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2014年06月30日 イイね!

自分の車を設計する(仮想設計車に一番近い市販車はどれだ!) (その6)不定期連載

自分の車を設計する(仮想設計車に一番近い市販車はどれだ!) (その6)不定期連載
前回予告として「・・・これから始まる制御的スタビリティによる車たち・・・」と記したのですが、なんのこっちゃ、と脈絡が見えなかったかもしれませんね、今回はその話です。



まず必要なサイズのシャシーは、量産市販車の流用しかない、、と言う前提を書きました。すると駆動方式も自動的にFFか、FFベースAWDしかない、と。これは今後もDセグあたりまでFF化+カップリングAWDの路線が主流化しそうな感じです。それは一つの潮流ですが一方でハイブリッドの多様化でビルトインモータのパラレル方式や、AWD化前提のモータ搭載の動きが有ります。有名どころではホンダの次期NSXはリア駆動ミッドシップレイアウトながらフロント左右2モータ搭載を予定してます。三菱のアウトランダーPHEVは一足早くモータ化AWDを実現し、ランエボの芸術的なメカAWDを簡素な前後モータで実現してます。

但し、アウトランダーは前後2モータゆえに、そのAWD制御の要はセンターデフの働きの部分に限定されます。スイッチにより直結モードが有りますが、これは前後モータの同期制御による疑似センターデフロックによるスタビリティ確保でしょう。スバルがVTDと称している湿式多版クラッチによるすべり制御でプラネタリーギアでの伝達トルク配分を制御している部分を完全な電子制御化しています。ただ、その電気的な結合剛性がメカ的な結合剛性と同等かは未知数ですが。

これら各社の様々な動きに一番敏感に理解をしているのはスバルではないかと思います。なぜなら、一番の強みが脅かされる動きだからです。その出発点になっているのは「ぶつからないブレーキ」と同じく国交省の指導により装着義務化が進むESC(電子制御スタビリティコントロール)や、VSC(ビークルスタビリティコントロール)との関係です。

スバルの乗り味を体現しているそのコアは「シンメトリカルAWD」であることはスバルが公言している通りですが、これを分解すると「縦置き駆動ドライブラインで実現されるメカニカルデフ結合の常時4輪駆動方式」と言うことになろうかと思います。前後トルク配分が出力回転数にメカニカルで拘束される範疇で路面反力によって自動的に相互作用から発揮されるヨースタビリティこそが、「スバル車独特の走り」の正体だと思っています。

カップリングタイプのAWDが机上ではトルク配分で車体のダイナミクスを制御している、、と考えている事と、路面コンタクトしてるタイヤ側から「4輪がギヤ結合した拘束の中で融通しあう総和に縛られている部分の有無」がその違いを生んでいると思います。そこに強みを私は感じているのですが、実はVSCの発達はトルクベクタリングと呼ばれる左右のブレーキLSD機構を生じました。

元々のスタートはABSから始まり、単にドライバーの入力過大をリリース側で個々のホイールロックを制御するロックリリースを制御するものから、車が勝手にブレーキを独自制御する(スバルではVDC:ビークルダイナミクスコントロール)進化を見せました。ドライバーの意思と関わりなく、ハンドルではなく、個々輪のブレーキ独立制御によるヨーモーメントを利用した相殺制御です。メルセデス初期のA型がひっくり返った事案から、欧州ではいち早くABS並みに標準搭載が進み、同時にVSCを実現させるABS装置がEBD(電子ブレーキディストリビュータ)へ進化。そして車両側との運動解析が進み、さらにEBS(電子ブレーキシステム)として車両が自立総合的な各車輪のブレーキ制御を始めます。当然この段階で、旋回内輪のブレーキ制御で外側車輪を回転増速化させるブレーキLSD(アクティブトルクベクタリング)も入ってきます。

これらの動きをいち早く取り入れたのは、ポルシェだったと思います(証拠は無いです(^_^;)。
スタビリティに一番敏感な911は、マルチリンク化したリアサスになり物理的にはそれ以前と別物のようなスタビリティを獲得しました。しかしそれが限界です。その上を行っていたのはカレラ4でした。カレラ4は911ファンからはちょっと別物扱いですが、ポルシェエンジニアの最高傑作として心血注いでいるのはカレラ4だと思っています。なぜなら運動性能とスタビリティの最高到達点を目指して技術開発(純粋な性能追求)している当然の帰結です。

なので、このVSCを発展させるにはセンターデフの電子化が不可欠でした。それゆえ991ポルシェで13年?の長きビスカスセンタデフが湿式多板の電制デフに変わった事に繋がります。
その理由はタイヤの個別ブレーキによるヨーコントロールは前後車軸がデフで繋がっていると制御が難しいからです。センターデフに前後トルク配分などのLSD作用があると一輪のブレーキ作用がパワーラインを介して他の3輪にすべて影響します。このため、スバルのVTDはVSC介入時にはほぼフリーデフ結合状態になるようです。

