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JP2018081002A - Steering simulator - Google Patents

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JP2018081002A
JP2018081002A JP2016223254A JP2016223254A JP2018081002A JP 2018081002 A JP2018081002 A JP 2018081002A JP 2016223254 A JP2016223254 A JP 2016223254A JP 2016223254 A JP2016223254 A JP 2016223254A JP 2018081002 A JP2018081002 A JP 2018081002A
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steering
steering torque
torque
steering angle
vehicle model
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Application number
JP2016223254A
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Japanese (ja)
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穣 森吉
Minoru Moriyoshi
穣 森吉
由志子 菅原
Yoshiko Sugawara
由志子 菅原
昌明 岡本
Masaaki Okamoto
昌明 岡本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering simulator with which it is possible to easily calculate steering torque in steering simulation.SOLUTION: Provided is a steering simulator 1 for calculating steering torque for adjusting the steering angle of a prescribed vehicle model M to an intended steering angle on the basis of a pre-acquired intended steering angle, comprising: a feed-forward unit 10 for calculating predicted steering torque from the intended steering angle utilizing steering characteristic map data D that includes predicted steering torque previously correlated for each value of intended steering angle; a vehicle model arithmetic unit 11 for inputting the pre-acquired previous steering torque to the vehicle model M and thereby calculating the previous steering angle of the vehicle model M; a feedback unit 12 for calculating corrected steering torque on the basis of a difference between the intended steering angle and the previous steering angle; and a steering torque calculation unit 13 for calculating steering torque on the basis of the predicted steering torque and the corrected steering torque.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、操舵シミュレーション装置に関する。   The present invention relates to a steering simulation apparatus.

従来、車両制御システムについてドライバを包含した車両の評価を行うため、シミュレーション装置の活用が行われている。操舵制御のシミュレーション装置においては、ドライバがステアリングホイールに入力する操舵トルクに着目したパワーステアリングの制御適合やドライバが感じる操舵感の評価も求められるため、操舵トルクによって車両を操舵するドライバモデルが必要とされている。   Conventionally, in order to evaluate a vehicle including a driver for a vehicle control system, a simulation apparatus has been used. Since the steering control simulation device requires power steering control adaptation focusing on the steering torque input to the steering wheel by the driver and evaluation of the steering feeling felt by the driver, a driver model for steering the vehicle by the steering torque is required. Has been.

このようなドライバモデルに関して、非特許文献1には、ドライバが操舵トルクを発生させる動作(操舵動作)を、車両前方の注視点と目標軌道との横偏差に対するフィードバック動作とみなして伝達関数で記述することにより、ドライバによる操舵トルクを算出する方法が開示されている。   Regarding such a driver model, Non-Patent Document 1 describes an operation (steering operation) in which a driver generates a steering torque as a feedback operation with respect to a lateral deviation between a gazing point ahead of a vehicle and a target track, and is described by a transfer function. Thus, a method for calculating the steering torque by the driver is disclosed.

吉田秀久、外2名、「操舵トルクによるドライバモデルの基礎的検討(進路変更と車線維持の動作遷移モデル)」、日本機械学会論文集、2015年、Vol.81、No.826Hidehisa Yoshida and two others, "Fundamental examination of driver model by steering torque (change of course and movement transition model of lane keeping)", Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, 2015, Vol.81, No.826

しかしながら、非特許文献1において開示された方法では、ドライバによる操舵トルクを算出するために多数のパラメータが必要となる。このため、走行シーン毎に多数のパラメータの値を調整することが必要となり操舵シミュレーションにおける操舵トルクの出力が容易ではない。   However, the method disclosed in Non-Patent Document 1 requires a large number of parameters in order to calculate the steering torque by the driver. For this reason, it is necessary to adjust many parameter values for each traveling scene, and it is not easy to output steering torque in the steering simulation.

そこで、本発明は、操舵シミュレーションにおける操舵トルクの算出を容易に行うことができる操舵シミュレーション装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a steering simulation device that can easily calculate a steering torque in a steering simulation.

上記課題を解決するため、本発明は、予め取得された目標操舵角に基づいて、所定の車両モデルの操舵角を目標操舵角に合わせるための操舵トルクを算出する操舵シミュレーション装置であって、目標操舵角の値ごとに予め対応付けられた予測操舵トルクを含む操舵特性マップデータを利用して、目標操舵角から予測操舵トルクを算出するフィードフォワード部と、予め取得された前回操舵トルクを車両モデルに入力することで、車両モデルの前回操舵角を算出する車両モデル演算部と、目標操舵角と前回操舵角との差に基づいて、修正操舵トルクを算出するフィードバック部と、予測操舵トルクと修正操舵トルクとに基づいて、操舵トルクを算出する操舵トルク算出部と、を備える。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a steering simulation apparatus that calculates a steering torque for adjusting a steering angle of a predetermined vehicle model to a target steering angle based on a target steering angle acquired in advance. A feed-forward unit that calculates a predicted steering torque from a target steering angle using steering characteristic map data including a predicted steering torque that is associated in advance for each value of the steering angle, and a vehicle model that represents a previously acquired previous steering torque. , The vehicle model calculation unit that calculates the previous steering angle of the vehicle model, the feedback unit that calculates the corrected steering torque based on the difference between the target steering angle and the previous steering angle, the predicted steering torque and the correction A steering torque calculation unit that calculates the steering torque based on the steering torque.

