GT-Rの走りを実現する「モデルフォロイング制御」とは？
車を知りたい
先生、「モデルフォロイング制御方式」ってどういう意味ですか？ 日産のGT-Rに採用されてるって聞きました。
自動車研究家
良い質問だね！「モデルフォロイング制御方式」は、簡単に言うと「車がこう動いてほしい！」という理想の動きをあらかじめコンピューターに教えておき、その通りに車を制御する技術なんだ。GT-Rだと、ハンドルの角度や車の速度に合わせて、後輪をどう動かすかを決めているんだよ。
車を知りたい
なるほど。でも、なんで後輪を動かす必要があるんですか？
自動車研究家
後輪を動かすことで、車をより正確に、そして安定して曲がらせることができるんだ。例えば、高速でカーブを曲がるとき、後輪が同じ方向に切れていれば、よりスムーズに曲がれるよね？逆に、駐車場でバックするときなどは、後輪を反対に切ると小回りがきく。このように、状況に応じて後輪を制御することで、理想的な車の動きを実現できるんだ。
モデルフォロイング制御方式とは。
「モデルフォロイング制御方式」とは、日産が開発した四輪操舵システム「電動SUPERHICAS」における後輪操舵の制御理論です。この技術は、スポーツカー「GT-R」などに搭載されています。 ハンドル角度や車速に応じて、車両の理想的な動き（旋回速度や横方向の速度）を計算し、その動きを実現するために後輪の角度を自動調整します。 従来よりも精密で細やかな制御を行うことで、ドライバーの思い通りのラインをトレースできるだけでなく、横風など外乱の影響を抑え、安定した走行を実現します。
モデルフォロイング制御とは？
車の運転で、アクセルを踏めば加速し、ブレーキを踏めば減速しますよね？ これは、ドライバーである人間が、頭の中で「こう動いてほしい」というイメージを描いて、アクセルやブレーキ、ハンドルを操作することで実現しています。 モデルフォロイング制御とは、この人間の思考プロセスを機械で再現する制御技術のことです。
簡単に言えば、あらかじめ設定された理想的な車の動き（モデル）に対して、実際の車の状態をセンサーで監視し、その差を埋めるようにコンピューターがアクセル、ブレーキ、ハンドルなどを自動制御する仕組みです。
SUPER HICASと後輪操舵の進化
日産を代表するスポーツカー、GT-R。その卓越した走行性能を支える技術の一つに、四輪操舵システム「SUPER HICAS」があります。SUPER HICASは、コーナリング時などに後輪をわずかに操舵することで、車両の回頭性を高め、安定した走りを実現するシステムです。
近年、自動車業界では電子制御技術の進化が目覚ましく、SUPER HICASも進化を遂げています。最新のGT-Rに搭載されるシステムでは、ステアリング操作や車両の速度、ヨーレートセンサーなどからの情報に基づいて、後輪の操舵角度をより精密に制御することが可能となりました。
この進化により、低速域では小回りが利き、高速域では安定したレーンチェンジが可能になるなど、あらゆる速度域でドライバーの意図した通りの走りを実現する、より高度な車両制御が可能となっています。
目標とする車両の運動状態を決定
モデルフォロイング制御において、まず最初に行うのが、目標とする車両の運動状態を決定することです。これは、ドライバーがステアリング、アクセル、ブレーキを操作した際に、車がどのように反応することを理想とするかを定義する作業と言えます。例えば、コーナーを曲がる際に、どの程度の速度で、どれだけのロール角で、どれだけのヨーレートで旋回するかといったことを具体的に定めます。この目標とする車両の運動状態は、車両の挙動に関する様々なパラメータを用いて、高度な数学的モデルに基づいて表現されます。
高精度な制御で実現する優れた走行性能
日産のスポーツカー「GT-R」は、その圧倒的な走行性能で世界中の自動車ファンを魅了してきました。 この卓越した走りの裏側には、「モデルフォロイング制御」と呼ばれる高度な制御技術が隠されています。
モデルフォロイング制御とは、車両の挙動を予測する「モデル」を基に、ドライバーの操作に対して最適な制御を行う技術です。具体的には、アクセル操作に対するエンジントルクや、ハンドル操作に対するタイヤの角度などを、常に理想的な状態に制御することで、ドライバーが意図した通りのラインを、スムーズかつ安定して走行することを可能にします。
GT-Rの場合、このモデルフォロイング制御によって、加速、減速、コーナリングの全てにおいて、極めて高い応答性と安定性を実現しています。 その結果、ドライバーは、まるで自分の体の一部のように車を操り、限界性能を引き出すことができるのです。
未来の自動車制御への応用
モデルフォロイング制御は、GT-Rのような高性能車だけでなく、未来の自動車制御にも大きな可能性を秘めています。例えば、自動運転車への応用が期待されています。自動運転では、刻々と変化する周囲の状況に合わせて、安全かつスムーズに車両を制御する必要があります。モデルフォロイング制御は、あらかじめ設定された理想的な走行モデルに基づいて車両を制御するため、複雑な状況下でも高い精度で車両をコントロールすることができます。また、燃費向上や乗り心地の改善など、自動車の様々な性能向上にも応用が期待されています。 モデルフォロイング制御は、未来のモビリティ社会を実現するための重要な技術と言えるでしょう。