JPH11310120A - Resonance gain operation device - Google Patents

Resonance gain operation device

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JPH11310120A
JPH11310120A JP11757198A JP11757198A JPH11310120A JP H11310120 A JPH11310120 A JP H11310120A JP 11757198 A JP11757198 A JP 11757198A JP 11757198 A JP11757198 A JP 11757198A JP H11310120 A JPH11310120 A JP H11310120A
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JP
Japan
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wheel speed
brake torque
resonance
spring constant
vibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP11757198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Ono
英一 小野
Masaru Sugai
賢 菅井
Katsuhiro Asano
勝宏 浅野
Koji Umeno
孝治 梅野
Hiroyuki Yamaguchi
裕之 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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Publication of JPH11310120A publication Critical patent/JPH11310120A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To operate a resonance gain at a high accuracy regardless of the variation of a tire spring constant. SOLUTION: This operation device is provided with a brake torque detector 14 to detect the brake torque Tb; a wheel speed sensor 16 to detect the wheel speed signal ω; an α grade.tire spring constant operation part 12 to operate the grade α and the tire spring constant K to the slip speed of the friction coefficient μfrom the detected brake torque Tb and the wheel speed signal ω, depending on the resonance model of a vibration system which is composed of a car body, a wheel, and a road surface; a phase operation part 15 to operate the phase difference θd from the minute exciting vibration of the brake torque to the wheel speed minute vibration from α and K; and a gain operation part 17 to operate the amplitude of the minute vibration of the wheel speed ω having the phase difference θd and the resonance frequency of the above vibration system and the like. Even though the phase difference θd is changed by the variation of the tire spring constant, the resonance gain G4 responding to the change can be operated at a high accuracy constantly, by such a structure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、共振ゲイン演算装
置に係り、より詳しくは、車体と車輪と路面とから構成
される振動系の共振モデルに基づいて、検出されたブレ
ーキトルクの時系列データと車輪速度の時系列データと
から、摩擦係数μのスリップ速度に対する勾配(以下、
「μ勾配」という)及びタイヤバネ定数を推定し、該μ
勾配とタイヤバネ定数に基づいて、タイヤ空気圧の変動
に係わらず、共振ゲインをさらに精度良く演算する共振
ゲイン演算装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resonance gain calculation device, and more particularly, to a time series data of a detected brake torque based on a resonance model of a vibration system composed of a vehicle body, wheels, and a road surface. And the time series data of the wheel speed, the gradient of the friction coefficient μ with respect to the slip speed (hereinafter referred to as
And the tire spring constant is estimated.
The present invention relates to a resonance gain calculation device that calculates a resonance gain with higher accuracy based on a gradient and a tire spring constant regardless of a change in tire air pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、車体と車輪と路面とから構成
される振動系の振動特性に基づいて、車輪と路面との間
の滑り状態を判定する技術が提案されている(特願平7
−220920号等)。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a technique for judging a slip state between a wheel and a road surface based on vibration characteristics of a vibration system composed of a vehicle body, a wheel, and a road surface (Japanese Patent Application No. Hei 7 (1995) -19783).
-220920).

【0003】この技術の1つの応用例によれば、まず、
タイヤグリップ時の振動系の共振周波数ω∞(後述する
(7) 式参照)でブレーキ力(ブレーキトルク)を微小励
振する。そして、このブレーキ力の微小振幅に対する上
記共振周波数での車輪速度の微小振幅の比である共振ゲ
インGd を演算し、該車輪速度の微小振幅がピークμ近
傍の状態で急激に減少する特性に基づき共振ゲインGd
が基準ゲインGs 以下となったときをピークμ直前の状
態とみなして、ブレーキ力を低減させる制御を行ってい
る。
According to one application of this technology, first,
The resonance frequency ω∞ of the vibration system during tire grip (described later)
(See formula (7)) to slightly excite the braking force (brake torque). Then, the characteristic calculating the resonant gain G d is a small amplitude ratio of the wheel speed in the resonant frequency with respect to minute amplitude of the braking force, small amplitude of the wheel speed decreases abruptly in a state near the peak μ Based on the resonance gain G d
There is regarded as the state just before the peak μ when became equal to or less than the reference gain G s, control is performed to reduce the braking force.

【0004】また、上記原理を利用して車輪と路面との
間の摩擦状態を演算する摩擦状態演算装置も提案されて
いる(特願平8−157275号等)。この摩擦状態演
算装置によれば、上記共振ゲインGd を基準ゲインGs
に一致又は略一致させるように制御したときの制動力
が、ピークμに対応する制動力とみなし、該制動力に基
づいて最大摩擦係数を求める演算を行う。
[0004] Further, a friction state calculating device for calculating a friction state between a wheel and a road surface using the above principle has been proposed (Japanese Patent Application No. 8-157275). According to this friction state calculation unit, reference gain G s of the resonance gain G d
Is determined as the braking force corresponding to the peak μ, and the calculation for obtaining the maximum friction coefficient is performed based on the braking force.

【0005】さらに、この摩擦状態演算装置によれば、
ブレーキトルクを微小励振する場合、このブレーキトル
クTb の励振振動が車輪速度微小振動に現れるまで、一
定の位相角度θd 遅延することを利用して、車輪速度の
微小振幅の演算を簡略化する方法が示されている。
Further, according to the friction state calculating device,
If the brake torque is small excitation, to excite vibration of the brake torque T b appears in the wheel speed small vibrations, by utilizing the fact that the delay constant phase angle theta d, to simplify the operation of the small amplitude of the wheel speed The method is shown.

【0006】すなわち、従来の摩擦状態演算装置では、
車輪速度の時系列データとある一定の位相角度θd の単
一正弦波のみとから相関を演算するという簡略な方法
で、共振周波数成分の車輪速微小振幅を得る方法が示さ
れている。この従来技術によれば、ブレーキトルクの励
振振動に対して位相角度θd だけ遅延する振動成分のみ
に着目することにより、ブレーキトルクの励振に相関の
ある振動成分のみを抽出することが可能となるため、路
面からの振動ノイズなどの影響も受けにくくなり、共振
ゲインの演算精度が向上する、とされている。
That is, in the conventional friction state calculation device,
By a simple method of calculating a correlation from a single sine wave of constant phase angle theta d in the time series data of the wheel speed alone, the method for obtaining a wheel speed small amplitude of the resonance frequency component is shown. According to this prior art, an attention is paid only to the vibration component delayed relative excitation frequency of the brake torque by a phase angle theta d, it is possible to extract only a vibration component having a correlation with the excitation of the braking torque Therefore, it is said that the apparatus is hardly affected by vibration noise from the road surface and the like, and the calculation accuracy of the resonance gain is improved.

【0007】なお、位相角度θd は、タイヤバネ定数K
と、スリップ率に対する摩擦係数μの勾配(以下、「μ
勾配α」)とに応じて変化することがわかっているが、
従来技術では、上記遅延位相角度θd を、約180度
(π)の一定値として扱っている。
Note that the phase angle θ d is the tire spring constant K
And the slope of the coefficient of friction μ against the slip ratio (hereinafter “μ
Gradient α ”).
In the prior art, the delay phase angle theta d, is treated as a constant value of about 180 degrees ([pi).

【0008】ここで、μ勾配αを、様々に変化(α=
5,10,100の3通り)させたときのタイヤ共振特
性のボード線図(後述する(14)式の伝達関数に基づく)
を図6(a)、図6(b)に示す。
Here, the μ gradient α is variously changed (α =
Bode diagram of the tire resonance characteristics when three types (5, 10, 100) are made (based on the transfer function of equation (14) described later)
Are shown in FIGS. 6A and 6B.

【0009】図6(a)は、タイヤの共振モデル(図4
参照)の周波数特性を示すもので、いずれのμ勾配αに
対しても、車体と車輪と路面とから構成される振動系
(タイヤグリップ時)の共振周波数(約40Hz)でゲ
インの極大をとることがわかる。また、この共振周波数
でのゲインの値は、μ勾配αが小さくなるほど小さくな
っている。
FIG. 6A shows a tire resonance model (FIG. 4).
), And has a maximum gain at any resonance frequency (about 40 Hz) of a vibration system (at the time of tire grip) composed of the vehicle body, the wheels, and the road surface for any μ gradient α. You can see that. Further, the value of the gain at this resonance frequency decreases as the μ gradient α decreases.

【0010】一方、図6(b)は、上記位相角度θd
周波数特性を示すもので、タイヤグリップ時の共振周波
数(約40Hz)では、いずれのαに対しても位相角度
θdはブレーキトルクに対して常に−180度の遅延角
度、すなわち逆位相となっている。従って、従来技術の
ように、車輪速度の時系列データと、ブレーキトルクの
励振振動に対し逆位相の位相角度θd の単一正弦波のみ
とから相関を演算することにより、演算精度が向上でき
ることがわかる。なお、この共振周波数近傍の位相角度
θd の変化率は、αが小さいほど小さいことがわかる。
Meanwhile, FIG. 6 (b), shows the frequency characteristic of the phase angle theta d, the resonant frequency in the tire grip (approximately 40 Hz), the phase angle theta d for any α brake The delay angle is always -180 degrees with respect to the torque, that is, the phase is reversed. Therefore, as in the prior art, the time-series data of the wheel speed, by calculating a correlation from only a single sine wave of phase angle theta d antiphase to the excitation vibrations of the brake torque, the calculation accuracy can be improved I understand. Incidentally, the rate of change of phase angle theta d of the resonance frequency near, it can be seen that as α is small small.

【0011】また、以上述べた共振ゲインに基づくブレ
ーキ力の制御以外の従来技術として、米国特許4794
538号(Dec.27,1988)には、ホイールシリンダ圧と車
輪速度から路面と車輪との間の摩擦係数μを推定し、こ
のμ値に基づいて車輪に作用するブレーキ力を制御する
技術が開示されている。この技術では、ホイールシリン
ダ圧の時系列データと車輪速度の時系列データとから車
輪と車体速度の数式モデルに基づきオンライン同定手法
を適用することにより3つのパラメータ(p2,p1
c)を同定し、このうちのパラメータp2 に基づいて、
μ勾配を求め、該μ勾配よりμ値を演算している。この
技術によれば、路面毎の摩擦係数μやμ勾配を正確に求
めることができる、とされている。
In addition to the above-described prior art other than the control of the braking force based on the resonance gain, US Pat.
No. 538 (Dec. 27, 1988) discloses a technique for estimating a friction coefficient μ between a road surface and a wheel from a wheel cylinder pressure and a wheel speed, and controlling a braking force acting on the wheel based on the μ value. It has been disclosed. In this technology, three parameters (p 2 , p 1 , p 1 , p 2 , p 1 , p 2 , p 1 ,
c), and based on the parameter p 2 ,
The μ gradient is obtained, and the μ value is calculated from the μ gradient. According to this technique, it is possible to accurately determine the friction coefficient μ and μ gradient for each road surface.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のABS装置及び摩擦状態検出装置には、以下のよう
な問題がある。
However, the above-mentioned conventional ABS device and friction state detecting device have the following problems.

