(57)【要約】【課題】  車両用パワーステアリング装置及び車両用外乱推定装置に関し、車両に固有のパラメータ値を車両の載荷状態等に応じて設定して、車両の横方向外乱を精度良く推定し、操舵アシスト制御を適切に行なうことができるようにすることを目的とする。【解決手段】  車両の運動に関連した車両に固有の複数のパラメータ値のうち少なくとも一部のパラメータ値を車輪軸荷重検出情報に基づいて補正する車両パラメータ値補正手段と、車両の操舵−車両系モデルに基づいて、各検出手段によりそれぞれ検出された車両の車速Ｖと操舵角δとヨーレイトγと横加速度Ｇyと、車両パラメータ値補正手段により少なくとも一部のパラメータ値を補正された該車両に固有の複数のパラメータ値とから、該車両の横方向外乱を推定する推定手段とをそなえ、推定手段による推定結果から、車両の横方向外乱を抑制するように該アクチュエータに発生させる。【選択図】        図１
2005239011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され操舵系に操舵アシストトルクを付与するアクチュエータと、該車両の車速を検出する車速検出手段と、該車両に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、該車速検出手段及び該操舵トルク検出手段からの検出情報に基づいて該アクチュエータを制御する制御手段とをそなえた、パワーステアリング装置であって、
該車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
該車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、
該車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
該車両の車輪軸荷重に関する情報を検出する車輪軸荷重検出手段と、
該車輪軸荷重検出手段による検出情報に基づいて該車両の運動に関連した該車両に固有の複数のパラメータ値のうち少なくとも一部のパラメータ値を補正する車両パラメータ値補正手段と、
該車両の操舵−車両系モデルに基づいて、該車速検出手段，該操舵角検出手段，該ヨーレイト検出手段，該横加速度検出手段によりそれぞれ検出された該車両の車速Ｖと操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと、該車両パラメータ値補正手段により少なくとも一部のパラメータ値を補正された該車両に固有の複数のパラメータ値とから、該車両の横方向外乱を推定する推定手段とをそなえ、
該制御手段には、該推定手段による推定結果から、該車両の横方向外乱を抑制するように該アクチュエータに発生させる該操舵アシストトルクを補正する補正手段をそなえている
ことを特徴とする、車両用パワーステアリング装置。
【請求項２】
該車両に固有の複数のパラメータ値には、該車両の質量ｍと、該車両の慣性モーメントＩと、前輪コーナリングパワーＫｆと、後輪コーナリングパワーＫｒと、該車両の重心から前輪軸までの距離ｌｆと、該車両の重心から後輪軸までの距離ｌｒとが含まれ、
該車両パラメータ値補正手段は、少なくとも該質量ｍと該後輪コーナリングパワーＫｒとを該車輪軸荷重検出手段による検出情報に基づいて補正する
ことを特徴とする、請求項１記載の車両用パワーステアリング装置。
【請求項３】
該推定手段は、該操舵角検出手段と該ヨーレイト検出手段と該横加速度検出手段と該車速検出手段とによりそれぞれ検出された操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと車速Ｖとの各状態量から、状態量である該車両の横勾配外乱と他の横方向外乱とを推定するオブザーバをそなえている
ことを特徴とする、請求項２記載の車両用パワーステアリング装置。
【請求項４】
該補正手段は、該推定手段による推定結果から、該車両の横方向外乱のうち主として上記他の横方向外乱を抑制するように該アクチュエータで付与する該操舵アシストトルクを補正する
ことを特徴とする、請求項３記載の車両用パワーステアリング装置。
【請求項５】
該車両の操舵角速度ωfを検出する操舵角速度検出手段をさらにそなえ、
該推定手段は、該車両のヨーレイトγ及び横速度ｖをさらに推定するように構成され、
該補正手段は、該操舵角速度検出手段と該操舵角検出手段と該車速検出手段とによりそれぞれ検出された舵角速度ωfと操舵角δfと車速Ｖと、該推定手段により推定されたヨーレイトγと横速度ｖとから第１補正トルクを算出し、該推定手段により推定された上記の横勾配外乱と他の横方向外乱とから第２補正トルクを算出して、該第１補正トルクと該第２補正トルクとに基づいて該操舵アシストトルクを補正する
ことを特徴とする、請求項３又は４記載の車両用パワーステアリング装置。
【請求項６】
該補正手段は、上記の操舵角δf，舵角速度ωf，ヨーレイトγ，横速度ｖのそれぞれに、車速Ｖに応じてそれぞれ設定されるゲインを乗算して該第１補正トルクを算出するとともに、上記の横勾配外乱，他の横方向外乱のそれぞれに、車速Ｖに応じてそれぞれ設定されるゲインを乗算して該第２補正トルクを算出して、該第１補正トルクと該第２補正トルクとに基づいて該操舵アシストトルクを補正する
ことを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の車両用パワーステアリング装置。
【請求項７】
車両の車速Ｖを検出する車速検出手段と、
該車両の操舵角δfを検出する操舵角検出手段と、
該車両のヨーレイトγを検出するヨーレイト検出手段と、
該車両の横加速度Ｇyを検出する横加速度検出手段と、
該車両の車輪軸荷重に関する情報を検出する車輪軸荷重検出手段と、
該車輪軸荷重検出手段による検出情報から該車両の運動に関連した該車両に固有の複数のパラメータ値のうち少なくとも一部のパラメータ値を補正する車両パラメータ値補正手段と、
該車両の操舵−車両系モデルに基づいて、該車速検出手段，該操舵角検出手段，該ヨーレイト検出手段，該横加速度検出手段によりそれぞれ検出された該車両の車速Ｖと操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと、該車両パラメータ値補正手段により少なくとも一部のパラメータ値を補正された該車両に固有の複数のパラメータ値とから、該車両の横方向外乱を推定する推定手段とをそなえている
ことを特徴とする、車両用外乱推定装置。
【請求項８】
該車両に固有の複数のパラメータ値には、該車両の質量ｍと、該車両の慣性モーメントＩと、前輪コーナリングパワーＫｆと、後輪コーナリングパワーＫｒと、該車両の重心から前輪軸までの距離ｌｆと、該車両の重心から後輪軸までの距離ｌｒとが含まれ、
該車両パラメータ値補正手段は、少なくとも該質量ｍと該後輪コーナリングパワーＫｒとを該車輪軸荷重検出手段による検出情報に基づいて補正する
ことを特徴とする、請求項７記載の車両用外乱推定装置。
【請求項９】
