JPH0789304A - 車輪の外乱検出装置とその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車輪に対する外乱を検出可能な装置を得る。 【構成】リム側部の慣性モーメントＪ_R とベルト側部の
慣性モーメントＪ_B とをばね定数Ｋのねじりばねで接続
した車輪のモデルに基づいて外乱オブザーバ５２を構成
する。リム側部の角速度ω_R を角速度検出装置で検出
し、これを入力として外乱オブザーバ５２に車輪への外
乱ｗ₂ ，ベルト側部の角速度ω_B ，リム側部−ベルト側
部間のねじり角θ_RB等を推定させる。前処理部５４に角
加速度ω_R ′，ω_B ′を演算させ、相関演算部５６にｗ
₂ とθ_RBとの相互相関およびθ_RBの自己相関を演算さ
せ、正規化部５８に相互相関と自己相関との除算による
正規化を行わせて、ばね定数Ｋの変化を調べ、その変化
からタイヤの空気圧の変化を推定する。ｗ₂ とω_B ′と
の相互相関とω_B ′の自己相関とからＪ_B の変化を求
め、ｗ₁ とω_R ′との相互相関とω_R ′の自己相関とか
らＪ_R の変化を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両のタイヤ付ホイール
（以下、単に車輪と称する）に作用する外乱を検出する
外乱検出装置、ならびにその使用方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】車輪は車両と路面とを直接結ぶ唯一の部
品であるため、それの特性変化や挙動を知ることは車両
の制御を行う上で有益である。しかし、車輪はサスペン
ションを介して車体に相対移動可能に取り付けられてい
る上、回転するため、車両の走行中に車輪の特性変化や
挙動を直接検出することは容易ではない。

【０００３】例えば、内部に圧縮空気が封入されること
によって適度の弾性を維持する空気入りタイヤにおいて
は、タイヤの空気圧は車輪の特性に重要な影響を及ぼす
ため、これを検出することが望ましいのであるが、容易
ではない。タイヤに空気圧センサを取り付ければ空気圧
の検出は可能であるが、回転中のタイヤから検出結果を
車体側へ伝送することが容易ではないのである。また、
空気圧の低下によるタイヤの変形に起因する車体−路面
間の距離の変化から空気圧を検出すること、あるいは、
複数の車輪の回転速度を検出して回転速度の大きい車輪
のタイヤの空気圧が低いと推定することも可能である
が、検出精度を高めることが困難である。特に、後者で
は、全ての車輪の空気圧が低下した場合には空気圧の低
下を検出することができない。

【０００４】そこで、特開昭６２−１４９５０２号公報
には、車輪が路面上の突起を乗り越えるなどして、車輪
に対する外力が変化したときにおける車輪回転速度の変
化量（変化率を含む）が、タイヤの空気圧に対応して変
化することを利用して空気圧を検出する装置が提案され
ている。タイヤの空気圧が低くなるほど車輪回転速度の
変化量の極大値が小さくなるため、変化量の極大値を検
出すれば、その検出結果からタイヤ空気圧を推定するこ
とができるのであり、このタイヤ空気圧検出装置は、車
輪回転速度の変化量が所定値以上のときに空気圧判定指
令信号を発する指令信号発生手段と、その指令信号に応
じて車輪回転速度の変化量の極大値からタイヤの空気圧
を判定する空気圧判定手段とを含むように構成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このタ
イヤ空気圧検出装置には、タイヤの空気圧を検出し得る
路面状況が限定されるという問題がある。車輪が単発の
突起を乗り越えた場合には車輪回転速度の変化量の極大
値からタイヤ空気圧を推定することができるのである
が、路面にランダムな凹凸が連続的に存在する場合には
タイヤ空気圧を検出し得ないのである。路面にランダム
な凹凸が連続的に存在する場合には、多数の突起の乗越
えに基づく車輪回転速度の変化が重なり合ってしまうた
め、車輪速度の変化量の極大値を検出してもその極大値
がタイヤの空気圧と一対一に対応するとは限らず、タイ
ヤ空気圧を正確に検出できないのである。

【０００６】以上、タイヤの空気圧検出を例にとってタ
イヤの特性変化検出の困難性を説明したが、この他に
も、例えば、車輪の回転速度，回転加速度，偏心，ホイ
ールの交換，タイヤの摩耗や異物のかみ込み等を検出す
る場合にもやはり困難に突き当たる。車輪に対する外乱
を精度よく検出することができれば、車輪の特性変化や
挙動を精度よく推定することが容易になるのであるが、
この外乱を精度よく検出し得る装置は未だ知られていな
い。

【０００７】そこで、本発明は、車輪に対する外乱を検
出し得る装置、ならびにその装置を使用して車輪の特性
変化，挙動等を検出する方法を得ることを課題としてな
されたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の課
題は、車輪に対する外乱を検出し得る装置を得ることで
あり、この課題は、外乱検出装置を、少なくとも車輪の
角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、車輪の角速度を検出して外乱
オブザーバに供給する角速度検出装置とを含むものとす
ることによって解決される。

【０００９】また、請求項２に係る発明の課題は、請求
項１に記載の外乱検出装置を使用して車輪の角速度を正
確に取得する方法を得ることであり、この課題は、請求
項１に記載の外乱検出装置により検出された外乱に基づ
いて外乱に起因する角速度の変化量を求め、その角速度
変化量によって前記角速度検出装置により検出された角
速度を補正することによって解決される。

【００１０】請求項３に係る発明の課題は、請求項１に
記載の外乱検出装置を使用して車輪の慣性モーメントの
変化を取得する方法を得ることであり、この課題は、請
求項１に記載の外乱検出装置に前記外乱と共に車輪の角
加速度を推定させ、それら外乱と角加速度との関係から
車輪の慣性モーメントの変化を取得することにより解決
される。

【００１１】請求項４に係る発明の課題は、請求項１に
記載の外乱検出装置より正確に外乱を検出し得る装置を
得ることであり、この課題は、請求項１に記載の外乱検
出装置を、さらに、車輪の駆動トルクと制動トルクとの
少なくとも一方を検出して外乱オブザーバに供給する駆
動・制動トルク検出装置を含み、かつ、前記外乱オブザ
ーバが少なくとも車輪の角速度，慣性モーメントおよび
その車輪の駆動トルクと制動トルクとの少なくとも一方
から外乱を推定するものとすることによって解決され
る。

【００１２】請求項５に係る発明の課題もまた、請求項
１に記載の外乱検出装置より正確に外乱を検出し得る装
置を得ることであり、この課題は、請求項１に記載の外
乱検出装置における外乱オブザーバを少なくとも車輪の
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
部角速度から外乱を推定するものとするとともに、前記
角速度検出装置をリム側部角速度を検出するものとする
ことによって解決される。

【００１３】請求項６に係る発明の課題もまた、請求項
１に記載の外乱検出装置より正確に外乱を検出し得る装
置を得ることであり、この課題は、請求項１に記載の外
乱検出装置における外乱オブザーバを少なくとも車輪の
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，リム側部−
ベルト側部間のダンパ係数およびリム側部角速度から外
乱を推定するものとするとともに、前記角速度検出装置
をリム側部角速度を検出するものとすることによって解
決される。

【００１４】請求項７に係る発明の課題は、請求項５ま
たは６に記載の外乱検出装置を使用してタイヤの空気圧
の変化を取得する方法を得ることであり、この課題は、
請求項５または６に記載の外乱検出装置に前記外乱と共
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前記車輪のタイヤの空気
圧の変化を取得することによって解決される。

【００１５】請求項８に係る発明の課題もまた、請求項
５または６に記載の外乱検出装置を使用してタイヤの空
気圧の変化を取得する方法を得ることであり、この課題
は、請求項７に記載のタイヤ空気圧取得方法において、
前記外乱オブザーバによる外乱推定値とねじり角推定値
との相互相関をねじり角推定値の自己相関で割り算した
値である相関正規化値を前記外乱とねじり角との関係を
表す変数として逐次取得してタイヤの空気圧の変化を取
得し、かつ、相関正規化値の前回値に外乱の今回推定値
とねじり角の今回推定値との積の影響とねじり角の今回
推定値の二乗の影響とをそれぞれ加えることにより相関
正規化値の今回値を取得することによって解決される。

【００１６】請求項９に係る発明は、請求項１に記載の
外乱検出装置より正確に外乱を検出し得る装置を得るこ
とを課題としてなされたものであり、この課題は、請求
項１に記載の外乱検出装置に、前記車輪の慣性モーメン
トの変化量を検出する慣性モーメント変化量検出手段
と、その慣性モーメント変化量検出手段により検出され
た慣性モーメント変化量に基づいて前記外乱オブザーバ
の前記慣性モーメントを補正する慣性モーメント補正手
段とを付加することにより解決される。

【００１７】請求項１０に係る発明は、請求項１に記載
の外乱検出装置より信頼性の高い装置を得ることを課題
としてなされたものであり、この課題は、請求項１に記
載の外乱検出装置に、前記車輪の角速度に侵入する周期
的外乱の周波数である変動周波数と前記外乱オブザーバ
による外乱の推定に適した設定周波数との偏差が設定値
以下となる走行状態では外乱オブザーバによる外乱の推
定を禁止する推定禁止手段を付加することにより解決さ
れる。

【００１８】請求項１１に係る発明は、請求項１に記載
の外乱検出装置より正確に外乱を検出し得る装置を得る
ことを課題としてなされたものであり、この課題は、請
求項１に記載の外乱検出装置に、車体速度を検出する車
体速度検出手段と、その車体速度検出手段により検出さ
れた車体速度と前記角速度検出装置により検出された角
速度との偏差を演算する速度偏差演算手段と、演算され
た速度偏差から角速度の周期的変化量を推定する周期的
変化量推定手段と、その角速度の周期的変化量に基づい
て前記角速度検出装置により検出された角速度を補正
し、前記外乱オブザーバに供給する角速度補正手段とを
付加することにより解決される。

【００１９】請求項１２に係る発明は、請求項１に記載
の外乱検出装置より正確に外乱を検出し得る装置を得る
ことを課題としてなされたものであり、この課題は、請
求項１に記載の外乱検出装置における外乱オブザーバを
少なくとも車輪の慣性モーメント，質量および角速度と
サスペンションのばね定数とばね上質量とから外乱を推
定するものとすることによって解決される。

【００２０】

【作用】請求項１に記載の外乱検出装置においては、外
乱オブザーバは少なくとも、角速度検出装置から供給さ
れる角速度と車輪の慣性モーメントとに基づいて外乱を
推定する。外乱オブザーバは外乱を状態変数の一つとし
て推定するものである。このような外乱オブザーバは、
例えば、車輪について、慣性モーメントを備えた一体的
な回転体に外乱が作用するモデルを想定して構成され
る。なお、外乱は路面から車輪に与えられる外乱に限ら
ない。通常はこれが最大のものであるが、その他にも、
車輪の慣性モーメントや空気圧の変化に起因する外乱も
あるのである。車輪の慣性モーメント変化は、タイヤの
摩耗，タイヤの異物かみ込み，タイヤやホイールの交換
等によって生じる。請求項１に記載の要件のみによって
はこれら複数の原因による外乱を各々分離して検出する
ことはできないため、必要があれば、外乱の変化状況等
に基づいて原因を推定し、特定の外乱を除去し、あるい
は特定の外乱以外の外乱を除去すればよい。

