(57)【要約】【課題】ドライバによる操舵入力に対する実際の前輪舵角を精度良く推定し、該前輪舵角を用いた車両の他のパラメータの推定や車両挙動の予測や車両制御を精度良く行う。【解決手段】ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrとにより発生する操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）を、ステアリングホイール４から前輪１１Ｌ，１１Ｒまでの予め設定しておいた操舵系の剛性（Ｋｓ、Ｋｌ）に基づいて推定し、少なくともハンドル角θＨと操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）とに応じて実際の前輪舵角δｆを推定して出力する。【選択図】図２
2017087983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバのステアリングホイール操作によるハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、
ドライバが上記ステアリングホイール操作により入力する操舵トルクを検出するドライバトルク検出手段と、
電動パワーステアリングモータにより操舵系のモータトルク入力部に入力する操舵トルクを検出するモータトルク検出手段と、
上記ドライバによる操舵トルクと上記電動パワーステアリングモータによる操舵トルクとにより発生する上記操舵系の変形量を、上記ステアリングホイールから前輪までの予め設定しておいた上記操舵系の剛性に基づいて推定し、少なくとも上記ドライバによるハンドル角と上記操舵系の変形量とに応じて実際の前輪舵角を推定する前輪舵角推定手段と、
を備えたことを特徴とする車両の操舵パラメータ推定装置。
【請求項２】
操舵系のモータトルク入力部に入力する電動パワーステアリングモータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、
ドライバがステアリングホイール操作により入力する操舵トルクを検出するドライバトルク検出手段と、
上記電動パワーステアリングモータにより上記操舵系のモータトルク入力部に入力する操舵トルクを検出するモータトルク検出手段と、
上記ドライバによる操舵トルクと上記電動パワーステアリングモータによる操舵トルクとにより発生する上記操舵系の変形量を、上記操舵系のモータトルク入力部から前輪までの予め設定しておいた上記操舵系の剛性に基づいて推定し、少なくとも上記電動パワーステアリングモータの回転角と上記操舵系の変形量とに応じて実際の前輪舵角を推定する前輪舵角推定手段と、
を備えたことを特徴とする車両の操舵パラメータ推定装置。
【請求項３】
上記前輪舵角推定手段は、上記電動パワーステアリングモータの回転角を、ピニオンアシスト方式とラックアシスト方式とコラムアシスト方式のそれぞれの操舵方式により異なる上記操舵系のモータトルク入力部の変位量に換算し、該換算変位量と上記操舵系の変形量とに応じて実際の前輪舵角を推定することを特徴とする請求項２記載の車両の操舵パラメータ推定装置。
【請求項４】
少なくとも上記実際の前輪舵角と上記ドライバによる操舵トルクと上記電動パワーステアリングモータによる操舵トルクに基づいて上記操舵系のセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の操舵パラメータ推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、車両の実際の前輪舵角等のパラメータを精度良く推定する車両の操舵パラメータ推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ドライバによるステアリングホイールへの操舵入力、若しくは電動パワーステアリングモータの操舵系への入力に対し、実際に出力されている前輪舵角や前輪スリップ角を精度良く求めることは、車両挙動推定や車両制御等の車両開発、設計を行う上で極めて重要である。