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JPS62113651A - ４輪操舵車両 - Google Patents

４輪操舵車両

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Publication number
JPS62113651A
JPS62113651A JP60254497A JP25449785A JPS62113651A JP S62113651 A JPS62113651 A JP S62113651A JP 60254497 A JP60254497 A JP 60254497A JP 25449785 A JP25449785 A JP 25449785A JP S62113651 A JPS62113651 A JP S62113651A
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JP
Japan
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steering
suspension
wheel steering
vehicle
control device
Prior art date
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Application number
JP60254497A
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English (en)
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Inventor
Katsumi Ishii
克己 石井
Yoshio Matsuoka
義雄 松岡
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP60254497A priority Critical patent/JPS62113651A/ja
Priority to US06/929,424 priority patent/US4828283A/en
Publication of JPS62113651A publication Critical patent/JPS62113651A/ja
Publication of JPH0544387B2 publication Critical patent/JPH0544387B2/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サスペンション特性の変更可能なサスペン
ション制御装置と前後輪を操舵可能な４輪操舵装置とを
備えた４輪操舵車両に関する。
〔従来の技術〕
従来の４輪操舵車両としては、例えば特開昭５９−８１
２６３号公報に記載されているようなものがある。
それは、前輪を転舵するステアリング装置、後輪を転舵
する後輪転舵装置、及び前輪転舵角に対する後輪転舵角
特性を運転状態に応じて変化させる自動制御モードと、
運転状態とは無司係にごの特性を設定する固定モードと
、運転状態とは無関係に後輪転舵角を零位相とする２輪
転舵モードとを有し、これらのモードを選択して後輪転
舵装置を制御するコントローラからなることを特徴とし
ており、前輪転舵角検出信号、車速検出信号及び後輪転
舵角検出信号に基づいて後輪転舶用の制御装置が後輪の
転舵角を決定し、運転状態に応じた自動的な４輪操舵や
運転者の要求に応じて任意に異なったモードの４輪操舵
や２輪操舵の選択ができるようにして、運転要求に応じ
た種々の操舵が行えるようにしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような従来の４輪操舵車両にあって
は、前輪転舵角と後輪転舵角と車速とを検出し、これら
に基づきサスペンション特性とは無関係に後輪転舵量を
決定する構成となっていて、直進性能や旋回性能に大き
な影響を与える前後輪のサスペンション特性が変わって
も後輪転舵量は不変であったため、理想的な直進性能や
