JP4144575B2

JP4144575B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP4144575B2
Application number: JP2004224882A
Authority: JP
Inventors: 宏磯野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: JP2006044332A

Description

本発明は、車両状態を制御する車両制御装置に関し、特に走行安定性を向上させる車両制御装置に関する。

車両は、走行時に路面等からの外力や慣性力などの影響を受けるため、一定の姿勢を保持した状態で高速走行することが容易ではない。特に旋回時や制動時には、非常に大きな外力や慣性力が車両に作用するため、車両の姿勢が崩れやすい。その一方で安定した姿勢で車両を走行させることは、乗り心地を向上させて快適な走行を実現する上で非常に好ましい。そのような事情を背景に、安定した車両走行を実現するための技術が従来から提案されている。例えば特許文献１では、キングピンオフセット量を変化させて車両姿勢の安定化を図るサスペンションが提案されており、その他にも様々な技術が提案されている（特許文献２〜４参照）。
特開平６−３１２６１３号公報実開平３− ５２２０２号公報実開平５− ３５４０２号公報特開昭６３−２８４００１号公報

走行性を更に向上させるために、走行時の車両姿勢を適正な状態で安定化させる新たな技術の提案が望まれている。

本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、走行時の車両姿勢の適正化を図って安定した快適な車両走行を実現する技術を提案することにある。

本発明の一態様は車両制御装置に関する。この車両制御装置は、車両の所定状態量を検出する状態量検出手段と、車輪を移動させる車輪移動手段と、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記車輪移動手段を制御する車輪移動制御手段と、を備え、前記車輪移動制御手段は、車幅方向に配置される車輪であって相互に対応する車輪が同じ方向に移動するように、前記車輪移動手段を制御する。

当該車両制御装置によれば、車両の所定状態量に応じて相互に対応する車輪を同じ方向に移動させることで、車両の走行安定性を向上させることができる。例えば、コーナーリング時の遠心力等のために車輪スリップや車両転覆が発生するおそれがある場合には、車両に作用する力成分の影響を抑える方向に相互に対応する車輪を移動させることで安定した走行性を確保することが可能である。なお「車幅方向に配置される車輪であって相互に対応する車輪」とは、例えば右前輪および左前輪の組み合わせからなる前輪や、右後輪および左後輪の組み合わせからなる後輪を指す。また車輪移動手段による車輪の移動は、「車輪全体」の移動だけではなく「車輪の一部」の移動を含む概念であり、例えば路面と直接接地するタイヤ部分や当該タイヤが取り付けられたホイール部分を移動させるような場合も含まれる。また状態量検出手段は、車両に作用する力成分に関連する状態量を検出するものであることが好ましく、例えば力成分を直接検出するものの他に、加速度成分のように車両に作用する力を間接的に導き出すことができる状態量を検出するものが含まれうる。また状態量検出手段は、単一種類の車両状態量を検出するものであっても、複数種類の車両状態量を検出するものであってもよい。

前記車輪移動制御手段は、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記相互に対応する車輪がスリップする傾向にあると判断する場合には、当該車輪が前記スリップ方向に移動するように、前記車輪移動手段を制御するものであってもよい。この場合には、相互に対応する車輪をスリップ方向に移動させることで、車輪スリップを効果的に防ぐことが可能である。例えば、路面状態などのために前輪、後輪がスリップする傾向にある場合であっても、そのような前輪、後輪をスリップ方向に移動させることで、スリップの発生を未然に防ぐことが可能となる。なお「スリップする傾向にある」とは、既にスリップが発生している場合およびスリップが発生する可能性が高い場合を含みうる概念である。

前記車両の旋回状態を判定する旋回状態判定手段を更に備え、前記車輪移動制御手段は、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記車両がスピンする傾向にあると判断する場合には、前記相互に対応する車輪のうち前輪が旋回内側に移動するとともに後輪が旋回外側に移動するように、前記車輪移動手段を制御するものであってもよい。この場合には車両のスピンを効果的に防ぐことが可能である。なお「スピン」とは、例えば前輪はスリップしていないが後輪はスリップしている状態を指す。また「旋回内側」とは、車両の旋回により描かれる曲線が円の一部を構成すると仮定した場合における当該円の内側方向を指し、「旋回外側」とは、当該円の外側方向を指す。また「スピンする傾向にある」とは、既にスピンが発生している場合およびスピンが発生する可能性が高い場合を含みうる概念である。従って、例えばオーバーステアが生じている車両は「スピンする傾向にある」と判断される場合がありうる。

前記車両の旋回状態を判定する旋回状態判定手段を更に備え、前記車輪移動制御手段は、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記車両がドリフトアウトする傾向にあると判断する場合には、前記相互に対応する車輪のうち前輪が旋回外側に移動するとともに後輪が旋回内側に移動するように、前記車輪移動手段を制御するものであってもよい。この場合には車両のドリフトアウトを効果的に防ぐことが可能である。なお「ドリフトアウト」とは、例えば前輪はスリップしているが後輪はスリップしていない状態を指す。また「ドリフトアウトする傾向にある」とは、既にドリフトアウトが発生している場合およびドリフトアウトが発生する可能性が高い場合を含みうる概念である。従って、例えばアンダーステアが生じている車両は「ドリフトアウトする傾向にある」と判断される場合がありうる。

前記車輪移動制御手段は、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記車両に所定の大きさ以上の力が作用すると判断する場合には、前記相互に対応する車輪が前記力の作用方向に移動するように、前記車輪移動手段を制御するものであってもよい。この場合には、相互に対応する車輪を力の作用方向に移動させることで、当該力によって車両にもたらされる影響を効果的に抑制することが可能である。これにより、例えば車両転覆や車輪スリップなどを防ぐことも可能である。なお、ここでいう「力」とは、車両に作用する力成分全般を含みうる概念であり、例えば車両外部から加えられる力や車両加速度に伴って車両に作用する力が含まれうる。また「力の作用方向」は、例えば車両の左側から右側に力が作用する場合には左側から右側への方向となる。

前記車輪移動制御手段は、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記車両が転覆する傾向にあると判断する場合には、前記車両が備えるすべての車輪が前記転覆の方向に移動するように、前記車輪移動手段を制御するものであってもよい。この場合には車両の転覆を効果的に防ぐことが可能である。なお「転覆する傾向にある」とは、既に転覆が発生している場合および転覆が発生する可能性が高い場合を含みうる概念である。また「転覆の方向」は、例えば車両が右側に転覆する傾向にある場合には右方向が「転覆の方向」となる。

前記状態量検出手段は、ヨーレート検出手段を含むものであってもよい。この場合、車両のヨーレートに基づいて相互に対応する車輪の移動がコントロールされ、車両の走行安定性を向上させることができる。車両のヨーレートは、車両に作用する力成分を示すの指標の一つであり、車両のスピンやドリフトアウト等の傾向を示唆する要素の一つである。従って、ヨーレートに基づいて車輪の移動をコントロールすることで、そのような車両のスピンやドリフトアウト等を効果的に防ぐことも可能である。

前記状態量検出手段は、横加速度検出手段を含むものであってもよい。この場合、車両の横加速度に基づいて相互に対応する車輪の移動がコントロールされ、車両の走行安定性を向上させることができる。車両の横加速度は、車両に作用する力成分を示す指標の一つであり、車両の転覆等の傾向を示唆する要素の一つである。従って、横加速度に基づいて車輪の移動をコントロールすることで、そのような車両の転覆等を効果的に防ぐことも可能である。

本発明の車両制御装置によれば、車両の所定状態に応じて相互に対応する車輪を同じ方向に移動させることにより車両姿勢の適正化が図られ、安定した快適な車両走行を実現することができる。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の車両制御装置を備える車両１０の全体構成を示す図である。

車両１０は、車体１２の右前に設けられた右前輪１４ａ、車体１２の左前に設けられた左前輪１４ｂ、車体の右後ろに設けられた右後輪１４ｃ、および車体の左後ろに設けられた左後輪１４ｄを備える。なお、右前輪１４ａ、左前輪１４ｂ、右後輪１４ｃ、および左後輪１４ｄを総称する場合には「車輪１４」と表記する。また、車幅方向に配置され相互に対応する右前輪１４ａおよび左前輪１４ｂを総称して「前輪１４ａ、１４ｂ」と表記し、同様に相互に対応する右後輪１４ｃおよび左後輪１４ｄを総称して「後輪１４ｃ、１４ｄ」と表記する。また、右前輪１４ａに対応する機器類には符号の末尾に「ａ」を付し、左前輪１４ｂに対応する機器類には符号の末尾に「ｂ」を付し、右後輪１４ｃに対応する機器類には符号の末尾に「ｃ」を付し、左後輪１４ｄに対応する機器類には符号の末尾に「ｄ」を付し、それらの機器類を総称する場合には末尾の「ａ〜ｄ」を省略した符号で表記する。

