置。

【００１５】(5) 請求項１，(1) 〜(3) の車輪速度検出
装置であって、前記車輪速度決定装置が、先に決定した
複数の車輪速度のうち、車輪速度の今回の決定時期よ
り、除去すべき周期的外乱の半周期と同じ時間だけ過去
に決定されたものを今回決定した車輪速度に加算するこ
とを含む演算により、車輪速度に侵入した周期的外乱を
除去する車輪速度検出装置。

【００１６】(6) 請求項１の車輪速度検出装置であっ
て、前記車輪速度決定装置が、除去すべき周期的外乱と
して、車輪の不均一性に起因する外乱であって車輪１回
転を１周期とするものが想定されており、かつ、 前記周期的信号発生装置から周期的信号を構成する
各単位波が発生させられる毎に各単位波に基づいて各元
回転速度を順に演算する元回転速度演算部と、 予め定められたサンプリング周期が経過する毎に、
その間に演算された少なくとも１個の元回転速度の平均
値をサンプル回転速度として演算するサンプル回転速度
演算部と、 今回演算されたサンプル回転速度の変動成分をサン
プル変動回転速度として演算するサンプル変動回転速度
演算部と、 除去すべき周期的外乱の周期的変化を表す誤差値
（変動回転速度に加算することによってその変動回転速
度に侵入した周期的外乱を除去するもの）を少なくとも
車輪１回転分、車輪の回転位置に関連付けて記憶する１
回転分メモリと、 サンプリング周期が経過する毎に１回転分メモリか
ら、今回のサンプル変動回転速度よりちょうど車輪１回
転前に取得された誤差値を旧誤差値として読み出し、そ
の旧誤差値と今回のサンプル変動回転速度との和を演算
して出力値とする出力値演算部と、 その出力値とサンプル変動回転速度の固定成分との
和を最終的な回転速度として演算する最終的回転速度演
算部と、 今回のサンプリング変動回転速度よりちょうど車輪
１回転前に取得された旧誤差値から今回の前記出力値を
減算することにより、今回の新誤差値を演算する誤差値
演算部と、 １回転分メモリにおいて、今回の旧誤差値を、演算
された新誤差値に更新する１回転分メモリ更新部とを含
む車輪速度検出装置。

【００１７】(7) 車輪の少なくとも回転速度および慣性
モーメントから車輪に対する外乱を推定する外乱オブザ
ーバと、請求項１，(1) 〜(6) の車輪速度検出装置であ
って検出した車輪速度を回転速度として外乱オブザーバ
に供給するものとを含む車輪の外乱検出装置。

【００１８】(8) (7) の外乱検出装置であって、前記外
乱オブザーバが少なくとも車輪のリム側部慣性モーメン
ト，ベルト側部慣性モーメント，リム側部−ベルト側部
間のねじりばね定数およびリム側部回転速度から前記外
乱を推定するものであり、かつ、前記車輪速度検出装置
がリム側部回転速度を検出するものである外乱検出装
置。

【００１９】(9) (8) の外乱検出装置を含み、かつ、そ
れに前記外乱と共にリム側部−ベルト側部間のねじり角
を推定させ、それら外乱とねじり角との関係から車輪の
タイヤの空気圧の変化を取得するタイヤ空気圧変化取得
装置。

【００２０】

【実施例】以下、請求項１の発明を図示の実施例に基づ
いて具体的に説明する。図２において１０はロータ、１
２は電磁ピックアップである。ロータ１０は図３に示す
車輪１４と共に回転するものであり、外周に多数の歯１
６を備えている。電磁ピックアップ１２はそれらの歯１
６の通過に応じて周期的に変化する電圧を発生する。こ
の電圧は波形整形器１８によって矩形波に整形され、コ
ンピュータ２０のＩ／Ｏポート２２に供給される。車輪
１４は４個あり、それらに設けられている各電磁ピック
アップ１２が全て波形整形器１８を経てコンピュータ２
０に接続されるが、図２には代表的に１組のみが図示さ
れている。すなわち、本実施例においては、各電磁ピッ
クアップ１２および波形整形器１８が互いに共同して矩
形波の電圧信号を周期的信号として出力する形式の周期
的信号発生装置の一例を構成しているのである。

【００２１】車輪１４は図３に示すように、ホイール２
４の外周にタイヤ２６が取り付けられたタイヤ付ホイー
ルであるが、図４に示すように、相対回転可能なリム側
部２８とベルト側部３０とがねじりばね３２によって連
結されたものと考えることができる。上記ロータ１０は
ホイール２４と一体的に回転するように取り付けられる
ため、電磁ピックアップ１２は厳密にはリム側部２８の
角速度を検出することになる。

【００２２】コンピュータ２０は図２に示すように処理
装置としてのＣＰＵ４０，第一記憶装置としてのＲＯＭ
４２および第二記憶装置としてのＲＡＭ４４を備えてお
り、ＲＯＭ４２に図５のフローチャートで表される制御
プログラムが格納されることによって、図１に示すリム
側部回転速度演算・補正部４５を構成している。このコ
ンピュータ２０は別のコンピュータ４７と接続されてい
る。このコンピュータ４７は処理装置としてのＣＰＵ４
８，第一記憶装置としてのＲＯＭ４９，第二記憶装置と
してのＲＡＭ５０および入出力装置としてのＩ／Ｏポー
ト５１を備えており、ＲＯＭ４９に図１６のフローチャ
ートで表される相関演算ルーチンを始めとする種々の制
御プログラムが格納されることによって、図１に示す外
乱オブザーバ５２，前処理部５４，相関演算部５６，正
規化部５８，定数補正部６０，判定部６２および車輪速
度出力部６４を構成している。

【００２３】コンピュータ４７のＩ／Ｏポート５１には
図２に示すように、判定部６２の判定結果を運転者に知
らせる表示装置６６が接続されている。表示装置６６は
本実施例においては液晶ディスプレイであるが、点灯あ
るいは点滅するランプ等別の表示装置を用いることも可
能であり、音声で運転者に知らせる音声報知装置などを
含めて種々の形態の報知装置を採用することが可能であ
る。コンピュータ４７のＩ／Ｏポート５１にはさらに、
ホイール２４（リム側部２８）に加えられる駆動・制動
トルクを、ホイール２４の軸に取り付けられた歪みゲー
ジ等により検出する駆動・制動トルク検出装置６８が接
続されている。