旋回性能を得ることができないという問題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであり、第１図の基本構成図に示すように、車両
のサスペンション特性を変更可能なサスペンション制御
装置と、制御信号の入力により少なくとも後輪を操舵可
能な４輪操舵装置と、前記サスペンション特性の切り換
えを検出してその検出信号を出力する特性切換検出手段
と、この特性切換検出手段の検出信号に基づき検出され
たサスペンション特性に応じて所定のステアリングホイ
ール操作量に対する後輪操舵量を変化させる前記制御信
号を出力する操舵量制御手段と、を備えて４輪操舵車両
を構成することにより、上記問題点を解決することを特
徴としている。
〔作用〕
而して、この発明では、サスペンション制御装置のサス
ペンション特性の切り換えを特性切換検出手段で検出し
、検出されたサスペンション特性に応じて操舵量制御手
段から４輪操舵装置に、所定のステアリングホイール操
作量に対する後輪操舵量を変化させる制御信号を出力す
ることにより、前後輪のサスペンション特性の変化に応
じた理想的な直進性能や旋回性能が得られるようにする
。
〔実施例〕
以下、この発明を図示実施例に基づいて説明する。
第２図乃至第５図は、この発明の一実施例を示すもので
、第２図は、ステアリングホイール７によって操舵され
る機械式前輪操舵装置と、後述する４個のモードスイッ
チ３３〜３６によって選択される操舵モードと車速Ｖと
前輪操舵角θとに基づいて制御される液圧式後輪操舵装
置の作動状態を示す４輪操舵装置の一具体例を示す図で
ある。
まず、構成を説明すると、第２図に示すＩＬ及びＩＲが
左右の前輪であり、車体に対して水平方向に揺動可能に
支持されたナックル２．２にそれぞれ回転自在に支持さ
れていて、両ナックル２゜２間を、それぞれタイロッド
３，３を介してランクアンドピニオン式ステアリングギ
ヤのラック軸４が連結している。ラック軸４に設けたラ
ック４ａには、ステアリングシャフト５の下端に設けた
ピニオン６が噛合しており、ステアリングシャフト５の
上端に設けたステアリングホイール７を回転させてピニ
オン６を同方向へ回動させることにより、ラック軸４．
タイロッド３．３及びナックル２，２の作動を介して左
右の前輪ＩＬ、ＩＲがステアリングホイール７と同方向
へ転舵される。
さらに、上記ステアリングシャフト５には操舵角検出器
８を関連させて設け、これで操舵角度とその操舵方向と
に対応した操舵角検出信号Ｄθを、後述する操舵量制御
手段である制御装置３０に出力する。
また、９Ｌ、９Ｒは左右の後輪であり、車体に対して水
平方向に揺動可能に支持されたナックル１０．１０にそ
れぞれ回転自在に支持されていて、両ナックル１０．１
０間を、それぞれタイロッド１）．１）を介して後輪操
舵用の操舵ロッド１２が連結している。操舵ロッド１２
は、両コンド形流体圧シリンダ１３のピストンコンドを
構成して１、この操ｔロッド１２と一体のピストン１４
により仕切られた左右の圧力室１５Ｌ、１５Ｒが、それ
ぞれ連通路１６Ｌ、１６Ｒを介して４ボ一ト３位置・電
磁方式の電磁切換弁からなる制御バルブ１７に接続され
ている。この制御バルブ１７の電磁ソレノイド１７ａに
は制御装置３０から出力される励磁電流が供給され、そ
の励磁電流の強さに応じて上記３位置が切り換えられる
。
かかる制御バルブ１７は、供給回路１８と戻り回路１９
とを介して流体圧源２０に接続されていて、戻り回路１
９内にはリザーバタンク２１を設けている。流体圧源２
０は液圧ポンプ２０ａとモータ２０ｂとからなり、制御
装置３０の出力により供給される駆動電流によってモー
タ２０ｂが駆動され、このモータ２０ｂにより液圧ポン
プ２０ａが回転駆動されて作動液が吐出される。なお、
２２は、供給回路１８と戻り回路１９とを連通ずるバイ
パス回路であり、これにはオリフィス２３を設けている
。
また、３）は車速検出器であり、車速を検出して該車速
に応じた車速検出信号ＤＶを制御装置３０に出力する。
３２は、後輪９Ｌ、９Ｒの操舵角を検出する後輪操舵角
検出器であり、後輪操舵角とその操舵方向とに応じた後
輪操舵角検出信号Ｄφを制御装置３０に出力する。さら
に、３３〜３６は、操舵モードを選択するための手動の
切換スイッチであって、３３は自動制御モードのスイッ