例えば、特開２００３−１２７８８８号公報（以下、特許文献１）では、操舵角と車速から推定された前輪のスリップ角と、セルフアライニングトルク推定値とを用いてスリップ角基準値を演算し、路面摩擦状態が低下するほど、スリップ角基準値に比較してスリップ角が大きくなることを利用して路面摩擦状態を推定する。また、セルフアライニングトルク推定値から前輪のスリップ角に対するヒステリシス特性を除去したセルフアライニングトルク補正値を演算し、セルフアライニングトルク補正値と前輪スリップ角とに基づいてタイヤの空気圧低下を推定する物理量推定装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２７８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に開示されるような物理量推定装置では、実際の前輪舵角の推定に、操舵系を剛体としステアリングホイールから前輪までのステアリングギヤ比のみ考慮している。しかし実際には、操舵系は剛体ではないため、ドライバの操舵や電動パワーステアリングモータ出力に対して操舵系の変形が生じ、結果、実際の前輪舵角を精度良く求めることができず、実際の前輪舵角を用いた様々な車両挙動の予測や車両制御を精度良く行えないという課題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ドライバによる操舵入力に対する実際の前輪舵角を精度良く推定し、該前輪舵角を用いた車両の他のパラメータの推定や車両挙動の予測や車両制御を精度良く行うことができる車両の操舵パラメータ推定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両の操舵パラメータ推定装置の一態様は、ドライバのステアリングホイール操作によるハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、ドライバが上記ステアリングホイール操作により入力する操舵トルクを検出するドライバトルク検出手段と、電動パワーステアリングモータにより操舵系のモータトルク入力部に入力する操舵トルクを検出するモータトルク検出手段と、上記ドライバによる操舵トルクと上記電動パワーステアリングモータによる操舵トルクとにより発生する上記操舵系の変形量を、上記ステアリングホイールから前輪までの予め設定しておいた上記操舵系の剛性に基づいて推定し、少なくとも上記ドライバによるハンドル角と上記操舵系の変形量とに応じて実際の前輪舵角を推定する前輪舵角推定手段とを備えた。
【０００７】
また、本発明の車両の操舵パラメータ推定装置の他の一態様は、操舵系のモータトルク入力部に入力する電動パワーステアリングモータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、ドライバがステアリングホイール操作により入力する操舵トルクを検出するドライバトルク検出手段と、上記電動パワーステアリングモータにより上記操舵系のモータトルク入力部に入力する操舵トルクを検出するモータトルク検出手段と、上記ドライバによる操舵トルクと上記電動パワーステアリングモータによる操舵トルクとにより発生する上記操舵系の変形量を、上記操舵系のモータトルク入力部から前輪までの予め設定しておいた上記操舵系の剛性に基づいて推定し、少なくとも上記電動パワーステアリングモータの回転角と上記操舵系の変形量とに応じて実際の前輪舵角を推定する前輪舵角推定手段とを備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による車両の操舵パラメータ推定装置によれば、ドライバによる操舵入力に対する実際の前輪舵角を精度良く推定し、該前輪舵角を用いた車両の他のパラメータの推定や車両挙動の予測や車両制御を精度良く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る、ピニオンアシスト方式の車両の操舵系の構成説明図である。
【図２】本発明の実施の第１形態に係る、ピニオンアシスト方式の車両の操舵系の各部の検出パラメータと剛性を説明する模式図である。
