次期GT-Rがどうなるか、注目されていますね。
もし、出るとしたらどーなるか、妄想してみたいと思います。
1.背景
さて、世の中地球温暖化→Co2削減、、がバレてきたので「気候変動対策」と看板を変えて、そのためのカーボンニュートラルとかカーボンイーブンと言い換えてますが(姑息な奴ら!)ようは、気候変動と言う「ほらみんな、最近地球の気候は大雨とか酷暑とかバランスが崩れているよね?」
→うんうん!(*・ω・)(*-ω-)(*・ω・)(*-ω-)ウンウン♪
と言うイメージにかぶせて、だったら化石燃料を使わなかった時代まで戻せば、何となく太古の地球環境にもどるんじゃね( ゚Д゚) みたいなおとぎ話。
気候変動の真の科学的理由は解明されていない、私は「局部的な高熱量の集中」つまり中共や発展途上国の変動割合が、大きく影響+そもそもの地球気候変動サイクル(宇宙、例えば黒点など太陽の活動変化など)が効いていると思っています。
さて、マスクしてないと非国民、、と言う世界では、「カーボン排出少ないです(`・ω・´)」と言わないと商売できないので、ハイパフォーマンスカーの世界は
ハイブリッドか、わかりやすいEVの鬼トルクで加速番長に移行中。
そのような中、リソース不足で赤字会社の日産は、次期GT-Rの開発をどうするのでしょうか?。
2.企画・構想
外野の私は勝手に「そりゃーe-POWERしか、ないだろ!」と言うわけで以下に妄想してみます。実現可能なベースデータを私のニスモSから比率換算します。
まず、決定版とのうわさもある2021版NISMOが、
車重:1720kg
出力/トルク:600PS/66.5kgm
ですから、重たくなるであろうEV他車勢に対抗してe-powerでのメリットとすると目標値はざっくり以下のとおり
車重1720kgを維持すると考えて、最高速の必要エネルギーはもはや十分なのですが、気分で700PSに上げて見ます(;^_^A
すると、ノートニスモs比で700PS/136PS=5.15倍必要です。これを前後2モータ構成のAWDとし4:6の出力比とします。(これは後で述べますが受領配分のリア重が可能になるので)
そうするとF280PS:R420PSになります。そしてトルク配分を同等モータ能力で換算すると5.15倍x32.6=167.9kgmとなり、同じ配分でF67kgm:R100kgm
(新型エクストレイル搭載モータの噂が190PS/330Nmですからリア左右搭載だと380PS/660mnと
良い線に来ますね、電圧上げてやれば行けそう(;^_^A)
つまりF280ps/40kgm:R420ps/60kgmの構成、もう十分オバケですが(;^_^A
必要な発電機となるエンジンは5.15倍ですからNAだと1200cc×5.15倍=6180ccが必要。
これでアウトバーンをずーっと巡行するならそうなるのですが、現実にニュルブルクリンクアタック1周限りで考えると、700psのうちリアルタイム発電供給を350ps分、電池からの供給を350ps分にして、これを新型VCTに置き換えると、出力157PS/1.5Lですから3.3Lとなります。これなら今のV6ターボのままで製作可能。しかし現実的には直4気筒2LのVCT高出力型=2.2Lの350PS版みたいなのが現実的かな。
GT-Rのノーズなら縦置きミッドが成立します。つまりエンジンをドライバー側においてフロントアクスルにモータ置いてつなぐというFミッドシップ。
そして、リアアクスルの前の後席部下にリチウムイオン電池を7kwh分(1.37kwx5.15倍)載せます。車両の前後重量バランスを48:52ぐらいにして置きます(限界コーナリング時のパワーオンオフでの基本特性をオーバ、アンダー両方触れるように)
さて、これだとフル加速が電池満タンでも2分以下なので、これを1.5倍の3分もつぐらいまでのばして10.5kwhのリチウムイオンバッテリ搭載とします。
3.設計の特徴
それから特徴として、リアモータ構成を以前日産がデモ作成していた左右独立一体モータ構成とし、左右デフ機能をモータ自体に持たせます。直結モードで左右60kgmなので、片輪側30kgm、ちょうど私のニスモSと同じぐらい。この電制アクスル構成によって、加速側1万分の1秒制御のトラクションコントロールがデフとして、左右独立で可能になります。
同時に今は私のニスモはFF故0.18Gまでしか回生ブレーキ力出ませんが、GTRでは0.4G~0.6Gぐらいまで出せるように制御します。コーナリング時の回生ブレーキ状態では、ABSより精緻なブレーキ制御が可能になります。
フロントは巻き線界磁型で高速巡行+アシストメインで、リアは磁石型の制御優先とするが、問題は恐らく2速切替が必要になるので、左右独立型はそこが大変w。
次に簡単な質量を積算してみます。
①V6ツインターボエンジンマイナスVCT3.3Lエンジン+発電モータ重量差分の軽量化:(ほぼちゃら、だとするとやっぱ直4で頑張って-30kg)
②トランスアクスルミッション、リアデフ、ペラシャフト系の重量減:(-120kg)
追加分
①フロントモータ:(50kg)
②リアアクスル(2モータ):(80kg)
-150+130=-20kgでは、残りのリチウムイオン電池分がどうしても重量オーバですね。VCTエンジンを350PS用にギリギリまで軽量化する必要もありますね。高価な高出力型になったとしても。
その辺の帳尻考えると、車重は+100kg=1820kg辺りが焦点なのかな。
