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マツダAWDスタディ 雪道テストドライブレポート FFより燃費がよくなる!?AWD

2015年3月2日

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マツダAWDスタディ15DSCN6376

マツダのAWDを雪上で試乗してきた。タイヤはBSブリザック装着

マツダのAWDシステム「i-ACTIV AWD」を旭川のテストコースで試乗する機会が2015年2月にあった。ウインターテストドライブのチャンスである。試乗車はデミオアクセラアテンザCX-5、そしてCX-3スカイアクティブが勢ぞろいした試乗会だ。<レポート:髙橋 明/Akira Takahashi>

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マツダのSKYACTIV車が勢揃い。CX-3も含めてフルラインアップ

マツダのi-ACTIV AWD(アイ・アクティブ・エーダブリュディ)の特徴はどんな場面でも、タイヤのグリップを確保するオンデマンド式AWDであり、さらに燃費にも配慮したAWDである、という点だ。

オンデマンド式AWDは近年の流行最先端で、センターデフを持たない構造をしている。またパートタイム式のように、駆動方式を変更するアナログ・タイプでもない。状況によってAWDが必要とされるときに必要な分だけトルクを配分するのがオンデマンド式と呼ばれ、マツダはこのタイプをさらに一歩進めた制御を行なったものとしている。

基本構成はFFベースでフロントデフからトランスファーを介し、リヤへトルクを伝える。リヤデフには電子制御式、湿式多板クラッチのカップリングで前後トルクのコントロールをしている。ハード部品はJTEKTを採用し、マツダが制御開発を行なっている。推測だがJTEKTのITCC(Intelligent Torque Controlled Coupling)をベースにステアリング・トルクセンシングを追加し、制御マップをオリジナルで作成しているのではないだろうか?

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JTEKTの4WD制御プロセス。マツダはさらにデータを加えAWD制御を実施

マツダAWDスタディ16JTECT_ITCC

リヤデフに組み込まれるカップリング。マツダはJTEKTのハードを採用している

 

 

オンデマンド式は、フォルクスワーゲンアウディをはじめ多くのメーカーが採用を始めている最新の技術、考え方で、車両安定を主目的としたものだ。アウディクワトロやスバルのAWDなどセンターデフをもつフルタイムAWDはスポーツドライブする際に、車両の安定と安心が得られるが、最新のオンデマンドAWDも同様のコンセプトが実現できるようになってきているのだ。一方ベーシックな量販タイプにも採用があるアクティブ・オンデマンド式は、滑りを感知してからAWDへと変わるタイプで、AWDの考え方としてパッシブなのが一般的だ。

マツダは最新のアクティブ・オンデマンド式としたうえで、さらに制御面でも他を凌ぐ緻密な制御を実現し、ドライバーに不安を感じさせないAWDとして搭載している。そして、オンデマンド式のキモとなるのはセンシングデータの解析で、多くの情報を得ることから始まる。

マツダがセンシングしているものは主に、スリップ比(車体速度とタイヤ回転(タイヤ速度)から算出できる、速度とタイヤスリップ量の比率)、外気温度、前後加速度、ステアリング舵角、ステアリングコラムトルク(反力)、パワーステアリングモーター電流、前後輪回転差をモニターし、安心、安全へとつながる制御をしている。

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ステアリング反力、駆動反力で路面状態を検知

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スタンバイトルクと駆動配分イメージ

 

では、どこにその特徴があるのか、まずスタディしよう。代表的な特徴は「不安定な状況に備える制御」と「状況急変に対するスリップ予防制御」の2つで代表される。最初の「不安定な状況に備える制御」では、路面状態の検知システムにより、不安定を先読みする。路面のμからフロントタイヤの駆動反力、操舵反力を見ている。

その状態の時にドライバーの操作として、ステアリング操作角、アクセルペダル開度、ブレーキ減圧はどのようになっているか、そして車両状態として、車両速度、前後加速度、横Gはどの程度かをセンシング。こうして得たデータをもとに最適な前後トルク配分を常に変化させながらコントロールし、車両の安定性を高めている。

具体的には、タイヤの反力をパワーステアリングシステムで検知し、路面μの高低を常に推定する。さらにクルマの対地速度と前輪の回転速度を検知することで、ドライバーにはわからないレベルの微小な前輪スリップ(空転の予兆)を検知し、瞬時に適切な駆動力を後輪に配分し前輪の空転を制御している。

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センシングは路面状況のほかにドライバーの操作状況もみる

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スタンバイトルクを掛けることで瞬時にリヤへトルク配分される

そのためにはタイムラグ「ゼロ」のレスポンスが必要とされるが、それがi-ACTIV AWDの特徴の2番目となる「状況急変に対するスリップ予防制御」である。これは後輪駆動ユニットの反応を高めるため、前輪中心の駆動時にも微小なトルクを後輪に伝達させたまま待機している。いうなれば駆動比が99:1となっているわけだ。

その理由として、駆動系の部品が持つスムーズな動作のために意図的に作られた隙間やねじれによるわずかなタイムラグをなくした状態で待機させる必要があるのだ。プレアクションとでもいうのかスタンバイ状態に常になっていれば瞬時の反応が可能になるというわけだ。また、このスタンバイトルクによる燃費などのロスは、ほぼゼロということだ。

さて、車両の安定性を高める方向のAWDの他に、さらにマツダのi-ACTIV AWDは冒頭に書いた燃費にも配慮がある。AWDは燃費が悪いというのが一般的で、機械的ロスはあるし、適切ではない駆動力がかかっているから損失は多くのポイントで起きているのはわかる。

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AWDを最適化すればFFより燃費がよくなるという理論

そこで、前後のトルク配分にはエネルギーロスを最小にする最適のポイントがあるという。つまり、FFだけで走行するよりリヤの駆動を加えたほうが、効率が良くなるポイントがあるというのだ。直進時はFFで走行しながらもコーナリング時にリヤへの駆動があったほうが効率的になるというポイントを常に制御で作れれば、2WDの燃費に迫るAWDの燃費になるという理屈だ。開発責任者の八木康氏は「AWDでFFの燃費を超える目標です」と語る。

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