JP2010012973A

JP2010012973A - Driving simulator, controlling method, and controlling program

Info

Publication number: JP2010012973A
Application number: JP2008175435A
Authority: JP
Inventors: Yushin Ba; 勇進馬
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2010-01-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving simulator ensuring the safety of a driving simulator and a test driver, even if an abnormal condition occurs. <P>SOLUTION: The driving simulator includes: a steering mechanism steering wheels; a simulating portion calculating a behavior of a virtual vehicle model on the basis of steering of the steering mechanism, and producing an instruction signal indicating steering reaction force on the basis of the behavior; an actuator applying steering reaction force corresponding to the instruction signal to the steering mechanism; and a safety device decreasing the steering reaction force when the instruction signal satisfies a predetermined condition. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、安全装置を備えたドライビングシミュレータ、その制御方法、およびその制御プログラムに関する。 The present invention relates to a driving simulator provided with a safety device, a control method thereof, and a control program thereof.

近年、自動車用の補助操舵装置として電動モータのトルクを用いた電動パワーステアリング装置が利用されるようになってきた。この電動パワーステアリング装置は、テストドライバによるステアリングホイールの操作および車の動きを検出するトルクセンサと、トルクセンサからの検出信号に基づき補助操舵力を演算する電動パワーステアリング制御部（以下、「ＥＣＵ」という）と、ＥＣＵからの出力信号に基づき回転トルクを発生する電動モータと、回転トルクをステアリングメカニズムに伝える減速ギア等を備えて構成されている。 In recent years, an electric power steering device using the torque of an electric motor has been used as an auxiliary steering device for automobiles. This electric power steering apparatus includes a torque sensor that detects steering wheel operation and vehicle movement by a test driver, and an electric power steering control unit (hereinafter referred to as “ECU”) that calculates an auxiliary steering force based on a detection signal from the torque sensor. And an electric motor that generates rotational torque based on an output signal from the ECU, a reduction gear that transmits the rotational torque to the steering mechanism, and the like.

このように構成された電動パワーステアリング装置を設計するためには、自動車に電動パワーステアリング装置を実際に取り付け、操舵感等の諸特性を確認する作業を繰り返さなければならず、多大な開発費用および期間を必要としている。 In order to design the electric power steering apparatus configured as described above, it is necessary to repeat the work of actually attaching the electric power steering apparatus to the automobile and confirming various characteristics such as a steering feeling. Need a period.

そこで、このような電動パワーステアリング装置の設計を容易にするために、電動パワーステアリング装置ドライビングシミュレータが案出されている（例えば特許文献１）。このドライビングシミュレータでは、シミュレーション結果に応じた所定の操舵反力がステアリングメカニズムに加えられる。そのため、ステアリングメカニズムに操舵反力を加えるアクチュエータが設けられると共に、アクチュエータ制御部からの駆動信号に基づいて該アクチュエータが駆動されている。 In order to facilitate the design of such an electric power steering apparatus, an electric power steering apparatus driving simulator has been devised (for example, Patent Document 1). In this driving simulator, a predetermined steering reaction force according to the simulation result is applied to the steering mechanism. Therefore, an actuator that applies a steering reaction force to the steering mechanism is provided, and the actuator is driven based on a drive signal from the actuator control unit.

しかしながら、このドライビングシミュレータでは、シミュレーション時の安全性について考慮されていない。このような従来のドライビングシミュレータでは、過大な操舵反力がステアリングメカニズムに加わるために、ステアリングメカニズム等を破壊するおそれがあるという問題があった。また、ステアリングホイールを操作するテストドライバに過負荷を加えるおそれもあった。例えば、シミュレーションの条件設定の入力ミスやノイズを原因として、アクチュエータ制御部への指令信号が異常な信号になってしまった場合に、アクチュエータが過大な操舵反力をステアリングメカニズムに加えてしまうおそれがあった。
特開２００５-２１２７０６号公報 However, this driving simulator does not consider safety during simulation. In such a conventional driving simulator, an excessive steering reaction force is applied to the steering mechanism, and thus there is a problem that the steering mechanism or the like may be destroyed. There is also a risk of overloading the test driver that operates the steering wheel. For example, if the command signal to the actuator controller becomes an abnormal signal due to an input error or noise in the simulation condition setting, the actuator may apply an excessive steering reaction force to the steering mechanism. there were.
JP 2005-212706 A

本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、安全装置を備えたドライビングシミュレータ、その制御方法、およびその制御プログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a driving simulator including a safety device, a control method thereof, and a control program thereof.

上述の課題を解決するために、本発明のドライビングシミュレータは、車輪を操舵するステアリングメカニズムと、前記ステアリングメカニズムの操舵に基づき仮想車両モデルの挙動を算出するとともに、該挙動に基づき操舵反力を表す指令信号を生成するシミュレーション部と、前記指令信号に対応した操舵反力を前記ステアリングメカニズムに印加するアクチュエータと、前記指令信号が所定の条件を満たす場合に、前記操舵反力を減少させる安全装置と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a driving simulator of the present invention calculates a steering mechanism for steering a wheel, a behavior of a virtual vehicle model based on the steering of the steering mechanism, and represents a steering reaction force based on the behavior. A simulation unit that generates a command signal; an actuator that applies a steering reaction force corresponding to the command signal to the steering mechanism; and a safety device that reduces the steering reaction force when the command signal satisfies a predetermined condition; It is characterized by providing.

また、前記安全装置が、前記操舵反力を徐変させることが好ましい。 Further, it is preferable that the safety device gradually changes the steering reaction force.

また、前記安全装置は、前記指令信号が前記条件を満たす場合に、前記アクチュエータの制御部に前記操舵反力を減少させるような変更指令信号を送信することが好ましい。 The safety device preferably transmits a change command signal that reduces the steering reaction force to the control unit of the actuator when the command signal satisfies the condition.

また、前記安全装置は、所定の監視時間における前記指令信号の変化率である監視変化率が、該所定の時間における前記指令信号の変化率の許容範囲である許容変化率以上となった場合に、前記操舵反力を減少させることが好ましい。 Further, the safety device has a monitoring change rate that is a change rate of the command signal in a predetermined monitoring time when the change rate of the command signal in the predetermined time is equal to or greater than an allowable change rate that is an allowable range of the change rate of the command signal. It is preferable to reduce the steering reaction force.

また、前記許容変化率をｐ_０とすると共に、前記所定の監視時間をｔ_０とし該監視時間にわたる許容変化量をＡ_０とした場合に、該許容変化率ｐ_０は、
ｐ_０＝Ａ_０／ｔ_０
により求められ、前記監視変化率をｐとし、前記監視時間の基準となる基準時の指令信号をＡ_ｉとし、監視時間ｔ_０が経過した時の指令信号をＡ_ｉ+ｔ０とすると、該監視変化率ｐは、ｐ＝（Ａ_ｉ+ｔ０−Ａ_ｉ）／ｔ_０
により求められ、前記安全装置は、
監視変化率ｐ≧許容変化率ｐ_０
となった場合に前記操舵反力を減少させることが好ましい。 Further, when the allowable change rate is p ₀ , the predetermined monitoring time is t _0, and the allowable change amount over the monitoring time is A ₀ , the allowable change rate p ₀ is
p ₀ = A ₀ / t ₀
When the monitoring change rate is p, the command signal at the reference time as the reference of the monitoring time is A _i, and the command signal when the monitoring time t ₀ has elapsed is A _{i + t0} , the monitoring change rate p _{is, p = (A i + t0} -A i) / t 0
And the safety device is
Monitoring change rate p ≧ allowable change rate p ₀
In this case, it is preferable to reduce the steering reaction force.

また、前記ステアリングメカニズムに、補助操舵力を加える電動パワーステアリングモータと、前記電動パワーステアリングモータを制御する電動パワーステアリング制御部と、をさらに備え、前記安全装置は、前記指令信号が前記条件を満たす場合に、前記電動パワーステアリング制御部にフェールセーフ信号を送信し、前記電動パワーステアリング制御部は、前記フェールセーフ信号を受信した場合に、前記補助操舵力を減少させることが好ましい。 The safety mechanism further includes an electric power steering motor that applies an auxiliary steering force to the steering mechanism, and an electric power steering control unit that controls the electric power steering motor, and the safety device has the command signal that satisfies the condition In this case, it is preferable that a fail safe signal is transmitted to the electric power steering control unit, and the electric power steering control unit decreases the auxiliary steering force when the fail safe signal is received.

また、前記電動パワーステアリング制御部は、前記フェールセーフ信号を受信した場合に、前記補助操舵力を徐変させることが好ましい。 The electric power steering control unit preferably gradually changes the auxiliary steering force when the fail safe signal is received.

また、前記電動パワーステアリング制御部は、前記操舵反力の減少と同期するように、前記補助操舵力を減少させることが好ましい。 The electric power steering control unit preferably decreases the auxiliary steering force so as to synchronize with the decrease in the steering reaction force.

また、本発明のドライビングシミュレータの制御方法は、車輪を操舵するステアリングメカニズムと、前記ステアリングメカニズムの操舵に基づき仮想車両モデルの挙動を算出するとともに、該挙動に基づき操舵反力を表す指令信号を生成するシミュレーション部と、前記指令信号に対応した操舵反力を前記ステアリングメカニズムに印加するアクチュエータと、を備えたドライビングシミュレータの制御方法であって、前記指令信号が所定の条件を満たす場合は、安全装置によって前記操舵反力を減少させることを特徴とする。 Further, the driving simulator control method of the present invention calculates a steering mechanism for steering a wheel, a behavior of a virtual vehicle model based on the steering of the steering mechanism, and generates a command signal representing a steering reaction force based on the behavior. And a driving simulator control method comprising: a simulator that applies a steering reaction force corresponding to the command signal to the steering mechanism, wherein the command signal satisfies a predetermined condition; To reduce the steering reaction force.

また、本発明のドライビングシミュレータの制御プログラムは、車輪を操舵するステアリングメカニズムと、前記ステアリングメカニズムの操舵に基づき仮想車両モデルの挙動を算出するとともに、該挙動に基づき操舵反力を表す指令信号を生成するシミュレーション部と、前記指令信号に対応した操舵反力を前記ステアリングメカニズムに印加するアクチュエータと、前記指令信号を監視する安全装置として機能するコンピュータと、を備えたドライビングシミュレータの制御プログラムであって、前記指令信号が所定の条件を満たす場合は、前記コンピュータに、前記操舵反力を減少させる機能を実現させることを特徴とする。 The driving simulator control program according to the present invention calculates a steering mechanism for steering a wheel, a behavior of a virtual vehicle model based on the steering of the steering mechanism, and generates a command signal representing a steering reaction force based on the behavior. A driving simulator control program comprising: a simulation unit that performs: an actuator that applies a steering reaction force corresponding to the command signal to the steering mechanism; and a computer that functions as a safety device that monitors the command signal, When the command signal satisfies a predetermined condition, the computer is caused to realize a function of reducing the steering reaction force.