【００２４】リム側部回転速度演算・補正部４５は上記
４個の車輪１４に対応する各電磁ピックアップ１２およ
び波形整形器１８から供給される矩形波信号（以下、パ
ルス信号ともいう）に基づいて各車輪１４の回転速度を
算出するとともに、後述の信号遅延・重ね合わせ処理に
よって各車輪１４の回転速度を補正する。各車輪１４お
よびロータ１０には製造，組立誤差が存在し、これら誤
差等に起因して周期的な回転速度誤差が発生するため、
この各車輪１４に固有の固有回転速度誤差を除いた回転
速度を求めるのである。図６に、車体速度が１２０〔km
/h〕、タイヤ半径が約３３０〔mm〕、タイヤ空気圧が
０．２〔MPa 〕である走行状況下において取得された回
転速度の周波数特性（周波数とパワースペクトルとの関
係）の一例をグラフで表す。グラフから明らかなよう
に、基本周波数を約１６〔Hz〕とする複数の高調波が発
生しており、これが車輪１４の固有回転速度誤差すなわ
ち周期的外乱であり、これを除去するために回転速度補
正が行われるのである。すなわち、本実施例において
は、車輪１４の固有回転速度誤差が除去すべき周期的外
乱なのである。

【００２５】なお、車輪１４の回転速度は周速度で演算
されるが、そのためにはタイヤ２６の実質的な半径（タ
イヤが荷重で変形した状態における路面から車輪１４の
中心までの距離）が必要であり、これはタイヤ２６の空
気圧によって変わる。よって、当初は空気圧が正規であ
る場合の正規の半径が使用されるが、後に説明する処理
によってタイヤ２６の空気圧変化が判明した場合は、予
めＲＯＭ４２に格納されているタイヤ径テーブルからそ
の空気圧変化に対応したタイヤ半径が読み出されて使用
される。なお、回転速度が角速度で演算される場合に
は、タイヤ径テーブルは不要である。

【００２６】リム側部回転速度演算・補正部４５の機能
は図５に示す回転速度演算・補正ルーチンの実行により
果たされるが、まず、その原理を説明する。回転速度に
侵入する外乱は、車輪１４と共に１回転する周期性を有
する。したがって、この周期性を利用し、回転速度の時
間的変化のうち先行する部分をちょうど１周期分だけ遅
延させて後続する部分に重ね合わせることにより、周期
的外乱を除去することにする。信号遅延・重ね合わせ処
理の伝達関数は図７のブロック線図で表すことができ、
この場合の状態方程式は、ｚ変数を用いれば、

【００２７】

【数１】

【００２８】となる。ただし、 Ｖ ：入力としての車体速度 ｖ ：入力としての回転速度 ｙ ：出力としての回転速度 Ｌ ：回転速度ｖのサンプリング周期Ｔを単位として記
述される遅延量

【００２９】なお、図において遅延演算部は、旧誤差値
ｅ₂ を遅延量Ｌ（Ｌ回分のサンプリング周期Ｔ）だけ遅
延させて入力としての誤差値ｅ（＝Ｖ−ｙ）に加算して
新誤差値ｅ₁ を得ることにより、入力ｖにおいてそれの
変動成分Δｖ（すなわち除去すべき周期的外乱）を相対
的に強調して変動成分を抽出する機能を果たす。

【００３０】入力ｖから出力ｙまでの伝達関数Ｈ
₁ （ｚ）は、

【００３１】

【数２】

【００３２】となる。ここで、伝達関数Ｈ₁ （ｚ）の周
波数応答Ｈ₁ （ω）を求めるために、 ｚ^-1＝ｅ^-jwn とおく。ただし、 ｊ ：虚数単位 ω_n ：正規化角周波数 なお、正規化角周波数ω_n は、１秒間を単位として記述
される実角周波数ω_Aではなく、サンプリング周期Ｔを
単位として記述される角周波数である。そのため、正規
化角周波数ω_n は、 ω_n ＝ω_A Ｔ で表される。

【００３３】その結果、周波数応答Ｈ₁ （ω）が、

【００３４】

【数３】

【００３５】として求められる。この周波数応答Ｈ
₁ （ω）の絶対値の二乗は、

【００３６】

【数４】

【００３７】となる。この式から明らかなように、cos
ω_n Ｌ＝１すなわちω_n Ｌ＝２ｎπ（ｎ：整数）のと
き、周波数応答Ｈ₁ （ω）が０、すなわち入力ｖが出力
ｙに全く現れない状態となる。また、周波数応答Ｈ
₁ （ω）が０となる複数の角周波数ω _n のうち互いに隣
接する２個のものの中間値（ω_n Ｌ≠２ｎπである各区
間における代表点）において、入力ｖがそのまま出力ｙ
に現れるようにするためには、例えば、ω_n Ｌ＝（２ｎ
＋１）πのときに周波数応答Ｈ₁ （ω）の絶対値が１と
ならなければならないが、入力ｖをそのまま使用したの
では、

【００３８】

【数５】

【００３９】となってしまう。そこで、入力ｖをそのま
ま使用するのではなく、それに｜１−ｇ／２｜なる調整
ゲインを掛け算した値ｖ₁ として使用することとする。

【００４０】以上、入力ｖから出力ｙまでの伝達関数Ｈ
₁ （ｚ）について説明したが、出力ｙには入力ｖの影響
のみならず入力Ｖの影響も加えられる。そこで、出力ｙ
における入力Ｖの影響を評価するため、入力Ｖから出力
ｙまでの伝達関数Ｈ₂ （ｚ）をも求めることとする。こ
の伝達関数Ｈ₂ （ｚ）は伝達関数Ｈ₁ （ｚ）に同様にし
て求められ、

