(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各車輪を懸架する複数の懸架手段と、
各懸架手段に設けられ車体に対する車輪の向きを変更する転舵手段と、
各懸架手段に設けられ車輪を駆動する駆動手段と、
各懸架手段を車体に対して車幅方向の任意の位置に移動させる車輪位置変更手段と、
各車輪の輪荷重が目標輪荷重となるように前記車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第１車輪位置制御手段と、
左右輪の一方と車体の車幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車体の車幅方向中心位置との距離とを異ならせることにより、車体の車幅方向位置が目標車体位置となるように前記車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第２車輪位置制御手段と、
を備え、
前記車輪位置変更手段は、各車輪を１つの環状軌道上で移動させることを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車輪位置可変車両において、
前記第１車輪位置制御手段は、各車輪の輪荷重が均等となるように車輪位置を変更することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車輪位置可変車両において、
前記第１車輪位置制御手段は、車両重心に作用する加速度の方向に基づいて、加速度方向における車輪と車両重心との距離を変更することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車輪位置可変車両において、
前記第２車輪位置制御手段は、左右の車輪間距離を一定に保ちつつ、各車輪位置を変更することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車輪位置可変車両において、
前記第２車輪位置制御手段は、左右の車輪間距離を変更しつつ、各車輪位置を変更することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項６】
請求項５に記載の車輪位置可変車両において、
前記第２車輪位置制御手段は、車体を移動させる際、移動方向と反対側に位置する懸架手段と車体中心との距離を一定に維持しつつ、移動方向に位置する懸架手段と車体中心との距離を短くすることを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車輪位置可変車両において、
車両側方の障害物を検出する障害物検出手段を備え、
前記第２車輪位置制御手段は、検出された障害物と車体との距離が所定のしきい値以下である場合、車体の移動を停止することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車輪位置可変車両において、
前記第２車輪位置制御手段は、車両重心位置の移動範囲が各懸架手段よりも車幅方向内側の範囲内に収まるように、車体の移動量を制限することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車輪位置可変車両において、
前記第２車輪位置制御手段は、車両に横方向加速度が作用したとき、車両重心位置の移動範囲が各懸架手段よりも車幅方向内側の範囲内に収まるように、車体の移動量を制限することを特徴とする車輪位置可変装置。
【請求項１０】
各車輪を懸架する複数の懸架手段と、
各懸架手段に設けられ車体に対する車輪の向きを変更する転舵手段と、
各懸架手段に設けられ車輪を駆動する駆動手段と、
各懸架手段を車体に対して車幅方向の任意の位置に移動させる車輪位置変更手段と、
各車輪の輪荷重が目標輪荷重となるように前記車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第１車輪位置制御手段と、
左右輪の一方と車体の車幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車体の車幅方向中心位置との距離とを異ならせることにより、車体の車幅方向位置が目標車体位置となるように前記車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第２車輪位置制御手段と、
を備え、
前記第２車輪位置制御手段は、車体の車幅方向中心位置を左右一方側の車輪に近づけた状態で直進走行する場合、車両に発生するヨーモーメントを打ち消すように左右輪の駆動力を配分することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項１１】
各車輪を懸架する複数の懸架手段と、
各懸架手段に設けられ車体に対する車輪の向きを変更する転舵手段と、
各懸架手段に設けられ車輪を駆動する駆動手段と、
各懸架手段を車体に対して車幅方向の任意の位置に移動させる車輪位置変更手段と、
各車輪の輪荷重が目標輪荷重となるように前記車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第１車輪位置制御手段と、
左右輪の一方と車体の車幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車体の車幅方向中心位置との距離とを異ならせることにより、車体の車幅方向位置が目標車体位置となるように前記車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第２車輪位置制御手段と、
を備え、
前記第２車輪位置制御手段は、車体の車幅方向中心位置を左右一方側の車輪に近づけた状態で直進走行する場合、発生する車輪横すべり角を打ち消すように各車輪のトー角を制御することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項１２】
各車輪を懸架する複数の懸架手段と、
各懸架手段に設けられ車体に対する車輪の向きを変更する転舵手段と、
各懸架手段に設けられ車輪を駆動する駆動手段と、
各懸架手段を車体に対して車幅方向の任意の位置に移動させる車輪位置変更手段と、
各車輪の輪荷重が目標輪荷重となるように前記車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第１車輪位置制御手段と、
左右輪の一方と車体の車幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車体の車幅方向中心位置との距離とを異ならせることにより、車体の車幅方向位置が目標車体位置となるように前記車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第２車輪位置制御手段と、
を備え、
前記車輪位置変更手段は、各車輪を所定の円弧状軌道上で移動可能であり、
前記第２車輪位置制御手段は、懸架手段の車両前後方向に対する角度が所定角度を超える場合には、前記車輪位置変更手段に代えて、前記駆動手段を駆動することにより、車体の位置を変更することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項１３】
請求項１２に記載の車輪位置可変車両において、
前記第２車輪位置制御手段は、各懸架手段の車両前後方向に対する角度に応じて、左右の車輪位置変更手段または駆動手段の出力比を変更することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項１４】
請求項５に記載の車輪位置可変車両において、
前記第２車輪位置制御手段は、車体を移動させる際、移動方向と反対側に位置する懸架手段の車体に対する位置を固定することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項１５】
請求項１４に記載の車輪位置可変車両において、