本発明のこのような構成によれば、異常が発生した場合であっても、操舵反力を減少させることができるので、ドライビングシミュレータ及びテストドライバの安全を確保することが可能である。 According to such a configuration of the present invention, the steering reaction force can be reduced even when an abnormality occurs, so that the safety of the driving simulator and the test driver can be ensured.

以下に、図面を参照しながら本発明の最良の実施の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る電動パワーステアリングドライビングシミュレータのブロック図である。このドライビングシミュレータは、いわゆるＨＩＬ（Hardware-in-the-loop）アプリケーションを実行可能なものであり、電動パワーステアリング装置のシミュレーションを行うためのものである。 (First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of an electric power steering driving simulator according to the first embodiment. This driving simulator is capable of executing a so-called hardware-in-the-loop (HIL) application, and is for simulating an electric power steering apparatus.

このドライビングシミュレータにおいて、シミュレーション部２は、ＣＰＵ（演算装置）、メモリ（記憶装置）、ディスプレイ（表示装置）、入出力装置等を有するリアルタイムハードウェアから構成されており、コンピュータ上において車両モデルを仮想的に走行させるためのものである。このシミュレーション部２は、ロードセッティングにより、仮想車両モデルのシミュレーション走行のための路面状況を設定することも可能である。 In this driving simulator, the simulation unit 2 is composed of real-time hardware including a CPU (arithmetic unit), a memory (storage device), a display (display device), an input / output device, and the like. It is for making it run smoothly. The simulation unit 2 can also set a road surface condition for simulation running of the virtual vehicle model by road setting.

シミュレーション部２には、安全装置３を介して、トルク＆角速度センサ１２およびアクセルペダル＆ブレーキペダルポジションセンサ１４からの信号が入力されている。そして、シミュレーション部２は、ステアリングホイール、アクセルペダル、およびブレーキペダルの操作に応じて出力された信号に基づき、コンピュータ上において仮想車両モデルをシミュレーション走行させる構成となっている。つまり、シミュレーション部２は、ステアリングメカニズムの操舵に基づき仮想車両モデルの挙動を算出する。 Signals from the torque & angular velocity sensor 12 and the accelerator pedal & brake pedal position sensor 14 are input to the simulation unit 2 via the safety device 3. The simulation unit 2 is configured to cause the virtual vehicle model to run in a simulation on the computer based on signals output in response to operations of the steering wheel, the accelerator pedal, and the brake pedal. That is, the simulation unit 2 calculates the behavior of the virtual vehicle model based on the steering of the steering mechanism.

モーションデスクモニタ１５は、シミュレーション部２からの信号に基づきテストドライバ１が座るシート等に機械的な力を加える機能を有している。すなわち、シミュレーション部２において算出された仮想車両モデルの走行状況に応じて、テストドライバ１に対して仮想車両モデルの挙動を体感させることが可能となる。 The motion desk monitor 15 has a function of applying a mechanical force to a seat or the like on which the test driver 1 sits based on a signal from the simulation unit 2. That is, it becomes possible for the test driver 1 to experience the behavior of the virtual vehicle model according to the traveling state of the virtual vehicle model calculated by the simulation unit 2.

アクチュエータ５に制御部として設けられたアクチュエータ制御部４は、安全装置３を介してシミュレーション部２から送信された指令信号に基づき、アクチュエータ５を駆動するための駆動信号を生成する。指令信号は、その値がアクチュエータ制御部４で生成される駆動信号の値に対応しており、該指令信号を変化させることにより、駆動信号ひいてはアクチュエータ５が加える力の強さを変化させることができる。アクチュエータ５は油圧式駆動装置等により構成されており、アクチュエータ制御部４からの駆動信号に基づき油圧駆動装置のバルブの開閉を行う。これにより、アクチュエータ５が、ラック＆ピニオン６に対して所定の操舵反力を加え、仮想車両モデルの走行に応じた操舵反力がラック＆ピニオン６に与えられることとなる。 The actuator control unit 4 provided as a control unit in the actuator 5 generates a drive signal for driving the actuator 5 based on a command signal transmitted from the simulation unit 2 via the safety device 3. The value of the command signal corresponds to the value of the drive signal generated by the actuator control unit 4. By changing the command signal, the strength of the force applied by the drive signal and the actuator 5 can be changed. it can. The actuator 5 is constituted by a hydraulic drive device or the like, and opens and closes a valve of the hydraulic drive device based on a drive signal from the actuator control unit 4. As a result, the actuator 5 applies a predetermined steering reaction force to the rack and pinion 6, and a steering reaction force according to the travel of the virtual vehicle model is applied to the rack and pinion 6.

ラック＆ピニオン６は、電動パワーステアリング装置におけるステアリングメカニズムの一部を構成している。ステアリングメカニズムのステアリングシャフトにはトルクセンサ１０、電動パワーステアリングモータ７（以下、「ＥＰＳモータ７」という）、減速ギア８が取り付けられており、トルクセンサ１０によるトルク信号に基づきＥＰＳモータ７がステアリングシャフトに補助操舵力を伝達する構成となっている。 The rack and pinion 6 constitutes a part of a steering mechanism in the electric power steering apparatus. A torque sensor 10, an electric power steering motor 7 (hereinafter referred to as “EPS motor 7”), and a reduction gear 8 are attached to the steering shaft of the steering mechanism. The EPS motor 7 is connected to the steering shaft based on a torque signal from the torque sensor 10. The auxiliary steering force is transmitted to the vehicle.

ＥＣＵ９はＣＰＵ、メモリを備えるとともに電源１１に接続されており、シミュレーション部２からの車速度信号およびトルクセンサ１０からの検出信号に基づき補助操舵力を算出する。また、シミュレーション部２から出力された指令信号が、安全装置３によって異常と判断された場合には、該安全装置３からフェールセーフ信号がＥＣＵ９に出力される。このフェールセーフ信号は、ＥＰＳモータ７の補助操舵力を徐々に減少するような駆動信号を生成させるための信号である。 The ECU 9 includes a CPU and a memory and is connected to the power source 11 and calculates an auxiliary steering force based on a vehicle speed signal from the simulation unit 2 and a detection signal from the torque sensor 10. Further, when the safety device 3 determines that the command signal output from the simulation unit 2 is abnormal, the safety device 3 outputs a fail-safe signal to the ECU 9. This fail-safe signal is a signal for generating a drive signal that gradually decreases the auxiliary steering force of the EPS motor 7.

評価コンピュータ１６はＣＰＵ、メモリ、ディスプレイにより構成されるとともに、シミュレーション結果を解析し、電動パワーステアリング装置の性能評価を行うためのものである。この評価コンピュータ１６には、シミュレーション部２からの車速度信号、ヨー角速度信号、横加速度信号、ステアリングホイール１３の回転を検出するトルク＆角度センサ１２からの信号、ステアリングメカニズムの音を検出する不図示のマイクからの信号が入力されている。評価コンピュータ１６はこれらの信号に基づき、操舵トルク、応答特性、操舵性能、操舵フィーリング、フェールセーフ、振動、および音等の評価を客観的に行うことが可能となる。さらに、テストドライバ１は、操舵フィーリング等の評価結果を評価コンピュータ１６に入力することができる。 The evaluation computer 16 is composed of a CPU, a memory, and a display, and analyzes the simulation result to evaluate the performance of the electric power steering apparatus. The evaluation computer 16 detects a vehicle speed signal, a yaw angular velocity signal, a lateral acceleration signal, a signal from the torque & angle sensor 12 that detects the rotation of the steering wheel 13, and a sound of the steering mechanism that are not shown. The signal from the microphone is input. Based on these signals, the evaluation computer 16 can objectively evaluate steering torque, response characteristics, steering performance, steering feeling, fail safe, vibration, sound, and the like. Furthermore, the test driver 1 can input an evaluation result such as steering feeling to the evaluation computer 16.

レポート出力装置１７は、評価コンピュータ１６およびシミュレーション部２から出力された評価結果を、レポートとして出力するためのものである。すなわち、テストドライバ１によって入力された操舵フィーリング等の評価結果、評価コンピュータ１６によって解析された評価結果、シミュレーション部２におけるシミュレーション条件等の各種データが評価結果として出力される。 The report output device 17 is for outputting the evaluation results output from the evaluation computer 16 and the simulation unit 2 as a report. That is, the evaluation result of the steering feeling or the like input by the test driver 1, the evaluation result analyzed by the evaluation computer 16, and various data such as the simulation conditions in the simulation unit 2 are output as the evaluation results.

なお、図１において、白抜きの矢印はテストドライバ１とのヒューマンインターフェース若しくは物理的な力の向きを表している。例えば、テストドライバ１からシミュレーション部２へ向かう白抜きの矢印は、テストドライバ１がシミュレーション部２を操作することにより、仮想車両モデル等を自由に設定できることを表している。また、テストドライバ１から評価コンピュータ１６へ向かう白抜きの矢印は、テストドライバ１が評価コンピュータ１６に評価結果等を入力できることを表している。 In FIG. 1, white arrows represent the human interface with the test driver 1 or the direction of physical force. For example, a white arrow from the test driver 1 to the simulation unit 2 indicates that the virtual vehicle model or the like can be freely set by the test driver 1 operating the simulation unit 2. A white arrow from the test driver 1 to the evaluation computer 16 indicates that the test driver 1 can input an evaluation result or the like to the evaluation computer 16.

ここで、図２を用いて、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を簡単に説明しておく。この電動パワーステアリング装置は、いわゆるコラムアシストタイプのものであり、ステアリングホイール１３はステアリングシャフト１３ａ、１３ｂ、ユニバーサルジョイント１３ｃ、１３ｄを介してラック＆ピニオン６に連結されている。さらに、ラック＆ピニオン６には車輪のタイロッド６ａが設けられており、ステアリングホイール１３の回転運動はタイロッド６ａの軸方向の運動に変換される構造となっている。 Here, a general configuration of the electric power steering apparatus will be briefly described with reference to FIG. This electric power steering apparatus is of a so-called column assist type, and the steering wheel 13 is connected to the rack and pinion 6 via steering shafts 13a and 13b and universal joints 13c and 13d. Further, the rack and pinion 6 is provided with a wheel tie rod 6a, and the rotational motion of the steering wheel 13 is converted into the axial motion of the tie rod 6a.

ステアリングシャフト１３ａにはトルクセンサ１０が設けられており、トルクセンサ１０はステアリングホイール１３に印加された操舵トルクを検出し、トルク信号を出力可能である。さらに、ステアリングシャフト１３ｂには減速ギア８、ＥＰＳモータ７が取り付けられており、ＥＰＳモータ７の回転トルクが減速ギア８を介してステアリングシャフト１３ｂに伝達される。 The steering shaft 13a is provided with a torque sensor 10, and the torque sensor 10 can detect a steering torque applied to the steering wheel 13 and output a torque signal. Further, a reduction gear 8 and an EPS motor 7 are attached to the steering shaft 13b, and the rotational torque of the EPS motor 7 is transmitted to the steering shaft 13b via the reduction gear 8.

ＥＣＵ９は上述のようにトルクセンサ１０からのトルク信号、車速センサ９ａからの車速度信号に基づき補助操舵力を算出し、この算出結果に基づく駆動信号をＥＰＳモータ７に送出するものである。ＥＣＵ９には電源１１が接続されており、イグニッションキー１１ａをオンにすることによりＥＣＵ９内部のリレーがオンとなる。この結果、電源がＥＣＵ９に供給される。なお、第１実施形態においては、シミュレーション部２からの車速度信号に基づき補助操舵力を算出している。 The ECU 9 calculates the auxiliary steering force based on the torque signal from the torque sensor 10 and the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 9a as described above, and sends a drive signal based on the calculation result to the EPS motor 7. A power source 11 is connected to the ECU 9, and the relay inside the ECU 9 is turned on by turning on the ignition key 11a. As a result, power is supplied to the ECU 9. In the first embodiment, the auxiliary steering force is calculated based on the vehicle speed signal from the simulation unit 2.

続いて、図３を参照しながら本実施形態に係るドライビングシミュレータに設けられた安全装置３について説明する。なお、図３において各部をつなぐ矢印は指令信号等の入出力を意味する。 Next, the safety device 3 provided in the driving simulator according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the arrows connecting the respective parts mean input / output of command signals and the like.

安全装置３は、ＣＰＵ、メモリを備える安全装置制御部３０を中心とするコンピュータとして構成されている。そして、安全装置制御部３０の他、Ａ／Ｄ変換部３１、Ｄ／Ａ変換部３２、ディスプレイ３３、キーボード等の入力手段３４等を備えている。また、安全装置制御部３０には、ドライビングシミュレータの安全装置を制御するプログラムが記憶されている。 The safety device 3 is configured as a computer centering on a safety device control unit 30 including a CPU and a memory. In addition to the safety device control unit 30, an A / D conversion unit 31, a D / A conversion unit 32, a display 33, an input unit 34 such as a keyboard, and the like are provided. The safety device control unit 30 stores a program for controlling the safety device of the driving simulator.

なお、安全装置３は、シミュレーション部２と同じコンピュータに設けることもできる。この場合は、シミュレーション部２のＣＰＵ、メモリ、ディスプレイ等を、安全装置３のＣＰＵ、メモリ、ディスプレイ等として兼用すれば良い。但し、安全装置３が独立したコンピュータであれば、シミュレーション部２のコンピュータに異常が発生した場合であっても、アクチュエータ５を確実に停止することができる。そのため、安全装置３は、シミュレーション部２とは独立したコンピュータに設けられることがより好ましい。 The safety device 3 can also be provided in the same computer as the simulation unit 2. In this case, the CPU, memory, display, etc. of the simulation unit 2 may be used as the CPU, memory, display, etc. of the safety device 3. However, if the safety device 3 is an independent computer, the actuator 5 can be reliably stopped even when an abnormality occurs in the computer of the simulation unit 2. Therefore, it is more preferable that the safety device 3 is provided in a computer independent from the simulation unit 2.

シミュレーション部２において仮想車両モデルのシミュレーションが開始されると、アクチュエータ制御部４に送信するための指令信号が、シミュレーション部２からＡ／Ｄ変換部３１を介して安全装置制御部３０に送られる。そして、安全装置制御部３０は、指令信号の監視を行うために、監視時間の基準となる監視基準時における指令信号と、該監視基準時から所定の監視時間が経過した時における指令信号とを記憶する。また、安全装置制御部３０は、監視基準時における指令信号と、所定の時間が経過した時における指令信号とに基づいて指令信号の変化量を演算する。さらに、安全装置制御部３０は、演算された変化量と所定の監視時間に基づいて、監視時間における単位時間毎の指令信号の変化率を演算し、これを監視変化率として記憶する。 When simulation of the virtual vehicle model is started in the simulation unit 2, a command signal for transmission to the actuator control unit 4 is sent from the simulation unit 2 to the safety device control unit 30 via the A / D conversion unit 31. Then, in order to monitor the command signal, the safety device control unit 30 obtains a command signal at the monitoring reference time as a reference for the monitoring time and a command signal when a predetermined monitoring time has elapsed from the monitoring reference time. Remember. Further, the safety device control unit 30 calculates the change amount of the command signal based on the command signal at the monitoring reference time and the command signal when the predetermined time has elapsed. Furthermore, the safety device control unit 30 calculates a change rate of the command signal per unit time in the monitoring time based on the calculated change amount and a predetermined monitoring time, and stores this as a monitoring change rate.

そして、監視変化率が演算されたならば、安全装置制御部３０は、監視変化率と許容変化率とを比較する。なお、監視時間における単位時間毎の許容変化率は、指令信号の変化量の許容範囲である許容変化量と、所定の監視時間とに基づいて予め設定されている。この許容変化量又は許容変化率は、テストドライバ１等のオペレータが、入力手段３４を用いて安全装置制御部３０に予め入力しておくことができる。そして、比較の結果、監視変化率が許容変化率よりも低い場合、安全装置制御部３０は、Ｄ／Ａ変換部３２を介して指令信号をアクチュエータ制御部４に送る。アクチュエータ制御部４は、指令信号に基づき、アクチュエータ５を駆動するための駆動信号を生成する。 When the monitoring change rate is calculated, the safety device control unit 30 compares the monitoring change rate with the allowable change rate. The allowable change rate per unit time in the monitoring time is set in advance based on the allowable change amount that is the allowable range of the change amount of the command signal and a predetermined monitoring time. The allowable change amount or the allowable change rate can be input in advance to the safety device control unit 30 by an operator such as the test driver 1 using the input unit 34. If the monitoring change rate is lower than the allowable change rate as a result of the comparison, the safety device control unit 30 sends a command signal to the actuator control unit 4 via the D / A conversion unit 32. The actuator control unit 4 generates a drive signal for driving the actuator 5 based on the command signal.

他方、監視変化率が許容変化率以上となる場合、安全装置３はシミュレーション部２から入力された指令信号を遮断し、アクチュエータ制御部４に出力させないように機能する。この場合、安全装置制御部３０は、遮断された指令信号の代わりに、アクチュエータ５の操舵反力を徐々に減少させるような徐変処理用の変更指令信号を生成及び送信する。なお、変更指令信号は、指令信号を遮断する前の操舵反力を基準として、徐々に操舵反力を減少させて最終的に操舵反力を０にするように設定される。 On the other hand, when the monitoring change rate is equal to or higher than the allowable change rate, the safety device 3 functions to block the command signal input from the simulation unit 2 and prevent the actuator control unit 4 from outputting it. In this case, the safety device control unit 30 generates and transmits a change command signal for gradual change processing that gradually decreases the steering reaction force of the actuator 5 instead of the blocked command signal. The change command signal is set so that the steering reaction force is gradually decreased and finally the steering reaction force is set to 0 with reference to the steering reaction force before the command signal is cut off.

安全装置３から変更指令信号を受信したアクチュエータ制御部４は、アクチュエータ５の操舵反力を徐々に減少させるような駆動信号を生成する。アクチュエータ５は、駆動信号に基づいて油圧駆動装置のバルブを徐々に閉め、最終的にラック＆ピニオン６に対して加えられる操舵反力は０となる。 The actuator control unit 4 that has received the change command signal from the safety device 3 generates a drive signal that gradually decreases the steering reaction force of the actuator 5. The actuator 5 gradually closes the valve of the hydraulic drive device based on the drive signal, and the steering reaction force finally applied to the rack and pinion 6 becomes zero.

また、安全装置３には、トルク＆角度センサ１２やアクセルペダル＆ブレーキペダルポジションセンサ１４からの信号が入力され、Ａ／Ｄ変換部３１及びＤ／Ａ変換部３２を介して、シミュレーション部２に出力される。なお、安全装置３に入力された信号の値はディスプレイ３３で確認することができる。さらに、指令信号が所定の条件を満たす場合、安全装置制御部３３は、ＥＣＵ９に対してフェールセーフ信号を出力する。 In addition, signals from the torque & angle sensor 12 and the accelerator pedal & brake pedal position sensor 14 are input to the safety device 3, and are input to the simulation unit 2 via the A / D conversion unit 31 and the D / A conversion unit 32. Is output. The value of the signal input to the safety device 3 can be confirmed on the display 33. Furthermore, when the command signal satisfies a predetermined condition, the safety device control unit 33 outputs a fail-safe signal to the ECU 9.

なお、シミュレーション部２は、指令信号を安全装置３に送信するのに加えて、アクチュエータ制御部４に直接送信しても良い。この場合、安全装置３において受信した指令信号を監視すると共に、異常と判断した際には、変更指令信号をアクチュエータ制御部４に送信すれば良い。アクチュエータ制御部４では、シミュレーション部２からの指令信号に代えて、受信した変更指令信号に基づいて駆動信号を生成される。 The simulation unit 2 may directly transmit the command signal to the actuator control unit 4 in addition to transmitting the command signal to the safety device 3. In this case, the command signal received by the safety device 3 is monitored, and when it is determined to be abnormal, the change command signal may be transmitted to the actuator control unit 4. The actuator control unit 4 generates a drive signal based on the received change command signal instead of the command signal from the simulation unit 2.

このような本実施形態にかかる構成によれば、異常発生時に操舵反力の発生を停止させることができるので、ドライビングシミュレータ及びテストドライバの安全を確保することが可能となる。 According to the configuration according to the present embodiment as described above, the generation of the steering reaction force can be stopped when an abnormality occurs, so that the safety of the driving simulator and the test driver can be ensured.

なお、アクチュエータ５が加える操舵反力を０にする構成としては、油圧源や電源をシャットダウンしてしまう構成も考えられる。但し、この構成によれば、アクチュエータ５を再セットアップするための点検作業や校正作業等が必要となり、シミュレーションの再開に余分な時間が必要となってしまう。 In addition, as a structure which makes the steering reaction force which the actuator 5 applies to 0, the structure which shuts down a hydraulic power source and a power supply is also considered. However, according to this configuration, inspection work or calibration work for re-setup of the actuator 5 is required, and extra time is required for restarting the simulation.