【００４１】

【数６】

【００４２】となる。これの周波数応答Ｈ₂ （ω）は、

【００４３】

【数７】

【００４４】となり、この周波数応答Ｈ₂ （ω）の絶対
値の二乗は、

【００４５】

【数８】

【００４６】となる。この式から明らかなように、ω_n
Ｌ＝２ｎπのとき、周波数応答Ｈ₂ （ω）の絶対値は１
となり、その結果、 Ｖ＝ｙ となる。

【００４７】すなわち、出力ｙは、 ｙ＝Ｈ₁ （ｚ）ｖ₁ ＋Ｈ₂ （ｚ）Ｖ なる式で近似的に表すことができ、ω_n Ｌ≠２ｎπのと
きには、 ｙ＝ｖ₁ となり、ω_n Ｌ＝２ｎπのときには、 ｙ＝Ｖ となるのである。ここで、入力ｖ₁ を、時間的変動の中
心である固定成分（オフセット値ともいう）ｖ₀ と変動
成分Δｖとに分離して考えると、オフセットｖ₀は本来
入力Ｖに一致すべきであるから、ω_n Ｌ≠２ｎπのと
き、 ｙ＝ｖ₀ ＋Δｖ となり、ω_n Ｌ＝２ｎπのとき、 ｙ＝ｖ₀ となる。

【００４８】したがって、固定成分ｖ₀ を０とみなし、
入力ｖ₁ として変動成分Δｖ、入力Ｖとして０をそれぞ
れ使用すれば、出力ｙがΔｖとなり、これが求めるべき
周期的外乱の時間的変化を表す物理量となる。また、こ
のΔｖに固定成分ｖ₀ を加算すれば、周期的外乱が除去
された回転速度ｖが取得されることになる。

【００４９】ところで、遅延量Ｌについては、前記のよ
うに、 ω_n Ｌ＝２ｎπ なる関係が成立するため、遅延量Ｌは、 Ｌ＝（２ｎπ）／ω_n で表される。ここで、ｎ＝１とすれば、 Ｌ＝（２π）／ω_n となり、また、前記のように、 ω_n ＝ω_A Ｔ なる関係が成立する。また、除去すべき周期的外乱の基
本波の周波数である基本周波数ｆ₁ は、 １／ｆ₁ ＝（２π）／ω_A で表される。ただし、ｆ₁ ＝Ｖ／（２πＲ）である。し
たがって、遅延量Ｌは、 Ｌ＝（１／ｆ₁ ）／Ｔ で表される。

【００５０】この式は物理的には、『遅延量Ｌが、除去
すべき周期的外乱が１周期進行する間に、すなわち、車
輪１４が１回転する間に回転速度ｖのサンプリングが行
われる回数に等しい』ことを表している。

【００５１】タイヤ半径Ｒが約３３０〔mm〕、車体速度
Ｖが１２０〔km/h〕である場合には、基本周波数ｆ₁ が
約１６〔Hz〕となり、また、サンプリング周期Ｔを５
〔ms〕とすれば、この場合の遅延量Ｌは約１２〔サンプ
リング周期〕となる。図８に、Ｌ＝１２，ｇ＝０．４と
した場合の伝達関数Ｈ₁ （ｚ）の周波数特性をグラフで
表す。このグラフは縦軸に周波数応答Ｈ₁ （ω）がｄＢ
単位でとられているため、周波数応答Ｈ₁ （ω）が１で
あることがグラフでは０で表され、周波数応答Ｈ
₁ （ω）が０であることがグラフでは−∞で表されるこ
とになる。したがって、グラフから明らかなように、１
６〔Hz〕を基本周波数ｆ₁ とする複数の高調波が発生す
る周波数の各位置において周波数応答Ｈ₁ （ω）が十分
に０に近くなり、それ以外の各位置において周波数応答
Ｈ₁ （ω）が十分に１に近くなっている。

【００５２】次に、この原理に従って回転速度演算・補
正技術をコンピュータを用いて実施するための具体的技
術について説明する。

【００５３】まず、概略的に説明する。電磁ピックアッ
プ１２から各パルス（一連の矩形波を構成する各単位
波）が供給される毎に、各パルスの時間間隔に基づいて
元回転速度ｖが順に演算される。各パルスの時間間隔に
は例えば、各パルスの立ち上がり間隔時間，立ち下がり
間隔時間，パルス中点間隔時間等を選ぶことができる。

【００５４】また、１サンプリング周期Ｔが経過する毎
に、その間に入力・演算された少なくとも１個の元回転
速度ｖの平均値がサンプル回転速度ｖとして演算され
る。さらに、過去に演算されたサンプル回転速度ｖと現
サンプル回転速度ｖとからその平均値（車体速度Ｖの検
出値の一例）が演算される。この平均値は前記オフセッ
ト値として使用され、現サンプル回転速度ｖからそのオ
フセット値が減算されることにより、サンプル変動回転
速度Δｖ（図７における「ｖ」に相当する）が求められ
る。

【００５５】ＲＡＭ４４には１回転分メモリが設けられ
ている。１回転分メモリは誤差値Ｅ（図７における「ｅ
（＝Ｖ−ｙ）」に相当する）をロータ１０の各歯に関連
付けて記憶するものである。誤差値Ｅは、除去すべき周
期的外乱、すなわち、本実施例においては車輪の不均一
性に起因する外乱がロータ１０の回転と共に変化する状
態を表す値であり、この取得方法については後に詳述す
る。１回転分メモリはロータ１０が１回転する間に電磁
ピックアップ１２から出力されるパルスの数、すなわち
ロータ１０の歯の数と同数の記憶アドレスが設けられて
おり、各記憶アドレスに各誤差値Ｅが順に記憶されるこ
ととなる。

【００５６】図９には、ロータ１０の歯数が８である場
合を例にとり、１回転分メモリの構成が概念的に示され
ている。図において、「１−１」は第１回転時において
第１番目に演算された誤差値Ｅを示し、「１−２」は第
１回転時において第２番目に演算された誤差値Ｅを示
し、「２−１」は第２回転時において第１番目に演算さ
れた誤差値Ｅを示すというように、ハイフンで連結され
た２個の数字のうち左側の数字は車輪１４が第何回転目
にあるかを示し、右側の数字は各パルスが各回転時にお
いて第何番目にあるかを示している。