該推定手段は、該操舵角検出手段と該ヨーレイト検出手段と該横加速度検出手段と該車速検出手段とによりそれぞれ検出された操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと車速Ｖとの各状態量から、状態量である該車両の横勾配外乱と他の横方向外乱とを推定するオブザーバをそなえている
ことを特徴とする、請求項８記載の車両用外乱推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に対して横方向に加わる外乱を考慮して車両の操舵のアシスト状態を制御する車両用パワーステアリング装置、及び、この外乱について推定する車両用外乱推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の走行時には、様々な外乱を受けるため操舵に影響が及ぶことが多い。このような点に着目して、走行中に車両が受ける外乱に応じて、車両の操舵系を制御する技術が開発されている。
例えば特許文献１には、電動パワーステアリング装置を用いた操舵アシスト制御により、車両に加わる横風等の外乱がドライバの操舵操作に影響しないようにする、いわゆる外乱抑制性能を高めることができるようにするものが提案されている。
【０００３】
この技術では、操舵反力（操舵アシスト力に対応する）の制御においては、操舵角に基づく操舵反力の舵角成分Ｔ１（＝操舵角にゲインをかけたもの）と、操舵角速度に基づくダンピング成分Ｔ２（＝操舵角速度にゲインをかけたもの）と、車両のヨーレイトに基づく第１の車両挙動抑制成分Ｔ３（＝ヨーレイトにゲインをかけたもの）と、車両の横加速度に基づく第２の車両挙動抑制成分Ｔ４（＝横加速度にゲインをかけたもの）と、転舵反力に基づく路面成分Ｔ５（＝転舵反力にゲインをかけたもの）とを算出し、次式のように、これら操舵反力の成分Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５を加算して目標操舵反力Ｔｓを決定し、反力モータ（操舵アシスト用電動モータに対応する）の出力トルク、すなわち操向ハンドルの操舵反力をこの目標操舵反力Ｔｓに帰還制御する。
【０００４】
Ｔｓ＝Ｔ１＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５−Ｔ２
【特許文献１】特開平５−１０５１００号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、走行中に車両が受ける外乱の影響を低減するように車両の操舵系を制御するには、車両の横方向外乱を推定することが必要になる。車両の横方向外乱を推定する場合、車両の操舵−車両系モデルに基づいた車両運動の方程式を利用することになり、車両に固有の複数のパラメータ値である、車両の質量ｍや、車両の慣性モーメントＩや、（前輪コーナリングパワーＫｆや、）後輪コーナリングパワーＫｒや、該車両の重心から前輪軸までの距離ｌｆや、該車両の重心から後輪軸までの距離ｌｒ等を用いることになる。
【０００６】
このような車両に固有のパラメータ値としては、一般に、固定値が利用される。
しかしながら、車両に搭載する荷物の質量や乗員の質量やこれに応じた車両の重量バランスは常に一定ではなく、変動しうるものであるため、質量ｍや車両の重心位置が変化し、これに伴い慣性モーメントＩや、車輪コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒや、車両重心から車輪軸までの距離ｌｆ，ｌｒも変動する。このため、車両に固有のパラメータ値として固定値を用いると、車両の横方向外乱を精度良く推定することができず、操舵アシスト制御を実施する場合も、適切に行なえないという課題がある。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、車両に固有のパラメータ値を車両の載荷状態等に応じて設定して、車両の横方向外乱を精度良く推定し、操舵アシスト制御を適切に行なうことができるようにした、車両用パワーステアリング装置及び車両用外乱推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目標を達成するため、本発明の車両用パワーステアリング装置（請求項１）は、車両に搭載され操舵系に操舵アシストトルクを付与するアクチュエータと、該車両の車速を検出する車速検出手段と、該車両に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、該車速検出手段及び該操舵トルク検出手段からの検出情報に基づいて該アクチュエータを制御する制御手段とをそなえた、パワーステアリング装置であって、該車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、該車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該車両の車輪軸荷重に関する情報を検出する車輪軸荷重検出手段と、該車輪軸荷重検出手段による検出情報に基づいて該車両の運動に関連した該車両に固有の複数のパラメータ値のうち少なくとも一部のパラメータ値を補正する車両パラメータ値補正手段と、該車両の操舵−車両系モデルに基づいて、該車速検出手段，該操舵角検出手段，該ヨーレイト検出手段，該横加速度検出手段によりそれぞれ検出された該車両の車速Ｖと操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと、該車両パラメータ値補正手段により少なくとも一部のパラメータ値を補正された該車両に固有の複数のパラメータ値とから、該車両の横方向外乱を推定する推定手段とをそなえ、該制御手段には、該推定手段による推定結果から、該車両の横方向外乱を抑制するように該アクチュエータに発生させる該操舵アシストトルクを補正する補正手段をそなえていることを特徴としている。
【０００９】
該車輪軸荷重検出手段は、例えば、該車輪軸荷重に応じて変動する車高を検出する車高センサを用いることができる。
該車両に固有の複数のパラメータ値には、該車両の質量ｍと、該車両の慣性モーメントＩと、前輪コーナリングパワーＫｆと、後輪コーナリングパワーＫｒと、該車両の重心から前輪軸までの距離ｌｆと、該車両の重心から後輪軸までの距離ｌｒとが含まれ、該車両パラメータ値補正手段は、少なくとも該質量ｍと該後輪コーナリングパワーＫｒとを該車輪軸荷重検出手段による検出情報に基づいて補正することが好ましい（請求項２）。
【００１０】
該推定手段は、該操舵角検出手段と該ヨーレイト検出手段と該横加速度検出手段と該車速検出手段とによりそれぞれ検出された操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと車速Ｖとの各状態量から、状態量である該車両の横勾配外乱と他の横方向外乱とを推定するオブザーバをそなえていることが好ましい（請求項３）。