他方、安全装置３からの変更指令信号により停止する構成であれば、アクチュエータ５自体をシャットダウンしなくとも、操舵反力の発生を停止させることができる。そのため、速やかに且つ容易に再セットアップを行うことが可能であり、変更指令信号により停止する構成がより好ましいといえる。なお、変更指令信号により停止する構成によれば、徐々に操舵反力を減少させる等の設定も可能となるため、アクチュエータへの負担を小さくすることもできる。 On the other hand, if the configuration is such that it is stopped by a change command signal from the safety device 3, the generation of the steering reaction force can be stopped without shutting down the actuator 5 itself. Therefore, it is possible to quickly and easily perform the re-setup, and it can be said that a configuration that stops by the change command signal is more preferable. In addition, according to the structure which stops by a change command signal, since the setting which reduces a steering reaction force etc. gradually becomes possible, the burden to an actuator can also be made small.

ところで、上述の安全装置３における監視状況は、安全装置３のディスプレイ３３に表示されるので、オペレータは該表示によって監視状況を確認することができる。また、予め入力手段３４を使用して入力しておいた、許容変化量、所定の監視時間等の入力結果も、ディスプレイ３３で確認することができる。当然、入力内容を確認しながら、各種監視条件を入力することも可能である。 By the way, since the monitoring situation in the above-mentioned safety device 3 is displayed on the display 33 of the safety device 3, the operator can confirm the monitoring situation by the display. In addition, input results such as an allowable change amount and a predetermined monitoring time, which have been input using the input unit 34 in advance, can also be confirmed on the display 33. Of course, it is also possible to input various monitoring conditions while confirming the input content.

このような、監視状況および入力結果の確認画面について説明する。 Such a monitoring status and input result confirmation screen will be described.

安全装置３として機能するコンピュータを起動した場合、ディスプレイ３３には図４に示すメイン画面が表示される。オペレータはこの画面から、試験画面へ移動する「試験画面へ」や、新しい監視条件の設定を作成する画面へ移動する「新規作成」等の各項目を選択することができる。また、オペレータが「試験パターン一覧表」のうち「ＴＥＳＴ１」を選択した状態で「変更」の項目を選択すれば、各種設定条件の変更画面へと移動することができる。 When the computer functioning as the safety device 3 is started, the main screen shown in FIG. From this screen, the operator can select items such as “to test screen” for moving to the test screen and “new creation” for moving to a screen for creating new monitoring condition settings. Further, if the operator selects the “change” item while selecting “TEST1” in the “test pattern list”, it is possible to move to a change screen for various setting conditions.

監視条件の変更をする場合は、例えばメイン画面から移動した図５に示す許容変化量設定画面において変更することができる。この許容変化量設定画面上段の「試験名称」には、選択している試験パターンの名称である「ＴＥＳＴ１」が表示されている。また、「監視時間（ｍＳｅｃ）」には、現在の監視時間として「１０」（ｍＳｅｃ）が設定されていることが表示されている。 When changing the monitoring condition, for example, it can be changed on the allowable change amount setting screen shown in FIG. 5 moved from the main screen. “TEST1”, which is the name of the selected test pattern, is displayed in “TEST NAME” in the upper part of the allowable change amount setting screen. In addition, “monitoring time (mSec)” indicates that “10” (mSec) is set as the current monitoring time.

許容変化量設定画面中段には、入力側設定と出力側設定とが表示されており、「許容変化量（ｍＶ）」の監視条件の変更が可能である。例えば、入力手段３４を使用して該当箇所に所望の値を入力し、許容変化量設定画面下段の「Ｗｒｉｔｅ」を選択すると、「許容変化量（ｍＶ）」の監視条件が上書きされることとなる。また、許容変化量設定画面中段の図示右側に位置する「測定可能範囲」は、各種信号の電圧値の上限又は下限を示すものである。 The input side setting and the output side setting are displayed in the middle of the allowable change amount setting screen, and the monitoring condition of “allowable change amount (mV)” can be changed. For example, if a desired value is input to the corresponding location using the input means 34 and “Write” is selected at the bottom of the allowable change amount setting screen, the monitoring condition of “allowable change amount (mV)” is overwritten. Become. The “measurable range” located on the right side of the middle of the allowable change amount setting screen indicates the upper limit or lower limit of the voltage values of various signals.

なお、許容変化量設定画面中段の「Ｔｏｔａｌ_ＲＦ_Ｉｎ」はシミュレーション部２から安全装置３に入力される指令信号に対応し、「Ｔｏｔａｌ_ＲＦ_Ｏｕｔ」は安全装置３からアクチュエータ制御部４に出力される指令信号に対応している。その他、「ＡｃｃｅｌＰ_Ｉｎ」、「ＢｒａｋｅＰ_Ｉｎ」、「Ｓｔｅｅｒ１０_Ｉｎ」及び「Ｓｔｅｅｒ５_Ｉｎ」は、アクセルペダル＆ブレーキペダルポジションセンサ１４やトルク＆角速度センサ１２から安全装置３に入力される信号に対応している。 “Total_RF_In” in the middle of the allowable change amount setting screen corresponds to a command signal input from the simulation unit 2 to the safety device 3, and “Total_RF_Out” corresponds to a command signal output from the safety device 3 to the actuator control unit 4. is doing. In addition, “AccelP_In”, “BrakeP_In”, “Steer10_In” and “Steer5_In” correspond to signals input to the safety device 3 from the accelerator pedal & brake pedal position sensor 14 and the torque & angular velocity sensor 12.

また、「ＡｃｃｅｌＰ_Ｏｕｔ」、「ＢｒａｋｅＰ_Ｏｕｔ」、「Ｓｔｅｅｒ１０_Ｏｕｔ」及び「Ｓｔｅｅｒ５_Ｏｕｔ」は、安全装置３を介してシミュレーション部２に出力される信号に対応している。なお、安全装置３では、監視状況を確認するオペレータの便利のために、アクセルペダル＆ブレーキペダルポジションセンサ１４及びトルク＆角速度センサ１２から入力される信号と、シミュレーション部２に出力される信号とをディスプレイ３３に表示している。例えば、「ＡｃｃｅｌＰ_Ｉｎ」に対応する入力側設定においては、アクセルペダル＆ブレーキペダルポジションセンサで使用される信号のスケールに合わせた値が表されており、「ＡｃｃｅｌＰ_Ｏｕｔ」に対応する入力側設定においては、シミュレーション部で使用される信号のスケールに合わせた値が表されている。 Further, “AccelP_Out”, “BrakeP_Out”, “Steer10_Out”, and “Steer5_Out” correspond to signals output to the simulation unit 2 via the safety device 3. In addition, in the safety device 3, for the convenience of the operator who confirms the monitoring status, the signal input from the accelerator pedal & brake pedal position sensor 14 and the torque & angular velocity sensor 12 and the signal output to the simulation unit 2 are This is displayed on the display 33. For example, in the input side setting corresponding to “AccelP_In”, a value according to the scale of the signal used in the accelerator pedal & brake pedal position sensor is represented. In the input side setting corresponding to “AccelP_Out”, Values according to the scale of signals used in the simulation section are shown.

また、「Ｎｏｎ−Ｕｓｅ」は、使用されていない項目である。そして、許容変化量設定画面下段の「Ｔｏｔａｌ_ＲＦ_Ｉｎの出力を最大５Ｖにします」及び「Ｎｏｎ−Ｕｓｅの出力を最大５Ｖにします」の項目は、選択することにより選択された項目の信号の電圧値の上限を５Ｖに変更することができる。 “Non-Use” is an item that is not used. In the lower part of the allowable change amount setting screen, the items "Total_RF_In output is set to 5 V maximum" and "Non-Use output is set to maximum 5 V" are the voltage values of the signal of the item selected by selection. The upper limit can be changed to 5V.

許容変化量設定画面において全ての条件が設定し終わった場合は、「Ｗｒｉｔｅ」を選択することにより、変更した設定条件の上書きができる。また、「Ｒｅｔｕｒｎ」を選択すると前の画面に戻ることができる。 When all the conditions have been set on the allowable change amount setting screen, the changed setting condition can be overwritten by selecting “Write”. If “Return” is selected, the previous screen can be returned.

また、オペレータは、メイン画面から移動した図６に示す試験画面において、安全装置３の監視状況や、アクセルポジション等の各種信号の確認することが可能である。なお、試験画面においても、許容変化量設定画面と同じ名称の項目は同じ内容を示している。また、試験画面中段の「入力電圧」及び「出力電圧」には、現在入力されている信号及び出力している信号の値と、許容変化量が表示されている。例えば、「許容」の項目は、許容変化量の略であり、その図面右側の欄に表示されている「６０００」等は、許容変化量（ｍＶ）を表示している。なお、図示の試験画面では実際に入出力されている信号の値は「０」であるが、Ａ／Ｄ変換部やＤ／Ａ変換部のオフセット電圧等を考慮した結果、表示上の値を「−０．２」や「−０．３」等と表示している。 Further, the operator can check various signals such as the monitoring status of the safety device 3 and the accelerator position on the test screen shown in FIG. 6 moved from the main screen. In the test screen, items having the same names as the allowable change amount setting screen indicate the same contents. In the “input voltage” and “output voltage” in the middle of the test screen, the value of the currently input signal, the value of the output signal, and the allowable change amount are displayed. For example, the item “permissible” is an abbreviation of the permissible change amount, and “6000” or the like displayed in the right column of the drawing indicates the permissible change amount (mV). In the illustrated test screen, the value of the actually input / output signal is “0”. However, as a result of considering the offset voltage of the A / D conversion unit and the D / A conversion unit, the value on the display is changed. “−0.2”, “−0.3” or the like is displayed.

試験画面下段の「開始」を選択することにより、「ＡｃｃｅｌＰ_Ｉｎ」や「Ｓｔｅｅｒ１０_Ｉｎ」等の各種信号の出力と、安全装置３における指令信号の監視が開始される。また、試験画面下段の「停止」を選択することにより、指令信号の監視の停止及び各種信号の出力の停止をすることができる。なお、試験画面下段の「戻る」を選択することにより前の画面に戻ることができる。 By selecting “Start” in the lower part of the test screen, output of various signals such as “AccelP_In” and “Steer10_In” and monitoring of the command signal in the safety device 3 are started. In addition, by selecting “Stop” in the lower part of the test screen, monitoring of the command signal and output of various signals can be stopped. It is possible to return to the previous screen by selecting “Return” at the bottom of the test screen.

続いて、図７を参照しながら本実施形態に係るドライビングシミュレータの動作を説明する。 Next, the operation of the driving simulator according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

まず、テストドライバ１等のオペレータは、シミュレーション部２のインタフェースを操作することによって仮想車両モデルを決定する（ステップＳ１０１）。仮想車両モデルは、開発中の電動パワーステアリング装置を搭載する実車をシミュレーションしたものである。 First, an operator such as the test driver 1 determines a virtual vehicle model by operating the interface of the simulation unit 2 (step S101). The virtual vehicle model is a simulation of an actual vehicle equipped with an electric power steering device under development.

続いて、オペレータは、シミュレーション部２においてシミュレーションの各種条件のセッティングを行う。例えば、急ハンドル、急ブレーキペダル等の挙動が必要となる走行条件をシミュレーション部２に入力する。なお、オペレータは、仮想車両モデルを走行させるためのロードモデルおよびトレースを、シミュレーション部２において決定することもできる。ロードモデルの一例としては、ランプ路面、でこぼこ路面、ミュースポット路面等が考えられる。 Subsequently, the operator sets various simulation conditions in the simulation unit 2. For example, a driving condition that requires the behavior of a sudden handle, a sudden brake pedal, or the like is input to the simulation unit 2. The operator can also determine a road model and a trace for running the virtual vehicle model in the simulation unit 2. As an example of a road model, a ramp road surface, a bumpy road surface, a mu spot road surface, and the like can be considered.

以上によりシミュレーション走行の各種条件のセッティングが完了すると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、シミュレーションを開始する（ステップＳ１０３）。シミュレーションの各種条件のセッティングが完了しない場合は（ステップＳ１０２でＮＯ）、セッティングが完了するまで条件の入力を繰り返す（ステップＳ１０１〜S１０２）。 When the setting of various conditions for the simulation traveling is completed as described above (YES in step S102), the simulation is started (step S103). When the setting of various conditions of the simulation is not completed (NO in step S102), the input of conditions is repeated until the setting is completed (steps S101 to S102).

シミュレーションを開始し、テストドライバ１がステアリングホイール１３、アクセルペダルおよびブレーキペダル等を操作しながら仮想車両モデルを走行させると、これらの操作に応じた信号が安全装置３を介してシミュレーション部２に入力される。また、テストドライバ１がステアリングホイール１３を操作すると、ＥＣＵ９はトルクセンサ１０によって検出されたトルク信号、シミュレーション部２からの車速度に基づきＥＰＳモータ７を駆動し、補助操舵力が減速ギア８を介してラック＆ピニオン６に伝達される。 When the simulation is started and the test driver 1 runs the virtual vehicle model while operating the steering wheel 13, the accelerator pedal, the brake pedal, and the like, a signal corresponding to these operations is input to the simulation unit 2 via the safety device 3 Is done. When the test driver 1 operates the steering wheel 13, the ECU 9 drives the EPS motor 7 based on the torque signal detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed from the simulation unit 2, and the auxiliary steering force is transmitted via the reduction gear 8. Is transmitted to the rack and pinion 6.

シミュレーション部２は、仮想車両モデルの車速度等の挙動を算出し、該算出結果に基づきアクチュエータ制御部４に指令信号を送信する。アクチュエータ制御部４では、受信した指令信号に基づいて駆動信号を生成し、アクチュエータ５を制御することによりラック＆ピニオン６に所定の挙動を与える。同時に、シミュレーション部２は、モーションデスクモニタ１５を駆動し、仮想車両モデル走行のシミュレーション結果に応じた挙動をテストドライバ１に対して与える。 The simulation unit 2 calculates a behavior such as a vehicle speed of the virtual vehicle model, and transmits a command signal to the actuator control unit 4 based on the calculation result. The actuator control unit 4 generates a drive signal based on the received command signal and controls the actuator 5 to give the rack and pinion 6 a predetermined behavior. At the same time, the simulation unit 2 drives the motion desk monitor 15 to give the test driver 1 a behavior corresponding to the simulation result of the virtual vehicle model traveling.

ここで、安全装置３が作動している状態では（ステップＳ１０４）、安全装置３が指令信号を監視と異常の有無の判断を行う。そして、異常発生と判断した場合、安全装置３がアクチュエータ５を停止させる（ステップＳ１０５）。なお、異常発生と判断しない場合は、安全装置３は入力された指令信号をアクチュエータ制御部４に出力し、アクチュエータ５が駆動される。アクチュエータ５の駆動後は、再び安全装置３によって指令信号が監視される。 Here, in a state where the safety device 3 is operating (step S104), the safety device 3 monitors the command signal and determines whether there is an abnormality. If it is determined that an abnormality has occurred, the safety device 3 stops the actuator 5 (step S105). When it is not determined that an abnormality has occurred, the safety device 3 outputs the input command signal to the actuator control unit 4 and the actuator 5 is driven. After the actuator 5 is driven, the command signal is monitored again by the safety device 3.

続いて、図８を参照しながら本発明の安全装置を用いたドライビングシミュレータの制御について説明する。 Next, the control of the driving simulator using the safety device of the present invention will be described with reference to FIG.

シミュレーション部２においてシミュレーションが開始され、安全装置３が動作すると、前回シミュレーション時の監視条件又は新たに入力された監視条件のデータを、安全装置制御部３０が読み込む（ステップＳ２０１）。ここで、安全装置３による監視を停止し、新たな監視条件を入力することも可能である。そして、監視が開始されたならば、シミュレーション部２から送られた指令信号を、Ａ／Ｄ変換部３１が安全装置制御部３０に送る。 When the simulation is started in the simulation unit 2 and the safety device 3 is operated, the safety device control unit 30 reads data of the monitoring condition at the previous simulation or the newly input monitoring condition (step S201). Here, it is also possible to stop monitoring by the safety device 3 and input new monitoring conditions. When the monitoring is started, the A / D conversion unit 31 sends the command signal sent from the simulation unit 2 to the safety device control unit 30.

安全装置制御部３０は、受け取った指令信号の監視を行い（ステップＳ２０２）、監視基準時の指令信号Ａ_ｉと、該監視基準時から所定の監視時間ｔ_０が経過した時の指令信号Ａ_ｉ+ｔ０とを、メモリに記憶する。監視時間ｔ_０が経過した場合、安全装置制御部３０は、上記指令信号Ａ_ｉと上記指令信号Ａ_ｉ+ｔ０との差分としての変化量（Ａ_ｉ+ｔ０−Ａ_ｉ）を演算する。 Safety device control unit 30 monitors the received command signal (step S202), the command signal A _i, the monitoring reference, the command signal A _i when a predetermined monitoring time t ₀ has elapsed from the time of the monitoring criteria _{+ t0} is stored in the memory. When the monitoring time _{t 0} has elapsed, the safety device control unit 30 calculates the amount of change as the difference between the command signal _{A i} and the command signal A _{i + t0} to _{_{(A i + t0 -A i)}} .

続いて、安全装置制御部３０は、変化量（Ａ_ｉ+ｔ０−Ａ_ｉ）を監視時間ｔ_０で除算し、単位時間毎の指令信号Ａの監視変化率ｐを演算する（ステップＳ２０３）。演算された監視変化率ｐは、メモリに記憶される。具体的には、下記式に従って単位時間毎の監視変化率ｐが演算される。
監視変化率ｐ＝変化量（Ａ_ｉ+ｔ０−Ａ_ｉ）／監視時間ｔ_０
例えば、監視基準時の指令信号Ａ_ｉを５０００ｍＶとし、所定の監視時間ｔ_０経過時の指令信号Ａ_ｉ+ｔ０を６０００ｍＶとし、監視時間を１０ｍＳｅｃとした場合は、変化量（Ａ_ｉ+ｔ０−Ａ_ｉ）は１０００ｍＶとなり、監視変化率ｐは１００ｍＶ／ｍＳｅｃとなる。なお、本実施形態では、監視変化率ｐを演算する度に書き換える構成としても、演算した監視変化率ｐを蓄積記憶する構成としても良い。また、監視変化率ｐを時間の経過と共に常時演算するのではなく、所定の期間毎に定期的に演算することもできる。 Subsequently, the safety device control unit 30 divides the change amount (A _{i + t0} −A _i ) by the monitoring time t ₀ and calculates the monitoring change rate p of the command signal A per unit time (step S203). The calculated monitoring change rate p is stored in the memory. Specifically, the monitoring change rate p per unit time is calculated according to the following formula.
Monitor change rate p = change amount (A _{i +} t ₀ −A _i ) / monitor time t ₀
For example, when the command signal A _i at the time of monitoring is set to 5000 mV, the command signal A _{i + t0} at the time when the predetermined monitoring time t _{0 has} elapsed is set to 6000 mV, and the monitoring time is set to 10 mSec, the amount of change (A _{i + t0} − A _i ) is 1000 mV, and the monitoring change rate p is 100 mV / mSec. In the present embodiment, it may be configured to rewrite every time the monitoring change rate p is calculated, or may be configured to store the calculated monitoring change rate p. Further, the monitoring change rate p is not always calculated with the passage of time, but can be calculated periodically every predetermined period.

続いて安全装置制御部３０は、監視変化率ｐと比較判断を行うために、予め設定してあった許容変化率ｐ_０を読み込む（ステップＳ２０４）。具体的に許容変化率ｐ_０は、許容できる変化率の基準となる許容変化量Ａ_０を、上記監視時間ｔ_０で除算し、下記式に従って演算される。
許容変化率ｐ_０＝許容変化量Ａ_０／監視時間ｔ_０
例えば、許容変化量Ａ_０を６０００ｍＶとし、監視時間ｔ_０を１０ｍＳｅｃとした場合、許容変化率ｐ_０は、６００ｍＶ／ｍＳｅｃとなる。なお、許容変化量を絶対値として設定しているので、指令信号が負の値である場合であっても、実効的な比較判断を行うことができる。但し、正と負の両方について許容変化量を設定することも可能である。 Then the safety device control unit 30, in order to perform the comparison determines that the monitored rate of change p, reads the allowable change rate p ₀ which had been set in advance (step S204). Specifically, the allowable change rate p ₀ is calculated according to the following equation by dividing the allowable change amount A ₀ as a reference for the allowable change rate by the monitoring time t ₀ .
Allowable change rate p ₀ = allowable change amount A ₀ / monitoring time t ₀
For example, when the allowable change amount A ₀ is 6000 mV and the monitoring time t ₀ is 10 mSec, the allowable change rate p ₀ is 600 mV / mSec. In addition, since the allowable change amount is set as an absolute value, an effective comparison determination can be performed even when the command signal is a negative value. However, it is possible to set an allowable change amount for both positive and negative.