各車輪１４は、後述するように、空気圧を利用して車輪回転軸方向へ可動に設けられた可動部と、その可動部の移動を調整するアクチュエータ部５０とを含んで構成されている。そのような各車輪１４には、車輪側センサ類２６と、車輪側センサ類２６およびアクチュエータ部５０に接続された車輪側通信機２８とが搭載されている。一方、車体１２には、電子制御ユニット１００（「ＥＣＵ１００」とも表記する）と、ＥＣＵ１００に接続された車体側センサ類２０および車体側通信機２２と、ＥＣＵ１００に接続され各車輪１４に対応するようにして設けられたアクチュエータ制御部２４とが搭載されている。

車輪側通信機２８は、対応するアクチュエータ部５０、車輪側センサ類２６、あるいはその他の機器類から送られてくるデータを車体側通信機２２に無線送信する。また車輪側通信機２８は、車体側通信機２２が無線送信する各種データを受信して、対応するアクチュエータ部５０、車輪側センサ類２６、あるいはその他の機器類に送信する。一方、車体側通信機２２は、車輪側通信機２８が送信する各種データを受信して、ＥＣＵ１００に送信する。また車体側通信機２２は、ＥＣＵ１００から送られてくるデータを各車体側通信機２２に無線送信する。アクチュエータ制御部２４は、ＥＣＵ１００から送られてくる制御指令に応じて、対応するアクチュエータ部５０を制御する。

車輪側センサ類２６は、車両１０の所定状態量を検出して検出結果を車輪側通信機２８に送信する各種センサ類を含むものであり、例えばタイヤの内部空気圧を検出する空気圧センサなどが車輪側センサ類２６に含まれる。一方、車体側センサ類２０は、車両１０の所定状態量を検出して検出結果をＥＣＵ１００に送信する各種センサ類を含むものであり、その一例が図２に示されている。

図２は、車体側センサ類２０を構成する各種センサ類の一例を示す図である。車体側センサ類２０は、例えば、車両１０の前後方向の加速度（「前後Ｇ」とも表記する）を検出する前後Ｇセンサ３０、車両１０の左右横方向の加速度（「横Ｇ」とも表記する）を検出する横Ｇセンサ３１、車両１０のヨーレートを検出するヨーレートセンサ３２、各車輪１４の回転数速度や回転角速度などの車輪速を検出する車輪速センサ３３、車両１０の走行速度（「車速」とも表記する）を検出する車速センサ３４、図示しない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３５、図示しないアクセルペダルの踏み込み量や踏み込み速度などを検出するアクセルセンサ３６、図示しないブレーキペダルの踏み込み量や踏み込み速度などを検出するブレーキセンサ３７、および図示しない他のセンサ類を含んで構成されている。車体側センサ類２０を構成する各センサ類は、必要に応じた形態、配置をとることが可能である。例えば車輪速センサ３３は、各車輪１４に対応するようにして４箇所に設置され、各車輪１４毎の車輪速を検出することが可能である。また、目的とする状態量を直接的に検出するタイプだけではなく、関連状態量を検出し、その検出値に基づいて目的とする状態量を間接的に取得するタイプのものを各センサ類として用いることが可能である。例えば、各車輪１４の車輪速から車速を推測するタイプのものを車速センサ３４とすることも可能である。

図１に示すＥＣＵ１００は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、マイクロコンピュータによる演算を行う演算ユニット、各種の処理プログラムを記憶するＲＯＭ、一時的にデータやプログラムを記憶してデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、および各種信号の送受信を行うための入出力ポート等を有する。このＥＣＵ１００は、車体側センサ類２０、車体側通信機２２、あるいは他の電子機器類などから送られてくるデータに基づいて、アクチュエータ制御部２４や他の車両機器類を制御する。特に本実施の形態のＥＣＵ１００は、アクチュエータ制御部２４を介してアクチュエータ部５０を制御し、車輪１４の接地点を車幅方向へ移動させることによって車体１２と車輪１４の距離（「車輪オフセット量」とも表記する）を調整する。

図３は、第１の実施の形態のＥＣＵ１００が有する機能のうち車輪１４の移動制御機能に関連する機能ブロック図である。ＥＣＵ１００は、目標ヨーレート演算部１０２、走行状態判定部１０４、旋回状態判定部１０６、フィードバック情報処理部１０８、および車輪状態制御部１１０を有する。

目標ヨーレート演算部１０２は、理想的な状態におけるヨーレート（「目標ヨーレート」とも表記する）を演算により算出し、算出した目標ヨーレートを走行状態判定部１０４に送る。目標ヨーレート演算部１０２は、例えば以下の式（１）に基づいて、目標ヨーレートを算出することが可能である。

走行状態判定部１０４は、ヨーレートセンサ３２の検出結果から求められる車両１０の実際のヨーレート（「実ヨーレート」とも表記する）と、目標ヨーレート演算部１０２から送られてくる目標ヨーレートとに基づいて、車両１０の状態を判定する。本実施の形態の走行状態判定部１０４は、特に、車両１０がスピンあるいはドリフトアウトする傾向にあるか否かを判定する。具体的には、以下の式（２）および式（３）に基づいて車両１０の状態が判定され、式（２）が満たされる場合には車両１０はスピンする傾向にあると判定され、式（３）が満たされる場合には車両１０はドリフトアウトする傾向にあると判定され、式（２）および式（３）が満たされない場合には車両１０はスピン傾向もドリフトアウト傾向もないと判定される。なお以下の式（２）および式（３）において、α_１およびα_２は実験値などからスピンやドリフトアウトの条件を考慮した任意の数値に設定可能であり、例えば、α_１を１よりも大きい所定の値（例えば「α_１＝２」）とし、α_２を１よりも小さい所定の値（例えば「α_２＝０．５」）とすることもできる。

走行状態判定部１０４は、上述のようにして判定した車両１０の状態を車輪状態制御部１１０に送る。例えば、車両１０がスピンあるいはドリフトアウトしているのか否か、実ヨーレートと目標ヨーレートとの比率、スピンあるいはドリフトアウトの程度を示す他の指標値、等が走行状態判定部１０４から車輪状態制御部１１０に送られる。

旋回状態判定部１０６は、車両１０の旋回状態を判定する。車両１０の旋回状態は任意の手法で判定可能であり、例えばヨーレートセンサ３２の検出値から車両１０に作用するヨーの方向や大きさを求めることで車両１０の旋回状態が判定されうる。また、横Ｇセンサ３１の検出値から車両１０に作用する横Ｇの方向や大きさを求めることで車両１０の旋回状態が判定されうる。また、車輪速センサ３３の検出値から「右前輪１４ａおよび左前輪１４ｂの車輪速比」や「右後輪１４ｃおよび左後輪１４ｄの車輪速比」を求めることで車両１０の旋回状態が判定されうる。あるいは、上述のような手法を複数組み合わせることによって車両１０の旋回状態が精度良く判定されうる。旋回状態判定部１０６は、上述のようにして判定した車両１０の旋回状態を車輪状態制御部１１０に送る。例えば、車両１０が左旋回、右旋回、あるいは旋回していないのか、旋回の程度を示す指標値、等が旋回状態判定部１０６から車輪状態制御部１１０に送られる。

フィードバック情報処理部１０８は、車輪側通信機２８および車体側通信機２２を介して送られてくる車輪側センサ類２６およびアクチュエータ部５０からのデータを処理し、車輪１４の可動部の移動に関連するデータをフィードバック情報として車輪状態制御部１１０に送る。

車輪状態制御部１１０は、走行状態判定部１０４から送られてくる車両１０の走行状態、旋回状態判定部１０６から送られてくる車両１０の旋回状態、およびフィードバック情報処理部１０８から送られてくるフィードバック情報に基づいて、車輪１４の移動等の状態を制御する。本実施の形態の車輪状態制御部１１０は、「右前輪１４ａおよび左前輪１４ｂ（前輪）」あるいは「右後輪１４ｃおよび左後輪１４ｄ（後輪）」が車輪回転軸方向のうち同じ方向に移動するように、アクチュエータ制御部２４を制御する。車輪状態制御部１１０は、具体的には図４に示す状態となるようにアクチュエータ制御部２４を制御する。

図４は、第１の実施の形態における車両１０の状態と各車輪１４のタイヤの移動との関係を示す図である。車輪状態制御部１１０は、車両１０がスピンする傾向にあると判断する場合、前輪１４ａ、１４ｂのタイヤが旋回内側へ移動するとともに後輪１４ｃ、１４ｄのタイヤが旋回外側へ移動するような制御指令を各アクチュエータ制御部２４に送信する。また車輪状態制御部１１０は、車両１０がドリフトアウトする傾向にあると判断する場合、前輪１４ａ、１４ｂのタイヤが旋回外側へ移動するとともに後輪１４ｃ、１４ｄのタイヤが旋回内側へ移動するような制御指令を各アクチュエータ制御部２４に送信する。