本発明によれば、操舵シミュレーションにおける操舵トルクの算出を容易に行うことができる。   According to the present invention, it is possible to easily calculate the steering torque in the steering simulation.

本実施形態に係る操舵シミュレーション装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the steering simulation apparatus which concerns on this embodiment. 操舵シミュレーション装置による操舵トルクの算出処理を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the calculation process of the steering torque by a steering simulation apparatus. フィードフォワード部における処理の一例を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows an example of the process in a feedforward part. フィードバック部における処理の一例を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows an example of the process in a feedback part. 操舵シミュレーション装置による操舵トルクの算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process of the steering torque by a steering simulation apparatus. 操舵シミュレーション装置によるフィードバック用の前回操舵角の算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process of the last steering angle for feedback by a steering simulation apparatus. 車両モデルの操舵特性の評価方法を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the evaluation method of the steering characteristic of a vehicle model. 第1車両モデルを用いた場合の操舵トルクの算出結果を示すグラフである。It is a graph which shows the calculation result of the steering torque at the time of using a 1st vehicle model. 第2車両モデルを用いた場合の操舵トルクの算出結果を示すグラフである。It is a graph which shows the calculation result of the steering torque at the time of using a 2nd vehicle model.

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

[操舵シミュレーション装置の構成]
図1は、本実施形態に係る操舵シミュレーション装置を示すブロック図である。図2は、操舵シミュレーション装置による操舵トルクの算出処理を示すブロック線図である。図1及び図2に示す操舵シミュレーション装置1は、予め取得された目標操舵角に基づいて、所定の車両モデルMの操舵角を目標操舵角に合わせるための操舵トルクを算出する装置である。
[Configuration of steering simulation device]
FIG. 1 is a block diagram showing a steering simulation apparatus according to this embodiment. FIG. 2 is a block diagram illustrating a steering torque calculation process performed by the steering simulation apparatus. A steering simulation apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 is an apparatus that calculates a steering torque for adjusting a steering angle of a predetermined vehicle model M to a target steering angle based on a target steering angle acquired in advance.

操舵シミュレーション装置1は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]等を含む演算装置である。操舵シミュレーション装置1は、複数台の演算装置から構成されていてもよい。操舵シミュレーション装置1には、目標操舵角取得部2、及び記憶部3が接続されている。   The steering simulation apparatus 1 is an arithmetic unit including a CPU [Central Processing Unit], a ROM [Read Only Memory], a RAM [Random Access Memory], and the like. The steering simulation device 1 may be composed of a plurality of arithmetic devices. A target steering angle acquisition unit 2 and a storage unit 3 are connected to the steering simulation device 1.

目標操舵角取得部2は、従来の操舵角出力型ドライバモデルの操舵シミュレーション装置と接続され、従来の操舵シミュレーション装置の出力する目標操舵角を取得する機器である。目標操舵角とは、車両モデルMにおいて目標軌跡に対する軌跡追従走行を行うための操舵角である。従来の操舵角出力型ドライバモデルの操舵シミュレーション装置としては、周知の装置を採用することができる。目標操舵角取得部2は、取得した目標操舵角を操舵シミュレーション装置1に出力する。なお、目標操舵角取得部2は、操舵シミュレーション装置1の内部に組み込まれていてもよい。   The target steering angle acquisition unit 2 is connected to a steering simulation device of a conventional steering angle output type driver model, and is a device that acquires a target steering angle output from the conventional steering simulation device. The target steering angle is a steering angle for performing trajectory following traveling with respect to the target trajectory in the vehicle model M. As a steering simulation device of a conventional steering angle output type driver model, a known device can be adopted. The target steering angle acquisition unit 2 outputs the acquired target steering angle to the steering simulation device 1. The target steering angle acquisition unit 2 may be incorporated in the steering simulation device 1.

記憶部3は、目標操舵角の値ごとに予め対応付けられた予測操舵トルクを含む操舵特性マップデータDを記憶している。予測操舵トルクとは、車両モデルMの操舵角を目標操舵角に合わせるための操舵トルクの予測値である。なお、図2に示す操舵特性マップデータDのグラフ形状のイメージは一例である。ここでは、閉じたS字状の枠としてグラフ形状のイメージを表現しているが、一本の曲線であってもよい。   The storage unit 3 stores steering characteristic map data D including a predicted steering torque associated in advance for each target steering angle value. The predicted steering torque is a predicted value of the steering torque for adjusting the steering angle of the vehicle model M to the target steering angle. The image of the graph shape of the steering characteristic map data D shown in FIG. 2 is an example. Here, the graph-shaped image is expressed as a closed S-shaped frame, but it may be a single curve.