ポルシェもアクティブトルクベクタリングやVSC、さらには4WSまで駆使して車両スタビリティ制御を行っています。なので友人のナローからの筋金入りのポルシェ使いは、新型カレラSに乗り換えて「速いのなんのって、、すべらないのなんのって、何もできないの、このくるまw」と称していました。つまりそれまでリアエンジンポルシェ使いが人間VSCで楽しんでいた「運転」を機械がすべて予測して制御し、何も起こらないと。同時に何の征服感も無いとw。


さて、話が少々脱線しましたが言いたかったのは車両のスタビリティの根幹をなす成り立ちが、
ハンドルによるヨー発生とタイヤ、ディメンションの諸元、それを保持する剛性などの物理特性で構築されて来た基本性能が(それを基礎に置くにせよ)

①個別ブレーキによるヨー制御
②アクティブステアリングによるヨー制御
③リア操舵(トー角制御)によるヨー制御
④アクティブダンパーによるロール制御(ヨー制御)
⑤モータによる個別加速側でのヨー制御

などなど、車体側のダイナミック制御機構によって、素性となるスタビリティもべったりと厚化粧で覆われて行くということです。


その中で、特に気になるのが次の2点です。
1)スバルのAWDが持つ天然スタビリティが、高度なVSC制御によってどの車でも獲得できる可能性。

2)高度なVSCに対してメカ結合のセンターデフは、逆にお荷物になりかねないのでは?

という点です。

ハンドルでドライバーが「ここに向かえ!」という意思の入力を行う。車は車速と舵角から生じるヨーモーメント、旋回Gの予測と車の挙動から演算し、その介入度合いの低い順に
①未介入
②内側前輪のブレーキLSDによる内向性アシスト
③②に加えてリアブレーキ介入
④③に加えてパワー絞り
以上に加えて、先に述べた日産のアクティブステアのような車両のハンドルを制御、トヨタやポルシェのリアトー制御など、指示したライントレースを忠実に再現させようとする車両の各種制御。そして路面状態などから破たんしそうな領域に入らせない事前減速、あるいは入ってしまった状態でのリカバー制御。これらの実現によって、不整地走破性に求められるAWDを除く、高速AWDが持つパワーとスタビリティを両立させた高速ツアラーとしての根幹が奪われるのではないかという技術革新の潮流です。

実際、センターデフの様々なバリエーションと得失を最も熟知しているのがスバルです。加えてVSCはそれまでの自立的なメカスタビリティと喧嘩します。車両が本来のスタビリティを超えた時、今度は個別ブレーキ制御のヨー制御と対立する、なのでフリーに切ってしまう。ならば最初から無くてもいいんじゃね?。とも言えるのです。

スバルが将来パワーラインとして提案した新コンセプトでは「1.6L水平対向直噴ターボ"DIT"エンジンと高トルク対応リニアトロニックに、フロント:エンジン+1モーター、リヤ:2モーターを組み合わせたプラグインハイブリッドシステム」でした。フロントフリーデフでブレーキLSD制御、リアは左右独立モータによる完全電子制御。これであらゆるケースにパワーとスタビリティの両立制御と高度な危険回避運動性を付与する事が出来ると考えられます。

<次期NSX>

新型NSXと同じく将来のハイブリッドAWDがフロント2モータ駆動だったのとまるで逆だった点は、スタビリティ重視のスバルならではの違いでしょうね。ともにセンタデフレス構造だった点は三菱とも共通です。市場では制御ソフトウエアで体現させるノウハウにスバルのアドバンテージが有ったとしても、機構的に同様のものは全ての会社が実現させるかもしれません。視覚的にわかりやすかった「水平対向シンメトリカルAWD」の記号性が失われるのは時間の問題かも知れません。

個人的には車両のスタビリティが強固に、それが制御的に構築される車は正常進化とは思います。でも固定された個体の持つスタビリティを理解し、それをドライバー自身の感性で制御(スタビリティを破たんさせて獲得するヨーを使った運動性など)する「スポーツ性」は失われてしまう。スイッチ一つでオフにできる・・・という過渡の時代が終わりを告げ、法令上切れなくなる日も近いかもしれません。

将来AWDの優位性は、シビア環境でのモビリティという原点回帰になり、高速スタビリティはVSCが補い、高出力対応はリアモータがスリップ最大制御で左右ヨー制御もこなしながら加速する、、そんな時代になりそうです。
Posted at 2014/06/30 19:34:12 | コメント(0) | トラックバック(0) | チューニング独り言 | クルマ
2014年06月25日 イイね!