【図３】本発明の実施の第１形態に係る、車両の操舵パラメータ推定装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施の第１形態に係る、操舵パラメータ推定プログラムのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の第１形態に係る、実際の前輪舵角−セルフアライニングトルク特性の比較説明図で、図５（ａ）は従来の剛性による補正を行わない場合の実際の前輪舵角−セルフアライニングトルク特性を示し、図５（ｂ）は剛性による補正を行った場合の実際の前輪舵角−セルフアライニングトルク特性を示す。
【図６】本発明の実施の第２形態に係る、ラックアシスト方式の車両の操舵系の各部の検出パラメータと剛性を説明する模式図である。
【図７】本発明の実施の第３形態に係る、コラムアシスト方式の車両の操舵系の各部の検出パラメータと剛性を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
（実施の第１形態）
図１〜図５は、本発明の実施の第１形態を示し、本実施の第１形態では、ピニオンアシスト方式の電動パワーステアリング装置１を例に説明する。
【００１１】
図１に示すように、この電動パワーステアリング装置１は、ステアリング軸２が、図示しない車体フレームにステアリングコラム３を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸２の運転席側端部には、ステアリングホイール４が固設され、また、エンジンルーム側へ延出する端部には、ピニオン軸５が連設されている。
【００１２】
エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス６が配設されており、このステアリングギヤボックス６にラック軸７が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸７に形成されたラック（図２の符号７ａ参照）に、ピニオン軸５に形成されたピニオン（図２の符号５ａ参照）が噛合されて、ラックアンドピニオン機構８が形成されている。
【００１３】
また、ラック軸７の左右両端はステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド９を介してフロントナックル１０が連設されている。このフロントナックル１０は、操舵輪としての左右輪１１Ｌ，１１Ｒを回動自在に支持すると共に、車体フレームに転舵自在に支持されている。従って、ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸７が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル１０がキングピン軸（図示せず）を中心に回動して、左右輪１１Ｌ，１１Ｒが左右方向へ転舵される。
【００１４】
また、ピニオン軸５にアシスト伝達機構１２を介して、電動パワーステアリングモータ１３が連設されており、この電動パワーステアリングモータ１３にて、ステアリングホイール４に加える操舵トルクのアシスト、及び、設定された目標旋回量となるような制御トルクの付加が行われる。
【００１５】
このように構成されるピニオンアシスト方式の電動パワーステアリング装置１では、図２に示すように、ステアリングホイール４からラックアンドピニオン機構８のピニオン５ａまでの軸部（ステアリングコラム３、ステアリング軸２、ピニオン軸５、その他も含む）２１の剛性Ｋｓが、予め計算・実験等により求められている。
【００１６】
また、ラックアンドピニオン機構８のラック７ａから左右輪１１Ｌ，１１Ｒまでのロッド部（ラック軸７、タイロッド９、その他も含む）２２の剛性Ｋｌが、予め計算・実験等により求められている。
【００１７】
そして、本実施形態の操舵系では、図３に示すように、ドライバのステアリングホイール４の操作によるハンドル角θＨを検出するハンドル角検出手段としてのハンドル角センサ３１と、ドライバがステアリングホイール４の操作により入力する操舵トルク（ドライバトルク）Ｔp_drvを検出するドライバトルク検出手段としてのドライバトルクセンサ３２と、電動パワーステアリングモータ１３により操舵系のモータトルク入力部（本第１形態ではピニオン軸５）に入力する操舵トルク（モータトルク）Ｔp_mtrを検出するモータトルク検出手段としてのモータトルクセンサ３３とが設けられ、これら各センサ３１、３２、３３は、操舵パラメータ推定装置３０に接続されている。