従って車輪状態制御部１１０は、車両旋回時に後輪１４ｃ、１４ｄがスリップするスピン傾向にあると判断する場合には、車輪回転軸方向のうちスリップ方向である旋回外側へ後輪１４ｃ、１４ｄが移動するようにアクチュエータ制御部２４を制御する。同様に車輪状態制御部１１０は、車両旋回時に前輪１４ａ、１４ｂがスリップするドリフトアウト傾向にあると判断する場合には、車輪回転軸方向のうちスリップ方向である旋回外側へ前輪１４ａ、１４ｂが移動するようにアクチュエータ制御部２４を制御する。なお車輪状態制御部１１０は、フィードバック情報処理部１０８から送られてくるフィードバック情報を参照して、車輪１４が適切に移動するようにアクチュエータ制御部２４を制御する。このように車輪状態制御部１１０は、各アクチュエータ制御部２４を介して間接的に各アクチュエータ部５０を制御する。

次に、アクチュエータ部５０を含む車輪１４の構成について説明する。以下では、主に右前輪１４ａの構成について説明する。

図５は、右前輪１４ａの断面構成の一部を示す図である。右前輪１４ａは、タイヤ６０ａおよびホイール６２ａを含んで構成されており、ホイール６２ａは、分離可能なホイールリム部６４ａおよびホイールディスク部６６ａを有する。本実施の形態のホイール６２ａは、ホイールリム部６４ａに断面コの字状の移動調整リム部６５ａが形成され、またホイールディスク部６６ａの回転外周部に突起状の移動調整ディスク部６７ａが形成されている。移動調整リム部６５ａは、移動調整ディスク部６７ａよりも車輪幅方向に大きい収容部を形成し、移動調整ディスク部６７ａは、その収容部に収容されている。そして、移動調整リム部６５ａの回転内周面と移動調整ディスク部６７ａの回転外周面とがほぼ密接した状態で、ホイールリム部６４ａのうち移動調整リム部６５ａを除く内周面３８ａとホイールディスク部６６ａのうち移動調整ディスク部６７ａを除く外周面４０ａとがほぼ密接する。そのため移動調整リム部６５ａの収容部は、ホイールリム部６４ａおよびホイールディスク部６６ａによって、移動調整ディスク部６７ａを介して車両外部側である車幅方向外側に位置する第１圧力室５２ａと車体側である車幅方向内側に位置する第２圧力室５４ａとに区画される。

ホイールリム部６４ａおよびタイヤ６０ａは、ホイールリム部６４ａの内周面３８ａとホイールディスク部６６ａの外周面４０ａとを密接させた状態で、移動調整リム部６５ａと移動調整ディスク部６７ａとにより規定される範囲内で車幅方向へ移動可能に設けられる。そのようなホイールリム部６４ａおよびタイヤ６０ａは、例えば車幅方向の左右へ２０(mm)程度移動可能に設けることができる。このように本実施の形態では、固定状態の支持部がホイールディスク部６６ａを含んで構成され、この支持部を基準にして移動可能な可動部がホイールリム部６４ａやタイヤ６０ａを含んで構成されている。

タイヤ６０ａとホイールリム部６４ａとによって区画形成される空間内部には、ホイールリム部６４ａの一部を利用して区画された蓄圧室７０ａと、蓄圧室７０ａおよびホイールリム部６４ａの一部を利用して設けられたタイヤ空気圧調整弁７２ａと、タイヤ６０ａ、ホイールリム部６４ａ、蓄圧室７０ａ、およびタイヤ空気圧調整弁７２ａによって区画されたタイヤ空気圧室６８ａと、が形成されている。蓄圧室７０ａとタイヤ空気圧調整弁７２ａとは第１タイヤ圧調整路４２ａによって連通される。

ホイールリム部６４ａには、蓄圧室７０ａと第１圧力室５２ａとを連通する第１増圧連通路９２ａ、蓄圧室７０ａと第２圧力室５４ａとを連通する第２増圧連通路９６ａ、ホイール外部とタイヤ空気圧調整弁７２ａとを連通する第２タイヤ圧調整路４４ａ、移動調整リム部６５ａの収容部と蓄圧室７０ａとを連通するリム部高圧空気路５６ａ、およびホイール外部と蓄圧室７０ａとを連通する蓄圧室減圧連通路９９ａが形成されている。また蓄圧室７０ａと第１増圧連通路９２ａの間には第１増圧用リニア弁７８ａが設けられ、蓄圧室７０ａと第２増圧連通路９６ａの間には第２増圧用リニア弁８２ａが設けられ、蓄圧室７０と蓄圧室減圧連通路９９ａの間には減圧用メカリリーフ弁８５ａが設けられている。

ホイールディスク部６６ａには、空気圧生成装置７６ａが取り付けられている。またホイールディスク部６６ａには、ホイール外部と第１圧力室５２ａとを連通する第１減圧連通路９４ａ、ホイール外部と第２圧力室５４ａとを連通する第２減圧連通路９８ａ、および空気圧生成装置７６ａとリム部高圧空気路５６ａとを連通するディスク部高圧空気路５８ａが形成されている。さらにホイールディスク部６６ａには、ディスク部高圧空気路５８ａ内の空気圧を検出する蓄圧センサ９０ａ、第１減圧連通路９４ａ内の空気圧を検出する第１圧力センサ８６ａ、第２減圧連通路９８ａ内の空気圧を検出する第２圧力センサ８８ａ、第１減圧連通路９４ａに設置された第１減圧用リニア弁８０ａ、および第２減圧連通路９８ａに設置された第２減圧用リニア弁８４ａが設けられている。またホイールリム部６４ａに取り付けられるとともにホイールディスク部６６ａに取り付けられたストロークセンサ７４ａが設けられている。

なお、移動調整リム部６５ａの回転内周面と移動調整ディスク部６７ａの回転外周面の間、およびホイールリム部６４ａの内周面３８ａとホイールディスク部６６ａの外周面４０ａの間には、シール機能を有する図示しないＯリングが設けられている。これらのＯリングにより、第１圧力室５２ａ内の空気および第２圧力室５４ａ内の空気の漏出が防がれる。特に、移動調整リム部６５ａの回転内周面と移動調整ディスク部６７ａの回転外周面の間には、移動調整リム部６５ａと移動調整ディスク部６７ａとＯリングとによって微少空間が形成されている。タイヤ６０ａおよびホイールリム部６４ａの可動部が移動してディスク部高圧空気路５８ａとリム部高圧空気路５６ａとが直線状に配置されていない場合であっても、その微少空間を介してディスク部高圧空気路５８ａおよびリム部高圧空気路５６ａは連通される。

タイヤ空気圧室６８ａは、貯留される空気圧によってタイヤ圧を調整し、タイヤ空気圧調整弁７２ａによって貯留空気圧が調整される。また、タイヤ空気圧室６８ａ内の貯留空気圧は、図示しないタイヤ圧調整装置によっても増圧あるいは減圧され、所望の圧力に調整される。

空気圧生成装置７６ａは、空気を高圧に加圧して高圧空気を生成し、その高圧空気をディスク部高圧空気路５８ａおよびリム部高圧空気路５６ａを介して蓄圧室７０ａに供給する。空気圧生成装置７６ａは、任意の大きさの空気圧を有する高圧空気を生成し、例えば１０（atm）程度の空気圧に調整した高圧空気を生成することができる。

蓄圧室７０ａは、空気圧生成装置７６ａから送られてくる高圧空気を貯留する。減圧用メカリリーフ弁８５ａは、バネ等の弾性体を利用した一般の機械的なリリーフ弁であり、開弁すると蓄圧室７０ａ内の高圧空気をホイール外部に逃がす働きをする。蓄圧室７０ａの内部空気圧は、主に、空気圧生成装置７６ａによる増圧作用と減圧用メカリリーフ弁８５ａによる減圧作用とによりコントロールされ、ほぼ一定の高圧状態に保たれる。

第１増圧用リニア弁７８ａは、第１圧力室５２ａの内部空気圧を増圧する電磁弁であり、開弁すると蓄圧室７０ａ内の高圧空気を第１増圧連通路９２ａを介して第１圧力室５２ａに供給する。また第２増圧用リニア弁８２ａは、第２圧力室５４ａの内部空気圧を増圧する電磁弁であり、開弁すると第２増圧連通路９６ａを介して蓄圧室７０ａ内の高圧空気を第２圧力室５４ａに供給する。一方、第１減圧用リニア弁８０ａは、第１圧力室５２ａの内部空気圧を減圧する電磁弁であり、開弁すると第１減圧連通路９４ａを介して第１圧力室５２ａ内の空気を外部に逃がす。また第２減圧用リニア弁８４ａは、第２圧力室５４ａの内部空気圧を減圧する電磁弁であり、開弁すると第２減圧連通路９８ａを介して第２圧力室５４ａ内の空気を外部に逃がす。なお、第１増圧用リニア弁７８ａ、第１減圧用リニア弁８０ａ、第２増圧用リニア弁８２ａ、および第２減圧用リニア弁８４ａは、図示しないバッテリーから供給される電流量に応じて弁開度が調節される。各リニア弁７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａに対する供給電流量は、ＥＣＵ１００からの制御指令に基づいて作動するアクチュエータ制御部２４ａによって調節される。