チ、３４は逆位相固定モードのスイッチ、３５は同位相
固定モードのスイッチ、３６は２輪操舵モードのスイッ
チであり、これら４個のモードスイッチ３３〜３６の何
れかを選択することにより、そのモード選択信号ＤＭｉ
　　（ｔ＝ａ、ｂ、ｃ及びｄ）が制御装置３０に供給さ
れる。
ここで、自動制御モードとは、前輪転舵角に対する後輪
転舵角の比を車速の増加に応じて増加させ、車速に応じ
た４輪操舵を自動的に行えるようにしたモードであり、
高車速の場合には同位相で転舵比を大きくして旋回時の
安定性を高くすると共に、低車速の場合には転舵比を負
として後輪を逆位相に操舵して旋回半径を短くする。ま
た、固定モードとは、車速に無関係に一定の転舵比（例
えば１）をもって後輪を転舵するモードであり、逆位相
固定モードの場合には前輪の転舵方向と逆方向に所定の
割合で後輪を転舵させ、同位相固定モードの場合には前
輪の転舵方向と同方向に所定の割合で後輪を転舵させる
ようにする。さらに、２輪操舵モードとは、従来の車両
と同様に前輪のみを転舵させて後輪は転舵させないよう
にするモードである。
なお、３３ａ〜３６ａは、前記４個のモードスイッチ３
３〜３６の表示器であり、４個のモードスイッチ３３〜
３６にそれぞれ１個づつ直列に接続されていて、運転者
によって選択された操舵モードを点燈によって表示する
。さらに、３７は、ハンテリー等の電源である。
また、第３図は、サスペンション特性を変更可能なサス
ペンション制御装置の一興体例を示す図であり、この実
施例では、サスペンションの空気ばね定数と車高とを変
更可能にしている。
このサスペンション制御装置は、４輪ＩＬ、ＩＲ，９Ｌ
、９Ｒを個別に支持する４個の車高調整アクチュエータ
４０ＦＬ、　　４０ＰＲ，４０１？Ｌ、　　４０１？ｌ
？を有し、各車高調整アクチュエータ４０ｉ（ｉ＝ＰＬ
、ＰＲ，ＲＬ、　ＲＲ）はショックアブソーバ４１と、
このショックアブソーバ４１の上方に設けられ且つゴム
状弾性体４２によって画成された空気室４３とから構成
している。各ショックアブソーバ４１のピストンロッド
４４上端及びゴム状弾性体４２の上端が車体に取り付け
られると共に、該ショックアブソーバ４１の下端に各車
輪ＩＬ、ＩＲ，９Ｌ、９Ｒが回転自在に支持される。
上記空気室４３は、ピストンロッド４４に設けた連通孔
４５を介して車高調整用流体圧源４６と、この流体圧源
４６で作られた高圧のエアを蓄えるメインタンク４７と
、各車高調整アクチュエータ４０ｉに対応して設けられ
た４個のサブタンク４８ａ〜４８ｄとに連通されていて
、これらの連通路内には、２ポ一ト２位置・スプリング
オフセット式の電磁切換弁からなる１０個の開閉バルブ
５０ａ〜５０ｊを設けている。この１０個の開閉バルブ
５０ｉ（ｉ＝ａ−ｊ）の内容は、モータ４６ａ及びニア
コンプレッサ４６ｂを有する流体圧源４６とエアドライ
ヤ５１との間に設けられたバルブ５０ａは排気バルブ、
メインタンク４７の出口に設けられたバルブ５０ｂは給
気バルブ、４輪の各分岐部分に設けられた４個のバルブ
５０ｃ〜５０ｆは給排気バルブ、空気室４３とサブタン
ク４８１との間に各設けられた４個のバルブ５０ｇ〜５
０ｊはばね定数変更バルブである。
これら１０個の開閉バルブ１２ｉは制御装置３０から出
力される制御信号によって開閉駆動され、そのうち、排
気バルブ５０ａと給気バルブ５０ｂと４個の給排気バル
ブ５０ｃ〜５０ｆとを適宜に開閉制御することにより、
一方では、流体圧源４６からのエアがメインタンク４７
を介して各車高調整アクチュエータ４０ｉの空気室４３
に供給され、これにより空気室４３内の流体圧が上昇し
て車高が連続して高められ、他方では、空気室４３から
エアを抜いて該空気室４３内の流体圧を低下させること
により車高が連続して低められる。さらに、４個の給排
気バルブ５０ｃ〜５０ｆを閉じた状態で４個のばね定数
変更バルブ５０ｇ〜５０ｊを開閉制御することにより、
空気室のみの容積とこれにサブタンク４８ｉを加えた容
積との２段階に容積が変化し、これにより高低２段階の
空気ばね定数が得られる。
なお、５２は、流体圧源４６のためのモータ駆動リレー
であり、メインタンク４７の供給側に設けた圧力スイッ
チ５３から出力される駆動信号によって駆動される。５
４は、メインタンク４７からのエアの逆流を防止するた