次に、操舵シミュレーション装置1の機能的構成について説明する。操舵シミュレーション装置1は、機能的構成として、フィードフォワード部10、車両モデル演算部11、フィードバック部12、及び操舵トルク算出部13を備えている。   Next, a functional configuration of the steering simulation apparatus 1 will be described. The steering simulation apparatus 1 includes a feedforward unit 10, a vehicle model calculation unit 11, a feedback unit 12, and a steering torque calculation unit 13 as functional configurations.

フィードフォワード部10は、目標操舵角取得部2の取得した目標操舵角に基づいて、予測操舵トルクを算出する。フィードフォワード部10は、記憶部3の記憶している操舵特性マップデータDを利用して、目標操舵角から予測操舵トルクを算出する。   The feedforward unit 10 calculates a predicted steering torque based on the target steering angle acquired by the target steering angle acquisition unit 2. The feedforward unit 10 uses the steering characteristic map data D stored in the storage unit 3 to calculate a predicted steering torque from the target steering angle.

具体的に、フィードフォワード部10は、目標操舵角取得部2から目標操舵角を入力されると、記憶部3から操舵特性マップデータDを読み出し、操舵特性マップデータDを利用して、目標操舵角に予め対応付けられた予測操舵トルクを算出する。   Specifically, when the target steering angle is input from the target steering angle acquisition unit 2, the feedforward unit 10 reads the steering characteristic map data D from the storage unit 3 and uses the steering characteristic map data D to perform target steering. A predicted steering torque associated with the corner in advance is calculated.

ここで、図3は、フィードフォワード部10における処理の一例を示すブロック線図である。図3に示すように、操舵特性マップデータDは、目標操舵角とばね分予測操舵トルクとの関係を規定するばね分操舵特性マップデータD1、目標操舵角と摩擦分予測操舵トルクとの関係を規定する摩擦分操舵特性マップデータD2、及び目標操舵角と減衰分予測操舵トルクとの関係を規定する減衰分操舵特性マップデータD3に分解して扱ってもよい。すなわち、操舵特性マップデータDは、例えばフィードフォワード部10の算出処理を容易にするため、任意の方法で分解して扱ってもよい。なお、ばね分、摩擦分、減衰分は、技術的内容を示す言葉ではなく便宜上の呼称として用いている。   Here, FIG. 3 is a block diagram showing an example of processing in the feedforward unit 10. As shown in FIG. 3, the steering characteristic map data D includes a spring steering characteristic map data D1 that defines the relationship between the target steering angle and the spring predicted steering torque, and the relationship between the target steering angle and the friction predicted steering torque. The frictional steering characteristic map data D2 to be defined may be decomposed into the steering characteristic map data D3 to be attenuated and the relationship between the target steering angle and the predicted attenuation steering torque is defined. That is, the steering characteristic map data D may be decomposed and handled by an arbitrary method in order to facilitate the calculation process of the feedforward unit 10, for example. Note that the spring amount, the friction amount, and the damping amount are not used as technical terms but are used for convenience.

この場合において、フィードフォワード部10は、ばね分操舵特性マップデータD1、摩擦分操舵特性マップデータD2、及び減衰分操舵特性マップデータD3のそれぞれを利用して、目標操舵角からばね分予測操舵トルク、摩擦分予測操舵トルク、及び減衰分予測操舵トルクを算出し、これらを足し合わせることによって予測操舵トルクを算出する。フィードフォワード部10は、算出した予測操舵トルクを操舵トルク算出部13に出力する。   In this case, the feedforward unit 10 uses the spring steering characteristic map data D1, the frictional steering characteristic map data D2, and the damping steering characteristic map data D3, respectively, to calculate the spring predicted steering torque from the target steering angle. Then, the predicted friction torque and the predicted attenuation torque are calculated, and the predicted steering torque is calculated by adding them together. The feedforward unit 10 outputs the calculated predicted steering torque to the steering torque calculation unit 13.

なお、フィードフォワード部10は、操舵特性マップデータDを利用して予測操舵トルクを算出すればよく、厳密な意味でフィードフォワード制御を実行する必要はない。   The feedforward unit 10 may calculate the predicted steering torque using the steering characteristic map data D, and does not need to execute feedforward control in a strict sense.