【００２１】請求項３に記載の慣性モーメント変化取得
方法はその一例である。車輪の角速度から車輪の角加速
度を演算することができ、この角加速度と外乱との関係
から車輪の慣性モーメントの変化を求めることができる
のである。慣性モーメントの変化から種々の情報を取り
出すことができる。例えば、慣性モーメント変化が生じ
る原因がタイヤの摩耗のみであるような状況では、慣性
モーメント変化からタイヤの摩耗程度を推定することが
できる。また、車両走行中の慣性モーメントの増大から
タイヤの異物かみ込みを検出することができ、停車前後
での慣性モーメントの急変からタイヤとホイールとの少
なくとも一方が交換されたことを知ることができる。

【００２２】特定の外乱を除去し、あるいは特定の外乱
以外の外乱を除去するために使用し得る情報は、請求項
３に記載の発明におけるように外乱オブザーバから得ら
れる情報に限らない。例えば、ホイールの交換が車両の
走行中に行われるはずはないため、車輪の角速度が０で
はない状態が継続しているという情報や、キースイッチ
ＯＮの状態が継続しているという情報に基づいて、リム
側部慣性モーメントが変化するはずはないと判断するこ
とができる。また、ブレーキ操作中であることを検知す
るブレーキスイッチからの情報や、ブレーキ液圧を検出
する液圧センサからの情報に基づいて、車輪に制動力が
加えられているか否かを判断し、あるいはアクセルペダ
ルの操作状況に基づいて車輪に駆動力が加えられている
か否かを判断することができる。さらに、路面の凹凸や
反射率を検出するセンサからの情報に基づいて路面から
車輪に加えられる外乱の大小を推定することも可能であ
る。

【００２３】請求項２に記載の角速度補正方法において
は、請求項１に記載の外乱検出装置により検出された外
乱に基づいて外乱に起因する角速度の変化量が求めら
れ、この変化量分だけ、角速度検出装置により検出され
た角速度が補正される。車体速度を推定するために車輪
角速度が使用されることがあり、この場合には平均的な
車輪角速度が精度よく得られればよいため、短周期の車
輪角速度変化は問題にならないのであるが、制動時や加
速時に車輪スリップが過大となることを防止するアンチ
スキッド制御やトラクション制御においては、路面から
車輪に与えられる外乱に起因する短周期の車輪角速度変
化を除去した車輪角速度が取得できることが望ましい。
請求項２に記載の角速度補正方法によればそれが可能に
なる。

【００２４】請求項４に記載の外乱検出装置において
は、外乱オブザーバが、少なくとも車輪の角速度，慣性
モーメントおよびその車輪の駆動トルクと制動トルクと
の少なくとも一方から車輪に対する外乱を推定する。外
乱オブザーバは車輪の駆動トルクと制動トルクとの少な
くとも一方をも考慮して外乱を推定するため、車両が駆
動状態にあるか制動状態にあるか惰力走行状態にあるか
を問わず、外乱を精度よく推定することが可能となる。

【００２５】請求項５に記載の外乱検出装置において
は、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角速度から
車輪に対する外乱を推定する。このような外乱オブザー
バは、車輪のモデルとして、例えば、相対回転可能なリ
ム側部とベルト側部とがねじりばねによって結合された
ものを想定して構成される。

【００２６】請求項６に記載の外乱検出装置において
は、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，ダンパ係数およびリム側
部角速度から車輪に対する外乱を推定する。このような
外乱オブザーバは、車輪のモデルとして、例えば、相対
回転可能なリム側部とベルト側部とが互いに並列に接続
されたねじりばねおよびダンパによって結合されたもの
を想定して構成される。

【００２７】請求項５または６に記載の外乱検出装置に
よれば、車輪の角速度をリム側部とベルト側部とに分け
て取得することができる。リム側部の角速度は検出可能
であり、従来から外周面に歯が形成されたロータとその
ロータの歯の通過を検知する電磁ピックアップとを用い
るなどして検出されている。しかし、ベルト側部の角速
度は検出することができない。請求項５または６に記載
の外乱検出装置はこのベルト側部の角速度を推定するこ
とができるのであり、さらに、ベルト側部の角加速度も
推定することができる。

【００２８】また、リム側部とベルト側部とのねじり角
を推定することもできるのであって、外乱とねじり角と
の関係からねじりばねのばね定数の変化を知ることがで
きる。そして、このばね定数はタイヤの空気圧と密接な
関係があるため、請求項５または６に記載の外乱検出装
置を使用してタイヤ空気圧の変化を取得することができ
る。これが請求項７に記載のタイヤ空気圧変化取得方法
である。

【００２９】外乱とねじり角との関係は例えば、外乱オ
ブザーバによる外乱推定値とねじり角推定値との相互相
関をねじり角推定値の自己相関で割り算した値である相
関正規化値として取得することができる。この相関正規
化値は外乱推定値およびねじり角推定値がそれぞれ設定
複数個取得される毎に取得することができるが、このよ
うにして取得する場合には取得した複数の外乱推定値お
よびねじり角推定値を蓄積しておくために記憶容量が余
分に必要になる。一方、相関正規化値を求める式は、例
えば、漸化式、すなわち前回値から今回値を導出する式
として記述することができる。したがって、相関正規化
値の前回値に外乱の今回推定値とねじり角の今回推定値
との積の影響とねじり角の今回推定値の二乗の影響とを
それぞれ加えることにより相関正規化値の今回値を取得
することができる。これが請求項８に記載のタイヤ空気
圧変化取得方法である。

【００３０】請求項９に記載の外乱検出装置において
は、慣性モーメント変化量検出手段によって検出された
車輪の慣性モーメント変化量分だけ外乱オブザーバの慣
性モーメントが補正される。慣性モーメントは不変とみ
なして外乱を検出することも可能であるが、実際には変
化することもあるため、可変のものとして扱い、変化し
た場合にはその分慣性モーメントを補正した方が、外乱
の検出精度を高めることができる。

【００３１】車体速度が一定である走行状態では本来、
角速度検出装置により検出される車輪の角速度も一定で
あり、時間と共に変動しないはずである。しかし、車輪
の製造誤差等が存在することを避け得ず、角速度検出装
置により検出される車輪の角速度は実際には時間と共に
変動する。すなわち、車輪の製造誤差等に起因する周期
的な角速度誤差が角速度検出装置による検出値に発生す
るのである。そのため、外乱オブザーバがそのような周
期的な角速度誤差の存在を全く考慮しないで外乱を推定
したのでは、常に精度よく推定が行われるとは限らな
い。

【００３２】このような事情に鑑み、外乱オブザーバの
信頼性を向上させるために請求項１０および請求項１１
に係る発明がなされたのであり、請求項１０に記載の外
乱検出装置においては、角速度検出装置により検出され
た角速度に侵入する周期的外乱の周波数である変動周波
数と外乱オブザーバによる外乱の推定に適した設定周波
数との偏差が設定値以下となる走行状態では外乱の推定
が禁止される。両周波数が近い場合には、間違った推定
結果が得られる可能性があるため、外乱の推定が禁止さ
れるのである。一方、請求項１１に記載の外乱検出装置
においては、車体速度との関係において車輪角速度の周
期的変化量が検出され、その検出結果に基づいて角速度
検出装置により検出された角速度が補正され、その高精
度の角速度が外乱オブザーバに供給される。

【００３３】外乱オブザーバを構成する際のモデルとし
て車輪のみならずサスペションも考慮に入れたモデルを
想定すれば、外乱オブザーバにより推定可能な量が多く
なり、一層多くの情報が得られるとともに、外乱の推定
精度が向上する。この考えに立って構成されたのが請求
項１２に記載の外乱検出装置である。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の外乱検出装置によれば、従来検出が不可能で
あったかまたは不可能ではなかったが困難であった車輪
の外乱を容易に検出することができる。請求項２に記載
の角速度補正方法によれば、車輪の変化率の大きい角速
度を従来より精度よく検出することが可能になる。請求
項３に記載の慣性モーメント変化取得方法によれば、車
輪の慣性モーメントの変化を取得することが可能にな
る。慣性モーメント変化はそれ自体、タイヤの摩耗や異
物のかみ込み，タイヤやホイールの交換を検知するため
に利用できる有用なものであるが、慣性モーメント変化
に基づいて外乱オブザーバの慣性モーメントを補正すれ
ば、外乱の推定精度を向上させることができる。

【００３５】請求項４，５，６，９および１２に記載の
装置によれば、請求項１に記載の装置によるより高い精
度で外乱の検出を行うことが可能になり、その上、請求
項５，６および１２に記載の装置によれば請求項１に記
載の装置によるより多くの情報を得ることができる。さ
らに請求項４に記載の装置によれば、駆動系またはブレ
ーキから車輪に入力される力をも考慮して外乱が推定さ
れるため、車両が駆動状態にあるか制動状態にあるか惰
力走行状態にあるかを問わず外乱を精度よく推定するこ
とができる。請求項７および８に記載のタイヤ空気圧変
化取得方法によれば、タイヤ空気圧変化を、前記特開昭
６２−１４９５０２に記載の装置におけるように路面状
況によって制限されることなく、いつでも取得すること
ができる。特に請求項８に記載の方法によれば、データ
記憶容量の増加を最小限に抑えつつタイヤ空気圧を連続
的に取得することが可能になる。請求項１０または１１
に記載の外乱検出装置によれば、誤った外乱の推定が行
われることを回避することができ、外乱検出装置の信頼
性を向上させることができる。

【００３６】

【発明の望ましい実施態様】以下に各請求項の発明の望
ましい実施態様のいくつかを列挙する。 (1) 少なくとも車輪のリム側部慣性モーメントＪ_R ，ベ
ルト側部慣性モーメントＪ_B ，リム側部−ベルト側部間
のねじりばね定数Ｋおよびリム側部角速度ω_Rから、 ｗ₂ ＝（−１／Ｊ_B ）Ｔ_d ＋（ΔＫ／Ｊ_B ）θ_RB ただし、 Ｔ_d ：路面からベルト側部に作用する外乱トルク ΔＫ：ねじりばね定数変化量 θ_RB：リム側部−ベルト側部間のねじり角 なる式で定義される外乱ｗ₂ とねじり角θ_RBとをそれぞ
れ推定する外乱オブザーバと、車輪のリム側部角速度ω
_R を検出して外乱オブザーバに供給する角速度検出装置
とを含み、推定された外乱ｗ₂ とねじり角θ_RBとの関係
からねじりばね定数変化量ΔＫを検出するねじりばね定
数変化量検出装置。

【００３７】(2) (1) に記載のねじりばね定数変化量検
出装置を含み、ねじりばね定数変化量ΔＫとタイヤ空気
圧変化量ΔＰとの間に予め定められた関係に従い、ねじ
りばね定数変化量ΔＫの今回推定値に対応するタイヤ空
気圧変化量ΔＰを検出するタイヤ空気圧変化検出装置。

【００３８】(3) 少なくとも車輪のリム側部慣性モーメ
ントＪ_R ，ベルト側部慣性モーメントＪ_B ，リム側部−
ベルト側部間のねじりばね定数Ｋおよびリム側部角速度
ω_Rから、 ｗ₂ ＝（−１／Ｊ_B ）Ｔ_d −（ΔＪ_B ／Ｊ_B ）ω_B ′ ただし、 Ｔ_d ：路面からベルト側部に作用する外乱トルク ΔＪ_B ：ベルト側部慣性モーメント変化量 ω_B ′：ベルト側部角加速度 なる式で定義される外乱ｗ₂ とベルト側部角速度ω_B と
をそれぞれ推定する外乱オブザーバと、車輪のリム側部
角速度ω_R を検出して外乱オブザーバに供給する角速度
検出装置とを含み、推定されたベルト側部角速度ω_B か
らベルト側部角加速度ω_B ′を取得し、推定された外乱
ｗ₂ と取得されたベルト側部角加速度ω_B ′との関係か
らベルト側部慣性モーメント変化量ΔＪ_B を検出するベ
ルト側部慣性モーメント変化検出装置。

【００３９】(4) (3) に記載のベルト側部慣性モーメン
ト変化検出装置を含み、検出されたベルト側部慣性モー
メント変化量ΔＪ_B からタイヤへの異物かみ込みを検出
する異物かみ込み検出装置。

【００４０】(5) (3) に記載のベルト側部慣性モーメン
ト変化検出装置を含み、検出されたベルト側部慣性モー
メント変化量ΔＪ_B からタイヤへのチェーン装着を検出
するチェーン装着検出装置。

【００４１】(6) 少なくとも車輪のリム側部慣性モーメ
ントＪ_R ，ベルト側部慣性モーメントＪ_B ，リム側部−
ベルト側部間のねじりばね定数Ｋおよびリム側部角速度
ω_Rから、 ｗ₁ ＝−（ΔＪ_R ／Ｊ_R ）ω_R ′ ただし、 ΔＪ_R ：リム側部慣性モーメント変化量 ω_R ′：リム側部角加速度 なる式で定義される外乱ｗ₁ とリム側部角速度ω_R とを
それぞれ推定する外乱オブザーバと、車輪のリム側部角
速度ω_R を検出して外乱オブザーバに供給する角速度検
出装置とを含み、推定されたリム側部角速度ω_R からリ
ム側部角加速度ω_R ′を取得し、推定された外乱ｗ₁ と
取得されたリム側部角加速度ω_R ′との関係からリム側
部慣性モーメント変化量ΔＪ_R を検出するリム側部慣性
モーメント変化検出装置。

【００４２】(7) (6) に記載のリム側部慣性モーメント
変化検出装置を含み、検出されたリム側部慣性モーメン
ト変化量ΔＪ_R からホイール交換を検出するホイール交
換検出装置。

【００４３】(8) 少なくとも車輪のリム側部等価慣性質
量ｍ_R ，ベルト側部等価慣性質量ｍ _B ，リム側部−ベル
ト側部間のばね定数Ｋ_W ，リム側部−ベルト側部間のダ
ンパ係数Ｄ_W およびリム側部等価直線変位速度ｘ_R ′か
ら、 ｗ₂ ＝（ΔＤ_W /m_B ）（ｘ_R ′−ｘ_B ′）＋（ΔＫ_W /m
_B ）ｘ_RB＋Ｆ_d /m_B ただし、 ΔＤ_W ：ダンパ係数変化量 ｘ_B ′：ベルト側部等価直線変位速度 ΔＫ_W ：ばね定数変化量 ｘ_RB ：ベルト側部−リム側部間の相対等価直線変位 Ｆ_d ：路面からベルト側に作用する等価外乱力 なる式で定義される外乱ｗ₂ とベルト側部等価直線変位
速度ｘ_B ′と相対等価直線変位ｘ_RBとをそれぞれ推定す
る外乱オブザーバと、車輪のリム側部角速度を検出して
それをリム側部等価直線変位速度ｘ_R ′として外乱オブ
ザーバに供給する変位速度検出装置とを含み、推定され
た外乱ｗ₂ ，ベルト側部等価直線変位速度ｘ_B ′および
相対等価直線変位ｘ_RBと検出されたリム側部等価直線変
位速度ｘ_R ′とに基づいてダンパ係数変化量ΔＤ_W とば
ね定数変化量ΔＫ_W とをそれぞれ取得する車輪特性変化
検出装置。

【００４４】(9) 少なくとも車輪の角速度と車輪特性値
の基礎値である車輪特性基礎値とから、車輪に対する外
乱を推定する外乱オブザーバと、車輪の角速度を検出し
て外乱オブザーバに供給する角速度検出装置と、推定さ
れた外乱に基づき、前記車輪特性値の実際値である車輪
特性実際値の、前記車輪特性基礎値からの変化量を推定
する車輪特性値変化量推定手段と、推定された車輪特性
基礎値変化量に基づいて前記車輪特性基礎値を補正する
車輪特性基礎値補正手段とを含むことを特徴とする外乱
検出装置。

【００４５】なお、ここにおける「車輪特性値」には例
えば、車輪の慣性モーメント，ばね定数，ダンパ係数等
を選ぶことができる。

【００４６】(10)請求項１，４〜６，９〜１２，(1) 〜
(9) に記載の装置であって、前記外乱オブザーバが、少
なくとも前記車輪の角速度の変動成分から、車輪に対す
る外乱を推定するものであり、かつ、さらに、前記角速
度検出装置による検出値からそれの変動成分のみ抽出し
て外乱オブザーバに供給する変動成分抽出手段を含む装
置。

【００４７】なお、ここにおける「変動成分抽出手段」
は例えば、角速度検出値のうち高周波成分のみを通過さ
せるアナログフィルタ，デジタルフィルタ等とすること
ができる。

【００４８】

【実施例】以下、各請求項の発明を図示のいくつかの実
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、１２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１６を備えている。電磁ピックアップ１２はそ
れらの歯１６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２０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。

【００４９】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。

【００５０】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および図６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ＣＰＵ４８，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１０〜
図１２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。

【００５１】コンピュータ４７のＩ／Ｏポート５１には
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４
７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。

【００５２】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から供給される信号に基づいて各車輪
１４の回転速度を算出するとともに、ドップラ式車速検
出装置等の実車速検出装置７０（図２参照）により検出
された実車速、すなわち車体の移動速度に基づいて、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。

【００５３】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。

【００５４】リム側部回転速度演算・補正部４５の機能
は図５に示す固有回転速度変化取得ルーチンと図６に示
す回転速度演算・補正ルーチンとの実行により果たされ
る。固有回転速度変化取得ルーチンはロータ１０および
車輪１４の組立後少なくとも１回実行されるようにすれ
ばよい。車両の組立工場や整備工場で実行されてもよ
く、使用者による使用中に実行されてもよい。後者の場
合には、例えば、一定距離走行する毎、一定時間毎ある
いは予め定めれた条件が満たされる毎に実行されるよう
にすればよい。いずれにしても、加速も制動も行われて
おらず、かつ、予め定められた範囲の速度で走行してい
る時期に行われるようにすることが望ましい。

【００５５】固有回転速度変化取得ルーチンにおいて
は、ステップＳ１（以下、単にＳ１で表す。他のステッ
プについても同様）において初期設定が行われ、Ｓ２に
おいて実車速Ｖが実車速検出装置７０から読み込まれ
る。続いて、Ｓ３でロータ１０の個々の歯１６に基づく
車輪１４の回転速度ｖ_n が演算される。波形整形回路１
８からの矩形波の各立上がり間または各立下がり間の時
間間隔、もしくは立上がりと立下がりとの各中点間の時
間間隔は、車輪１４の回転速度と反比例するため、これ
らのいずれかの時間間隔から車輪１４の回転速度（厳密
にはベルト側部３０がリム側部２８の角速度ω_R と同じ
角速度で回転していると仮定した場合のベルト側部３０
の周速度）が演算されるのである。なお、ここでは理解
を容易にするために、回転速度ｖ_n はロータ１０の１個
の歯１６が電磁ピックアップ１２を通過する毎に演算さ
れるものとするが、歯１６が通過する時間間隔と演算に
要する時間との関係等で、複数個の歯１６が通過する毎
に回転速度ｖ_n が演算されるようにしてもよい。

【００５６】回転速度ｖ_n が演算されたならば、Ｓ４に
おいて実車速Ｖとの差、すなわち速度偏差（Ｖ−ｖ_n ）
が演算されるとともに、速度偏差の累積値が演算され、
その速度偏差累積値が順次ＲＡＭ４４の速度偏差累積値
メモリの別々の番地（ｎに対応して予め定められている
番地）の内容に加算されることにより更新される。これ
らの番地は車輪１４の１回転で得られる速度偏差累積値
の数だけ準備される。ここでは歯１６が１個通過する毎
に１個の速度偏差累積値が演算されるものとしているた
め、番地の数は歯１６の数と同じである。なお、ここに
「累積値」は、ロータ１０の同一回転中における、第１
番目の歯（基準位置における歯）から第ｎ番目の歯まで
の速度偏差の合計値を意味し、 Σ（Ｖ−ｖ_n ）＝（Ｖ−ｖ₁ ）＋（Ｖ−ｖ₂ ）＋・・・＋（Ｖ−ｖ_n ） で表される。

【００５７】Ｓ５で整数ｎが１増加させられつつＳ３お
よびＳ４が繰り返し実行され、車輪１４が１回転してＳ
６の判定がＮＯになったとき、Ｓ７で整数ｎが１にリセ
ットされるとともに整数ｉが１増加させられ、Ｓ８で整
数ｉが基準値Ｎより小さいか否かの判定が行われる。Ｓ
８の判定がＹＥＳの場合にはＳ２で新しい実車速Ｖが読
み込まれ、再び１回転分の速度偏差累積値が演算，記憶
される。これによって得られる各速度偏差累積値はそれ
ぞれ速度偏差累積値メモリの各ｎに対応する番地の内容
に加算される。車輪１４が１回転する毎に各番地の速度
偏差累積値が更新されるのであり、これによって、速度
偏差累積値メモリの各番地には車輪１４の回転回数に対
応する数の速度偏差累積値の和が記憶されることとな
る。なお、本実施例では、実車速Ｖは車輪１４が１回転
する間には変化しないとみなして車輪１４が１回転する
毎に新しい実車速Ｖが読み込まれるようにされている
が、Ｓ６の判定がＹＥＳとなる毎にＳ２〜Ｓ５が実行さ
れるようにして、毎回実車速Ｖが読み込まれるようにし
てもよい。

【００５８】車輪１４の予定回転回数Ｎ分の速度偏差累
積値の演算，更新が終了したならば、Ｓ８の判定がＮＯ
となり、Ｓ９で各番地の速度偏差累積値の和がＮで割ら
れて速度偏差累積値の平均値Δｖ_n が求められる。この
平均速度偏差累積値Δｖ_n は、固有回転速度変化取得ル
ーチンの開始後にＳ３およびＳ４が始めて実行されると
きの車輪１４の回転位置を基準とする各回転位置の回転
速度誤差の累積値である。固有回転速度変化取得ルーチ
ンが車両走行中度々、あるいは継続的に実行される場合
には、どこが基準位置とされても後述の回転速度演算・
補正ルーチンにおいて回転速度の補正を行い得るため差
し支えないが、車輪１４等の組立後１回のみ実行される
場合，キースイッチがＯＮにされた後１回のみ実行され
る場合等には、ロータ１０の特定の位置に基準マークを
設け、これを検出する検出器を位置固定に設けて、基準
マークの位置を速度偏差累積値の基準位置とすることが
必要である。基準マークを設ける場合には、速度偏差累
積値の演算自体を基準マークの位置から行ってもよく、
任意の位置から行い、後に基準マークの位置を基準とす
る速度偏差累積値に換算してもよい。