【００１８】
操舵パラメータ推定装置３０は、前輪舵角推定部３０ａとセルフアライニングトルク算出部３０ｂとで構成されている。
【００１９】
操舵パラメータ推定装置３０の前輪舵角推定部３０ａは、ハンドル角センサ３１からハンドル角θＨが入力され、ドライバトルクセンサ３２からドライバトルクＴp_drvが入力され、モータトルクセンサ３３からモータトルクＴp_mtrが入力される。そして、ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrとにより発生する操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）を、ステアリングホイール４から前輪１１Ｌ，１１Ｒまでの予め設定しておいた操舵系の剛性（Ｋｓ、Ｋｌ）に基づいて推定し、少なくともハンドル角θＨと操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）とに応じて実際の前輪舵角δｆを推定して出力する。
【００２０】
具体的には、ドライバトルクＴp_drvが作用するステアリングホイール４からピニオン５ａまでで前輪舵角δｆに影響する軸部２１の変形量Δθｓは、予め実験・計算等により設定しておいた操舵系の摩擦トルクＴp_fricを考慮して、以下の（１）式で算出される。
Δθｓ＝Ｋｓ・（Ｔp_drv−Ｔp_fric）／ｒsgr    ・・・（１）
ここで、ｒsgrは、ステアリングギヤ比倍率（＝ハンドル角θＨ・ギアの伝達効率／前輪舵角）である。
【００２１】
また、ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrが作用するラック７ａから左右輪１１Ｌ，１１Ｒまでで前輪舵角δｆに影響するロッド部２２の変形量Δθｒは、予め実験・計算等により設定しておいた操舵系の摩擦トルクＴp_fricを考慮して、以下の（２）式で算出される。
Δθｒ＝Ｋｌ・（Ｔp_drv＋ｒgrp・Ｔp_mtr−Ｔp_fric）／ｒsgr  ・・・（２）
ここで、ｒgrpは、モータ軸−ピニオン軸ギヤ比倍率（＝モータ回転角θｍ・ギアの伝達効率／ピニオン回転角）である。
【００２２】
そして、これら軸部２１の変形量Δθｓとロッド部２２の変形量Δθｒは、ドライバのハンドル操作を戻す方向に作用するため、実際の前輪舵角δｆは、以下の（３）式で算出される。
【００２３】
δｆ＝（θＨ−Ｋｓ・（Ｔp_drv−Ｔp_fric）
−Ｋｌ・（Ｔp_drv＋ｒgrp・Ｔp_mtr−Ｔp_fric））／ｒsgr
＝（θＨ−（Ｋｓ＋Ｋｌ）・（Ｔp_drv−Ｔp_fric）
−Ｋｌ・ｒgrp・Ｔp_mtr）／ｒsgr    ・・・（３）
このように、前輪舵角推定部３０ａは前輪舵角推定手段として設けられている。
【００２４】
操舵パラメータ推定装置３０のセルフアライニングトルク算出部３０ｂは、前輪舵角推定部３０ａから実際の前輪舵角δｆが入力され、ドライバトルクセンサ３２からドライバトルクＴp_drvが入力され、モータトルクセンサ３３からモータトルクＴp_mtrが入力される。そして、例えば、以下の（４）式に示す、操舵系の運動式に各パラメータを代入して、セルフアライニングトルクＴp_satを算出して出力する。
【００２５】
Ｊ・（ｄ2δｆ／ｄｔ）＋Ｃ・（ｄδｆ／ｄｔ）
＝（Ｔp_drv＋Ｔp_mtr）／ｒsgr−Ｔp_fric−Ｔp_sat    ・・・（４）
ここで、Ｊは操舵系慣性モーメント、Ｃは粘性摩擦項であり、何れも予め設定しておいた値である。このように、セルフアライニングトルク算出部３０ｂはセルフアライニングトルク推定手段として設けられている。
【００２６】
次に、操舵パラメータ推定装置３０による実際の前輪舵角δｆとセルフアライニングトルクＴp_satの推定を図４のフローチャートで説明する。
【００２７】
まず、ステップ（以下「Ｓ」と略称）１０１で、ハンドル角速度の絶対値｜ｄθＨ／ｄｔ｜が、予め実験、計算等により設定しておいた閾値ｄθＨth／ｄｔより小さい（｜ｄθＨ／ｄｔ｜＜ｄθＨth／ｄｔ）か否か判定される。
【００２８】