【0013】すなわち、タイヤ空気圧等が変化するとタ
イヤバネ定数Kが変化し、よって位相角度θd が変化す
ることは容易に予想できるが、上記従来技術では、位相
角度θd を一定値として扱っているため、このタイヤ空
気圧の変化に対応できないことになる。
[0013] That is, Taiyabane constant K is changed when the tire air pressure or the like is changed, therefore the phase angle theta d is changed can be easily predicted, in the above prior art, deals with the phase angle theta d as a constant value Therefore, it is impossible to cope with the change in the tire pressure.

【0014】ここで、タイヤバネ定数Kが20%小さく
なったときのタイヤ共振特性のボード線図を図7
(a)、図7(b)に示す。なお、これらの図は、タイ
ヤバネ定数K以外は図6(a)、図6(b)と同一の条
件下で各周波数特性を求めたものである。
FIG. 7 is a Bode diagram of the tire resonance characteristics when the tire spring constant K is reduced by 20%.
(A) and FIG. 7 (b). In these figures, the frequency characteristics are obtained under the same conditions as those in FIGS. 6A and 6B except for the tire spring constant K.

【0015】図7(a)に示すように、タイヤバネ定数
Kが20%小さくなったときのタイヤグリップ時の共振
周波数は、図6(a)での共振周波数(約40Hz)よ
り小さい値にシフトする。また、図7(b)に示すよう
に、タイヤバネ定数Kが20%小さくなったとき、タイ
ヤグリップ時の共振周波数(約40Hz)での位相角度
θd は、−180度の逆位相から大きくずれ、−200
度〜−300度(αにより異なる)の範囲となる。従っ
て、逆位相の振動成分のみを抽出する従来技術では、ブ
レーキ力の励振に相関の少ない成分に着目していること
になるので、ノイズの影響を受けてしまい、共振ゲイン
の演算精度が低下する、という問題がある。
As shown in FIG. 7A, the resonance frequency at the time of tire grip when the tire spring constant K is reduced by 20% is shifted to a value smaller than the resonance frequency (about 40 Hz) in FIG. 6A. I do. Further, as shown in FIG. 7B, when the tire spring constant K is reduced by 20%, the phase angle θ d at the resonance frequency (about 40 Hz) at the time of tire grip greatly deviates from the antiphase of −180 degrees. , -200
Degrees to -300 degrees (depending on α). Therefore, in the related art for extracting only the vibration component having the opposite phase, the component having little correlation with the excitation of the braking force is focused on, so that it is affected by the noise, and the calculation accuracy of the resonance gain is reduced. There is a problem.

【0016】なお、一般に、システム同定手法を適用し
て未知パラメータを同定する場合、同定するパラメータ
数の2乗に比例した演算量が要求され、また同定精度も
パラメータ数が多くなるほど悪化するという性質があ
る。従って、上記米国特許の従来技術では、3つのパラ
メータを同時に推定しなければならないため、演算量が
多くなり、また演算精度が悪化するという問題がある。
In general, when an unknown parameter is identified by applying a system identification technique, a calculation amount proportional to the square of the number of parameters to be identified is required, and the identification accuracy also deteriorates as the number of parameters increases. There is. Therefore, in the prior art of the above-mentioned U.S. Patent, since three parameters must be estimated at the same time, there is a problem that the amount of calculation increases and the calculation accuracy deteriorates.

【0017】本発明は、上記事実に鑑みて成されたもの
で、タイヤバネ定数の変動に係わらず、常に高精度に共
振ゲインを演算することができる共振ゲイン演算装置を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a resonance gain calculating device capable of always calculating a resonance gain with high accuracy irrespective of a variation in a tire spring constant. .

【0018】[0018]

【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、車体と車輪と路面とから構成さ
れる振動系の共振周波数でブレーキトルクを微小励振す
る励振手段と、ブレーキトルクを検出するブレーキトル
ク検出手段と、車輪速度信号を検出する車輪速度検出手
段と、前記振動系の共振モデルに基づいて、検出された
ブレーキトルクと検出された車輪速度信号とから、前記
共振モデルの未知定数である摩擦係数μのスリップ速度
に対する勾配及びタイヤバネ定数を推定する推定手段
と、前記推定手段により推定された摩擦係数μのスリッ
プ速度に対する勾配及びタイヤバネ定数に基づいて、前
記励振手段により励振されたブレーキトルクの微小振動
から車輪速度信号の微小振動までの位相を演算する位相
演算手段と、検出された車輪速度から、前記位相演算手
段により演算された位相及び前記共振周波数を有する車
輪速度微小振動の振幅値を検出する振幅検出手段と、前
記ブレーキトルクの微小振動の振幅値と、前記振幅検出
手段により検出された車輪速度微小振動の振幅値との比
を演算するゲイン演算手段と、を含んで構成したもので
ある。 (本発明の原理)図3に示すように、重量Wの車体を備
えた車両が車体速度v(角速度換算でω v )で走行して
いる時の車輪での振動現象、すなわち車体と車輪と路面
とによって構成される振動系の振動現象を、車輪回転軸
で等価的にモデル化した図4に示す共振モデルを参照し
て考察する。
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
The invention according to claim 1 comprises a vehicle body, wheels, and a road surface.
Micro-excitation of brake torque at the resonance frequency of the vibration system
Excitation means and brake torque for detecting brake torque
Wheel detection means for detecting wheel speed signals
And a step, which is detected based on a resonance model of the vibration system.
From the brake torque and the detected wheel speed signal,
Slip speed of friction coefficient μ which is an unknown constant of resonance model
Estimating means for estimating gradient and tire spring constant with respect to tire
And the slip of the friction coefficient μ estimated by the estimation means.
Based on the slope versus the tire spring constant
Micro vibration of brake torque excited by recording means
To calculate the phase from the signal to the minute vibration of the wheel speed signal
Calculating means for calculating the phase from the detected wheel speed
Car having a phase calculated by a step and the resonance frequency
An amplitude detecting means for detecting an amplitude value of the wheel speed minute vibration;
The amplitude value of the minute vibration of the brake torque and the amplitude detection
Of amplitude of wheel speed minute vibration detected by means
And a gain calculating means for calculating
is there. (Principle of the present invention) As shown in FIG.
Vehicle speed v (ω in angular velocity conversion) v)
Vibration phenomena at the wheels when the vehicle is on, ie the body, wheels and road surface
The vibration phenomenon of the vibration system composed of
Referring to the resonance model shown in FIG.
To consider.

【0019】図4の共振モデルにおいて、ブレーキ力
は、路面と接するタイヤのトレッド115の表面を介し
て路面に作用するが、このブレーキ力は実際には路面か
らの反作用(制動力)として車体に作用するため、車体
重量の回転軸換算の等価モデル117はタイヤのトレッ
ドと路面との間の摩擦要素116(路面μ)を介して車
輪113と反対側に連結したものとなる。これは、シャ
シーダイナモ装置のように、車輪下の大きな慣性、すな
わち車輪と反対側の質量で車体の重量を模擬することが
できることと同様である。
In the resonance model shown in FIG. 4, the braking force acts on the road surface via the surface of the tread 115 of the tire in contact with the road surface, but this braking force is actually applied to the vehicle body as a reaction (braking force) from the road surface. Therefore, the equivalent model 117 of the vehicle body weight in terms of the rotation axis is connected to the wheel 113 via the frictional element 116 (road surface μ) between the tread of the tire and the road surface. This is the same as the large inertia under the wheels, that is, the weight of the vehicle body can be simulated by the mass on the side opposite to the wheels, as in the chassis dynamo device.

【0020】図3、図4でタイヤリムを含んだ車輪11
3の慣性をJw 、リムとトレッド115との間のばね要
素114のばね定数をK、トレッド115の慣性を
t 、トレッド115と路面との間の摩擦要素116の
摩擦係数をμ、車体112の重量の回転軸換算の等価モ
デル117の慣性をJV とすると、系全体の特性は次の
(1) 〜(3) のようになる。なお、以下では時間に関する
1階微分d/dtを「' 」で表し、時間に関する2階微
分d2 /dt2 を「" 」で表す。
FIGS. 3 and 4 show a wheel 11 including a tire rim.
3 of inertia J w, K the spring constant of the spring element 114 between the rim and the tread 115, the inertia of J t of the tread 115, the friction coefficient of the frictional element 116 between the tread 115 and the road surface mu, the vehicle body the inertia of the equivalent model 117 of the 112 weight of the rotating shaft conversion When J V, of the whole system characteristic follows
(1) to (3). In the following, the first derivative d / dt relating to time is represented by “′”, and the second derivative d 2 / dt 2 relating to time is represented by “”.

【0021】 JW θw " = −Tb +K(θt −θw ) (1) Jt θt " = −K(θt −θw )+μWR (2) Jv ωv ' = −μWR (3) ここで、 ω = θw ' (4) Jv = R2 W (5) ωv = v/r (6) であり、θw は車輪113の回転角、θw " は車輪11
3の回転角加速度、ωは車輪113の回転角速度、すな
わち車輪速度、θt はトレッド115の回転角、θt "
はトレッド115の回転角加速度、ωv は車体等価モデ
ル117の回転軸換算の回転角速度、Tb は車輪113
に加えられるブレーキトルク、Wは車体の重量、Rは車
輪半径である。なお、ブレーキトルクTb は実際にはブ
レーキ圧力Pb の制御によって行う。
[0021] J W θ w "= -T b + K (θ t -θ w) (1) J t θ t" = -K (θ t -θ w) + μWR (2) J v ω v '= -μWR (3) Here, ω = θ w ′ (4) J v = R 2 W (5) ω v = v / r (6), θ w is the rotation angle of the wheel 113, and θ w ”is the wheel 11
3 of angular acceleration, omega is the angular velocity of the wheel 113, i.e. the wheel speed, the rotation angle of theta t tread 115, theta t "
Is the rotational angular acceleration of the tread 115, ω v is the rotational angular velocity in terms of the rotational axis of the vehicle equivalent model 117, and T b is the wheel 113.
, W is the weight of the vehicle body, and R is the wheel radius. Incidentally, the braking torque T b is performed actually under the control of the braking pressure P b.

【0022】ここで、車両がある速度で走行している
時、ブレーキをかけていくと車輪と路面との間にスリッ
プが生じるが、車輪と路面との間の摩擦係数μは、スリ
ップ速度Δω(=ωv −ω)に対して図8のように変化
する。
Here, when the vehicle is running at a certain speed, when the brake is applied, a slip occurs between the wheel and the road surface. The friction coefficient μ between the wheel and the road surface is determined by a slip speed Δω. (= Ω v −ω) as shown in FIG.