【００５９】上記Ｎは路面の影響をキャンセルするに十
分な大きさに設定されるべきものであり、本実施例にお
いては図７に示すように実車速Ｖが大きいほど大きい値
に設定される。Ｓ９では平均速度偏差累積値Δｖ_n がさ
らに実車速Ｖで割られて速度偏差累積値率Δｖ_n ／Ｖが
求められ、ＲＡＭ４４の速度偏差累積値率メモリに記憶
される。速度偏差累積値率Δｖ_n ／Ｖはロータ１０，車
輪１４等の製造，組立誤差に起因する各車輪１４に固有
の回転速度誤差を表す値であり、図６の回転速度演算・
補正ルーチンにおいて車輪１４の回転速度の補正に使用
される。

【００６０】回転速度演算・補正ルーチンは車両の走行
中継続的に実行される。ここでは予め定められた一定の
サンプリング時間内における波形整形器１８からの矩形
波の立上がりの時間間隔の平均から車輪１６の回転速度
が演算されるものとする。まず、Ｓ１１において、予め
定められたサンプリング時間内における矩形波の最初と
最後の立上がりの時期とサンプリング時間内における立
上がりの回数とが検出されるとともに、最初と最後との
立上がりがそれぞれロータ１０のどの歯１６に対応した
ものであるかのデータが読み込まれる。すなわち、立上
がりが生じる毎に割り込みルーチンにより、コンピュー
タ２０に内蔵のタイマから立上がりの時期が読み込まれ
るとともに、サンプリング時間内における立上がりの数
がカウントされる。また、立上がりの数を常時カウント
し、ロータ１０の基準位置においてリセットされる別の
カウンタも設けられており、このカウンタのカウント値
も読み込まれる。このカウンタのカウント値が各立上が
りがロータ１０のどの歯１６の通過により生じたもので
あるかを示すのである。

【００６１】続いて、Ｓ１２において、サンプリング時
間内における車輪１４の平均回転速度が演算される。サ
ンプリング時間内における全ての立上がり間の平均時間
間隔が演算され、それから回転速度ｖが演算されるので
ある。その後、Ｓ１３で回転速度ｖの補正が行われる。
Ｓ１１において読み込まれた最初と最後との立上がりが
ロータ１０のどの歯１６に対応したものであるかのデー
タに基づいて、速度偏差累積値率メモリから、それら最
初と最後との立上がりに対応する歯１６の速度偏差累積
値率Δｖ_n1／Ｖ，Δｖ_n2／Ｖが読み出され、次式 ｖ＝（１＋（Δｖ_n1−Δｖ_n2）／２Ｖ）ｖ・・・(1) により回転速度ｖが補正されるのであり、両速度偏差累
積値率Δｖ_n1／Ｖ，Δｖ _n2／Ｖの差の１／２に回転速度
ｖを掛けた量だけ回転速度ｖが補正されることとなる。

【００６２】図１に示す外乱オブザーバ５２，車輪速度
出力部６４等においては、この補正後の回転速度ｖが使
用される。ただし、外乱オブザーバ５２においては、回
転速度として角速度が使用されるため、図１３のＳ１３
では補正後の回転速度ｖからタイヤ半径Ｒを考慮してリ
ム側部２８の角速度ω_R が演算され、ＲＡＭ４４の角速
度メモリに格納される。

【００６３】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 ：路面からのトルク（路面の段差等によって突発
的に発生するころがり抵抗力や路面の凹凸によって定常
的に発生するころがり抵抗力による外乱トルク）

【００６４】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。ダンパをも考慮する実施例については後に説明す
る。

【００６５】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。

【００６６】

【数１】

【００６７】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。

【００６８】

【数２】

【００６９】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。

【００７０】

【数３】

【００７１】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)

【００７２】

【数４】

【００７３】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８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。

【００７４】

【数５】

【００７５】(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。

【００７６】

【数６】

【００７７】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線図で表わすと図９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。

【００７８】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ｗ₂ 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。

【００７９】まず、ベルト側部３０の慣性モーメントＪ
_B がＪ_B ＋ΔＪ_B に変化した場合について説明する。こ
の場合には車輪１４の運動は(14)式で表される。

【００８０】

【数７】

【００８１】推定すべき外乱は(14)式の右辺の最終項の
第２要素であるので、外乱ｗ₂ を(15)式で定義すれば、
(16)式で表される状態方程式から前記(11)式で表される
拡張系を得、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 が変化した場合の外乱を推定する部
分を構成することができる。 ｗ₂ ＝（−１／Ｊ_B ）Ｔ_d −（ΔＪ_B ／Ｊ_B ）ω_B ′・・・(15)

【００８２】

【数８】

【００８３】次にリム側部２８の慣性モーメントＪ_R が
Ｊ_R ＋ΔＪ_R に変化した場合について説明する。なお、
通常はリム側部２８の慣性モーメントＪ_R が変化するこ
とはないが、ホイール２４が交換されることがあり、そ
のためにリム側部２８の慣性モーメントＪ_R が変わった
にもかかわらず、慣性モーメントＪ_R をそれまで通りの
値にして外乱の推定を行えば大きな誤差が生じるおそれ
があるために、本実施例においては慣性モーメントＪ_R
の変化に起因する外乱も推定されるようにされているの
である。慣性モーメントＪ_R がＪ_R ＋ΔＪ_R に変化した
場合の車輪１４の運動は(17)式で表される。

【００８４】

【数９】

【００８５】推定すべき外乱は(17)式の右辺の最終項の
第１要素であるので、外乱ｗ₁ を次の(18)式で定義すれ
ば、(19)式で表される状態方程式から(20)式で表される
拡張系を得、外乱オブザーバ５２の、リム側部２８の慣
性モーメントＪ_R が変化した場合の外乱を推定する部分
を構成することができる。 ｗ₁ ＝−（ΔＪ_R ／Ｊ_R ）ω_R ′・・・(18)

【００８６】

【数１０】

【００８７】

【数１１】

【００８８】以上のように構成された外乱オブザーバ５
２においては、リム側部回転速度演算・補正部４５にお
いて演算，補正された車輪１４の回転速度ｖからタイヤ
半径Ｒを考慮して演算された角速度ω_R を入力として、
ねじりばね３２のばね定数ＫがΔＫ変化した場合の(8)
式で表される外乱ｗ₂ 、ベルト側部３０の慣性モーメン
トＪ_B がΔＪ_B 変化した場合の(15)式で表される外乱ｗ
₂ 、およびリム側部２８の慣性モーメントＪ_R がΔＪ_R
変化した場合の(18)式で表される外乱ｗ₁ が推定され、
外乱推定値ｗ_2p，ｗ_2p，ｗ_1pが取得されるが、それら外
乱と共に、検出が不可能であるベルト側部３０の角速度
ω_B ，リム側部−ベルト側部間のねじり角θ_RBも推定さ
れ、それぞれ推定値ω_Bp，θ_RBp が取得される。

【００８９】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。

【００９０】上記外乱ｗ_2p，ｗ_2p，ｗ_1p，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，リム側部２８の慣性モーメントＪ_R の変化，
ベルト側部３０の慣性モーメントＪ_B の変化等が求めら
れる。

【００９１】まず、ねじりばね３２のばね定数Ｋの変化
の取得について説明する。相関演算部５６において、図
１０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ｗ₂ 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。Ｒ
ＡＭ５０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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】リム側部２８の慣性モーメントＪ_R の変化
およびベルト側部３０の慣性モーメントＪ_B の変化につ
いても同様の処理が行われる。リム側部２８の慣性モー
メントＪ_R の変化については、図１１のフローチャート
で表される慣性モーメントＪ_R 変化取得用相関演算ルー
チンの実行により、(18)式で表される外乱ｗ₁ の推定値
ｗ_1pとリム側部２８の角加速度ω_R ′とから相互相関Ｃ
（ｗ_1p，ω_R ′），自己相関Ｃ（ω_R ′，ω_R ′）が取
得され、正規化部５８で(23)式によりＬ_JR値が演算さ
れ、ＲＡＭ５０のＬ_JR値メモリに格納される。 Ｌ_JR＝Ｃ（ｗ_1p，ω_R ′）／Ｃ（ω_R ′，ω_R ′）・・・(23) このＬ_JR値は前記(18)式に基づき、(24)式で表される。 Ｌ_JR＝−ΔＪ_R ／Ｊ_R ・・・(24)

【００９６】ベルト側部３０の慣性モーメントＪ_B の変
化については、図１２のフローチャートで表される慣性
モーメントＪ_B 変化取得用相関演算ルーチンの実行によ
り、(15)式で表される外乱ｗ₂ の推定値ｗ_2pとベルト側
部３０の角加速度推定値ω_Bp′とから相互相関（ｗ_2p，
ω_Bp′），自己相関Ｃ（ω_Bp′，ω_Bp′）が取得され、
正規化部５８で(25)式によりＬ_JB値が演算され、ＲＡＭ
５０のＬ_JB値メモリに格納される。 Ｌ_JB＝Ｃ（ｗ_2p，ω_Bp′）／Ｃ（ω_Bp′，ω_Bp′）・・・(25) このＬ_JB値は前記(15)式に基づき、(26)式で表される。 Ｌ_JB＝（−１／Ｊ_B ）Ｃ₁ −ΔＪ_B ／Ｊ_B ・・・(26) ただし、Ｃ₁ はＣ（Ｔ_dp，ω_Bp′）／Ｃ（ω_Bp′，
ω_Bp′）を意味する。

【００９７】なお、本実施例においては図１０〜図１２
のフローチャートで表される相関演算がそれぞれ１回ず
つ順次実行されるが、並行して行われるようにしてもよ
い。例えば、整数Ｍ，Ｐ，Ｑを等しくし、図１０のフロ
ーチャートにおけるＳ２１、図１１のフローチャートに
おけるＳ３１、および図１１のフローチャートにおける
Ｓ４１が順次実行され、次にＳ２２，Ｓ３２，Ｓ４２が
順次行われるというように、図１０〜図１２の互いに対
応するステップがそれぞれ並行して行われるようにする
のである。

【００９８】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 ），Ｌ_JR＝Ｃ
（ｗ_1p，ω_R ′）／Ｃ（ω_R ′，ω_R ′），Ｌ_JB＝Ｃ
（ｗ_2p，ω_Bp′）／Ｃ（ω_Bp′，ω_Bp′）に基づいてね
じりばね３２のばね定数Ｋ，リム側部２８の慣性モーメ
ントＪ_R およびベルト側部３０の慣性モーメントＪ_B の
補正が行われる。Ｌ_K ，Ｌ_JR，Ｌ_JBは前述のようにそれ
ぞれ Ｌ_K ＝（−１／Ｊ_B ）Ｃ₀ ＋ΔＫ／Ｊ_B Ｌ_JR＝−ΔＪ_R ／Ｊ_R Ｌ_JB＝（−１／Ｊ_B ）Ｃ₁ −ΔＪ_B ／Ｊ_B で表されるため、予めＬ_K とΔＫ，Ｌ_JRとΔＪ_R ，Ｌ_JB
とΔＪ_B の関係がそれぞればね定数変化テーブル，慣性
モーメントＪ_R 変化テーブル，慣性モーメントＪ _B 変化
テーブルとしてＲＯＭ４９に格納されており、これらの
テーブルに基づいてばね定数変化量ΔＫ，慣性モーメン
ト変化量ΔＪ_R および慣性モーメント変化量ΔＪ_B が求
められ、これらの変化量だけ外乱オブザーバ５２のばね
定数Ｋ，慣性モーメントＪ_R および慣性モーメントＪ_B
が補正されるのである。

【００９９】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，慣性モーメントＪ_R および慣性モーメントＪ_B 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，慣性モーメント変化量ΔＪ
_R および慣性モーメント変化量ΔＪ_B 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Ｏ
Ｎにされたとき、ばね定数補正値メモリ，慣性モーメン
トＪ_R 補正値メモリおよび慣性モーメントＪ_B 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，ΔＪ_R およびΔＪ_B がそれぞれの
メモリの内容に加算される。

【０１００】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との関係が空気圧変化テーブルとして予めＲＯＭ４
９に格納されており、その関係に従って今回の補正値Δ
Ｋに対応する空気圧変化量ΔＰが取得される。同様に、
慣性モーメントＪ_B 補正値メモリに記憶されている補正
値ΔＪ_B が正の値である基準値ΔＪ_B0より大きいか否か
が判定され、判定がＹＥＳであれば、タイヤ２６が異物
をかみ込んだことが表示装置６６により運転者に知らさ
れる。また、補正値ΔＪ_B が基準値−ΔＪ_B0より小さい
か否かが判定され、判定がＹＥＳであれば、タイヤ２６
の摩耗が許容限度に達して交換が必要であることが表示
装置６６により運転者に知らされる。そして、上記２つ
の判定の結果がいずれもＮＯであった場合には、タイヤ
２６の慣性モーメントＪ_B に大きな変化はないと判定さ
れ、運転者に対する報知は行われない。

【０１０１】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
車輪速度ｖの補正が行われる。

【０１０２】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。

【０１０３】

【数１２】

【０１０４】上記角速度推定値ω_Rpは、車輪１４の回転
速度の乱れの、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のノイズが除去される。

【０１０５】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、ロータ１０，電磁ピックアップ１２，波形
整形器１８と、リム側部回転速度演算・補正部４５の回
転速度を演算する部分とによって、車輪１４の回転速度
を検出する回転速度検出装置（各請求項の発明における
「角速度検出装置」の一例）が構成されている。また、
相関演算部５６および正規化部５８のリム側部２８の慣
性モーメントＪ _R およびベルト側部３０の慣性モーメン
トＪ_B の変化量を求める部分により慣性モーメント変化
量検出手段が構成され、定数補正部６０の慣性モーメン
トＪ_R およびＪ_B を補正する部分によって慣性モーメン
ト補正手段が構成されている。実車速検出装置７０によ
り車体速度検出手段が構成され、リム側部回転速度演算
・補正部４５の実車速Ｖと回転速度ｖとの差である固有
回転速度誤差を演算する部分によって速度偏差演算手段
が構成され、その演算された固有回転速度誤差をロータ
１０の各歯１６毎に求める部分によって周期的変化量推
定手段が構成され、電磁ピックアップ１２からの信号に
基づく回転速度ｖを補正する部分によって回転速度補正
手段（各請求項の発明における「角速度補正手段」の一
例）が構成されている。

【０１０６】以上詳記した実施例においては、図１０〜
図１２の相関演算ルーチンが一定の時間（ｉがＭ，Ｐ，
Ｑに達するに必要な時間）ごとに１組の相互相関および
自己相関を取得し、その結果に基づいて正規化部５８が
正規化を行うようになっていたが、例えばばね定数変化
を取得するための演算が図１３に示すように行われるよ
うに変更し、得られたＬ_{K (i)} を前記Ｌ_K と同様に用い
て定数補正部６０による定数補正ならびに判定部６２に
よる判定が随時行われるようにすることも可能である。
Ｌ_{K (i)} は、前記のように、

【０１０７】

【数１３】

【０１０８】で表され、この式は、

【０１０９】

【数１４】

【０１１０】に変形することができる。また、この式
は、Ｌ_{K (i-1)} を用いれば、

【０１１１】

【数１５】

【０１１２】で表すことができる。また、Ｆ_(i-1) は、

【０１１３】

【数１６】

【０１１４】に変形することができ、この式は、Ｋ
_(i-2) を用いれば、

【０１１５】

【数１７】

【０１１６】で表すことができる。以上の理論に基づ
き、図１３のばね定数変化取得ルーチンにおいては、ま
ず、Ｓ５１において、整数ｉの値が１、Ｌ_{K (0)} の値が
０、Ｆ₍₀₎ の値が最大値ＭＡＸとされる。続いて、Ｓ５
２において、ＲＡＭ５０から最新の外乱推定値ｗ_2pとね
じり角推定値θ_RBp がそれぞれｗ_2p(i) とθ_{RBp (i)} と
して読み込まれる。その後、Ｓ５３においてＦ
_(i-1) が、Ｓ５４においてＬ_{K (i)} がそれぞれ算出され
る。続いて、Ｓ５５において整数ｉの値が１増加させら
れる。以上でＳ５２〜Ｓ５５の一回の実行が終了し、そ
の後Ｓ５２に戻る。

【０１１７】前記実施例においては、車輪１４やロータ
１０の製造，組立誤差等に起因する周期的な回転速度変
化がリム側部回転速度演算・補正部４５において除去さ
れた後に外乱オブザーバ５２に供給されるようにされ
て、外乱オブザーバ５２の推定精度向上が図られていた
が、このようにすることは各請求項の発明を実施する上
において不可欠なことではない。しかし、外乱オブザー
バ５２は回転速度のとり得る周波数（回転速度の時間的
変化をグラフで表した場合にそのグラフが表す波の周波
数）すべての領域において常に精度よく推定を行うよう
に設計することは困難であり、推定に適した周波数領域
が存在する。したがって、何らかの方法で周期的外乱に
よる不都合を回避することが必要である。一方、車輪１
４自体の周期的外乱によって回転速度に発生する周期的
外乱の周波数である変動周波数ｆ_dは計算によって推定
可能である。したがって、各請求項の発明は例えば、実
際の回転速度から実際の変動周波数ｆ_d を推定し、それ
と推定に適した適正周波数ｆ _opt との偏差が設定値以下
となる回転速度領域では外乱オブザーバの作動を禁止す
ることにより、外乱オブザーバの信頼性を向上させる態
様で実施することが可能である。

【０１１８】その一例を図１４に示す。この推定許可・
禁止装置は、適正周波数記憶部８０，車輪速度演算部８
２，車輪速度変動周波数演算部８４，周波数比較部８６
および外乱オブザーバ８８を備えている。

【０１１９】適正周波数記憶部８０は、外乱オブザーバ
８８がねじりばね定数Ｋ，慣性モーメントＪ_R ，Ｊ_B 等
の変化量を精度よく推定するのに適した適正周波数ｆ
_opt を記憶しているものである。なお、ねじりばね定数
Ｋ，慣性モーメントＪ_R ，Ｊ_B等の推定すべてについて
共通の適正周波数ｆ_opt を記憶するものとすることも、
それぞれの推定対象毎に異なる適正周波数ｆ_opt を記憶
するものとすることもできる。

【０１２０】車輪速度変動周波数演算部８４は、回転速
度の変動周波数ｆ_d を次のようにして算出する。まず、
ｎ＝ＴＶ／（２πＲ）により車輪１４の回転数ｎを演算
する。ただし、 Ｔ：定数 Ｖ：現在車速 Ｒ：タイヤ２６の空気圧が正常である状態における車輪
１４の実質的半径 そして、ｆ₀ ＝１／ｎにより、現在車速Ｖに対する車輪
速度基本周波数ｆ₀ を演算する。車輪速度基本周波数ｆ
₀ は、車輪速度の時間的変化を表す波が周波数が互いに
異なる複数の正弦波の複合波であると考えた場合のそれ
ら正弦波の周波数のうち最小のものである。周期的外乱
による変動周波数ｆ_d はその他にも存在し、車輪速度の
基本波を基礎とする複数の高調波がそれである。それら
高調波は車輪速度基本周波数ｆ₀ の整数倍であることを
考慮して、ｆ_d ＝ｉｆ₀ （ｉは２以上の自然数）を計算
する。

【０１２１】車輪速度演算部８２，車輪速度変動周波数
演算部８４，周波数比較部８６および外乱オブザーバ８
８は、コンピュータ４７のＲＯＭ４９に図１５のフロー
チャートにより表される外乱オブザーバ制御ルーチンが
格納されることにより構成されている。Ｓ６１において
電磁ピックアップ１２からの信号に基づいて車輪１４の
回転速度ｖが演算される。この演算は前記リム側部回転
速度演算・補正部４５による回転速度演算・補正ルーチ
ンのＳ１２における平均回転速度ｖの演算と同様である
ため、説明を省略する。

【０１２２】続いて、Ｓ６２において、Ｓ６１で演算さ
れた回転速度ｖから上記のようにして複数の変動周波数
ｆ_d が演算され、Ｓ６３において、適正周波数記憶部８
０から適正周波数ｆ_opt が読み出され、各変動周波数ｆ
_d と適正周波数ｆ_opt との偏差の絶対値Δｆが演算され
る。Ｓ６４において、この偏差の絶対値Δｆが基準値α
と比較され、いずれかの変動周波数ｆ_d についてΔｆ≦
αである場合にはＳ６５において外乱オブザーバ８８の
作動が禁止され、それ以外の場合にはＳ６６において外
乱オブザーバ８８の作動が許容される。外乱オブザーバ
８８の構成は前記実施例と同様であるため、説明を省略
する。

【０１２３】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、ロータ１０，電磁ピックアップ１２，波形
整形器１８および車輪速度演算部８２によって角速度検
出装置が構成され、適正周波数記憶部８０，車輪速度変
動周波数演算部８４および周波数比較部８６によって推
定禁止手段が構成されている。

【０１２４】なお、車輪速度の周期的外乱は車輪１４ま
たはロータ１０にのみ起因すると仮定する場合には、そ
の周期的外乱の周波数は回転速度すなわち車体速度にの
み依存すると考えることができるから、車輪速度の現在
の変動周波数ｆ_d が適正周波数ｆ_opt に近すぎる推定困
難状態にあるか否かの判定は車輪速度または車体速度の
現在値にのみ着目して行うこともできる。

【０１２５】外乱オブザーバを構成する際のモデルは図
４のモデルに限定されるわけではない。例えば、図１６
に示すように、サスペンションをも考慮に入れたモデル
を採用することも可能である。ただし、 Ｍ_V ：ばね上部（車体）の質量 ｍ_R ：リム側部２８の質量 ｍ_B ：ベルト側部３０の質量 Ｋ_S ：サスペンションのばね定数 Ｄ_S ：サスペンションの減衰係数 ｘ_V ：ばね上部の変位 ｘ_R ：リム側部２８の変位 ｘ_B ：ベルト側部３０の変位 ｘ_VR：ばね上部の変位ｘ_V とリム側部２８の変位ｘ_R の
差