車両モデル演算部11は、所定の車両モデルMを利用して、フィードバック用の前回操舵角を算出する。図1及び図2に示すように、車両モデル演算部11は、後述する操舵トルク算出部13によって前回算出された操舵トルク(予め取得された前回操舵トルク)を車両モデルMに入力することで、フィードバックに用いる車両モデルMの操舵角(前回操舵角)を算出する。車両モデルMは、操舵トルクの入力に対して操舵角の出力を行うものであれば、車両制御システムについてのシミュレーションに利用される周知の車両モデルを採用することができる。   The vehicle model calculation unit 11 calculates a previous steering angle for feedback using a predetermined vehicle model M. As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle model calculation unit 11 inputs the steering torque (previously acquired previous steering torque) previously calculated by the steering torque calculation unit 13 described later to the vehicle model M, A steering angle (previous steering angle) of the vehicle model M used for feedback is calculated. As the vehicle model M, a known vehicle model used for simulation of the vehicle control system can be adopted as long as it outputs a steering angle with respect to an input of a steering torque.

なお、前回操舵トルクとは、操舵シミュレーション装置1において繰り返し算出される操舵トルクのうち、前回取得された目標操舵角(すなわち、今回取得された目標操舵角の1回前に取得された目標操舵角)に基づいて算出された操舵トルクに相当する。前回操舵角とは、前回操舵トルクを車両モデルMに入力することで算出されたフィードバック用の操舵角である。車両モデル演算部11は、算出したフィードバック用の前回操舵角をフィードバック部12に出力する。   The previous steering torque refers to the previously acquired target steering angle (that is, the target steering angle acquired one time before the target steering angle acquired this time) among the steering torques repeatedly calculated in the steering simulation device 1. This corresponds to the steering torque calculated based on. The previous steering angle is a steering angle for feedback calculated by inputting the previous steering torque into the vehicle model M. The vehicle model calculation unit 11 outputs the calculated previous steering angle for feedback to the feedback unit 12.

フィードバック部12は、目標操舵角取得部2の取得した目標操舵角と車両モデル演算部11から出力された前回操舵角との差に基づいて、修正操舵トルクを算出する。フィードバック部12は、前回操舵トルクに応じて車両モデル演算部11からフィードバックされた前回操舵角を利用して、今回の操舵トルクの算出に用いる修正操舵トルクを算出する。   The feedback unit 12 calculates a corrected steering torque based on the difference between the target steering angle acquired by the target steering angle acquisition unit 2 and the previous steering angle output from the vehicle model calculation unit 11. The feedback unit 12 uses the previous steering angle fed back from the vehicle model calculation unit 11 in accordance with the previous steering torque to calculate a corrected steering torque used for calculating the current steering torque.

具体的に、フィードバック部12は、目標操舵角取得部2から目標操舵角を入力される。また、フィードバック部12は、車両モデル演算部11から前回操舵角を入力される。そして、フィードバック部12は、目標操舵角と前回操舵角との差に基づいて、修正操舵トルクを算出する。なお、フィードバック部12は、今回のシミュレーションが初回である場合には、前回操舵角として予め設定した初期値を用いる。   Specifically, the feedback unit 12 receives the target steering angle from the target steering angle acquisition unit 2. Further, the feedback unit 12 receives the previous steering angle from the vehicle model calculation unit 11. Then, the feedback unit 12 calculates a corrected steering torque based on the difference between the target steering angle and the previous steering angle. The feedback unit 12 uses an initial value set in advance as the previous steering angle when the current simulation is the first time.

ここで、図4は、フィードバック部12における処理の一例を示すブロック線図である。図4に示すように、フィードバック部12は、目標操舵角と前回操舵角との差に基づくフィードバック制御(PID制御)を実行して、修正操舵トルクを算出する。PID制御は周知の技術であるため説明は省略する。PID制御に用いるパラメータ(ドライバモデルパラメータ)の一例としては、比例ゲインKを10.0[Nm/rad]、積分時間Tを1.0[s]、微分時間Tを0.1[s]とすることができる。パラメータはこれらの値に限定されず適宜変更してよい。フィードバック制御は、PID制御に限られず、目標操舵角と前回操舵角との差から修正操舵トルクを算出できる周知の制御を採用することができる。フィードバック部12は、算出した修正操舵トルクを操舵トルク算出部13に出力する。 Here, FIG. 4 is a block diagram showing an example of processing in the feedback unit 12. As shown in FIG. 4, the feedback unit 12 executes feedback control (PID control) based on the difference between the target steering angle and the previous steering angle to calculate a corrected steering torque. Since PID control is a well-known technique, description thereof is omitted. Examples of parameters (driver model parameter) used in the PID control, 10.0 proportional gain K p [Nm / rad], the integration time T i 1.0 [s], the derivative time T d be 0.1 [s] it can. The parameters are not limited to these values and may be changed as appropriate. The feedback control is not limited to the PID control, and a known control that can calculate the corrected steering torque from the difference between the target steering angle and the previous steering angle can be employed. The feedback unit 12 outputs the calculated corrected steering torque to the steering torque calculation unit 13.