【００５７】サンプリング周期Ｔが経過する毎に、この
１回転分メモリから誤差値Ｅが読み込まれる。１回転分
メモリに既に記憶されている少なくとも１個の誤差値Ｅ
のうち、今回のサンプル変動回転速度Δｖに係る少なく
とも１個の変動回転速度Δｖの各々とロータ１０のパル
ス発生回転位置が共通する誤差値群Ｅが読み込まれる。
すなわち、今回のサンプル変動回転速度Δｖよりちょう
どロータ１回転前に取得された誤差値群Ｅが旧誤差値群
Ｅとして読み出されるのである。読み出された旧誤差値
群Ｅについては平均値が求められ、平均旧誤差値Ｅ_MEAN
（図７における遅延演算部の「ｅ₂ 」に相当する）とさ
れる。

【００５８】例えば、図９の例を用いて説明すれば、各
回のサンプリングにおいて変動回転速度Δｖが２個ずつ
得られると仮定すれば、図１０に示すように、例えば、
図９における「１−１」と「１−２」とが「１−」、
すなわち、第１回転時における第１番目の旧誤差値群Ｅ
を構成し、「１−１」と「１−２」でそれぞれ示される
２個の旧誤差値Ｅの平均値が「１−」で示される平均
旧誤差値Ｅ_MEANとされる。また、各回のサンプリングに
おいて変動回転速度Δｖが４個ずつ得られると仮定すれ
ば、図１１に示すように、例えば、図９における「１−
１」〜「１−４」が「１−」、すなわち、第１回転時
における第１番目の旧誤差値群Ｅを構成し、「１−１」
〜「１−４」でそれぞれ示される４個の旧誤差値Ｅの平
均値が「１−」で示される平均旧誤差値Ｅ_MEANとされ
る。

【００５９】このようにして求められた今回の平均旧誤
差値Ｅ_MEANと前記ゲインｇとの積が求められ、さらに、
今回のサンプル変動回転速度Δｖと前記調整ゲイン｜１
−ｇ／２｜との積（図７における「ｖ₁ 」に相当する）
も求められる。さらに、それら２個の積の和が演算さ
れ、図７における出力ｙとされる。すなわち、出力ｙ
が、 旧Ｅ_MEAN・ｇ＋サンプルΔｖ・｜１−ｇ／２｜ として求められるのである。この出力ｙに前記オフセッ
ト値が加算されることにより、最終的な回転速度ｖが求
められることになる。

【００６０】次に、今回の出力ｙと今回の平均旧誤差値
Ｅ_MEANとから新誤差値Ｅ（図７における遅延演算部の
「ｅ₁ 」に相当する）が求められる。すなわち、新誤差
値Ｅが、 ｅ＋ｅ₂ ＝（Ｖ−ｙ）＋ｅ₂ ＝（０−ｙ）＋ｅ₂ ＝−ｙ
＋旧Ｅ_MEAN として求められるのである。ここにおいて、平均旧誤差
値Ｅ_MEANを加算する操作が「遅延演算処理」の一例であ
り、また、出力ｙを減算する操作が「出力フィードバッ
ク処理」の一例である。

【００６１】新誤差値Ｅが求められたならば、１回転分
メモリにおいて誤差値Ｅの更新が行われる。すなわち、
今回の旧誤差値群Ｅを構成する各旧誤差値Ｅの各々がい
ずれも同じ新誤差値Ｅに書き換えられるのである。

【００６２】図１０の例を用いて説明すれば、例えば、
「２−」に対応する新誤差値Ｅが演算された場合に
は、「１−」で示される旧誤差値群Ｅを構成する「１
−１」と「１−２」でそれぞれ示される旧誤差値Ｅがい
ずれも同じ新誤差値Ｅに書き換えられることになる。

【００６３】ただし、上記の処理が何回も繰り返される
ことによって１回転分メモリに記憶されている誤差値Ｅ
が除去すべき周期的外乱を正確に反映するに至れば、出
力ｙが０となり、ひいては新誤差値Ｅがすわなち旧誤差
値Ｅとなるから、この段階においては誤差値Ｅの書換え
が行われても誤差値Ｅは実質的に固定されることにな
る。

【００６４】ここで、１回転分メモリと遅延量Ｌとの関
係について説明する。本実施例においては、各パルスが
発生する毎に元回転速度ｖの演算が行われるが、サンプ
ル変動回転速度Δｖの演算，平均誤差値Ｅ_MEANの演算，
出力ｙの演算および最終的回転速度ｖの演算は各パルス
毎にではなく、サンプリング周期Ｔが経過する毎に行わ
れる。したがって、１回転分メモリは実質的には、車輪
１４が１回転する間にサンプリングされるパルスの数と
同数の誤差値Ｅ（図１０の例では４個、図１１の例では
２個）が記憶されるメモリであるということができる。

【００６５】また、本実施例においては、先に演算され
た元回転速度ｖをロータ１回転分遅延させて後に演算さ
れる元回転速度ｖに重ね合わせる際のその遅延量が、１
回転分メモリに記憶されている誤差値群Ｅの数（すなわ
ち、サンプル変動回転速度Δｖの数）と等しくされる。

【００６６】この遅延量Ｌは前記の理論の説明において
は、サンプリング周期Ｔを単位として、 Ｌ＝２πＲ／Ｖ／Ｔ で表され、また、サンプリング周期Ｔは不変である。し
たがって、周期的外乱をその周期性を利用して除去する
ためには、遅延量Ｌを車体速度Ｖすなわち回転速度ｖに
応じて変化させることが必要となる。これに対し、本実
施例においては、前記のように、１回転分メモリの数が
ロータ１０の歯数と同数とされ、常に最新かつロータ１
回転分の誤差値Ｅが記憶されるようにされる。しかも、
サンプリング周期Ｔが経過する毎に、その間に演算され
た少なくとも１個の誤差値Ｅについて平均値が求められ
て唯一の代表値として用いられることにより、１回転分
メモリの記憶アドレスが実質的にはサンプリング周期Ｔ
毎に得られた元回転速度ｖの数に応じて分割され、結
局、その分割数が遅延量Ｌと等しくなっている。したが
って、本実施例においては、回転速度ｖ毎に遅延量Ｌの
異なる遅延演算部を設けることなく、１個の遅延演算部
で遅延量Ｌが回転速度ｖに応じて自動的に変化させられ
ることになる。

【００６７】以上のようにして周期的外乱が除去された
出力ｙが演算されたならば、これに前記オフセット値が
加算されることにより、周期的外乱が除去された最終的
な回転速度ｖが演算される。

