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2019-04

直噴ターボより画期的な新型CVT?

CVTには様々な弱点がある。
遊びのあるベルト駆動な上にエンジン効率優先な制御がもたらすラバーバンドフィール。
ベルトのスリップやベルトを押さえつける高い油圧が必要でエネルギーロスを生じやすい。
それゆえに大トルクが苦手。
1組のプーリーだけなので大径化の限界からくるワイドギヤレシオ化の制限。
徐々に変速するためDCT(デュアルクラッチトランスミッション)や多段ATのように素早く変速できない。


CVTは無段階な変速で理想的なミッションのはずが、実際には理屈倒れのシュターデンな面がいろいろと潜んでいるといえる。
それでも軽負荷な状況での一般的な運用ならそれらのネガが目立たず、加減速が頻繁な街中だと無段階変速のメリットを享受しやすいためか、街中での一人のちょい乗りが多い日本では小型車を中心に重用されてきた。


とはいえネガはネガとしてやはり存在するわけで、よりシビアな条件で燃費を測定するようになるとボロが出やすい。
新しいWLTCモードでの燃費測定が今年から始まる中、トヨタはそれらCVTの弱点を大幅に改善する驚くべき新技術を発表した。
それはなんと……、ギヤを使用すること。




うんまあ、マニュアルミッションまで戻ってギヤによる伝達にしてしまえば高効率で大トルクにも耐えられるよね。
じゃなくて、発進用ギヤとCVTとを組合せたのが画期的なのである。


停止状態からの発進加速は特に大きな負荷がかかってCVTにとって厳しい条件になる。
そこをギヤに任せてしまえば、CVTはかなり楽に運用できるのではないかという発想。
1速ギヤで発進して2速以降がCVTというイメージ。
マークXの6速ATで1速の変速比が「3.520」、2速が「2.042」3速が「1.400」なことを考えると、いかに1速が他と離れていて大変かがよく分かる。


ギヤであれば発進時の高負荷でも滑らないし、そのためにベルトを押さえつける高い油圧も必要ない。
発進加速という特殊条件をギヤに任せてしまえるならCVTはよりハイギヤードな帯域に設定でき、ギヤを含めた総合的な変速比がワイドなものになる。
その上でまだプーリーを小型軽量化する余裕があって慣性重量が低減し、発進トルクから解放されたからかベルトも挟角化された幅狭なものが採用され、変速速度がDCT並に素早いという。
これらの改善によって 「ダイレクトでスムースな走りと現行比+6%の優れた燃費性能を実現」したとトヨタは発表している。




CVTといえば、副変速機でハイ・ローを切り替えることでワイドギヤレシオ化を図ったものもある。
ただこれだと発進時の大トルクによる滑りや高い油圧の問題は残り、変速や副変速機の切り替え時のタイムラグなども気になる。
ギヤ付きCVTの方が堅牢で大トルクに対応しやすく、ギヤと素早い変速でダイレクト感を演出でき、信号からの発進が多い街中なら効果も発揮しやすそうに思える。
似た機構の置き換えと考えれば、コストも両者はさほど変わらないのかもしれない。


ギヤ付きCVTがDCTと同じ変速速度を達成したのなら、制御次第とはいえラバーバンドと言われるあいまいな加速フィールをかなり消せそうな予感。
たわむベルト駆動という不利は残るものの、変速速度という不利がないのならシビアなスポーツ走行でもない限り体感上は問題ないレベルに抑え込めるか。
もしそうなれば、今度は無段階変速でエンジンを効率的に使いやすいというCVTのメリットが生きてくる。


DCTにも機構が複雑でコストが高いとか、フィットを見ていると制御が難しくてトラブルが起こりやすいとか、常に2セットのギヤを引きずり回すロスがあるとかのデメリットがある。
多段ATも高効率なロックアップを多用しようと思えば6段以上の多段化が必要で、コスト増や大型化や内部損失の問題がつきまとう。
フィールと効率が改善されたギヤ付きCVTがあれば、欧米で人気なDCTや多段ATに対して一矢報いることができるだろうか。
もしかすると、ガラパゴスなCVTによる逆襲が始まるかもしれない。




それにしても、このギヤ付きCVTがC-HRのレクサス版である「UX」に採用されるというのが少し意外。
CVTに高級車というイメージは無いものの、それだけ今回のギヤ付きCVTに自信があり期待しているということなのだろうか。


ただ、搭載エンジンが2リッター自然吸気なのが少し謎だ。
プリウスベースでミドルサイズSUVなC-HRは、そもそも2リッター級エンジンからのダウンサイジングとして1.2リッター直噴ターボを採用したはず。
それなのになぜ高級ブランドであるレクサスのエンジンが元に戻るのだろうか。
SUVなのに普通車並みの最低地上高を持つことで走りに定評のあるC-HRをベースとするUXが、まさか今度はオフロード性能を重視してマイルドな特性の自然吸気エンジンに変更したわけでもなさげ。