結局これをクリアするには、800V辺りへの昇圧が不可欠で、それに合わせたパワー素子の次世代化が必要になって来るでしょうね。と言う具合にやはり軽量化がキーテクノロジーになりそうです。
ま、今の既存パーツ構成でも十分加速番長で、ニュル最速は狙えるでしょう。
4.ドライブイメージ
既に日産の4Foce制御の基礎が有りますが、この前後2軸での制御の発展形で、前後に加えて、リア左右が独立にヨー制御を担えるようになります。
サスアーム反力フィードバックでタイヤにかかる荷重をリアルタイムトレースし、アクセルペダルでの荷重制御の上限、下限しきい値を制御目標値として、常時トラクション制御ができます。この場合はほぼハンドルが車両先行目標値となります。
従来のパワーオーバ的リアの振りだしは、そのスリップ率を任意にドライバーがセットできるようにできます。
アクセルオフ=回生ブレーキでのリア振出は、同じくマイナス側スリップ率をドライバーがセットできます。
これらによって、結構ラフなアクセルオンオフでも、車体はグリップを失ってアンコントロールにならない範囲の最大値をトレースすることになります。これはフル電駆車が生み出す新しいスポーツドライビングになります。
一方で、リアデフロック率を従来メカLSDのようにセットしておけばモータがアクセル開度に応じてフィードバックし、従来の内燃機関車の様に遊ぶこともできます。
さて、車がスタートラインに着きました。
停止していたエンジンはドライブモードを「トラック」に入れた時点で1400rpmでアイドル中。これは即ブースト可能なエンジン下限回転数です。
アクセルをべた踏みします。加速Gによる4輪の重量配分の最大トラクションに応じてトルク配分がなされ、最大加速Gでスタートします。タイヤが冷えていたので、全力の80%トルクしか出せませんでした。この時、エンジン発電量の増加タイムラグをリチウムイオン電池のパワー制御素子がエマージェンシー時間約1秒を補う為、ドライバーは加速Gの変化からそのつながりを感じることはできません。
エンジン最大発電回転数固定+残りを電池からの供給としドライバーのアクセルワークでそれを制御します。
コーナ侵入時のアクセルオフでは、イニシャルセットされた最大Gまで回生され、不足分をフットブレーキがオーバライドするように制御されます。ブレーキペダルは完全な圧力センサー制御に置き換えられ、常時電動蓄圧式ブレーキから必要な分だけが供給されます。
0.4G分の回生制御が働くことから、物理ブレ―キの限界制動力は、余力を持って設定値までで固定され、残りは回生制御で行われます。従って従来の液圧ABSはエマージェンシー用途となります(何らかの原因で回生が出来ない場合のみ)。
これによって、必要な最大減速Gが1.4Gだった場合、1.0Gまでが物理ブレーキで残りの0.4Gを回生制御でABS動作を行います。
最大コーナリングGが出て脱出加速に向かう時、4輪最大トラクションとなるような駆動輪モータ制御を行いつつ、踏まれたアクセル開度から要求加速Gを出せるタイヤ毎に分配されたトルクが伝達されます(基本配分ではスリップするタイヤがある場合)。従って、あたかもゼロ発進時のようなトラクション制御でコーナ―脱出加速に移れます。
おまけ:ニュルブルクリンク、プロパイロットアシストモード
さて、事前に7分30秒で走った模範ラインを呼び出します。精密GPS誘導によるアシストがゴーストとなって走ってくれます。ハンドルは軽く触れるだけで握ってはいけません。
さあ、アクセルを踏みます。これは車両へスタートしていいよ、と言う合図になります。アクセルを離すとモードは解除され安全に停止します。
さて、踏みました。強烈な加速時とあっという間に減速Gでニュルをトレースします。メータパネルの中央にはニュルのコースをゲームの様に走る地図が映されています。
直線区間で300km/hを超えました。いつもより路面か、空気圧が変ったのでしょうか、トレース率が90%を切った警告がモニターに出ます。まだ大丈夫ですが、次のコーナでまた警告が出ます。怖くなってアクセルを離そうとした瞬間、車が事前に「アシスト解除します」といってコーナの手前で減速、慌てて我に返ってハンドルを切って事なきを得ました。しかし普通は自動モードで200km/hでコーナに突っ込まれたら耐えられませんね(;^_^A
徐々に上げて行って、車両への信頼が上がったら任せられるだろうか?。
5.おわりに
新型のR33eP・GT-Rは、普通に街中を走る分にはなんとリッター20kmも走ってくれる。峠に行って、遊んでも18km/Lと大差ない(回生率が大きくなって、電池も大きいため、自己放電無しで、一つの峠ぐらいは回収できるだろう)。渋滞の首都高ではなんと30km/Lも走ってくれる、ただしエアコンを切ったらば、、の話だが(;^_^A
そして、新東名を120km/hで巡行した場合、約15km/h。やはり車幅が大きいのでCdは低くてもCdxAは大きいし、タイヤの転がり抵抗も相当。10kwhぐらいの電池となると、家での補充電も馬鹿にできないので、通勤で帰る場合は、自宅手前〇×キロからはEVモードになり、家に着くころには20%ぐらいにしてくれるので、遅くても200Vで朝には普通に満充電になる。この節電も足せば、案外GT-Rライフはエコである。
これで電池のパワー密度と急速充電がe-Powerを上回る時代10年後?。にはフルEV版に変化すれば良いだけなので、
次のGT-Rはオール電駆だろう。
これで、タイカンとGT2に勝ってくれれば、言うことなし(;^_^A
なんて妄想でした(;^_^A。