操舵トルク算出部13は、図1及び図2に示すように、予測操舵トルクと修正操舵トルクとに基づいて操舵トルクを算出する。より具体的には、操舵トルク算出部13は、予測操舵トルクと修正操舵トルクとを足し合わせて操舵トルクを算出する。操舵トルク算出部13は、算出した操舵トルクを車両モデルMに出力する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the steering torque calculation unit 13 calculates the steering torque based on the predicted steering torque and the corrected steering torque. More specifically, the steering torque calculation unit 13 calculates the steering torque by adding the predicted steering torque and the corrected steering torque. The steering torque calculation unit 13 outputs the calculated steering torque to the vehicle model M.

[操舵シミュレーション装置による操舵トルクの算出処理]
次に、本実施形態に係る操舵シミュレーション装置1による操舵トルクの算出処理について説明する。図5は、操舵シミュレーション装置1による操舵トルクの算出処理を示すフローチャートである。図5に示すフローチャートは、目標操舵角取得部2が目標操舵角を取得することで開始される。
[Calculation process of steering torque by steering simulation device]
Next, a steering torque calculation process by the steering simulation apparatus 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a steering torque calculation process performed by the steering simulation apparatus 1. The flowchart shown in FIG. 5 is started when the target steering angle acquisition unit 2 acquires the target steering angle.

図5に示すように、S10において、操舵シミュレーション装置1は、フィードフォワード部10によって、記憶部3から読み出した操舵特性マップデータDを利用して、目標操舵角取得部2により入力された目標操舵角から予測操舵トルクを算出する。フィードフォワード部10は、算出した予測操舵トルクを操舵トルク算出部13に出力する。操舵シミュレーション装置1は、予測操舵トルクを操舵トルク算出部13に出力すると、S12に移行する。   As shown in FIG. 5, in S10, the steering simulation apparatus 1 uses the steering characteristic map data D read from the storage unit 3 by the feedforward unit 10 and uses the target steering angle input by the target steering angle acquisition unit 2. The predicted steering torque is calculated from the angle. The feedforward unit 10 outputs the calculated predicted steering torque to the steering torque calculation unit 13. When the steering simulation apparatus 1 outputs the predicted steering torque to the steering torque calculation unit 13, the steering simulation apparatus 1 proceeds to S12.

S12において、操舵シミュレーション装置1は、フィードバック部12によって、目標操舵角と前回操舵角との差に基づいて修正操舵トルクを算出する。より具体的には、操舵シミュレーション装置1は、フィードバック部12によって、目標操舵角と前回操舵角との差に基づくフィードバック制御(PID制御)を実行して、修正操舵トルクを算出する。なお、前回操舵角の算出処理については後述する。操舵シミュレーション装置1は、算出した修正操舵トルクを操舵トルク算出部13に出力する。操舵シミュレーション装置1は、修正操舵トルクを操舵トルク算出部13に出力すると、S14に移行する。   In S12, the steering simulation apparatus 1 uses the feedback unit 12 to calculate a corrected steering torque based on the difference between the target steering angle and the previous steering angle. More specifically, the steering simulation apparatus 1 uses the feedback unit 12 to execute feedback control (PID control) based on the difference between the target steering angle and the previous steering angle to calculate a corrected steering torque. The previous steering angle calculation process will be described later. The steering simulation apparatus 1 outputs the calculated corrected steering torque to the steering torque calculation unit 13. When the steering simulation apparatus 1 outputs the corrected steering torque to the steering torque calculation unit 13, the steering simulation apparatus 1 proceeds to S14.

S14において、操舵シミュレーション装置1は、操舵トルク算出部13によって、予測操舵トルクと修正操舵トルクとに基づいて操舵トルクを算出する。より具体的には、操舵シミュレーション装置1は、操舵トルク算出部13によって、予測操舵トルクと修正操舵トルクとを足し合わせて操舵トルクを算出する。その後、操舵シミュレーション装置1は、目標操舵角取得部2により今回取得された目標操舵角に対応する操舵トルクの算出処理を終了すると共に、図5に示すフローチャートを繰り返して、次回の操舵トルクの算出処理を実行する。   In S <b> 14, the steering simulation device 1 causes the steering torque calculation unit 13 to calculate the steering torque based on the predicted steering torque and the corrected steering torque. More specifically, the steering simulation apparatus 1 calculates the steering torque by adding the predicted steering torque and the corrected steering torque by the steering torque calculation unit 13. Thereafter, the steering simulation apparatus 1 ends the calculation process of the steering torque corresponding to the target steering angle acquired this time by the target steering angle acquisition unit 2 and repeats the flowchart shown in FIG. 5 to calculate the next steering torque. Execute the process.