このＳ１０１の判定の結果、｜ｄθＨ／ｄｔ｜＜ｄθＨth／ｄｔの場合（すなわち、−ｄθＨth／ｄｔ＜ｄθＨ／ｄｔ＜ｄθＨth／ｄｔの場合）は、前回の操舵位置から操舵操作が行われていないので、Ｓ１０２に進み、実際の前輪舵角δｆを前回値のままとし、Ｓ１０３に進み、セルフアライニングトルクＴp_satも前回値のままとし、プログラムを抜ける。
【００２９】
また、Ｓ１０１の判定の結果、｜ｄθＨ／ｄｔ｜＜ｄθＨth／ｄｔではない場合（すなわち、ｄθＨ／ｄｔ≦−ｄθＨth／ｄｔ、或いは、ｄθＨ／ｄｔ≧ｄθＨth／ｄｔの場合）で、前回の操舵位置から操舵操作が行われたと判定される場合は、Ｓ１０４に進む。
【００３０】
Ｓ１０４では、ハンドル角速度ｄθＨ／ｄｔが正（左方向への操舵）か、負（右方向への操舵）かを判定する。
【００３１】
この判定の結果、ｄθＨ／ｄｔ≧ｄθＨth／ｄｔとなり、ｄθＨ／ｄｔ＞０であって、操舵が左方向と判定した場合は、Ｓ１０５に進み、セルフアライニングトルクＴp_satの算出に用いる操舵系の摩擦トルクＴp_fricを負の方向に設定（Ｔp_fric＝−Ｔp_fric_set：Ｔp_fric_setは、予め実験、計算等により設定しておいた値）し、Ｓ１０７に進む。
【００３２】
また、Ｓ１０４の判定の結果、ｄθＨ／ｄｔ≦−ｄθＨth／ｄｔとなり、ｄθＨ／ｄｔ≦０で、操舵が右方向と判定した場合は、Ｓ１０６に進み、セルフアライニングトルクＴp_satの算出に用いる操舵系の摩擦トルクＴp_fricを正の方向に設定（Ｔp_fric＝＋Ｔp_fric_set）し、Ｓ１０７に進む。
【００３３】
Ｓ１０５、或いは、Ｓ１０６で操舵系の摩擦トルクＴp_fricの設定を行ってＳ１０７に進むと、前述の（３）式により、実際の前輪舵角δｆを算出し、Ｓ１０８に進んで、前述の（４）式により、セルフアライニングトルクＴp_satを算出してプログラムを抜ける。
【００３４】
このように、操舵パラメータ推定装置３０で推定した実際の前輪舵角δｆとセルフアライニングトルクＴp_satの結果の評価を図５に示す。
【００３５】
すなわち、図５（ａ）、図５（ｂ）は、共に、実測した前輪舵角δｆとセルフアライニングトルクＴp_satの特性の関係を真値（図中、破線で示す）として示すもので、図５（ａ）に示すように、従来の特性（図中、一点破線で示す）では、操舵系の剛性の影響を受けて実際の前輪舵角δｆが精度良く求められていないため、真値に対し、特性の傾きが小さくなってしまっている。
【００３６】
これに対し、図５（ｂ）に示すように、本実施の第１形態による実際の前輪舵角δｆとセルフアライニングトルクＴp_satの特性（図中、実線で示す）では、操舵系の剛性により生じる前輪舵角δｆの誤差が補正されているので、特性が略真値と一致する結果が得られている。
【００３７】
このように、本発明の実施の第１形態によれば、ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrとにより発生する操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）を、ステアリングホイール４から前輪１１Ｌ，１１Ｒまでの予め設定しておいた操舵系の剛性（Ｋｓ、Ｋｌ）に基づいて推定し、少なくともハンドル角θＨと操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）とに応じて実際の前輪舵角δｆを推定して出力する。このため、ドライバによる操舵入力に対する実際の前輪舵角δｆを精度良く推定し、該前輪舵角δｆを用いた車両の他のパラメータ（セルフアライニングトルクＴp_sat等）の推定や車両挙動の予測や車両制御を精度良く行うことが可能となる。
【００３８】