【００６８】なお、図１２には変動回転速度Δｖの時間
的変化の二例がそれぞれグラフで表されている。上側の
グラフは回転速度ｖが遅いときの時間的変化の一例を示
し、下側のグラフは回転速度ｖが速いときの時間的変化
の一例を示している。それらグラフを対比すれば、回転
速度ｖが速いほど１回のサンプリング中に１回転分メモ
リに記憶される変動回転速度Δｖの数（図において〜
で表す）が増加することが分かり、さらに、回転速度
ｖが速いほど１回の遅延量Ｌに対応する変動回転速度群
Δｖの数が減少することも分かる。

【００６９】以上、回転速度演算・補正技術の内容を概
略的に説明したが、次に、図５の回転速度演算・補正ル
ーチンに基づいて具体的に説明する。

【００７０】まず、ステップＳ５１（以下、単にＳ５１
で表す。他のステップについても同じ）において、整数
ｉの値が１に初期化され、次に、Ｓ５２において、今回
のサンプリング周期が開始されるのを待つ状態となる。
今回のサンプリング周期が開始されたならば、Ｓ５３に
おいて、今回のサンプリング周期が終了したか否かが判
定される。今回は開始されたばかりであるから、判定が
ＮＯとなり、Ｓ５４において、電磁ピックアップ１２か
ら第ｉ番目のパルスが出されるのを待つ状態となる。出
されたならば判定がＹＥＳとなり、Ｓ５５において、そ
のパルスの継続時間が計測され、Ｓ５６において、その
継続時間に基づいて第ｉ番目の元回転速度ｖ_(i) が演算
される。すなわち、コンピュータ２０のこのＳ５６を実
行する部分によって「元回転速度演算部」が構成されて
いるのである。演算値はＲＡＭ４４の１サンプリング分
メモリに記憶される。

【００７１】その後、Ｓ５７において、整数ｉの値が１
増加させられ、Ｓ５８において、整数ｉの現在値が最大
値ｉ_MAX を超えたか否かが判定される。最大値ｉ_MAX は
ロータ１０の歯数と同じ値に設定されているから、この
判定は結局、１回転分の元回転速度ｖ_(i) が取得される
ごとにＹＥＳとなることになる。今回は整数ｉの現在値
が最大値ｉ_MAX を超えてはいないと仮定すれば判定がＮ
Ｏとなり、直ちにＳ５３に戻るが、超えていると仮定す
れば判定がＹＥＳとなり、Ｓ６６において整数ｉの値が
１にリセットされた後にＳ５３に戻ることになる。

【００７２】その後Ｓ５３〜Ｓ５８およびＳ６６の実行
が繰り返されるうちに今回のサンプリング周期が終了す
れば、Ｓ５３の判定がＹＥＳとなり、Ｓ５９以下のステ
ップに移行する。

【００７３】Ｓ５９においては、今回のサンプリング周
期の間に取得されて１サンプリング分メモリに記憶され
ている元回転速度ｖの平均値が演算され、サンプル回転
速度ｖとされる。すなわち、コンピュータ２０のこのＳ
５９を実行する部分によって「サンプル回転速度演算
部」が構成されているのである。

【００７４】Ｓ６０において、過去に得られたサンプル
回転速度ｖと現サンプル回転速度ｖとからその平均値が
演算され、これが前記オフセット値とされる。さらに、
現サンプル回転速度ｖからこの平均値が減算されること
によって今回のサンプル変動回転速度Δｖが演算され
る。すなわち、コンピュータ２０のこのＳ６０を実行す
る部分によって「サンプル変動回転速度演算部」が構成
されているのである。

【００７５】なお、このサンプル変動回転速度演算部を
例えば、遮断周波数が１〔Hz〕程度のハイパスフィルタ
手段として構成し、このハイパスフィルタ手段にサンプ
ル回転速度ｖを供給することによってもサンプル変動回
転速度Δｖを取得可能である。また、遮断周波数が１
〔Hz〕程度のローパスフィルタ手段にサンプル回転速度
ｖを供給することによっても前記オフセット値を取得可
能である。

【００７６】Ｓ６１においては、１回転分メモリに既に
記憶されている旧誤差値Ｅのうち、今回の変動回転速度
群Δｖと記憶アドレスが一致するものが読み出される。
すなわち、ちょうどロータ１回転前に取得された旧誤差
値群Ｅが読み出されるのである。さらに、今回の旧誤差
値群Ｅの平均値が平均旧誤差値Ｅ_MEANとして演算され
る。さらにまた、今回のサンプル変動回転速度Δｖと調
整ゲイン｜１−ｇ／２｜との積と、平均旧誤差値Ｅ_MEAN
とゲインｇとの積との和が出力ｙとして演算される。す
なわち、コンピュータ２０のうちこのＳ６１を実行する
部分によって「出力値演算部」が構成されているのであ
る。

【００７７】Ｓ６２においては、その出力ｙに前記オフ
セット値が加算されることにより、今回の最終的な回転
速度ｖ、すなわち、周期的外乱が除去された回転速度ｖ
が求められる。すなわち、コンピュータ２０のうちこの
Ｓ６２を実行する部分によって「最終的回転速度演算
部」が構成されているのである。

【００７８】Ｓ６３においては、今回の出力ｙが平均旧
誤差値Ｅ_MEANから減算されることにより今回の新誤差値
Ｅが求められる。すなわち、コンピュータ２０のうちこ
のＳ６３を実行する部分によって「誤差値演算部」が構
成されているのである。

【００７９】Ｓ６４においては、１回転分メモリにおい
て今回の旧誤差値群Ｅの各値がすべて同じ平均新誤差値
Ｅに書き換えられる。すなわち、コンピュータ２０のう
ちこのＳ６４を実行する部分によって「１回転分メモリ
更新部」が構成されているのである。その後、Ｓ５２に
戻る。

【００８０】以上、回転速度演算・補正技術を詳細に説
明したが、この技術を実施した場合の効果を一例を図１
３にグラフで表す。このグラフには、この技術を実施し
た後の回転速度ｖの周波数特性が実線で示され、これと
比較するために、この技術を実施する前の回転速度ｖの
周波数特性、すなわち、図６のグラフと同じものが破線
で示されている。それらグラフから明らかなように、こ
の技術を実施すれば、車輪１４に固有の周期的外乱を良
好に除去されることになる。

