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2016年02月27日

4MOTION=第五世代のハルデックス・カップリング

日本でも販売されているゴルフ7のRやオールトラックに装備されるAWDシステムである4MOTION。

ゴルフ7の4MOTIONには2013年に生産が開始された第五世代のハルデックス・カップリング(電子制御式多板クラッチ)が採用されています。

そもそも4MOTIONやハルデックス・カップリングの公開情報が少ないのもありますが、勉強不足のため2016東京オートサロンのブースで、最新の4MOTIONは前後のトルク配分を(理論的には・・・、実際はあり得ない)0-100%の間で切り替える・・・というナレーションを聞くまで知らなかった。

第4世代では50:50までのトルク配分しかできなかったはずだが・・・

フォルクスワーゲンの公式サイトの説明によると以下のように書いてあります。

第5世代のハルデックスカップリングを採用した最新の4MOTIONを搭載。制御ユニットがドライバーのアクセルワークだけでなく、ホイールスピードやステアリングアングルなどのパラメーターを分析して理想的な駆動トルクを計算、瞬時にして前後輪へ配分します。例えば発進・加速時には、後輪へのトルク配分を増加。必要であれば駆動トルクのほぼ100%を後輪に配分することも可能です。また低負荷走行時には前輪だけにトルクを配分して燃料消費を抑えるなど、状況に応じて前輪・後輪のトルク配分を連続的に変化。力強い発進加速や高速走行時の安定性、低μ路での優れたトラクション性能を実現し、あらゆる走行シーンでスムーズかつ安定した走りを実現します。

そう言えば、アヴェンタドールに採用されたハルデックス・カップリングは前後のトルク配分を0-100%で切り替えられると書いてあったのを思い出しました。

第5世代は大きく進化し、理論上は前後のトルク配分を0-100%あるいは100-0%に切り替えられるようになったのですね。

第5世代でもハルデックス・カップリングによる左右のトルクベクタリングは行われないようですが、代わりに「内輪にブレーキをかけて相対的に外輪の駆動力を強くする=アンダーステアを防ぐ」というブレーキによるトルクベクタリングを行っているようです。

これによりコーナリング性能は格段に向上しているようですが、このシステムは山道の連続したワインディングを走行するとドライバーが全く意識していないにもかかわらずブレーキに負担がかかるのが難点のようです。

VWグループで多岐に採用されているシステムですからブレーキの冷却対策を考えて欲しいですね。



ブログ一覧 | VW | クルマ
Posted at 2016/02/27 19:10:40

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この記事へのコメント

2019年10月17日 23:33
0-100%の仕組みはお分かりでしょうか?
ずっと探しているのですが、全く見つかりません。
コメントへの返答
2019年10月18日 0:35
これがトルク配分の説明動画です。
加速時には主にリアにトルクが配分され、巡航時には主にフロントにトルクが配分されます。

VW Golf 7 4MOTION - Animation Technology https://youtu.be/ZSkwYwgd3ZI @YouTubeより‬
2019年10月18日 7:34
ご回答ありがとうございます。
動画を見ました。
前輪へのトルク配分が少なくなるとされてる様ですが、リアデフ前に置かれたカップリングによって、どういう仕組みで前輪へのトルク配分が少なく出来るのかが理解できません。
前輪は常時駆動とか、ブレーキがとか、言っていた様に思うのですが、ヒアリング力がなくてスミマセン。
コメントへの返答
2019年10月18日 9:25
水路に100の水の流れがあるとしましょうか。
出口が前と後ろに2箇所あって、前だけ開ければ前100です。
徐々に後を開けて後ろの水量を増やしていくと前の量が少しづつ減っていき、後ろを100解放すると前は0となります。
原理はこんな感じですが、実際にはセンサーで感知予測して油圧でクラッチプレートを動かして前後のトルク配分を制御しているようです。
2019年10月18日 23:21
丁寧なご説明ありがとうございます。

ところで、後ろを開けていったとき、ご説明の通り前の流量は減りますが、それは前を閉めていったからではありません。
やがて、後ろの開きが前と同じになったとき、すなわちカップリングが完全にロックして直結四駆状態になったとき、トルク配分は50:50になるのだと思います。
この状態から、さらに前を減らして後ろを増やすことができるかと言うと、これ以上トルク配分を調整する仕組みはありませんので、それはできないはずです。
もし可能とするなら...
1 前にもカップリングを設置して前後の合計が100になるよう上手に調整する
→前にも設置という話は聞いたことがありません。
2 トルセンなどのセンターLSDを設置する
→これじゃあエンジン横置きのWRCカーですね! そもそもカップリングの意味がないですし。