慇懃無礼で敷居が高いと見られがちなレクサスのエントリーモデルとしてお買い得価格を実現するためにしても、中身がベースモデルより安普請と受け取られかねない変更はちょっと冒険か。
そうまでして売らねばならないほどレクサスブランドが不振だとすれば、それはそれで問題だ。
もしブランド性を曲げてでも量販を追うということだと、長期的には屋台骨であるブランドイメージ自体を毀損しかねない。
C-HRはヨーロッパ向けにニュルを走り込んでコストのかかるダウンサイジングターボも搭載したけど、より高級なはずのレクサスUXの自然吸気エンジンにはそれを上回る何かをぜひ期待したいところ。
いっそ可変バルタイとかだけで圧縮着火を実現してくれると衝撃なのだがー。


いやおそらく、ギヤ付きCVTがそんな些細な疑問を吹き飛ばすほど画期的な技術ということなのだろう。
たぶんガンダムのマグネットコーティング並みにエンジン性能を引き出してくれる、はず…。



 
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コメント

発想自体は知っていましたが

これは追加するべきギヤが逆ですね。

出だしから高速迄変則する間の“繋ぎ”にCVTを用いて、速度が乗ったら歯車で伝達効率重視とするべきだった。

発想としては、三菱やホンダの改良型・シリーズ方式と同じにすれば良かった。

それだったら多段ATじゃなくても我慢出来る代物だったんですけどね。

トヨタはお役所的で、実際に走らせた時のイメージが頭の中に無い輩が社内に多すぎるような。

Re: 発想自体は知っていましたが

発進加速と高速巡行とを比べると、変速比からもうかがえるように停止状態から短時間に一定速度まで加速させる発進時の方が負荷がかなり重いのかなと。
負荷が重いとCVTは滑りやすく油圧を高める必要があってエネルギーロスが大きいですし、飛び抜けて変速比が離れている1速をギヤで切り離した方がワイドギヤレシオ化もしやすいのだと思います。
モーターは低回転が得意で高回転が苦手ですが、CVTは発進時の高負荷の方がより苦手ということでしょうか。

まあそれにCVTはやっぱり街中で最大の威力を発揮するので、頻出する信号発進での効率改善の方が課題だったのかなと。

これは失礼しました。
下をギヤで間違いありませんでしたか。

昔レンタカーで2代目スイフトに乗った時にCVTでした。
出だしから60kmまではあっという間に加速したけど、そこから先はえらい深くアクセル踏まないと中々加速しなかった事を強く感じました。
それが上をギヤにした方が良いかと思った理由ですが、確かに数字的に離れすぎてるギヤの解決に充てる方が正しいのでしょうね。

今は全てのCVTにトルコンが付いてるから、発進が苦手とは思ってませんでしたが。

今まで高速走行時が一番伝達効率が悪いと表で度々見ていたから、素人の私はそこをベルトから切り離せば良いと思い込んでいました。

CVTのギヤ比全体を高速寄りにすれば伝達効率が良い速度域も替わるという事なんですね。

それにしてもまだまだCVTを使う気満々ですね……

最初に主流にしようとした時に、自動車会社の連中が自分達で本当にそれで良いと本気で思ってたという神経を疑いますね。


気持ち悪い走りに加え、肝心の実燃費でも遠慮なく加速して使うMTに劣る事は確認済みですから。

緩慢な加速ではカタログ燃費だけはご立派な様ですが。

同じ車種の軽自動車で。

でも今回の改良で、多段ATより少し劣る程度迄には改善されそうですよね。

Re: タイトルなし

CVTだとMTや多段ATのような変速によるパワーの切れ目がないのと、通常は変速比が大きく離れている1速2速の間も滑らかに繋げるので、シームレスな発進加速がしやすそうです。
でも発進時の高負荷と短時間での大きな変速は、スリップや高い油圧でエネルギー伝達効率の方はかなり悪化しているのかなと。
60km以上からの加速は、小型車だと軽と同じくエンジンのパワー不足が大きいかもしれません。

ただ、高速走行が一番伝達効率が悪化するというデータが様々なグラフで出されているのですか。
うーん、それは知りませんでした。
私の知識も車雑誌を読んだりネットの発表記事を見てるだけで穴だらけですからねえ。
巡行なら速度変化も小さく変速比を固定して使いやすいのでてっきり発進加速よりはマシなのかと思っていましたが、空気抵抗の負荷やタイヤの摩擦抵抗がスゴイのかな。

それでも発進加速にギヤを使用するということは、やはり街中重視ということなんでしょうねえ。
高速はワイドギヤレシオ化でカバーするということで割り切ったのか。



CVTを使うのは、中低速での加減速が多く、軽負荷で、運転にみんなあまり興味がなく、燃費命な日本の使用環境だと仕方ないのかなと。
渋滞の多い日本で、女性や若者にマニュアルとかもう無理ですからねえ。
燃費も信号や渋滞が多い通常の日本の使用環境ならCVTのネガはあまり出ず。
それに6速ATやDCTはサイズやコストの関係で軽や小型車へは難しそう。
CVTなら無段階のワイドギヤレシオでエンジンの回転や効率を優先させやすく、1組のプーリーだけなので軽にも搭載可能ということかもしれません。

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