研究テーマ
非線形シャシー統合運動制御系の設計
自動車の運動性能を向上させるため，四輪操舵やダイレクトヨーコントロールなどのシャシー制御技術が実用化されています．これらのシャシー制御技術をうまく組み合わせることにより，それぞれを単独に用いるよりすぐれた性能が期待できます．しかし現在のところ，それぞれの制御系を独立に設計した後，これらを組み合わせるという方法が多く，いくつかのシャシー制御を組み合わせた効果をフルに発揮できているとは言えません．この研究では四輪操舵と四輪独立トルク制御をフルに統合し，より高い運動性能を実現しようとしています．
上の図は代表的なシャシー制御の方式を示しています．左の図は後輪操舵制御系で，前輪はドライバのハンドル操作に比例して操舵され，後輪だけがコントローラによってアクティブに操舵されます．中央の図は４輪の制動トルクをコントローラによって制御する場合です．左右の制動力の差を与えることによってヨーモーメントを発生させ，横／方向の運動を制御することができます．右の図はコントローラが前輪と後輪，さらに４輪のトルクを統合的にアクティブ制御する場合です．
４輪アクティブ制御と４輪トルク制御を統合制御した場合が最も良い性能を得られると考えられます．しかし，制御系の設計は非常に難しくなります．また，このような制御ではどうしても車両の運動特性を非線形と見なさなければなりません．そこで，非線形予測制御と呼ばれる新しい制御理論を拡張し，完全な統合運動制御系の実現を目指しています．
下の図は３つの制御方式のシミュレーション結果です．横すべり角，ヨーレイトの応答は統合制御が最も優れた性能を示しています．
関連する論文
- Horiuchi, S., Okada, K and Nohtomi, S., Effects of Integrated Control of Active Four Wheel Steer and Individual Wheel Torque on Vehicle Handling and Stability - A Comparison of Alternative Control Strategies -, Vehicle System Dynamics, Vol. 33, suppl. pp.680-691, 1999.
- Horiuchi, S., Okada, K. and Nohtomi, S., Stochastic Robustness Analysis and Synthesis of Nonlinear Vehicle Dynamics Controller, Vehicle System Dynamics Vol. 37, suppl, pp. 183-196, 2001.
- Nohtomi, S., Okada, K. and Horiuchi, S., Stochastic Robustness Synthesis of Vehicle Dynamics Controller based on Analytic Hierarchy Process, 6th International Symposium on Advanced Vehicle Control, Hiroshima, September 2002.
- Nohtomi, S., Okada, K. and Horiuchi, S., Application of Analytic Hierarchy Process to Stochastic Robustness Synthesis of Integrated Vehicle Controllers, Vehicle System Dynamics, Vol. 42, Nos. 1-2, pp.3-21, 2004.
- 堀内伸一郎，岡田一行，納富信也，確定外乱を考慮したモデル追従型非線形予測制御とその車両運動制御への応用，日本機械学会論文集C編，Vol. 70, No. 698, 2948-2953, 2004．