【0023】このようなμ−Δω特性を有する路面を走
行中にタイヤがグリップしている時は、図4のトレッド
115と車体等価モデル117とが直結されていると考
えると、車体等価モデル117の慣性とトレッド115
の慣性との和の慣性と車輪13の慣性とが共振し、この
時の車輪共振系の共振周波数ω∞は、
When the tire is gripping while traveling on a road surface having such a μ-Δω characteristic, it is considered that the tread 115 and the vehicle equivalent model 117 shown in FIG. Inertia and tread 115
And the inertia of the wheel 13 resonates with the inertia of the wheel 13, and the resonance frequency ω∞ of the wheel resonance system at this time is

【0024】[0024]

【数1】 となる。この状態は図8上では、ピークμに達する前の
スリップ速度の領域A1に対応しており、このときの摩
擦係数μのスリップ速度Δωに対するμ勾配は、正値と
なる。
(Equation 1) Becomes This state corresponds to the slip speed region A1 before reaching the peak μ in FIG. 8, and the μ gradient of the friction coefficient μ with respect to the slip speed Δω at this time is a positive value.

【0025】逆に、タイヤの摩擦係数μがピークμに近
付く場合には、タイヤ表面の摩擦係数μがスリップ速度
Δωに対して変化し難くなり、トレッド115の慣性の
振動に伴う成分は車体等価モデル117に影響しなくな
る。つまり等価的にトレッド115と車体等価モデル1
17とが分離され、トレッド115と車輪113とが共
振を起こすことになる。この時の車輪共振系の共振周波
数ω∞’は、
Conversely, when the friction coefficient μ of the tire approaches the peak μ, the friction coefficient μ of the tire surface hardly changes with respect to the slip speed Δω, and the component accompanying the inertial vibration of the tread 115 is equivalent to the vehicle equivalent. It does not affect the model 117. That is, the tread 115 is equivalent to the vehicle equivalent model 1
17 is separated, and the tread 115 and the wheel 113 resonate. The resonance frequency ω 共振 ′ of the wheel resonance system at this time is

【0026】[0026]

【数2】 となる。(Equation 2) Becomes

【0027】この状態は図8上ではピークμ付近をとる
スリップ速度の領域A2に対応し、一般にピークμの点
に達すると瞬時に領域A3へと遷移してタイヤがロック
する。一方、共振周波数における車輪速度のゲインもピ
ークμ直前で急激に減少する。なお、図8の領域A2で
は、μ勾配は0近傍の値となり、領域A3では、負値と
なる。
In FIG. 8, this state corresponds to the area A2 of the slip speed near the peak μ, and generally, when the point of the peak μ is reached, the state immediately transits to the area A3 and the tire is locked. On the other hand, the gain of the wheel speed at the resonance frequency also sharply decreases immediately before the peak μ. In the region A2 in FIG. 8, the μ gradient has a value near 0, and in the region A3, the μ gradient has a negative value.

【0028】各慣性の大小関係は、 Jt <Jw <Jv (9) であり、これより、 ω∞ < ω∞’ (10) になる。つまり、タイヤがロックに至る場合、車輪共振
系の共振周波数が高周波側にずれることになる。また、
この共振周波数の変化はピークμ付近で急激に発生す
る。
[0028] The magnitude of each inertia is J t <J w <J v (9), than this, become ω∞ <ω∞ '(10). That is, when the tire is locked, the resonance frequency of the wheel resonance system shifts to the high frequency side. Also,
This change in the resonance frequency occurs sharply near the peak μ.

【0029】モデルを簡単化し、車輪慣性Jw と比べて
十分に小さいトレッド115の慣性Jt を無視した場合
でもピークμ状態に近づくと車輪共振系の共振周波数及
び車輪速度のゲインのピークの変化は起こり、同様の解
析が可能である。
The simplified model, the change in the peak of the gain of the resonance frequency and the wheel speed of approaching the peak μ state even when ignoring the inertia J t of sufficiently small tread 115 wheel resonant system relative to the wheel inertia J w Occur and a similar analysis is possible.

【0030】そこで、本発明では、以上のような共振周
波数の変化を反映する物理量として、以下のような共振
ゲインGd を導入する。なお、以下では、共振ゲインG
d を、ブレーキトルクTb を用いて表すが、その代わり
に、ブレーキトルクTb と略比例関係にあるブレーキ圧
b を用いて表すこともできる。
Therefore, in the present invention, the following resonance gain Gd is introduced as a physical quantity reflecting the above-described change in the resonance frequency. In the following, the resonance gain G
The d, but represented using a brake torque T b, may be alternatively expressed with braking pressure P b in the substantially proportional relationship with the braking torque T b.

【0031】まず、本発明の励振手段が、共振周波数ω
∞でブレーキトルク(ブレーキ圧でもよい)を微小励振
すると、車輪速度ωも平均的な車輪速度の回りに共振周
波数ω∞で微小振動する。このとき、共振ゲインG
d を、ブレーキトルクTb に対する車輪速度ωの比(ω
/Tb )の共振周波数ω∞の振動成分とみなし、 Gd =((ω/Tb )|s=jω∞) (11) と表すことができる。ただし、jは虚数、sはラプラス
演算子である。なお、共振周波数ω∞における、ブレー
キトルクTb の微小振幅値をTv 、車輪速度ωの微小振
幅値をωv とした場合、共振ゲインGd は、 Gd = ωv /Tv (12) となる。
First, the excitation means according to the present invention has a resonance frequency ω
When the brake torque (or the brake pressure) is slightly excited at ∞, the wheel speed ω also slightly vibrates around the average wheel speed at the resonance frequency ω∞. At this time, the resonance gain G
the d, the ratio of the wheel speed ω to the brake torque T b
/ T b ), G d = ((ω / T b ) | s = jω∞) (11) Here, j is an imaginary number, and s is a Laplace operator. Incidentally, at the resonant frequency Omega∞, a small amplitude value of the braking torque T b T v, if the small amplitude value of the wheel speed omega and the omega v, resonance gain G d is, G d = ω v / T v (12 ).

【0032】共振ゲインGd は、スリップ速度に対する
タイヤ−路面間の摩擦係数μの勾配αと関連しており、
(1) 式〜(3) 式より導き出された伝達関係に基づいて、 Gd = jA + αB (jは虚数単位) (13) と表される。ただし、
The resonance gain G d is related to the slope α of the friction coefficient μ between the tire and the road surface with respect to the slip speed,
(1) Based on the formula - (3) transfer relationship derived from formula, G d = jA + αB represented as (j is an imaginary unit) (13). However,

【0033】[0033]

【数3】 である。(Equation 3) It is.

【0034】(13)式に基づいて、共振ゲインの位相
θd 、すなわち前記励振手段により励振されたブレーキ
トルクの微小振動から車輪速度信号の微小振動までの位
相θd を次式に従って演算することができる。
[0034] (13) based on the equation, the phase theta d of the resonant gain, i.e. the phase theta d from small vibrations of the brake torque is excited by the excitation means to the small vibration of the wheel speed signals for calculating according to the following formula Can be.

【0035】 θd = tan-1(A/αB) (16) この(16)式では、未知定数として、共振ゲインGd の内
部パラメータである、摩擦係数μのスリップ速度に対す
る勾配α及びタイヤバネ定数Kを含んでいる。そこで、
本発明の推定手段では、図4の振動系の共振モデルに基
づいて、検出されたブレーキトルクTb と検出された車
輪速度信号ωとから、前記共振モデルの未知定数である
摩擦係数μのスリップ速度に対する勾配α及びタイヤバ
ネ定数Kを推定する。
Θ d = tan −1 (A / αB) (16) In this equation (16), the gradient α of the friction coefficient μ with respect to the slip speed, which is an internal parameter of the resonance gain G d , and the tire spring constant are unknown constants. Contains K. Therefore,
The estimating means of the present invention uses the detected brake torque Tb and the detected wheel speed signal ω based on the resonance model of the vibration system of FIG. The gradient α for the speed and the tire spring constant K are estimated.

【0036】これにより、位相演算手段が、推定手段に
より推定された摩擦係数μのスリップ速度に対する勾配
及びタイヤバネ定数に基づき、(14)〜(16)式により、位
相θ d を演算することができる。
Thus, the phase calculating means can be used as the estimating means.
Slope of friction coefficient μ estimated from slip with respect to slip speed
And (14) to (16) based on the tire spring constant
Phase θ dCan be calculated.

【0037】そして、振幅検出手段が、検出された車輪
速度ωから、位相演算手段により演算された位相θd
び共振周波数ω∞を有する車輪速度微小振動の振幅値ω
v を検出し、ゲイン演算手段が、ブレーキトルクの微小
振動の振幅値Tv と、振幅検出手段により検出された車
輪速度微小振動の振幅値ωv との比である共振ゲインG
d を演算する((12)式)。
Then, the amplitude detecting means calculates the amplitude ω of the wheel speed minute vibration having the phase θ d and the resonance frequency ω∞ calculated by the phase calculating means from the detected wheel speed ω.
v is detected and the gain calculating means, the resonance gain G which is the ratio of the amplitude value T v of the micro vibration of the brake torque, the amplitude value omega v of the wheel speed small vibration detected by the amplitude detecting means
Calculate d (Equation (12)).

【0038】なお、未知定数であるタイヤバネ定数K及
びμ勾配αを同時に推定する方法として、請求項2の発
明では、請求項1の前記推定手段が、前記共振モデルに
基づくブレーキトルクから車輪速度までの伝達関係を、
未知定数である摩擦係数μのスリップ速度に対する勾配
及びタイヤバネ定数に関する物理量に対して線形の関係
が成立するように表現し、前記線形の関係で表現され、
かつ離散化された伝達関係に、検出されたブレーキトル
クの離散化データと、検出された車輪速度信号の離散化
データと、を当てはめた各データに対し、オンラインの
システム同定手法を適用することによって、摩擦係数μ
のスリップ速度に対する勾配及びタイヤバネ定数を演算
することを特徴としている。
As a method for simultaneously estimating the tire spring constant K and the .mu. Gradient .alpha., Which are unknown constants, in the invention of claim 2, the estimating means of claim 1 comprises a step of: The communication relationship of
Expressed such that a linear relationship is established with respect to the physical quantity related to the slope and the tire spring constant of the friction coefficient μ, which is an unknown constant, and is expressed by the linear relationship,
By applying an online system identification method to each data obtained by applying discretized data of the detected brake torque and discretized data of the detected wheel speed signal to the discretized transmission relationship. , Friction coefficient μ
And the tire spring constant is calculated with respect to the gradient of the slip speed.

