四輪操舵

四輪操舵 とは、自動車のステアリング機構の一種。四輪自動車の全車輪に対して能動的に舵角を与えることにより、高い速度域での車両安定性を向上させる、あるいは極低速域での小回り性を向上させる方法である。三軸以上の車両の場合、一部の車軸が操舵機構を持たないものがある。

1. 概要
-----

一般的な自動車では、ハンドル操作によって前輪に舵角を与えて方向転換を行うのが一般的である。このため、舵角が大きい場合には内輪差が大きくなるなどの不都合が起こる。これに対し四輪操舵方式ではハンドルによる前輪の操舵情報を後輪に対しても与えることにより、操舵時のこうした不都合を低減することを目的としている。機構そのものは古くから存在し、第二次世界大戦前のドイツ国で一部の車両に採用されたが、戦後はいったん消滅した。1980年代終盤、日本メーカーの乗用車においては四輪操舵を採用した車種がいくつか発売されたが、雑誌などのメディアが強く注目したものの、販売は伸び悩み、それらの次期モデルからは以下にあげる理由によって四輪操舵の採用が減少していった。その理由のひとつは、機構追加による複雑化、重量の増加と新規技術ゆえの価格上昇である。もうひとつの理由は、四輪操舵がもたらす「理想的な」挙動と一般的な二輪操舵の挙動との違いであり、四輪操舵の良さが「違和感」「クセの強さ」と認識されてしまったことである。具体的には、右左折時に運転者の予想よりも車体後部が外側に振り出すことや逆に高速走行でほとんど回頭せずに横に動くように感じること、車庫入れ後退時に狙った通りに車が動かないと感じることなどが挙げられる。日本のように車庫・駐車場事情がそれほど良くない場合、壁にぴったりと寄せられないことは不都合を招く場合もある。さらにはチューニングカーの世界においては重量や挙動に対する不満から4WSを取り外してしまうケースも珍しくない。主に日産車向けに、「ハイキャスキャンセラー」なるパーツも発売されている。加えて、スズキは、自社商品への4WSの採用への意欲がなかった。

その後乗用車では一時採用されなくなったが、2011年12月現在においては、日産自動車が日産・スカイライン、日産・フーガで、レクサスが4代目GS・3代目レクサス・ISで、欧州メーカーではルノーが[[ルノー・ラグナ#3代目

乗用車以外では高機動車シャシ共通各車、2代目ハイメディック
日産自動車
180SX/200SX/240SX
シルビア
フェアレディZ
スカイライン/ピンターラ
セフィーロ
ローレル
ステージア
フーガ
三菱自動車
ギャラン/エテルナ
GTO
ディアマンテ/シグマ
マツダ/日本フォード
カペラ/フォード・テルスター
センティア/アンフィニ・MS-9
ユーノス・800/ミレーニア
富士重工業 
アルシオーネ SVX
ダイハツ工業
ミラ
いすゞ自動車
ジェミニ
ピアッツァ
ロールスロイス
ロールスロイス・ファントム
フェラーリ
フェラーリ・F12tdf

2. 現行の量産乗用車への採用例
----------------

ロールス・ロイス・ゴースト
フェラーリ・GTC4ルッソ
ランボルギーニ
アヴェンタドールS
カウンタック LPI 800-4

3. パッシブステア
----------

ナチュラル4WSとも呼ばれる。能動的に後輪を操舵する四輪操舵と異なり、リアサスペンションのストローク量や横方向にかかる力に応じて後輪のトー角をコントロールし、回頭性や安定性を向上させる方法にパッシブステアがある。狭義では「トーコントロールシステム」の範疇であり、四輪操舵には含めない。