該補正手段は、該推定手段による推定結果から、該車両の横方向外乱のうち主として上記他の横方向外乱を抑制するように該アクチュエータで付与する該操舵アシストトルクを補正することが好ましい（請求項４）。
【００１１】
該車両の操舵角速度ωfを検出する操舵角速度検出手段をさらにそなえ、該推定手段は、該車両のヨーレイトγ及び横速度ｖをさらに推定するように構成され、該補正手段は、該操舵角速度検出手段と該操舵角検出手段と該車速検出手段とによりそれぞれ検出された舵角速度ωfと操舵角δfと車速Ｖと、該推定手段により推定されたヨーレイトγと横速度ｖとから第１補正トルクを算出し、該推定手段により推定された上記の横勾配外乱と他の横方向外乱とから第２補正トルクを算出して、該第１補正トルクと第２補正トルクとに基づいて該操舵アシストトルクを補正することが好ましい（請求項５）。
【００１２】
該補正手段は、上記の操舵角δf，舵角速度ωf，ヨーレイトγ，横速度ｖのそれぞれに、車速Ｖに応じてそれぞれ設定されるゲインを乗算して該第１補正トルクを算出するとともに、上記の横勾配外乱，他の横方向外乱のそれぞれに、車速Ｖに応じてそれぞれ設定されるゲインを乗算して該第２補正トルクを算出して、該第１補正トルクと第２補正トルクとに基づいて該操舵アシストトルクを補正することが好ましい（請求項６）。
【００１３】
また、本発明の車両用外乱推定装置（請求項７）は、該車両の車速Ｖを検出する車速検出手段と、該車両の操舵角δを検出する操舵角検出手段と、該車両のヨーレイトγを検出するヨーレイト検出手段と、該車両の横加速度Ｇyを検出する横加速度検出手段と、該車両の車輪軸荷重に関する情報を検出する車輪軸荷重検出手段と、該車輪軸荷重検出手段による検出情報から該車両の運動に関連した該車両に固有の複数のパラメータ値のうち少なくとも一部のパラメータ値を補正する車両パラメータ値補正手段と、該車両の操舵−車両系モデルに基づいて、該車速検出手段，該操舵角検出手段，該ヨーレイト検出手段，該横加速度検出手段によりそれぞれ検出された該車両の車速Ｖと操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと、該車両パラメータ値補正手段により少なくとも一部のパラメータ値を補正された該車両に固有の複数のパラメータ値とから、該車両の横方向外乱を推定する推定手段とをそなえていることを特徴としている。
【００１４】
該車両に固有の複数のパラメータ値には、該車両の質量ｍと、該車両の慣性モーメントＩと、前輪コーナリングパワーＫｆと、後輪コーナリングパワーＫｒと、該車両の重心から前輪軸までの距離ｌｆと、該車両の重心から後輪軸までの距離ｌｒとが含まれ、該車両パラメータ値補正手段は、少なくとも該質量ｍと該後輪コーナリングパワーＫｒとを該車輪軸荷重検出手段による検出情報に基づいて補正することが好ましい（請求項８）。
【００１５】
該推定手段は、該操舵角検出手段と該ヨーレイト検出手段と該横加速度検出手段と該車速検出手段とによりそれぞれ検出された操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと車速Ｖとの各状態量から、状態量である該車両の横勾配外乱と他の横方向外乱とを推定するオブザーバをそなえていることが好ましい（請求項９）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の車両用パワーステアリング装置によれば、推定手段により、車両の操舵−車両系モデルに基づいて、車速検出手段，操舵角検出手段，ヨーレイト検出手段，横加速度検出手段によりそれぞれ検出された該車両の車速Ｖと操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと、車両パラメータ値補正手段により少なくとも一部のパラメータ値を補正された車両に固有の複数のパラメータ値とから、車両の横方向外乱を推定し、制御手段では、この推定結果から、車両の横方向外乱を抑制するようにアクチュエータにより発生させる操舵アシストトルクを補正するので、横方向外乱が操舵に悪影響を及ぼさないように、操舵アシストを行なうことができる。
【００１７】
さらに、車両の横方向外乱を推定する際に車両に固有の複数のパラメータ値を用いるが、これらのうち少なくとも一部のパラメータ値を車輪軸荷重検出手段により検出された車輪軸荷重情報に基づいて補正するので、車両の横方向外乱を精度良く推定することができる。つまり、車両に搭載する荷物の質量や乗員の質量やこれに応じた車両の重量バランスが変動したら、これらは車輪軸荷重情報として検出されるので、この検出情報に基づいて、車両に固有のパラメータ値を補正した上で、かかるパラメータ値に基づいて車両の横方向外乱の推定を行なうことにより、車両の横方向外乱を精度良く推定することができ、延いては操舵アシスト制御を適切に行なえるようになる（以上、請求項１）。
【００１８】
なお、上記の車両に固有の複数のパラメータ値である、車両の質量ｍと、車両の慣性モーメントＩと、前輪コーナリングパワーＫｆと、後輪コーナリングパワーＫｒと、車両の重心から前輪軸までの距離ｌｆと、車両の重心から後輪軸までの距離ｌｒとが含まれるが、この場合、少なくとも質量ｍと後輪コーナリングパワーＫｒとについて車輪軸荷重の検出情報に基づいて補正することにより、車両の横方向外乱の精度よい推定を効率よく行なうことができる（請求項２）。
【００１９】
また、推定手段では、オブザーバによって、操舵角検出手段とヨーレイト検出手段と横加速度検出手段と車速検出手段とによりそれぞれ検出された操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと車速Ｖとの各状態量から、状態量である車両の横勾配外乱φrbと他の横方向外乱とを分離して推定することにより、横勾配外乱φrbと他の横方向外乱とを確実に分離して推定することができ、操舵の妨害になる外乱（他の横方向外乱）と寧ろ操舵を助けるための外乱（横勾配外乱φrb）とを確実に分離して把握することができ、この推定結果から、車両の横方向外乱のうち主として他の横方向外乱を抑制するようにアクチュエータで付与することにより、操舵の妨害になる外乱のみを排除するように、操舵アシスト制御を行なえるようになる（請求項３，４）。
【００２０】
つまり、カーブ路をスムーズに走行できるようにするために設けられた路面の横勾配等に起因する横勾配外乱φrbについては影響を抑制することなく、これ以外の横風や轍路などに起因して車両挙動に影響を及ぼし操舵の妨害になる外乱（他の横方向外乱）については影響を抑制することができ、例えばカーブ路のスムーズな走行性能を確保しながら、操舵への横力外乱の影響を抑制して、アクティブ・セーフティを向上させることができるようになる。
【００２１】