【0039】請求項2の発明のより具体的な演算方法
は、以下の通りである。 (請求項2の発明の演算方法)図3、図4の共振モデル
に基づいて、ブレーキトルクTb から車輪速度ωまでの
伝達関係を表すと、次式のような伝達関数になる。な
お、次式のモデルでは、車輪慣性Jw と比べて十分に小
さいトレッド115の慣性Jt を無視することにより、
簡略化を図っている。
A more specific calculation method according to the second aspect of the present invention is as follows. (Calculation method according to the second aspect of the invention) When the transmission relationship from the brake torque Tb to the wheel speed ω is represented based on the resonance models of FIGS. 3 and 4, the following transfer function is obtained. In the following equation model, by ignoring the inertia J t of sufficiently small tread 115 as compared with the wheel inertia J w,
For simplicity.

【0040】[0040]

【数4】 ただし、αはμ勾配、sはラプラス演算子である。(Equation 4) Here, α is a μ gradient, and s is a Laplace operator.

【0041】(17)式の伝達関数は、次式のように変形す
ることができる。
The transfer function of equation (17) can be modified as follows.

【0042】[0042]

【数5】 そこで、最小自乗法や補助変数法などのオンラインのシ
ステム同定手法を適用するため、(18)式の伝達関係を、
摩擦係数μのスリップ速度に対する勾配α及びタイヤバ
ネ定数Kに関する物理量
(Equation 5) Therefore, in order to apply online system identification methods such as the least squares method and the auxiliary variable method, the transfer relation of Eq.
Physical quantity related to slope α and tire spring constant K for slip speed of friction coefficient μ

【0043】[0043]

【数6】 に対して、行列の置換を”T ”として、 φT ・θ = y (20) となるように線形の関係で表現する。ただし、(Equation 6) Is represented by a linear relationship such that φ T · θ = y (20), where “ T ” is the permutation of the matrix. However,

【0044】[0044]

【数7】 である。(Equation 7) It is.

【0045】ここで、前記φと前記yとは連続的な量で
あるが、システム同定手法を適用するためには、(20)式
〜(22)式を離散化する必要がある。すなわち、双一次変
換や後退差分などのような離散化手法を用いて、ラプラ
ス演算子sをz変換の演算子で表すと共に、ブレーキト
ルクTb と、車輪速度信号ωとを離散化して、時系列デ
ータによって表す。
Here, φ and y are continuous quantities, but in order to apply the system identification method, it is necessary to discretize equations (20) to (22). That is, the Laplace operator s is represented by an operator of the z-transform using a discretization method such as bilinear transformation or backward difference, and the brake torque Tb and the wheel speed signal ω are discretized to obtain the time. Expressed by series data.

【0046】このように前記φ、前記yを離散化した伝
達関係 φ[k] T ・θ = y[k] (kはサンプル番号:k=1,2,3,... ) (23) に、検出されたブレーキトルクの離散化データTb [k]
(k=1,2,3,...) と、検出された車輪速度信号の離散化デ
ータω[k] (k=1,2,3,...) と、を当てはめた各データに
対し、オンラインのシステム同定手法を適用することに
よって、前記θを推定し、該θの各要素から摩擦係数μ
のスリップ速度に対する勾配α及びタイヤバネ定数Kを
演算する。
In this way, the transmission relation obtained by discretizing the φ and the y is φ [k] T · θ = y [k] (k is a sample number: k = 1, 2, 3,...) (23) The discretized data of the detected brake torque T b [k]
(k = 1,2,3, ...) and the discretized data ω [k] (k = 1,2,3, ...) of the detected wheel speed signal On the other hand, by applying an online system identification method, the above θ is estimated, and the friction coefficient μ is calculated from each element of the θ.
The slope α and the tire spring constant K with respect to the slip speed are calculated.

【0047】なお、本発明では、共振周波数ω∞を含む
帯域の周波数成分の挙動に着目しているので、同定精度
を高精度に維持するため、検出されたブレーキトルク及
び車輪速度信号から、この帯域外の周波数成分を予めカ
ットしておくことが望ましい。
Since the present invention focuses on the behavior of the frequency component in the band including the resonance frequency ω∞, in order to maintain the identification accuracy with high accuracy, the detected brake torque and the wheel speed signal are used to determine the accuracy. It is desirable to cut out frequency components outside the band in advance.

【0048】ここで、システム同定手法の一手法として
の最小自乗法を適用することができる。すなわち、
Here, the least squares method can be applied as one of the system identification methods. That is,

【0049】[0049]

【数8】 としたとき、(Equation 8) And when

【0050】[0050]

【数9】 の漸化式から前記θの推定値(Equation 9) From the recurrence formula of

【0051】[0051]

【数10】 を演算する。ただし、λは忘却定数である。(Equation 10) Is calculated. Here, λ is a forgetting constant.

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】以下、本発明の共振ゲイン演算装
置を、車両のABS装置に適用した場合の実施の形態を
図面に基づいて詳細に説明する。 (第1の実施の形態)図1には、本発明の第1の実施の
形態に係るABS装置の構成ブロック図が示されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the resonance gain calculation device of the present invention is applied to an ABS device of a vehicle will be described below in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ABS apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【0053】図1に示すように、第1の実施の形態のA
BS装置は、各車輪毎に共振ゲインGd を演算する共振
ゲイン演算装置10と、演算された共振ゲインGd が基
準ゲインGs に一致又は略一致するような各車輪へのA
BS操作量信号(平均ブレーキ圧の指令Pr )を各々演
算出力するABS制御部18と、該ABS操作量信号に
基づいて、各車輪毎のブレーキ圧(ホイールシリンダ
圧)を制御する制御バルブ52と、演算された各車輪の
タイヤバネ定数Kに基づき各車輪のタイヤ空気圧を診断
するタイヤ空気圧診断部24と、このタイヤ空気圧の診
断結果をドライバが認識可能なように出力する診断結果
出力部26と、から構成される。
As shown in FIG. 1, A of the first embodiment
BS device, A to each wheel as the resonant gain calculation unit 10 for calculating a resonant gain G d for each wheel, computed resonance gain G d is coincident or substantially coincident with the reference gain G s
An ABS control unit 18 that calculates and outputs a BS operation amount signal (an average brake pressure command Pr ), and a control valve 52 that controls a brake pressure (wheel cylinder pressure) for each wheel based on the ABS operation amount signal. A tire pressure diagnostic unit 24 for diagnosing the tire pressure of each wheel based on the calculated tire spring constant K of each wheel, and a diagnostic result output unit 26 for outputting the diagnostic result of the tire pressure so that the driver can recognize it. , Consisting of

【0054】ここで、ABS制御部18は、共振ゲイン
d と基準ゲインGs との差分(G d −Gs )を零に一
致又は略一致させるためのいわゆるPI制御器やPID
制御器により実現することができる。また、これ以外で
も例えば、H∞制御、2自由度制御などのロバスト制御
系や、ニューラルコンピュータやファジー制御系、適用
制御等用いて構成することも可能である。
Here, the ABS control unit 18 sets the resonance gain
GdAnd reference gain GsAnd the difference (G d-Gs) To zero
A so-called PI controller or PID for matching or nearly matching
It can be realized by a controller. Other than this
For example, robust control such as H∞ control and two-degree-of-freedom control
System, neural computer, fuzzy control system, application
It is also possible to configure using control or the like.

【0055】また、ABS制御部18は、車体と車輪と
路面とから構成される振動系の共振周波数ω∞若しくは
該周波数近傍における励振周波数でブレーキ圧を微小励
振させるための微小励振指令Pv を生成し、制御バルブ
52へ出力する。
Further, the ABS control unit 18 generates a small excitation command Pv for minutely exciting the brake pressure at the resonance frequency ω∞ of the vibration system composed of the vehicle body, the wheels, and the road surface or at an excitation frequency near the frequency. It is generated and output to the control valve 52.

【0056】また、タイヤ空気圧診断部24は、演算さ
れたタイヤバネ定数Kを、予めタイヤバネ定数のとり得
る範囲の値に応じて定められた複数のグループのうちの
1つのグループに分類する回路、又はソフトウェア処理
により構成することができる。この具体的な処理とし
て、例えば、演算されたタイヤバネ定数Kが基準値Ks
以上のとき、”タイヤ空気圧正常”のグループに分類
し,基準値Ks より小さいとき”タイヤ空気圧異常”の
グループに分類して、この分類結果を診断結果出力部2
6へ伝達する。
Further, the tire pressure diagnostic unit 24 classifies the calculated tire spring constant K into one of a plurality of groups determined in advance according to a value of a possible range of the tire spring constant, or It can be configured by software processing. As this specific processing, for example, the calculated tire spring constant K is set to a reference value K s.
When the above, classified into groups of "tire pressure normal", is smaller than the reference value K s are classified into groups of "tire pressure abnormality", diagnose this classification result result output section 2
Transmit to 6.

【0057】診断結果出力部26は、伝達された診断結
果を表示する液晶ディスプレイ等の表示手段や、診断結
果を音声合成出力する出力手段として構成することがで
きる。
The diagnosis result output unit 26 can be constituted as a display means such as a liquid crystal display for displaying the transmitted diagnosis result, or as an output means for synthesizing and outputting the diagnosis result.

【0058】さらに、共振ゲイン演算装置10は、車輪
に作用するブレーキトルクTb を検出するブレーキトル
ク検出部14と、車輪速度信号ωを検出する車輪速セン
サ16と、検出されたブレーキトルクTb と検出された
車輪速度信号ωとに基づいてμ勾配α及びタイヤバネ定
数Kを演算するμ勾配・タイヤバネ定数演算部12と、
μ勾配αとタイヤバネ定数Kとからブレーキトルクの微
小励振振動から車輪速度信号までの遅延位相角度θd
演算する位相演算部15と、検出されたブレーキトルク
b と検出された車輪速度信号ωとに基づいて、演算さ
れた位相θd の遅れを考慮して、共振ゲインGd を演算
するゲイン演算部17と、から構成されている。
[0058] Further, the resonant gain calculation unit 10, a brake torque sensor 14 for detecting a brake torque T b acting on the wheel, the wheel speed sensor 16 for detecting a wheel speed signal omega, the detected braking torque T b A μ gradient / tire spring constant calculating unit 12 that calculates a μ gradient α and a tire spring constant K based on the detected wheel speed signal ω,
a phase calculating unit 15 from the μ gradient α and Taiyabane constant K for calculating the delay phase angle theta d from small excitation frequency of the brake torque to the wheel speed signal, the detected braking torque T b and the detected wheel speed signal ω based on the bets, in consideration of the delay of the operation phase theta d, a gain calculation unit 17 for calculating a resonant gain G d, and a.

【0059】ここで、ブレーキトルク検出部14による
ブレーキトルクの検出方法として、例えば、ブレーキト
ルクを直接検出する方法の他、圧力センサ等で検出され
たホイールシリンダ圧から作動遅れを考慮して推定する
方法、ブレーキ圧指令としてのABS操作量信号などか
ら作動遅れを考慮して推定する方法等がある。
Here, as a method of detecting the brake torque by the brake torque detector 14, for example, in addition to a method of directly detecting the brake torque, the brake torque is estimated from a wheel cylinder pressure detected by a pressure sensor or the like in consideration of an operation delay. There is a method of estimating from an ABS operation amount signal as a brake pressure command in consideration of an operation delay, and the like.