めの逆止め弁である。
また、前記４個の空気室４内には車高検出器５５ａ〜５
５’ｄがそれぞれ設けられていて、これらで各ショック
アブソーバ４１の上下方向変位を計測することにより、
各車高調整アクチュエータ４０１が取り付けられた部分
の車高を個別に検出している。これらの車高検出器５５
ｉはポテンショメータで構成され、シリンダチューブと
ピストンロッド４４との間の相対変位量を計測すること
でその部分の車高を検出し、車輪のストロークに応じた
電圧でなる車高検出信号ＤＨｉ　　（ｉ＝ａ、ｂ。
Ｃ及びｄ）を制御装置３０に出力する。
前記制御装置３０は、インタフェース回路、演算処理装
置（ＣＰＵ）、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置等を具えた
マイクロコンピュータ３０ａと、Ａ／Ｄ変換器３０ｂと
、出力回路３０ｃとを有し、前記４個のモードスイッチ
３３〜３６からのモード選択信号ＤＭｉと、車速検出器
３）からの車速検出信号ＤＶと、操舵角検出器８からの
操舵角検出信号Ｄθと、後輪操舵角検出器３２からの後
輪操舵角検出信号Ｄφと、４個の車高検出器５５ｉから
の車高検出信号ＤＨ４とがＡ／Ｄ変換器３０ｂ及びイン
タフェース回路を介して演算処理装置に供給される。そ
して、演算処理装置が記憶装置に予め記憶されたプログ
ラムに従って作動され、その処理結果に基づきインクフ
ェース回路及び出力回路３０ｃを介して、後輪操舵用流
体圧ａ２Ｏのモータ２０ｂには駆動電流を供給するため
の制御信号ＣＭを、また制御バルブエフの電磁ソレノイ
ド１７ａと１０個の開閉バルブ５０ｉの各電磁ソレノイ
ド５６ｉには励磁電流を供給するための制御信号ＣＳを
それぞれ出力する。
次に、作用について説明する。
この実施例に示すサスペンション制御装置では、サスペ
ンションのばね定数か車高が変化した際に、後輪操舵量
を適切な角度に制御することができる。
〈実施例１） ばね定数が変化した場合 リヤサスペンションに比べてフロントサスペンションの
ばね定数を高くしていくと、コーナリング時の荷重移動
がフロント側で大きくなるため、車両のステア特性はア
ンダステア傾向になる。
そこで、第４図に示すように、所定のステアリングホイ
ール操作量に対する後輪操舵量を小さくする（実線Ａの
特性から破ｈ’ＲＢの特性へと変更する。）よう、制御
装置３０から４輪操舵装置へ制御信号を出力する。これ
により、車両のステア特性がアンダステア傾向に強めら
れることを抑制することができ、理想的な弱アンダステ
アを保持した状態で旋回することができる。
〈実施例２〉 車高が変化した場合 車高調整機能によって車両のフロント側車高が高くなる
と、車両のロールセンタが高くなるため、コーナーへの
進入時、車両のステア特性はオーバステア傾向となる。
そこで、第５図に示すように、所定のステアリングホイ
ール操作量に対する後輪操舵量を大きくする（実線Ｃの
特性から破線りの特性へと変更する。）よう、制御装置
３０から４輪操舵装置へ制御信号を出力する。これによ
り、車両のステア特性がオーバステア傾向に強められる
ことを抑制することができ、理想的な旋回性能を得るこ
とができる。
なお、第４図及び第５図は、横軸にはステアリングホイ
ール７の操作量θを、また縦軸には後輪操舵量φをそれ
ぞれ採っている。
第６図乃至第９図には、この発明の他の実施例を示す。
（実施例３〉 第６図乃至第８図に示す実施例は、サスベンジタンとし
てのスタビライザ６０の剛性が変化した際に、後輪操舵
量を適切な角度に制御するようにしたものである。この
スタビライザ制御装置の構成は特願昭６０−１０５３８
２号で詳細に説明しているため、ここではその概略を簡
単に述べるものとする。
コ字状のトーションバーで構成されたスタビライザ６０
の左右側アーム部６０Ｌ、６０Ｒが、車体側ブラケット
にそれぞれ摺動可能に配設された左右のコンロッド６２
Ｌ、６２Ｒに枢支されると共に、中央部がサスペンショ
ン部材６３に支持されている。上記車体側ブラケット６
１と左側コンロフト６２Ｌとは、車体側ブラケット６１
を上下方向に貫通するコンロッド６２Ｌの上端がねし結
合によって車体側ブラケット６１に固定されている。
また、右側コンロッド６２Ｒでは、車体側ブラケット６
１にこれを上下方向に貫通する筒体６４が固定されてい