ストロークセンサ７４ａは、ホイールディスク部６６ａに対するホイールリム部６４ａの移動量を検出するセンサであり、ホイールディスク部６６ａに固定されたディスク固定部１４４ａと、ホイールリム部６４ａに固定されたリム固定部１４６ａと、ディスク固定部１４４ａおよびリム固定部１４６ａを連結する連結部１４８ａとを含んで構成されている。リム固定部１４６ａは、ホイールリム部６４ａとともに移動し、連結部１４８ａは、リム固定部１４６ａの移動に応じて全長が変動してディスク固定部１４４ａおよびリム固定部１４６ａの連結状態を維持する。ストロークセンサ７４ａは、連結部１４８ａの全長に応じてホイールディスク部６６ａに対するホイールリム部６４ａの移動量を検出し、検出結果を対応する車輪側通信機２８ａに送る。

第１圧力センサ８６ａは、第１圧力室５２ａ内の空気圧とほぼ同一の空気圧を示す第１減圧連通路９４ａ内の空気圧を計測し、間接的に第１圧力室５２ａ内の空気圧を検出する。また第２圧力センサ８８ａは、第２圧力室５４ａ内の空気圧とほぼ同一の空気圧を示す第２減圧連通路９８ａ内の空気圧を計測し、間接的に第２圧力室５４ａ内の空気圧を検出する。また蓄圧センサ９０ａは、蓄圧室７０ａ内の空気圧とほぼ同一の空気圧を示すディスク部高圧空気路５８ａ内の空気圧を計測し、間接的に蓄圧室７０ａ内の空気圧を検出する。なお、第１圧力センサ８６ａ、第２圧力センサ８８ａ、および蓄圧センサ９０ａは、検出結果を対応する車輪側通信機２８ａに送信する。

タイヤ空気圧調整弁７２ａは、調整スプリング１５０ａ、調整スプリング１５０ａの弾性力によってピストン底面が押圧される調整ピストン１５２ａ、および調整ピストン１５２ａの側周部において溝状に形成された調整空気路１５４ａを含んで構成されている。またタイヤ空気圧調整弁７２ａを区画する壁部には、調整空気路１５４ａに対応するようにして設けられた第１タイヤ圧調整路４２ａおよび第４タイヤ圧調整路４８ａと、調整ピストン１５２ａのピストン上面部に対応するようにして設けられた第３タイヤ圧調整路４６ａと、が形成されている。

タイヤ空気圧室６８ａ内の空気圧が比較的低いために調整ピストン１５２ａが調整スプリング１５０ａに押圧されて一定の範囲に存在する場合、第１タイヤ圧調整路４２ａ、調整空気路１５４ａ、および第３タイヤ圧調整路４６ａが連通状態となり、これらの空気路を通って蓄圧室７０ａ内の高圧空気がタイヤ空気圧室６８ａ内に供給され、タイヤ空気圧は増圧される。一方、タイヤ空気圧室６８ａ内の空気圧が比較的高い場合には、タイヤ空気圧室６８ａから第４タイヤ圧調整路４８ａを通ってタイヤ空気圧調整弁７２ａ内に流入した空気により調整ピストン１５２ａが押圧され、調整空気路１５４ａの位置が第１タイヤ圧調整路４２ａあるいは第３タイヤ圧調整路４６ａの位置から外れる。これにより、蓄圧室７０ａとタイヤ空気圧室６８ａとは調整ピストン１５２ａによって遮断され、蓄圧室７０ａからタイヤ空気圧室６８ａへの高圧空気の供給が止まり、タイヤ空気圧室６８ａ内の空気圧が調整される。

なお、調整ピストン１５２ａの側周部のうち調整空気路１５４ａとピストン底面の間、調整ピストン１５２ａの側周部のうち調整空気路１５４ａとピストン上面の間、および調整ピストン１５２ａの側周部のうちピストン上面の近傍には図示しないＯリングが設けられている。これらのＯリングにより、第２タイヤ圧調整路４４ａに連通するピストン底面側の空間と調整空気路１５４ａとが遮断され、またピストン上面側の空間と調整空気路１５４ａを遮断されて、空気の漏出が防がれる。

以上、右前輪１４ａの構成について説明したが、左前輪１４ｂ、右後輪１４ｃ、および左後輪１４ｄも、右前輪１４ａと同様の構成を有する。

次に、車輪回転軸方向への車輪１４の移動動作について説明する。本実施の形態では、タイヤ６０を含む車輪１４の一部のみを移動させることにより車輪オフセット量の調整が図られる。

図６は、第１増圧用リニア弁７８、第１減圧用リニア弁８０、第２増圧用リニア弁８２、および第２減圧用リニア弁８４の弁開閉状態と、可動部の状態との関係を示す図である。図７は、第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧状態と、可動部の状態との関係を示す図である。図８は、蓄圧室７０内、第１圧力室５２内、および第２圧力室５４内の空気圧の大きさ（Ｐ）と、経過時間（Ｔ）との関係を示す図である。

可動部であるタイヤ６０およびホイールリム部６４を移動させないで支持部であるホイールディスク部６６に対して固定する場合、第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧を蓄圧室７０内の高圧空気とほぼ同一の高圧状態に調整し、第１増圧用リニア弁７８、第１減圧用リニア弁８０、第２増圧用リニア弁８２、および第２減圧用リニア弁８４を閉弁する（図６参照）。これにより第１圧力室５２内の空気圧と第２圧力室５４内の空気圧とはほぼ等しい状態に保たれ（図７および図８参照）、「移動調整リム部６５を車体１２側である内側に押圧する力」と「移動調整リム部６５を外部側である外側に押圧する力」とのバランスがとられて、可動部は支持部に固定される。

支持部に対して固定されている可動部を車体１２側である内側に移動させる場合、第１増圧用リニア弁７８および第２減圧用リニア弁８４を閉弁状態に保つ一方で、第１減圧用リニア弁８０および第２増圧用リニア弁８２を開弁する（図６参照）。これにより第１圧力室５２は、第１減圧連通路９４および第１減圧用リニア弁８０を介して内部空気が外部に排出され、内部空気圧が減圧される。一方、第２圧力室５４は、蓄圧室７０から第２増圧用リニア弁８２および第２増圧連通路９６を介して高圧空気が適宜供給され、内部空気圧が略一定に保たれる（図８参照）。そのため、第１圧力室５２内の空気圧が第２圧力室５４内の空気圧よりも小さい状態となり（図７参照）、「移動調整リム部６５を内側に押圧する力」が「移動調整リム部６５を外側に押圧する力」よりも大きくなって、可動部は内側に移動する。

内側に移動する可動部を支持部に対して固定する場合、第１増圧用リニア弁７８を開弁するとともに第１減圧用リニア弁８０を閉弁して、第１圧力室５２内の空気圧を蓄圧室７０内の空気圧と同一になるまで増圧する。一方、可動部の内側への移動が止まるまで第２増圧用リニア弁８２の開弁状態および第２減圧用リニア弁８４の閉弁状態を維持する（図６参照）。これにより、時間経過とともに第１圧力室５２内の空気圧は第２圧力室５４内の空気圧に近づき、最終的には等しい状態となって、可動部は支持部に対して固定される（図８参照）。なお、内側へ移動していた可動部が停止したら、第１増圧用リニア弁７８、第１減圧用リニア弁８０、第２増圧用リニア弁８２、および第２減圧用リニア弁８４をそれぞれ閉弁して、第１圧力室内の空気圧および第２圧力室の空気圧を保持することが好ましい。

支持部に対して固定されている可動部を外部側である外側に移動させる場合、第１減圧用リニア弁８０および第２増圧用リニア弁８２を閉弁状態に保つ一方で、第１増圧用リニア弁７８および第２減圧用リニア弁８４を開弁する（図６参照）。これにより第２圧力室５４は、第２減圧連通路９８および第２減圧用リニア弁８４を介して内部空気が外部に排出され、内部空気圧が減圧される。一方、第１圧力室５２は、蓄圧室７０から第１増圧用リニア弁７８および第１増圧連通路９２を介して高圧空気が適宜供給され、内部空気圧が略一定に保たれる（図８参照）。そのため、第２圧力室５４内の空気圧が第１圧力室５２内の空気圧よりも小さい状態となり（図７参照）、「移動調整リム部６５を外側に押圧する力」が「移動調整リム部６５を内側に押圧する力」よりも大きくなって、可動部は外側に移動する。

外側に移動する可動部を支持部に対して固定する場合、第２増圧用リニア弁８２を開弁するとともに第２減圧用リニア弁８４を閉弁して、第２圧力室５４内の空気圧を蓄圧室７０内の空気圧と同一になるまで増圧する。一方、可動部の内側への移動が止まるまで第１増圧用リニア弁７８の開弁状態および第１減圧用リニア弁８０の閉弁状態を維持する（図６参照）。これにより、時間経過とともに第２圧力室５４内の空気圧は第１圧力室５２内の空気圧に近づき、最終的には等しい状態となって、可動部は支持部に対して固定される（図８参照）。なお、外側へ移動していた可動部が停止したら、第１増圧用リニア弁７８、第１減圧用リニア弁８０、第２増圧用リニア弁８２、および第２減圧用リニア弁８４をそれぞれ閉弁して、第１圧力室内の空気圧および第２圧力室の空気圧を保持することが好ましい。