【0060】次に、μ勾配・タイヤバネ定数演算部12
の詳細な構成を図2を用いて説明する。
Next, the μ gradient / tire spring constant calculator 12
Will be described with reference to FIG.

【0061】図2に示すように、μ勾配・タイヤバネ定
数演算部12は、検出されたブレーキトルクTb のアナ
ログ信号を、高周波数成分をカットして所定のサンプル
時間τ毎に離散化するAD変換器27と、離散化された
ブレーキトルクTb の時系列データから共振周波数ω∞
を含む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29と、検出された車輪速度信号ωのアナログ信
号を、高周波数成分をカットして所定のサンプル時間τ
毎に離散化するAD変換器28と、離散化された車輪速
度の時系列データから共振周波数ω∞を含む帯域の周波
数成分のみを通過させるバンドパスフィルタ30と、を
備えている。
[0061] As shown in FIG. 2, mu gradient-Taiyabane constant calculating unit 12, the analog signal of the detected braking torque T b, discretized at every predetermined sample time τ to cut high frequency components AD the transducer 27, the resonant frequency ω∞ from the time-series data of the discretized braking torque T b
And a band-pass filter 29 that passes only the frequency component of the band including the detected wheel speed signal ω.
An AD converter 28 that discretizes each wheel and a band-pass filter 30 that passes only frequency components of a band including the resonance frequency ω か ら from the time-series data of the discretized wheel speed are provided.

【0062】このバンドパスフィルタ29、30は、そ
の帯域幅が、予想されるタイヤバネ定数Kの変動による
共振周波数の変動幅に収まるように設計されたデジタル
フィルタであり、それらの出力端は、パラメータ演算部
31に接続されている。これらのバンドパスフィルタ2
9、30により、共振周波数を含む帯域幅の周波数成分
のみに着目するため、他の周波数成分の影響を軽減し同
定精度の低下を防止している。
The band-pass filters 29 and 30 are digital filters designed so that their bandwidths fall within the range of fluctuation of the resonance frequency due to the expected fluctuation of the tire spring constant K. It is connected to the operation unit 31. These bandpass filters 2
According to 9 and 30, attention is paid only to the frequency components of the bandwidth including the resonance frequency, so that the influence of other frequency components is reduced, and a decrease in identification accuracy is prevented.

【0063】パラメータ演算部31は、(21)式のφをサ
ンプル時間τ毎に離散化することによって得られるφ
[k]、(22)式のyをサンプル時間τ毎に離散化するこ
とによって得られるy[k]を、バンドパスフィルタ2
9の出力Tb [k](k=1,2,3,... )とバンドパスフ
ィルタ30の出力ω[k](k=1,2,3,... )とに基づ
いて演算する回路として構成されている。
The parameter calculation unit 31 obtains φ by discretizing φ in the equation (21) for each sample time τ.
[K], y [k] obtained by discretizing y in equation (22) for each sample time τ is converted to bandpass filter 2
9 based on the output T b [k] (k = 1, 2, 3,...) And the output ω [k] (k = 1, 2, 3,...) Of the bandpass filter 30. Circuit.

【0064】具体的な演算方法として、いわゆる双一次
z変換によって離散化する場合は、ラプラス演算子sを
As a specific operation method, when discretizing by the so-called bilinear z-transform, the Laplace operator s

【0065】[0065]

【数11】 のように変換して(21)式、(22)式に代入すると共に、T
b 、ωを、それぞれ Tb →Tb [k] ω →ω[k] のように各時系列データに変換して得られた式を用い
る。ただし、z-1演算子は、1サンプル時間τの遅延を
意味するため、 z-1b [k] = Tb [k+1] z-1ω[k] = ω[k+1] に置き換える。なお、φの各要素には、sだけでなくs
2 、s3 が含まれているため、2サンプル、3サンプル
遅延した時系列データも用いられる。
[Equation 11] And substitute it into Eqs. (21) and (22).
b, omega, and each T b → T b [k] ω → ω using equation obtained by converting each time-series data as [k]. However, z -1 operator to mean a delay of one sample time τ, z -1 T b [k ] = T b [k + 1] z -1 ω [k] = ω replaced by [k + 1]. Note that each element of φ includes not only s but also s
Since 2 and s 3 are included, time-series data delayed by 2 samples and 3 samples is also used.

【0066】また、パラメータ演算部31の出力端に
は、演算されたφ[k],y[k]の時系列データを、
(23)式に代入することによって得られた各データに対
し、オンラインの最小自乗法を用いることによって、(2
3)式のθを演算するθ推定部32が接続されている。こ
のθ推定部32は、(24)式、(25)式によりL[k],P
[k]を演算し、さらに(26)式の漸化式からθの推定値
を演算する回路として構成されている。このようにタイ
ヤ−路面間の滑り状態を敏感に反映する共振モデルに基
づいてμ勾配αとタイヤバネ定数Kとを推定し、かつ同
定パラメータ数を2個に抑えたため、演算精度を高精度
に維持しつつ演算時間を短縮化することができる。
The output end of the parameter operation unit 31 receives the calculated time series data of φ [k] and y [k],
By using online least squares method for each data obtained by substituting into equation (23), (2
A θ estimating unit 32 for calculating θ in Expression 3) is connected. The θ estimating unit 32 calculates L [k], P by equations (24) and (25).
It is configured as a circuit that calculates [k] and further calculates an estimated value of θ from the recurrence formula of Expression (26). As described above, the μ gradient α and the tire spring constant K are estimated based on the resonance model that sensitively reflects the slip state between the tire and the road surface, and the number of identification parameters is suppressed to two, so that the calculation accuracy is maintained with high accuracy. And the calculation time can be reduced.

【0067】また、θ推定部32の出力端には、θの推
定値から、μ勾配α及びタイヤバネ定数Kを演算する出
力部33が接続されている。この出力部33は、(19)式
で表されたθの第1要素(1/K)で1を除算すること
によりタイヤバネ定数Kを演算する図示しない除算器
と、θの第2要素(1/α)で1を除算することにより
μ勾配αを演算する図示しない除算器と、から構成する
ことができる。
The output end of the θ estimating section 32 is connected to an output section 33 for calculating the μ gradient α and the tire spring constant K from the estimated value of θ. The output unit 33 includes a divider (not shown) for calculating a tire spring constant K by dividing 1 by a first element (1 / K) of θ represented by Expression (19), and a second element (1 / Α), and a divider (not shown) that calculates the μ gradient α by dividing 1 by 1.

【0068】なお、図1、2では省略したが、以上述べ
た共振ゲイン演算装置10は、各車輪毎に設けられてい
る。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, the resonance gain calculating device 10 described above is provided for each wheel.

【0069】ところで、制御バルブ52によるブレーキ
圧の制御は、該制御バルブ52回りに構成されたブレー
キ部22により実現することができる。ここで、ブレー
キ部22の詳細な構成を図5に示す。
By the way, the control of the brake pressure by the control valve 52 can be realized by the brake section 22 provided around the control valve 52. Here, a detailed configuration of the brake unit 22 is shown in FIG.

【0070】図5に示すように、ブレーキ部22は、制
御バルブ52以外に、マスタシリンダ48、ホイールシ
リンダ56、リザーバー58及びオイルポンプ60を備
えている。なお、制御バルブ52も各車輪毎に設けられ
ている。このうちブレーキペダル46は、ブレーキペダ
ル46の踏力に応じて増圧するマスタシリンダ48を介
して制御バルブ52の増圧バルブ50へ接続されてい
る。また、制御バルブ52は、減圧バルブ54を介して
低圧源としてのリザーバー58へ接続されている。さら
に、制御バルブ52には、該制御バルブによって供給さ
れたブレーキ圧をブレーキディスクに加えるためのホイ
ールシリンダ56が接続されている。この制御バルブ5
2は、ドライバの踏力によるブレーキ圧Pdを供給する
と共に、入力されたバルブ動作指令(Pr +Pv )に基
づいて増圧バルブ50及び減圧バルブ54の開閉を制御
する。
As shown in FIG. 5, the brake section 22 includes a master cylinder 48, a wheel cylinder 56, a reservoir 58, and an oil pump 60 in addition to the control valve 52. Note that a control valve 52 is also provided for each wheel. The brake pedal 46 is connected to a pressure-intensifying valve 50 of a control valve 52 via a master cylinder 48 that increases the pressure according to the depression force of the brake pedal 46. The control valve 52 is connected to a reservoir 58 as a low pressure source via a pressure reducing valve 54. Further, a wheel cylinder 56 for applying the brake pressure supplied by the control valve to the brake disc is connected to the control valve 52. This control valve 5
2 supplies the brake pressure P d by pedaling force of the driver, controls the opening and closing of the pressure increasing valve 50 and pressure reducing valve 54 based on the valve operation command input (P r + P v).

【0071】なお、この制御バルブ52が増圧バルブ5
0のみを開くように制御されると、ホイールシリンダ5
6の油圧(ホイールシリンダ圧)は、ドライバがブレー
キペダル46を踏み込むことによって得られる圧力に比
例したマスタシリンダ48の油圧(マスタシリンダ圧)
まで上昇する。逆に減圧バルブ54のみを開くように制
御されると、ホイールシリンダ圧は、ほぼ大気圧のリザ
ーバ58の圧力(リザーバ圧)まで減少する。また、両
方のバルブを閉じるように制御されると、ホイールシリ
ンダ圧は保持される。
The control valve 52 is connected to the pressure increasing valve 5
0 is controlled to open only the wheel cylinder 5
The hydraulic pressure (wheel cylinder pressure) of the master cylinder 48 (master cylinder pressure) is proportional to the pressure obtained when the driver depresses the brake pedal 46.
To rise. Conversely, when the pressure is controlled so as to open only the pressure reducing valve 54, the wheel cylinder pressure decreases to the pressure of the reservoir 58 (reservoir pressure), which is approximately atmospheric pressure. Further, when both valves are controlled to be closed, the wheel cylinder pressure is maintained.

【0072】ホイールシリンダ56によりブレーキディ
スクに加えられるブレーキ力は、マスタシリンダ48の
高油圧が供給される増圧時間、リザーバー58の低油圧
が供給される減圧時間、及び供給油圧が保持される保持
時間の比率と、圧力センサ等により検出されたマスタシ
リンダ圧及びリザーバー圧とから求められる。
The braking force applied to the brake disk by the wheel cylinder 56 includes a pressure increasing time during which the high hydraulic pressure of the master cylinder 48 is supplied, a pressure reducing time during which the low hydraulic pressure of the reservoir 58 is supplied, and a holding pressure during which the supplied hydraulic pressure is maintained. It is determined from the time ratio and the master cylinder pressure and the reservoir pressure detected by a pressure sensor or the like.

