This paper discusses a method of controlling the
tire force exerted by each wheel of a vehicle as a
means of ensuring steerability and stability.
Conventional vehicle stability control systems generally
rely on feedback of vehicle states such as the side
slip angle and yaw rate to enable stabilization under
a range of vehicle/road surface combinations. On a
low-friction road surface that is incapable of applying
sufficient force, however, it is unreasonable to expect
a system to provide sufficient control upon the occurrence
of undesirable vehicle behavior. The tire force has
a non-linear saturating characteristic, the value
of which varies with the vehicle state and road surface,
making it difficult to determine the force to be generated
by each tire to ensure the desired vehicle behavior.
This report proposes a method of distributing the
target force and moment of a vehicle to each tire
by considering variations in the tire force caused
by changes in the tire's vertical load, the longitudinal
slip, and so on. As a result, the proposed strategy
achieves seamless behavior between the normal and
the critical limit regions. And, we have confirmed
that excellent levels of steerability and stability
can be achieved, relative to conventional stability
control systems, by simulating a slalom maneuver.
Also, this strategy enables effective vehicle control
in the face of unstable phenomena involving unbalanced
lateral forces arising from changes in the vehicle
behavior, such as closing the throttle during a turn
maneuver.
本研究は車両の操縦性，安定性の向上を目的とした，各輪のタイヤ発生力制御手法について述べるものである。
従来の車両運動制御システムでは，一般的に車体スリップ角やヨーレートといった車両状態量をフィードバックすることによって車両の安定化を行っている。しかし低μ路面においては，十分な力を発生させることができないために，望ましくない車両挙動が発生した後では十分な制御効果が得られないことがあった。また，タイヤの特性は強い非線形を持っており，路面とタイヤの状態によって変化するために，所望の車両挙動を達成するための最適な各輪のタイヤ発生力を求めることは簡単ではない。
本報告では，非線形なタイヤ特性を考慮した各輪タイヤ力の最適制御手法を提案する。本手法により，通常の走行領域から限界走行領域まで，シームレスな車両挙動が得られる。スラローム走行と限界旋回からのアクセルオフのタスクを取り上げて，操縦性と安定性の高次元での両立を，シミュレーションによって検証する。