尚、図３の破線で示すように、ハンドル角センサ３１の替わりに、操舵系のモータトルク入力部に入力する電動パワーステアリングモータ１３の回転角θｍを検出するモータ回転角検出手段としてのモータ回転角センサ３４が設けられている場合、操舵パラメータ推定装置３０の前輪舵角推定部３０ａは、モータ回転角センサ３４からモータ回転角θｍが入力され、ドライバトルクセンサ３２からドライバトルクＴp_drvが入力され、モータトルクセンサ３３からモータトルクＴp_mtrが入力される。そして、ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrとにより発生する操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）を、ステアリングホイール４から前輪１１Ｌ，１１Ｒまでの予め設定しておいた操舵系の剛性（Ｋｓ、Ｋｌ）に基づいて推定し、少なくともモータ回転角θｍと操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）とに応じて実際の前輪舵角δｆを推定して出力する。
【００３９】
この場合では、ピニオン５ａの回転角がモータ回転数θｍにより（θｍ／ｒgrp）で算出され、この部位から前輪１１Ｌ，１１Ｒまでの剛性を考慮して実際の前輪舵角δｆを算出することができる。
【００４０】
すなわち、ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrが作用するラック７ａから左右輪１１Ｌ，１１Ｒまでのロッド部２２の変形量Δθｒは、予め実験・計算等により設定しておいた操舵系の摩擦トルクＴp_fricを考慮して、前述の（２）式で算出される。
【００４１】
そして、この剛性による変形量Δθｒは、戻す方向に作用するため、実際の前輪舵角δｆは、以下の（５）式で算出される。
【００４２】
δｆ＝（（θｍ／ｒgrp）
−Ｋｌ・（Ｔp_drv＋ｒgrp・Ｔp_mtr−Ｔp_fric））／ｒsgr    ・・・（５）
このように、電動パワーステアリングモータ１３の回転角θｍを検出して（５）式により、補正した実際の前輪舵角を算出することで精度の良い前輪舵角δｆを推定することができる。
（実施の第２形態）
図６は、本発明の実施の第２形態を示し、本実施の第２形態は、例えば、ステアリングギヤボックス６に設けた電動パワーステアリングモータ１３がラック軸７に噛合してアシストするラックアシスト方式の電動パワーステアリング装置を例とするものであり、その他の構成、作用は、前記第１形態と同様であるので、同じ構成には同じ符号を記し、詳しい説明は省略する。すなわち、本第２形態では、ラック軸７が、電動パワーステアリングモータ１３による操舵系のモータトルク入力部となっている。
【００４３】
この第２形態による、実際の前輪舵角δｆの推定を以下説明する。
【００４４】
まず、操舵パラメータ推定装置３０の前輪舵角推定部３０ａが、ハンドル角センサ３１からのハンドル角θＨ、ドライバトルクセンサ３２からのドライバトルクＴp_drv、モータトルクセンサ３３からのモータトルクＴp_mtrを用いて実際の前輪舵角δｆを推定する場合、具体的には、ドライバトルクＴp_drvが作用するステアリングホイール４からピニオン５ａまでで前輪舵角δｆに影響する軸部２１の変形量Δθｓは、予め実験・計算等により設定しておいた操舵系の摩擦トルクＴp_fricを考慮して、前述の（１）式により算出される。
【００４５】
また、ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrが作用するラック７ａから左右輪１１Ｌ，１１Ｒまでで前輪舵角δｆに影響するロッド部２２の変形量Δθｒは、予め実験・計算等により設定しておいた操舵系の摩擦トルクＴp_fricを考慮して、以下の（６）式で算出される。
【００４６】
Δθｒ＝Ｋｌ・（Ｔp_drv−Ｔp_fric）／ｒsgr＋Ｋｌ・Ｔp_mtr
・・・（６）
そして、これら軸部２１の変形量Δθｓとロッド部２２の変形量Δθｒは、ドライバのハンドル操作を戻す方向に作用するため、実際の前輪舵角δｆは、以下の（７）式で算出される。
【００４７】
δｆ＝（θＨ−Ｋｓ・（Ｔp_drv−Ｔp_fric）
−Ｋｌ・（Ｔp_drv−Ｔp_fric））／ｒsgr−Ｋｌ・Ｔp_mtr
＝（θＨ−（Ｋｓ＋Ｋｌ）・（Ｔp_drv−Ｔp_fric））／ｒsgr
−Ｋｌ・Ｔp_mtr・・・（７）