さらに、車両の操舵角速度ωfを検出する操舵角速度検出手段を設け、推定手段で車両のヨーレイトγ及び横速度ｖを推定するように構成し、補正手段で、操舵角速度検出手段と操舵角検出手段と車速検出手段とによりそれぞれ検出された操舵角δfと舵角速度ωfと車速Ｖと、推定手段により推定されたヨーレイトγと横速度ｖとから第１補正トルクを算し、推定手段により推定された横勾配外乱φrbと他の横方向外乱とから第２補正トルクを算出して、該第１補正トルクと第２補正トルクとに基づいて操舵アシストトルクを補正すれば、操舵アシストを適切に行なうことができる（請求項５）。
【００２２】
さらに、補正手段が、操舵角δf，舵角速度ωf，ヨーレイトγ，横速度ｖのそれぞれに、車速Ｖに応じてそれぞれ設定されるゲインを乗算して該第１補正トルクを算出するとともに、横勾配外乱φrbと他の横方向外乱とのそれぞれに、車速Ｖに応じてそれぞれ設定されるゲインを乗算して該第２補正トルクを算出して、該第１補正トルクと第２補正トルクとに基づいて該操舵アシストトルクを補正することにより、操舵アシストをより適切に行なうことができる（請求項６）。
【００２３】
また、本発明の車両用外乱推定装置によれば、車両の操舵−車両系モデルに基づいて、車速検出手段，操舵角検出手段，ヨーレイト検出手段，横加速度検出手段によりそれぞれ検出された該車両の車速Ｖと操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと、車両パラメータ値補正手段により少なくとも一部のパラメータ値を補正された車両に固有の複数のパラメータ値とから、車両の横方向外乱を推定するが、この推定に用いる、車両に固有の複数のパラメータ値のうち、少なくとも一部のパラメータ値を、車輪軸荷重検出手段により検出された車輪軸荷重情報に基づいて補正するので、車両の横方向外乱を精度良く推定することができる。つまり、車両に搭載する荷物の質量や乗員の質量やこれに応じた車両の重量バランスが変動したら、これらは車輪軸荷重情報として検出されるので、この検出情報に基づいて、車両に固有のパラメータ値を補正した上で、かかるパラメータ値に基づいて車両の横方向外乱の推定を行なうことにより、車両の横方向外乱を精度良く推定することができ、延いては操舵アシスト制御を適切に行なえるようになる（以上、請求項７）。
【００２４】
なお、上記の車両に固有の複数のパラメータ値に、車両の質量ｍと、車両の慣性モーメントＩと、前輪コーナリングパワーＫｆと、後輪コーナリングパワーＫｒと、車両の重心から前輪軸までの距離ｌｆと、車両の重心から後輪軸までの距離ｌｒとが含まれるが、この場合、少なくとも質量ｍと後輪コーナリングパワーＫｒとについて車輪軸荷重の検出情報に基づいて補正することにより、車両の横方向外乱の精度よい推定を効率よく行なうことができる（請求項８）。
【００２５】
また、推定手段では、オブザーバによって、操舵角検出手段とヨーレイト検出手段と横加速度検出手段と車速検出手段とによりそれぞれ検出された操舵角δfとヨーレイトγと横加速度Ｇyと車速Ｖとの各状態量から、状態量である横勾配外乱φrbと他の外乱とを推定することで、横勾配外乱φrbと他の外乱とを確実に分離して推定することができる（請求項９）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明すると、図１〜図１０は本発明の第１実施形態としての車両用パワーステアリング装置及び車両用外乱推定装置について示すもので、これらの図に基づいて説明する。
【００２７】
本実施形態にかかる車両用パワーステアリング装置は、図１に示すように、操舵アクチュエータとして電動モータ（ここでは、ＤＣモータ）１１をそなえ、車両の操舵操作状態や車両の状態を検出してこれらの検出結果からＥＣＵ（電子制御ユニット）３０により目標とする操舵アシスト量を設定し、この目標操舵アシスト量が得られるようにＤＣモータ１１を制御するようになっている。
【００２８】
ＤＣモータ１１は、例えば図３に示すように、ステアリングホイール１，ステアリングシャフト２，ラックアンドピニオン３，タイロッド４，操舵輪（前輪）５Ｌ、５Ｒ等からなる操舵系（ここでは、ラックアンドピニオン３）に付設されている。もちろん、本装置は、ピニオンタイプの電動パワステだけでなく、油圧パワステに小型モータを追加する場合やラックアシストタイプの電動パワステにも適用することができる。
【００２９】
また、操舵操作状態及び車両状態を検出する手段としては、操舵角速度（前輪舵角速度）ωf_sを検出する操舵速度検出手段（前輪舵角速度検出手段）としてのハンドル角速度センサ２１と、操舵角度（前輪舵角）δf_sを検出する操舵角検出手段（前輪舵角検出手段）としてのハンドル角センサ２２と、車両のヨーレイトγsを検出するヨーレイト検出手段としてのヨーレイトセンサ（ヨー角速度センサ）２３と、車両の横加速度Ｇy_sを検出する横加速度検出手段としての横加速度センサ２４と、車速Ｖを検出する車速検出手段２５と、ドライバがステアリングホイール（ハンドル）を通じて加える操舵トルク（入力操舵トルク）Ｔh_sを検出する操舵トルク検出手段（操舵トルクセンサ）２６と、車輪軸荷重を検出する車輪軸荷重検出手段２７とがそなえられる。
【００３０】
ＥＣＵ３０には、その機能要素として、基本操舵アシスト量（基本アシストトルク）Ｔm_baseを算出する基本操舵アシスト量演算部（電動パワステ制御演算部）３１と、車両に加わる横方向外乱等を推定する推定手段としてのオブザーバ３２と、操舵系に加わる外乱成分に応じた操舵アシスト補正量（アシストトルク補正量）を算出して、これに応じて操舵アシスト量（外乱抑制制御量）を補正する補正手段（外乱抑制補正手段）３３と、オブザーバ３２の演算に用いるものであって車両の運動に関連し車両に固有のパラメータ値のうちの一部を、車輪軸荷重検出手段２７による検出情報に基づいて補正する車両パラメータ値補正手段３６とが設けられている。
【００３１】
電動パワステ制御演算部３１では、操舵トルク検出手段２６で検出された入力操舵トルクＴh_sと車速検出手段２５で検出された車速Ｖとに基づいて基本操舵アシスト量（基本アシストトルク）Ｔm_baseを算出する。
オブザーバ３２では、前輪舵角検出手段２２，ヨーレイト検出手段２３，横加速度検出手段２４，車速検出手段２５でそれぞれ検出された前輪舵角δf_s，ヨーレイトγs，横加速度Ｇy_s，車速Ｖに基づいて、車両に加わる横方向外乱等［具体的には、車両の横勾配外乱以外の外乱としてのヨーモーメント外乱推定値（横力によって車両を回転させようとするヨーモーメント外乱φmoの推定値）φmo_e，横勾配外乱推定値（走行路面の横傾斜によって車両に作用する横勾配外乱φrbの推定値）φrb_e，横速度推定値ｖe，ヨーレイト推定値γe］を推定する。この横方向外乱等を推定する機能（推定手段）と、上記の前輪舵角検出手段２２，ヨーレイト検出手段２３，横加速度検出手段２４，車速検出手段２５とから、本実施形態としての車両用外乱推定装置が構成される。
【００３２】
補正手段３３には、補正用操舵アシスト量（補正アシストトルク）Ｔm_addを算出する操舵アシスト補正量演算部（外乱抑制制御演算部）３４と、基本アシストトルクＴm_baseに補正アシストトルクＴm_addを加算する加算部３５とがそなえられる。