自分の車を設計する (番外編:スバルのデザイン)

自分の車を設計する (番外編:スバルのデザイン)
番外編 スバルのデザインについて






自分の求める車を設計するとしたら、、、という検討の中ですっぽり抜けているものが有ります。

ユーティリティや動力性能、クルマとしての機能的要件は求まったとしても、その車に好意を持つかはまたちょっと次元の異なる問題です。

デザインの持つ力は絶大です。特に趣味的要素を車に求めるなら尚のこと、気に入った外観は重要です。時によっては動力性能などはそこそこ及第点なら許す、と言わせる魅力を持った車も存在します。 動力性能は極端に言えば似たような水準にあれば許せても、外観で惚れたスタイルは、置き換えることが出来ません。しかしながら実際にはそこまで全体のデザインで「これぞ!」と思わせてくれるものに出くわす機会もまた滅多に有りません。だからこそ万が一出会ったら、それは理屈抜きに苦しむことになります(笑)。

このように、理詰めで構築した「機械」であっても、それをまとう外観の感性は、個々人のそれこそ「好み」であって理屈ではありません。私にもこれぞ、という車は数台有りますがいずれも古典の世界の車であって、現役世代に惹かれるものも数台ありますが、幸いにも?、手の届かないコストにちゃんとなっていて文字通り銀幕のスター(古い表現(^_^;))であります。

というわけで、現実には許容範囲にある「かわいいおねいちゃん」という、ところどころ良く見ると・・・な点はあるけれど「総合的に好きになる」(^_^;)というところで手を打つわけです。(もちろん人間の場合は相手の厳しい選択眼の方がよほど辛辣なわけで、車ぐらい好きにさせろよ、、と逃げ込むわけですが(笑)・・)


結局のところ、スバルの車は少々ミリタリーっぽく見える。それは野暮ったいデザインからそう思われるかもしれないが、実態はスバルが考える優先順位の差が、少々民製ぽくないからなのでしょう。そのせいか、逆に他の国産車は妙に迎合して、エコなデザイン(エコが外観まで支配するんですよ!、息が詰まりますよね)や、隠す爪も生えないエコな馬力、ふと気が付けば、パワーウエイトレシオで6kg/psを切って4人乗れる乗用車(もちろんサラリーマンが何とか買える額でね)が国産に何台あるでしょう?。この評価軸自体死語ですもんね、いまやJC-08で15km/Lぐらい超えないと後ろ指な空気ですからね。

理論的には、おバカな車になるであろう、その車。今の時代にそんな車をリリースできるポジションに生き残ってくれたメーカには感謝ですよ。

日本は変質的な建前論で言論封殺される空気に有ります。TVが糾弾する(特定の恣意的な工作)に冗談も言えない。イギリスのトップギアを日本でやったら、2回目の放送は無いでしょうwww。そう言う意味ではトヨタの社長がニュルで走った意義は大きい気がします。(日本車には、強く惹かれるデザインを纏った車が現れないのも、国民性だという気がします。成熟した人間性が発露したような全体像を感じない。真の全体調和でなく、部分的迎合の和に過ぎない感じなんですよねぇ)



ところで・・・

A:このリアのルーフラインをもう少しスポーティに下げられないの?。
S:そんなことしたら、後席のヘッドクリアランスが不足するだろ。
A:じゃぁ、もう少し寝かせて座らせればいいじゃん!」
S:そんなことしたら、リア車軸を延ばして全長も伸びるし、そのせいで最少旋回半径を稼ぐためにフロントの舵角がもっと必要になる、そうすると全幅が1800mmを超えてしまうだろ!」
A:じゃあ、せめてフロントタイヤをBMWみたいに前に出して、オーバハングを縮めて・・・
「バキッ!・・」 っとここでAが殴られるw。

と言った具合に、シンメトリカルAWDレイアウトとボクサーエンジンが決めたメソッドとドライバーに必要な視界性とセダン(ワゴン)として必要な実用性を優先して、最後にデザイン上の”おしゃれ”な(無駄な?)味付けがされる感じなのだ。


<スバルだって、そこは言われなくてもわかっている、、と言うデザイン>


<と現実のデザイン>



なので世の中の様々な「商品」がおしゃれなデザインで「見える美」が引き寄せる力を醸し出す時代に、それとは異なる道具感や実利感に「思想的な機能美」によってスッキリとした魅力を感じてしまう。だから理由が有る形や操作性に異論はほぼないが、もうすこし内装には凝った「お迎え感」が有ってもいいだろうに、とは思うのだ。

だからだろうか、今乗っているBLEがスバル史上もっとも洗練されたっぽい、言い換えるとうまく爪を隠したっぽいところが好みだったのだけれど、こんどのS4はStiをベースに考えてるせいか、少々表に「それが」出すぎているのだと思う。もっと控えめで、、だけど見る人が見るとわかるバランスになっているといいいのになぁ。なのでもし手に入れたとしたら、ぐっと「オッサン」ぽく地味目に脚色したいなと思います。

案外「やられた!」という一目ぼれ車が現れて、機械的な正論は無意味な車に行くかもしれませんが。


何処がどう違うの、、、という方のための比較写真(おまけ)
Posted at 2014/06/25 16:58:53 | コメント(1) | トラックバック(0) | チューニング独り言 | クルマ
2014年06月21日 イイね!