ということで、長々と書いてしまいましたが、水の例え話をいただき、それを考察することによって、0-100%に対する疑惑がさらに大きくなってしまいました。
私の推測としては、「カップリングの結合度」が0-100%を、良く理解していない広報が「トルク配分」が0-100%と誤解し、それを流布してしまったのではないかと思います。もし機会があれば、モーターショーなどでメーカにぶつけてみようと思います。
改めて、ご回答ありがとうございました。
コメントへの返答
2019年10月19日 0:36
日本法人にはハルデックスを説明できる人間がいるかどうか怪しいです。
確かに、センターデフだけでは100:0〜50:50までしか出来ないと私も考えます。
しかし、VWだけでなくハルデックスの説明の中で理論値では100:0〜0:100が可能という表現が出てくるようですのでフロントのトルク調整もやっている事になりますがその辺りの詳しい説明はどこにも見当たりません。
ハルデックスを供給するボルグワーナー社に直接確認出来れば分かるかも知れませんね。そこは私も謎解きを知りたいです。
2019年10月27日 13:02
赤とうがらしさま、こんにちは。
以下の記事を見つけました。
https://clicccar.com/2019/01/03/676515/
> クラッチ油圧により0%〜100%の範囲で制御し、前後輪の駆動トルク配分は「100:0〜50:50」内で行われます。
謎解きが少しできてきたかもしれません。
それは、"相対的な"配分と、"絶対的な"配分を取り違えているのではないか? と。

水の例えで言うと、前は開け放しで後ろを開けていくと、前の配分は"相対的に"減っていきます。
50:50からさらに後ろの配分を増やそうとしても、後ろはすでに全開です。
つまり、開き具合が100:0~100:100で、配分は100:0~50:50なのだと思います。
これは、世代が代われども、前が開け放しという原理からして、変わりません。

片や差動制限付きのトランスファーの場合は、前にしろ後ろにしろ、一方を開いた(閉めた)分だけ、もう一方を閉める(開く)ので、開き具合の合計は常に100なのだと思います。
つまり、配分が"絶対的に"変化するので、前後どちらもへも配分が増減すると思います。

トルク配分についてコメントさせていただきましたが、AWDのシステムについては、燃費の優位性とかシステムの複雑さとか、考慮すべき事項は多々あると思います。
コメントへの返答
2019年10月27日 13:59
こんにちは。
メルセデスのA45Sは通常100:0〜50:50で切り替えますが、前のクラッチを切り離し0:100のドリフトモードを可能とするようです。
ハルデックスについてフロントにもクラッチが有るのでセンターデフと合わせて作動させて0:100に近いトルク配分が出来るというような説明を読みましたが詳しい解説はありません。
どうや間もなく第6世代に入るらしいので、その解説動画かなにかを待ちたいと思います。
2019年10月27日 17:29
返信ありがとうございます。
リアをロックしてフロントをフリーにする場合、クラッチをスパンと切るのではなく、ショックが出ないようにそお~っと切るはずです。
切り始めから完全に切れる直前までの範囲においいて、(1%単位で)49:51~1:99の配分になると思われます。
どの程度の頻度で切断結合するのか分かりませんが、過渡状態を維持できるのなら、先に書いた"1"のシステムです。
このときは、合計が100になるように上手に調整、としましたが、リアをロックしてフロントに逆の制御をすると、"相対的に"前への配分が減らせます。
要は、50:50を除いて、前後どちらかをロックするだけで、難しいことはなかったです。

結局0:100の出自は闇の中ですが、仕組みの説明については、カットモデルの動画(しかも外国語)よりも、模式図の方が私には理解しやすいです。
エンジンから前後デフまでを、超省略して文字で表すとこんな感じです。
E─M┬D

C

D
(ブラウザのフォントで整形していますので、左右のズレは適宜調整してご覧下さい。)
この図の、どこがどう働くと、どうなるか、例えばCがフリーだと100:0になる、のような説明が付くと理解しやすいです。
透視図などの説明も見かけるのですが、どこがどう働くのか、イマイチ読み取れません。
(私の理解力不足でしたら、済みません。)
コメントへの返答
2019年10月28日 6:46
お疲れ様です。あまり詳しい技術資料は企業秘密ということもあり公開されないという事情もあるでしょうね。

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