【００８１】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、コンピュータ２０によって車輪速度決定装
置が構成されているのである。

【００８２】次に、外乱オブザーバ５２について説明す
る。外乱オブザーバ５２は、車輪１４の図４に示すモデ
ルに基づいて構成されている。以下、この外乱オブザー
バ５２の構成について説明する。車輪１４を、慣性モー
メントＪ_R のリム側部２８と慣性モーメントＪ_B のベル
ト側部３０とがばね定数Ｋのねじりばね３２により接続
されたものとしてモデル化すれば、(2) 〜(4) の状態方
程式が成立し、これによって線形システムが構成され
る。 Ｊ_R ω_R ′＝−Ｋθ_RB＋Ｔ₁ ・・・(2) Ｊ_B ω_B ′＝ Ｋθ_RB−Ｔ_d ・・・(3) θ_RB′＝ω_R −ω_B ・・・(4) ただし、 ω_R ：リム側部２８の角速度 ω_R ′：リム側部２８の角加速度 ω_B ：ベルト側部３０の角速度 ω_B ′：ベルト側部３０の角加速度 θ_RB ：リム側部２８とベルト側部３０とのねじり角 Ｔ₁ ：駆動・制動トルク検出装置６８により検出され
る駆動・制動トルク Ｔ_d ：路面からの外乱トルク

【００８３】なお、実際にはリム側部２８とベルト側部
３０との間にはダンパが存在するが、その影響は比較的
小さいため、本実施例においてはその存在が無視されて
いる。

【００８４】上記状態方程式をベクトルおよび行列を用
いて表せば(5) 式となる。

【００８５】

【数９】

【００８６】ここで、タイヤ２６の空気圧が変化し、ね
じりばね３２のばね定数がＫからＫ＋ΔＫに変化したと
きの車輪１４の運動は(6) 式で表される。

【００８７】

【数１０】

【００８８】すなわち、ばね定数ＫがΔＫだけ変化する
ことは正常なタイヤ２６に(6) 式の右辺の最終項で表さ
れる外乱が加えられるのと等価である。この外乱にはば
ね定数Ｋの変化量ΔＫの情報が含まれており、かつ、ば
ね定数Ｋはタイヤ２６の空気圧に応じて変化するので、
この外乱を推定することによってタイヤの空気圧の変化
量を推定することができる。この外乱の推定に外乱オブ
ザーバの手法を用いるのであり、いま路面からのトルク
Ｔ_d をも外乱として扱うことにすれば、推定すべき外乱
ｗは(7) 式で表される。

【００８９】

【数１１】

【００９０】しかし、理論上、外乱［ｗ］の中の一つの
要素しか推定することができないため、第２要素である
ｗ₂ を推定することとする。外乱ｗ₂ を(8) 式で定義す
れば、車輪１４の状態方程式は(9) 式のようになるた
め、この(9) 式に基づいて外乱オブザーバを構成する。 ｗ₂ ＝（−１／Ｊ_B ）Ｔ_d ＋（ΔＫ／Ｊ_B ）θ_RB・・・(8)

【００９１】

【数１２】

【００９２】外乱オブザーバは外乱をシステムの状態変
数の一つとして推定するものである。そこで、(8) 式の
外乱ｗ₂ をシステムの状態に含めるために、推定すべき
外乱のダイナミクスを(10)式で近似する。 ｗ₂ ′＝０・・・(10) これは図１４に示すように連続して変化する外乱を階段
状に近似（零次近似）することを意味し、外乱オブザー
バ５２の外乱推定速度を推定すべき外乱の変化に比べて
十分速くすれば、この近似は十分に許容される。(10)式
より、外乱ｗ₂をシステムの状態に含めると(11)式の拡
張系が構成される。

【００９３】

【数１３】

【００９４】(11)式において［ω_B θ_RB ｗ₂ ］^T が
検出することができない状態となる。したがって、この
システムに基づいて外乱オブザーバ５２を構成すれば、
外乱ｗ₂ と元々測定できない状態変数ω_B ，θ_RBとを推
定することができる。記述を簡単にするために、(11)式
のベクトルおよび行列を分解して次のように表すことと
する。

【００９５】

【数１４】

【００９６】このとき、状態［ｚ］＝［ω_B θ_RB ｗ
₂ ］^T を推定する最小次元オブザーバの構成は(12)式で
表される。 ［ｚ_p ′］＝［Ａ₂₁］［ｘ_a ］＋［Ａ₂₂］［ｚ_p ］＋［Ｂ₂ ］［ｕ］＋［Ｇ］｛ ［ｘ_a ′］−（［Ａ₁₁］［ｘ_a ］＋［Ａ₁₂］［ｚ_p ］＋［Ｂ₁ ］［ｕ］）｝＝（ ［Ａ₂₁］−［Ｇ］［Ａ₁₁］）［ｘ_a ］＋（［Ａ₂₂］−［Ｇ］［Ａ₁₂］）［ｚ_p ］ ＋［Ｇ］［ｘ_a ′］＋（［Ｂ₂ ］−［Ｇ］［Ｂ₁ ］）［ｕ］・・・(12) ただし、 ［ｚ_p ］ ：［ｚ］の推定値 ［ｚ_p ′］：推定値［ｚ_p ］の変化率 ［Ｇ］ ：外乱オブザーバ５２の推定速度を決めるゲ
イン この方程式をブロック図で表わすと図１５のようにな
る。なお、図において［Ｉ］は単位行列、ｓはラプラス
演算子である。また、真値［ｚ］と推定値［ｚ_p ］との
誤差［ｅ］を［ｅ］＝［ｚ］−［ｚ_p］とおき、誤差
［ｅ］の変化率を［ｅ′］とすると、(13)式の関係を得
る。 ［ｅ′］＝（［Ａ₂₂］−［Ｇ］［Ａ₁₂］）［ｅ］・・・(13) これは外乱オブザーバ５２の推定特性を表しており、行
列（［Ａ₂₂］−［Ｇ］［Ａ₁₂］）の固有値がすなわち外
乱オブザーバ５２の極となる。したがって、この固有値
がｓ平面の左半面において原点から離れるほど外乱オブ
ザーバ５２の推定速度が速くなる。オブザーバゲイン
［Ｇ］は希望の推定速度になるように決定すればよい。