尚、図３の破線で示すように、ハンドル角センサ３１の替わりに、電動パワーステアリングモータ１３の回転角θｍを検出するモータ回転角センサ３４が設けられている場合、操舵パラメータ推定装置３０の前輪舵角推定部３０ａは、モータ回転角センサ３４からモータ回転角θｍが入力され、ドライバトルクセンサ３２からドライバトルクＴp_drvが入力され、モータトルクセンサ３３からモータトルクＴp_mtrが入力される。そして、ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrとにより発生する操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）を、ステアリングホイール４から前輪１１Ｌ，１１Ｒまでの予め設定しておいた操舵系の剛性（Ｋｓ、Ｋｌ）に基づいて推定し、少なくともモータ回転角θｍと操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）とに応じて実際の前輪舵角δｆを推定して出力する。
【００４８】
この場合では、電動パワーステアリングモータ１３のモータ回転数θｍによる前輪舵角は、モータ軸−前輪舵角ギヤ比倍率（＝モータ回転角θｍ・ギアの伝達効率／前輪舵角）をｒgrrとして、（θｍ／ｒgrr）で算出され、この部位から前輪１１Ｌ，１１Ｒまでの剛性を考慮して実際の前輪舵角δｆを算出することができる。
【００４９】
ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrが作用するラック７ａから左右輪１１Ｌ，１１Ｒまでのロッド部２２の変形量Δθｒは、予め実験・計算等により設定しておいた操舵系の摩擦トルクＴp_fricを考慮して、前述の（６）式で算出される。
【００５０】
そして、このロッド部２２の変形量Δθｒは、戻す方向に作用するため、実際の前輪舵角δｆは、以下の（８）式で算出される。
【００５１】
δｆ＝θｍ／ｒgrr−Ｋｌ・（Ｔp_drv−Ｔp_fric）／ｒsgr−Ｋｌ・Ｔp_mtr
・・・（８）
一方、操舵パラメータ推定装置３０のセルフアライニングトルク算出部３０ｂは、前輪舵角推定部３０ａから実際の前輪舵角δｆが入力され、ドライバトルクセンサ３２からドライバトルクＴp_drvが入力され、モータトルクセンサ３３からモータトルクＴp_mtrが入力される。そして、例えば、以下の（９）式に示す、操舵系の運動式に各パラメータを代入して、セルフアライニングトルクＴp_satを算出して出力する。
【００５２】
Ｊ・（ｄ2δｆ／ｄｔ）＋Ｃ・（ｄδｆ／ｄｔ）
＝Ｔp_drv／ｒsgr＋Ｔp_mtr−Ｔp_fric−Ｔp_sat    ・・・（９）
このように、本発明は、ラックアシスト方式の電動パワーステアリング装置であっても適用でき、ドライバによる操舵入力に対する実際の前輪舵角δｆを精度良く推定し、該前輪舵角δｆを用いた車両の他のパラメータ（セルフアライニングトルクＴp_sat等）の推定や車両挙動の予測や車両制御を精度良く行うことが可能となる。
（実施の第３形態）
図７は、本発明の実施の第３形態を示し、本実施の第３形態は、例えば、ステアリングコラム３の回転を電動パワーステアリングモータ１３でアシストするコラムアシスト方式の電動パワーステアリング装置を例とするものであり、その他の構成、作用は、前記第１形態と同様であるので、同じ構成には同じ符号を記し、詳しい説明は省略する。すなわち、本第３形態では、ステアリング軸２が、電動パワーステアリングモータ１３による操舵系のモータトルク入力部となっている。
【００５３】
この第３形態による、実際の前輪舵角δｆの推定を以下説明する。
【００５４】
まず、操舵パラメータ推定装置３０の前輪舵角推定部３０ａが、ハンドル角センサ３１からのハンドル角θＨ、ドライバトルクセンサ３２からのドライバトルクＴp_drv、モータトルクセンサ３３からのモータトルクＴp_mtrを用いて実際の前輪舵角δｆを推定する場合、具体的には、ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrが作用するステアリングホイール４からピニオン５ａまでで前輪舵角δｆに影響する軸部２１の変形量Δθｓは、予め実験・計算等により設定しておいた操舵系の摩擦トルクＴp_fricを考慮して、以下の（１０）式により算出される。
【００５５】
Δθｓ＝Ｋｓ・（Ｔp_drv＋ｒgrs・Ｔp_mtr−Ｔp_fric）／ｒsgr
・・・（１０）