【0073】従って、制御バルブ52の増減圧時間をマ
スタシリンダ圧に応じて制御することにより、所望のブ
レーキ力を実現することができる。そして、ブレーキ圧
の微小励振は、平均ブレーキ力を実現する制御バルブ5
2の増減圧制御と同時に共振周波数に対応した周期で増
圧減圧制御を行うことにより可能となる。
Accordingly, a desired braking force can be realized by controlling the increasing / decreasing time of the control valve 52 according to the master cylinder pressure. The micro-excitation of the brake pressure is controlled by the control valve 5 which realizes the average braking force
This can be achieved by performing the pressure increase / decrease control at a cycle corresponding to the resonance frequency simultaneously with the pressure increase / decrease control of (2).

【0074】具体的な制御の内容として、図9に示すよ
うに、微小励振の周期(例えば24[ms])の半周期
T/2毎に増圧と減圧のそれぞれのモードを切り替え、
バルブへの増減圧指令は、モード切り替えの瞬間から増
圧時間ti 、減圧時間tr のそれぞれの時間分だけ増圧
・減圧指令を出力し、残りの時間は、保持指令を出力す
る。平均ブレーキ力は、マスタシリンダ圧に応じた増圧
時間ti と減圧時間t r との比によって定まると共に、
共振周波数に対応した半周期T/2毎の増圧・減圧モー
ドの切り替えによって、平均ブレーキ力の回りに微小振
動が印加される。
FIG. 9 shows the specific contents of the control.
As described above, a half period of the period of the minute excitation (for example, 24 [ms])
Each mode of pressure increase and pressure reduction is switched every T / 2,
The pressure increase / decrease command to the valve increases from the moment the mode is switched.
Pressure time ti, Decompression time trPressure for each time
・ Output the pressure reduction command and output the hold command for the remaining time.
You. The average braking force is increased according to the master cylinder pressure.
Time tiAnd decompression time t rIs determined by the ratio of
Pressure increase / decrease mode every half cycle T / 2 corresponding to resonance frequency
Switch, the micro-vibration around the average braking force
Motion is applied.

【0075】また、位相演算部15は、(16)式を演算す
る演算器として構成することができる。図示しないが、
例えば、μ勾配・タイヤバネ定数演算部12により演算
されたタイヤバネ定数Kを用いて(14)式、(15)式により
パラメータA及びBを演算する演算器と、演算されたμ
勾配αとパラメータBとを乗算する乗算器と、パラメー
タAを乗算結果αBで除算する除算器と、除算結果A/
αを入力値θとしてtan-1θに変換出力するテーブル
と、から構成することができる。
The phase calculator 15 can be configured as a calculator for calculating the equation (16). Although not shown,
For example, using a tire spring constant K calculated by the μ gradient / tire spring constant calculation unit 12, a calculator for calculating the parameters A and B according to equations (14) and (15), and a calculated μ
A multiplier that multiplies the gradient α by the parameter B, a divider that divides the parameter A by the multiplication result αB, and a division result A /
and a table that converts α into an input value θ and outputs the result as tan −1 θ.

【0076】次に、ゲイン演算部17の詳細な構成を図
10を用いて説明する。なお、このゲイン演算部17
は、所定の振動成分を検出する構成とされており、例え
ば、いわゆるADコンバータなどで検出信号を計算機内
に読み込んだ場合に、計算機の動作サンプリング時間を
1[ms]に取ると、半周期が12サンプル点となる、
前述した41.7[Hz]の振動成分を検出する。
Next, a detailed configuration of the gain calculator 17 will be described with reference to FIG. Note that the gain calculation unit 17
Is configured to detect a predetermined vibration component. For example, when a detection signal is read into the computer by a so-called AD converter or the like, if the operation sampling time of the computer is set to 1 [ms], a half cycle is obtained. 12 sample points,
The aforementioned vibration component of 41.7 [Hz] is detected.

【0077】図10に示すように、車輪速センサ16に
より検出された車輪速度ωが入力される入力端(図示し
ない)には、直流成分とノイズ成分除去のためのBPF
(いわゆるバンドパスフィルタ)130を介して相関係
数検出部134が接続されている。この相関係数検出部
134は、車輪速度ωの共振周波数成分ω∞の振幅ω v
を算出する。
As shown in FIG. 10, the wheel speed sensor 16
Input terminal (shown in the figure)
There is no BPF for removing DC and noise components
(So-called band pass filter) 130
The number detection unit 134 is connected. This correlation coefficient detector
134 is the amplitude ω of the resonance frequency component ω∞ of the wheel speed ω v
Is calculated.

【0078】また、ブレーキトルク検出部14により検
出されたブレーキトルクTb が入力される入力端(図示
しない)には、直流成分とノイズ成分除去のためのBP
F132を介して相関係数検出部136が接続されてい
る。この相関係数検出部136は、ブレーキトルクTb
の共振周波数ω∞成分の振幅Tv を算出する。
[0078] Further, to the input terminal of braking torque T b detected by the braking torque detecting unit 14 is input (not shown), the DC component and BP for noise component removal
The correlation coefficient detection unit 136 is connected via F132. The correlation coefficient detection unit 136 determines whether the braking torque T b
The amplitude T v of the resonance frequency ω∞ component is calculated.

【0079】さらに、相関係数検出部134及び136
の出力端には、出力信号ωv を出力信号Tv で除算する
除算器138が接続されている。なお、この除算器13
8の除算結果が、共振ゲインGd =ωv /Pv となる。
Further, correlation coefficient detecting sections 134 and 136
The output end, the divider 138 is connected to dividing the output signal omega v output signal T v. Note that this divider 13
The division result of 8 is the resonance gain G d = ω v / P v .

【0080】ここで、時系列データの時間長をT1 とす
れば、得られる周波数スペクトルの最小周波数は1/T
1 [Hz]であり、この整数倍の周波数成分を得ることがで
きる。制御系のサンプリング時間を1[ms]として、48
サンプル点のデータを用いると、最小周波数は約20.
8[Hz]となり、第2成分が約41.7[Hz]となる。相関
係数検出部134、136は、41.7[Hz]成分のパワ
ーを算出するため、図11のような構成とすることがで
きる。
Here, assuming that the time length of the time series data is T 1 , the minimum frequency of the obtained frequency spectrum is 1 / T
1 [Hz], and an integer multiple of this frequency component can be obtained. Assuming that the sampling time of the control system is 1 [ms], 48
Using the data of the sample points, the minimum frequency is about 20.
8 [Hz], and the second component is about 41.7 [Hz]. The correlation coefficient detection units 134 and 136 can be configured as shown in FIG. 11 to calculate the power of the 41.7 [Hz] component.

【0081】図11に示すように、本相関係数検出部
は、一定の時間長の入力信号xの時系列データ{x1
2 、.....、xn }を1サンプル毎に遅延させて
各々出力する遅延回路150及びこれらのサンプルデー
タx1 、x2 、...、x48に係数cs1 、c
2 、...、cs48を各々乗じる係数乗算器からなる
係数乗算部160を備えている。
As shown in FIG. 11, the present correlation coefficient detecting section performs the processing on the time-series data {x 1 ,
x 2 ,. . . . . , X n } are delayed by one sample and output, and the sample data x 1 , x 2 ,. . . , Factor x 48 cs 1, c
s 2 ,. . . , Cs 48 , respectively.

【0082】この遅延回路150は、時系列データを各
々1サンプルずつ遅延させる複数の単位遅延素子z-1
直列に接続した構成とされている。この単位遅延素子z
-1の数は、時系列データのサンプル数48に一致するよ
うに設定されている。そして、時系列データが各々の単
位遅延素子z-1に入力する前に係数乗算部160の対応
する各係数乗算器へ各々のサンプルデータを送るための
出力信号線が設けられている。
The delay circuit 150 has a configuration in which a plurality of unit delay elements z -1 for delaying time series data by one sample each are connected in series. This unit delay element z
The number of -1 is set to match the number of samples 48 of the time-series data. An output signal line is provided for sending each sample data to each coefficient multiplier of the coefficient multiplication unit 160 before the time series data is input to each unit delay element z -1 .

【0083】係数乗算部160の各係数乗算器の出力端
は、加算器162に接続されており、この加算器は各係
数乗算器の乗算結果をすべて加算して出力する。
The output terminal of each coefficient multiplier of the coefficient multiplying section 160 is connected to an adder 162, and this adder adds all the multiplication results of each coefficient multiplier and outputs the result.

【0084】このとき、出力yは、At this time, the output y is

【0085】[0085]

【数12】 となる。ここで、係数csi は、(Equation 12) Becomes Here, the coefficient cs i is,

【0086】[0086]

【数13】 である。ただし、θc は、ブレーキトルクの微小励振信
号Pv に対する位相(例えば、図9のバルブ動作指令の
増圧開始時点を基準とした位相)であり、(29)式の場
合、この位相θc はサンプリング周期T1 毎の離散値で
表される。ここで、相関係数検出部136では、微小励
振信号Pv に対する実際のブレーキトルクの遅延が無い
と仮定してθc =0と設定され、相関係数演算部134
では、位相演算部15により演算された位相θd に設定
される(θc =θd )。このように本実施の形態では、
微小励振信号Pv に対するブレーキトルク微小振動の位
相及び車輪速度の微小振動の位相がわかっているため、
(28)式のように周波数41.7[Hz]の単一成分に対する
フーリエ係数のみを求めることで相関を演算でき、これ
により、装置構成を簡単化している。
(Equation 13) It is. Here, θ c is the phase of the brake torque with respect to the small excitation signal Pv (for example, the phase based on the pressure increase start time of the valve operation command in FIG. 9), and in the case of Expression (29), this phase θ c is represented by a discrete value every sampling period T 1. Here, the correlation coefficient detection unit 136 sets θ c = 0 assuming that there is no delay of the actual brake torque with respect to the minute excitation signal Pv, and sets the correlation coefficient calculation unit 134
So it is set to a phase theta d calculated by the phase calculating section 15 (θ c = θ d) . Thus, in the present embodiment,
Since the phase of the minute vibration of the brake torque and the phase of the minute vibration of the wheel speed with respect to the minute excitation signal Pv are known,
The correlation can be calculated by finding only the Fourier coefficient for a single component having a frequency of 41.7 [Hz] as in the equation (28), thereby simplifying the device configuration.

【0087】次に、第1の実施の形態の作用を説明す
る。
Next, the operation of the first embodiment will be described.

【0088】所定条件の成立により、制御バルブ52へ
の動作指令に微小励振指令Pv が印加され、ブレーキ圧
が共振周波数ω∞近傍で微小励振される。なお、この所
定条件として、通常のABS開始条件、例えば、ドライ
バがブレーキペダルを踏み込み、かつ車輪減速度が一定
値を越えた条件などが挙げられる。
When the predetermined condition is satisfied, a micro-excitation command Pv is applied to the operation command to the control valve 52, and the brake pressure is micro-excited near the resonance frequency ω∞. Note that the predetermined condition includes a normal ABS start condition, for example, a condition in which the driver depresses the brake pedal and the wheel deceleration exceeds a certain value.

