もうガラパゴスと言わせない!? ATやMTに負けないCVTはあるか?


 ガラパゴスと揶揄されてきたCVT。最近、昔のように、「つながりがギグシャクする」、「アクセルを踏んでいるんだけどCVTのせいなのか、なかなか前で進まない……」という不満が少なくなってきたように感じるのだが、いかがだろうか?

 軽自動車からSUVの大排気量車、スポーツモデルまでありとあらゆる車種に採用されているCVT。いまや燃費向上にも欠かせないものとなっている。

 はたして今、CVTはどこまで進化しているのだろうか? モータージャーナリストの御堀直嗣氏がCVTの今をお伝えする。

文/御堀直嗣
写真/トヨタ、ホンダ、スバル、メルセデス・ベンツ、ベストカーweb編集部

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■1980年代に普及し始めたCVT

1987年、ジャスティ1LのFF車に追加されたが同クラスのAT車に比べ高価だったことから商業的には失敗
ジャスティ等に搭載されたスバルのECVT。当時高級車でもATは4速が主流の中、夢の自動変速機として登場。ただ電磁クラッチ式のため、低速のギクシャク感等走行フィールの悪さが課題だった

 CVT(スチールベルト式無段変速機)を開発したのは、オランダ人のヨーゼフ・ファン・ドールネだ。そして、1980年代のフィアットなどで実用化された。

 1987年にジャスティに、電子制御電磁クラッチにスチールベルトプーリーを組み合わせた世界初の電子制御電磁クラッチ式CVTが採用された。

 本格的な普及に弾みをつけたのは、1987年のスバルレックスへの搭載といえるのではないか。続いて、日産マーチに採用された。レックスは軽自動車だが、マーチは小型車である。そのぶん、出力増に対する変速機としての容量にゆとりが求められた。

 自動変速機は、1960年代の米国で普及した。トルクコンバーターと遊星歯車を利用した、いわゆるトルコンATは、1960年代に米国車の8割近くという普及率になった。これが、日本を含め世界的な自動変速機の主流となっていった。

 2ペダルによる運転は楽で、老若男女にクルマの利便性を広めたが、弱点は燃費の悪さだ。クラッチの役目を担うトルクコンバーターと呼ぶ継手は、流体(ATフルード)を使うため、エンジンからの動力伝達効率が悪く、エンジン出力をタイヤ駆動に伝える際に無駄があった。したがって、マニュアルミッションに比べオートマチックは燃費が悪いというのが、永年の通説だった。

■そもそもCVTはどうやって動いている?

大小2つのーーリ―を使うCVTの構造図。プーリーの径を変化させることにより、変速効果をもたらしている。最も効率のよい径のまま加速することも理論上は可能だ(rumruay@Adobe Stock)

 より低燃費の自動変速を!と考えられたのがCVTだ。スチールベルト式CVTの機構は、柔軟性を備えた金属の薄いベルトに、扇のような形をした薄い板を並べ、動力を伝える。

 変速は、2つのプーリー(滑車)を使い、その半径を調節することで大小の変化をできるようにしておき、巻き付けた金属ベルトがエンジンからの動力を伝える際に、プーリー径の大小を変えることで変速効果をもたらす。

 従来の変速機が、歯車を用い、その大小(歯の数の多少ともいえる)によって変速したのに対し、スチールベルト式CVTは、プーリーの径を無段階で連続的に調整できるため、燃費を改善することができると考えられた。

 なぜなら、エンジンは、もっとも燃費のよい(つまり効率がよい)回転数は、アイドリングから少し高めのところで、その前後は燃費が悪化する。歯車を使う変速機では、常に燃費のよい回転を維持するのは難しい。

 しかし、無段階で連続的に変速できるCVTであれば、エンジンがもっとも燃費のよい回転数を維持したまま、速度を上げていく(加速する)ことができるのである。

 とはいえ、運転者の感覚としては、エンジンの回転数が上昇するのに合わせて速度が上がっていくのが自然に思えるので、エンジン回転数が一定のまま車速が変化することには違和感を覚えやすい。

 そこでCVTといえども、ある程度、速度の上昇とエンジン回転数の変化をあわせることで、違和感を減らす制御が用いられるようになった。

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