そして、安全装置制御部３０は、監視変化率ｐと許容変化率ｐ_０とを比較し、監視変化率ｐが許容変化率ｐ_０以上となるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。監視変化率ｐが許容変化率ｐ_０より低い場合（ステップＳ２０５でＮＯ）、安全装置制御部３０は異常と判断せず、Ｄ／Ａ変換部３２を介してアクチュエータ制御部４に指令信号を出力する（ステップＳ２０６）。例えば、監視変化率ｐが−１００ｍＶ／ｍＳｅｃの場合に、絶対値として設定された許容変化率ｐ_０が６００ｍＶ／ｍＳｅｃであれば、監視変化率ｐ＜許容変化率ｐ_０となり、異常とは判断されない。そして、全ての処理を終了した安全装置制御部３０は、再び指令信号の監視を行う。 The safety device control unit 30 compares the monitoring rate of change p and allowable change rate p _0, it is determined whether monitoring the rate of change p is the allowable change rate p ₀ or more (step S205). Monitoring if the change rate p is less than the allowable rate of change p ₀ (NO at step S205), the safety device control unit 30 does not determine that an abnormality, outputting a command signal to the actuator control unit 4 via the D / A converter 32 (Step S206). For example, when the monitoring change rate p is −100 mV / mSec, if the allowable change rate p ₀ set as an absolute value is 600 mV / mSec, the monitoring change rate p <the allowable change rate p ₀ is satisfied, and it is determined that there is an abnormality. Not. And the safety device control part 30 which complete | finished all the processes monitors a command signal again.

指令信号を受け取ったアクチュエータ制御部４は、受け取った指令信号に基づいてアクチュエータ５を駆動する信号を生成する。アクチュエータ制御部４から駆動信号を受け取ったアクチュエータ５は、指令信号に応じて通常通りに駆動されることとなる（ステップＳ２０７）。 The actuator control unit 4 that has received the command signal generates a signal for driving the actuator 5 based on the received command signal. The actuator 5 that has received the drive signal from the actuator controller 4 is driven as usual according to the command signal (step S207).

他方、監視変化率ｐ≧許容変化率ｐ_０である場合（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、安全装置制御部３０は、シミュレーション部２から入力された指令信号を遮断し、アクチュエータ制御部４への指令信号の出力が停止される。例えば、監視変化率ｐが−７００ｍＶ／ｍＳｅｃの場合に、絶対値として設定された許容変化率ｐ_０が６００ｍＶ／ｍＳｅｃであれば、監視変化率ｐ≧許容変化率ｐ_０となるので、異常有りと判断される。なお、監視変化率ｐ＞許容変化率ｐ_０である場合にのみ異常有りと判断するものとしてもよい。 On the other hand, when monitoring change rate p ≧ allowable change rate p ₀ (YES in step S205), safety device control unit 30 interrupts the command signal input from simulation unit 2, and sends a command signal to actuator control unit 4 Output is stopped. For example, when the monitoring change rate p is −700 mV / mSec, if the allowable change rate p ₀ set as an absolute value is 600 mV / mSec, the monitoring change rate p ≧ the allowable change rate p ₀ , so there is an abnormality. It is judged. Note that it may be determined that there is an abnormality only when the monitoring change rate p> the allowable change rate p ₀ .

ここで、操舵反力が急激に減少すると、ステアリングメカニズムに損傷を与えるおそれがある。そこで、安全装置制御部３０は、アクチュエータ５の操舵反力が徐々に減少するような徐変処理用の変更指令信号を新たに生成し、Ｄ／Ａ変換部３２を介してアクチュエータ制御部４に出力する（ステップＳ２０８）。なお、ステアリングメカニズムの損傷が問題とならないのであれば、徐変処理用の変更指令信号ではなく、操舵反力を０にするような変更指令信号を生成しても良い。 Here, if the steering reaction force is rapidly reduced, the steering mechanism may be damaged. Therefore, the safety device control unit 30 newly generates a change command signal for gradual change processing that gradually decreases the steering reaction force of the actuator 5, and sends it to the actuator control unit 4 via the D / A conversion unit 32. Output (step S208). If damage to the steering mechanism is not a problem, a change command signal that makes the steering reaction force zero may be generated instead of the change command signal for gradual change processing.

変更指令信号を受け取ったアクチュエータ制御部４は、変更指令信号に応じて徐々に変化する駆動信号を生成し、該駆動信号をアクチュエータ５に送る。その結果、アクチュエータ５の操舵反力は徐々に減少し、最終的にアクチュエータ５は停止する（ステップＳ２０９）。なお、最終的なアクチュエータ５の停止は、電源をオンにしたままでアクチュエータ５の駆動を停止する以外に、電源をオフにすることでも実現できる。いずれの場合でも、最終的にアクチュエータ５からステアリングメカニズムに加えられる操舵反力は０となる。 The actuator control unit 4 that has received the change command signal generates a drive signal that gradually changes according to the change command signal, and sends the drive signal to the actuator 5. As a result, the steering reaction force of the actuator 5 gradually decreases, and finally the actuator 5 stops (step S209). The final stop of the actuator 5 can be realized by turning off the power supply in addition to stopping the driving of the actuator 5 while the power supply is turned on. In any case, the steering reaction force finally applied from the actuator 5 to the steering mechanism is zero.

本実施形態では、安全装置制御部３０が変更指令信号を生成している。しかし、徐変処理を開始するためのトリガーとなる指令信号を、安全装置制御部３０がアクチュエータ制御部４に出力するのみとしても良い。この場合、該指令信号をトリガーとして、アクチュエータ制御部４が、アクチュエータ５の操舵反力を徐々に減少させるような駆動信号を生成する。これにより、ステアリングメカニズムに加えられる操舵反力を、徐々に減少させることができる。 In the present embodiment, the safety device control unit 30 generates a change command signal. However, the safety device control unit 30 may only output a command signal serving as a trigger for starting the gradual change process to the actuator control unit 4. In this case, using the command signal as a trigger, the actuator control unit 4 generates a drive signal that gradually decreases the steering reaction force of the actuator 5. Thereby, the steering reaction force applied to the steering mechanism can be gradually reduced.

アクチュエータ５を停止した後は、オペレータが異常の原因を捜索除去し、ドライビングシミュレーションターを再セットアップすることによって、シミュレーションを再開することができる。シミュレーションが再開された場合は、再び安全装置制御部３０による指令信号の監視が行われる。 After the actuator 5 is stopped, the simulation can be resumed by the operator searching for and removing the cause of the abnormality and setting up the driving simulator again. When the simulation is resumed, the safety device control unit 30 monitors the command signal again.

なお、所定の監視時間ｔ_０が短すぎると、ステアリングメカニズムに悪影響を与えないような極短時間での異常であっても、指令信号が遮断されてしまうおそれがある。例えば、ノイズ等の影響によって極短時間に指令信号が大きく増減を繰り返す場合に、指令信号が遮断されてしまう。そのため、監視時間ｔ_０の所定の長さは、短すぎない程度に設定されることが好ましい。このような所定の長さは、ステアリングメカニズムの耐久性等に応じて異なるので、実験等によって適当な長さを求めることができる。また、操舵反力を徐変させる減少率もステアリングメカニズムの耐久性等に応じて異なるので、実験等によって適当な条件を求めることができる。 Incidentally, when the predetermined monitoring time t ₀ is too short, even an abnormality in the extremely short time that does not adversely affect the steering mechanism, there is a possibility that the command signal from being interrupted. For example, the command signal is interrupted when the command signal repeatedly increases and decreases greatly in an extremely short time due to the influence of noise or the like. Therefore, a predetermined length of the monitoring time t ₀ is preferably set to a degree not too short. Since such a predetermined length varies depending on the durability of the steering mechanism, an appropriate length can be obtained by experiments or the like. In addition, since the rate of decrease in gradually changing the steering reaction force varies depending on the durability of the steering mechanism, appropriate conditions can be obtained through experiments and the like.

また、本実施形態では異常発生の有無を判断する基準として、予め入力された指令信号のリミッタ値を用いて、指令信号が該リミッタ値を超えた場合に、アクチュエータ５を停止する構成とすることも可能である。但し、リミッタ値を超えないまでも、仮想車両モデルの計算の暴走や、ノイズの発生により変化率が異常な値を示す場合もある。さらに、瞬間的にはリミッタ値を超えたものの、変化率から判断すれば、アクチュエータ５を停止する必要がない場合もある。このような場合に対応するためには、変化率によって判断する構成が、リミッタ値によって判断する構成よりも好ましいといえる。 In this embodiment, as a reference for determining whether or not an abnormality has occurred, a limit value of a command signal input in advance is used, and when the command signal exceeds the limit value, the actuator 5 is stopped. Is also possible. However, even if the limiter value is not exceeded, the rate of change may show an abnormal value due to runaway calculation of the virtual vehicle model or generation of noise. Further, although the limiter value is instantaneously exceeded, it may not be necessary to stop the actuator 5 based on the rate of change. In order to cope with such a case, it can be said that the configuration determined by the change rate is preferable to the configuration determined by the limiter value.

本実施形態において上述の制御は、安全装置３として機能するコンピュータのメモリに記憶されたドライビングシミュレータの制御プログラムを、安全装置制御部３０のＣＰＵに実行させることにより実現することができる。つまり、安全装置３として機能するコンピュータに、予め制御プログラムをインストールしておき、該制御プログラムを実行することで、コンピュータに指令信号を監視させることができる。そして、指令信号が予め設定された条件となった場合は、安全装置３として機能するコンピュータが、操舵反力を減少するような変更指令信号をアクチュエータ制御部４に出力する。 In the present embodiment, the above-described control can be realized by causing the CPU of the safety device control unit 30 to execute a driving simulator control program stored in the memory of a computer functioning as the safety device 3. That is, by installing a control program in advance in a computer functioning as the safety device 3 and executing the control program, the computer can monitor the command signal. When the command signal becomes a preset condition, the computer functioning as the safety device 3 outputs a change command signal that reduces the steering reaction force to the actuator control unit 4.

なお、シミュレーション部２として機能するコンピュータのメモリに上記制御プログラムを記憶しておき、該制御プログラムをシミュレーション部２のＣＰＵによって実行させることもできる。この場合、シミュレーション部２として機能するコンピュータを、安全装置３と兼用することとなる。 Note that the control program may be stored in a memory of a computer functioning as the simulation unit 2 and executed by the CPU of the simulation unit 2. In this case, the computer functioning as the simulation unit 2 is also used as the safety device 3.