【0089】ブレーキ圧が微小励振されると、車輪に作
用するブレーキトルクが微小振動し、このブレーキトル
クTb の振動成分によって車輪速度ωが振動する。ここ
で、図1の路面μ勾配演算装置10が、図4の共振モデ
ルにより得られたブレーキトルクTb から車輪速度ωま
での(17)式の伝達関係に基づいて、検出されたブレーキ
トルクTb と車輪速度信号ωとから、未知定数であるμ
勾配α及びタイヤバネ定数Kをオンラインの最小自乗法
により同時に推定演算する。
[0089] When the brake pressure is small excited, the braking torque is minute vibrations acting on the wheel, the wheel speed ω is vibrated by the vibration component of the braking torque T b. Here, the road μ gradient calculating unit 10 of FIG. 1, on the basis of the transfer relationship of equation (17) from the braking torque T b obtained by the resonance model of Figure 4 to the wheel speed omega, the detected braking torque T From b and the wheel speed signal ω, the unknown constant μ
The gradient α and the tire spring constant K are simultaneously estimated and calculated by the online least squares method.

【0090】位相演算部15では、推定されたμ勾配α
とタイヤバネ定数Kとに基づいて、ブレーキトルクの微
小励振振動から車輪速度の微小振動までの位相差θd
演算する。
The phase calculator 15 calculates the estimated μ gradient α
And based on the Taiyabane constant K, to calculate the phase difference theta d from small excitation frequency of the brake torque to the small vibration of the wheel speed.

【0091】そして、ゲイン演算部17では、ブレーキ
トルクの時系列データから、微小励振信号Pv に対し位
相差0の単一正弦波との相関係数を演算してブレーキト
ルクの微小振動振幅Tv を演算すると共に、車輪速度の
時系列データから、微小励振信号Pv に対し位相差θd
の単一正弦波との相関係数を演算して車輪速度の微小振
動振幅ωv を演算し、さらに、これらの比である共振ゲ
インGd を算出する。このとき、ブレーキ圧の励振に相
関のある車輪速度の振動成分のみを抽出しているため、
路面の振動ノイズの影響を受けにくく、車体と車輪と路
面とから構成される振動系の共振特性のみを検出するこ
とができる。
The gain calculator 17 calculates the correlation coefficient between the minute excitation signal Pv and the single sine wave having a phase difference of 0 from the time series data of the brake torque, and calculates the minute vibration amplitude T of the brake torque. v and the phase difference θ d from the minute excitation signal P v from the time series data of the wheel speed.
By calculating the correlation coefficient between the single sine wave to calculate a small vibration amplitude omega v of the wheel speeds of the further calculates the resonance gain G d is these ratios. At this time, since only the vibration component of the wheel speed that is correlated with the excitation of the brake pressure is extracted,
It is hardly affected by the road surface vibration noise, and it is possible to detect only the resonance characteristics of the vibration system including the vehicle body, the wheels, and the road surface.

【0092】ABS制御部18では、演算された共振ゲ
インGd が、基準値として設定されたGs に一致又は略
一致するようなABS操作量信号(平均ブレーキ圧指令
r)を演算出力する。制御バルブ52では、該指令P
r に対応する平均ブレーキ圧を実現するようにバルブの
増圧・減圧時間を制御する。
[0092] The ABS control unit 18, the calculated resonance gain G d is the ABS operation amount signal (mean braking pressure command P r) such as to match or substantially match the set G s as a reference value for calculating the output . In the control valve 52, the command P
Control the pressure increase / decrease time of the valve so as to realize the average brake pressure corresponding to r .

【0093】ここで、基準ゲインGs を、図8において
摩擦係数μが略ピーク値となるA2領域でのμ勾配の値
(0近傍の正値)に設定すると、ピークμに追従した制
御が可能となる。ピークμ付近では、μ勾配の値が0近
傍になることは、路面の状態に依らず不変であるので、
常に安定したアンチロックブレーキ動作が可能となる。
[0093] Here, the reference gain G s, the friction coefficient μ is set to the value of μ gradient at A2 region to be a substantially peak value (positive value close to zero) in FIG. 8, control following the peak μ is It becomes possible. In the vicinity of the peak μ, the fact that the value of the μ gradient becomes close to 0 is invariant regardless of the road surface condition.
A stable anti-lock brake operation is always possible.

【0094】また、タイヤ空気圧診断部24では、路面
μ勾配演算装置10により演算されたタイヤバネ定数K
に基づいてタイヤ空気圧の診断を行う。そして、診断結
果出力部26が、タイヤ空気圧の診断結果をドライバの
認知可能な形式で出力する。これによって、ドライバ
は、タイヤに空気を入れるべきかを判断でき、安全な走
行が可能となる。なお、タイヤ空気圧診断部24におい
て、高速道路を走行するのに適したタイヤ空気圧である
かも診断できるようにしても良い。
In the tire pressure diagnostic section 24, the tire spring constant K calculated by the road μ gradient calculating device 10 is calculated.
Diagnosis of tire pressure is performed based on Then, the diagnosis result output unit 26 outputs the diagnosis result of the tire pressure in a format that can be recognized by the driver. As a result, the driver can determine whether or not to inflate the tire, so that safe driving is possible. It should be noted that the tire pressure diagnostic unit 24 may be configured to diagnose whether the tire pressure is suitable for traveling on a highway.

【0095】以上のように本実施の形態では、タイヤバ
ネ定数Kの変動によってブレーキトルクの微小励振振動
から車輪速度微小振動までの位相差θd が−180度か
らずれたとしても(図6、7参照)、該位相をブレーキ
トルクと車輪速度とから推定演算し、推定された位相を
有する単一正弦波と車輪速度信号との相関を演算するの
で、位相θd を−180度に固定して車輪速度の共振周
波数成分を演算していた従来の方法と比べて、検出感度
を良好に保ったまま正確な共振ゲインGd を得ることが
できる。従って、タイヤ空気圧の変動によらず、高精度
のアンチロックブレーキ動作が可能となる。 (第2の実施の形態)第2の実施の形態では、図10の
相関係数検出部134、136を、さらに簡単に構成し
た例を示す。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。
As described above, in this embodiment, even if the phase difference θ d from the minute excitation vibration of the brake torque to the minute vibration of the wheel speed deviates from −180 degrees due to the fluctuation of the tire spring constant K (FIGS. 6 and 7). ), The phase is estimated from the brake torque and the wheel speed, and the correlation between the single sine wave having the estimated phase and the wheel speed signal is calculated. Therefore, the phase θ d is fixed at −180 degrees. compared with the conventional method was calculated the resonance frequency component of the wheel speed, the detection sensitivity can be obtained satisfactorily maintaining the as accurate resonance gain G d. Accordingly, a highly accurate anti-lock brake operation can be performed regardless of the fluctuation of the tire pressure. (Second Embodiment) In a second embodiment, an example is shown in which the correlation coefficient detection units 134 and 136 in FIG. 10 are configured more simply. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

【0096】図13に、約41.7[Hz]の周期を持った
(29)式の単一正弦波のグラフを示す。図13に示すよう
に、入力信号xのサンプルidx(xの離散化指標)
は、ブレーキトルクの微小励振振動Pv に同期して、各
サンプル毎に1msec刻みに1から24まで単調に増
加し、24の次に1にリセットされる。また、idxに
対する単一正弦波の振幅CSn の位相θc は、入力信号
がブレーキトルクのサンプル信号の場合は0に設定され
る。そして、入力信号が車輪速度のサンプル信号の場合
は、位相演算部15により演算された位相θd とされ
る。すなわち、振幅CSn の位相をθd だけシフトした
ものが用いられる。
FIG. 13 has a period of about 41.7 [Hz].
The graph of the single sine wave of Formula (29) is shown. As shown in FIG. 13, a sample idx of the input signal x (discrete index of x)
Increases monotonically from 1 to 24 every 1 msec for each sample in synchronization with the minute excitation vibration Pv of the brake torque, and is reset to 1 after 24. The phase θ c of the amplitude CS n of the single sine wave with respect to idx is set to 0 when the input signal is a brake torque sample signal. Then, if the input signal is the wheel speed of the sample signal is a phase theta d calculated by the phase calculating section 15. That is, a phase obtained by shifting the phase of the amplitude CS n by θ d is used.

【0097】最初の48サンプルの時点をj時点とする
と、yj は、(28)式により、
Assuming that the time point of the first 48 samples is the time point j, y j is given by equation (28).

【0098】[0098]

【数14】 となる。ここで、csj i 、xj i は、j時点での過去
48点のデータに過去の値から1から48まで番号を付
けたものである。ここで、次のサンプル時点j+1での
値yJ+1 は、
[Equation 14] Becomes Here, cs j i and x j i are obtained by assigning numbers from 1 to 48 from the past values to the data of the past 48 points at the time point j. Here, the value y J + 1 at the next sample time point j + 1 is

【0099】[0099]

【数15】 となる。明らかに、 csj+1 i = csj i+1 、xj+1 i = xj i+1 (32) であり、csj i の周期性により結果的に、 yj+1 = yj +csj+1 48 (xj+1 48 −xj 1 ) (33) を得る。(Equation 15) Becomes Obviously, cs j + 1 i = cs j i + 1 , x j + 1 i = x j i + 1 (32), and due to the periodicity of cs j i , y j + 1 = y j + Cs j + 1 48 (x j + 1 48 −x j 1 ) (33) is obtained.

【0100】csj+1 48 はj+1時点でのCSn そのも
のであり、xj+1 48 はj+1時点でのxの最新値、xj
1 はj+1時点では48サンプル前の値であるから、相
関係数検出部を図12のように構成することができる。
Cs j + 1 48 is CS n itself at the time point j + 1, and x j + 1 48 is the latest value of x at the time point j + 1, x j
Since 1 is a value 48 samples before at the time of j + 1, the correlation coefficient detecting unit can be configured as shown in FIG.

【0101】図12に示すように、第2の実施の形態に
係る相関係数検出部は、入力信号xに対して48サンプ
ル前の信号値x-48 を求める遅延素子170と、入力信
号xとx-48 との差分を求める差分手段172と、id
xに対するCSn を演算する演算手段174と、出力y
の1サンプル前の信号値y-1を求める遅延素子178
と、演算手段174と遅延素子178の出力の和を演算
する加算手段176と、から構成されており、(33)式の
結果を演算することができる。また、相関係数検出部1
34の場合、演算手段174は、入力された位相θd
応じてCSn をシフトする機能を有している。
As shown in FIG. 12, the correlation coefficient detecting section according to the second embodiment includes a delay element 170 for obtaining a signal value x −48 which is 48 samples before the input signal x, Means 172 for calculating the difference between x and -48, and id
computing means 174 for computing CS n for x, and output y
Delay element 178 for finding signal value y -1 one sample before
And an adder 176 for calculating the sum of the outputs of the delay elements 178, and can calculate the result of equation (33). Further, the correlation coefficient detection unit 1
For 34, the calculating means 174 has a function of shifting the CS n in accordance with the input phase theta d.