【００９７】なお、以上は、外乱ｗ₂ が前記(8) 式、す
なわちｗ₂ ＝（−１／Ｊ_B ）Ｔ_d ＋（ΔＫ／Ｊ_B ）θ_RB
で表されるものとして、外乱オブザーバ５２のうち、ね
じりばね３２のばね定数ＫがΔＫ変化した場合の外乱ｗ
₂ を推定する部分の構成を説明したが、外乱オブザーバ
５２の、ベルト側部３０の慣性モーメントＪ_B がＪ_B＋
ΔＪ_B に変化した場合、ならびにリム側部２８の慣性モ
ーメントＪ_R がＪ_R ＋ΔＪ_R に変化した場合の外乱をそ
れぞれ推定する部分も同様にして構成することができ
る。

【００９８】前処理部５４は、相関演算部５６における
演算の前処理を行う部分である。検出されたリム側部２
８の角速度ω_R と外乱オブザーバ５２において推定され
たベルト側部３０の角速度推定値ω_Bpとから角加速度ω
_R ′と角加速度推定値ω _Bp′とが求められるのである。

【００９９】上記外乱ｗ_2p，角速度ω_R ，ω_Bp，角加速
度ω_R ′，ω_Bp′，ねじり角θ_RBp等を用いて相関演算
部５６において相関演算が行われ、正規化部５８で正規
化が行われて、ねじりばね３２のばね定数Ｋの変化が求
められる。

【０１００】まず、相関演算部５６において、図１６の
フローチャートで表されるばね定数変化取得用相関演算
ルーチンが実行される。Ｓ２１の初期設定において、整
数ｉが１にリセットされ、前記(8) 式で表される外乱ｗ
₂ の推定値ｗ_2pとねじり角推定値θ_RBp との相互相関Ｃ
（ｗ_2p，θ_RBp）とねじり角推定値θ_RBp の自己相関Ｃ
（θ_RBp ，θ_RBp ）とが０にリセットされる。ＲＡＭ５
０の相互相関メモリおよび自己相関メモリの内容が０に
されるのである。

【０１０１】続いて、Ｓ２２で現時点の外乱推定値ｗ
_2p(i) およびねじり角推定値θ_RBp(i)が読み込まれ、Ｓ
２３で外乱推定値ｗ_2p(i) とねじり角推定値θ_RBp(i)と
の積が演算され、相互相関Ｃ（ｗ_2p，θ_RBp ）に加算さ
れる。ただし、最初にＳ２３が実行される際には相互相
関Ｃ（ｗ_2p，θ_RBp ）が０であるため、相互相関メモリ
に外乱推定値ｗ_2p(i) とねじり角推定値θ_RBp(i)との積
が格納されるのみである。同様にＳ２４でねじり角推定
値θ_RBp(i)の二乗が演算され、自己相関メモリの自己相
関Ｃ（θ_RBp ，θ_RBp ）に加算される。

【０１０２】Ｓ２５において整数ｉが予め定められた整
数Ｍ以上になったか否かが判定されるが、当初は判定が
ＮＯであるため、Ｓ２６で整数ｉが１増加させられ、再
びＳ２２〜Ｓ２４が実行される。この実行がＭ回繰り返
されたときＳ２５の判定がＹＥＳとなり、ばね定数変化
取得用相関演算ルーチンの１回の実行が終了する。

【０１０３】相関演算部５６において以上のようにして
相互相関Ｃ（ｗ_2p，θ_RBp ）と自己相関Ｃ（θ_RBp ，θ
_RBp ）とが求められた後、正規化部５８において(21)式
によりＬ_K 値が求められ、ＲＡＭ５０のＬ_K 値メモリに
格納される。 Ｌ_k ＝Ｃ（ｗ_2p，θ_RBp ）／Ｃ（θ_RBp ，θ_RBp ）・・・(21) このＬ_K 値は前記(8) 式に基づき、(22)式で表される。 Ｌ_k ＝（−１／Ｊ_B ）Ｃ₀ ＋ΔＫ／Ｊ_B ・・・(22) ただし、Ｃ₀ はＣ（Ｔ_dp，θ_RBp ）／Ｃ（θ_RBp ，θ
_RBp ）で表される値であり、ばね定数Ｋの変化とは無関
係であるので、タイヤ空気圧が正常の状態で予め求めて
おくことによって補償することができる。また、Ｃ（Ｔ
_dp，θ_RBp ）は外乱トルクＴ_d の推定値とねじり角θ_RB
の推定値との相互相関を表している。

【０１０４】定数補正部６０においては、以上のように
して取得され、各Ｌ値メモリに格納されているＬ_K ＝Ｃ
（ｗ_2p，θ_RBp ）／Ｃ（θ_RBp ，θ_RBp ）に基づいてね
じりばね３２のばね定数Ｋの補正が行われる。Ｌ_K は前
述のように、 Ｌ_K ＝（−１／Ｊ_B ）Ｃ₀ ＋ΔＫ／Ｊ_B で表されるため、予めＬ_K とΔＫの関係がばね定数変化
テーブルとしてＲＯＭ４９に格納されており、このテー
ブルに基づいてばね定数変化量ΔＫが求められ、この変
化量だけ外乱オブザーバ５２のばね定数Ｋが補正される
のである。

【０１０５】車両のキースイッチがＯＮにされて後始め
て外乱オブザーバ５２が作動させられる際にはばね定数
Ｋ，慣性モーメントＪ_R および慣性モーメントＪ_B とし
て正規の値が使用されるが、一旦補正が行われれば、ば
ね定数Ｋとして補正後の値が使用される。したがって、
その状態で得られたばね定数変化量ΔＫは補正後の値か
らの補正量となる。しかるに、判定部６２においては正
規の値からの変化量が必要であるため、キースイッチが
ＯＮにされたとき、ばね定数補正値メモリがクリアさ
れ、定数補正部６０において補正が行われる毎に補正値
ΔＫがメモリの内容に加算される。