自分の車を設計する(仮想設計車に一番近い市販車はどれだ!) (その5)不定期連載


さて、すっかりほったらかしになっておりますが、まぁ読者もほとんどいないでしょうから許されると思いますが・・・・

さて引き続車格を決めねばなりません。前回、軸距と駆動方式をちょっとかじりましたが、必要なボディサイズというのは、「4人乗りで帰省の荷物が積めること」という仕様を満たせば、とりあえず合格です。

ここからは、ホッタラカシにしていた理由でもありますが、身も蓋も無い話から始めます。

4人乗りの車で最もコンパクトにするならFFに。RRもあり得ますが荷物のスペースや、昨今の衝突安全性を確保するとなると、FFが筆頭です。

次に車体長は少々長くなっても、十分成り立つのはFR。次がFFベースのAWDと言うところ。残念ながらミッドシップ4シータは過去に色々トライはされていますが、どれも成功とは言えません。ミッドシップという印籠だけに、ランボルギーニ:ウラッコ、フェラーリ:ディーノ・208/308GT4といった古典から、最近ではロータスエボーラですかね。

<ランボのウラッコ>


<ロータスのエボーラ>行けそうで、行けてないw。


ですが当然ながらエンジンは極力前後を詰めるため横置き。そうして稼いでもしょせん2+2でしかなく、十分な後席空間を確保すれば「なにゆえミッドシップ?、後ろに走るFRじゃん!」となるため、ヨーモーメント上の力学が破たんしてます。

そーすると逆算して今、C~DセグメントサイズでFRというと、国産にはもうプラットフォームがありません(ぎりぎりスカイラインやフーガ、マークXあたり?なんですが、トヨタはスポーティ風しか作りませんし、スカイラインは後述)。実は唯一スバルのAWDボディーが有るだけです。次はもうFFのみ。
しかし、FFの走りは今やすごいレベルにあります。フォード・フォーカス、ルノーメガーヌRSとか、今度期待されるシビックTYPE-Rとか。正味スタートや低速からの立ち上がりこそトラクションが負けるのは有りますが、速度に乗せれば遜色有りません。

ところが、全長4700以下に車格を求めると、FF、FR(AWD)しか、国産にはなく、BMWでは良いFRボディーが有りますが。この意味は日本車は大衆車、普及車こそ強いけれど、高額なプレミアムセグメント、上級車種には大きなセールスを持っていないということです。つまりそのクラスのプラットフォームをさばくだけのシェアが無いんですね。

従って、「クーペ」が消えてBセグメントのFF車をハイパワー化して差別化した「スポーツ化ー(ふつうの車をパフォーマウスアップ化)」が有るだけです。長年苦しんできたまさにそのあたりの日本のクルマ好きを悩ましてきた「スカイライン」もGT-Rを切り出したところで毒が無くなり、のびのびとフォーマルセダンにまっしぐら?。まさかのベンツ借り物エンジンで登場するとは、中川さんも桜井さんも仰天しただろうと思います。もちろんゴーンさんには「?」な日本人の心情でしょう。


それではFFをそのまま後ろに持って来てはどうか?。古くはフィアットX1/9や、近くはトヨタのMR-Sなど、この手法もあるけれど、おそらくFF用のサブフレームや足回りでまともに横Gを受ける脚が出来なかったのか(おそらくほとんどがストラット式)、この手の横置きミッドシップでまともなのは足を作り変えたコンペティションモデルだけのような気がします。

今回、マツダがロードスターを残すにあたって苦心したプラットフォームのグローバル共用化でアルファロメオと共同化しパイを稼いで成立させたことはすばらしいと思います。ただこれは手の届く範疇のパフォーマンスをカバーするもので、その上のスーパーまでをカバーすることは無理です。300~400馬力級を楽しもうとすると、日本にはもはやスバルの縦置きAWDプラットフォームしかありません。86/BRZのFRシャーシはその目的からしてロードスターとラップするカテゴリーですから吸収馬力は上がらない。

そこで、各メーカは自前のプラットフォームでなんかパフォーマンスカーが出来ないか、、と物色するとB、CセグメントのFFベースとならざるを得ない。その範疇でニュル8分切り、、とその意気は買うんですが、もし早い車作りたかったらFFベースで作るかね?、と問いたい。

<期待されるシビックTYPE-R>案外ほしいかもw。




メ:「いやいや、意義は有ります!。十分なファミリーユース担えるベース車の日常性の良さを生かしたまま、下手なスポーツカーも逃げ出す速さ!」

私:「うーん。。そのために400万前後も出すんですかい?」

つまり、速くするための手段が効率悪い領域まで足を入れちゃうんですよね。そうするとスバルのAWDは1軸あたり150馬力づつ分散するようなもんで、まだまだ余力が有る。低いパフォーマンス領域なら過剰で重いわけですが、パワー上げて行くとすると伸び代が大きい。

なので、別にAWDのハイパワー車がほしいわけではないけれど、FFハイパフォーマンスは割高じゃね?と思うんですよね、その運転で得られる満足感に対して。普段の快適さが相当スポイルされる(乗り心地との両立はとても困難:トラクションがほしい故)

そうすると、BMWの3シリーズ、アウディA4、スバルWRXS4といったシャーシが残ることになります。そう見るといかに自動車がフォード以来、素晴らしいコスト低減技術によって繁栄してきたか。そしてその「大量生産」によるコストダウン無しには、私の手の届く範疇には降りてこないということなんですねぇ。

もっとも、ホンダビートのように絶対値としてのパフォーマンスと切り離して、ロードスターのように運転が楽しい、という範疇のスポーツ性を狙うなら、案外それは成立するように思います。それだけ公道の許容速度は上がらずに、軽自動車であっても車のパフォーマンスが上がってしまったんですよね。

なので最近思うことは、いかに細い、快適なタイヤの範疇でスポーツするか、、というようなエコ感で、タイヤとホイルメーカーがグルになったような、大径、ローハイトタイヤ万歳の風潮はどーなんだろかという感じです。これがファッションと言うだけならまぁそれは健全と言えるかもですが(ファッションとはやせ我慢ですからw)。

はてさて支離滅裂感満載ですがwww、このように駆動方式とシャシーは一体のもので、しかも「私の」懐具合で手に届くためには量産ボディーの派生種でないと、出てこない。 そう考えると、選択肢自体が今後も減ることは有っても選り取り見取りなんてバラ色な時はやって来ないようです。


次回は、これから始まる制御的スタビリティによる車たち、、を考えてみます。
(いつかそのうち・・・)
Posted at 2014/06/21 19:23:21 | コメント(1) | トラックバック(0) | チューニング独り言 | クルマ
2014年06月12日 イイね!

B4後継となるか、S4への期待

B4後継となるか、S4への期待スバルの新しいセダン、B4後継車を味わえるには、もうしばらくの辛抱が必要ですね。しかしながらその興味の大半、いわば核心部分はレヴォーグの2.0DITの試乗が叶えば、ほぼ評価が出来るだろうと思うのです。その核心部分とはズバリ、CVTの出来 だから。インプレッサStiの後継を待たれている方には6速MTのWRXStiがあるので、そちらは実車が出るまで評価できないだろうけど。
と言ってもエンジンは最終インプレッサSpec-Cからのキャリーオーバであり6速MTもほぼ同様。シャシー性能はレヴォーグから推定できるだろう。ということで逆にStiには、あまりサプライズは無いかもしれない。(値段がびっくりだったりして(^_^;))

オーストラリアの記事では、新型WRXの買い付け量そのものが大幅に増加していることもそうだが、それ以上にこの手の車に50%ものCVT比率となっていることに「誰が買うんだ?」と驚いている記事があった。当然エンドユーザが認めたからこそのDラーの仕入れであったわけだから。

ということから、もはや従来のAT機構別の仕分け=低燃費用CVT>コンフォートなステップAT>スポーツ走行用のDCT、、、という概念は完全に払しょくされ、むしろ良くできたDCT以上の評価になっているようなのだ(それは眉唾だがw)。もちろん、サーキット走行のようなタイムを削ることに重きを置いたり、変速ショックや渋滞でのしつけを重視するなど、どこをどう採点するかでこれは変わるでしょう。しかしながら、半数ものWRXファンがCVTを選んだ過程には2つの理由が考えれると思う。

一つは、WRX+CVTがもたらすスポーティ+コンフォートの新たな顧客を獲得したという事実だろう。なぜなら、従来からの過激な走りを望むユーザはStiに行くはずだから。次に旧来のWRXファン(A-Line)でありながら、日常のオールマイティスポーツが魅力でもある4ドアセダンの新たな快適性を、失われなかったスポーツ性ゆえに評価した層が居たということでしょう。

これは、私が現在のBLE代替候補と思っているポジションそのものです。そして、新たなCVTが本当にスポーティな走りをスポイルしないのか、その1点がこの車の価値を決めるように思うのです。

さてここに至って、スバルのスポーツリニアトロニックが新たな世界を切り開いた事実を認めなければならないかも知れない。実際私のスバルに対する近年の思いの変遷は以下のようなものでした。

『とうとうATは全てCVTに統一されるらしい。あらたなトルコンATは無くなる。』
→ スバルでスポーツ走行したいなら、今後はMTを選ぶしかない。
 →レガシィのような、コンフォートを求める車にはMTは設定されない(アイサイトとの相乗効果でスバルは囲い込みを狙っている)。

→40kg・mにも耐えるCVTを完成 「レガシィ2.0DITデビュー」
 →試乗:なるほど、トルコンAT並みのドライバビリティには来た。しかしS#で峠を走りたいとは思わんなー。。であった。
 
→フォレスターの新型2.0DITに試乗する。
 →ちょっと待て、CVTのこの変速レスポンスとクロスレシオの8速ステップ変速は面白い。  アクセルワークでのトラクション制御がもっとダイレクトな直結感が出れば、行けるかも
と、CVTに対して少々考え方を改める

→スバル技報の8速ステップ制御開発の話を読む。みんな愛車はMT車だという。そしてMTのドライブファンをものにしたいと開発中。
 →レヴォーグの開発に当たりMT無しを知る。
  完全にCVTの狙いが「低燃費、なめらか」だった指標から、DCTに負けない究極のスポーツATに変わったと思った。だからこそ1.6DITのインテリジェントCVTとの2本立てになったことがわかる。
  
  
とはいえ、世界中でCVTを2ペダルMTに勝るスポーツATに出来る、と考えたエンジニアは世界中に居なかったのではないだろうか?。(けれど、実際にはトルク切れ無しの連続加速状態を考えると、実はCVTこそタイムを削る用途に向く素養はあるのだが・・)
実際、そう考えていたかはわかりませんが。


さてもはやAT車はCVTで作るしかない!、そう決まるとCVTに対して行われた開発指針がどこの会社もやっていない方向に向いたことは容易に想像出来る。だってスバルの走り好きエンジニアには「CVT」しか無いのだ。何とかしてこれを自分でも楽しめるATにするしかない!と思ったのではないだろうか?
あるいは、ユーザである走り好きのMTマニアだけがスバル車に残り、私のような家族車の役目を果たしつつ、大事な人を送迎したり、休日のドライブで出くわした峠では・・・と運転を楽しみにしているユーザには「まぁ、嫌ならいいから、買わなくて・・」とは言えないと思ったに違いない。

おそらくCVTのアドバンテージを生かしたまま、DCTに負けないスポーツミッションとすべく、徹底して欠点をつぶす作業を進めただろう。

①トルク切れを起こさない変速
②固定変速でのダイレクト感の追及
(ロックアップクラッチの大容量化:たぶんスタートと異常時以外は切らない)
③パワーバンドを外さないクロスレシオの8速
(たぶんレシオカバーの全域を使わないのではないか?)

④ステップ変速速度の高速化

これらを追求して行ったらどうなるか?。



DCTのクラッチ接続タイムの大中小といった選択モードとは全く異なる、CVTの選択モードは①自動(Iモードアクセルワークに応じたコンテニュアス⇔ステップ変速)、②ステップモード(Sモード:6速=従来トルコンATの代替)、③クロスレシオシーケンシャルモード(S#:8速=DCT以上のスポーツAT)と言った世界が広がるのでは?。

渋滞路での高級セダンといったジェントルな振る舞いから、6速トルコンATのような自然な走り。そして新たに獲得した競技車両的なパワーバンドを探る走り。

無段変速という存在理由ともいうべき観念を消して、全く新しい電光石火の変速を楽しむ変速機が実現出来たら、もはや機械の形式などどうでも良いだろう。「スポーツリニアトロニック(長いなwww)」と覚えておけばいいんじゃない!。

この記事は、実はレヴォーグ1.6の試乗後に、インスピーレーションと期待を込めて書いたものです。2.0DITに試乗後、ある程度確信が持てたらUPするつもりでした。けれども、当面試乗のチャンスも無いし、この後で入手したレヴォーグのカタログから少しわかったことも有ったので、追加して期待を膨らませておくことにしましょう(^_^;)、ということでUPしちゃいました。

図1:2.0のCVTのSモードとS#モードの変速比の違い


これを見ると、上の③で述べたことがやはりな、と分かりました。
Sモードの6速はいわゆるオーバドライブの高速低燃費用であり、S#モードではこれを切り捨て、
S#の8速がSのおよそ5速あたりに設定されていることがわかります。
つまり、スタートギアの1速とODの6速を除いた4段分を7段のクロスミッション設定としています。これはDCTなどのギアだと9速DCT相当の細やかさになりますね。
そして逆に2速を下げて、通常の峠ヘアピンで1速では吹け切って、2速では高すぎるという良く出くわすタイトターンで2速が使えるところまで下げています。まさに8速クロスミッションになっています。