て、この筒体６４の穴と、該筒体６４の上端に設けられ
たロール剛性変更手段６５とをコンロッド６２Ｒが貫通
している。このロール剛性変更手段６５は、ロック機構
６６と、このロック機構６６を作動させてロック及びそ
の解除を行う駆動機構６７と、この駆動機構６７に前記
制御装置３０から出力される制御信号に応じた駆動電流
を供給する駆動回路６８とから構成されていて、ロール
剛性変更手段６５で車体側ブラケット６１に対するコン
ロッド６２Ｒの相対移動を制御することにより、スタビ
ライザ６０のロール剛性を２段階に変更可能に構成して
いる。
而して、この実施例では、サスペンションであるスタビ
ライザ６０のロール剛性が変化した際に、後輪操舵量を
適切な角度に制御することができる。
すなわち、前記実施例１のばね定数が変化した場合と同
様に、リヤスタビライザに比べてフロントスタビライザ
のロール剛性を高くしていくと、コーナリング時の荷重
移動がフロント側で大きくなるため、車両のステア特性
がアンダステア傾向になる。
そこで、第４図に示すように、所定のステアリングホイ
ール操作量に対する後輪操舵量を小さくするよう制御装
置３０から４輪操舵装置へ制御信号を出力することによ
り、車両のステア特性がアンダステア傾向に強められる
ことを抑制することができ、理想的な弱アンダステアを
保持した状態で旋回することができる。
〈実施例４〉 また、第９図に示す実施例は、サスペンションとしての
ショックアブソーバ７０の減衰力が変化した際に、後輪
操舵量を適切な角度に制御するようにしたものである。
このショックアブソーバ制御装置の構成は特願昭６０−
１０５３８２号で詳細に説明しているため、ここではそ
の概略を簡単に述べるものとする。
ショックアブソーバ７０は、シリンダチューブ７１内に
、ピストンロッド７２の下端に取り付けられたピストン
７３とフリーピストン７４とが摺動自在に配設されてい
て、これらで３つの流体室Ｅ、　　Ｆ及びＧを画成し、
２つの流体室Ｅ、　　Ｆには作動液が封入されていると
共に、他の流体室Ｇには高圧ガスが封入されている。ピ
ストン７３には、ピストンロッド７２に穿設した流体通
路７５を介して流体室Ｅに上端が連通ずる中心開口アロ
と、これと流体室Ｆとに連通ずる流体通路７７とが穿設
されていて、中心開口アロ内には、２つの流体通路７５
．７７を連通ずる透孔７８を設けたスプール７９を摺動
自在に配設している。
スプール７９は、常時は復帰スプリング８０によって下
方へ付勢され、その下端面が当接するプランジャ８１の
下端がケース８２に当接してその移動を規制している。
この状態では、透孔７８と流体通路７７の開口とは対向
しないｍ！Ｐした位置にあり、従って、２つの流体通路
７５．７７間は非連通状態となり、その減衰力は大きく
なる。一方、プランジャ８１の回りには電磁ソレノイド
８３が配設されていて、これに通電して付勢することに
より、スプール７９が復帰スプリング８０に抗して上方
に変位し、その結果、２つの流体通路７５．７７間の開
口面積が透孔７８によって大きくなり、その減衰力が小
減衰力へと切り換えられる。
而して、この実施例では、サスペンションであるショッ
クアブソーバ７０の減衰力が変化した際に、後輪操舵量
を適切な角度に制御することができる。
すなわち、リヤサスペンションに比べてフロントサスペ
ンションの減衰力を高くしていくと、コーナリング時に
フロント側のロール剛性が大きくなり、車両のステア特
性がアンダステア傾向になる。
そこで、第４図に示すように、所定のステアリングホイ
ール操作量に対する後輪操舵量を小さくするよう制御装
置３０から４輪操舵装置へ制御信号を出力することによ
り、車両のステア特性がアンダステア傾向に強められる
ことを抑制することができ、弱アンダステアの理想的な
旋回性能を得ることができる。
さらに、図示しないが、サスペンションのホイールアラ
イメントを制御することによっても、後輪操舵量を適切
な角度に制御することができる。
〈実施例５〉 すなわち、前輪の外輪側のキャンバ角がポジティブに大
きくなると、コーナリングフォースが減少してアンダス
テア傾向が強くなる。
そこで、第４図に示すように、所定のステアリングホイ
ール操作量に対する後輪操舵量を小さくするよう制御装