このように、第１増圧用リニア弁７８、第１減圧用リニア弁８０、第２増圧用リニア弁８２、および第２減圧用リニア弁８４によって第１圧力室５２室内の空気圧および第２圧力室５４内の空気圧がコントロールされ、可動部の移動が調整される。

次に、本実施の形態の作用について説明する。

図９は、第１の実施の形態における車輪１４の可動部の移動制御に関するフローチャートである。まず車両１０では、車両の走行状態が検知され、例えば前後Ｇ、横Ｇ、ヨーレート、各車輪１４の車輪速、車速、等が車体側センサ類２０によって検出されてＥＣＵ１００に送られる（図９のＳ１１）。またドライバーによる運転状態が検知され、例えばステアリングホイールの操舵角、アクセル状態、ブレーキ状態、等のドライバー操作に関連する状態量が車体側センサ類２０によって検出されてＥＣＵ１００に送られる（Ｓ１２）。

ＥＣＵ１００では、検知された車両走行状態やドライバー運転状態から上記式（１）に基づいて、目標ヨーレートが目標ヨーレート演算部１０２において演算、算出される（Ｓ１３）。そして、算出された目標ヨーレートや車体側センサ類２０により検出された実ヨーレートから上記式（２）に基づいて、車両１０がスピンする傾向にあるか否かが走行状態判定部１０４において判断される（Ｓ１４）。

スピン傾向にあると判断される場合（Ｓ１４のＹ）、走行状態判定部１０４から送られてくるスピンの程度等の車両状態や旋回状態判定部１０６から送られてくる車両１０の旋回状態などから、各車輪１４の可動部の移動量が車輪状態制御部１１０において演算、算出される（Ｓ１５）。具体的には、車両１０のスピンを防ぐための前輪１４ａ、１４ｂの可動部の旋回内側への移動量、および後輪１４ｃ、１４ｄの可動部の旋回外側への移動量が算出される。そして車輪状態制御部１１０は、算出した各車輪１４の移動量に応じた制御指令を対応するアクチュエータ制御部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに送信して各アクチュエータ部５０を駆動し、各車輪１４の移動量、車輪オフセット量を制御する（Ｓ１６）。

一方、スピン傾向にはないと判断される場合（Ｓ１４のＮ）、算出された目標ヨーレートや車体側センサ類２０により検出された実ヨーレートから上記式（３）に基づいて、車両１０がドリフトアウトする傾向にあるか否かが走行状態判定部１０４において判断される（Ｓ１７）。ドリフトアウトする傾向にあると判断される場合（Ｓ１７のＹ）、走行状態判定部１０４から送られてくるドリフトアウトの程度等の車両状態や旋回状態判定部１０６から送られてくる車両１０の旋回状態などから、各車輪１４の可動部の移動量が車輪状態制御部１１０において演算、算出される（Ｓ１８）。具体的には、車両１０のドリフトアウトを防ぐための前輪１４ａ、１４ｂの可動部の旋回外側への移動量、および後輪１４ｃ、１４ｄの可動部の旋回内側への移動量が算出される。そして車輪状態制御部１１０は、算出した各車輪１４の移動量に応じた制御指令を対応するアクチュエータ制御部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに送信して各アクチュエータ部５０を駆動し、各車輪１４の移動量、車輪オフセット量を制御する（Ｓ１９）。

なお、各車輪１４の可動部の移動制御の際、車輪状態制御部１１０は、フィードバック情報処理部１０８から送られてくるフィードバック情報に基づいて各アクチュエータ制御部２４を制御し、各アクチュエータ部５０による車輪可動部の移動を調整する。例えば、車輪状態制御部１１０が各アクチュエータ制御部２４を制御する際には、「第１圧力センサ８６および第２圧力センサ８８の検出値から得られる第１圧力室５２および第２圧力室５４の室内空気圧状態」や「ストロークセンサ７４の検出値から得られる車輪可動部の移動量あるいは移動位置」を参照して、空気圧生成装置７６から蓄圧室７０への高圧空気の供給量を調整したり、第１増圧用リニア弁７８、第１減圧用リニア弁８０、第２増圧用リニア弁８２、第２減圧用リニア弁８４が適切な弁開度に調節されるようにする。これにより車輪可動部を所望の状態で移動させることが可能である。

以上説明したように本実施の形態によれば、車両１０のヨーレートに応じて前輪１４ａ、１４ｂの接地点あるいは後輪１４ｃ、１４ｄの接地点を同方向に移動させることで、路面に対するタイヤのグリップ限界性能を向上させて、車両１０がスピンやドリフトアウトしてしまうことを効果的に防ぐことができる。特に車両１０の横滑りを防止して安定した旋回走行等を実現するための技術（例えば車両安定性制御システム（VSC： Vehicle Stability Control）等）に本発明を応用することで、より安全で快適な車両走行が確保される。また車輪１４の移動制御によって、車両１０のヨーレートを細かくコントロールすることが可能となり、そのようなヨーレート・コントロールを通常走行時においても応用することで、走行安定性の更なる向上に寄与しうる。また車両１０のスピン等を防ぐことにより、タイヤ６０に対して前後方向、左右方向に作用する余分な荷重が低減し、そのような荷重に対する抵抗力が不要となるため、燃費を向上させうる。

また、空気圧を利用して可動部を移動させる車輪１４を用いることにより、車輪１４を移動させる機構を比較的簡素な構造により実現することができ、車両１０の構造の複雑化を効果的に防ぐことができる。特に空気圧を駆動源として利用しているので、比較的自由に車輪１４の可動部の移動を制御することが可能であり、また作動媒体である空気を比較的容易に得ることが可能である。また、液体油圧を利用した場合には故障等により生じうる液漏れは必ずしも環境にとって好ましくないが、本実施の形態では空気圧を利用しているので液漏れ等を心配する必要がない。また、第１圧力室５２および第２圧力室５４の室内空気圧の大きさを適宜コントロールすることにより、車輪可動部の車幅方向への剛性を調節することができる。従って、例えば第１圧力室５２内および第２圧力室５４内を非常に小さな圧縮性を示す高圧空気で満たすことにより、車輪可動部を所望の位置に的確に固定することが可能である。また、第１圧力室５２内あるいは第２圧力室５４内の空気圧を減圧することによって車輪可動部を移動させるので、迅速、スムーズに各車輪１４を移動させることができ、応答性に優れた車輪移動が実現される。また、車輪移動時には第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧情報や車輪可動部の移動情報などがフィードバック利用されるので、精度良く所望の位置に車輪を移動させることが可能である。

なお、上記式（１）〜式（３）に変形を加えた関係式や上記式（１）〜式（３）以外の関係式や図表を利用して、目標ヨーレートの算出、スピン傾向の判定、あるいはドリフトアウト傾向の判定を行うことも可能である。例えば上記式（１）に対して、車速や路面状態等の外乱要因を加味した補正項を付加することで、精度の良い目標ヨーレートを算出することも可能である。また、車両１０が旋回していないにもかかわらず車両１０がスピン傾向あるいはドリフトアウト傾向にあると判定される場合には、前輪１４ａ、１４ｂあるいは後輪１４ｃ、１４ｄをスリップ方向等に適宜移動させることにより、安定した走行を確保することが可能である。

（第２の実施の形態）
本実施の形態では、車両１０の横Ｇに基づいて車両１０が転覆する傾向にあると判断される場合に、すべての車輪１４を転覆方向に移動させることにより車両１０の転覆を防ぐ例について説明する。本実施の形態において、上述の第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１０は、第２の実施の形態のＥＣＵ１００が有する機能のうち車輪１４の移動制御機能に関連する機能ブロック図である。本実施の形態のＥＣＵ１００は、車両転覆判定部１１２、旋回状態判定部１０６、フィードバック情報処理部１０８、および車輪状態制御部１１０を有する。

車両転覆判定部１１２は、車体側センサ類２０の検出結果に基づいて車両１０の転覆傾向を判断する。本実施の形態の車両転覆判定部１１２は、ステアリングホイールの操舵角速度および横Ｇに基づいて車両１０が転覆する傾向にあるか否かを判断する。具体的には、以下の式（４）および式（５）に基づいて車両１０の転覆傾向が判定され、式（４）および式（５）が満たされる場合には車両１０が転覆する傾向にあると判定される。なお、以下の式（４）および式（５）において、α_３およびα_４は実験値などから車両転覆の条件を考慮した任意の数値に設定することが可能であり、例えば、α_３を９０(deg/sec)程度の値とし、α_４を０．７×９．８(m/s²)程度の値とすることもできる。