本実施形態によれば、異常発生時に操舵反力の発生を停止させることができるので、ドライビングシミュレータ及びテストドライバの安全を確保することが可能である。さらに、アクチュエータの電源等をシャットダウンしなくとも、操舵反力の発生を停止させることができるので、速やかに且つ容易に再セットアップを行うことが可能となる。また、徐々に操舵反力を減少させる等の調整を容易に行うことができるため、アクチュエータへの負担を小さくすることが可能となる。 According to this embodiment, since the generation of the steering reaction force can be stopped when an abnormality occurs, the safety of the driving simulator and the test driver can be ensured. Furthermore, since the generation of the steering reaction force can be stopped without shutting down the power supply of the actuator or the like, the setup can be performed quickly and easily. In addition, adjustments such as gradually reducing the steering reaction force can be easily performed, so that the burden on the actuator can be reduced.

また、ハードウェアで停止するのではなく、ソフトウェアを利用してデジタル制御することができるので、シミュレーションの条件に応じて柔軟に対応することができ、汎用性の高いドライビングシミュレータの提供が可能である。また、安全装置の条件を容易に変更することも可能であり、保守性に優れたドライビングシミュレータを提供することができる。 In addition, since it can be digitally controlled using software instead of being stopped by hardware, it can flexibly respond to the simulation conditions and provide a highly versatile driving simulator. . In addition, the conditions of the safety device can be easily changed, and a driving simulator having excellent maintainability can be provided.

（第２実施形態）
次に図９を用いて、本発明に係る第２実施形態について説明する。本実施形態においては、安全装置３からＥＣＵ９へフェールセーフ信号が出力される点が第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態と略同じであるので、同一の構成については説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the first embodiment in that a fail safe signal is output from the safety device 3 to the ECU 9. Since other configurations are substantially the same as those of the first embodiment, description of the same configurations is omitted.

本発明に係る安全装置を備えたドライビングシミュレータにおいて、アクチュエータ５への指令信号が異常値を示してアクチュエータ５が停止した場合であっても、何の操作もしなければＥＣＵ９は処理を続けてしまう。つまり、ＥＣＵ９は、補助操舵力を算出し続け、該算出結果に基づく駆動信号をＥＰＳモータ７に出力し続ける。そのため、アクチュエータ５からの操舵反力がなくなるにも関わらず、補助操舵力がステアリングメカニズムに加わり続けることとなってしまう。 In the driving simulator provided with the safety device according to the present invention, even if the command signal to the actuator 5 shows an abnormal value and the actuator 5 is stopped, the ECU 9 continues the process if no operation is performed. That is, the ECU 9 continues to calculate the auxiliary steering force and continues to output a drive signal based on the calculation result to the EPS motor 7. Therefore, although the steering reaction force from the actuator 5 is lost, the auxiliary steering force continues to be applied to the steering mechanism.

そして、補助操舵力がステアリングメカニズムに加わり続けると、ステアリングメカニズムに過大な力が加わることとなり、ステアリングメカニズムが損傷するおそれや、テストドライバ１に過負荷を加えるおそれがある。そこで、本実施形態における安全装置を備えたドライビングシミュレータでは、安全装置にフェールセーフ機能を備えることによって、より安全なドライビングシミュレーションを可能としている。 If the auxiliary steering force continues to be applied to the steering mechanism, an excessive force is applied to the steering mechanism, which may damage the steering mechanism or overload the test driver 1. Therefore, in the driving simulator provided with the safety device in the present embodiment, a safer driving simulation is possible by providing the safety device with a fail-safe function.

図９において、ステップＳ３０１からステップＳ３０５までは、図８に示される第１実施形態と略同じ制御が行われる。つまり、安全装置３が動作すると、安全装置制御部３０は監視条件のデータを読み込み（ステップＳ３０１）、指令信号の監視を行う（ステップＳ３０２）。そして、安全装置制御部３０は、監視変化率ｐを演算する（ステップＳ３０３）と共に許容変化率ｐ_０を読み込み（ステップＳ３０４）、監視変化率ｐが許容変化率ｐ_０以上となるか否かを判断する（ステップＳ３０５）。 In FIG. 9, from step S301 to step S305, substantially the same control as in the first embodiment shown in FIG. 8 is performed. That is, when the safety device 3 operates, the safety device control unit 30 reads the monitoring condition data (step S301) and monitors the command signal (step S302). The safety device control unit 30 calculates the monitoring rate of change p reads the allowable change rate _{p 0} (step S303) (step S304), whether or not monitoring the rate of change p is the allowable change rate _{p 0} or more Judgment is made (step S305).

本実施形態においても、監視変化率ｐ＜許容変化率ｐ_０である場合に（ステップＳ３０５でＮＯ）、指令信号が出力され（ステップＳ３０６）、アクチュエータ５が駆動される（ステップＳ３０７）点は同じである。なお、第１の実施形態では省略されているが、監視変化率ｐ＜許容変化率ｐ_０である場合（ステップＳ３０５でＮＯ）、安全装置制御部３０は異常発生とは判断しないので、ＥＰＳモータ７が駆動される（ステップＳ３０８）。そして、全ての処理が終了した安全装置制御部３０は、再び指令信号の監視を行うこととなる。また、監視変化率ｐ≧許容変化率ｐ_０である場合に（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、安全装置制御部３０が、徐変処理用の変更指令信号を生成し、アクチュエータ制御部４に出力する（ステップＳ３０９）点も同じである。この場合、アクチュエータ５の操舵反力は徐々に減少して停止する（ステップＳ３１０）。 Also in this embodiment, when the monitoring change rate p <allowable change rate p ₀ (NO in step S305), the command signal is output (step S306), and the actuator 5 is driven (step S307). It is. Although omitted in the first embodiment, when the monitoring change rate p <allowable change rate p ₀ (NO in step S305), the safety device control unit 30 does not determine that an abnormality has occurred, and therefore the EPS motor 7 is driven (step S308). And the safety device control part 30 which complete | finished all the processes will monitor a command signal again. When the monitoring change rate p ≧ allowable change rate p ₀ (YES in step S305), the safety device control unit 30 generates a change command signal for gradual change processing and outputs it to the actuator control unit 4 ( The same applies to step S309). In this case, the steering reaction force of the actuator 5 gradually decreases and stops (step S310).

一方、本実施形態では、監視変化率ｐ≧許容変化率ｐ_０である場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、アクチュエータ５の停止制御の他に、フェールセーフ制御を行う点が異なる。すなわち、監視変化率ｐ≧許容変化率ｐ_０である場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、安全装置制御部３０は、Ｄ／Ａ変換部３２を介してフェールセーフ信号をＥＣＵ９に出力する（ステップＳ３１１）。なお、監視変化率ｐが許容変化率ｐ_０を超えた場合のみ、つまり、監視変化率ｐ＞許容変化率ｐ_０である場合にのみフェールセーフ信号を出力してもよい。 On the other hand, in the present embodiment, when the monitoring change rate p ≧ allowable change rate p ₀ (YES in step S305), the point that the fail safe control is performed in addition to the stop control of the actuator 5 is different. That is, when the monitoring change rate p ≧ the allowable change rate p ₀ (YES in step S305), the safety device control unit 30 outputs a fail-safe signal to the ECU 9 via the D / A conversion unit 32 (step S311). . Note that the fail-safe signal may be output only when the monitoring change rate p exceeds the allowable change rate p ₀ , that is, only when the monitoring change rate p> the allowable change rate p ₀ .

ＥＣＵ９はフェールセーフ信号を受け取ると、補助操舵力を徐々に減少させるような徐変処理用の駆動信号を算出及び生成し、ＥＰＳモータ７に送る。そして、駆動信号を受け取ったＥＰＳモータ７は、補助操舵力を徐々に減少させ最終的に停止する（ステップＳ３１２）。 When the ECU 9 receives the fail-safe signal, it calculates and generates a drive signal for gradual change processing that gradually decreases the auxiliary steering force, and sends it to the EPS motor 7. Then, the EPS motor 7 that has received the drive signal gradually decreases the auxiliary steering force and finally stops (step S312).

なお、補助操舵力が急激に減少する場合は、ステアリングメカニズムに損傷を与えるおそれがある。そこで、本実施形態では、時間の経過と共に所定の減少率に基づいて徐々に補助操舵力を減少させるように、徐変処理用の駆動信号が設定されている。但し、ステアリングメカニズム等の損傷が問題とならないのであれば、補助操舵力を０にするような駆動信号を生成しても良い。 If the auxiliary steering force decreases rapidly, the steering mechanism may be damaged. Therefore, in the present embodiment, the drive signal for the gradual change process is set so that the auxiliary steering force is gradually decreased based on a predetermined decrease rate with time. However, if damage to the steering mechanism or the like is not a problem, a drive signal that makes the auxiliary steering force zero may be generated.

また、本実施形態では、ＥＣＵ９が徐変処理用の駆動信号を生成している。しかし、単に安全装置３からのフェールセーフ信号に応じた駆動信号を、ＥＣＵ９が順次生成する構成としてもよい。この場合、安全装置３が、フェールセーフ信号として、徐々に補助操舵力を減少させるような信号を生成しＥＣＵ９に出力する。 In the present embodiment, the ECU 9 generates a drive signal for gradual change processing. However, the ECU 9 may simply generate a drive signal corresponding to the fail-safe signal from the safety device 3 sequentially. In this case, the safety device 3 generates a signal that gradually decreases the auxiliary steering force as a fail-safe signal and outputs the signal to the ECU 9.

ＥＰＳモータ７が停止した後は、オペレータが異常の原因を捜索除去し、シミュレーション部２を再セットアップすることによって、シミュレーションを再開することができる。シミュレーションが再開された場合、再び安全装置制御部３０による指令信号の監視が行われる。 After the EPS motor 7 is stopped, the simulation can be resumed by the operator searching for and removing the cause of the abnormality and setting up the simulation unit 2 again. When the simulation is resumed, the safety device control unit 30 monitors the command signal again.

なお、本実施形態においては、ＥＰＳモータ７の停止と、アクチュエータ５の停止とは、同期するように制御されることが好ましい。ＥＰＳモータ７が停止した状態で、アクチュエータ５が操舵反力を加え続けた場合、ステアリングメカニズムに過大な力が加わることとなるからである。特に、最終的にＥＰＳモータ７とアクチュエータ５との停止するタイミングが一致するように、ＥＣＵ９で生成される徐変処理用の駆動信号と、安全装置３で生成される徐変処理用の変更指令信号と、が設定されることが好ましい。このような設定は、監視変化率ｐ≧許容変化率ｐ_０となった時点、つまり異常発生時点の補助操舵力と操舵反力とに基づいて設定することができる。 In the present embodiment, it is preferable that the stop of the EPS motor 7 and the stop of the actuator 5 are controlled to be synchronized. This is because if the EPS motor 7 is stopped and the actuator 5 continues to apply a steering reaction force, an excessive force is applied to the steering mechanism. In particular, a drive signal for gradual change processing generated by the ECU 9 and a change command for gradual change processing generated by the safety device 3 so that the timing at which the EPS motor 7 and the actuator 5 finally stop coincide with each other. Is preferably set. Such a setting can be set based on the auxiliary steering force and the steering reaction force at the time when the monitoring change rate p ≧ the allowable change rate p ₀ , that is, when the abnormality occurs.