続いて、本実施形態に係る操舵シミュレーション装置1によるフィードバック用の前回操舵角の算出処理について説明する。図6は、操舵シミュレーション装置によるフィードバック用の前回操舵角の算出処理を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートは、図5に示すフローチャートが実行されて操舵トルクが算出される度に実行される。   Next, the calculation process of the previous steering angle for feedback by the steering simulation apparatus 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the calculation processing of the previous steering angle for feedback by the steering simulation device. The flowchart shown in FIG. 6 is executed every time the flowchart shown in FIG. 5 is executed and the steering torque is calculated.

図6に示すように、S20において、操舵シミュレーション装置1は、車両モデル演算部11によって、操舵トルク算出部13により算出された前回操舵トルクを車両モデルMに入力する。操舵シミュレーション装置1は、前回操舵トルクを車両モデルMに入力すると、S22に移行する。   As shown in FIG. 6, in S <b> 20, the steering simulation apparatus 1 inputs the previous steering torque calculated by the steering torque calculation unit 13 to the vehicle model M by the vehicle model calculation unit 11. When the previous steering torque is input to the vehicle model M, the steering simulation device 1 proceeds to S22.

S22において、操舵シミュレーション装置1は、車両モデル演算部11によって、車両モデルMに入力した前回操舵トルクに基づいて、車両制御システムについてのシミュレーションを実行して車両モデルMの前回操舵角を算出する。操舵シミュレーション装置1は、算出したフィードバック用の前回操舵角をフィードバック部12に出力する。その後、操舵シミュレーション装置1は、前回操舵角の算出処理を終了する。   In S <b> 22, the steering simulation device 1 calculates a previous steering angle of the vehicle model M by executing a simulation of the vehicle control system based on the previous steering torque input to the vehicle model M by the vehicle model calculation unit 11. The steering simulation apparatus 1 outputs the calculated previous steering angle for feedback to the feedback unit 12. Thereafter, the steering simulation apparatus 1 ends the previous steering angle calculation process.

[操舵シミュレーション装置の作用効果]
以上説明した本実施形態に係る操舵シミュレーション装置1によれば、目標操舵角の値ごとに予め対応付けられた予測操舵トルクを含む操舵特性マップデータDを利用して、目標操舵角から予測操舵トルクを算出することで、上記非特許文献において開示されているような従来のドライバモデルを用いる方法と比べて、操舵シミュレーションにおける操舵トルクの出力のために多数のパラメータを調整する必要が無くなり、操舵シミュレーションにおける操舵トルクの算出を容易に行うことができる。これにより、操舵シミュレーション装置1によれば、操舵トルク入力モデルの汎用性の高い操舵シミュレーションを提供することができる。
[Effect of steering simulation device]
According to the steering simulation apparatus 1 according to the present embodiment described above, the predicted steering torque is calculated from the target steering angle using the steering characteristic map data D including the predicted steering torque that is associated in advance for each target steering angle value. As compared with the conventional method using a driver model as disclosed in the above non-patent document, it is not necessary to adjust a large number of parameters for the output of the steering torque in the steering simulation. The steering torque can be easily calculated. Thereby, according to the steering simulation device 1, a highly versatile steering simulation of the steering torque input model can be provided.

[操舵シミュレーション装置の利用例]
続いて、操舵シミュレーション装置1の利用例について説明する。操舵シミュレーション装置1を利用することで、様々な車両モデルの操舵特性(車両モデルに入力された操舵トルクと車両モデルから出力される操舵角との関係)の評価を行うことが可能である。すなわち、車両設計の段階において、設計中の車両構造に対応する車両モデルを生成し、操舵シミュレーション装置1を利用して当該車両モデルの操舵特性を評価することで、評価結果を車両設計に活かすことができる。
[Usage example of steering simulation device]
Then, the usage example of the steering simulation apparatus 1 is demonstrated. By using the steering simulation device 1, it is possible to evaluate the steering characteristics of various vehicle models (the relationship between the steering torque input to the vehicle model and the steering angle output from the vehicle model). That is, at the vehicle design stage, a vehicle model corresponding to the vehicle structure under design is generated, and the steering characteristics of the vehicle model are evaluated using the steering simulation device 1 so that the evaluation result is utilized in the vehicle design. Can do.

ここで、図7は、車両モデルの操舵特性の評価方法を説明するためのブロック図である。図8は、第1車両モデルM1を用いた場合の操舵トルクの算出結果を示すグラフである。図9は、第2車両モデルM2を用いた場合の操舵トルクの算出結果を示すグラフである。ここでは、操舵特性マップデータDが理想的な操舵特性を有するように設定されている。第1車両モデルM1及び第2車両モデルM2は、設計中の車両構造に対応する車両モデルである。第1車両モデルM1及び第2車両モデルM2は、互いに異なる操舵特性を有している。   FIG. 7 is a block diagram for explaining a method for evaluating the steering characteristics of the vehicle model. FIG. 8 is a graph showing the calculation result of the steering torque when the first vehicle model M1 is used. FIG. 9 is a graph showing a calculation result of the steering torque when the second vehicle model M2 is used. Here, the steering characteristic map data D is set to have an ideal steering characteristic. The first vehicle model M1 and the second vehicle model M2 are vehicle models corresponding to the vehicle structure under design. The first vehicle model M1 and the second vehicle model M2 have different steering characteristics.