【０１０６】判定部６２においては、ばね定数補正値メ
モリに記憶されている補正値ΔＫがＲＯＭ４９に格納さ
れている基準値ΔＫ₀ と比較される。補正値ΔＫが負の
値である基準値ΔＫ₀ より小さい場合にはタイヤ２６の
空気圧が異常に低いと判定されて、表示装置６６により
運転者に知らされる。なお、補正値ΔＫと空気圧変化量
ΔＰとの関係が予めＲＯＭ４９に格納されており、その
関係に従って今回の補正値ΔＫに対応する空気圧変化量
ΔＰが演算される。

【０１０７】車輪速度出力部６４においては、リム側部
回転速度演算・補正部４５から供給される回転速度ｖが
外乱オブザーバ５２により推定された外乱に基づいて補
正された上で出力される。前述のように、外乱オブザー
バ５２の(11)式に基づいて構成される部分によって推定
される外乱ｗ_2pは、(8) 式に示すように、ｗ_2p＝（−１
／Ｊ_B ）Ｔ_d ＋（ΔＫ／Ｊ_B ）θ_RBで表されるが、この
式の右辺の第２項は定数補正部６２において前述のよう
に継続的に補正され、かつ、急激に変化するものではな
いため、第１項に比較して無視できるほど小さい。した
がって、車輪速度出力部６４においては、外乱オブザー
バ５２の(11)式に基づいて構成される部分によって推定
される外乱ｗ_2pが（−１／Ｊ_B ）Ｔ_d であるとみなして
回転速度ｖの補正が行われる。

【０１０８】具体的には、外乱ｗ_2p＝（−１／Ｊ_B ）Ｔ
_d に−Ｊ_B を掛けて外乱トルクＴ_dが求められ、(27)式
で、その外乱トルクＴ_d にのみ起因するリム側部２８の
角速度推定値ω_Rpが求められる。 ω_Rp(s) ＝｛［Ｄ］（ｓ［Ｉ］−［Ｅ］）^-1［Ｆ］｝Ｔ_d (s) ・・・(27) ただし、 ［Ｉ］ ：単位行列 ｓ ：ラプラス演算子 ω_Rp(s) ：角速度推定値ω_Rpをラプラス変換した値 Ｔ_d (s) ：外乱トルクＴ_d をラプラス変換した値 また、［Ｄ］，［Ｅ］，［Ｆ］はそれぞれ次式で表され
るベクトルおよび行列である。

【０１０９】

【数１５】

【０１１０】上記角速度推定値ω_Rpは、車輪１４の回転
速度ｖの乱れの、路面から車輪１４に加えられる外乱に
よる成分であるから、この角速度推定値ω_Rpを車輪１４
の周速度に換算した値だけ、リム側部回転速度演算・補
正部４５から供給される回転速度ｖが補正され、路面か
らの外乱に起因する回転速度ｖのノイズが除去される。

【０１１１】なお付言すれば、本実施例においては、リ
ム側部回転速度演算・補正部４５から出力される回転速
度信号がそのまま外乱オブザーバ５２に供給されてその
外乱オブザーバ５２において外乱等の推定が行われるよ
うになっているが、それらリム側部回転速度演算・補正
部４５と外乱オブザーバ５２との間に前処理フィルタを
設け、リム側部回転速度演算・補正部４５から出力され
る回転速度信号の複数の周波数成分のうち設定周波数範
囲内におけるもののみが前処理フィルタによって外乱オ
ブザーバ５２に供給されるようにすることが望ましい。
回転速度信号の周波数特性と外乱オブザーバ５２が外乱
等を推定する際の推定精度との間に一定の関係があり、
特定の周波数成分のみが選択的に強調されて外乱オブザ
ーバ５２に供給されるようにすれば外乱オブザーバ５２
が用いる車輪の力学モデルの構成を複雑にすることなく
十分に高い推定精度を確保し得るからである。

【０１１２】その他、いちいち例示することはしない
が、種々の改良，変形を加えた態様で本発明を実施する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例である車輪速度検出
装置を含む外乱検出装置の機能ブロック図である。

【図２】上記外乱検出装置の構成ブロック図である。

【図３】上記外乱検出装置により外乱を検出される車輪
の一部を示す断面図である。

【図４】上記車輪の力学モデルを示す図である。

【図５】上記車輪速度検出装置の一構成要素であるコン
ピュータのＲＯＭに格納されている制御プログラムを示
すフローチャートである。

【図６】車輪速度検出値の周波数特性の一例を示すグラ
フである。

【図７】上記車輪速度検出装置における周期的外乱除去
部の機能ブロック図である。

【図８】上記周期的外乱除去部の特性の一例を示すグラ
フである。

【図９】上記車輪速度検出装置の一構成要素である１回
転分メモリの構成とその使用方法とを概念的に示す図で
ある。

【図１０】上記１回転分メモリにおける記憶内容とサン
プリング周期との関係を説明するための図である。

【図１１】上記１回転分メモリにおける記憶内容とサン
プリング周期との関係を説明するための別の図である。

【図１２】上記周期的外乱除去部の原理を概念的に示す
グラフである。

【図１３】上記周期的外乱除去部の効果の一例を示すグ
ラフである。

【図１４】上記外乱検出装置における外乱のダイナミク
スの近似を説明するためのグラフである。

【図１５】上記外乱検出装置における外乱オブザーバを
示すブロック線図である。

【図１６】上記外乱検出装置の一構成要素であるコンピ
ュータのＲＯＭに格納されている制御プログラムを示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１０ ロータ １２ 電磁ピックアップ １４ 車輪（タイヤ付ホイール） ２０ コンピュータ ２４ ホイール ２６ タイヤ ２８ リム側部 ３０ ベルト側部 ３２ ねじりばね ４７ コンピュータ ５２ 外乱オブザーバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河井 弘之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小島 弘義 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (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 梅野 孝治 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪と共に回転する回転体の回転を検出し
   て車輪の回転速度である車輪速度に応じた周期的信号を
   発生させる周期的信号発生装置と、 発生させられた周期的信号に基づいて各車輪速度を順に
   決定し、先に決定した複数の車輪速度のうち今回決定し
   た車輪速度と予め定められた関係を有するものを今回決
   定した車輪速度に加算または減算することを含む演算に
   より、車輪速度に侵入した周期的外乱を除去する車輪速
   度決定装置とを含むことを特徴とする車輪速度検出装
   置。