具体的には、補助操舵力を徐変させて０にするのにかかる時間と、操舵反力を徐変させて０にするのにかかる時間とを比較し、より長く時間がかかる方に他方を合わせることで実現できる。すなわち、かかる時間が短い方に対して、より長い時間がかかる方に合わせて停止するように減少率を再演算させ、該再演算した結果の信号を先の信号と置き換えて出力すればよい。なお、補助操舵力を徐変させる減少率と、操舵反力を徐変させる減少率とは、ステアリングメカニズムの耐久性等に応じて異なるので、実験等によって適当な条件を求めることができる。 Specifically, the time taken to gradually change the auxiliary steering force to 0 and the time taken to gradually change the steering reaction force to 0 are compared. It can be realized by combining. That is, it is only necessary to recalculate the reduction rate so as to stop in accordance with the longer time for the shorter time, and replace the signal obtained as a result of the recalculation with the previous signal and output it. Note that the reduction rate for gradually changing the auxiliary steering force and the reduction rate for gradually changing the steering reaction force differ depending on the durability of the steering mechanism, and therefore, appropriate conditions can be obtained through experiments and the like.

本実施形態によれば、異常発生時に補助操舵力の発生を停止させることができるので、ドライビングシミュレータ及びテストドライバの安全を確保することが可能となる。さらに、ＥＰＳモータ自体をシャットダウンしなくとも、補助操舵力の発生を停止させることができるので、速やかに且つ容易に再セットアップを行うことが可能である。その上、徐々に補助操舵力を減少させる等の設定が可能であるため、ステアリングシステムへの負担を小さくすることもできる。 According to this embodiment, since the generation of the auxiliary steering force can be stopped when an abnormality occurs, it is possible to ensure the safety of the driving simulator and the test driver. Furthermore, since the generation of the auxiliary steering force can be stopped without shutting down the EPS motor itself, it is possible to quickly and easily perform re-setup. In addition, since the setting such as gradually decreasing the auxiliary steering force is possible, the burden on the steering system can be reduced.

なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。すなわち、ドライビングシミュレータ及びテストドライバの安全を確保することが可能であると共に、速やかに且つ容易に再セットアップを行うことができる。また、徐々に操舵反力を減少させる等の設定が可能であるため、アクチュエータへの負担を小さくすることができる。さらに、汎用性の高いドライビングシミュレータを提供することが可能であり、保守性にも優れている。 Note that it goes without saying that the same effects as in the first embodiment can be obtained in the present embodiment. That is, it is possible to ensure the safety of the driving simulator and the test driver, and it is possible to quickly and easily perform re-setup. In addition, since the setting such as gradually decreasing the steering reaction force is possible, the burden on the actuator can be reduced. Furthermore, it is possible to provide a driving simulator with high versatility and excellent maintainability.

また、本実施形態において、上述の処理は、安全装置３として機能するコンピュータのメモリに記憶された制御プログラムを、安全装置３のＣＰＵによって実行させることにより実現することができる。つまり、指令信号が予め設定された条件となった場合には、安全装置３として機能するコンピュータに、フェールセーフ信号をＥＣＵ９に出力させる。同時に、安全装置３として機能するコンピュータに、操舵反力を減少させるような変更指令信号をアクチュエータ制御部４に出力させる。なお、シミュレーション部２として機能するコンピュータのメモリに制御プログラムを記憶しておき、該制御プログラムをシミュレーション部２のＣＰＵによって実行させることも可能である。 In the present embodiment, the above-described processing can be realized by causing the CPU of the safety device 3 to execute a control program stored in a memory of a computer that functions as the safety device 3. That is, when the command signal becomes a preset condition, the computer functioning as the safety device 3 is caused to output a fail safe signal to the ECU 9. At the same time, the computer that functions as the safety device 3 causes the actuator control unit 4 to output a change command signal that reduces the steering reaction force. It is also possible to store a control program in the memory of a computer that functions as the simulation unit 2 and cause the CPU of the simulation unit 2 to execute the control program.

本発明では、上記各実施形態に係る制御プログラムを、予め安全装置３として機能する又はシミュレーション部２として機能するコンピュータにインストールして使用する形態には限定されない。例えば、サーバー若しくはダウンロードサイトからダウンロードした制御プログラムを、ＣPＵによって実行しても良い。また、上記制御プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体からインストールしても良い。なお、暗号化された上記制御プログラムをユーザに配布し、対価を支払ったユーザにのみ解読キーを通知することもできる。また、プログラムを実行するためのオペレーティングシステムはどのようなものであっても良く、プログラムを実行するハードウェアはリアルタイムハードウェアのみならず、他の形態を有するコンピュータでも差し支えない。 In the present invention, the control program according to each of the above embodiments is not limited to a form that is installed and used in advance on a computer that functions as the safety device 3 or functions as the simulation unit 2. For example, a control program downloaded from a server or a download site may be executed by the CPU. The control program may be installed from a storage medium such as a CD-ROM. It is also possible to distribute the encrypted control program to the user and notify the decryption key only to the user who has paid the price. In addition, any operating system for executing the program may be used, and hardware for executing the program is not limited to real-time hardware, and may be a computer having another form.

以上、本発明にかかる実施形態について説明したが、本発明は上述の構成に拘泥されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 As mentioned above, although embodiment concerning this invention was described, this invention can be changed in the range which does not deviate from the meaning of this invention, without being restricted to the above-mentioned structure.

本発明の第１実施形態に係るドライビングシミュレータのブロック図である。1 is a block diagram of a driving simulator according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置のブロック図である。1 is a block diagram of an electric power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る安全装置のブロック図である。It is a block diagram of the safety device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る安全装置のメイン画面を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the main screen of the safety device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る安全装置の許容変化量設定画面を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the allowable variation | change_quantity setting screen of the safety device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る安全装置の試験画面を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the test screen of the safety device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係るドライビングシミュレータの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the driving simulator which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る安全装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the safety device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る安全装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the safety device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１テストドライバ、２シミュレーション部、３安全装置、４アクチュエータ制御部、５アクチュエータ、６ラック＆ピニオン、６ａ、タイロッド、７電動パワーステアリングモータ、８減速ギア、９ＥＣＵ、１０トルクセンサ、１１電源、１１ａイグニッションキー、１２トルク＆角速度センサ、１３ステアリングホイール、１３ａ，１３ｂステアリングシャフト、１３ｃ，１３ｄユニバーサルジョイント、１４アクセルペダル＆ブレーキペダルポジションセンサ、１５モーションデスクモニタ、１６評価コンピュータ、１７レポート出力装置、３０安全装置制御部、３１Ａ／Ｄ変換部、３２Ｄ／Ａ変換部、３３ディスプレイ、３４入力手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test driver, 2 Simulation part, 3 Safety device, 4 Actuator control part, 5 Actuator, 6 Rack & pinion, 6a, Tie rod, 7 Electric power steering motor, 8 Reduction gear, 9 ECU, 10 Torque sensor, 11 Power supply, 11a Ignition key, 12 Torque & angular velocity sensor, 13 Steering wheel, 13a, 13b Steering shaft, 13c, 13d Universal joint, 14 Accelerator pedal & brake pedal position sensor, 15 Motion desk monitor, 16 Evaluation computer, 17 Report output device, 30 Safety Device control unit, 31 A / D conversion unit, 32 D / A conversion unit, 33 display, 34 input means

Claims

A steering mechanism for steering the wheels;
Calculating a behavior of the virtual vehicle model based on the steering of the steering mechanism, and generating a command signal representing a steering reaction force based on the behavior;
An actuator for applying a steering reaction force corresponding to the command signal to the steering mechanism;
And a safety device that reduces the steering reaction force when the command signal satisfies a predetermined condition.

The driving simulator according to claim 1, wherein the safety device gradually changes the steering reaction force.

The said safety device transmits the change command signal which reduces the said steering reaction force to the control part of the said actuator, when the said command signal satisfy | fills the said conditions. Driving simulator.

The safety device, when a monitoring change rate that is a change rate of the command signal in a predetermined monitoring time is equal to or greater than an allowable change rate that is an allowable range of the change rate of the command signal in the predetermined time, The driving simulator according to any one of claims 1 to 3, wherein a steering reaction force is reduced.

When the allowable change rate is p ₀ , the predetermined monitoring time is t _0, and the allowable change amount over the monitoring time is A ₀ , the allowable change rate p ₀ is
p ₀ = A ₀ / t ₀
Sought by
Assuming that the monitoring change rate is p, the reference time command signal as the reference of the monitoring time is A _i, and the command signal when the monitoring time t ₀ has elapsed is A _{i + t0} , the monitoring change rate p is ,
p = (A _{i + t0} −A _i ) / t ₀
Sought by
The safety device is
Monitoring change rate p ≧ allowable change rate p ₀
The driving simulator according to claim 4, wherein the steering reaction force is reduced in the case of becoming.

An electric power steering motor for applying an auxiliary steering force to the steering mechanism;
An electric power steering control unit for controlling the electric power steering motor,
The safety device transmits a fail safe signal to the electric power steering control unit when the command signal satisfies the condition,
The driving simulator according to any one of claims 1 to 5, wherein the electric power steering control unit reduces the auxiliary steering force when the fail safe signal is received.

The driving simulator according to claim 6, wherein the electric power steering control unit gradually changes the auxiliary steering force when the fail-safe signal is received.

The driving simulator according to claim 6 or 7, wherein the electric power steering control unit decreases the auxiliary steering force so as to synchronize with the decrease in the steering reaction force.

A steering mechanism that steers the wheels, a behavior of the virtual vehicle model is calculated based on the steering of the steering mechanism, and a command signal that indicates a steering reaction force is generated based on the behavior, and a steering that corresponds to the command signal An actuator for applying a reaction force to the steering mechanism, and a driving simulator control method comprising:
When the command signal satisfies a predetermined condition, the steering reaction force is reduced by a safety device.

A steering mechanism that steers the wheels, a behavior of the virtual vehicle model is calculated based on the steering of the steering mechanism, and a command signal that indicates a steering reaction force is generated based on the behavior, and a steering that corresponds to the command signal A driving simulator control program comprising an actuator that applies a reaction force to the steering mechanism, and a computer that functions as a safety device that monitors the command signal,
A control program for causing the computer to realize a function of reducing the steering reaction force when the command signal satisfies a predetermined condition.