前記第２車輪位置制御手段は、移動させる車輪のすべり角がゼロとなるように当該車輪のトー角を制御することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項１６】
請求項５または請求項１５に記載の車輪位置可変車両において、
前記第２車輪位置制御手段は、移動させる車輪の要求する力の合力を求め、この合力を生成する際にエネルギが最小となるように前記車輪位置変更手段および前記駆動手段を制御することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項１７】
各車輪を懸架する複数の懸架手段と、
各懸架手段に設けられ車体に対する車輪の向きを変更する転舵手段と、
各懸架手段に設けられ車輪を駆動する駆動手段と、
各懸架手段を車体に対して車幅方向の任意の位置に移動させる車輪位置変更手段と、
各車輪の輪荷重が目標輪荷重となるように前記車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第１車輪位置制御手段と、
左右輪の一方と車体の車幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車体の車幅方向中心位置との距離とを異ならせることにより、車体の車幅方向位置が目標車体位置となるように前記車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第２車輪位置制御手段と、
を備え、
前記第２車輪位置制御手段は、旋回時に車体を旋回外側へ移動させることを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項１８】
請求項１７に記載の車輪位置可変車両において、
前記第２車輪位置制御手段は、各車輪を車幅方向内側へ近づけることで、車体の位置を旋回外側へ移動させることを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項１９】
請求項１７または請求項１８に記載の車輪位置可変車両において、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記第２車輪位置制御手段は、検出された車速に応じて旋回時における各車輪の移動量を制御することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項２０】
請求項１７ないし請求項１９のいずれか１項に記載の車輪位置可変車両において、
ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、
前記第２車輪位置制御手段は、検出された操舵角に応じて旋回時における各車輪の移動量を制御することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項２１】
請求項１７ないし請求項２０のいずれか１項に記載の車輪位置可変車両において、
車両の横方向加速度を検出する横方向加速度検出手段を備え、
前記第２車輪位置制御手段は、検出された横方向加速度に応じて旋回時における各車輪の移動量を制御することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項２２】
請求項１７ないし請求項２１のいずれか１項に記載の車輪位置可変車両において、
車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段を備え、
前記第２車輪位置制御手段は、検出されたヨーレートに応じて旋回時における各車輪の移動量を制御することを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項２３】
請求項１７ないし請求項２２のいずれか１項に記載の車輪位置可変車両において、
前記車輪位置変更手段は、各車輪を車両前後方向へ移動可能であり、
前記第２車輪位置制御手段は、旋回初期時、車体を車両前方側へ移動させることを特徴とする車輪位置可変車両。
【請求項２４】
請求項１７ないし請求項２３のいずれか１項に記載の車輪位置可変車両において、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記第２車輪位置制御手段は、検出された車速が低車速しきい値以下となる低車速域では、車体を旋回外側へ移動させ、前記車速が前記低車速しきい値を超える中高車速域では、車体を旋回内側へ移動させることを特徴とする車輪位置可変車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体に対する車輪位置を変更可能な車輪位置可変車両の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、駐車スペースの縮小化と操縦安定性の向上との両立を図るために、車両の走行状態に応じて前輪および後輪のトレッドベースをそれぞれ独立に変更可能な車両が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−２６４５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、トレッドベース変更に伴う車体の車幅方向中心位置は常に一致しているため、車両の操縦安定性確保に関してさらなる向上の余地があった。また、車輪位置を変更する手段を駐車スペースの縮小と操縦安定性確保のみに用いているため、車両としての利便性に関してさらなる向上の余地があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、操縦安定性の向上と利便性の向上とを共に実現することができる車輪位置可変車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、各懸架手段を車体に対して車幅方向の任意の位置に移動させる車輪位置変更手段と、各車輪の輪荷重が目標輪荷重となるように車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第１車輪位置制御手段と、左右輪の一方と車体の車幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車幅方向中心位置との距離とを異ならせることにより、車体の車幅方向位置が目標車体位置となるように車輪位置変更手段に対し車輪位置の変更を指令する第２車輪位置制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にあっては、輪荷重を目標値に応じて変更可能であるため、操縦安定性の向上を図ることができる。また、車体の車幅方向位置を目標車体位置に応じて変更可能であるため、利便性の向上を図ることができる。
この結果、操縦安定性の向上と利便性の向上とを共に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１〜４に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
［全体構成］
図１は、実施例１の車輪位置可変車両の外観図であり、車体100の下部には４つの車輪ユニット（懸架手段）300が配置されている。
【０００９】
図２は実施例１の車輪位置可変車両のシステム構成を示す平面図、図３は実施例１の車輪位置可変車両の制御ブロック図であり、実施例１の車輪位置可変車両は、車体100と、操舵角センサ（操舵角検出手段）110と、アクセル開度センサ111と、加速度＆ヨーレートセンサ（横方向加速度検出手段、ヨーレート検出手段）120と、ピッチ＆ロール角センサ130と、車体速センサ（車速検出手段）140と、４つの車輪ユニット300と、車両挙動制御装置400と、ジオメトリ制御装置500とを備えている。
【００１０】