図8の縦軸は操舵トルク、横軸は車両の走行距離(シミュレーション上の走行距離)である。図8において、操舵シミュレーション装置1の操舵トルク算出部13が算出した最終的な操舵トルクを一点鎖線で示す。また、フィードフォワード部10の算出した予測操舵トルクを破線、フィードバック部12の算出した修正操舵トルクを実線で示す。   In FIG. 8, the vertical axis represents the steering torque, and the horizontal axis represents the vehicle travel distance (simulated travel distance). In FIG. 8, the final steering torque calculated by the steering torque calculation unit 13 of the steering simulation apparatus 1 is indicated by a one-dot chain line. Further, the predicted steering torque calculated by the feedforward unit 10 is indicated by a broken line, and the corrected steering torque calculated by the feedback unit 12 is indicated by a solid line.

図8に示すように、操舵シミュレーション装置1の車両モデルとして第1車両モデルM1を用いた場合には、修正操舵トルクがほぼゼロ近辺の値となっており、予測操舵トルクと最終的に算出される操舵トルクとの差が比較的小さい。これは、最終的な操舵トルクを第1車両モデルM1に入力して得られた操舵角(前回操舵角)と目標操舵角の差がほとんど無く、フィードバックによる修正が少ないことを意味している。また、理想的な操舵特性の操舵特性マップデータDを用いて算出された予測操舵トルクをほぼそのまま最終的な操舵トルクとして採用できていることを意味する。すなわち、図8の結果は、第1車両モデルM1の操舵特性が操舵特性マップデータDの理想的な操舵特性に近いと評価できることを示している。   As shown in FIG. 8, when the first vehicle model M1 is used as the vehicle model of the steering simulation apparatus 1, the corrected steering torque is a value near zero and is finally calculated as the predicted steering torque. The difference with the steering torque is relatively small. This means that there is almost no difference between the steering angle (previous steering angle) obtained by inputting the final steering torque to the first vehicle model M1 and the target steering angle, and correction by feedback is small. Further, it means that the predicted steering torque calculated using the steering characteristic map data D of ideal steering characteristics can be adopted as the final steering torque almost as it is. That is, the result of FIG. 8 shows that the steering characteristic of the first vehicle model M1 can be evaluated as close to the ideal steering characteristic of the steering characteristic map data D.

これに対し、図9に示すように、車両モデルとして第2車両モデルM2を用いた場合には、修正操舵トルクがゼロから離れた値となっており、予測操舵トルクと最終的に算出される操舵トルクとの差が比較的大きい。これは、最終的な操舵トルクを第2車両モデルM2に入力して得られた操舵角と目標操舵角の差が大きく、フィードバックによる修正が多いことを意味している。また、理想的な操舵特性の操舵特性マップデータDを用いて算出された予測操舵トルクを、最終的な操舵トルクとしてそのまま採用できず、第2車両モデルM2の操舵角を目標操舵角に近づけるためには常にフィードバックによる修正が必要となっていることを意味する。すなわち、図9の結果は、第2車両モデルM2の操舵特性が操舵特性マップデータDの理想的な操舵特性から乖離していると評価できることを示している。   On the other hand, as shown in FIG. 9, when the second vehicle model M2 is used as the vehicle model, the corrected steering torque is a value away from zero and is finally calculated as the predicted steering torque. The difference from the steering torque is relatively large. This means that the difference between the steering angle obtained by inputting the final steering torque to the second vehicle model M2 and the target steering angle is large, and there are many corrections by feedback. Further, the predicted steering torque calculated using the steering characteristic map data D having ideal steering characteristics cannot be used as it is as the final steering torque, and the steering angle of the second vehicle model M2 is brought close to the target steering angle. Means that feedback always needs to be corrected. That is, the result of FIG. 9 shows that it can be evaluated that the steering characteristic of the second vehicle model M2 deviates from the ideal steering characteristic of the steering characteristic map data D.

以上説明したように、操舵シミュレーション装置1を利用して、設計中の車両構造に対応する車両モデルの操舵特性を評価することができる。   As described above, the steering simulation device 1 can be used to evaluate the steering characteristics of the vehicle model corresponding to the vehicle structure under design.

[操舵シミュレーション装置の変形例]
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
[Modification of steering simulation device]
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above. The present invention can be implemented in various forms including various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art including the above-described embodiments.

例えば、操舵シミュレーション装置1のフィードフォワード部10は、操舵状態に応じて異なる操舵特性マップデータを用いてもよい。この場合、記憶部3は、操舵において切り増している場合(目標操舵角が増大している場合)に適用される第1操舵特性マップデータと、操舵を戻している場合(目標操舵角が減少している場合)に適用される第2操舵特性マップデータとを記憶している。   For example, the feedforward unit 10 of the steering simulation apparatus 1 may use different steering characteristic map data depending on the steering state. In this case, the storage unit 3 applies the first steering characteristic map data applied when the steering is increased (when the target steering angle is increased) and when the steering is returned (the target steering angle is decreased). Second steering characteristic map data to be applied to the second steering characteristic map data.

また、操舵シミュレーション装置1は、目標操舵角の履歴に基づいて、操舵において切り増している場合であるか、操舵を戻している場合であるかを判定する操舵判定部を有している。操舵シミュレーション装置1は、操舵判定部により操舵において切り増している場合であると判定されたとき、第1操舵特性マップデータを利用して目標操舵角から予測操舵トルクを算出する。操舵シミュレーション装置1は、操舵判定部により操舵を戻している場合であると判定されたとき、第2操舵特性マップデータを利用して目標操舵角から予測操舵トルクを算出する。車両は操舵を切り増している場合と戻している場合とで操舵特性に差がある構成となっているときが存在することから、操舵状態を考慮して第1操舵特性マップデータ又は第2操舵特性マップデータを利用することで、より有用な操舵シミュレーションを実施することができる。   In addition, the steering simulation device 1 includes a steering determination unit that determines whether the steering is increased or returned based on the target steering angle history. The steering simulation device 1 calculates the predicted steering torque from the target steering angle using the first steering characteristic map data when it is determined by the steering determination unit that the steering is increasing. When it is determined by the steering determination unit that the steering is being returned, the steering simulation device 1 calculates the predicted steering torque from the target steering angle using the second steering characteristic map data. Since there is a case where the vehicle has a configuration in which there is a difference in steering characteristics between when the steering is increased and when the steering is returned, the first steering characteristic map data or the second steering is considered in consideration of the steering state. A more useful steering simulation can be performed by using the characteristic map data.

また、操舵特性マップデータDは、操舵シミュレーション装置1に記憶されていてもよい。この場合、操舵シミュレーション装置1には、記憶部3が接続されていなくてもよい。   Further, the steering characteristic map data D may be stored in the steering simulation device 1. In this case, the storage simulation unit 1 may not be connected to the steering simulation device 1.

1…操舵シミュレーション装置、10…フィードフォワード部、11…車両モデル演算部、12…フィードバック部、13…操舵トルク算出部、D…操舵特性マップデータ、M…車両モデル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering simulation apparatus, 10 ... Feed forward part, 11 ... Vehicle model calculating part, 12 ... Feedback part, 13 ... Steering torque calculation part, D ... Steering characteristic map data, M ... Vehicle model.

Claims (1)

予め取得された目標操舵角に基づいて、所定の車両モデルの操舵角を前記目標操舵角に合わせるための操舵トルクを算出する操舵シミュレーション装置であって、
前記目標操舵角の値ごとに予め対応付けられた予測操舵トルクを含む操舵特性マップデータを利用して、前記目標操舵角から前記予測操舵トルクを算出するフィードフォワード部と、
予め取得された前回操舵トルクを前記車両モデルに入力することで、前記車両モデルの前回操舵角を算出する車両モデル演算部と、
前記目標操舵角と前記前回操舵角との差に基づいて、修正操舵トルクを算出するフィードバック部と、
前記予測操舵トルクと前記修正操舵トルクとに基づいて、前記操舵トルクを算出する操舵トルク算出部と、
を備える、操舵シミュレーション装置。
A steering simulation device for calculating a steering torque for adjusting a steering angle of a predetermined vehicle model to the target steering angle based on a target steering angle acquired in advance;
A feedforward unit that calculates the predicted steering torque from the target steering angle using steering characteristic map data including a predicted steering torque associated in advance for each value of the target steering angle;
A vehicle model calculation unit that calculates a previous steering angle of the vehicle model by inputting the previous steering torque acquired in advance into the vehicle model;
A feedback unit that calculates a corrected steering torque based on a difference between the target steering angle and the previous steering angle;
A steering torque calculator that calculates the steering torque based on the predicted steering torque and the corrected steering torque;
A steering simulation device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US12054209B2 (en) 2019-01-29 2024-08-06 Motional Ad Llc Electric power steering torque compensation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2604690A (en) * 2019-01-29 2022-09-14 Motional Ad Llc Electric power steering torque compensation
GB2604690B (en) * 2019-01-29 2023-06-14 Motional Ad Llc Electric power steering torque compensation
US12054209B2 (en) 2019-01-29 2024-08-06 Motional Ad Llc Electric power steering torque compensation

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