【０１２６】また、Ｊ_R ，Ｊ_B ，θ_RBはそれぞれ前記実
施例におけると同様に、リム側部２８の慣性モーメン
ト，ベルト側部３０の慣性モーメント，リム側部−ベル
ト側部間のねじり角である。なお、Ｋ_T はねじりばね３
２のばね定数Ｋと同じであるが、サスペンションばねの
ばね定数Ｋ_S と区別するために添字Ｔが付けられてい
る。

【０１２７】以下、このモデルを用いた外乱オブザーバ
を有する実施例に基づいて各請求項の発明を具体的に説
明する。なお、本実施例は図１に示す実施例と共通する
部分が多いため、同一の部分については同一の符号を使
用することによって説明を省略し、異なる部分について
のみ詳細に説明することとする。図１６のモデルの状態
方程式は(30)式となる。

【０１２８】

【数１８】

【０１２９】ここにおいて、Ｊ_R ＝γｍ_R ，Ｊ_B ＝βｍ
_B の関係があり、ａ_ij，ｂ_ijは車輪モデルとサスペンシ
ョンモデルとの干渉を示す定数であり、サスペンション
の構造に依存する。いま、リム側部２８の質量ｍ_R （慣
性モーメントＪ_R ）およびねじりばね定数Ｋ_T が共に変
化し、ｍ_R ＝ｍ_R ＋Δｍ_R （Ｊ_R ＝Ｊ_R ＋ΔＪ_R ）およ
びＫ_T ＝Ｋ _T ＋ΔＫ_T となった場合、(30)式は(31)式と
なり、正常状態に外乱が加えられるのと等価となる。

【０１３０】

【数１９】

【０１３１】ただし、 Δ（Ｋ_T ／Ｊ_R ）＝（Ｋ_T ＋ΔＫ_T ）／（Ｊ_R ＋Δ
Ｊ_R ）−Ｋ_T ／Ｊ_R Δ（Ｄ_S ／ｍ_R ）＝Ｄ_S ／（ｍ_R ＋Δｍ_R ）−Ｄ_S ／ｍ
_R Δ（Ｋ_S ／ｍ_R ）＝Ｋ_S ／（ｍ_R ＋Δｍ_R ）−Ｋ_S ／ｍ
_R

【０１３２】いま(31)式の右辺の第３項をも外乱として
扱い、かつ、その外乱のうちの第５要素を推定すること
にすれば、推定すべき外乱ｗ₅ は(32)式で表され、状態
方程式は(33)式となる。 ｗ₅ ＝Δ（Ｄ_S ／ｍ_R ）ｘ_VR′＋Δ（Ｋ_S ／ｍ_R ）ｘ_VR＋ｎ・・・(32) ここに「ｎ」は、外乱を第５要素についてしか推定しな
いために生ずる誤差項である。

【０１３３】

【数２０】

【０１３４】(32)式で表される外乱ｗ₅ からリム側部２
８の質量ｍ_R の変化（ひいては慣性モーメントＪ_R の変
化）を抽出するための相互相関Ｃ（ｗ₅ ，ｘ_VR）は(34)
式で表される。 Ｃ（ｗ₅ ，ｘ_VR）＝Δ（Ｄ_S ／ｍ_R ）Ｃ（ｘ_VR′，ｘ_VR）＋Δ（Ｋ_S ／ｍ_R ）Ｃ （ｘ_VR，ｘ_VR）＋Ｃ（ｎ，ｘ_VR）・・・(34) ここで、Ｃ（ｘ_VR′，ｘ_VR）＝０となり、自己相関で割
って正規化すると Ｃ（ｗ₅ ，ｘ_VR）／Ｃ（ｘ_VR，ｘ_VR）＝Ｃ（ｎ，ｘ_VR）／Ｃ（ｘ_VR，ｘ_VR）＋Δ （Ｋ_S ／ｍ_R ）・・・(35) となる。この(35)式の右辺の第１項は質量ｍ_R （慣性モ
ーメントＪ_R ）の変化とは無関係であり、予め求めてお
くことで補償することができる。このようにして求めた
質量ｍ_R の変化から対応する慣性モーメントＪ_R の変化
を求めることができる。このようにして抽出された慣性
モーメントＪ_R の変化量ΔＪ_R により外乱オブザーバ５
２の慣性モーメントＪ_R が補正される。

【０１３５】外乱オブザーバ５２の構成方法は前記実施
例と同様であるため、異なる部分のみを説明する。推定
すべき外乱のダイナミクスを ｗ₅ ′＝０ と近似すると拡張系は(36)式で表される。

【０１３６】

【数２１】

【０１３７】(36)式においてリム側部２８の角速度ω_R
のみが検出可能である。この式の行列を次のように分解
して定義すれば、前記実施例におけると同様にして外乱
オブザーバを構成することができる。

【０１３８】

【数２２】

【０１３９】なお、本実施例においてはリム側部２８の
角速度ω_R のみが検出可能であったが、他の量を検出す
る検出装置を設ければそれからの情報により外乱オブザ
ーバ５２の推定精度を向上させることができる。

【０１４０】以上要するに、本実施例においては、外乱
オブザーバ５２によりリム側部慣性モーメントＪ_R ，ベ
ルト側部慣性モーメントＪ_B ，リム側部質量ｍ_R ，ベル
ト側部質量ｍ_B ，リム側部角速度ω_R ，サスペンション
のばね定数Ｋ_S と減衰係数Ｄ _S およびばね上質量Ｍ_V か
ら外乱ｗ₅ が推定され、その後、相関演算・正規化によ
ってその外乱ｗ₅ からリム側部質量ｍ_R の変化量Δｍ_R
が抽出され、その変化量Δｍ_R とリム側部慣性モーメン
トＪ_R の変化量ΔＪ_R との間に予め設定された関係に従
い、抽出された変化量Δｍ_R に対応する変化量ΔＪ_R が
取得されるのである。そして、本実施例によれば、タイ
ヤ空気圧の変化などによるねじりばねのばね定数Ｋ_T の
変化とリム側部質量ｍ_R の変化とが同時に起こったとし
ても、リム側部質量ｍ_R の変化量Δｍ_R をばね定数Ｋ_T
の変化量ΔＫ_T から分離して正しく取得することができ
る。

【０１４１】モデルを図１７に示す単純なものとするこ
とも可能である。前記実施例においては、車輪１４がリ
ム側部２８とベルト側部３０との２つの部分に分けら
れ、それぞれの部分の慣性モーメント，角速度等に基づ
いて外乱が推定されるようになっていたが、図１７のモ
デルにおいては、車輪１４が慣性モーメントＪを有する
単純な回転体としてモデル化されており、このモデルに
よっても慣性モーメントＪ，角速度に基づいて外乱トル
クＴ_d を推定することができる。例えば、図４のモデル
においてねじりばね定数Ｋにできる限り大きな値を与え
ることによって図１７のモデルを実現することができ
る。この態様が、請求項１記載の発明の、前記実施例と
は別の実施例である。

【０１４２】また、前記実施例においては、タイヤ２６
の空気圧が異常に低くなってから、あるいは摩耗の許容
限度に達してからそれらの事実が表示装置６６により運
転者に知らされるようになっていたが、タイヤ２６の空
気圧や慣性モーメントの変化率から車両が走行可能な時
間や距離が表示されるようにすることも可能である。例
えば、ばね定数Ｋの変化量ΔＫをその変化が生じた時間
で割って、時間当たりのばね定数Ｋの変化率を求め、そ
の変化率から車両の走行可能時間を推定して、表示装置
６６に表示させるのである。タイヤ２６の摩耗に関して
は、慣性モーメントＪ_B の変化量ΔＪ_B をそれが生じた
走行距離で割って、走行距離当たりの変化率を求め、そ
の変化率から車両の走行可能距離を推定して表示装置６
６に表示させればよい。

【０１４３】さらに、前記実施例においては、車体速度
が専用の実車速検出装置７０によって検出されるように
なっていたが、角速度検出装置を利用して車体速度検出
装置を構成することも可能である。車輪１４の回転速度
ｖに基づいて車体速度Ｖを決定するのである。車輪１４
は慣性モーメントが小さいため回転速度ｖの変化率の絶
対値が大きいが、車体は慣性質量が大きいため変化率の
絶対値が小さい。したがって、車輪の回転速度ｖが実車
速Ｖとしてはあり得ない大きさの変化率絶対値で変化す
る場合には変化率絶対値を上限値に固定して実車速を推
定すること、あるいは車輪１４の回転速度ｖの比較的長
い時間の平均値を実車速Ｖとして使用することが可能な
のである。この場合、車輪１４は複数あるため、複数の
車輪１４の回転速度ｖに基づいて実車速Ｖを推定するこ
とが望ましい。

【０１４４】さらにまた、前記実施例においては、慣性
モーメントＪ_B の正規値からの増加量ΔＪ_B が正の値で
ある基準値ΔＪ_B0より大きい場合には、タイヤ２６が異
物をかみ込んだことが表示装置６６により運転者に知ら
されるようになっているが、慣性モーメントＪ_B の増加
は、タイヤ２６にスリップ防止のためのチェーンが装着
されることによっても発生し得る。したがって、各請求
項の発明は例えば、慣性モーメントＪ_B の変化からチェ
ーン装着の有無を判定する態様で実施することが可能で
ある。

【０１４５】その一例を実現するためのチェーン装着判
定ルーチンを図１８のフローチャートに基づいて説明す
る。なお、このルーチンは各車輪ごとに実行される。ま
ず、Ｓ７１において、ＲＡＭ５０から最新の慣性モーメ
ントＪ_B が読み出され、次に、Ｓ７２において、その読
み出された慣性モーメントＪ_B がしきい値Ｊ _Bth より大
きいか否かが判定される。しきい値Ｊ_Bth は各車輪にチ
ェーンが装着された場合に一般的に慣性モーメントＪ_B
が超えることとなる大きさに設定されている。今回は慣
性モーメントＪ_B がしきい値Ｊ_Bth を超えないと仮定す
れば、判定がＮＯとなり、Ｓ７４において、ＯＦＦ状態
で各車輪にチェーンが装着されていないことを示し、Ｏ
Ｎ状態で各車輪にチェーンが装着されていることを示す
チェーン装着フラグがＯＦＦ状態とされる。これに対
し、今回は慣性モーメントＪ_B がしきい値Ｊ_Bth を超え
ていると仮定すれば、Ｓ７２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ
７３において、チェーン装着フラグがＯＮ状態とされ
る。いずれの場合にも以上でこのルーチンの一回の実行
が終了する。

【０１４６】チェーン装着フラグはＲＡＭ５０に設けら
れていて、コンピュータ４７に接続された車両運動制御
装置によって監視可能とされている。したがって、各車
輪運動制御装置はチェーン装着状態と未装着状態とで異
なる制御特性で車両の運動状態を制御することが可能と
なる。

【０１４７】車両運動制御装置の一例は後輪舵角を電気
的に制御する後輪舵角制御装置であり、この後輪舵角制
御装置を例にとり、チェーン装着判定結果の一利用例を
説明する。チェーンの装着状態においては非装着状態に
おけるより、タイヤ２６とそれを覆う車体の部分である
ホイールハウスとのクリアランスが狭くなる。そのた
め、後輪にチェーンが装着されているか否かを問わず一
律に後輪舵角を制御する場合には、チェーン装着状態に
おいて後輪がホイールハウスに接近し過ぎてしまい、最
悪の場合には干渉する。そこで、後輪舵角制御装置は上
記の判定結果に基づき、チェーン装着状態においては後
輪舵角制御を禁止するか、またはチェーンの装着状態に
おいて非装着状態におけるより後輪舵角が小さくなるよ
うに後輪舵角を制御するのである。