｜操舵角速度｜＞ α_３式（４）
｜横Ｇ｜＞ α_４式（５）

車両転覆判定部１１２は、上述のようにして判定した車両１０の転覆傾向の状態を車輪状態制御部１１０に送る。例えば、車両１０が転覆傾向にあるのか否か、操舵角速度や横Ｇの大きさ、転覆傾向の程度を示す他の指標値、等が車両転覆判定部１１２から車輪状態制御部１１０に送られる。

車輪状態制御部１１０は、車両転覆判定部１１２から送られてくる車両１０の転覆傾向状態、旋回状態判定部１０６から送られてくる車両１０の旋回状態、およびフィードバック情報処理部１０８から送られてくるフィードバック情報に基づいて、車両１０の転覆を防ぐように車輪１４の移動を制御する。本実施の形態の車輪状態制御部１１０は、車両１０が備えるすべての車輪１４の可動部が転覆傾向にある方向に移動するように、アクチュエータ制御部２４を制御する。車輪状態制御部１１０は、例えば車両１０が右側に転覆する傾向にあると判断する場合には、すべての車輪１４のタイヤ６０が右側に移動するような制御指令をアクチュエータ制御部２４に送信し、また車両１０が左側に転覆する傾向にあると判断する場合には、すべての車輪１４のタイヤ６０が左側に移動するような制御指令をアクチュエータ制御部２４に送信する。また車輪状態制御部１１０は、車両１０が旋回状態にあると判断する場合には、すべての車輪１４を旋回方向外側に移動するような制御指令をアクチュエータ制御部２４に送信する。

このように車輪状態制御部１１０は、車体側センサ類２０の検出結果に基づいて転覆傾向となる所定の大きさ以上の力が車両１０に作用すると判断する場合には、転覆方向である力の作用方向に前輪１４ａ、１４ｂおよび後輪１４ｃ、１４ｄが移動するような制御指令をアクチュエータ制御部２４に送信する。

他の構成は、上述の第１の実施の形態とほぼ同一とすることができる。

図１１は、第２の実施の形態における車輪１４の可動部の移動制御に関するフローチャートである。まず車両１０では、横Ｇなどの車両の走行状態が車体側センサ類２０により検出されてＥＣＵ１００に送られる（図１１のＳ３１）。またステアリングホイールの操舵角速度などのドライバー運転状態が、車体側センサ類２０により検出されてＥＣＵ１００に送られる（Ｓ３２）。

ＥＣＵ１００では、検知されたステアリングホイールの操舵角速度に基づいて上記式（４）を満たすか否かが車両転覆判定部１１２において判定される（Ｓ３３）。上記式（４）を満たさない場合（Ｓ３３のＮ）、以下のＳ３４〜Ｓ３６の処理はスキップされる。上記式（４）を満たす場合（Ｓ３３のＹ）、検知された車両１０の横Ｇに基づいて上記式（５）を満たすか否かが車両転覆判定部１１２において判定される（Ｓ３４）。上記式（５）を満たさない場合（Ｓ３４のＮ）、以下のＳ３５およびＳ３６の処理はスキップされる。

上記式（５）を満たす場合（Ｓ３４のＹ）、車両転覆判定部１１２から送られてくる車両１０の転覆の程度等の車両状態や旋回状態判定部１０６から送られてくる車両１０の旋回状態などから、各車輪１４の移動量が車輪状態制御部１１０において演算、算出される（Ｓ３５）。具体的には、転覆を防ぐための車輪１４の転覆方向への移動量が車輪状態制御部１１０において算出される。そして車輪状態制御部１１０は、算出した各車輪１４の移動量に応じた制御指令を対応するアクチュエータ制御部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに送信して各アクチュエータ部５０を駆動し、各車輪１４の移動量、車輪オフセット量を制御する（Ｓ３６）。

以上説明したように本実施の形態によれば、転覆傾向を判定してすべての車輪１４の路面接地点を同方向に移動させることで、路面に対するタイヤのグリップ限界性能を向上させて、車両１０の転覆を効果的に防ぐことができる。特に車両旋回時には、車体１２の位置を車輪可動部に対して相対的に旋回内側等に配置することにより、安定した旋回走行を実現することができる。

なお、上記式（４）、式（５）に変形を加えた関係式や上記式（４）、式（５）以外の関係式や図表を利用して、車両１０の転覆傾向の判定を行うことも可能である。

（第３の実施の形態）
本実施の形態では、各車輪１４のスラスト方向の剛性を調整することにより車両１０の振動をコントロールする例について説明する。なお、スラスト方向とは、本実施の形態では車両１０の横方向である車幅方向を指す。本実施の形態において、上述の第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１２は、第３の実施の形態のＥＣＵ１００が有する機能のうち車輪１４のスラスト方向剛性の調整に関連する機能ブロック図である。本実施の形態のＥＣＵ１００は、車体振動判定部１１４、スラスト方向剛性検出部１１６、フィードバック情報処理部１０８、および車輪状態制御部１１０を有する。

車体振動判定部１１４は、車体側センサ類２０の検出結果に基づいて車両１０の振動状態を判断する。本実施の形態の車体振動判定部１１４は、操舵角速度およびヨーレートに基づいて車両１０に生じている振動状態を判断する。具体的には、以下の式（６）および式（７）に基づき、後述する図１３に示すフローチャートに従って車両１０の振動状態が判定される。なお、以下の式（６）および式（７）において、α_５およびα_６は実験値などから車両振動の条件を考慮した任意の数値に設定することが可能であり、例えば、α_５を５(deg/sec)程度の値とし、α_６を２５(deg/sec)程度の値とすることもできる。

｜操舵角速度｜＜ α_５式（６）
｜ヨーレート｜＞ α_６式（７）

車体振動判定部１１４は、上述のようにして判定した車両１０の振動状態を車輪状態制御部１１０に送る。例えば車両１０の振動の大きさを示す指標値、等が車体振動判定部１１４から車輪状態制御部１１０に送られる。

スラスト方向剛性検出部１１６は、車輪側センサ類２６およびアクチュエータ部５０から車体側通信機２２を介して送られてくるデータに基づいて、各車輪１４のスラスト方向の剛性を検出する。本実施の形態のスラスト方向剛性検出部１１６は、主に、第１圧力センサ８６および第２圧力センサ８８の検出結果から求められる第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧に基づいて車輪１４のスラスト方向の剛性を求める。一般的に、第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧が高圧になるほど車輪１４のスラスト方向の剛性は大きくなり、第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧が低圧になるほど車輪１４のスラスト方向の剛性は小さくなる。スラスト方向剛性検出部１１６は、第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧から車輪１４のスラスト方向の剛性の大きさを推測する。そして、スラスト方向剛性検出部１１６は、判定した車輪１４のスラスト方向の剛性状態を車輪状態制御部１１０に送る。例えば車輪１４のスラスト方向の剛性の程度を示す指標値、等が車体振動判定部１１４から車輪状態制御部１１０に送られる。

フィードバック情報処理部１０８は、車輪側通信機２８および車体側通信機２２を介して送られてくる車輪側センサ類２６およびアクチュエータ部５０からのデータを処理し、車輪１４のスラスト方向剛性に関連するデータをフィードバック情報として車輪状態制御部１１０に送る。

車輪状態制御部１１０は、車体振動判定部１１４から送られてくる車両１０の振動状態、スラスト方向剛性検出部１１６から送られてくる車輪１４のスラスト方向の剛性状態、およびフィードバック情報処理部１０８から送られてくるフィードバック情報に基づいて、車両１０の振動を抑制するように車輪１４の第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧を制御する。本実施の形態の車輪状態制御部１１０は、車両１０が備えるすべての車輪１４の第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧が所望の圧力となるようにアクチュエータ制御部２４を制御する。車輪状態制御部１１０は、例えば、車両１０に生じている振動を抑制するために車輪１４のスラスト方向の剛性を減少させたほうが好ましいと判断する場合には、すべての車輪１４の第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧を下げるような制御指令をアクチュエータ制御部２４に送信する。また車輪状態制御部１１０は、車体側センサ類２０や車輪側センサ類２６の検出結果から車輪１４のスラスト方向の剛性を増大させたほうが好ましいと判断する場合には、すべての車輪１４の第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧を上げるような制御指令をアクチュエータ制御部２４に送信する。

図１３は、第３の実施の形態における車輪１４の第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧制御に関するフローチャートである。まず車両１０では、ヨーレートなどの車両の走行状態が車体側センサ類２０により検出されてＥＣＵ１００に送られる（図１１のＳ５１）。またステアリングホイールの操舵角速度などのドライバー運転状態が、車体側センサ類２０により検出されてＥＣＵ１００に送られる（Ｓ５２）。

