機械式とモーター式でなにが違うのだろう？
と感じたので
新情報にふれつつ、機械式とモーター式の4WDでなにが違うのかをご紹介させていただきます。
トヨタの新型4WDについて
さらなる燃費向上と、4WDでの高い操縦安定性、走破性を目指し、新しい4WDシステムを開発しました。
エンジン車に採用する新システム「Dynamic Torque Vectoring AWD（ダイナミックトルクベクタリングAWD）」では、走行状況に応じてリヤのトルクを左右独立で制御する「トルクベクタリング機構」を採用することで、ドライバーの思い通りの旋回性能と、高い悪路走破性を実現しました。また、前後輪の車輪軸に世界初＊の「ラチェット式ドグクラッチ」を備えることで、2WD走行時には、後輪に動力を伝達させる駆動系の回転を停止させて損失を大幅に低減し、燃費向上をはかる「ディスコネクト機構」を採用しています。
ハイブリッド車に採用する「新型E-Four」においては、電気で駆動する後輪の全体トルクを従来型の1.3倍に増加させた上で、走行状態に応じて適切に後輪にトルクを配分する新制御を採り入れ、高い走破性と優れた操縦安定性を実現しました。
さらに、「Dynamic Torque Vectoring AWD（ダイナミックトルクベクタリングAWD）」、「新型E-Four」双方に、エンジン、トランスミッション、ブレーキ、4WDを統合して制御する「AWD Integrated Management（AIM）」を採用し、路面を問わない高い操縦安定性を確保しています。
ということで
ざっくりいうと今回の発表では機械式4WDとモーター式4WDの二系統の4WDについて、従来のシステムを改良し性能がさらに高められました。
機械式ではメカニカルロスを低減し、燃費を向上。さらにトルクベクタリングによる車両安定性、ひいては四駆性能が高められることで商品価値を向上させています。
モーター式ではモーターの出力を向上させることで、今までは主に発進時にしか用いられていなかった後輪モーターを走行時に利用し、走行安定性の向上にも役立てるようですね。
機械式4WDとモーター式4WDの違い
まずは機械式4WDとモーター式4WDの違いについて、それぞれを比べた際の特徴を説明します。
・出力配分の自由度が高い
・機械的な動力伝達固有の運転感覚
・伝達ロスが多い
・燃費が悪い
・車体のレイアウトが制限される
・機構が重くなりがち
・出力配分はモータースペックに左右される
・レスポンスがいい
・伝達ロスが少ない
・燃費が比較的良い
・システムがコンパクト
・車重増加の低減
・レイアウトの自由度が高い
・高価になりやすい
・電源の確保が必要
以上のようなことがあげられます。
機械式はモーター式と比べるとデメリットが目立ちますが、一番の特徴である出力配分の自由度の高さは機械式ならではです。
システム全体の絶対的なパワーが高い場合には出力配分の自由度が高い機械式が圧倒的に有利です。発進時や加減速、コーナリングでも、あらゆるシチュエーションに対して適切な動力配分を可能にします。
反面、機械的な駆動伝達にはプロペラシャフトといった大掛かりな機構が必要なので、重量増・車体レイアウトの制限・メカニカルロスの発生など、昨今の自動車の商品価値的には不利なことが多いのが欠点ですね。
四駆性能の高さがウリ！
モーター式では機械式に比べシステム自体をシンプルでコンパクトにできることが大きなメリットです。
車重の増加を最低限に出来、車体のレイアウトも自由度が高くできる。その上メカニカルロスも少ないので、燃費にもプラスとなる部分が大きいです。
反面、動力配分がモーターの出力性能に依存するので、自由度は高くありません。また、4WD走行していない場合にはつかわないモーターの走行性能が無駄になるので、絶対的なパワーとモーター出力の配分にはある程度妥協が必要です。
加えてモーターの電源となるバッテリーが必要なので、ハイブリッド以上の電動化車両への搭載が前提です(コンベでも搭載できないわけではないが車体設計に大きな負担が強いられる)。
搭載条件がゆるいようで厳しいのが欠点ですね。ハイブリットカーへの後付的な思想が発端なのかな。
ざっくりというと
機械式は走行性能重視で燃費走行は不得手
モーター式は4WD化が容易(ハイブリットカーに限る)だけど走行性能は並
といったところですかね
トヨタの発表内容の補足
といっても解消できる部分だけですがね。
今回の発表で世界初を謳って発表されたふたつの技術
トルクベクタリング機構は機械式の長所である走行性能をさらにのばすものですね。技術自体は別段新しくはないのですが…
注目すべきはディスコネクト機構
機械式の弱点であったメカニカルロスを大幅に低減し、燃費を向上させます。
機械式の長所である走行性能を向上し、短所も解消。
燃費などのネガが大きくて雪国以外では導入するメリットが小さかった4WDも、今回のトヨタの技術の信頼性によっては走行性能の底上げのために4WDの購入を考慮しても良いのでは？とも思ってしまいます。
機械式に比べてモーター式の4WDの性能向上はめっちゃシンプル
リアのモーターの出力がアップ！
これによりモーター式の弱点であった絶対的なパワーがアップ！
駆動力の前後配分も自由度アップ！
モーター式のパッケージングの良さはそのままに走行性能全般が向上しました。
これもハイブリットカーなら気軽にポン付けできるとなれば、走行性能の底上げとしても、もしものときの保険としても4WDを導入する価値が大いにあると感じますね。
まとめ
本来は圧倒的な悪路走破性がウリであったクロカンがSUVという形になって一般に普及したことのように、今回のトヨタの発表で4WDの意義がなにも雪国に限ったものではなくなりそうな気がしますね。
今後も興味深い技術を収集していきたいですね。
最後までお読みいただきありがとうございました。