置３０から４輪操舵装置へ制御信号を出力することによ
り、車両のステア特性がアンダステア傾向に強められる
ことを抑制することができ、弱アンダステアの理想的な
旋回性能を得ることができる。
〈実施例６〉 また、前輪をトーイン傾向に制御すると、車両のステア
特性はオーバステア傾向になる。
そこで、第５図に示すように、所定のステアリングホイ
ール操作量に対する後輪操舵量を大きくするよう制御装
置３０から４輪操舵装置へ制御信号を出力することによ
り、車両のオーバステア傾向を抑えることができ、理想
的な旋回性能を得ることができる。
なお、上記実施例では、サスペンション特性の変更を検
出する特性変更検出手段を制御袋Ｗ３０で構成したが、
その特性変化を検出する手段を別個独立に設ける構成と
してもよい。また、制御装置３０も上記構成に限定され
るものではなく、比較回路、論理回路等の電子回路で構
成することができることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上説明してきたように、この発明によれば、サスペン
ション特性の変更可能なサスペンション制御装置と、制
御信号の入力により少なくとも後輪操舵が可能な４輪操
舵装置と、サスペンション特性の変更を検出する特性変
更検出手段と、サスペンション特性に応じて所定のステ
アリングホイール操作量に対する後輪操舵量を変更可能
な操舵量制御手段と、を設けて４輪操舵車両を構成した
ため、直進性能や旋回性能に大きな影響を及ぼす前後輪
のサスペンション特性が変わった場合には、それに応じ
て後輪転舵量を制御することができる。
そのため、車両のステア特性がアンダステアに強められ
過ぎたり、これとは逆にオーバステアに強められること
を防止することができ、理想的な旋回性能や直進性能を
得ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の基本構成を示すブロック図、第２図
はこの発明に係わる４輪操舵装置の一実施例を示す概略
構成図、第３図は同じくこの発明に係わるサスペンショ
ン制御装置の一実施例を示す概略構成図、第４図及び第
５図はこの発明を説明するためのステアリングホイール
操作量と後輪操舵角との関係をそれぞれ示すグラフ、第
６図はこの発明に係わる４輪操舵装置の他の例を示すス
タビライザ制御装置の概略構成図、第７図は第６図の取
付状態を示す断面図、第８図は第７図の■−■綿断面断
面図９図はこの発明に係わる４輪操舵装置の更に他の実
施例を示すショックアブソーバ制御装置の概略構成図で
ある。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）車両のサスペンション特性を変更可能なサスペン
    ション制御装置と、制御信号の入力により少なくとも後
    輪を操舵可能な４輪操舵装置と、前記サスペンション特
    性の切り換えを検出してその検出信号を出力する特性切
    換検出手段と、この特性切換検出手段の検出信号に基づ
    き検出されたサスペンション特性に応じて所定のステア
    リングホイール操作量に対する後輪操舵量を変化させる
    前記制御信号を出力する操舵量制御手段と、を備えたこ
    とを特徴とする４輪操舵車両。
  2. （２）前記サスペンション制御装置は、サスペンション
    のばね剛性を可変とするものであることを特徴とする特
    許請求の範囲第（１）項記載の４輪操舵車両。
  3. （３）前記サスペンション制御装置は、サスペンション
    の減衰力を可変とするものであることを特徴とする特許
    請求の範囲第（１）項記載の４輪操舵車両。
  4. （４）前記サスペンション制御装置は、サスペンション
    の車高を可変とするものであることを特徴とする特許請
    求の範囲第（１）項記載の４輪操舵車両。
  5. （５）前記サスペンション制御装置は、サスペンション
    のホイールアライメントを可変とするものであることを
    特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の４輪操舵車
    両。
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