ＥＣＵ１００では、検知されたステアリングホイールの操舵角速度に基づいて上記式（６）を満たすか否かが車体振動判定部１１４において判定される（Ｓ５３）。上記式（６）を満たさない場合（Ｓ５３のＮ）、車輪１４のスラスト方向の剛性を調整することで抑制すべき振動は生じていないと判定され、以下のＳ５４〜Ｓ５７の処理はスキップされる。上記式（６）を満たす場合（Ｓ５３のＹ）、検知された車両１０のヨーレートに基づいて上記式（７）を満たすか否かが車体振動判定部１１４において判定される（Ｓ５４）。上記式（７）を満たさない場合（Ｓ５４のＮ）、車輪１４のスラスト方向の剛性を調整することで抑制すべき振動は生じていないと判定され、以下のＳ５５〜Ｓ５７の処理はスキップされる。

上記式（７）を満たす場合（Ｓ５４のＹ）、第１圧力室５２内の空気圧および第２圧力室５４内の空気圧から各車輪１４のスラスト方向の剛性がスラスト方向剛性検出部１１６において求められる（Ｓ５５）。そして、車体振動判定部１１４から送られてくる車両１０の振動状態やスラスト方向剛性検出部１１６から送られてくる車輪１４のスラスト方向の剛性状態などから、車両１０の振動を抑制するために適切な「各車輪１４の第１圧力室５２および第２圧力室５４の内部空気圧」が車輪状態制御部１１０において演算、算出される（Ｓ５６）。そして、算出された「各第１圧力室５２および各第２圧力室５４に必要とされる内部空気圧」に応じた制御指令を対応するアクチュエータ制御部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに送信して各アクチュエータ部５０を駆動し、各車輪１４の第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧を制御する（Ｓ５７）

以上説明したように本実施の形態によれば、車両振動を判定して車輪１４のスラスト方向剛性を変えることで、車両１０の振動を効果的に防ぐことができる。そのため、大きな凹凸を有する悪路や轍を有する道路などのように振動が生じやすい走行路を車両１０が走行する場合であっても、車輪１４のスラスト方向剛性を適宜変えることによって車両振動を抑制することができ、安定した快適な走行を確保することが可能である。

なお、上記式（６）、式（７）に変形を加えた関係式や上記式（６）、式（７）以外の関係式や図表を利用して、車両１０の振動状態の判定を行うことも可能である。また、車両振動を抑制するために、必ずしもすべての車輪１４のスラスト方向剛性を変える必要はなく、振動状態に応じて前輪１４ａ、１４ｂのみ、後輪１４ｃ、１４ｄのみ、あるいはいずれかの車輪１４のみのスラスト方向剛性を変えることもできる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態では、車速、車両１０のヨーレート、あるいは走行路に応じて車輪のトレッドを制御する例について説明する。なおここでいう「トレッド」とは、相互に対応する車輪間の距離を意味し、例えば前輪間あるいは後輪間の接地点距離がトレッドの概念に含まれる。本実施の形態において、上述の第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１４は、第４の実施の形態のＥＣＵ１００が有する機能のうち車輪１４の移動制御機能に関連する機能ブロック図である。本実施の形態のＥＣＵ１００は、車輪トレッド判定部１１８、フィードバック情報処理部１０８、および車輪状態制御部１１０を有する。

車輪トレッド判定部１１８は、車体側センサ類２０の検出結果に基づいて状況に応じた適切なトレッドを決定する。本実施の形態の車輪トレッド判定部１１８は、車速、車両１０のヨーレート、および走行路の摩擦係数（μ）に基づいて、前輪あるいは後輪のトレッドを決定する。具体的には、以下の式（８）、式（９）、および式（１０）に基づき、後述する図７に示すフローチャートに従って車輪１４のトレッドが決定される。なお、以下の式（８）〜式（１０）において、α₇〜α_９は、実験値などから車輪１４のトレッドと走行性の関係を考慮した任意の数値に設定することが可能であり、例えば、α_７を１００(km/h)程度の値とし、α_８を１０(deg/sec)程度の値とし、α_９を車両１０の停止寸前の５(km/h)程度の値とすることもできる。

｜車速｜＞ α_７式（８）
｜ヨーレート｜＜ α_８式（９）
｜車速｜＞ α_９式（１０）

車輪トレッド判定部１１８は、上述のようにして決定した車両１０の適切なトレッドに関する情報を車輪状態制御部１１０に送る。例えば、いずれの車輪１４のトレッドを拡大あるいは縮小するべきなのか、車両１０の適切なトレッドの大きさを示す指標値、等が車輪トレッド判定部１１８から車輪状態制御部１１０に送られる。

車輪状態制御部１１０は、車輪トレッド判定部１１８から送られてくる車輪１４のトレッド関連情報、およびフィードバック情報処理部１０８から送られてくるフィードバック情報に基づいて、走行安定性が向上するように車輪１４の移動を制御する。本実施の形態の車輪状態制御部１１０は、例えば車両１０が比較的高速で走行している場合には、前輪１４ａ、１４ｂのトレッドを通常走行時よりも縮小するとともに後輪１４ｃ、１４ｄのトレッドを通常走行時よりも拡大するような制御指令を、アクチュエータ制御部２４に送信する。また車両１０のヨーレートが比較的大きい場合、車両１０が備えるすべての車輪１４のトレッドを通常走行時よりも拡大するような制御指令を、車輪状態制御部１１０はアクチュエータ制御部２４に送信する。また摩擦係数が比較的小さい路面を停止寸前の遅い速度で走行している場合にはすべての車輪１４のトレッドが通常走行時よりも拡大するような制御指令を、また摩擦係数が比較的小さい路面を停止寸前の速度よりも大きい速度で走行している場合にはすべての車輪１４のトレッドが通常走行時よりも縮小するような制御指令を、車輪状態制御部１１０はアクチュエータ制御部２４に送信する。

図１５は、第４の実施の形態における車輪１４の可動部の移動制御に関するフローチャートである。まず車両１０では、車速、車輪速、ヨーレートなどの車両の走行状態が車体側センサ類２０により検出されてＥＣＵ１００に送られる（図１５のＳ７１）。またドライバー運転状態が車体側センサ類２０により検出されてＥＣＵ１００に送られる（Ｓ７２）。

ＥＣＵ１００では、検知された車速に基づいて上記式（８）を満たすか否かが車輪トレッド判定部１１８において判定される（Ｓ７３）。上記式（８）を満たす場合（Ｓ７３のＹ）、車両１０が比較的高速で走行していると判断され、車速に応じた適切な「通常走行時よりも縮小された前輪１４ａ、１４ｂのトレッド」および「通常走行時よりも拡大された後輪１４ｃ、１４ｄのトレッド」が車輪トレッド判定部１１８において算出される。そして、算出されたそれらのトレッドに応じて必要とされる各車輪１４の移動量、等が車輪状態制御部１１０において求められる。そして、算出された「各車輪１４の移動量」に応じた制御指令が車輪状態制御部１１０から対応するアクチュエータ制御部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに送信されて、各アクチュエータ部５０が駆動されて前輪１４ａ、１４ｂのトレッドおよび後輪１４ｃ、１４ｄのトレッドが適切な大きさに調整される（Ｓ７４）。

上記式（８）を満たさない場合（Ｓ７３のＮ）、検知されたヨーレートに基づいて上記式（９）を満たすか否かが車輪トレッド判定部１１８において判定される（Ｓ７５）。上記式（９）を満たす場合（７５のＹ）、ヨーレートに応じた適切な「通常走行時よりも拡大されたすべての車輪１４のトレッド」が車輪トレッド判定部１１８において算出される。そして、算出されたそれらのトレッドに応じて必要とされる各車輪１４の移動量、等が車輪状態制御部１１０において求められる。そして、車輪状態制御部１１０から対応するアクチュエータ制御部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに制御指令が送信されて、車輪１４のトレッドが適切な大きさに調整される（Ｓ７６）。

上記式（９）を満たさない場合（Ｓ７５のＮ）、走行路が低μ路か否かが車輪トレッド判定部１１８において判定される（Ｓ７７）。なお走行路が低μ路か否かは、任意の手法により求めることができ、例えば車速および車輪速から各車輪１４のスリップ率を求め、そのスリップ率と車速とから走行路の摩擦係数を求めて、その摩擦係数から判断することが可能である。また車両１０の共振周波数に基づいて走行路の摩擦係数を求めることも可能でる。走行路が低μ路ではないと判断される場合（Ｓ７７のＮ）、各車輪１４のトレッドを変更する必要はないと判断され、各車輪１４のトレッドは通常走行時のトレッドに調整されて走行する。

走行路が低μ路であると判断される場合（Ｓ７７のＹ）、検知された車速から上記式（１０）を満たすか否かが車輪トレッド判定部１１８において判定される（Ｓ７８）。上記式（１０）を満たす場合（Ｓ７８のＹ）、走行路の摩擦係数および車速に応じた適切な「通常走行時よりも縮小されたすべての車輪１４のトレッド」が車輪トレッド判定部１１８において算出される。一方、上記式（１０）を満たさない場合（Ｓ７８のＮ）、走行路の摩擦係数および車速に応じた適切な「通常走行時よりも拡大された駆動輪のトレッド」が車輪トレッド判定部１１８において算出される。従って、前輪駆動の場合には前輪１４ａ、１４ｂのトレッドが車輪トレッド判定部１１８において算出され、後輪駆動の場合には後輪１４ｃ、１４ｄのトレッドが車輪トレッド判定部１１８において算出される。そして、そのような算出された適切なトレッドに応じた車輪オフセット量、必要とされる各車輪１４の移動量、等が車輪状態制御部１１０において求められる。そして、車輪状態制御部１１０から対応するアクチュエータ制御部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに制御指令が送信され、車輪１４のトレッドが適切な大きさに調整される（Ｓ７９、Ｓ８０）。