次に、1.6と比較するためにファイナルまで合わせた総減速比でグラフ化してみます。


これで判るのはやはり排気量差のトルクをカバーするために、1.6の1速は減速比が低くなっています。しかし2速、3速とその差は縮まり、6速で2.0のSモードと同じになります(高速巡航時は同じと言うことですね)。

そして、ここが大事なところですが、2.0のエンジン性能曲線と重ねてその意味を調べます。
 
(引用グラフが適当でなかったので、修正しました)


すると、FA20DITのトップエンドを500回転伸ばした事の意味もよくわかります。
S#モードはバトルモードですからおそらく8速ギアでのリミットが最高速度の出るポイントでしょう。エンジンパワーと走行抵抗のバランス点でエンジンがレブリミットにピッタリかな(通常はトップは燃費ギアになっているので、吹け切りませんから。だからこそ8速のギア比を自由にプログラムできるCVTのなせる業ですね)。

そしてこの3速から8速までの間隔をざっと調べると、それぞれ6400rpmでシフトして行くと2速から3速で4976回転に、3速から4速で5285回転、4-5で5213回転、5-6で5241回転、6-7で5318回転、7-8で5445回転にドロップして繋がります。これがどういう意味かと言えば、トルクカーブがフラットになる前までで繋いでいることがわかります。これは車に負荷が掛かって回転が落ちるとトルクはむしろ上がるという、いわゆる「トルクライズ」の領域にあるため、エンジンが非常にパワフルに粘るのです。これがフラット域あるいは左下がりの領域までドロップすると、負荷に負けて回転が落ちるとトルクも落ちるため、ズルズル回転が落ちて失速します。

このように、CVTのステップモードは一般的にはトルコン6速ATを日常では味わいながら、峠ではレース用のクロスミッションに取り換えたかのように、スイッチ一つで載せ替えてしまうのです。あと、変速時に本当にトルクを絞らずフルパワーで変速して行くとしたら、、、。

ただ、0スタートはやはり苦手でしょう、けれどこの年になるとローンチスタートしたいとは思いません。機械への負担がわかるだけに気持ち良くないのです。と言うわけで車が30km/h程度には速度を持っているところからスポーツ走行に入れば、おそらくCVTと言うことは忘れてしまうのでは、、、と妄想しているところです。


スバルの設計陣と「これならOK」と認める実験部隊に大いに期待しています。
(しかし、これまで聞こえてきたプロの評論家の試乗記では1.6でも良い出来だが2.0はさすがにパワフル、、」と言った声しか聞こえてこない。 評論に値しないふつうの「CVT」だったのだろうか。その答えは後1か月ぐらい?。これらをもし、レヴォーグの2.0DITの試乗で感じることが出来たなら、その時は

「なるほど、スバルがトルコンATを捨ててCVT1本に賭けた理由がわかった。」

と思うでしょう。また多少の到達点の足りなさの問題であるならば、それは時間が解決してくれるのではないか?。問題はそういった方向を目指して開発しているか、否か、、の確認がしたいんですけどねぇ。
Posted at 2014/06/12 22:16:28 | コメント(3) | トラックバック(0) | チューニング独り言 | クルマ
2014年04月22日 イイね!

自分の車を設計する(仮想設計車に一番近い市販車はどれだ!) (その4)不定期連載

4.具体的なシステム設計
ようやく、少しは面白くなるかもしれませんが、大したことないかもしれません(^_^;)。

車格の決定
(1)軸距と駆動方式

車体サイズを決めるためには、まず何人乗りなのか、ということですが、望ましいのは4人~5人乗りであります。ただの趣味車にするのなら2人乗りも有りですが、そのような財政的余力はありません(ひょっとして軽自動車なら、、、の線は有りますが)。

次に乗員姿勢がスポーツカーのように低い着座で足を前に投げ出す形と、SUVのように高い着座で膝を曲げて座る姿勢とで、大きく違います。なるべくコンパクトにするなら姿勢は高くした方が有利です。そうやって決めて行くと人間の大きさは変わりませんので、一定の要求寸法が決まります。大体ミニマム2600程度がセダンとしての最低線かと思われます。

車の運動性能からはスタビリティとアジリティのトレードオフ関係になります。同じ舵角でヨーモーメントを発生させると、ホイールベース(以下WB)は短いほど機敏に立ち上がり、長いほどゆっくり立ち上がります。そもそも同じ舵角では旋回半径が違うからです。従って、長いWBでスタビリティを確保した車は、機敏に回頭させる「何か」が必要になります。逆に短いWBでアジリティを獲得した車は「何か」でスタビリティを担保する必要が有ります。