操舵アシスト補正量演算部３４は、オブザーバ３２で推定されたヨーモーメント外乱推定値（以下、単に、モーメント外乱推定値ともいう）φmo_e，横勾配外乱推定値φrb_e，横速度推定値ｖe，ヨーレイト推定値γeと、前輪舵角速度検出手段２１で検出された前輪舵角速度ωf_sと、前輪舵角速度検出手段２１で検出された前輪舵角δf_sと、車速検出手段２５で検出された車速Ｖとに基づいて、操舵系に加わる外乱成分に応じた補正アシストトルクＴm_addを算出する。
【００３３】
つまり、操舵アシスト補正量演算部３４では、前輪舵角速度ωf_sにゲインＫωを掛けて前輪舵角速度対応補正量（＝Ｋωωf_s）を、前輪舵角δf_sにゲインＫδを掛けて前輪舵角対応補正量（＝Ｋδωf_s）を、横速度推定値ｖeにゲインＫvを掛けて横速度対応補正量（＝Ｋvｖe）を、ヨーレイト推定値γeにゲインＫrを掛けてヨーレイト対応補正量（＝Ｋrγe）を、それぞれ算出し、これらの補正量の加算値（第１補正トルク）Ｔm_fb（＝Ｋωωf_s＋Ｋδωf_s＋Ｋvｖe＋Ｋrγe）により基本アシストトルクＴm_baseをフィードバック補正する。
【００３４】
また、モーメント外乱推定値φmo_eにゲインＫΦ_moを掛けて横方向外乱対応補正量（第２補正トルク）Ｔm_mo（＝ＫΦ_moφmo_e）を算出し、この補正量Ｔm_moにより基本アシストトルクＴm_baseをフィードフォワード補正する。なお、図１中に示すように、横勾配外乱推定値φrb_eにゲインＫΦ_rb（＝微小値）を掛けて横勾配外乱対応補正量（第２補正トルク）Ｔm_rb（＝ＫΦ_rbφrb_e）を算出し、この補正量により基本アシストトルクＴm_baseをフィードフォワード補正してもよいが、基本的には、モーメント外乱推定値φmo_eのみに応じて、横方向外乱の影響が解消されるように、基本アシストトルクＴm_baseをフィードフォワード補正することが肝要である。
【００３５】
したがって、オブザーバ３２の推定によって分離された横勾配外乱とヨーモーメント外乱のうち、ヨーモーメント外乱の影響のみを抑制するように制御系が構成されている。
つまり、図４に示すように、一般に、カーブ路における道路の横勾配はカーブを曲がることによって生じる遠心力を打ち消してカーブでの旋回走行を容易にするために設けられている。また、直線路における横勾配は、２〜３％程度の小さい値であるが排水のために設けられている。オブザーバ３２では、横方向外乱のうちこのような横勾配外乱については外乱抑制対象から除外して横風外乱の影響のみを抑制するように制御系を構成しているのである。
【００３６】
オブザーバ３２による推定についてさらに説明すると、ＤＣモータ１１に関する各変数の関係は、図２に示すように制御ブロックにモデル化することができる。
なお、図１及び図２における各パラメータについては以下の表１に示す。
【００３７】
【表１】
2005239011.tif 000003
【００３８】
ただし、上記のパラメータのうち、前輪コーナリングパワーＫf，後輪コーナリングパワーＫr，車両重心と前輪との距離ｌf，車両重心と後輪との距離ｌr，車両の質量ｍ，車両の慣性モーメントＩについては、車両パラメータ値補正手段３６により、車輪軸荷重情報に基づいて補正されるようになっている。なお、ここでは、前輪と後輪とのそれぞれに車輪軸荷重情報（前輪軸荷重情報，後輪軸荷重情報）を検出しうる荷重センサが備えられている。また、この荷重センサとしては、例えば特開平１１−２８９７４号公報に記載されているような車高センサが用いられている。
【００３９】
つまり、図９に示すように、車輪軸荷重検出手段２７としての前輪車高センサ４１ｆ，後輪車高センサ４１ｒは、サスペンションにおける車輪に追従する部位４２ｆ，４２ｒと車体４３との間に設けられ、それぞれ前輪４４ｆ及び後輪４４ｒと車体４３との間の上下間隔を検出するように配設されている。この、車高センサ４１ｆ，４１ｒによる検出値から、前輪部分と後輪部分とにおける車高変動ΔＨf，ΔＨrを求めることができる。
【００４０】
この車高変動ΔＨf，ΔＨrは、前輪の軸荷重の変動ΔＷfと後輪の軸荷重の変動ΔＷrとにそれぞれ比例したものになるので、前輪車高センサ４１ｆは、前輪軸荷重Ｗfを求める前輪軸荷重センサとして、後輪車高センサ４１ｒは後輪軸荷重Ｗrを求める後輪軸荷重センサとしてそれぞれ機能する。例えば、前輪基準車高Ｈf0，後輪基準車高Ｈr0に対してそれぞれ車高変動ΔＨf，ΔＨrが生じた場合、前輪基準車高Ｈf0に対応した前輪基準軸荷重Ｗf0，後輪基準車高Ｈr0に対応した後輪基準軸荷重Ｗr0は、車高変動ΔＨf，ΔＨrに応じた荷重分ΔＷf，ΔＷrだけ変動して、前輪軸荷重Ｗf，後輪軸荷重Ｗrは、それぞれ以下のようになる。
【００４１】
Ｗf＝Ｗf0＋ΔＷf
Ｗr＝Ｗr0＋ΔＷr
車輪のコーナリングパワーＫf，Ｋrと車輪軸荷重Ｗf，Ｗrとの間には、図１０に示すような関係があり、車輪軸荷重Ｗf，Ｗrが増大するにしたがって車輪のコーナリングパワーＫf，Ｋrも増大する。したがって、車輪のコーナリングパワーＫと車輪軸荷重との関係をマップ化し、このマップを用いて、前輪軸荷重Ｗf，後輪軸荷重Ｗrから前輪コーナリングパワーＫf，後輪コーナリングパワーＫrを求めることができる。
【００４２】
また、車両重心と前輪との距離ｌf及び車両重心と後輪との距離ｌrは、ホイールベースをＬhbとすると、次式のようになる。
ｌf＝Ｌhb×[Ｗｒ／（Ｗf＋Ｗr）]
ｌr＝Ｌhb×[Ｗf／（Ｗf＋Ｗr）]
また、車両の質量ｍは、次式のようになる。
【００４３】
ｍ＝Ｗf＋Ｗr
そして、車両の慣性モーメント（ヨー慣性モーメント）Ｉは、上記の車両の質量ｍと、車両の旋回時（回頭時）の車両の中心点と車両の重心との距離ｒの二乗との積（＝ｍｒ2）として表せ、車両重心は前輪，後輪の基準軸荷重Ｗf0，Ｗr0に応じて決まるため、距離ｒも算出できる。
【００４４】
車両パラメータ値補正手段３６では、上述のようにして、車両の運動に関連し車両に固有のパラメータのうち、前輪コーナリングパワーＫf，後輪コーナリングパワーＫr，車両重心と前輪との距離ｌf，車両重心と後輪との距離ｌr，車両の質量ｍ，車両の慣性モーメントＩについて補正するようになっている。
図２に示す関係から、オブザーバの状態方程式として次式（Ａ１）が導出される。
【００４５】
【数１】
2005239011.tif 000004
【００４６】
上式（Ａ１）において、ゲインａ11，ａ12，ａ21，ａ22，ｂ1，ｂ2はいずれも車速に応じて決定し、ゲインｌ11，ｌ12，ｌ21，ｌ22，ｌ31，ｌ32，ｌ41，ｌ42はいずれもモータの周波数特性を考慮して数式演算により適正値を設定することができる。
したがって、オブザーバ３２では、前輪舵角δf_s，ヨーレイトｒs，横加速度Ｇy_s，車速Ｖの各状態量を入力量として、横速度推定値ｖeとヨーレイト推定値ｒeとモーメント外乱推定値φmo_eと横勾配外乱推定値φrb_eとの各状態量を推定することができる。
【００４７】
ここで、横勾配外乱とヨーモーメント外乱とを推定するオブザーバ３２について、さらに詳細に説明する。