以上説明したように本実施の形態によれば、車両１０の走行状態や走行路の状態を検出して車輪１４のトレッドを適正化することで、状況に応じた適切な走行安定性を確保することができる。例えば、高速走行時に前輪トレッドを縮小するとともに後輪トレッドを拡大することにより、操舵角に対するヨーゲインを低下させて操舵角に対するヨー方向の反応を低減させることができ、ハンドル操作に車輪１４が敏感に反応しすぎるのを抑制することができる。また、ワインディング路などにおいて旋回走行する場合には前輪トレッドおよび後輪トレッドを拡大することで、旋回性能を向上させることができる。また、低μ路を高速で走行する場合には前輪トレッドおよび後輪トレッドを通常走行時よりも縮小することで、右側車輪１４ａ、１４ｃおよび左側車輪１４ｂ、１４ｄの各々が異μ路を走行することを効果的に防ぎ、そのような異μ路での加減速に伴う車両１０の偏向走行を抑制することができる。また、低μ路を低速で走行する場合には駆動輪のトレッドを通常走行時よりも拡大することで、発進性を向上させることができる。

なお上記式（８）〜式（１０）に変形を加えた関係式や上記式（８）〜式（１０）以外の関係式や図表を利用して、目標ヨーレートの算出、スピン傾向の判定、あるいはドリフトアウト傾向の判定を行うことも可能である。また、走行状況に応じたトレッドの変更方法は上述のものに限定されるものではなく、車両状態などに応じたトレッド制御を行うことが可能である。例えば、後輪トレッドを前輪トレッドよりも相対的に大きくすることで高速走行時の走行安定性を向上させるような場合には、後輪トレッドを通常走行時よりも拡大するが前輪トレッドを通常走行時と同じトレッドに維持したり、前輪トレッドを通常走行時よりも縮小するが後輪トレッドを通常走行時と同じトレッドに維持したりすることも可能である。同様に、駆動輪トレッドを従動輪トレッドよりも相対的に大きくすることで低μ路を低速走行する場合等における発進性を向上させるような場合には、従動輪のトレッドを通常走行時よりも縮小することも可能である。

本発明は上述の各実施の形態や変形例に限定されるものではなく、各実施の形態やその変形例の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施の形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態やその変形例に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

例えば、車両１０の衝突傾向の有無を判定し、その判定結果に基づいて各車輪可動部の移動や各車輪１４の第１圧力室５２や第２圧力室５４の室内空気圧を制御することにより、ドライバー等にもたらされる衝撃を緩和することも可能である。図１６は、本変形例のＥＣＵ１００が有する機能のうち車輪１４のスラスト方向剛性の調整に関連する機能ブロック図である。例えばＥＣＵ１００の衝撃判定部１２０において、車体側センサ類２０の検出結果から得られる車両１０の前後Ｇや横Ｇなどから車両１０に作用する衝撃の大きさを導き出すことにより、車両１０の衝突傾向を判定することが可能である。衝突傾向、特に横方向からの衝突傾向があると判定される場合には、車輪状態制御部１１０が、アクチュエータ制御部２４を介して第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧を適宜調整することにより、各車輪１４のスラスト方向の剛性をコントロールしてドライバー等にもたらされる衝撃を効果的に緩和することが可能である。

また、上述の各実施の形態では、空気圧生成装置７６および減圧用メカリリーフ弁８５によって蓄圧室７０の内部空気圧が調整される例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１増圧用リニア弁７８、第１減圧用リニア弁８０、第２増圧用リニア弁８２、第２減圧用リニア弁８４の弁開度をコントロールすることにより、第１圧力室５２内および第２圧力室５４内の空気圧を所望の圧力に維持した状態で蓄圧室７０の内部空気圧を減圧することも可能である。また空気圧生成装置７６に、蓄圧室７０の内部空気圧の増圧機能だけではなく減圧機能も付加することにより、蓄圧室７０の内部空気圧を所望の圧力にコントロールすることも可能である。

また、上述の各実施の形態では、図６に示すように車輪１４のうち接地箇所であるタイヤ６０を含む可動部を移動させる例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上述の従来技術を利用して車輪全体を移動させる機構や、車輪の一部を移動させる他の技術に対しても本発明を応用することが可能である。

また上述の各実施の形態では、空気圧を利用した例について説明したが、空気圧の代わりに所定の液体を利用した油圧（液体圧）を利用することも可能である。

第１の実施の形態の車両制御装置を備える車両の全体構成を示す図である。車体側センサ類を構成する各種センサ類の一例を示す図である。第１の実施の形態のＥＣＵが有する機能のうち車輪の移動制御機能に関連する機能ブロック図である。第１の実施の形態における車両の状態と各車輪のタイヤの移動との関係を示す図である。右前輪の断面構成の一部を示す図である。第１増圧用リニア弁、第１減圧用リニア弁、第２増圧用リニア弁、および第２減圧用リニア弁の弁開閉状態と、可動部の状態との関係を示す図である。第１圧力室内および第２圧力室内の空気圧状態と、可動部の状態との関係を示す図である。蓄圧室内、第１圧力室内、および第２圧力室内の空気圧の大きさ（Ｐ）と、経過時間（Ｔ）との関係を示す図である。第１の実施の形態における車輪可動部の移動制御に関するフローチャートである。第２の実施の形態のＥＣＵが有する機能のうち車輪の移動制御機能に関連する機能ブロック図である。第２の実施の形態における車輪可動部の移動制御に関するフローチャートである。第３の実施の形態のＥＣＵが有する機能のうち車輪のスラスト方向剛性の調整に関連する機能ブロック図である。第３の実施の形態における車輪の第１圧力室内および第２圧力室内の空気圧制御に関するフローチャートである。第４の実施の形態のＥＣＵが有する機能のうち車輪の移動制御機能に関連する機能ブロック図である。第４の実施の形態における車輪可動部の移動制御に関するフローチャートである。一変形例におけるＥＣＵが有する機能のうち車輪のスラスト方向剛性の調整に関連する機能ブロック図である。

符号の説明

１０車両、１２車体、１４車輪、２０車体側センサ類、２２車体側通信機、２４アクチュエータ制御部、２６車輪側センサ類、２８車輪側通信機、５０アクチュエータ部、５２第１圧力室、５４第２圧力室、６０タイヤ、６２ホイール、６４ホイールリム部、６５移動調整リム部、６６ホイールディスク部、６７移動調整ディスク部、６８タイヤ空気圧室、７０蓄圧室、７２タイヤ空気圧調整弁、７４ストロークセンサ、７６空気圧生成装置、７８第１増圧用リニア弁、８０第１減圧用リニア弁、８２第２増圧用リニア弁、８４第２減圧用リニア弁、８５減圧用メカリリーフ弁、１００ＥＣＵ。

Claims

車両の所定状態量を検出する状態量検出手段と、
車輪を移動させる車輪移動手段と、
前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記車輪移動手段を制御する車輪移動制御手段と、を備え、
前記車輪移動制御手段は、車幅方向に配置される車輪であって相互に対応する車輪が同じ方向に移動するように、前記車輪移動手段を制御することを特徴とする車両制御装置。
前記車輪移動制御手段は、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記相互に対応する車輪がスリップする傾向にあると判断する場合には、当該車輪がスリップ方向に移動するように、前記車輪移動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
前記車両の旋回状態を判定する旋回状態判定手段を更に備え、
前記車輪移動制御手段は、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記車両がスピンする傾向にあると判断する場合には、前記相互に対応する車輪のうち前輪が旋回内側に移動するとともに後輪が旋回外側に移動するように、前記車輪移動手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
前記車両の旋回状態を判定する旋回状態判定手段を更に備え、
前記車輪移動制御手段は、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記車両がドリフトアウトする傾向にあると判断する場合には、前記相互に対応する車輪のうち前輪が旋回外側に移動するとともに後輪が旋回内側に移動するように、前記車輪移動手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両制御装置。
前記車輪移動制御手段は、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記車両に所定の大きさ以上の力が作用すると判断する場合には、前記相互に対応する車輪が前記力の作用方向に移動するように、前記車輪移動手段を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両制御装置。
前記車輪移動制御手段は、前記状態量検出手段の検出結果に基づいて前記車両が転覆する傾向にあると判断する場合には、前記車両が備えるすべての車輪が前記転覆の方向に移動するように、前記車輪移動手段を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両制御装置。
前記状態量検出手段は、ヨーレート検出手段を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両制御装置。
前記状態量検出手段は、横加速度検出手段を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の車両制御装置。