【0102】この構成によると、計算量は、1サンプル
当たり、2つの和算と1つの乗算だけとなり、処理をさ
らに簡単化、高速化できる。
According to this configuration, the amount of calculation is only two additions and one multiplication per sample, and the processing can be further simplified and speeded up.

【0103】以上が本発明の各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-described examples, and can be arbitrarily and suitably changed without departing from the gist of the present invention.

【0104】例えば、図2のθ推定部32では、オンラ
インの最小自乗法を用いたが、他のシステム同定手法で
ある補助変数法などを用いることもできる。また、パラ
メータ演算部31において、φ、yの離散化方法とし
て、折り返し誤差の少ない双一次z変換を用いたが、s
領域におけるφ、y((21)、(22)式)をz領域に変換で
きる手法であれば適用でき、例えば後退差分などの手法
も用いることができる。
For example, in the θ estimator 32 of FIG. 2, the online least squares method is used, but an auxiliary variable method, which is another system identification method, may be used. Further, in the parameter operation unit 31, as the discretization method of φ and y, the bilinear z-transform with a small aliasing error is used.
Any method that can convert φ, y (Equations (21), (22)) in the region into the z region can be applied, and for example, a method such as a backward difference can also be used.

【0105】また、ブレーキ圧の微小励振方法として、
制御バルブの増圧・減圧モードの切り替えにより行った
が、本発明はこれに限定されず、例えば微小励振指令P
v に応じた励振ブレーキ圧をブレーキディスクに直接加
える圧電素子を用いることもできる。
As a method of minutely exciting the brake pressure,
The control is performed by switching the pressure increase / decrease mode of the control valve. However, the present invention is not limited to this.
It is also possible to use a piezoelectric element that directly applies the excitation brake pressure according to v to the brake disk.

【0106】さらに、ブレーキトルクの微小振幅T
v は、圧力センサ等により検出されたマスタシリンダ圧
と、制御バルブの増圧時間ti 及び減圧時間tr (図9
参照)により、求めることもできる。
Further, the minute amplitude T of the brake torque
v is between the master cylinder pressure detected by the pressure sensor or the like, increase of the control valve pressure time t i and the pressure reducing time t r (FIG. 9
See also).

【0107】[0107]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
推定された摩擦係数μのスリップ速度に対する勾配及び
タイヤバネ定数に基づいて、励振されたブレーキトルク
の微小振動から車輪速度信号の微小振動までの位相を演
算し、該位相及び振動系の共振周波数を有する車輪速度
微小振動の振幅値を検出し、該振幅値に基づき共振ゲイ
ンを演算するようにしたので、タイヤバネ定数の変動に
よってブレーキトルクの微小励振振動から車輪速度微小
振動までの位相差が−180度からずれたとしても、位
相変動に対応した共振ゲインを常に高精度に演算するこ
とができる、という優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
Based on the gradient of the estimated friction coefficient μ with respect to the slip speed and the tire spring constant, the phase from the minute vibration of the excited brake torque to the minute vibration of the wheel speed signal is calculated and has the phase and the resonance frequency of the vibration system. Since the amplitude of the wheel speed minute vibration is detected and the resonance gain is calculated based on the amplitude value, the phase difference from the minute excitation vibration of the brake torque to the minute wheel speed vibration is -180 degrees due to the fluctuation of the tire spring constant. Even if it deviates, the excellent effect that the resonance gain corresponding to the phase fluctuation can always be calculated with high accuracy can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る路面μ勾配演
算装置が適用されたABS装置の構成を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ABS device to which a road μ gradient calculating device according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係る路面μ勾配演
算装置の主要な構成要素であるμ勾配・タイヤバネ定数
演算部の詳細な構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a μ gradient / tire spring constant calculation unit which is a main component of the road μ gradient calculation device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】車両の力学的モデルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a dynamic model of a vehicle.

【図4】車輪と車体と路面とから構成される振動系と等
価な共振モデルを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a resonance model equivalent to a vibration system composed of wheels, a vehicle body, and a road surface.

【図5】ブレーキ部のハードウェア構成を示すブロック
図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a hardware configuration of a brake unit.

【図6】タイヤ共振特性のボード線図であって、(a)
は周波数に対するゲインの変化、(b)は周波数に対す
る位相角度θd の変化を示す。
FIG. 6 is a Bode diagram of a tire resonance characteristic, and FIG.
The change in gain with respect to frequency, shows the change in phase angle theta d for (b) the frequency.

【図7】図6のタイヤのタイヤバネ定数が20%小さく
なったときのタイヤ共振特性のボード線図であって、
(a)は周波数に対するゲインの変化、(b)は周波数
に対する位相角度θd の変化を示す。
FIG. 7 is a Bode diagram of tire resonance characteristics when the tire spring constant of the tire of FIG. 6 is reduced by 20%;
(A) shows the gain variation of the relative frequency, a change in phase angle theta d for (b) the frequency.

【図8】スリップ速度Δωに対する摩擦係数μ及びμ勾
配αの変化特性を示す線図である。
FIG. 8 is a diagram showing a change characteristic of a friction coefficient μ and a μ gradient α with respect to a slip speed Δω.

【図9】本発明の第1の実施の形態に係る制御バルブへ
の動作指令を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an operation command to a control valve according to the first embodiment of the present invention.

【図10】図1のゲイン演算部17の詳細な構成を示す
ブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a gain calculating unit 17 in FIG. 1;

【図11】図10の相関係数検出部134、136の第
1の実施の形態に係る詳細な構成を示すブロック図であ
る。
11 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the correlation coefficient detection units 134 and 136 of FIG. 10 according to the first embodiment.

【図12】図10の相関係数検出部134、136の第
2の実施の形態に係る詳細な構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a correlation coefficient detection unit according to a second embodiment in FIG. 10;

【図13】約41.7Hzの周期を持った単一正弦波の
グラフである。
FIG. 13 is a graph of a single sine wave having a period of about 41.7 Hz.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 路面μ勾配演算装置 12 μ勾配・タイヤバネ定数演算部 14 ブレーキトルク検出部 16 車輪速センサ 18 ABS制御部 22 ブレーキ部 29 バンドパスフィルタ 30 バンドパスフィルタ 31 パラメータ演算部 32 θ演算部 52 制御バルブ 134 相関係数検出部 136 相関係数検出部 138 除算器 Reference Signs List 10 road surface μ gradient calculating device 12 μ gradient / tire spring constant calculating unit 14 brake torque detecting unit 16 wheel speed sensor 18 ABS control unit 22 brake unit 29 band pass filter 30 band pass filter 31 parameter calculating unit 32 θ calculating unit 52 control valve 134 Correlation coefficient detector 136 Correlation coefficient detector 138 Divider

───────────────────────────────────────────────────── 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 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 山口 裕之 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 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Katsuhiro Asano 41-cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. 41, Yokomichi, Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Yamaguchi 41, Ochicho, Yoji, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture 1 Toyota Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車体と車輪と路面とから構成される振動
系の共振周波数でブレーキトルクを微小励振する励振手
段と、 ブレーキトルクを検出するブレーキトルク検出手段と、 車輪速度信号を検出する車輪速度検出手段と、 前記振動系の共振モデルに基づいて、検出されたブレー
キトルクと検出された車輪速度信号とから、前記共振モ
デルの未知定数である摩擦係数μのスリップ速度に対す
る勾配及びタイヤバネ定数を推定する推定手段と、 前記推定手段により推定された摩擦係数μのスリップ速
度に対する勾配及びタイヤバネ定数に基づいて、前記励
振手段により励振されたブレーキトルクの微小振動から
車輪速度信号の微小振動までの位相を演算する位相演算
手段と、 検出された車輪速度から、前記位相演算手段により演算
された位相及び前記共振周波数を有する車輪速度微小振
動の振幅値を検出する振幅検出手段と、 前記ブレーキトルクの微小振動の振幅値と、前記振幅検
出手段により検出された車輪速度微小振動の振幅値との
比を演算するゲイン演算手段と、 を含む共振ゲイン演算装置
1. Exciting means for minutely exciting a brake torque at a resonance frequency of a vibration system composed of a vehicle body, wheels, and a road surface, brake torque detecting means for detecting a brake torque, and wheel speed for detecting a wheel speed signal. Detecting means, based on a resonance model of the vibration system, estimating a gradient and a tire spring constant of a friction coefficient μ, which is an unknown constant of the resonance model, with respect to a slip speed from a detected brake torque and a detected wheel speed signal. Estimating means, based on the slope of the friction coefficient μ estimated by the estimating means with respect to the slip speed and the tire spring constant, the phase from the minute vibration of the brake torque excited by the exciting means to the minute vibration of the wheel speed signal. A phase calculating means for calculating, and a phase calculated by the phase calculating means from the detected wheel speed. Amplitude detecting means for detecting an amplitude value of the wheel speed minute vibration having the resonance frequency; anda ratio between an amplitude value of the brake torque minute vibration and an amplitude value of the wheel speed minute vibration detected by the amplitude detecting means. Gain calculating means for calculating; and a resonance gain calculating device including:
【請求項2】 前記推定手段は、 前記共振モデルに基づくブレーキトルクから車輪速度ま
での伝達関係を、未知定数である摩擦係数μのスリップ
速度に対する勾配及びタイヤバネ定数に関する物理量に
対して線形の関係が成立するように表現し、 前記線形の関係で表現され、かつ離散化された伝達関係
に、検出されたブレーキトルクの離散化データと、検出
された車輪速度信号の離散化データと、を当てはめた各
データに対し、オンラインのシステム同定手法を適用す
ることによって、摩擦係数μのスリップ速度に対する勾
配及びタイヤバネ定数を演算することを特徴とする請求
項1の共振ゲイン演算装置。
2. The estimating means sets the transmission relationship from the brake torque to the wheel speed based on the resonance model as a linear relationship with a gradient with respect to a slip speed of a friction coefficient μ as an unknown constant and a physical quantity with respect to a tire spring constant. Expressed to be satisfied, expressed by the linear relationship, and discretized transmission relationship, discretized data of the detected brake torque and discretized data of the detected wheel speed signal were applied. 2. The resonance gain calculation device according to claim 1, wherein the gradient of the friction coefficient μ with respect to the slip speed and the tire spring constant are calculated by applying an online system identification method to each data.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102463988A (en) * 2010-11-08 2012-05-23 申水文 Active control method for vehicle vibration

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