オブザーバ３２を設計するにあたって、ロバストな横制御システムを構成する必要があり、次の仮定（ａ）〜（ｄ）を基本とする。
（ａ）センサ信号は,ステアリング角,ステアリンクトルク,ヨーレイト,横加速度を仮定する。
（ｂ）タイヤとサスペンションの非線形性は考慮しない。
（ｃ）横外乱に対してロバストな制御系を設計するためドライバの操作を想定しない（Ｔｈ＝０）。
（ｄ）車両に生じる勾配以外の横力外乱は想定しないので、勾配以外の横力外乱はモーメント外乱推定値に含まれる。
【００４８】
図５に示すように、実際の操舵系は機械的な系とＤＣモータの系とで構成される。また、慣性系は、ステアリングホイール，ＤＣモータ,タイヤから成り、弾性系はトーションバーとタイヤから成る。ここで、キングピン回りに微分方程式をたてると次式（１）〜（３）のようになる。
【００４９】
【数２】
2005239011.tif 000005
【００５０】
ここで、δfは前輪実舵角、αはハンドル角（コラム軸回り）、Ｔsは路面からのセルフアライニンクトルク、ＴmはＤＣモータの付加トルク、Ｔhはドライバトルク（トルクセンサ値）である。なお、系のパラメータＩs，Ｃs，Ｎt，Ｎm，Ｋtについては前記の表１に記載する。
ここで、前輪実舵角δfは、センサ値であるドライバトルクＴhとハンドル角αとから計測可能である。
【００５１】
前式（２）を変形すると、次式（４）となる。
【００５２】
【数３】
2005239011.tif 000006
【００５３】
さらに、ここでは、図６に示すような二輪モデルを車両モデルとする。前輪実舵角δfをシステム入力として定義すると、かかるモデルの車両系の運動方程式を次式のように記述できる。
【００５４】
【数４】
2005239011.tif 000007
【００５５】
ここで、ｖは車両の横速度、γは車両のヨーレイト、φrbは横勾配外乱、φrbはヨーモーメント外乱である。系のパラメータＩs，Ｃs，Ｎt，Ｎm，Ｋtは前記表１に記載する。
車両の横運動とヨー運動を表す微分方程式を示す上記の式（５）,（６）は、一般によく知られているものである。
これらのモーメント外乱φmo,横勾配外乱φrbは式（５），（６）に外部入力として与えられるが、直接計測することはできない。そこで、これらの横方向外乱の対策として、図７に示すように、オブザーバで外乱を推定し、コントローラ（ＥＣＵ３０内の制御指令系）ではフィードフォワードループによって外乱の影響を近似的に打ち消す制御手法をとった。この手法では、外乱が一定値の場合積分制御と等価である。計測される出力信号である横加速度センサ値は、次式に示すように車両の状態量と横勾配外乱φrbとで表現されるが、モーメント外乱φmoは含まれない。なお、コントローラ３０では横外乱以外の外乱については、車両の各状態量をフィードバックして外乱の影響を抑制している。
【００５６】
ところで、Ｇセンサの検出値Ｇy_sは、左右に勾配のない平坦路ｓでは、式（７）のようになるが、横勾配の外乱φrb。が含まれると、式（８）のようになる。
【００５７】
【数５】
2005239011.tif 000008
【００５８】
上記の式（７）、（８）は、２つの横方向外乱φmo，φrbを分離可能であることを示しており、式（５），（６），（８）を整理すると、次の状態方程式が得られる。
【００５９】
【数６】
2005239011.tif 000009
【００６０】
ここで、未知の状態量ｖと横方向外乱φmo，φrbを同時に推定するオブザーバを設計するために、次式に示すように２つの横方向外乱φmo，φrbを状態量として拡張したモデルを定義する。
【００６１】
【数７】
2005239011.tif 000010
【００６２】
上式（１１），（１２）はｖ,γ,φmo，φrbの係数行列Ａ,Ｃ（下式）にかかる階級（ｒａｎｋ［Ｃ  ＣＡ  ・・・ＣＡn-1］T）が状態数（状態量の種類）ｎを満たすので、可観測であり、未知の状態量ｖと未知の外乱φmo，φrbをオブザーバによって推定することができる。ここで、ｖ,γ,φmo，φrbは推定結果であり、以下のＬは推定ゲイン行列である。
【００６３】
【数８】
2005239011.tif 000011
【００６４】
このようなオブザーバのブロック図を模式的に示すと、図８のようになる。
線形ロバストを制御するにあたり、４次の微分方程式を制御対象モデルとして適用すると、この４次モデルは、操舵系モデルの２つの状態変数である前輪実舵角δfと前輪実舵角速度ωfおよび車両系の２つの状態変数である横速度ｖとヨーレイトγとで構成される。ここで、外乱φmo，φrbは外部入力として制御対象に与えられる。なお、前式（１）におけるドライバトルクはゼロと仮定する(Ｔh＝０)。
【００６５】
【数９】
2005239011.tif 000012
【００６６】
そして、本ロバスト制御システムは、状態フィードバックループと外乱抑制フィードフォワードループとから構成する。状態フィードバックループは、十分な系の応答性と安定性を確保する。外乱抑制フィードフォワードループは、横風外乱の定常状態における影響を抑制する。式（１４）における制御入力は、次式により定める。
【００６７】
【数１０】
2005239011.tif 000013
【００６８】
ここで,［Ｋω，Ｋδ，Ｋv，Ｋγ］は状態フィードバックゲインであり、ＬＧ制御理論によって得られる。状態フィードバックループは,主に系を安定化させることを目的とする。前輪実舵角速度ωfは、モータの付加電圧と電流から計算することができる。前輪実舵角δfは前式（４）から得られる。
ｖ,φmo，φrbは前記のように、外乱オブザーバから推定される。一方、外乱抑制フィードフォワードループは、横風等により車両に発生するヨー運動の影響を低減することを目的し、具体的にはモーメント外乱推定値φmo_eによって生じるヨーレイトの定常値をゼロにするようにフィードフォワードゲインを定める。このフィードフォワードゲインｋffを定める際、式（１４）においてφrb＝０と仮定する。
【００６９】
以上の仮定から次の状態方程式が得られる。
【００７０】
【数１１】
2005239011.tif 000014
【００７１】
定常状態(ｄｘ／ｄｔ＝０)において式（１８）は次式のように変形される。
【００７２】
【数１２】
2005239011.tif 000015
【００７３】
ここで、δfss,ｖss,γssは、φmoに対するδf,ｖ,γの定常値である。従って、この方程式を直接解く次式が得られる。
【００７４】
【数１３】
2005239011.tif 000016
【００７５】
ここでは、定常値を０とする制御量なので、γss＝０とすることができる。したがって、
【００７６】
【数１４】
2005239011.tif 000017
【００７７】
式（２１）は、次式（２１´）のように変形することができ、フィードフォワードゲインKff（＝ＫΦ_mo）は次式（２２）から得られる。
【００７８】
【数１５】
2005239011.tif 000018
【００７９】
本発明の第１実施形態としての車両用パワーステアリング装置は、上述のように構成されているので、操舵アシスト補正手段（操舵アシスト補正量演算部３４及び演算部３５）３３により、前輪舵角速度対応補正量（＝Ｋωωf_s）、前輪舵角対応補正量（＝Ｋδωf_s）、横速度対応補正量（＝Ｋvｖe）、ヨーレイト対応補正量（＝Ｋrγe）の加算値Ｔm_fb（＝Ｋωωf_s＋Ｋδωf_s＋Ｋvｖe＋Ｋrγe）により基本アシストトルクＴm_baseをフィードバック補正するとともに、横方向外乱対応補正量Ｔm_mo（＝ＫΦmoφmo_e）により基本アシストトルクＴm_baseをフィードフォワード補正するので、横方向外乱のうちから横勾配外乱を除去した横方向外乱（横風外乱等）φmoを抑制するように電動モータを制御して操舵アシストトルクを与えるので、カーブ路のスムーズな走行性能を確保しながら、操舵への横風外乱の影響を抑制して、アクティブ・セーフティを向上させることができるようになる。
【００８０】
しかも、推定手段のオブザーバ３１では、車両の横方向外乱を推定する際に、前記の表１に示すように、車両に固有の複数のパラメータ値を用いるが、これらのうち前輪コーナリングパワーＫf，後輪コーナリングパワーＫr，車両重心と前輪との距離ｌf，車両重心と後輪との距離ｌr，車両の質量ｍ，車両の慣性モーメントＩについては、車輪軸荷重情報に基づいて補正されたものが用いられるようになっているので、車両の横方向外乱を精度良く推定することができる。つまり、車両に搭載する荷物の質量や乗員の質量やこれに応じた車両の重量バランスが変動したら、これらは車輪軸荷重情報として検出されるので、この検出情報に基づいて、車両に固有のパラメータ値を補正した上で、かかるパラメータ値に基づいて車両の横方向外乱の推定を行なうことにより、車両の横方向外乱を精度良く推定することができ、延いては操舵アシスト制御を適切に行なえるようになる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明すると、図１１〜図１５は本発明の第２実施形態としての車両用パワーステアリング装置及び車両用外乱推定装置について示すもので、これらの図に基づいて説明する。
【００８１】
第１実施形態では、車両に生じる勾配以外の横力外乱は想定せずに、勾配以外の横力外乱はモーメント外乱推定値に含まれるものと考え、車両の横勾配外乱以外の外乱（他の横方向外乱）としてのヨーモーメント外乱φmoを推定しているが、本実施形態では、車両に生じるヨーモーメント外乱は想定せずに、車両の横勾配外乱以外の外乱（他の横方向外乱）としての横力外乱φCWを推定するようになっている。
【００８２】
このため、本装置は、図１１に示すように構成される。車両の横勾配外乱以外の外乱が第１実施形態と異なるが、ただし、車両のパラメータのうち、前輪コーナリングパワーＫf，後輪コーナリングパワーＫr，車両重心と前輪との距離ｌf，車両重心と後輪との距離ｌr，車両の質量ｍ，車両の慣性モーメントＩについては、車両パラメータ値補正手段３６により、車輪軸荷重情報に基づいて補正されるようになっている点は第１実施形態と同様である。
【００８３】
オブザーバ３２については、図１２及び図１３〜図１５に示すように制御ブロックにモデル化することができる。なお、図１１及び図１２,図１３〜図１５における各パラメータについては前記の表１に示す。
また、図１２〜図１５に示す関係から、オブザーバの状態方程式として次式（Ａ２）が導出される。
【００８４】
【数１６】
2005239011.tif 000019
【００８５】
上式（Ａ２）において、ゲインａ11，ａ12，ａ21，ａ22，ｂ1，ｂ2はいずれも車速に応じて決定し、ゲインｌ11，ｌ12，ｌ21，ｌ22，ｌ31，ｌ32，ｌ41，ｌ42はいずれもモータの周波数特性を考慮して数式演算により適正値を設定することができる。
したがって、オブザーバ３２では、前輪舵角δf_s，ヨーレイトγs，横加速度Ｇy_s，車速Ｖの各状態量を入力量として、横速度推定値ｖeとヨーレイト推定値ｒeと横力外乱推定値φcw_eと横勾配外乱推定値φrb_eとの各状態量を推定することができる。
【００８６】
本発明の第２実施形態としての電動パワーステアリング装置は、上述のように構成されているので、操舵アシスト補正手段（操舵アシスト補正量演算部３４及び演算部３５）３３により、前輪舵角速度対応補正量（＝Ｋωωf_s）、前輪舵角対応補正量（＝Ｋδδf_s）、横速度対応補正量（＝Ｋvｖe）、ヨーレイト対応補正量（＝Ｋrγe）の加算値Ｔm_fb（＝Ｋωωf_s＋Ｋδδf_s＋Ｋvｖe＋Ｋrγe）により基本アシストトルクＴm_baseをフィードバック補正するとともに、横力外乱対応補正量Ｔm_cw（＝ＫΦ_cwφcw_e）により基本アシストトルクＴm_baseをフィードフォワード補正するので、横方向外乱のうちから横勾配外乱を除去した横力外乱（横風外乱等）φcwを抑制するように電動モータを制御して操舵アシストトルクを与えるので、カーブ路のスムーズな走行性能を確保しながら、操舵への横力外乱（横風外乱等）の影響を抑制して、アクティブ・セーフティを向上させることができるようになる。
【００８７】
しかも、推定手段のオブザーバ３２では、車両の横方向外乱を推定する際に、前輪コーナリングパワーＫf，後輪コーナリングパワーＫr，車両重心と前輪との距離ｌf，車両重心と後輪との距離ｌr，車両の質量ｍ，車両の慣性モーメントＩについては、車輪軸荷重情報に基づいて補正されたものが用いられるようになっているので、第２実施形態と同様に、車両の横方向外乱を精度良く推定することができる。
【００８８】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明すると、図１３，図１４は本発明の第３実施形態としての車両用パワーステアリング装置及び車両用外乱推定装置について示すもので、これらの図に基づいて説明する。
第１実施形態では、車両に生じる勾配以外の横力外乱は想定せずに、勾配以外の横力外乱はモーメント外乱推定値に含まれるものと考え、車両の横勾配外乱以外の外乱としてのヨーモーメント外乱φmoを推定しているが、本実施形態では、車両に生じるヨーモーメント外乱φmoと勾配以外の横力外乱φCWとの両方を想定し、これらを推定するようになっている。
【００８９】
このため、本装置は、図１３に示すように構成される。車両の横勾配外乱以外の外乱が第１実施形態と異なるが、ただし、車両のパラメータのうち、前輪コーナリングパワーＫf，後輪コーナリングパワーＫr，車両重心と前輪との距離ｌf，車両重心と後輪との距離ｌr，車両の質量ｍ，車両の慣性モーメントＩについては、車両パラメータ値補正手段３６により、車輪軸荷重情報に基づいて補正されるようになっている点は第１実施形態と同様である。
【００９０】
オブザーバ３２については、図１４に示すように制御ブロックにモデル化することができる。なお、図１３及び図１４における各パラメータについては前記の表１に示す。