ここで、ｒgrsは予め求めておいたモータ軸−ステアリング軸ギヤ比倍率（＝モータ回転角θｍ・ギアの伝達効率／ステアリング軸角）である。
【００５６】
また、ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrが作用するラック７ａから左右輪１１Ｌ，１１Ｒまでで前輪舵角δｆに影響するロッド部２２の変形量Δθｒは、予め実験・計算等により設定しておいた操舵系の摩擦トルクＴp_fricを考慮して、以下の（１１）式で算出される。
Δθｒ＝Ｋｌ・（Ｔp_drv＋ｒgrs・Ｔp_mtr−Ｔp_fric）／ｒsgr  ・・・（１１）
そして、これら軸部２１の変形量Δθｓとロッド部２２の変形量Δθｒは、ドライバのハンドル操作を戻す方向に作用するため、実際の前輪舵角δｆは、以下の（１２）式で算出される。
【００５７】
δｆ＝（θＨ−（Ｋｓ＋Ｋｌ）・（Ｔp_drv＋ｒgrs・Ｔp_mtr−Ｔp_fric））
／ｒsgr    ・・・（１２）
尚、図３の破線で示すように、ハンドル角センサ３１の替わりに、電動パワーステアリングモータ１３の回転角θｍを検出するモータ回転角センサ３４が設けられている場合、操舵パラメータ推定装置３０の前輪舵角推定部３０ａは、モータ回転角センサ３４からモータ回転角θｍが入力され、ドライバトルクセンサ３２からドライバトルクＴp_drvが入力され、モータトルクセンサ３３からモータトルクＴp_mtrが入力される。そして、ドライバトルクＴp_drvとモータトルクＴp_mtrとにより発生する操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）を、ステアリングホイール４から前輪１１Ｌ，１１Ｒまでの予め設定しておいた操舵系の剛性（Ｋｓ、Ｋｌ）に基づいて推定し、少なくともモータ回転角θｍと操舵系の変形量（Δθｓ、Δθｒ）とに応じて実際の前輪舵角δｆを推定して出力する。
【００５８】
この場合では、ステアリング軸２の回転角がモータ回転数θｍにより（θｍ／ｒgrs）で算出され、この部位から前輪１１Ｌ，１１Ｒまでの剛性を考慮して実際の前輪舵角δｆを、以下の（１３）式により算出することができる。
【００５９】
δｆ＝（θｍ／ｒgrs−（Ｋｓ＋Ｋｌ）
・（Ｔp_drv＋ｒgrs・Ｔp_mtr−Ｔp_fric））／ｒsgr    ・・・（１３）
また、操舵パラメータ推定装置３０のセルフアライニングトルク算出部３０ｂは、前述の（９）式に示す、操舵系の運動式に各パラメータを代入して、セルフアライニングトルクＴp_satを算出して出力する。
【００６０】
このように、本発明は、コラムアシスト方式の電動パワーステアリング装置であっても適用でき、ドライバによる操舵入力に対する実際の前輪舵角δｆを精度良く推定し、該前輪舵角δｆを用いた車両の他のパラメータ（セルフアライニングトルクＴp_sat等）の推定や車両挙動の予測や車両制御を精度良く行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
１    電動パワーステアリング装置
２    ステアリング軸
３    ステアリングコラム
４    ステアリングホイール
５    ピニオン軸
５ａ  ピニオン
７    ラック軸
７ａ  ラック
８    ラックアンドピニオン機構
９    タイロッド
１０    フロントナックル
１１Ｌ、１１Ｒ  車輪
１２    アシスト伝達機構
１３    電動パワーステアリングモータ
２１    軸部
２２    ロッド部
３０    操舵パラメータ推定装置
３０ａ  前輪舵角推定部（前輪舵角推定手段）
３０ｂ  セルフアライニングトルク算出部（セルフアライニングトルク推定手段）
３１    ハンドル角センサ（ハンドル角検出手段）
３２    ドライバトルクセンサ（ドライバトルク検出手段）
３３    モータトルクセンサ（モータトルク検出手段）
３４    モータ回転角センサ（モータ回転角検出手段）
【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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