操舵角センサ110は、運転者のステアリングホイール操作量（操舵角）を検出する。アクセル開度センサ111は、運転者のアクセルペダル操作量を検出する。加速度＆ヨーレートセンサ120は、車両の加速度とヨーレートをそれぞれ検出する。ピッチ＆ロール角センサ130は、車体のピッチ角とロール角をそれぞれ検出する。車体速センサ140は、車速（車体速度）を検出する。転舵角センサ320は、車輪390の転舵角（車両前方に対する車輪切れ角）を検出する。
【００１１】
各車輪ユニット300は、車輪ユニット位置センサ310、車輪回転速センサ315、転舵角センサ320、駆動アクチュエータ（駆動手段）330、転舵アクチュエータ（転舵手段）340、トレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ（車輪位置変更手段）350および車輪390を備えている。
【００１２】
車輪ユニット位置センサ310は、車体100に対する車輪390（車輪ユニット300）の位置を検出する。車輪回転速センサ315は、車輪390の回転速度を検出する。転舵角センサ320は、車輪390の転舵角（車両前後方向に対して車輪が成す角度）を検出する。
【００１３】
駆動アクチュエータ330は、車輪390に駆動トルクを付与する。駆動アクチュエータ330としては、例えば、インホイールモータを用いることができる。転舵アクチュエータ340は、車輪390の転舵角を可変する。転舵アクチュエータ340としては、例えば、電動モータを用いることができる。駆動アクチュエータ330および転舵アクチュエータ340は、車両挙動制御装置400およびジオメトリ制御装置500により制御される。
【００１４】
トレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350は、各車輪ユニット300を車輪ユニット移動軌道200上に沿って移動させる。このトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350は、ジオメトリ制御装置500により制御される。ここで、車輪ユニット移動軌道200は、車体重心を中心とする水平な円形に設定されており、各車輪390は、車体重心を中心とする１つの環状軌道上を移動することとなる。
車両挙動制御装置400は、各センサからの信号に応じて、駆動アクチュエータ330、転舵アクチュエータ340を駆動し、車体速と車両の進行方向を制御する。
【００１５】
ジオメトリ制御装置500は、輪荷重制御装置（第１車輪位置制御手段）510と、キャビン位置制御装置（第２車輪位置制御手段）520とを備えている。
輪荷重制御手段510は、各センサからの信号に応じて、各車輪390の輪荷重が目標輪荷重となるようにトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350に対し車輪位置の変更を指令する輪荷重移動制御を実行する。
【００１６】
キャビン位置制御装置520は、各センサからの信号または運転者からキャビン位置変更指令に応じて、左右輪の一方と車体100の車幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車幅方向中心位置との距離とを異ならせることにより、キャビン（車体）の車幅方向位置が目標車体位置となるようにトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350に対し車輪位置の変更を指令するキャビン位置移動制御を実行する。このキャビン位置移動制御では、状況に応じて、駆動アクチュエータ330に対し駆動トルクの出力を指令するとともに、転舵アクチュエータ340に対し転舵角（トー角）の変更を指令する。
【００１７】
ジオメトリ制御装置500では、輪荷重移動制御とキャビン位置移動制御のどちらを優先して車輪位置を変更するのかを、車両の加速度に応じて判断する。キャビン位置制御装置520では、運転者からキャビン位置移動の要求がある場合、常にキャビン位置移動に応じた車輪位置の演算を行うが、ジオメトリ制御装置500は、加速度が所定の加速しきい値を超える急加速時には、車両挙動安定化の観点から輪荷重移動制御を実行し、加速度が加速しきい値以下の場合には、利便性を考慮してキャビン位置移動制御を実行する。これにより、輪荷重の移動に伴う車両挙動への影響が少ないシーンでは利便性を提供でき、輪荷重の移動に伴う車両挙動への影響が大きいシーンでは輪荷重の移動を制限することができる。
【００１８】
［車輪取り付け構造］
図４は、実施例１の車輪位置可変車両における車輪取り付け構造を示す側面図である。
車輪390は、サスペンションフレーム600を介して車体100に連結されている。サスペンションフレーム600は、車体100の底面（または他のサスペンションフレームの底面）に設けられたベアリング610と、車体100の側面中央部に沿って環状に設けられたリニアモータ・スライダ615により、車体100に対し相対回転可能に支持されている。実施例１のリニアモータ・スライダ615は、図２に示したトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350に相当し、リニアモータの水平方向の推力により車輪390を車体100に対して相対的に移動させる。
【００１９】
車輪390の転舵軸を支持するロッド620は、中央部がベアリング630を介してサスペンションフレーム600に支持され、上端部がボールジョイント640を介してサスペンションアーム650に支持されている。このサスペンションアーム650は、サスペンションフレーム600に対し上下方向回動可能に設けられている。
【００２０】
ロッド620には、ステアリングギア660が連結されており、サスペンションフレーム600に固定された転舵アクチュエータ340を駆動することで、車輪390が転舵される。
【００２１】
［車輪位置移動によるホイールベース可変の効果］
図５は、車輪390の移動によるホイールベースの変化状態を示すものである。図２に示したトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350を用いて車輪ユニット300を移動させることで、実施例１の車輪位置可変車両は、ホイールベースを拡張または縮小可能となる。
【００２２】
実施例１の車輪位置可変車両では、例えば、比較的低速である市街地走行、車庫入れなどの極低速走行において、ホイールベースを縮小させることで回転半径を小さくすることができる（図５(a)）。また、中・高速走行、ワインディング走行ではホイールベースを拡張することにより走行安定性を得ることができる（図５(b),(c)）。これらの動作は、車速等に応じて自動的に選択してもよいし、運転者の操作により選択するようにしてもよい。
【００２３】
［輪荷重移動制御］
次に、実施例１の輪荷重制御装置510による輪荷重移動制御について説明する。
実施例１の輪荷重移動制御は、主に上述の市街地走行、車庫入れなどを除く通常の走行で用いられる。つまり実施例１の車両にあっては、走行安定性を要求されるシーンにおいて、単にトレッドやホイールベースの拡大を行うだけではなく、輪荷重移動制御を実行することにより、走行安定性の向上を図ろうとするものである。
【００２４】
旋回に伴う輪荷重の移動がなければ、コーナリングパワーの減少は起こらず、旋回性能の低下が発生しないため、車両挙動を安定させることができる。コーナリングパワーの最大値を大きくする必要がない場合であっても、扁平率の高いタイヤを選択することが可能になるので、燃費の向上を期待することもできる。
【００２５】
つまり、旋回時に各車輪の輪荷重を均等に配分することができれば、輪荷重の移動が生じることがなく、各車輪390のタイヤ横力を均等に使いこなすことができ、コーナリングパワーの減少を起こさず、車両挙動を安定させることが可能となる。
【００２６】
なお、コーナリングパワーについての影響のみを説明したが、コーナリングパワーを車両前後方向の加速度に置き換えても同様の傾向がみられる。つまり加減速により輪荷重が移動した場合、輪荷重が増加した側のタイヤ摩擦力は限界に達し、制動力、加速力が制限される。一方で輪荷重が減少した側のタイヤはタイヤ摩擦力に余裕はあるものの、輪荷重が減少しているのでタイヤ摩擦力を路面に伝えることができない。
よって、減速時、加速時においても輪荷重を均等に配分することができれば、車両挙動を安定させることができる。
【００２７】
次に、図６は、４輪の輪荷重を等配分する場合のトレッドベースおよびホイールベースを表している。実施例１では、４輪の輪荷重が等しくなるように各車輪位置を変更する。図６には、車両を上方から見た場合の車輪位置と車両重心位置との関係と、車両を加速度方向に垂直な側方から見た場合の車輪位置と車両重心位置との関係とを示している。
【００２８】
図６において、車輪390の転舵、加減速等により合成加速度（旋回であればヨーレート、遠心力、加減速であれば前後方向加速度、もしくはその両方）が発生した場合に車両重心位置Ｇに作用している平面方向の加速度を合成加速度G(x,y)として表す。さらに当該合成加速度G(x,y)が発生している方向を合成加速度方向軸と設定する。
そして、車両重心位置Ｇにおいて平面方向で直行する軸を合成加速度方向直角軸と設定する。
【００２９】
ここで、合成加速度ベクトルは、車体に取り付けられた加速度＆ヨーレートセンサ120により求められ、Ｘ方向、Ｙ方向はセンサの車体に対する取り付け位置、方向に基づいて定まっており、一般的には車体の前後方向をＸ方向、横方向をＹ方向となっている。
【００３０】
次に、合成加速度方向直角軸を合成加速度ベクトル方向にl2及び合成加速度ベクトル方向と反対方向にl1平行移動させた軸を各々仮想車軸として加速度後方軸、加速度前方軸とする。
【００３１】
さらに車両重心位置Ｇに作用している垂直方向の加速度（主に重力加速度）をベクトルG(z)とし、かつ車両重心位置の路面からの高さをｈとすると、前述の加速度後方軸、加速度前方軸に作用する加速度後方軸輪荷重W2、加速度前方軸輪荷重W1は、下記の式(1)で表される。
【数１】
0005157306.tif 000002
【００３２】
ここで、
G(x,y)={(G(x)+ΔG(x))2+(G(y)+ΔG(y))2}1/2：合成加速度
G(i)：加速度&ヨーレートセンサから検出
ΔG(i)：目標車両姿勢から算出された姿勢補正加速度
ｍ：車両質量
ｈ：重心高さ
G(z)：重力加速度
である。
【００３３】
式(1)によれば、輪荷重移動を抑制して車両挙動を安定させるためには、加速度後方軸の輪荷重W2、加速度前方軸の輪荷重W1が均等になればよく、式(1)においてW1≒W2を満たせばよい。式(1)から明らかな通り、l1,l2が無限大であれば、G(x,y)の大小にかかわらずW1≒W2となる。これは車輪（前後輪、左右輪）の間隔が広ければ広いほど合成加速度による輪荷重移動量が減少して車両挙動が安定することを示しており、一般的に知られているワイドトレッドベース、ロングホイールベースに相当する。
【００３４】
従来提案されている車輪位置可変車両では、コンパクト化と車両挙動の安定化との両立を図るために、大きな加速度が発生し得る高速走行時（高速走行、ワインディング）ではワイドトレッドベース化、ロングホイールベース化して車両挙動を安定させ、大きな加速度が発生し得ない低速走行時（例えば市街地走行）ではナロートレッドベース化、ショートホイールベース化してコンパクトかつ小回り性を高めている。
【００３５】
しかし、合成加速度の方向を鑑みると、必ずしもワイドトレッドベース、ロングホイールベースでなくとも輪荷重の移動を抑えることができることがわかる。
つまり、４輪の輪荷重を等しくするために、W1＝W2、すなわち、下記の式(2)を満足するようにl1,l2を設定すればよい。
【数２】
0005157306.tif 000003
ここで、
Grate=G(x,y)/Gz：加速度比
lrate=l1/l2：ジオメトリ比
hrate=h/l2：高さ比
である。
【００３６】
式(2)によれば、ある方向に合成加速度G(x,y)が生じた場合に４輪の輪荷重を等配分するときの２つの仮想車軸位置が求まるので、求められた仮想車軸を実現するように４輪を配置することで、４輪の輪荷重配分が均等となる。
【００３７】
なお、仮想主軸に対する左右車輪への輪荷重は、W1,W2により生じているが、実施例１のように移動軌跡を真円状にすると、仮想軸線上に車輪を配置するだけで、常に仮想車軸に対する荷重点から両輪は等距離になるため、仮想車軸に対する左右輪への輪荷重配分の演算を省略することが可能である。
【００３８】
図７にW1,W2の車軸荷重を均等配分するときのl1,l2の可動範囲を示す。
図７において、重心高さhを0.5[m]とした場合のl1,l2の可動範囲を計算したので平面加速度[G]に対して車軸荷重を均等とするl1,l2の組み合わせをプロットしたものを輪荷重均等面αとして表す。
【００３９】
図７に基づき、最小の軸間距離で４輪の輪荷重を等配分することを考え、一般的な車両の加速度Grateが最大値である、1.1[G]（摩擦係数1.0程度、特別なダウンフォースは存在しないとする）であっても輪荷重を均等配分できるl1,l2の可動範囲を、図８に示す輪荷重に対するコーナリングパワーの特性図から探索する。
【００４０】
図７の直線minに示した通り、l1＝0,l2＝1.1[ｍ]としたときに、点Eでl1,l2を最小の可動範囲で最大加速度において輪荷重を均等配分することができる。つまりl1を0〜1.1[ｍ]、l2を0〜1.1[ｍ]の間で可変できる車両であれば、どちらの方向にGrateが1.1[G]生じても輪荷重を均等配分できる。
【００４１】
前述のとおり、l1を0〜1.1[ｍ]、l2を0〜1.1[ｍ]の間で可変できる車両において、輪荷重の等配分制御を、図７を用いてさらに説明する。
例えば、車輪の初期位置l1を0.8[ｍ]、l2を0.8[ｍ]であると仮定する。図７におけるA点である。車両加速、減速、旋回をすることなく走行している場合は、加速度0[G]のため、均等配分面上Ｅに位置する。
【００４２】
次に、旋回加速度が0.2[G]発生した場合にB点となるように車輪に位置を変更する。図７の均等配分面上に交点が存在しない場合、輪荷重配分の均等配分が実現できていないので、加速度が0.2[G]における輪荷重均等配分を満足するl1,l2を探索する。
【００４３】
このとき、実施例１では、各輪の移動量が均等になるような車輪位置を探索している。つまり点BはΔl1＝−0.1,Δl2＝＋0.1で、点B'はΔl1＝−0.2,Δl2＝0で合計の移動量は同じであるが、点B'の場合、２つのトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350の移動距離の合計移動量であるのに対し、点Bの場合４つのトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350の移動距離の合計となり、４つのアクチュエータで分担できるため、アクチュエータの速度が同じである場合、点Bへの移動のほうが早く完了することができる。このように加速度の増大に応じて点Dまでを移動する。そして、さらに加速度が増大する場合には、点Fに向かって移動する。
【００４４】
なお、点Dから点Fにかけてはl1のみの変化となり均等化ができていないが、0.6[G]以上の加速度が発生する頻度を鑑みて、例えば点線で示した車輪位置を選択するようにしてもよい。
【００４５】
以上のように輪荷重の等配分は短い車軸間距離で実現することが可能であり、かつ、輪荷重の等配分を行うことでコーナリングパワーの減少を抑えることができる。つまりコンパクトな車両であっても、タイヤユニットの移動によりコンパクトな車両ジオメトリを維持したまま、旋回挙動等の車両挙動の向上を図ることができる。
【００４６】
［キャビン位置移動制御］
次に、実施例１のキャビン位置制御装置520によるキャビン位置移動制御について説明する。
【００４７】
まず、図９を用いてキャビン位置移動制御の作動原理を説明する。
図９において、車輪390を含む車両全体を右方向に移動させることなく、車体100のみを右方向に移動させる際の車輪の動作について考える。
【００４８】
まず、図９の左側の車輪390（左前輪）の動作を考えると、トレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350により車両の進行方向に対して当該車輪390が成す角度θaを大きくする方向、すなわち反時計回りの方向に力を加えた場合、その時点で車輪ユニット300の移動軌跡（図２の車輪ユニット移動軌道200）の接線方向に力Fが加わる。この力Fは車輪390が向いている方向によって、車輪390の横方向の力Flatと縦方向の力Flonに分けられる。そして、横方向の力Flatは摩擦力の反力として車体100に作用する。さらに、縦方向の力Flonの一部Flontanθaも車輪反力を通して車体100に加わる。
【００４９】
図９の右側の車輪390（右前輪）についても同様に、車輪ユニット300に対し反時計回りの方向に力を加えることで、同様の作用により車体100を右方向に動かす力が得られる。また、図示は省略したが、残りの２つの車輪（後輪）についても、車輪ユニット300に対し時計回りの方向に力を加えることで、同様の作用を得ることができる。
【００５０】
よって、運転者の操作等から車体の横方向への移動指示があった場合には、トレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350により各車輪ユニット300に力を与えることで、車両全体を横方向に移動させることなく、車体100のみを横方向に移動させることができる。つまり、有料道路の発券機、商品受け取りなど、目標物に対して車体100を寄せることにより、車両全体を目標物に寄せる等の高度な運転技術を要することなく、車体（運転者）が目標物に対して近寄ることができ、また後述するように狭い道でのすれ違い、曲がり角での視認性の向上等も実現することができる。
【００５１】
ここで、実施例１では、各車輪ユニット300を１つの環状軌道（車輪ユニット移動軌道200）上で移動させる構成としたが、図１０に示すように、車輪のホイールベース、トレッドベースの車輪旋回中心は、必ずしも４輪で一致する必要はなく、各車輪390が個別の旋回中心を持つ構成としてもよい。
【００５２】
次に、各車輪位置を変更する際、トレッドベース（左右の車輪間距離）を一定に維持する方法と、トレッドベースを積極的に変化させる方法とを説明する。
図１１，１２において、車輪ユニット300は、車体重心点G.O.G.を原点として、図のようにxy座標を設定する。また、脚（サスペンションフレーム600）の角度は、xy座標のx座標を角度ゼロとして反時計周りの方向を＋、反対方向を−とする。また、車輪390の転舵角は、脚の回転中心から周方向を角度ゼロとして反時計周りの方向を＋、反対方向を−としている。
【００５３】
図１１は、トレッドベース一定の場合の車両の状態を示している。今、初期位置は下記に式(3)で表せるのに対して車体100をytarだけ横に動かしたい場合の目標位置は下記の式(4)で表せる。
【数３】
0005157306.tif 000004
【数４】
0005157306.tif 000005
【００５４】
トレッドベースを一定に保ちつつ、各車輪位置を変更する場合、車体100の移動方向に対して、４輪が90度近い角度を有した状態で車輪が移動するため、４輪の横力を最大限利用でき、効率的に車体100の移動を行うことができる。
【００５５】
これに対し、図１２はトレッドベースが一定ではない場合で、特に車体移動方向と反対方向に位置する車輪ユニット300を車体100に固定した場合の状態を示し、この場合の目標位置は下記の式(5)で表せる。
【数５】
0005157306.tif 000006
【００５６】
車体移動方向と反対側の車輪390を車体100に固定し、トレッドベースを変更しつつ、各車輪位置を変更する場合、車体100を移動させる際に外側へはみ出す車輪390を共に移動させることができるため、対向車とすれ違い（離合）を行う際に外の車輪390が邪魔にならず、すれ違い（離合）の容易化を図ることができる。
【００５７】
次に、車体100の移動量を制限する方法について説明する。
まず、図１３(a)は、例えば、車両横方向に障害物を認識する２つの近接センサ（障害物検出手段）150を設け、これら２つの近接センサ150により認識した横方向障害物と車体100との距離を演算し、ある所定のしきい値になると横移動の動作を制限する例である。これにより、障害物との接触を回避することができる。なお、障害物検出手段としては、近接センサの他に、カメラを用いてもよい。
【００５８】
続いて、図１３(b)は、車両の横転を回避するために、車体100を移動させる際、車体100を動かす方向の車輪390と重心との距離を制限するものである。制限の最大は、例えば、下記の式(6)とする。
lt_lim＝ｈ×g(y)/g(z)  …(6)
また、横方向加速度がマイナス方向の場合、重心が車輪390を超えた制限が演算されることも予測されるが、これを制限するために車輪390を超えない範囲としてもよい。また横移動中に急激な加速度変化に対応する程度のマージンを持たせてもよい。
【００５９】
次に、効果を説明する。
実施例１の車輪位置可変車両にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
【００６０】
(1) 車輪390を懸架する４つの車輪ユニット300と、各車輪ユニット300に設けられ車体100に対する車輪390の向きを変更する転舵アクチュエータ340と、各車輪ユニット300に設けられ車輪390を駆動する駆動アクチュエータ330と、各車輪ユニット300を車体100に対して車幅方向の任意の位置に移動させるトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350と、各車輪390の輪荷重が目標輪荷重となるようにトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350に対し車輪位置の変更を指令する輪荷重制御装置510と、左右輪の一方と車体の車幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車幅方向中心位置との距離とを異ならせることにより、車体の車幅方向位置が目標車体位置となるようにトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350に対し車輪位置の変更を指令するキャビン位置制御装置520と、を備える。これにより、輪荷重と車体位置をそれぞれの目標値に応じて変更できるため、操縦安定性の向上と利便性の向上とを共に実現することができる。
【００６１】
(2) 輪荷重制御装置510は、各車輪390の輪荷重が均等となるように車輪位置を変更するため、旋回時や加減速時における輪荷重の移動を抑制し、各車輪390のタイヤグリップ力（横力、制駆動力）を均等に使いこなすことができ、旋回時および加減速時における車両挙動の安定化を図ることができる。
【００６２】
(3) 輪荷重制御装置510は、車両重心に作用する加速度の方向を基準として、加速度方向における車輪390と車両重心との距離を変更するため、制御方向が１方向となり、制御の容易化を図ることができる。
【００６３】
(4) トレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350は、各車輪390を所定の円弧状軌道上で移動させるため、各車輪390を円弧軌道に沿って移動させることで、各車輪390に対し車体100を横移動させることができる。
【００６４】
(5) トレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350は、各車輪390を１つの環状軌道上（車輪ユニット移動軌道200）で移動させるため、トレッドベースとホイールベースを、一定の関係を維持した状態で変更することができる。
【００６５】
(6) キャビン位置制御手段520は、トレッドベースを一定に保ちつつ、各車輪位置を変更するため、４輪の横力を最大限利用して効果的に車体100の移動を行うことができる。
【００６６】
(7) キャビン位置制御装置520は、トレッドベースを変更しつつ、各車輪位置を変更するため、車体100を移動させる際に外側へはみ出す車輪390を共に移動させる等、利便性の向上を図ることができる。
【００６７】
(8) キャビン位置制御装置520は、車体100を移動させる際、移動方向と反対側に位置する車輪ユニット300と車体中心との距離を一定に維持しつつ、移動方向に位置する車輪ユニット300と車体中心との距離を短くする。これにより、車体100を移動させる際に外側へはみ出す車輪390を共に移動させることができ、すれ違い等の容易化を図ることができる。
【００６８】
(9) 車両側方の障害物を検出する近接センサ150を備え、キャビン位置制御装置520は、検出された障害物と車体100との距離が所定のしきい値以下である場合、車体100の移動を停止する。これにより、障害物との接触を回避できるため、安全性を高めることができる。
【００６９】
(10) キャビン位置制御装置520は、車両重心位置の移動範囲が各車輪ユニット300よりも車幅方向内側の範囲内に収まるように、車体100の移動量を制限するため、車両の横転を防止でき、安全性を高めることができる。
【００７０】
(11) キャビン位置制御装置520は、車両に横方向加速度が作用したとき、車両重心位置の移動範囲が各車輪ユニット300よりも車幅方向内側の範囲内に収まるように、車体100の移動量を制限する。これにより、走行中に横方向加速度が発生した場合であっても、車両の横転を防止でき、旋回時の安全性を高めることができる。
【００７１】
(12) 車輪ユニット300を車体100に対して車幅方向の任意の位置に移動させるトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350を備えた車輪位置可変車両において、車両の加速度が所定の加速しきい値を超える急加速時には、各車輪390の輪荷重が目標輪荷重となるように車輪位置を変更する輪荷重移動制御を実行し、車両の加速度が加速しきい値以下である緩加速時には、左右輪の一方と車体100の車幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車体100の車幅方向中心位置との距離とを異ならせることにより、車体100の車幅方向位置が目標車体位置となるように車輪位置を変更するキャビン位置移動制御を実行する。これにより、加速度に応じて操縦安定性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。
【実施例２】
【００７２】
実施例２は、主に走行中におけるキャビン位置移動制御である。なお、実施例２の全体構成については実施例１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。
まず、実施例２のキャビン位置制御装置520による車両の片流れ抑制について説明する。図１４は、車体100の車幅方向中心位置を左右一方側の車輪390に近づけた状態、すなわち、左右輪の一方と車体幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車体幅方向中心位置との距離とを異ならせた状態で走行した場合の、車輪スリップ角と横力との関係を示す解析結果である。
【００７３】
図１４の解析結果から、車体100の車幅方向中心位置を左右一方側の車輪390に近づけた状態で直進走行する場合、左右の横力のバランスから、輪荷重が大きい側の車輪にスリップ角が付き、車両の片流れが発生することがわかった。
【００７４】
このため、実施例２では、車体100の車幅方向中心位置を左右一方側の車輪390に近づけた状態で直進走行する場合、図１５に示すように、車輪390に付与されるスリップ角を打ち消すように車輪390を転舵するトー角制御を行う。または、このトー角制御に代えて、車輪スリップ角の付与に伴うヨーモーメントの発生を打ち消すように、左右輪に駆動力差または制動力差を発生させる制駆動力配分制御を行ってもよい。
【００７５】
車体100の車幅方向中心位置を左右一方側の車輪390に近づけた状態で直進走行する場合には、上記トー角制御または制駆動力差配分制御を行うことにより、左右輪の輪荷重が異なることに起因する車両の片流れを抑制でき、離合時等における安全性を高めることができる。
【００７６】
次に、実施例２のキャビン位置制御装置520による車体100の移動方法について説明する。
図１６(a)は駆動アクチュエータ330の駆動力によって車体100を移動させる場合、図１６(b)はトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350の駆動力によって車体100を移動させる場合のイメージ図を示している。
【００７７】
図１７は、車両前後方向に対して車輪ユニット300が成す角度の差による各アクチュエータのゲインを示している。図１８を見ると、全体的にトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ(T&W ACT)350を用いた方が、駆動アクチュエータ(D ACT)330を用いた場合よりもゲインが大きくなり、効率的であるが、一部角度が大きい箇所では、駆動アクチュエータ330を用いた方がよりゲインが大きくなるところがある。
【００７８】
そこで、実施例２では、車両前後方向に対する車輪ユニット300の成す角度に応じて車体100を移動させる際に用いるアクチュエータを変更する。すなわち、車輪ユニット300の車両前後方向に対する角度が所定角度以下の場合には、トレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350を駆動し、角度が所定角度を超える場合には、駆動アクチュエータ330を駆動する。これにより、車体100を移動する際にアクチュエータのエネルギ消費量を抑制することができる。
【００７９】
図１８は、左右の車輪ユニット300の角度の差によるアクチュエータトルクの左右出力バランスの一例を示している。図１７の結果の通り、車輪ユニット300の位置によりアクチュエータのゲインが異なるため、図１８に示すように車体に同じ横方向の力を出そうとすると左右のアクチュエータバランスを取るように制御する必要がある。
【００８０】
そこで、実施例２では、左右の車輪ユニット300の角度差により生じる左右横力の不均等を抑制するために、車輪ユニット300の角度に応じて左右のアクチュエータの駆動比（出力比）を変更する。これにより、左右の車輪ユニット300の位置にかかわらず、左右アクチュエータの出力をバランスさせることができ、アクチュエータのエネルギ消費量を抑制することができる。
【００８１】
実施例１では、車体100を移動させる際、車体移動方向と反対方向に位置する車輪ユニット300を車体100に固定した状態で車体100を移動させる方法を示したが、この場合、図１９に示すように、固定された車輪ユニット300の車輪390を引きずるために必要なトルクを駆動側の車輪ユニット300に付与する必要があるため、非常に非効率となる。
【００８２】
そこで、実施例２では、車体100の移動距離yの推移と移動速度vの推移との関係（図２０）から、図２１(a)に示すように、車両の横方向速度vに応じて固定側の車輪スリップ角βを算出し、算出した車輪スリップ角βをキャンセルする分のトー角制御（転舵）を行う。これにより、固定側の車輪390に引きずりがなくなり、エネルギ消費量を低減することができる。
【００８３】
また、図２１(b)のように、固定側の車輪390の要求する力（駆動力u＋横力）の合力を求め、この合力を生成する際にエネルギが最小となるようにトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350および駆動アクチュエータ350を制御することで、車輪390の駆動力uと横力とにより横方向の力が得られ、さらに効率よく車体100を移動させることができる。
【００８４】
次に、効果を説明する。
実施例２の車輪位置可変車両にあっては、実施例１の効果に加え、以下に列挙する効果を奏する。
【００８５】
(13) キャビン位置制御装置520は、車体100の車幅方向中心位置を左右一方側の車輪390に近づけた状態で直進走行する場合、車両に発生するヨーモーメントを打ち消すように左右輪の駆動力を配分するため、車両の片流れを抑制でき、離合時等における安全性を高めることができる。
【００８６】
(14) キャビン位置制御装置520は、車体100の車幅方向中心位置を左右一方側の車輪390に近づけた状態で直進走行する場合、発生する車輪横すべり角を打ち消すように各車輪390のトー角を制御するため、車両の片流れを抑制でき、離合時等における安全性を高めることができる。
【００８７】
(15) キャビン位置制御装置520は、車輪ユニット300の車両前後方向に対する角度が所定角度を超える場合には、トレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350に代えて、駆動アクチュエータ330を駆動することにより、車体350の位置を変更する。これにより、車体100を移動する際にアクチュエータのエネルギ消費量を抑制することができる。
【００８８】
(16) キャビン位置制御装置520は、車輪ユニット300の車両前後方向に対する角度に応じて、左右のトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350または駆動アクチュエータ330の出力比を変更する。これにより、左右アクチュエータの出力をバランスさせることができ、アクチュエータのエネルギ消費量を抑制することができる。
【００８９】
(17) キャビン位置制御装置520は、車体100を移動させる際、移動方向と反対側に位置する車輪ユニット300の車体100に対する位置を固定するため、車体100を移動させる際に外側へはみ出す車輪390を共に移動させることで、外の車輪390が邪魔にならず、すれ違い（離合）等の容易化を図ることができる。
【００９０】
(18) キャビン位置制御装置520は、固定側の車輪390のすべり角βがゼロとなるように車輪390のトー角を制御するため、車体100を移動させると同時に固定側の車輪390の横力を受け流すことができ、エネルギ消費量を抑制することができる。
【００９１】
(19) キャビン位置制御装置520は、固定側の車輪390の要求する力の合力を求め、この合力を生成する際にエネルギが最小となるようにトレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ350および駆動アクチュエータ330を制御する。これにより、車体100を移動させると同時に固定側の車輪390の横力を使用することができるので、エネルギ消費量を抑制することができる。
【実施例３】
【００９２】
実施例３は、旋回時のキャビン位置移動制御である。なお、実施例３の全体構成については、実施例１と同様であるが、実施例３では、各車輪ユニットが個別の旋回中心を有する図１０に示した構成を採用している。
【００９３】
実施例３のキャビン位置制御装置520では、車両の旋回中、旋回外側の車輪390を車体側に寄せ、車体100を旋回外側に出すことでカーブの前方視界を確保する。図２２に示すように、車速、車両の横方向加速度、車両のヨーレートが小さいほど、車体100の位置がより旋回外側となるように各車輪390の位置を変更する。なお、車速、車両の横方向加速度、車両のヨーレートが大きい場合には、車体100の位置を直線走行時の位置（右輪の一方と車体100の車幅方向中心位置との距離と、左右輪の他方と車幅方向中心位置との距離とが一致する車体100の位置）とし、旋回挙動の安定化を図る。
【００９４】
また、図２３に示すように、操舵角が大きいほど、車体100の位置がより旋回外側となるように各車輪390の位置を変更する。なお、操舵角がある角度を超えた場合は、車体100の旋回外側への移動量を小さくし、旋回挙動の安定化を図る。
【００９５】
さらに、実施例３のキャビン位置制御装置520では、操舵開始時に各車輪390を車両後方側へ移動させることで、車体100を前方（進行方向）へ移動させ、カーブの前方視界を確保する（図２４）。そして、旋回後半は、早めに直進走行のための車両姿勢を整える。順番としては、旋回外側へと出した車体100の位置を戻した後、各車輪390を直進走行時の位置へと戻す。
【００９６】
次に、作用を説明する。
例えば、特開２００６−２６４５１０号公報では、後輪を前輪と逆位相に操舵することで、低速時の小回り性能を高める技術が開示されているが、旋回時における４輪それぞれの懸架装置（本願の車輪ユニット300に相当する。）の位置は一定であるため、４輪それぞれに独立して懸架装置を設けたことによる効果は得られていない。４輪同時操舵では、操舵初期にリアが若干旋回外側へ動くが、重心を中心に旋回するため、前方認知に遅れが生じやすく、後方確認も困難である（図２５）。
【００９７】
これに対し、実施例３では、操舵開始時に車体100を前方に出すため、旋回初期におけるカーブの前方視界をより早く運転者に認識させることができる。また、旋回中は車体100を旋回外側へ出すため、旋回中におけるカーブの前方視界をより早く運転者に認識させることができる（図２６）。さらに、車体100を旋回外側へと出すことで上記従来技術に対しリアが旋回外側へとより膨らむため、後方確認も容易となる（図２７）。そして、実施例３では、旋回後半から車両姿勢を直進走行時の姿勢へと戻すため、旋回から直進走行へと移行したとき、車両重心位置が左右に偏ることに起因する車両の片流れを防止でき、走行安定性を確保できる（図２８）。
【００９８】
実施例３では、車速、車両の横方向加速度、車両のヨーレートに応じて車体100の旋回外側への移動量を調整する。すなわち、低車速域で横方向加速度やヨーレートが小さい場合には、旋回時のロール角は小さく、車体100を旋回外側に出しても旋回挙動には影響がないため、車体100を大きく旋回外側へと移動させ、前方視界を確保するとともに後方確認可能とする。一方、高車速域や、横方向加速度やヨーレートが大きい場合には、ロール角が大きくなり、車体100が外側へと倒れやすくなるため、その場合は車体100の移動量を小さくすることで、旋回挙動の安定化を図ることができる（図２９）。
【００９９】
また、実施例３では、操舵角に応じて車体100の旋回外側への移動量を調整する。すなわち、操舵角が小さい場合には車両の旋回量が少ないため、車体100を旋回外側へ出す必要がない。操舵角が大きくなるに従い旋回量も増えるので、車体100を旋回外側へ出す量を増加させることで、旋回中におけるカーブの前方視界をより早く認知させることができ、後方確認も可能となる。ただし、操舵角がある角度を超えると車体100が外側へと倒れやすくなるため、車体100を旋回外側へ出す量を減少させることで、旋回挙動の安定化を図ることができる（図３０）。
【０１００】
実施例３では、旋回初期に車体100を前方に出す（図３１）。すなわち、旋回の初期時はより早く前方の位置確認を行う必要があるため、車体100を前方に出すことで、より早く前方視界を運転者に認識させることができる。一方、旋回中は前方よりも旋回外側に車体100を動かした方が前方視界を確認しやすいため、車体100を車両前後方向の中央位置に戻し、旋回外側へと出すことで、より早く前方視界を運転者に認識させることができる。
【０１０１】
次に、効果を説明する。
実施例３の車輪位置可変車両にあっては、実施例１の効果に加え、以下に列挙する効果を奏する。
【０１０２】
(20) キャビン位置制御装置520は、旋回時に車体100を旋回外側へ移動させるため、カーブの前方視界をより早期に確保することができる。
【０１０３】
(21) キャビン位置制御装置520は、各車輪390を車幅方向内側へ近づけることにより、車体100の位置を旋回外側へ移動させるため、カーブの前方視界をより早期に確保することができる。
【０１０４】
(22) 車速を検出する車体速センサ140を備え、キャビン位置制御装置520は、検出された車速に応じて旋回時における各車輪390の移動量を制御するため、車速に応じて前方視界の確保と旋回挙動の安定化との両立を図ることができる。
【０１０５】
(23) ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ110を備え、キャビン位置制御装置520は、検出された操舵角に応じて旋回時における各車輪390の移動量を制御するため、操舵角に応じて前方視界の確保と旋回挙動の安定化との両立を図ることができる。
【０１０６】
(24) 車両の横方向加速度を検出する加速度＆ヨーレートセンサ120を備え、キャビン位置制御装置520は、検出された横方向加速度に応じて旋回時における各車輪390の移動量を制御するため、車両の横方向加速度に応じて前方視界の確保と旋回挙動の安定化との両立を図ることができる。
【０１０７】
(25) 車両のヨーレートを検出する加速度＆ヨーレートセンサ120を備え、キャビン位置制御装置520は、検出されたヨーレートに応じて旋回時における各車輪390の移動量を制御するため、車両のヨーレートに応じて前方視界の確保と旋回挙動の安定化との両立を図ることができる。
【０１０８】
(26) キャビン位置制御装置520は、旋回初期時、車体100を車両前方側へ移動させるため、操舵初期におけるカーブの前方視界をより早期に確保することができる。
【実施例４】
【０１０９】
実施例４は、カーブが連続するワインディングロードにおけるキャビン位置移動制御であり、構成については、実施例３と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。
【０１１０】
実施例４のキャビン位置制御装置520では、車速および運転者のブレーキ操作や、ナビゲーションシステムからの情報に基づいて、カーブが連続するワインディングロードを検出し、ワインディングロードを走行中、旋回外側の車輪390を車体側に寄せて車体100を旋回外側に出すことで、前方視界を確保する。
【０１１１】
また、実施例４では、図３２に示すように、検出された車速が低車速しきい値以下となる低車速域では、車速が低くなるほど車体100を旋回外側へ移動させる。これにより、カーブの前方視界をより早く運転者に認識させることができる。また、車速が低車速しきい値を超える中高車速域では、車速が高くなるほど車体100を旋回内側へ移動させる。これにより、高車速域における旋回挙動の安定化を図ることができる。
【０１１２】
次に、効果を説明する。
実施例４の車輪位置可変車両にあっては、実施例１および実施例３の効果に加え、以下に列挙する効果を奏する。
【０１１３】
(27) 車速を検出する車体速センサ140を備え、キャビン位置制御装置520は、検出された車速が低車速しきい値以下となる低車速域では、車体100を旋回外側へ移動させ、車速が低車速しきい値を超える中高車速域では、車体100を旋回内側へ移動させる。これにより、車速に応じて前方視界の確保と旋回挙動の安定化との両立を図ることができる。
【０１１４】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例１〜４により説明したが、本発明の具体的な構成は、各実施例に示したものに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない程度の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【０１１５】
例えば、実施例３，４では、各車輪ユニットが個別の旋回中心を有する構成を採用した例を示したが、各車輪ユニットが１つの環状軌道上を移動する実施例１と同様の構成とした場合であっても、実施例３，４と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】実施例１の車輪位置可変車両の外観図である。
【図２】実施例１の車輪位置可変車両のシステム構成を示す平面図である。
【図３】実施例１の車輪位置可変車両の制御ブロック図である。
【図４】実施例１の車輪位置可変車両における車輪取り付け構造を示す側面図である。
【図５】車輪の移動によるホイールベースの変化状態を示す図である。
【図６】４輪の輪荷重を等配分する場合のトレッドベースおよびホイールベースを表す図である。
【図７】加速度前方軸輪荷重W1、加速度後方軸輪荷重W2の車軸荷重を均等配分するときのl1,l2の可動範囲を示す図である。
【図８】輪荷重に対するコーナリングパワーの特性図である。
【図９】実施例１のキャビン位置移動制御の作動原理を示す図である。
【図１０】実施例１の変形例を示す図である。
【図１１】トレッドベース一定の場合の車輪位置変化を表す図である。
【図１２】トレッドベース可変の場合の車輪位置変化を表す図である。
【図１３】実施例１の車体移動制限方法を示す図である。
【図１４】車体100の車幅方向中心位置を左右一方側の車輪390に近づけた状態で走行した場合の、車輪スリップ角と横力との関係を示す解析結果である。
【図１５】実施例１の車両の片流れを防止するトー角制御を示す図である。
【図１６】車体100の移動方法を示す図である。
【図１７】車両前後方向に対して車輪ユニット300が成す角度の差による各アクチュエータのゲインを示す図である。
【図１８】実施例２の左右アクチュエータの駆動比設定マップである。
【図１９】車体移動時の車輪の引きずりを示す図である。
【図２０】車体100の移動距離yの推移と移動速度vの推移との関係を示す図である。
【図２１】実施例２の車輪100の引きずり防止方法を示す図である。
【図２２】実施例３の車速、横方向加速度、ヨーレートに応じた車体位置設定マップである。
【図２３】実施例３の操舵角に応じた車体位置設定マップである。
【図２４】実施例３の旋回開始から旋回終了までの時間に応じた車体位置設定マップである。
【図２５】旋回時における従来技術の問題点を示す図である。
【図２６】実施例３のカーブ前方認知作用を示す図である。
【図２７】実施例３の後方確認作用を示す図である。
【図２８】実施例３の旋回後半での車体位置復帰作用を示す図である。
【図２９】実施例３の車速、横方向加速度、ヨーレートに応じた旋回外側への車体移動作用を示す図である。
【図３０】実施例３の操舵角に応じた旋回外側への車体移動作用を示す図である。
【図３１】実施例３の旋回初期時の車体前方移動作用を示す図である。
【図３２】実施例４の車速に応じた車体位置設定マップである。
【図３３】実施例４の車速に応じた旋回外側または旋回内側への車体移動作用を示す図である。
【符号の説明】
【０１１７】
100  車体
110  操舵角センサ（操舵角検出手段）
111  アクセル開度センサ
120  加速度＆ヨーレートセンサ（横方向加速度検出手段、ヨーレート検出手段）
130  ピッチ＆ロール角センサ
140  車体速センサ（車速検出手段）
150  近接センサ（障害物検出手段）
300  車輪ユニット（懸架手段）
310  車輪ユニット位置センサ
315  車輪回転速センサ
320  転舵角センサ
330  駆動アクチュエータ（駆動手段）
340  転舵アクチュエータ（転舵手段）
350  トレッド＆ホイールベース変更アクチュエータ（車輪位置変更手段）
390  車輪
400  車両挙動制御装置
500  ジオメトリ制御装置
510  輪荷重制御装置（第１車輪位置制御手段）
520  キャビン位置制御装置（第２車輪位置制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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