また、図１４に示す関係から、オブザーバの状態方程式として次式（Ａ３）が導出される。
【００９１】
【数１７】
2005239011.tif 000020
【００９２】
上式（Ａ）において、ゲインａ11，ａ12，ａ21，ａ22，ｂ1，ｂ2はいずれも車速に応じて決定し、ゲインll(1,1)〜ll(7,3)はいずれもモータの周波数特性を考慮して数式演算により適正値を設定することができる。
したがって、オブザーバ３２では、前輪舵角δf_s，ヨーレイトγs，横加速度Ｇy_s，車速Ｖの各状態量を入力量として、横速度推定値ｖeとヨーレイト推定値γeと横力外乱推定値φcw_eとモーメント外乱推定値φmo_eと横勾配外乱推定値φrb_eとの各状態量を推定することができる。
【００９３】
本発明の第３実施形態としての車両用パワーステアリング装置は、上述のように構成されているので、操舵アシスト補正手段（操舵アシスト補正量演算部３４及び演算部３５）３３により、前輪舵角速度対応補正量（＝Ｋωωf_s）、前輪舵角対応補正量（＝Ｋδδf_s）、横速度対応補正量（＝Ｋvｖe）、ヨーレイト対応補正量（＝Ｋrγe）の加算値Ｔm_fb（＝Ｋωωf_s＋Ｋδδf_s＋Ｋvｖe＋Ｋrγe）により基本アシストトルクＴm_baseをフィードバック補正するとともに、横力外乱φcwに対応した補正量である横方向外乱対応補正量Ｔm_cw（＝ＫΦ_cwφcw_e）と、モーメント外乱φmoに対応した補正量である横方向外乱対応補正量Ｔm_mo（＝ＫΦ_moφmo_e）とにより基本アシストトルクＴm_baseをフィードフォワード補正するので、横方向外乱のうちから横勾配外乱を除去した外乱φmo，φcwを抑制するように電動モータを制御して操舵アシストトルクを与えるので、カーブ路のスムーズな走行性能を確保しながら、操舵への横風外乱の影響を抑制して、アクティブ・セーフティを向上させることができるようになる。
【００９４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記の各本実施形態では、車輪軸荷重検出手段２７として、前輪車高センサ４１ｆと後輪車高センサ４１ｒとをそなえているが、トラック等の主として後輪の軸荷重が変動する車両の場合、車輪軸荷重検出手段２７として、後輪車高センサ４１ｒ等の車輪軸荷重を検出するもののみを設けて、前輪軸荷重は一定と仮定して、上記の後輪コーナリングパワーＫr，車両重心と前輪との距離ｌf，車両重心と後輪との距離ｌr，車両の質量ｍ，車両の慣性モーメントＩについての補正を行ってもよい。この場合、前輪コーナリングパワーＫfは一定値となる。
【００９５】
また、上記のパラメータ（前輪コーナリングパワーＫf，後輪コーナリングパワーＫr，車両重心と前輪との距離ｌf，車両重心と後輪との距離ｌr，車両の質量ｍ，車両の慣性モーメントＩ）のうち、特に、オブザーバでの推定に大きく寄与するパラメータ（例えば、後輪コーナリングパワーＫr及び車両の質量ｍ）のみを補正するようにして、補正処理の簡素化を図ることも考えられる。
【００９６】
また、各ゲインＫω,Ｋδ,Ｋv,Ｋr，ＫΦ_cw，ＫΦ_moについては、系の安定性や操舵フィーリングを向上させることができるように、車速に応じて適宜設定することが重要である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施形態としての車両用パワーステアリング装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての車両用パワーステアリング装置にかかるモータ制御系の状態量を推定するオブザーバのブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態としての車両用パワーステアリング装置を説明する模式図である。
【図４】走行する車両への横方向外乱を説明する図であり、（ａ）は走行する車両の模式的平面図、（ｂ）は走行する車両の模式的後面図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる操舵系モデルを示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる車両系モデルを示す模式図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかるステアリング制御を説明するブロック図である。
【図８】本発明の第１実施形態にかかるステアリング制御を説明するオブザーバのブロック図である。
【図９】本発明の第１実施形態にかかる車両パラメータ値の補正を説明する模式図である。
【図１０】本発明の第１実施形態にかかる車輪のコーナリングパワーと車輪軸荷重との関係を説明する図である。
【図１１】本発明の第２実施形態としての車両用パワーステアリング装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態としての車両用パワーステアリング装置にかかるモータ制御系の状態量を推定するオブザーバのブロック図である。
【図１３】本発明の第３実施形態としての車両用パワーステアリング装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３実施形態としての車両用パワーステアリング装置にかかるモータ制御系の状態量を推定するオブザーバのブロック図である。
【図１５】本発明の第３実施形態としての車両用パワーステアリング装置にかかるモータ制御系の状態量を推定するオブザーバの要部ブロック図であり、図１４の部分Ｐ１を拡大して示したものである。
【図１６】本発明の第３実施形態としての車両用パワーステアリング装置にかかるモータ制御系の状態量を推定するオブザーバの要部ブロック図であり、図１４の部分Ｐ２を拡大して示したものである。
【図１７】本発明の第３実施形態としての車両用パワーステアリング装置にかかるモータ制御系の状態量を推定するオブザーバの要部ブロック図であり、図１４の部分Ｐ３を拡大して示したものである。
【符号の説明】
【００９８】
１１  ＤＣモータ
２１  前輪舵角速度検出手段（操舵角速度検出手段）
２２  前輪舵角検出手段（操舵角検出手段）
２３  ヨーレイト検出手段
２４  横加速度検出手段
２５  車速検出手段
２６  操舵トルク検出手段
２７  車輪軸荷重検出手段
３０  制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３１  基本制御量設定部（電動パワステ制御演算部）
３２  推定手段（オブザーバ）
３３  補正手段（外乱抑制補正手段）
３４  操舵アシスト補正量演算部（外乱抑制制御演算部）
３５  演算部
３６  車両パラメータ値補正手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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