【０１４８】図１９に示すモデルは、リム側部２８とベ
ルト側部３０との間に存在するダンパをも考慮したモデ
ルである。すなわち、このモデルは、相対回転可能なリ
ム側部２８とベルト側部３０とが互いに並列に接続され
たねじりばね３２およびダンパ１００を介して結合され
たモデルなのである。

【０１４９】このモデルは図２０に示すように、いわゆ
る２慣性モデルに単純化することができる。ただし、 ｍ_R ：リム側部２８の等価慣性質量 ｍ_B ：ベルト側部３０の等価慣性質量 Ｋ_W ：ねじりばね３２のばね定数 Ｄ_W ：ダンパ１００の減衰係数 ｘ_R ：リム側部２８の等価直線変位 ｘ_B ：ベルト側部３０の等価直線変位 ｘ_RB：リム側部２８の等価直線変位ｘ_R とベルト側部３
０の等価直線変位ｘ_Bとの差である相対等価直線変位 Ｆ_d ：路面からタイヤ２６への等価外乱力

【０１５０】この２慣性モデルと図１９のモデルとの関
係について説明すれば、リム側部２８およびベルト側部
３０の等価慣性質量ｍ_R ，ｍ_B は図１９のモデルの慣性
モーメントＪ_R ，Ｊ_B にそれぞれ等価的に対応し、ま
た、リム側部２８およびベルト側部３０の等価直線変位
速度ｘ_R ，ｘ_B は図１９のモデルの角速度ω_R ，ω_B の
各積分値に等価的に対応し、また、相対等価直線変位ｘ
_RBは図１９のモデルのねじれ角θ_RBに等価的に対応し、
また、等価外乱力Ｆ_d は図１９のモデルの外乱トルクＴ
_d に等価的に対応している。以下、この２慣性モデルを
用いた一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【０１５１】図２０のモデルの状態方程式は(37)式とな
る。

【０１５２】

【数２３】

【０１５３】なお、この状態方程式には、エンジンまた
はブレーキからリム側部２８に作用する駆動・制動トル
クＴ₁ に対応するパラメータが存在しないが、これは、
その状態方程式は図２０のモデルの運動のうち特に振動
に着目し、各パラメータについてはそれの変動成分をも
って記述することとし、一方、駆動・制動トルクＴ₁は
他のパラメータとの関係において固定値とみなすことが
できるからである。すなわち、この状態方程式において
は、等価直線変位ｘ_R ，ｘ_B ，それの一回微分値
ｘ_R ′，ｘ_B ′，二回微分値ｘ_R ″，ｘ_B ″，ばね定数
Ｋ_W および減衰係数Ｄ _W の各々が固定成分を除いた変動
成分を意味しているのである。

【０１５４】いま、タイヤ２６の空気圧が変化し、ばね
定数Ｋ_W および減衰係数Ｄ_W が共に変化し、Ｋ_W ＝Ｋ_W
＋ΔＫ_W およびＤ_W ＝Ｄ_W ＋ΔＤ_W となった場合、(37)
式は(38)式となり、正常状態に外乱が加えられるのと等
価となる。

【０１５５】

【数２４】

【０１５６】等価外乱力Ｆ_d を測定できない未知量と
し、これをも外乱として扱うとすれば、推定すべき外乱
は(39)式で表される。

【０１５７】

【数２５】

【０１５８】この外乱のうち第２要素を推定することに
すれば、外乱は(40)式で表される。 ｗ₂ ＝（ΔＤ_W ／ｍ_B ）（ｘ_R ′−ｘ_B ′）＋（ΔＫ_W ／ｍ_B ）ｘ_RB＋Ｆ_d ／ｍ _B ＋ｎ・・・(40) ここに「ｎ」は、外乱を第２要素しか推定しないために
生ずる誤差項である。

【０１５９】したがって、この場合の状態方程式は(41)
式となる。

【０１６０】

【数２６】

【０１６１】本実施例は、それらの事実に基づき、その
外乱ｗ₂ を外乱オブザーバで求めてタイヤ２６の空気圧
の変化を取得するが、以下の構成とされる。

【０１６２】すなわち、図２１に機能ブロック図で示す
ように、リム側部２８の等価直線変位速度ｘ_R ′を検出
する変位速度検出装置１１０が設けられ、それにコンピ
ュータ１２０が接続されているのである。変位速度検出
装置１１０は前記実施例におけると同様に、ロータ１０
の外周に形成された各歯１６の通過を電磁的に検出し、
リム側部２８の角速度ω_R を検出してリム側部２８の等
価直線変位速度ｘ_R ′を演算する方式とされている。コ
ンピュータ１２０は、図２２に示すように、処理装置と
してのＣＰＵ１２２，第一記憶装置としてのＲＯＭ１２
４および第二記憶装置としてのＲＡＭ１２６を含むよう
に構成されている。このコンピュータ１２０により、図
２１に示すように、外乱オブザーバ１３０，定数変化量
演算部１３２，定数補正部１３４および判定部１３６が
構成されている。

【０１６３】外乱オブザーバ１３０の構成方法は前記実
施例と同様であるため、異なる部分のみを説明する。推
定すべき外乱ｗ₂ のダイナミクスを ｗ₂ ′＝０ と近似すると、前記(41)式で記述される線形システムの
拡張系は(42)式で記述される。

【０１６４】

【数２７】

【０１６５】上式においてリム側部２８の等価直線変位
速度ｘ_R ′のみが検出可能である。上式の行列を次のよ
うに分解して定義すれば、前記実施例におけると同様に
して外乱オブザーバ１３０を構成することができる。

【０１６６】

【数２８】

【０１６７】すなわち、外乱オブザーバ１３０は、少な
くとも変位速度検出装置１１０から入力されたリム側部
２８の等価直線変位速度ｘ_R ′に基づき、車輪回転に関
する線形システムにおける状態としてベルト側部３０の
等価直線変位速度ｘ_B ′と相対等価直線変位ｘ_RBとをそ
れぞれ推定することに加えて、その線形システムにおけ
る外乱としてｗ₂ をも推定するのである。なお、本実施
例においては、変位速度検出装置１１０が各請求項の発
明における「角速度検出装置」の一例を構成している。

【０１６８】以上のようにして推定された外乱ｗ₂ は前
記定数変化量演算部１３２に供給され、変化量ΔＫ_W お
よびΔＤ_W がそれぞれ演算される。

【０１６９】前記のように、ｗ₂ ＝（ΔＤ_W ／ｍ_B ）
（ｘ_R ′−ｘ_B ′）＋（ΔＫ_W ／ｍ_B）ｘ_RB＋Ｆ_d ／ｍ
_B ＋ｎであり、この式を用いて最小二乗法によりばね定
数Ｋ_Wの変化量ΔＫ_W と減衰係数Ｄ_W の変化量ΔＤ_W と
がそれぞれ取得される。最小二乗の和が(43)式で表さ
れ、それが最小になるように、すなわち、最小二乗和Ｓ
を変化量ΔＫ_W で偏微分した場合の値と変化量ΔＤ_W で
偏微分した場合の値とがそれぞれ０となるように変化量
ΔＫ_W およびΔＤ_W をそれぞれ取得するのである。

【０１７０】

【数２９】

【０１７１】具体的には、変化量ΔＫ_W およびΔＤ_W を
(44)式を用いて演算する。

【０１７２】

【数３０】

【０１７３】取得された変化量ΔＫ_W およびΔＤ_W は定
数補正部１３４に供給され、それらに応じてばね定数Ｋ
_W および減衰係数Ｄ_W が補正される。

【０１７４】補正されたばね定数Ｋ_W および減衰係数Ｄ
_W は判定部１３６に供給される。この判定部１３６にお
いては、まず、ばね定数Ｋ_W および減衰係数Ｄ_W の現在
値の正規値からの偏差が演算され、それが絶対的な変化
量ΔＫ_W およびΔＤ_W とされる。続いて、それら変化量
ΔＫ_W およびΔＤ_W に基づき、変化量ΔＫ_W およびΔＤ
_W とタイヤ空気圧Ｐとの間に成立する一定の関係であっ
てＲＯＭ１２４に予め格納されているものに従い、タイ
ヤ空気圧Ｐの現在値の正規値からの変化量ΔＰが推定さ
れる。その後、その推定された変化量ΔＰが適正範囲に
あるか否かが判定され、適正範囲にない場合には現在の
タイヤ空気圧Ｐが異常であることが表示装置１３８を介
して運転者に報知される。

【０１７５】以上の内容はコンピュータ１２０のＲＯＭ
１２４に格納されたタイヤ空気圧検出ルーチンにより実
現される。以下、図２３に示すフローチャートに基づい
てこのルーチンの内容を具体的に説明する。

【０１７６】まず、Ｓ８１において、整数ｉの初期値が
１とされ、変化量ΔＫ_{W (i)} およびΔＤ_{W (i)} の初期値
がともに０とされる。次に、Ｓ８２において、変位速度
検出装置１１０からリム側部２８の等価直線変位速度ｘ
_R ′_(i) が読み出され、ＲＡＭ１２６に記憶される。そ
の後、Ｓ８３において、今回の等価直線変位速度ｘ_R′
_(i) と前回の等価直線変位速度ｘ_{R (i-1)} との差として
リム側部２８の等価直線変位加速度ｘ_R ″_(i) が演算さ
れる。これもＲＡＭ１２６に記憶される。

【０１７７】続いて、Ｓ８４において、それら等価直線
変位速度ｘ_R ′_(i) および等価直線変位加速度ｘ_R ″
_(i) に基づき、外乱オブザーバ１３０によって外乱ｗ
_{2 (i)} ，ベルト側部３０の等価直線変位速度ｘ_B ′_(i)
および相対等価直線変位ｘ_RB(i)が推定され、ＲＡＭ１
２６に記憶される。

【０１７８】なお、等価直線変位速度ｘ_R ′_(i) のみな
らず等価直線変位加速度ｘ_R ″_(i)にも基づいて外乱ｗ
_2(i)等が推定されるようになっているが、等価直線変位
速度ｘ_R ′_(i) にのみ基づいて推定するようにしてもよ
い。

【０１７９】また、それら等価直線変位速度ｘ_R ′_(i)
および等価直線変位加速度ｘ_R ″_{(i )} はハイパスフィル
タ処理を経た後に外乱オブザーバ１３０に供給されるよ
うになっており、これにより、それら等価直線変位速度
ｘ_R ′_(i) および等価直線変位加速度ｘ_R ″_(i) の変動
成分のみが外乱オブザーバ１３０に供給されることにな
る。

