Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Reducing the Tuning Effort of a Steer-Torque-Manager for Vehicle Lateral Control
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Reducering av inställningsbehovet av en Steer-Torque-Manager för lateral fordonsreglering (Swedish)
Abstract [en]

A lot of research and development in the automotive industry today is focusing on active safety and driver assistance functions. On the market there are already car models with the ability to provide autonomous steering and behind next door stands the fully autonomous vehicles. The steering functionality is often referred to as Lane Keeping or lateral control. When its operation is verified in one vehicle it needs to be introduced into the following vehicles models as efficiently as possible. Aspects like vehicle dynamics together with system and component responses require the need for tuning and modification for each new vehicle model. One software component in the steering functionality that needs extensive tuning is the module determining the steer torque request that is sent to the Electric Power Steering (EPS). This component is referred to as the Steer-Torque-Manager (STM). In this thesis an investigation takes place regarding how the tuning effort of the STM can be reduced with help from model-based development and what the requirements for this are. To achieve this two virtual vehicle models including a steering system model are evaluated against physical measurements from a Volvo XC90. The first one is a model created in the software CarMaker and Simulink and the second one is a co-simulation model between Adams and Simulink. To evaluate the significance of certain parameters and settings a sensitivity analysis is performed. With the objective to evaluate if the existent STM controller can be modified to allow more rapid tuning a Two-Degree-Of-Freedom (2-DOF) controller, an Internal ModelControl (IMC) controller and a Self-Tuning Regulator (STR) are implemented and evaluated. The results show that the accuracy of the co-simulation model is sufficient to make it useful in the design and tuning of the STM and that the characteristics of the torsion bar, steering columnand steering wheel has a large impact on the system response. From the control investigation it can be concluded that the 2-DOF controller has the ability to simplify the tuning and slightly improve the performance, while the IMC controller decreases the performance and the STR suffers from implementation issues.

Abstract [sv]

Mycket forskning och utveckling inom fordonsindustrin i dag fokuserar på aktiv säkerhet och förarassistansfunktioner. På marknaden finns redan bilmodeller som har möjlighet att erbjuda autonom styrning och bakom nästa hörn står helt autonoma fordon. Styrfunktionaliteten refereras ofta till genom termen Lane Keeping och när dess funktion är verifierad för ett fordon måste den införas i efterföljande fordon så effektivt som möjligt. Aspekter såsom fordonsdynamik samt system- och komponentsvar skapar ett behov av inställning och anpassning för varje ny bilmodell. En mjukvarukomponent som i synnerhet är i behov av anpassning är funktionen som fastställer styrmomentbegäran som skickas till den elektriska styrservon (EPS). Denna komponent kallas för Steer-Torque-Manager (STM). I denna avhandling genomförs en undersökning om hur anpassningsbehovet av STM kan minskas med hjälp av modellbaserad utveckling och vilka kraven för detta är. För att uppnå detta utvärderas två virtuella bilmodeller, innehållande en modell över bilens styrsystem mot fysiska mätningar ifrån en Volvo XC90. Den första modellen är skapad i mjukvaran CarMaker och Simulink och den andra är en co-simulering mellan Adams och Simulink. För att utvärdera betydelsen av vissa parametrar och inställningar så genomförs en känslighetsanalys. I syfte att undersöka om den existerande STM regulatorn kan modifieras för att möjliggöra snabbare inställning, så har också en 2-DOF regulator, en IMC regulator och en självinställande regulator (STR) skapats och testats. Resultaten visar att noggrannheten hos co-simuleringsmodellen är tillräcklig för att göra den användbar i designen och inställningen av STM och att egenskaperna hos torsionsstaven, rattstången och ratten har en stor inverkan på systemdynamiken. Reglerundersökningen pekar på att 2-DOF regulatorn kan möjliggöra snabbare inställning och något förbättrad prestanda, medan IMC regulatorn försämrar prestandan och att STR lider av implementationssvårigheter.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 55 p.
Series
MMK 2015:29 MDA 505
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-180853OAI: oai:DiVA.org:kth-180853DiVA: diva2:897366
External cooperation
Volvo Cars
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-01-27 Created: 2016-01-25 Last updated: 2016-01-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3591 kB)205 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3591 kBChecksum SHA-512
2eceb8b904face5cd77cb5fd13d05146ebee41de660229d6e97db189e904ce0304caf317937568b201a7d578143ac6d658c4c177b2b6d9e50770864f3e221150
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 205 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 302 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf