JP2009107459A - Tire position-variable vehicle and tire force change suppression method - Google Patents

Tire position-variable vehicle and tire force change suppression method Download PDF

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JP2009107459A JP2007281438A JP2007281438A JP2009107459A JP 2009107459 A JP2009107459 A JP 2009107459A JP 2007281438 A JP2007281438 A JP 2007281438A JP 2007281438 A JP2007281438 A JP 2007281438A JP 2009107459 A JP2009107459 A JP 2009107459A
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Katsunori Asogawa
克憲 麻生川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tire position-variable vehicle and a tire force change suppression method, allowing vehicle behavior according to driving operation of a driver by suppressing fluctuation of tire-developed force associated with tire movement. <P>SOLUTION: The tire position-variable vehicle has a tire force change suppression device 510 controlling a steering actuator 340 to suppress a vehicle behavior change associated with the movement of tires 390 when moving tire units 300. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、タイヤを懸架するタイヤユニットを車体に対して相対的に移動可能なタイヤユニット移動機構を有するタイヤ位置可変車両の技術分野に属する。   The present invention belongs to the technical field of a tire position variable vehicle having a tire unit moving mechanism capable of moving a tire unit for suspending a tire relative to a vehicle body.

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。）。
特開２００６−２６４５１０号公報 Patent Document 1 discloses a vehicle in which the tread bases of the front and rear wheels can be independently changed in accordance with the traveling state of the vehicle in order to achieve both reduction in the parking space and improvement in driving stability. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2006-264510 A

しかしながら、上記従来技術にあっては、走行中にトレッドベースを変更する間、タイヤの移動に伴いタイヤ横力が変動するため、運転者の運転操作に応じた車両挙動を実現できないという問題があった。   However, the above-described conventional technique has a problem that the vehicle lateral behavior according to the driving operation of the driver cannot be realized because the tire lateral force fluctuates as the tire moves while the tread base is changed during traveling. It was.

本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、タイヤ移動に伴うタイヤ発生力の変動を抑制し、運転者の運転操作に応じた車両挙動を実現できるタイヤ位置可変車両およびタイヤ力変化抑制方法を提供することにある。   The present invention has been made by paying attention to the above-described problem, and the object of the present invention is to suppress the fluctuation of the tire generating force accompanying the tire movement and to realize the vehicle behavior according to the driving operation of the driver. An object is to provide a tire position variable vehicle and a tire force change suppressing method.

上述の目的を達成するため、本発明のタイヤ位置可変車両では、タイヤユニットを移動させる際、タイヤの移動に伴う車両挙動変化を抑制するように、タイヤのトー角を変更する操舵機構と、タイヤの回転数を変更する駆動機構の少なくとも一方を制御するタイヤ力変化抑制手段を設けた。   In order to achieve the above-described object, in the tire position variable vehicle of the present invention, when moving the tire unit, a steering mechanism that changes the toe angle of the tire so as to suppress a change in the vehicle behavior accompanying the movement of the tire, and the tire Tire force change suppression means for controlling at least one of the drive mechanisms for changing the rotation speed of the tire is provided.

本発明にあっては、タイヤの移動に伴い発生するタイヤ発生力（タイヤ横力、タイヤ前後力）の変動を、タイヤのトー角と回転角との制御により打ち消すことで、目標車両挙動に応じた車両の運動状態量が維持されるため、運転者の運転操作に応じた車両挙動を実現できる。   According to the present invention, the fluctuation of the tire generating force (tire lateral force, tire longitudinal force) generated with the movement of the tire is canceled out by controlling the toe angle and the rotation angle of the tire, so that the target vehicle behavior is achieved. Since the amount of motion state of the vehicle is maintained, vehicle behavior corresponding to the driving operation of the driver can be realized.

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１，２に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on Examples 1 and 2 shown in the drawings.

［全体構成］
図１は実施例１のタイヤ位置可変車両のシステム構成を示す平面図、図２は実施例１のタイヤ位置可変車両のシステム構成を示す正面図、図３は実施例１のタイヤ位置可変車両の制御ブロック図であり、実施例１のタイヤ位置可変車両は、車体100と、操舵角センサ110と、アクセル開度センサ111と、加速度＆ヨーレートセンサ（加速度検出手段）120と、ピッチ＆ロール角センサ（車両姿勢検出手段）130と、車体速センサ140と、４つのタイヤユニット300と、車両挙動制御装置（車両挙動制御手段）400と、ジオメトリ制御装置（タイヤユニット移動制御手段）500と、を備えている。 [overall structure]
1 is a plan view showing a system configuration of a tire position variable vehicle according to a first embodiment, FIG. 2 is a front view showing a system configuration of the tire position variable vehicle according to the first embodiment, and FIG. 3 is a front view showing the tire position variable vehicle according to the first embodiment. 1 is a control block diagram, and a tire position variable vehicle according to a first embodiment includes a vehicle body 100, a steering angle sensor 110, an accelerator opening sensor 111, an acceleration & yaw rate sensor (acceleration detecting means) 120, and a pitch & roll angle sensor. (Vehicle posture detection means) 130, a vehicle speed sensor 140, four tire units 300, a vehicle behavior control device (vehicle behavior control means) 400, and a geometry control device (tire unit movement control means) 500. ing.

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。ステアリングホイールとアクセルペダルは、運転者が車両を運転するための運転操作手段である。
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）を検出する。 The steering angle sensor 110 detects the steering wheel operation amount (steering angle) of the driver. The accelerator opening sensor 111 detects the accelerator pedal operation amount of the driver. The steering wheel and the accelerator pedal are driving operation means for the driver to drive the vehicle.
The acceleration & yaw rate sensor 120 detects vehicle acceleration and yaw rate, respectively. Pitch & roll angle sensor 130 detects the pitch angle and roll angle of the vehicle body. The vehicle speed sensor 140 detects the vehicle speed (vehicle speed).

各タイヤユニット300は、タイヤユニット位置センサ310、転舵角センサ320、駆動アクチュエータ（駆動機構）330、転舵アクチュエータ（操舵機構）340、タイヤ位置変更アクチュエータ（タイヤユニット移動機構）350およびタイヤ390を備えている。   Each tire unit 300 includes a tire unit position sensor 310, a turning angle sensor 320, a driving actuator (driving mechanism) 330, a steering actuator (steering mechanism) 340, a tire position changing actuator (tire unit moving mechanism) 350, and a tire 390. I have.

タイヤユニット位置センサ310は、車体100に対するタイヤ390（タイヤユニット300）の位置を検出する。タイヤ回転速センサ315は、タイヤ390の回転速度を検出する。転舵角センサ320は、タイヤ390の転舵角（車両前後方向に対してタイヤが成す角度）を検出する。   The tire unit position sensor 310 detects the position of the tire 390 (tire unit 300) with respect to the vehicle body 100. The tire rotation speed sensor 315 detects the rotation speed of the tire 390. The turning angle sensor 320 detects a turning angle of the tire 390 (an angle formed by the tire with respect to the vehicle longitudinal direction).

駆動アクチュエータ330は、タイヤ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、タイヤ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。   The drive actuator 330 applies a drive torque to the tire 390. As the drive actuator 330, for example, an in-wheel motor can be used. The turning actuator 340 changes the turning angle of the tire 390. As the steering actuator 340, for example, an electric motor can be used. The drive actuator 330 and the steering actuator 340 are controlled by the vehicle behavior control device 400 and the geometry control device 500.

タイヤ位置変更アクチュエータ350は、車体100とタイヤユニット300との間に配置され、各タイヤユニット300を車幅方向に移動させることで、車体100からタイヤ390までの距離を変えることで、前後輪のトレッドベースを変更する。実施例１のタイヤ位置変更アクチュエータ350としては、例えば、液圧ピストンを用いることができる。このタイヤ位置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。   The tire position changing actuator 350 is disposed between the vehicle body 100 and the tire unit 300, and by moving each tire unit 300 in the vehicle width direction, changing the distance from the vehicle body 100 to the tire 390, Change the tread base. As the tire position changing actuator 350 of the first embodiment, for example, a hydraulic piston can be used. The tire position changing actuator 350 is controlled by the geometry control device 500.

車両挙動制御装置400は、運転者の要求である操舵角センサ110とアクセル開度センサ111からの信号に基づいて、運転者の要求する車両の運動状態量である目標車両挙動（目標駆動力と目標横力）を算出し、目標車両挙動を維持するための、各タイヤ390の目標スリップ率と目標スリップ角を求め、各駆動アクチュエータ330および各転舵アクチュエータ340を駆動する車両挙動制御を実行する。   The vehicle behavior control device 400, based on signals from the steering angle sensor 110 and the accelerator opening sensor 111, which are requests of the driver, a target vehicle behavior (target driving force and Target lateral force) is calculated, the target slip ratio and the target slip angle of each tire 390 for maintaining the target vehicle behavior are obtained, and vehicle behavior control for driving each drive actuator 330 and each turning actuator 340 is executed. .

ジオメトリ制御装置500は、車両挙動制御による車両挙動変化を加速度＆ヨーレートセンサ120、ピッチ＆ロール角センサ130および車体速センサ140により検出し、現在の車両状態に最も適したジオメトリ目標値を算出し、このジオメトリ目標値が得られるように、タイヤ位置変更アクチュエータ350に対しタイヤ位置の変更を指令するジオメトリ制御を実行する。ここで、ジオメトリ目標値は、例えば、各タイヤ390の輪荷重、車体100のロール角等をいう。   The geometry control device 500 detects a vehicle behavior change by the vehicle behavior control by the acceleration & yaw rate sensor 120, the pitch & roll angle sensor 130, and the vehicle body speed sensor 140, and calculates a geometry target value most suitable for the current vehicle state, Geometry control for instructing the tire position change actuator 350 to change the tire position is executed so that this geometry target value is obtained. Here, the geometry target value refers to, for example, the wheel load of each tire 390, the roll angle of the vehicle body 100, and the like.

ジオメトリ制御装置500は、タイヤ力変化抑制装置（タイヤ力変化抑制手段）510を備えている。このタイヤ力変化抑制装置510は、ジオメトリ制御装置500により各タイヤ位置を変更する際、タイヤユニット300の位置変化速度（車体100に対する移動速度）を、タイヤユニット位置センサ310の検出信号から算出し、タイヤ位置を変更する過程で生じる横力の変動分を、タイヤ390のトー角制御によって打ち消すように転舵アクチュエータ340を駆動するタイヤ力変化抑制制御を実行する。   The geometry control device 500 includes a tire force change suppression device (tire force change suppression means) 510. The tire force change suppression device 510 calculates the position change speed of the tire unit 300 (moving speed relative to the vehicle body 100) from the detection signal of the tire unit position sensor 310 when changing the position of each tire by the geometry control device 500. Tire force change suppression control for driving the steering actuator 340 is executed so as to cancel the fluctuation of the lateral force generated in the process of changing the tire position by the toe angle control of the tire 390.

［ジオメトリ制御方法］
以下、実施例１のジオメトリ制御方法について説明する。
実施例１のジオメトリ制御では、各状況（車両に作用する加速度と車両のサスペンションジオメトリ）に応じて各タイヤ390の輪荷重を変化させることを目的としている。しかし、各輪荷重を決めるためには変化パラメータが多く、演算が複雑化する。よって、説明の簡単のため、実施例１では、２つの仮定を設定する。第１の仮定は、タイヤユニット300の位置を、重心を通る平面２軸（x/y軸）に対して左右または前後に対称とすることである。第２の仮定は、左右または前後間の距離はそれぞれ初期のトレッド・ホイールベース長さに固定することである。 [Geometry control method]
Hereinafter, the geometry control method according to the first embodiment will be described.
The purpose of the geometry control of the first embodiment is to change the wheel load of each tire 390 according to each situation (acceleration acting on the vehicle and suspension geometry of the vehicle). However, in order to determine each wheel load, there are many change parameters, and the calculation is complicated. Therefore, for the sake of simplicity of explanation, in the first embodiment, two assumptions are set. The first assumption is that the position of the tire unit 300 is symmetric with respect to two planes (x / y axes) passing through the center of gravity in the left-right or front-rear direction. The second assumption is that the distance between left and right or front and rear is fixed to the initial tread wheelbase length.

（加速度に応じたジオメトリ制御）
車両の旋回時等、車両に車幅方向の加速度が作用する場合を考える。このとき、左右輪の輪荷重比を左：右＝ｒ：１とすると、図４に示すように、重心の前後方向加速度をＧ(x)、車幅方向加速度をＧ(y)、上下方向加速度をＧ(z)とし、トレッドベースをｌ、重心から左のトレッド長さをｌ1、右のトレッド長さをｌ2としたとき、重心から左右のトレッド長さｌ1，ｌ2は、加速度とサスペンションジオメトリとを用いて、下記の式(1),(2)のように表すことができる。
ｌ1＝（α×ｌ）／（α＋ｌ）＋（ｈ×Ｇ(y)）／Ｇ(z) …(1)
ｌ2＝ｌ−ｌ1 …(2)
ただし、α＝ｒ／（１−ｒ） (Geometry control according to acceleration)
Consider a case where acceleration in the vehicle width direction acts on the vehicle, such as when the vehicle is turning. At this time, if the wheel load ratio of the left and right wheels is left: right = r: 1, as shown in FIG. 4, the longitudinal acceleration of the center of gravity is G (x), the vehicle width direction acceleration is G (y), and the vertical direction When the acceleration is G (z), the tread base is 1, the tread length from the center of gravity to the left tread length is l 1 , and the right tread length is l 2 , the left and right tread lengths l 1 and l 2 are Using acceleration and suspension geometry, the following equations (1) and (2) can be expressed.
l 1 = (α × l) / (α + 1) + (h × G (y)) / G (z) (1)
l 2 = l−l 1 (2)
Where α = r / (1-r)

そこで、実施例１では、加速度とサスペンションジオメトリに基づいて、各タイヤ390の輪荷重移動量がゼロとなるように各タイヤユニット300の位置を制御する。すなわち、旋回に伴う輪荷重移動がなければ、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。   Therefore, in the first embodiment, the position of each tire unit 300 is controlled based on the acceleration and the suspension geometry so that the wheel load movement amount of each tire 390 becomes zero. That is, if there is no wheel load movement associated with turning, the cornering power does not decrease and the turning performance does not deteriorate, so that the vehicle behavior can be stabilized. Even when it is not necessary to increase the maximum value of the cornering power, it is possible to select a tire with a high flatness ratio, so that an improvement in fuel consumption can be expected.

また、別の方法としては、車両に作用する慣性の方向と同一方向のタイヤよりも反対方向のタイヤの輪荷重が大きくなるように、各タイヤユニット300の位置を制御することもできる。すなわち、旋回中は旋回内輪の輪荷重を旋回外側の輪荷重よりも大きくすることにより、ロールを抑制して乗り心地を向上させることができる。   As another method, the position of each tire unit 300 can be controlled so that the wheel load of the tire in the opposite direction is greater than that of the tire in the same direction as the direction of inertia acting on the vehicle. That is, during turning, by making the wheel load of the turning inner wheel larger than the wheel load outside the turning, it is possible to suppress the roll and improve the riding comfort.

（ロール角に応じたジオメトリ制御）
車両の目標ロール角をθtarとし、現在のロール角θrとの差分をフィードバック制御（PID制御）する場合、PID制御の比例ゲインをＫp、積分ゲインをＫi、微分ゲインをＫd、時定数をｓとしたとき、重心から左右のトレッド長さｌ1，ｌ2は、ロール角、PID制御の各ゲイン、およびサスペンションジオメトリを用いて、下記の式(3),(4)のように表すことができる。
ｌ1＝（Ｋp＋Ｋi／ｓ＋Ｋdｓ）θe …(3)
ｌ2＝ｌ−ｌ1 …(4)
ただし、θe＝θtar−θr (Geometry control according to roll angle)
When the target roll angle of the vehicle is θtar and the difference from the current roll angle θr is feedback controlled (PID control), the proportional gain of PID control is K p , the integral gain is K i , the differential gain is K d , and the time constant Where t is the left and right tread lengths l 1 and l 2 from the center of gravity using the roll angle, PID control gain, and suspension geometry, as shown in the following equations (3) and (4) be able to.
l 1 = (K p + K i / s + K d s) θe (3)
l 2 = l−l 1 (4)
However, θe = θtar−θr

そこで、実施例１では、目標ロール角θtarがゼロとなるように各タイヤユニット300の位置を制御する。これにより、加速度に応じたジオメトリ制御の場合と同様に、車両挙動を安定させることができる。   Therefore, in Example 1, the position of each tire unit 300 is controlled so that the target roll angle θtar becomes zero. Thereby, the vehicle behavior can be stabilized as in the case of the geometry control according to the acceleration.

また、別の方法として、車両の旋回時、車体100の旋回外側の地上高を旋回内側の地上高よりも高くする目標ロール角θtarを設定することもできる。これにより、加速度に応じたジオメトリ制御の場合と同様に、ロールを抑制して乗り心地を向上させることができる。   As another method, the target roll angle θtar can be set so that the ground height outside the turning of the vehicle body 100 is higher than the ground height inside the turning when the vehicle turns. Thereby, like the case of the geometry control according to acceleration, a roll can be suppressed and riding comfort can be improved.

［タイヤ力変化抑制制御］
上述したジオメトリ制御により、各タイヤ390の位置をトレッドベース方向（車幅方向）に変更する（図５）。今、図６に示すように、走行中のタイヤ390が目標スリップ角と等しいスリップ角βで横力を出している場合を想定する。 [Tire force change suppression control]
By the above-described geometry control, the position of each tire 390 is changed in the tread base direction (vehicle width direction) (FIG. 5). Now, as shown in FIG. 6, it is assumed that the running tire 390 is producing a lateral force at a slip angle β equal to the target slip angle.

このとき、ジオメトリ制御によって各タイヤ390を車幅方向に速度ｖで移動した場合、タイヤのスリップ角はβからβ'へと変化するため、このままでは横力が目標横力に対して変動し、運転者の要求する車両挙動を実現することができない。   At this time, when each tire 390 is moved at a speed v in the vehicle width direction by geometry control, the tire slip angle changes from β to β ′, so that the lateral force varies with respect to the target lateral force as it is, The vehicle behavior required by the driver cannot be realized.

そこで、タイヤ力変化抑制装置510では、タイヤ390が車幅方向に速度ｖで動いている場合でも目標横力を維持できるように、転舵アクチュエータ340を駆動してトー角を変更する。
ここで、現在のタイヤ390のスリップ角βt(i)refは、下記の式(5)で表すことができる。

Figure 2009107459
Therefore, in the tire force change suppression device 510, the steering actuator 340 is driven to change the toe angle so that the target lateral force can be maintained even when the tire 390 is moving in the vehicle width direction at the speed v.
Here, the slip angle βt (i) ref of the current tire 390 can be expressed by the following equation (5).
Figure 2009107459

また、タイヤ移動時のスリップ角βt(i)actは、下記の式(6)となる。

Figure 2009107459
Further, the slip angle βt (i) act at the time of tire movement is expressed by the following equation (6).
Figure 2009107459

目標スリップ角をβt(i)tarとすると、修正トー角δ(i)は、下記の式(7)となる。
δ(i)＝βt(i)act−βt(i)tar …(7) When the target slip angle is βt (i) tar , the corrected toe angle δ (i) is expressed by the following equation (7).
δ (i) = βt (i) act −βt (i) tar (7)

したがって、タイヤ力変化抑制装置510では、図７に示すように、タイヤ390の変位ｙ(i)により移動速度ｖ(i)が発生したとき、式(7)から求まる修正トー角δ(i)が得られるように転舵アクチュエータ340を駆動し、タイヤ390のトー角を修正する。これにより、タイヤ390の移動に伴う無駄な横力の発生を排除でき、運転者の要求する車両挙動（車幅加速度Ｇ(y)、ロール角θ(ROLL)）を維持することができる。   Therefore, in the tire force change suppressing device 510, as shown in FIG. 7, when the moving speed v (i) is generated by the displacement y (i) of the tire 390, the corrected toe angle δ (i) obtained from the equation (7) is obtained. The steering actuator 340 is driven so that the toe angle of the tire 390 is corrected. As a result, it is possible to eliminate the generation of useless lateral force accompanying the movement of the tire 390 and maintain the vehicle behavior (vehicle width acceleration G (y), roll angle θ (ROLL)) required by the driver.

次に、効果を説明する。
実施例１のタイヤ位置可変車両にあっては、以下に列挙する効果を奏する。 Next, the effect will be described.
The tire position variable vehicle according to the first embodiment has the following effects.

(1) タイヤユニット300を移動させる際、タイヤ390の移動に伴う車両挙動変化を抑制するように、転舵アクチュエータ340を制御するタイヤ力変化抑制装置510を備える。これにより、タイヤ移動に伴うタイヤ横力の変動を抑制し、運転者の運転操作に応じた車両挙動を実現できる。   (1) When the tire unit 300 is moved, a tire force change suppressing device 510 that controls the steered actuator 340 is provided so as to suppress a vehicle behavior change accompanying the movement of the tire 390. Thereby, the fluctuation | variation of the tire lateral force accompanying a tire movement is suppressed, and the vehicle behavior according to a driver | operator's driving operation is realizable.

(2) 車両に作用する前後および左右方向の加速度を検出する加速度＆ヨーレートセンサ120を備え、ジオメトリ制御装置500は、加速度と車両のサスペンションジオメトリに基づいて、各タイヤの輪荷重移動量が目標値となるように各タイヤユニット300の位置を制御する。これにより、車両の運動によって生じた加速度に応じて適切なタイヤユニット300の位置を決定できるため、状況に応じてタイヤ能力、車両姿勢を自由に変更できる。   (2) Equipped with an acceleration & yaw rate sensor 120 that detects longitudinal and lateral acceleration acting on the vehicle, and the geometry control device 500 determines the wheel load movement amount of each tire based on the acceleration and the suspension geometry of the vehicle. The position of each tire unit 300 is controlled so that Accordingly, since an appropriate position of the tire unit 300 can be determined according to the acceleration generated by the movement of the vehicle, the tire capacity and the vehicle posture can be freely changed according to the situation.

(3) ジオメトリ制御装置500は、輪荷重移動量がゼロとなるように各タイヤユニット300の位置を制御するため、４輪の輪荷重を常に一定に保ち、タイヤの能力を最大限使用できるとともに車両姿勢を常にフラット（水平）に保つことができ、乗り心地を向上させることができる。   (3) Since the geometry control device 500 controls the position of each tire unit 300 so that the wheel load movement amount becomes zero, the wheel load of the four wheels is always kept constant, and the tire capacity can be used to the maximum. The vehicle posture can always be kept flat (horizontal), and the riding comfort can be improved.

(4) ジオメトリ制御装置500は、車両に作用する慣性の方向と同一方向にあるタイヤよりも反対方向にあるタイヤの輪荷重が大きくなるように各タイヤユニット300の位置を制御する。これにより、旋回時のロールを抑制して乗り心地を向上させることができる。   (4) The geometry control device 500 controls the position of each tire unit 300 so that the wheel load of the tire in the opposite direction is larger than the tire in the same direction as the direction of inertia acting on the vehicle. Thereby, the roll at the time of turning can be suppressed and riding comfort can be improved.

(5) 車体100のロール角を検出するピッチ＆ロール角センサ130を備え、ジオメトリ制御装置500は、ロール角が目標値となるように各タイヤユニット300の位置を制御するため、車両の運動によって生じたロール角に応じて適切なタイヤユニット300の位置を決定でき、状況に応じてタイヤ能力、車両姿勢を自由に変更できる。   (5) A pitch & roll angle sensor 130 for detecting the roll angle of the vehicle body 100 is provided, and the geometry control device 500 controls the position of each tire unit 300 so that the roll angle becomes a target value. The appropriate position of the tire unit 300 can be determined according to the generated roll angle, and the tire capacity and the vehicle posture can be freely changed according to the situation.

(6) ジオメトリ制御装置500は、ロール角がゼロとなるように各タイヤユニット300の位置を制御するため、４輪の輪荷重を常に一定に保ち、タイヤの能力を最大限使用できるとともに車両姿勢を常にフラット（水平）に保つことができ、乗り心地を向上させることができる。   (6) Since the geometry control device 500 controls the position of each tire unit 300 so that the roll angle becomes zero, the wheel load of the four wheels is always kept constant, the tire capacity can be used to the maximum, and the vehicle posture Can be kept flat (horizontal) at all times, and ride comfort can be improved.

(7) ジオメトリ制御装置500は、車両の旋回時には車体100の旋回外側の地上高を旋回内側の地上高よりも高くするロール角となるように各タイヤユニット300を制御するため、旋回時のロールを抑制して乗り心地を向上させることができる。   (7) The geometry control device 500 controls each tire unit 300 so that the ground height outside the turning of the vehicle body 100 is higher than the ground height inside the turning when the vehicle turns, so that the roll during turning And the ride comfort can be improved.

(8) タイヤ力変化抑制装置510は、タイヤユニット300がトレッドベース方向に移動している場合、タイヤ390の移動に伴うタイヤ横力変化を抑制するように転舵アクチュエータを制御する。これにより、タイヤ390の移動に伴う車両挙動変化を抑制でき、目標車両挙動を維持することができる。   (8) When the tire unit 300 is moving in the tread base direction, the tire force change suppressing device 510 controls the steering actuator so as to suppress the tire lateral force change accompanying the movement of the tire 390. Thereby, the vehicle behavior change accompanying the movement of the tire 390 can be suppressed, and the target vehicle behavior can be maintained.

(9) 車両挙動制御装置400は、目標車両挙動として目標横力を算出するとともに、この目標横力を実現する各タイヤ390の目標スリップ角βt(i)tarを算出し、タイヤ力変化抑制装置510は、タイヤ390の移動により発生するスリップ角である移動スリップ角βt(i)actを算出し、目標スリップ角βt(i)tarと移動スリップ角βt(i)actとの差分をゼロとする修正トー角δ(i)を得るためのトー角制御を行う。これにより、移動中のタイヤ390のスリップ角βt(i)refを目標スリップ角βt(i)tarに一致させることができ、目標横力を維持することができる。 (9) The vehicle behavior control device 400 calculates the target lateral force as the target vehicle behavior, calculates the target slip angle βt (i) tar of each tire 390 that realizes the target lateral force, and suppresses the tire force change suppression device 510 calculates a moving slip angle βt (i) act , which is a slip angle generated by the movement of the tire 390, and sets the difference between the target slip angle βt (i) tar and the moving slip angle βt (i) act to zero. Toe angle control for obtaining a corrected toe angle δ (i) is performed. Thus, the slip angle βt (i) ref of the moving tire 390 can be matched with the target slip angle βt (i) tar , and the target lateral force can be maintained.

(10) タイヤ力変化抑制装置510は、目標スリップ角βt(i)tarにタイヤ390の移動により発生する当該タイヤのトレッドベース方向の速度成分ｖ(i)を加算して移動スリップ角βt(i)refを算出する（式(6)）ため、移動スリップ角βt(i)refを正確に算出することができる。 (10) The tire force change suppressing device 510 adds the velocity component v (i) in the tread base direction of the tire generated by the movement of the tire 390 to the target slip angle βt (i) tar , and the moving slip angle βt (i ) Since ref is calculated (equation (6)), the moving slip angle βt (i) ref can be accurately calculated.

(11) タイヤユニット300を移動させる際、タイヤ390の移動に伴う車両挙動変化を抑制するように、移動中のタイヤ390のトー角を制御するため、タイヤ移動に伴うタイヤ横力変動を抑制し、運転者の運転操作に応じた車両挙動を実現できる。   (11) When moving the tire unit 300, to control the toe angle of the moving tire 390 so as to suppress the vehicle behavior change accompanying the movement of the tire 390, the tire lateral force fluctuation accompanying the tire movement is suppressed. The vehicle behavior according to the driving operation of the driver can be realized.

［全体構成］
図８は、実施例２のタイヤ位置可変車両のシステム構成を示す平面図であり、実施例２のタイヤ位置可変車両において、タイヤ位置変更アクチュエータ350は、各タイヤユニット300を環状のタイヤユニット移動軌道200上に沿って移動させる。ここで、タイヤユニット移動軌道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、各タイヤ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。 [overall structure]
FIG. 8 is a plan view showing a system configuration of the tire position variable vehicle according to the second embodiment. In the tire position variable vehicle according to the second embodiment, the tire position changing actuator 350 moves each tire unit 300 into an annular tire unit moving track. Move along 200. Here, the tire unit moving track 200 is set to a horizontal circle centered on the center of gravity of the vehicle body, and each tire 390 moves on one annular track centered on the center of gravity of the vehicle body.

すなわち、実施例２では、タイヤユニット移動軌道200上であれば、各タイヤユニット300をトレッドベース方向とホイールベース方向（車両前後方向）に移動させることができる。   That is, in Example 2, each tire unit 300 can be moved in the tread base direction and the wheel base direction (vehicle longitudinal direction) as long as it is on the tire unit moving track 200.

［タイヤ取り付け構造］
図９は、実施例２のタイヤ位置可変車両におけるタイヤ取り付け構造を示す側面図である。
タイヤ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２のリニアモータ・スライダ615は、図８に示したタイヤ位置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タイヤ390を車体100に対して相対的に移動させる。 [Tire mounting structure]
FIG. 9 is a side view showing a tire mounting structure in the tire position variable vehicle of the second embodiment.
The tire 390 is coupled to the vehicle body 100 via the suspension frame 600. The suspension frame 600 is attached to the vehicle body 100 by a bearing 610 provided on the bottom surface of the vehicle body 100 (or the bottom surface of another suspension frame) and a linear motor slider 615 provided in an annular shape along the center of the side surface of the vehicle body 100. It is supported so as to be relatively rotatable. The linear motor slider 615 of the second embodiment corresponds to the tire position changing actuator 350 shown in FIG. 8, and moves the tire 390 relative to the vehicle body 100 by the thrust in the horizontal direction of the linear motor.

タイヤ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。
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、タイヤ390が転舵される。 The rod 620 that supports the steered shaft of the tire 390 has a central portion supported by the suspension frame 600 via the bearing 630 and an upper end portion supported by the suspension arm 650 via the ball joint 640. The suspension arm 650 is provided so as to be rotatable in the vertical direction with respect to the suspension frame 600.
A steering gear 660 is connected to the rod 620, and the tire 390 is steered by driving a steered actuator 340 fixed to the suspension frame 600.

図８に戻り、実施例２のジオメトリ制御装置500について説明する。
実施例２のジオメトリ制御装置500は、車両挙動制御による車両挙動変化を加速度＆ヨーレートセンサ120、ピッチ＆ロール角センサ130および車体速センサ140により検出し、現状態に最も適したジオメトリ目標値を算出し、このジオメトリ目標値が得られるように、タイヤ位置変更アクチュエータ350に対しタイヤ位置の変更を指令するジオメトリ制御を実行する。ここで、ジオメトリ目標値は、例えば、各タイヤ390の輪荷重、車体100のピッチ角、ロール角等をいう。 Returning to FIG. 8, the geometry control device 500 according to the second embodiment will be described.
The geometry control device 500 according to the second embodiment detects a change in vehicle behavior by the vehicle behavior control using the acceleration & yaw rate sensor 120, the pitch & roll angle sensor 130, and the vehicle body speed sensor 140, and calculates a geometry target value most suitable for the current state. Then, geometry control for instructing the tire position change actuator 350 to change the tire position is executed so as to obtain this geometric target value. Here, the geometry target value refers to, for example, the wheel load of each tire 390, the pitch angle of the vehicle body 100, the roll angle, and the like.

実施例２のタイヤ力変化抑制装置510は、ジオメトリ制御装置500により各タイヤ位置を変更する際、タイヤユニット300の位置変化速度を、タイヤユニット位置センサ310の検出信号から算出し、タイヤ位置を変更する過程で生じる横力および前後力（駆動力）の変動分を、タイヤ390のトー角制御と回転数制御を用いて打ち消すように転舵アクチュエータ340と駆動アクチュエータ330をそれぞれ駆動するタイヤ力変化抑制制御を実行する。   The tire force change suppression device 510 according to the second embodiment calculates the position change speed of the tire unit 300 from the detection signal of the tire unit position sensor 310 when changing the position of each tire by the geometry control device 500, and changes the tire position. Tire force change suppression that drives the steering actuator 340 and the driving actuator 330 to cancel the fluctuations of the lateral force and the longitudinal force (driving force) that occur in the process using the toe angle control and the rotational speed control of the tire 390, respectively. Execute control.

［ジオメトリ制御方法］
以下、実施例２のジオメトリ制御方法について説明する。
（加速度に応じたジオメトリ制御）
実施例２では、車両に作用する加速度（車幅方向加速度、前後方向加速度）とサスペンションジオメトリに基づいて、各タイヤ390の輪荷重移動量がゼロとなるように各タイヤユニット300の位置を制御する。実施例１で説明したように、旋回に伴う輪荷重移動がなければ、旋回性能の低下を防ぐことができる。 [Geometry control method]
Hereinafter, the geometry control method according to the second embodiment will be described.
(Geometry control according to acceleration)
In the second embodiment, the position of each tire unit 300 is controlled based on the acceleration (vehicle width direction acceleration, longitudinal acceleration) acting on the vehicle and the suspension geometry so that the wheel load movement amount of each tire 390 becomes zero. . As described in the first embodiment, a decrease in turning performance can be prevented if there is no wheel load movement associated with turning.

また、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からである。そこで、加減速時の輪荷重移動をなくすことで、各タイヤ390の能力を最大限利用でき、グリップ力を高めることができる。   When the wheel load moves due to acceleration / deceleration, the tire friction force on the side where the wheel load has increased reaches the limit, and the braking force and acceleration force are limited. On the other hand, the tire on the side where the wheel load has decreased has a margin in the tire friction force, but the wheel load has decreased, so the tire friction force cannot be transmitted to the road surface. Therefore, by eliminating the wheel load movement during acceleration / deceleration, the ability of each tire 390 can be utilized to the maximum and the gripping force can be increased.

また、別の方法としては、車両に作用する慣性の方向と同一方向のタイヤよりも反対方向のタイヤの輪荷重が大きくなるように、各タイヤユニット300の位置を制御することもできる。すなわち、加速時のノーズリフトおよび減速時のノーズダイブを抑制することで、各タイヤ390の能力を最大限利用でき、グリップ力を高めることができるとともに、車体姿勢をフラットな状態に保つことができ、乗り心地を向上させることができる。   As another method, the position of each tire unit 300 can be controlled so that the wheel load of the tire in the opposite direction is greater than that of the tire in the same direction as the direction of inertia acting on the vehicle. In other words, by suppressing the nose lift during acceleration and the nose dive during deceleration, the ability of each tire 390 can be fully utilized, the gripping power can be increased, and the vehicle body posture can be kept flat. , Can improve the ride comfort.

ここで、前後輪の輪荷重比は、前：後＝ｒ：１とすると、実施例１で示した式(1),(2)のトレッドベースｌをホイールベースｗ、車幅方向加速度Ｇ(y)を前後方向加速度Ｇ(x)、左のトレッド長さｌ1を重心から前輪車軸までのホイールベースｗ1、右のトレッド長さｌ2を重心から後輪車軸までのホイールベースｗ2に置き換えることで、左右輪の輪荷重比と同様に求めることができる。 Here, when the wheel load ratio of the front and rear wheels is assumed to be front: rear = r: 1, the tread base 1 of the formulas (1) and (2) shown in the first embodiment is used as the wheel base w and the vehicle width direction acceleration G ( y) is the longitudinal acceleration G (x), the left tread length l 1 is the wheel base w 1 from the center of gravity to the front wheel axle, and the right tread length l 2 is the wheel base w 2 from the center of gravity to the rear wheel axle. By replacing, it can be obtained in the same manner as the wheel load ratio of the left and right wheels.

（ロール角およびピッチ角に応じてジオメトリ制御）
実施例２では、目標ロール角および目標ピッチ角が共にゼロとなるように各タイヤユニット300の位置を制御する。これにより、加速度に応じたジオメトリ制御の場合と同様に、車両挙動を安定させることができる。 (Geometry control according to roll angle and pitch angle)
In Example 2, the position of each tire unit 300 is controlled so that the target roll angle and the target pitch angle are both zero. Thereby, the vehicle behavior can be stabilized as in the case of the geometry control according to the acceleration.

また、別の方法として、車両の加速時には加速前に比して車体後方側の地上高を車体前方側の地上高よりも高くする目標ピッチ角とし、車両の減速時には減速前に比して車体前方側の地上高を車体後方側の地上高よりも高くする目標ピッチ角を設定することもできる。これにより、加速度に応じたジオメトリ制御の場合と同様、ノーズダイブ、ノーズリフト等のピッチングを抑制して乗り心地の向上とグリップ力の向上とを図ることができる。   As another method, when the vehicle is accelerated, the ground height on the rear side of the vehicle body is set to be higher than the ground height on the front side of the vehicle body, and when the vehicle is decelerated, the vehicle body body is compared with that before the deceleration. It is also possible to set a target pitch angle that makes the ground clearance on the front side higher than the ground clearance on the rear side of the vehicle body. Thereby, like the case of the geometry control according to acceleration, pitching, such as a nose dive and a nose lift, can be suppressed, and it can aim at improvement of riding comfort and improvement of grip power.

ここで、前後輪の輪荷重比は、前：後＝ｒ：１とすると、実施例１で示した式(3),(4)のトレッドベースｌをホイールベースｗ、左のトレッド長さｌ1を重心から前輪車軸までのホイールベースｗ1、右のトレッド長さｌ2を重心から後輪車軸までのホイールベースｗ2、目標ロール角θtarを目標ピッチ角θtar、現在のロール角θrを現在のピッチ角θrに置き換えることで、左右輪の輪荷重比と同様に求めることができる。 Here, when the wheel load ratio of the front and rear wheels is assumed to be front: rear = r: 1, the tread base l in the formulas (3) and (4) shown in the first embodiment is the wheel base w, and the left tread length l 1 is the wheel base w 1 from the center of gravity to the front wheel axle, right tread length l 2 is the wheel base w 2 from the center of gravity to the rear wheel axle, the target roll angle θtar is the target pitch angle θtar, and the current roll angle θr is currently Can be obtained in the same manner as the wheel load ratio of the left and right wheels.

［タイヤ力変化抑制制御］
上述したジオメトリ制御により、各タイヤ390の位置をトレッドベース方向およびホイールベース方向に変更する（図１０）。今、図１１に示すように、走行中のタイヤ390が目標スリップ角と等しいスリップ角βで横力を出している場合を想定する。 [Tire force change suppression control]
By the above-described geometry control, the position of each tire 390 is changed in the tread base direction and the wheel base direction (FIG. 10). Now, as shown in FIG. 11, it is assumed that the running tire 390 is producing a lateral force at a slip angle β equal to the target slip angle.

このとき、ジオメトリ制御によって各タイヤ390を車幅方向に速度ｖ、前後方向に速度ｕで移動した場合、タイヤのスリップ角はβからβ'へと変化するため、このままでは横力、前後力が目標横力、目標駆動力に対して変動し、運転者の要求する車両挙動を実現することができない。   At this time, when each tire 390 is moved at a speed v in the vehicle width direction and a speed u in the front-rear direction by geometry control, the tire slip angle changes from β to β ′. It fluctuates with respect to the target lateral force and target drive force, and the vehicle behavior required by the driver cannot be realized.

そこで、タイヤ力変化抑制装置510では、実施例１と同様、タイヤ390が車幅方向に速度ｖで動いている場合でも目標横力を維持できるように、転舵アクチュエータ340を駆動してトー角を変更する。   Therefore, in the tire force change suppressing device 510, as in the first embodiment, the steering actuator 340 is driven to increase the toe angle so that the target lateral force can be maintained even when the tire 390 is moving at the speed v in the vehicle width direction. To change.

タイヤ移動時のスリップ角βt(i)actは、下記の式(8)で表すことができる。

Figure 2009107459
The slip angle βt (i) act during tire movement can be expressed by the following equation (8).
Figure 2009107459

よって、式(8)から実施例１で示した式(7)を用いて修正トー角δ(i)を求め、修正トー角δ(i)が得られるように転舵アクチュエータ340を駆動し、タイヤ390のトー角を修正する。これにより、タイヤ390の移動に伴う無駄な横力の発生を排除でき、運転者の要求する車両挙動（車幅方向加速度Ｇ(y)、ロール角θ(ROLL)）を維持することができる。   Therefore, the corrected toe angle δ (i) is obtained from the equation (8) using the equation (7) shown in the first embodiment, and the steering actuator 340 is driven so as to obtain the corrected toe angle δ (i). Correct the toe angle of the tire 390. As a result, it is possible to eliminate the generation of useless lateral force accompanying the movement of the tire 390 and maintain the vehicle behavior (vehicle width direction acceleration G (y), roll angle θ (ROLL)) required by the driver.

さらに、タイヤ力変化抑制装置510では、タイヤ390が前後方向に速度ｕで動いている場合でも目標駆動力を維持できるように、駆動アクチュエータ330を駆動してタイヤ390の回転数を変更する。   Further, in the tire force change suppression device 510, the drive actuator 330 is driven to change the rotation speed of the tire 390 so that the target driving force can be maintained even when the tire 390 is moving in the front-rear direction at a speed u.

図１２に示すように、タイヤ移動前の回転数をω(i)、スリップ率をαとし、タイヤ移動時の回転数がω'(i)、スリップ率がα'に変化したとき、タイヤ移動前の回転数ω(i)とタイヤ移動時の回転数ω'(i)は、下記の式(9),(10)のように表すことができる。
ω(i)＝（Ｖ−αＶ）／Ｒ …(9)
ω'(i)＝｛（Ｖ−αＶ）＋（ｕ(i)−αｕ(i)）｝／Ｒ …(10)
ただし、Ｒはタイヤ半径である。
よって、目標回転数をω(i)tarとすると、目標回転数ω(i)tarとタイヤ移動時の回転数ω'(i)との差分を無くすように駆動アクチュエータ330を駆動し、タイヤ390の回転数を修正する。すなわち、移動中のタイヤ390のスリップ率α'と目標スリップ率αとの差分をゼロとすることにより、タイヤ390の移動に伴う無駄な駆動力の発生を排除でき、運転者の要求する車両挙動（前後方向加速度Ｇ(x)、ピッチ角θ(PITCH)）を維持することができる。 As shown in FIG. 12, when the rotational speed before moving the tire is ω (i), the slip ratio is α, the rotational speed when moving the tire is ω ′ (i), and the slip ratio is changed to α ′, the tire moves. The previous rotational speed ω (i) and the rotational speed ω ′ (i) during tire movement can be expressed as in the following equations (9) and (10).
ω (i) = (V−αV) / R (9)
ω ′ (i) = {(V−αV) + (u (i) −αu (i))} / R (10)
However, R is a tire radius.
Therefore, if the target rotational speed is ω (i) tar , the drive actuator 330 is driven so as to eliminate the difference between the target rotational speed ω (i) tar and the rotational speed ω ′ (i) during tire movement, and the tire 390 Correct the rotation speed. That is, by making the difference between the slip ratio α ′ of the moving tire 390 and the target slip ratio α zero, generation of useless driving force accompanying the movement of the tire 390 can be eliminated, and the vehicle behavior required by the driver (The longitudinal acceleration G (x), the pitch angle θ (PITCH)) can be maintained.

次に、効果を説明する。
実施例２のタイヤ位置可変車両にあっては、実施例１の効果(1)〜(4),(7)〜(11)に加え、以下に列挙する効果を奏する。 Next, the effect will be described.
In the tire position variable vehicle of the second embodiment, in addition to the effects (1) to (4) and (7) to (11) of the first embodiment, the following effects can be obtained.

(12) タイヤユニット300を移動させる際、タイヤ390の移動に伴う車両挙動変化を抑制するように、転舵アクチュエータ340と駆動アクチュエータ330を制御するタイヤ力変化抑制装置510を備える。これにより、タイヤ移動に伴うタイヤ発生力（タイヤ横力、タイヤ前後力）の変動を抑制し、運転者の運転操作に応じた車両挙動を実現できる。   (12) When the tire unit 300 is moved, a tire force change suppressing device 510 that controls the steering actuator 340 and the drive actuator 330 is provided so as to suppress a change in vehicle behavior accompanying the movement of the tire 390. Thereby, the fluctuation | variation of the tire generating force (tire lateral force, tire longitudinal force) accompanying a tire movement is suppressed, and the vehicle behavior according to a driver | operator's driving operation is realizable.

(13) 車体100のピッチ角を検出するピッチ＆ロール角センサ130を備え、ジオメトリ制御装置500は、ピッチ角が目標値となるように各タイヤユニット300の位置を制御するため、車両の運動によって生じたピッチ角に応じて適切なタイヤユニット300の位置を決定でき、状況に応じてタイヤ能力、車両姿勢を自由に変更できる。   (13) A pitch & roll angle sensor 130 that detects the pitch angle of the vehicle body 100 is provided, and the geometry control device 500 controls the position of each tire unit 300 so that the pitch angle becomes a target value. The appropriate position of the tire unit 300 can be determined according to the generated pitch angle, and the tire capacity and the vehicle posture can be freely changed according to the situation.

(14) ジオメトリ制御装置500は、ピッチ角がゼロとなるように各タイヤユニット300の位置を制御するため、ピッチングを抑制してグリップ力の向上および乗り心地の向上を図ることができる。   (14) Since the geometry control device 500 controls the position of each tire unit 300 so that the pitch angle becomes zero, it is possible to suppress the pitching and improve the grip force and the riding comfort.

(15) ジオメトリ制御装置500は、車両の加速時には加速前に比して車体後方側の地上高を車体前方側の地上高よりも高くするピッチ角となるように各タイヤユニット300の位置を制御する。これにより、加速時のノーズリフトを抑制してグリップ力の向上および乗り心地の向上を図ることができる。   (15) The geometry control device 500 controls the position of each tire unit 300 so that the ground angle on the rear side of the vehicle body is higher than the ground height on the front side of the vehicle body when the vehicle is accelerated. To do. Thereby, the nose lift at the time of acceleration can be suppressed and the grip force and the riding comfort can be improved.

(16) ジオメトリ制御装置500は、車両の減速時には減速前に比して車体前方側の地上高を車体後方側の地上高よりも高くするピッチ角となるように各タイヤユニット300の位置を制御する。これにより、減速時のノーズダイブを抑制して乗り心地を向上させることができる。   (16) The geometry control device 500 controls the position of each tire unit 300 so that when the vehicle decelerates, the ground angle on the front side of the vehicle body is higher than the ground height on the rear side of the vehicle body compared to before the deceleration. To do. Thereby, nose diving at the time of deceleration can be suppressed and riding comfort can be improved.

(17) タイヤ力変化抑制装置510は、タイヤユニット300がホイールベース方向に移動している場合、タイヤ390の移動に伴うタイヤ前後力変化を抑制するように駆動アクチュエータ330を制御する。これにより、タイヤ390の移動に伴う車両挙動変化を抑制でき、目標車両挙動を維持することができる。   (17) When the tire unit 300 is moving in the wheel base direction, the tire force change suppressing device 510 controls the drive actuator 330 so as to suppress a tire longitudinal force change accompanying the movement of the tire 390. Thereby, the vehicle behavior change accompanying the movement of the tire 390 can be suppressed, and the target vehicle behavior can be maintained.

(18) 車両挙動制御装置400は、目標車両挙動として目標駆動力を算出するとともに、この目標駆動力を実現する各タイヤ390の目標スリップ率αを算出し、タイヤ力変化抑制装置510は、移動中のタイヤ390のスリップ率α'と目標スリップ率αとの差分をゼロとするタイヤの回転数制御を行う。これにより、タイヤ390のスリップ率αを目標スリップ率αに一致させて目標車両挙動を維持することができる。   (18) The vehicle behavior control device 400 calculates the target driving force as the target vehicle behavior, calculates the target slip ratio α of each tire 390 that realizes this target driving force, and the tire force change suppression device 510 moves The rotation speed control of the tire is performed so that the difference between the slip ratio α ′ of the inner tire 390 and the target slip ratio α is zero. As a result, the target vehicle behavior can be maintained by making the slip rate α of the tire 390 coincide with the target slip rate α.

(19) タイヤユニット300を移動させる際、タイヤ390の移動に伴う車両挙動変化を抑制するように、移動中のタイヤ390のトー角と駆動力を制御するため、タイヤ移動に伴うタイヤ発生力変動を抑制し、運転者の運転操作に応じた車両挙動を実現できる。   (19) When the tire unit 300 is moved, in order to control the toe angle and the driving force of the moving tire 390 so as to suppress the vehicle behavior change accompanying the movement of the tire 390, the tire generation force fluctuation accompanying the tire movement The vehicle behavior according to the driving operation of the driver can be realized.

（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１，２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。 (Other examples)
Although the best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the first and second embodiments based on the drawings, the specific configuration of the present invention is not limited to that shown in each embodiment. Any design changes that do not change the gist of the invention are also included in the present invention.

例えば、タイヤユニット移動機構として、各タイヤユニットをホイールベース方向のみに移動させる構成としてもよい。この場合も、実施例２に示した移動中のタイヤのスリップ率と目標スリップ率との差分をゼロとするタイヤの回転数制御を行うことで、運転者の運転操作に応じた車両挙動を実現することができる。
また、実施例１，２では、ステアリングホイールとアクセルペダルを運転操作手段としたが、例えば、ブレーキペダルを追加した構成としてもよい。 For example, the tire unit moving mechanism may be configured to move each tire unit only in the wheel base direction. Also in this case, the vehicle behavior according to the driving operation of the driver is realized by performing the tire rotation speed control in which the difference between the slip ratio of the moving tire and the target slip ratio shown in the second embodiment is zero. can do.
In the first and second embodiments, the steering wheel and the accelerator pedal are used as the driving operation means. However, for example, a configuration in which a brake pedal is added may be employed.

実施例１のタイヤ位置可変車両のシステム構成を示す平面図である。It is a top view which shows the system configuration | structure of the tire position variable vehicle of Example 1. FIG. 実施例１のタイヤ位置可変車両のシステム構成を示す正面図である。1 is a front view illustrating a system configuration of a tire position variable vehicle according to a first embodiment. 実施例１のタイヤ位置可変車両の制御ブロック図である。FIG. 3 is a control block diagram of the tire position variable vehicle according to the first embodiment. 左右トレッド長さの算出方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the calculation method of left-right tread length. 実施例１のジオメトリ制御により各タイヤユニット300を車幅方向に移動させる状態を示す図である。It is a figure which shows the state which moves each tire unit 300 to a vehicle width direction by geometry control of Example 1. FIG. タイヤ移動に伴うスリップ角の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the slip angle accompanying a tire movement. 実施例１のタイヤ力変化抑制作用を示すタイムチャートである。3 is a time chart showing a tire force change suppressing action of Example 1. 実施例２のタイヤ位置可変車両のシステム構成を示す平面図である。It is a top view which shows the system configuration | structure of the tire position variable vehicle of Example 2. FIG. 実施例２のタイヤ位置可変車両におけるタイヤ取り付け構造を示す側面図である。It is a side view which shows the tire attachment structure in the tire position variable vehicle of Example 2. FIG. 実施例２のジオメトリ制御により各タイヤユニット300を車幅方向および前後方向に移動させる状態を示す図である。It is a figure which shows the state which moves each tire unit 300 to a vehicle width direction and the front-back direction by geometry control of Example 2. FIG. タイヤ移動に伴うスリップ角の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the slip angle accompanying a tire movement. タイヤ移動に伴うスリップ率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the slip ratio accompanying a tire movement.

符号の説明Explanation of symbols

100 車体
110 操舵角センサ
111 アクセル開度センサ
120 加速度＆ヨーレートセンサ（加速度検出手段）
130 ピッチ＆ロール角センサ（車両姿勢検出手段）
140 車体速センサ
200 タイヤユニット移動軌道
300 タイヤユニット
310 タイヤユニット位置センサ
315 タイヤ回転速センサ
320 転舵角センサ
330 駆動アクチュエータ（駆動機構）
340 転舵アクチュエータ（操舵機構）
350 タイヤ位置変更アクチュエータ（タイヤユニット移動機構）
390 タイヤ
400 車両挙動制御装置（車両挙動制御手段）
500 ジオメトリ制御装置（タイヤユニット移動制御手段）
510 タイヤ力変化抑制装置（タイヤ力変化抑制手段）
600 サスペンションフレーム
610 ベアリング
615 リニアモータ・スライダ
620 ロッド
630 ベアリング
640 ボールジョイント
650 サスペンションアーム
660 ステアリングギア 100 body
110 Steering angle sensor
111 Accelerator position sensor
120 Acceleration & yaw rate sensor (acceleration detection means)
130 Pitch and roll angle sensor (vehicle attitude detection means)
140 Body speed sensor
200 tire unit trajectory
300 tire units
310 Tire unit position sensor
315 Tire rotation speed sensor
320 Steering angle sensor
330 Drive actuator (drive mechanism)
340 Steering actuator (steering mechanism)
350 Tire position change actuator (Tire unit moving mechanism)
390 tires
400 Vehicle behavior control device (vehicle behavior control means)
500 Geometry control device (Tire unit movement control means)
510 Tire force change suppression device (Tire force change suppression means)
600 suspension frame
610 bearing
615 Linear motor slider
620 rod
630 bearings
640 Ball joint
650 suspension arm
660 steering gear

Claims (15)

タイヤを懸架するタイヤユニットと、
このタイヤユニットを車体に対して相対的に移動可能なタイヤユニット移動機構と、
このタイヤユニット移動機構の動作を制御するタイヤユニット移動制御手段と、
タイヤのトー角を変更する操舵機構と、
タイヤの回転角を変更する駆動機構と、
運転者が車両を運転するための運転操作手段と、
この運転操作手段への操作入力に基づいて運転者の要求する車両挙動である目標車両挙動を算出し、この目標車両挙動に基づいて前記操舵機構と前記駆動機構を制御する車両挙動制御手段と、
前記タイヤユニットを移動させる際、前記タイヤの移動に伴う車両挙動変化を抑制するように、前記操舵機構と前記駆動機構の少なくとも一方を制御するタイヤ力変化抑制手段と、
を備えることを特徴とするタイヤ位置可変車両。 A tire unit for suspending the tire;
A tire unit moving mechanism capable of moving the tire unit relative to the vehicle body;
Tire unit movement control means for controlling the operation of the tire unit moving mechanism;
A steering mechanism for changing the toe angle of the tire;
A drive mechanism for changing the rotation angle of the tire;
Driving operation means for the driver to drive the vehicle;
Vehicle behavior control means for calculating a target vehicle behavior which is a vehicle behavior requested by the driver based on an operation input to the driving operation means, and controlling the steering mechanism and the drive mechanism based on the target vehicle behavior;
Tire force change suppression means for controlling at least one of the steering mechanism and the drive mechanism so as to suppress a change in vehicle behavior accompanying the movement of the tire when the tire unit is moved;
A tire position variable vehicle comprising: 請求項１に記載のタイヤ位置可変車両において、
車両に作用する前後および左右方向の加速度を検出する加速度検出手段を備え、
前記タイヤユニット移動制御手段は、前記加速度と車両のサスペンションジオメトリに基づいて、各タイヤの輪荷重移動量が目標値となるように各タイヤユニットの位置を制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 In the tire position variable vehicle according to claim 1,
Comprising acceleration detecting means for detecting acceleration in the front-rear and left-right directions acting on the vehicle;
The tire unit movement control means controls the position of each tire unit based on the acceleration and the suspension geometry of the vehicle so that the wheel load movement amount of each tire becomes a target value. . 請求項２に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記タイヤユニット移動制御手段は、前記輪荷重移動量がゼロとなるように各タイヤユニットの位置を制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 In the tire position variable vehicle according to claim 2,
The tire unit movement control means controls the position of each tire unit so that the wheel load movement amount becomes zero. 請求項２に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記タイヤユニット移動制御手段は、車両に作用する慣性の方向と同一方向にあるタイヤよりも反対方向にあるタイヤの輪荷重が大きくなるように各タイヤユニットの位置を制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 In the tire position variable vehicle according to claim 2,
The tire unit movement control means controls the position of each tire unit so that the wheel load of the tire in the opposite direction is larger than the tire in the same direction as the direction of inertia acting on the vehicle. Variable position vehicle. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記車体のロール角およびピッチ角を検出する車両姿勢検出手段を備え、
前記タイヤユニット移動制御手段は、前記ロール角およびピッチ角がそれぞれ目標値となるように各タイヤユニットの位置を制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 The tire position variable vehicle according to any one of claims 1 to 4,
Vehicle posture detecting means for detecting the roll angle and pitch angle of the vehicle body;
The tire unit movement control means controls the position of each tire unit so that the roll angle and the pitch angle become target values, respectively. 請求項５に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記タイヤユニット移動制御手段は、前記ロール角およびピッチ角がゼロとなるように各タイヤユニットの位置を制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 In the tire position variable vehicle according to claim 5,
The tire unit movement control means controls the position of each tire unit so that the roll angle and the pitch angle become zero. 請求項５または請求項６に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記タイヤユニット移動制御手段は、車両の加速時には加速前に比して車体後方側の地上高を車体前方側の地上高よりも高くするピッチ角となるように各タイヤユニットの位置を制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 In the tire position variable vehicle according to claim 5 or 6,
The tire unit movement control means controls the position of each tire unit so that the ground angle on the rear side of the vehicle body becomes higher than the ground height on the front side of the vehicle body when the vehicle is accelerated, compared to before acceleration. A tire position variable vehicle characterized by this. 請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記タイヤユニット移動制御手段は、車両の減速時には減速前に比して車体前方側の地上高を車体後方側の地上高よりも高くするピッチ角となるように各タイヤユニットの位置を制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 In the tire position variable vehicle according to any one of claims 5 to 7,
The tire unit movement control means controls the position of each tire unit so that the ground angle on the front side of the vehicle body is higher than the ground height on the rear side of the vehicle body when the vehicle is decelerated compared to before the deceleration. A tire position variable vehicle characterized by this. 請求項５ないし請求項８のいずれか１項に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記タイヤユニット移動制御手段は、車両の旋回時には車体の旋回外側の地上高を旋回内側の地上高よりも高くするロール角となるように各タイヤユニットを制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 In the tire position variable vehicle according to any one of claims 5 to 8,
The tire unit movement control means controls each tire unit so as to have a roll angle that makes the ground height outside the turning of the vehicle body higher than the ground height inside the turning when the vehicle turns. . 請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記タイヤ力変化抑制手段は、前記タイヤユニットがホイールベース方向に移動している場合、前記タイヤの移動に伴うタイヤ前後力変化を抑制するように前記駆動機構を制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 The tire position variable vehicle according to any one of claims 1 to 9,
The tire force change suppression means controls the drive mechanism so as to suppress a tire longitudinal force change accompanying the movement of the tire when the tire unit is moving in a wheel base direction. Variable vehicle. 請求項１０に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記車両挙動制御手段は、前記目標車両挙動として目標駆動力を算出するとともに、この目標駆動力を実現する各タイヤの目標スリップ率を算出し、
前記タイヤ力変化抑制手段は、移動中のタイヤのスリップ率と前記目標スリップ率との差分をゼロとするタイヤの回転数制御を行うことを特徴とするタイヤ位置可変車両。 In the tire position variable vehicle according to claim 10,
The vehicle behavior control means calculates a target driving force as the target vehicle behavior, calculates a target slip ratio of each tire that realizes the target driving force,
The tire position change suppressing means performs a tire rotational speed control in which a difference between a slip ratio of a moving tire and the target slip ratio is zero. 請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記タイヤ力変化抑制手段は、前記タイヤユニットがトレッドベース方向に移動している場合、前記タイヤの移動に伴うタイヤ横力変化を抑制するように前記操舵機構を制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 The tire position variable vehicle according to any one of claims 1 to 11,
The tire force change suppression means controls the steering mechanism so as to suppress a change in tire lateral force accompanying the movement of the tire when the tire unit is moving in the tread base direction. Variable vehicle. 請求項１２に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記車両挙動制御手段は、前記目標車両挙動として目標横力を算出するとともに、この目標横力を実現する各タイヤの目標スリップ角を算出し、
前記タイヤ力変化抑制手段は、前記タイヤの移動により発生するスリップ角である移動スリップ角を算出し、前記目標スリップ角と前記移動スリップ角との差分をゼロとするトー角制御を行うことを特徴とするタイヤ位置可変車両。 In the tire position variable vehicle according to claim 12,
The vehicle behavior control means calculates a target lateral force as the target vehicle behavior, calculates a target slip angle of each tire that realizes the target lateral force,
The tire force change suppressing means calculates a moving slip angle that is a slip angle generated by the movement of the tire, and performs toe angle control in which a difference between the target slip angle and the moving slip angle is zero. A tire position variable vehicle. 請求項１３に記載のタイヤ位置可変車両において、
前記タイヤ力変化抑制手段は、前記目標スリップ角にタイヤの移動により発生する当該タイヤのトレッドベース方向の速度成分を加算して前記移動スリップ角を算出することを特徴とするタイヤ位置可変車両。 In the tire position variable vehicle according to claim 13,
The tire position variable vehicle according to claim 1, wherein the tire force change suppression means calculates the moving slip angle by adding a speed component in a tread base direction of the tire generated by the movement of the tire to the target slip angle. タイヤを懸架するタイヤユニットを車体に対して相対的に移動可能なタイヤユニット移動機構と、
運転操作に基づいて運転者の要求する車両挙動である目標車両挙動を算出し、この目標車両挙動に基づいてタイヤのトー角と駆動力を制御する車両挙動制御手段と、
を有するタイヤ位置可変車両において、
前記タイヤユニットを移動させる際、前記タイヤの移動に伴う車両挙動変化を抑制するように、移動中のタイヤのトー角と駆動力の少なくとも一方を制御することを特徴とするタイヤ位置可変車両のタイヤ力変化抑制方法。 A tire unit moving mechanism capable of moving the tire unit for suspending the tire relative to the vehicle body;
Vehicle behavior control means for calculating a target vehicle behavior which is a vehicle behavior requested by the driver based on the driving operation, and controlling a toe angle and a driving force of the tire based on the target vehicle behavior;
In a tire position variable vehicle having
When moving the tire unit, at least one of a toe angle and a driving force of the moving tire is controlled so as to suppress a change in vehicle behavior accompanying the movement of the tire. Force change suppression method.
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