通常の後輪独立懸架では、ホイールがストロークする際や横力を受けた際に、特に旋回外側の車輪においては車両が安定寄りとなるトーインを常に保つように設定されている。また、リジッドアクスルやリンク式サスペンション、トーションビームのような固定車軸の場合は、ストローク時や横力を受けた時に起こるアクスルステアをアーム長やゴムブッシュの弾性変形でコントロールし、リアアクスル全体を旋回中心向きに変位させ、安定を保っている。このような特性がサスペンション設計の中で理解されてくる1980年代以前は、ブッシュやサスペンションアームの弾性変形による旋回中のトー角度の変化はコンプライアンスステアとも呼ばれ、旋回中の車体の挙動を乱してスピンを誘発する危険性のある要素として捉えられていた。

これに対しパッシブステアは、ブッシュの変形を利用するまでは変わらないが、旋回初期の極浅いロールの際、後輪を一瞬だけトーアウトにコントロールするものである。動作が受動的であるためアクチュエーターはなく、タイロッドを持たない点が四輪操舵とは異なる。挙動を乱しスピンに至らないよう、外輪のみをトーアウトとするものもある。主に前輪駆動車やスポーツカーの一部で、回頭性を向上させるための「きっかけ」として用いられる。簡単な構造で四輪操舵に近い効果を実現できる反面、高度な制御を行うことはまったく不可能である。また、ブッシュ硬度の温度依存特性や経年劣化、あるいは路面の凹凸によるストローク量の変化や路面の摩擦係数の変化などにより動作が変動する点も弱点となる。マツダのトーコントロールハブとSSサスペンション、いすゞのニシボリック・サスペンション、SAABの ReAxsなどがあり、日産・パルサー/[[日産・エクサ、マツダ・RX-8、RX-7 、ユーノス・ロードスター 、いすゞ・ジェミニ とPAネロ、SAABではGM傘下となってからの各車に採用例がある。

自動車史上、パッシブステアの概念を本格的にリアサスペンションの設計に採り入れた最初の車輌は1966年式フォード・ゼファー・マークIVであったが、当時の英国市場での評価は芳しくなかった。1978年にはポルシェ・928がヴァイザッハ・アクスルを採用したが、これは原理的にはゼファー・マークIVの概念と同じ物であった。日本車では1980年にBD型マツダ・ファミリアがSSサスペンションの名称でパッシブステアの概念を導入、旋回時や制動時に後輪をトー・イン側に積極的に変化させる特性が持たせられ、それまでの前輪駆動車につきものであったタックインを大幅に抑え込むことに成功、商業的にも大きな成功を収め、日本市場で前輪駆動車が本格的に普及する嚆矢となった。

マツダでは現行車にも採用されているが、かつてほど大々的に宣伝されてはいない。トーコントロールハブの開発に携わった貴島孝雄によると、パッシブステアは機敏で優れた操縦特性を実現した一方で、ドライバーに操縦時の違和感を感じさせやすく、自動車工学としては正しいものではあるが、貴島自身が提唱するドライバーの「動的感性」を満足させるものにはなりにくいという反省点が得られたとされており、FD3S以降ではドライバーに明確に変化を感じさせる程のトー角度の制御は行わなくなったという。

モータースポーツでは、パッシブステアが操作性の低下を招く不確実要素となるため、たわみブッシュを硬質な材料で作られたものに交換することがある。実際にサーキット走行などにおいては、「トーコンキャンセラー」、「ニシボリ殺し」などといったアフターマーケットパーツで動作をキャンセルすることが一般的であった。

その一方で国内ラリーシーンではパッシブステアは好評であった。ニシボリック・サスの場合、旋回中に通常の前輪駆動車では考えられないほどのオーバー・ステア傾向を示したことや、トーコントロールハブでは後輪駆動でありながらアクセルオフでタックインを誘発させて高速なコーナリングが可能という、通常の駆動方式の特性とは正反対の要素が備わっていたからである。

4. 脚注
-----

5. 関連項目
-------

HICAS
4輪アクティブステア
ニシボリック・サスペンション
:en:Quadrasteer：GMの四輪操舵システム
ハブセンター・ステアリング