【０１８０】その後、Ｓ８５において、整数ｉの現在値
が基準値Ｎ以上であるか否かが判定され、基準値Ｎ以上
ではない場合には、判定がＮＯとなり、Ｓ８６において
整数ｉの値が１増加させられてＳ８２に戻る。Ｓ８２〜
Ｓ８６の実行がＮ回繰り返されることにより、等価直線
変位速度ｘ_R ′_(i) ，ｘ_B ′_(i) ，外乱ｗ_{2 (i)} および
相対等価直線変位ｘ_RB(i) を１組とするデータがＮ組蓄
積されたならば、Ｓ８５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ８７
において、定数変化量演算が行われる。すなわち、それ
らＮ組のデータに基づき、前記最小二乗法を利用して変
化量ΔＫ_{W (i)}およびΔＤ_{W (i)} がそれぞれ算出される
のである。続いて、Ｓ８８において、それら算出された
変化量ΔＫ_{W (i)} およびΔＤ_{W (i)} によって外乱オブザ
ーバ１３０におけるばね定数Ｋ_W および減衰係数Ｄ_W を
補正する定数補正が行われる。

【０１８１】その後、Ｓ８９およびＳ９０において、タ
イヤ空気圧Ｐが異常であるか否かの判定が行われる。具
体的には、まずＳ８９において、ばね定数Ｋ_W の現在値
の正規値からの変化量ΔＫ_W が算出され、その変化量Δ
Ｋ_W に基づいてタイヤ空気圧Ｐの現在値の正規値からの
変化量ΔＰが推定される。変化量ΔＰの推定は例えば、 ΔＰ＝Ａ（ΔＫ_W ／Ｋ_W ） の如き式（ただし、Ａは定数）を用いて行うことができ
るが、変化量ΔＰおよびΔＫ_W 相互間の関係を表すテー
ブルを用いて行うこともできる。

【０１８２】次にＳ９０において、変化量ΔＰが設定値
ΔＰ_thを超えたか否かが判定される。タイヤ空気圧Ｐが
異常であるか否かが判定されるのである。今回は変化量
ΔＰが設定値ΔＰ_thを超えないと仮定すれば、今回のタ
イヤ空気圧Ｐは正常であると判定され、表示装置１３８
によるタイヤ空気圧異常警告は行われない。この場合、
Ｓ９０の判定がＮＯとなり、Ｓ９１において整数ｉの値
が１にリセットされた後にＳ８２に戻り、このルーチン
の実行が継続される。これに対し、変化量ΔＰが設定値
ΔＰ_thを超えた場合にはＳ９０の判定がＹＥＳとなり、
Ｓ９２において、その事実が表示装置１３８を介して運
転者に報知される。タイヤ空気圧異常警告が行われるの
である。その後、このルーチンの実行が終了する。

【０１８３】なお、図２３のタイヤ空気圧検出ルーチン
においては、等価直線変位速度ｘ_R′_(i) ，
ｘ_B ′_(i) ，外乱ｗ_{2 (i)} および相対等価直線変位ｘ
_RB(i) を１組とするデータがＮ組蓄積される毎に変化量
ΔＫ_W ，ΔＤ_W が演算されるようになっているが、前記
式(44)を漸化式で表すことにより、Ｎ組のデータが蓄積
される毎にではなく、Ｎ組のデータが一旦蓄積された後
には１組のデータが取得される毎に変化量ΔＫ_W ，ΔＤ
_W が演算されるようにすることができる。そのためのタ
イヤ空気圧検出ルーチンの一例を図２４にフローチャー
トで表す。以下、このルーチンの内容を説明するが、図
２３のルーチンと共通する部分については簡単に説明す
る。

【０１８４】まず、Ｓ１０１において、整数ｉの初期値
が１とされ、変化量ΔＫ_{W (i)} およびΔＤ_{W (i)} の初期
値がともに０とされ、行列Ｌ_D およびＬ_N の初期値もと
もに０とされる。行列Ｌ_D は前記(44)式の右辺における
左側の項を表す行列であり、行列Ｌ_N はその右側の項を
表す行列である。

【０１８５】次に、Ｓ１０２において、変位速度検出装
置１１０から等価直線変位速度ｘ_R′_(i) が読み込ま
れ、Ｓ１０３において、等価直線変位加速度ｘ_R ″_(i)
が演算される。続いて、Ｓ１０４において、それら等価
直線変位速度ｘ_R ′_(i) および等価直線変位加速度
ｘ_R ″_(i) のそれぞれの変動成分に基づき、外乱オブザ
ーバ１３０によって外乱ｗ_{2 (i)} ，等価直線変位速度ｘ
_B ′_(i) および相対等価直線変位ｘ_RB(i) が推定され
る。

【０１８６】その後、Ｓ１０５において、行列Ｌ_D の現
在値に、今回の等価直線変位速度ｘ _R ′_(i) ，ｘ_B ′
_(i) および相対等価直線変位ｘ_RB(i) に基づく増分が加
算され、続いて、Ｓ１０６において、行列Ｌ_N の現在値
に、今回の等価直線変位速度ｘ _R ′_(i) ，ｘ_B ′_(i) ，
相対等価直線変位ｘ_RB(i) および外乱ｗ_{2 (i)} に基づく
増分が加算される。それぞれ行列Ｌ_D およびＬ_N が更新
されるのである。続いて、Ｓ１０７において、前記(44)
式にそれら行列Ｌ_D およびＬ_N の値を代入することによ
り、今回の変化量ΔＫ_{W (i)} およびΔＤ_{W (i)} が算出さ
れる。さらに、このステップにおいては、算出された変
化量ΔＫ_{W (i)} およびΔＤ_{W (i)} によって外乱オブザー
バ１３０におけるばね定数Ｋ_W および減衰係数Ｄ_W を補
正する定数補正も行われる。

【０１８７】その後、Ｓ１０８において、ばね定数Ｋ_W
の現在値（補正後の値）と正規値との関係からタイヤ空
気圧Ｐが異常であるか否かの判定が行われ、異常である
場合にはＳ１０９においてその旨が表示装置６６によっ
て運転者に報知されることによってタイヤ空気圧の異常
警告が行われる。その後、Ｓ１０２に戻る。

【０１８８】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】本発明の一実施例である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。

【図６】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に格納されている別の制御プログラムを示
すフローチャートである。

【図７】上記外乱検出装置における速度偏差累積値の検
出回数Ｎと実車速Ｖとの関係を示す図である。

【図８】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９】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１０】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。

【図１１】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に格納されている別の制御プログラムを
示すフローチャートである。

【図１２】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に格納されているさらに別の制御プログ
ラムを示すフローチャートである。

【図１３】本発明の別の実施例である外乱検出装置の一
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。

【図１４】本発明のさらに別の実施例である外乱検出装
置の一部を示す機能ブロック図である。

【図１５】図１４の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。

【図１６】本発明のさらに別の実施例である外乱検出装
置における外乱オブザーバを構成するための力学モデル
を示す図である。

【図１７】本発明のさらに別の実施例である外乱検出装
置における外乱オブザーバを構成するための力学モデル
を示す図である。

【図１８】本発明の一利用態様であるチェーン装着判定
装置におけるコンピュータのＲＯＭに格納されているチ
ェーン装着判定ルーチンである。

【図１９】本発明のさらに別の実施例である外乱検出装
置における外乱オブザーバを構成するための力学モデル
を示す図である。

【図２０】図１９のモデルを簡略化して示す図である。

【図２１】上記外乱検出装置の機能ブロック図である。

【図２２】上記外乱検出装置の一構成要素であるコンピ
ュータの構成ブロック図である。

【図２３】図２２のＲＯＭに格納されているタイヤ空気
圧検出ルーチンを示すフローチャートである。

【図２４】本発明のさらに別の実施例である外乱検出装
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 ４７，１２０ コンピュータ ５２，８８，１３０ 外乱オブザーバ １００ ダンパ

───────────────────────────────────────────────────── 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 平岩 信男 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 (72)発明者 高橋 俊道 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 (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤ付ホイールである車輪の少なくとも
   角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、 車輪の角速度を検出して外乱オブザーバに供給する角速
   度検出装置とを含むことを特徴とする外乱検出装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の外乱検出装置により検出
   された外乱に基づいてその外乱に起因する角速度の変化
   量を求め、その角速度変化量によって前記角速度検出装
   置により検出された角速度を補正することを特徴とする
   角速度補正方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載の外乱検出装置に前記外乱
   と共に前記車輪の角加速度を推定させ、それら外乱と角
   加速度との関係から車輪の慣性モーメントの変化を取得
   することを特徴とする慣性モーメント変化取得方法。
4. 【請求項４】請求項１に記載の外乱検出装置であって、
   さらに、前記車輪の駆動トルクと制動トルクとの少なく
   とも一方を検出して前記外乱オブザーバに供給する駆動
   ・制動トルク検出装置を含み、かつ、前記外乱オブザー
   バが少なくとも車輪の角速度，慣性モーメントおよびそ
   の車輪の駆動トルクと制動トルクとの少なくとも一方か
   ら前記外乱を推定するものである外乱検出装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載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角速度から前
   記外乱を推定するものであり、かつ、前記角速度検出装
   置がリム側部角速度を検出するものである外乱検出装
   置。
6. 【請求項６】請求項１に記載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，リム側部−ベルト側部間の
   ダンパ係数およびリム側部角速度から前記外乱を推定す
   るものであり、かつ、前記角速度検出装置がリム側部角
   速度を検出するものである外乱検出装置。
7. 【請求項７】請求項５または６に記載の外乱検出装置に
   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前記車輪の
   タイヤの空気圧の変化を取得することを特徴とするタイ
   ヤ空気圧変化取得方法。
8. 【請求項８】請求項７に記載のタイヤ空気圧変化取得方
   法であって、前記外乱オブザーバによる外乱推定値とね
   じり角推定値との相互相関をねじり角推定値の自己相関
   で割り算した値である相関正規化値を前記外乱とねじり
   角との関係を表す変数として逐次取得してタイヤの空気
   圧の変化を取得し、かつ、相関正規化値の前回値に外乱
   の今回推定値とねじり角の今回推定値との積の影響とね
   じり角の今回推定値の二乗の影響とをそれぞれ加えるこ
   とにより相関正規化値の今回値を取得するものであるタ
   イヤ空気圧変化取得方法。
9. 【請求項９】請求項１に記載の外乱検出装置であって、
   さらに、 前記車輪の慣性モーメントの変化量を検出する慣性モー
   メント変化量検出手段と、 その慣性モーメント変化量検出手段により検出された慣
   性モーメント変化量に基づいて前記外乱オブザーバの前
   記慣性モーメントを補正する慣性モーメント補正手段と
   を含む外乱検出装置。
10. 【請求項１０】請求項１に記載の外乱検出装置であっ
    て、さらに、前記車輪の角速度に侵入する周期的外乱の
    周波数である変動周波数と前記外乱オブザーバによる外
    乱の推定に適した設定周波数との偏差が設定値以下とな
    る走行状態では外乱オブザーバによる外乱の推定を禁止
    する推定禁止手段を含む外乱検出装置。
11. 【請求項１１】請求項１に記載の外乱検出装置であっ
    て、さらに、 車体速度を検出する車体速度検出手段と、 車体速度と前記角速度検出手段により検出された角速度
    との偏差を演算する速度偏差演算手段と、 演算された速度偏差から角速度の周期的変化量を推定す
    る周期的変化量推定手段と、 その角速度の周期的変化量に基づいて前記角速度検出装
    置により検出された角速度を補正し、前記外乱オブザー
    バに供給する角速度補正手段とを含む外乱検出装置。
12. 【請求項１２】請求項１に記載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慣性モーメ
    ント，質量および角速度とサスペンションのばね定数と
    ばね上質量とから前記外乱を推定するものである外乱検
    出装置。