次にそのような要求性能に対して使える物理的手段は限りが有り、大きな制約となるのが駆動方式です。もっともWBを長くしやすいのはRR方式、MR方式、FR方式で、最後がFFですね。これは実態に即していませんが、設計上の制約要件からはこうなります。理由として長いWB車の旋回半径を実用的に小さくしようとするとタイヤの切れ角を確保する必要が有ります。昨今の車重の関係で幅広、大径タイヤが大舵角を取れるためには、ワイドな車幅か、狭いエンジンルームが必要です。

これに加えてFFやAWDの場合はフロントドライブシャフトの揺動角を確保するため、大トルク対応になるほど等速ジョイントの角度は曲げられません。従って同じ車幅の制約にすると、フロントタイヤの駆動系を持たないMRやFRが有利となります。もっともMRの場合は後席をエンジンが占拠してしまいますから、たとえミウラのようにV12気筒を横置きにしたとしても、5人乗りセダンは難しいでしょう。そもそも4座で、MRを追求するメリットは無いですから。

またRRも舵角は取れますが重量配分がWB間の後ろ寄りとなる本質から限界時のオーバステア傾向が付きまといます。なので今現在、911を除けば三菱iとルノーの3代目トゥインゴぐらいしかありません。ロングホイールベースに有利な構造を生かして車体目いっぱいホイールベースを延ばしてスタビリティを稼ぎ、アジリティは本姓のオーバーステアを引出しドリフトで走る・・・は楽しそうなんですけど時代の感覚とは会いませんよね(^_^;)。特に小型車では良くても、デカいエンジンを積む車では衝突時の安全性確保の点で、軽量車体には不利と考えられます。

ということから実態として、FF車は全長が短くても室内長の取れるWBが確保でき、重心が前寄りでもともとスタビリティが高く、小回り性とトラクションだけをなんとかすれば全体として最もコンパクトに車が作れる、、、となります。

ところがエンジン型式や駆動方式の考慮も必要です。FRの場合は縦置きエンジンが合理的ですが、FFの場合は横置きが合理的です。(当方の水平対向エンジンの場合には縦置きでもエンジン幅が広く、十分な切れ角を確保するには制約が有ります、同時にAWDの等速ジョイントの切れ角も制約になります、、なので車幅が広がることはスバルにはとても助かることなのです)ちなみに一例ですが、代表例を比較してみると

シトロエンのC5/メルセデスのE250
全長:4795/4880
ホイールベース:2815/2875
室内長:1970/1930

なので、コンパクトカーにはもっとも有利なFF方式と、元々十分な室内長が確保できるCクラス以降では、FFのメリットが薄れ、より大柄で大トルクとなるC、Dクラス以上はFRやAWDになっていると思われます。この辺りは昔の FF車のCDセグメント攻略の方程式はあるか?」に記した通りです。

車の運動性からはWBが短ければ舵角あたりの旋回半径が小さくなり、きびきびした動きが得られる反面、逆に直進安定性からは過敏と言うことになります。スポーツドライビングを好む観点からはWBは短いほうがいいと言う認識が有り、逆に乗り心地の面では当然ながら、凹凸による姿勢変化の小さいロングホイールベースの方が理論上、乗り心地(フラットライド感)が良いと言えます。またシート配置も重要で、WBの中央付近にドライバーシートのあるクーペやスポーティカーはドライバー優先で、リアシートの乗り心地も重視するセダンならフォワードキャビンとしてリアシートをなるべくWB中央付近に置きたいでしょう。

このような、WBと旋回半径の物理的制約を突破する技術にアダプティブステアリングリアステア技術が有ります。

前者には、速度域に応じてハンドル量と操舵比を変えて取り回しを改善レベルと、スタビリティ制御側からハンドルとは切り離されて舵角をコントロールするタイプがあります。後者もほぼ同様ながら、個人的に期待しているのは後者ですかね。それはドライバー側のインプット情報を直接変更する前者には、ヒューマンエラーの懸念があります。(人間はとっさにパラメータを考慮できないですからね。)

最近私が見直しているのはポルシェやトヨタ、ホンダが投入してきた極わずかなリアのトーコントロール制御です。


リアタイヤに僅か、1~2度の舵角を与えるもので、これによってアジリティとスタビリティのトレードオフを解決する技術になりつつあります。
ゴムブッシュなどのパッシブ制御ではどうしても受ける外力に応じた制御しかできず、相反する動きを持たせることは不可能でした。そこで結局は車両運動制御の一環としてヨーコントロールを担うキーテクノロジになってきそうな予感がします。

続く
Posted at 2014/04/22 19:37:40 | コメント(0) | トラックバック(0) | チューニング独り言 | 日記

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