かつて名声を誇った「技術の日産」は復活したのか?

かつて日産は「技術の日産」と言われるほど、クルマの技術に関しては日本一、いや世界に誇れるメーカーだった。その「技術の日産」のフレーズは元を辿れば、1966年に日産自動車が吸収合併したプリンス自動車工業が「技術のプリンス」を掲げていたことに由来する。

そして現在、日産はリーフやe-POWER、独自のハイブリッドを含むパワートレーンやシャシーの進化、自動化への取り組みを進めている。

はたして、「技術の日産」は復活したのか? いまでも「技術の日産」と言えるのか? 日産の最新技術を検証してみた。

文/岩尾信哉
写真/ベストカーWEB編集部、日産自動車


■“らしさ”漂う「ステア・バイ・ワイヤ」技術

2013年にスカイラインに初搭載された「ダイレクト・アダプティブ・ステリング」は、“ステア・バイ・ワイヤ”技術を用いて、轍など荒れた路面の変化を伝えることなく、ステアリングの回転速度や舵角を制御して操舵機構の動きを補正する。直進性の確保にも寄与する。日産とKYBが共同開発した

さっそく、日産の最新技術は、いまでも「技術の日産」といえるのか、検証していこう。

自動車の最新の技術トレンドといえばいうまでもなく「電動化」。モーターを中心としたパワートレーン関連技術に目が向くが、シャシー技術でも後輪ステアを用いた四輪操舵システムなど見るべきものも多い。

日産は2013年にスカイラインに量産車世界初として搭載された「ダイレクト・アダティブ・ステアリング」は、機械的な接続を介さず、電気的にステアリングとタイヤ/ホイールの操作を結びつけるシステムだ。

ステアリングシャフトを介さないのでダイレクト(直接)と呼んではいても、実際はステアリングの動きを機械的につながないことが特徴なのだからイン・ダイレクト(間接)じゃないかとも思う。

システムの中身は、ステアリングホイールの回転速度/角度を検知して、3個のECUと操舵力を制御するステアリング・フォース、舵角を制御するステアリング・アングル(前輪左右)の計3個のアクチュエーターを用いて前輪を操舵する。

誤操作・誤動作による障害が発生した場合でも常に安全側に制御するためにステアリングシャフト(と断続用クラッチ)は残されているのは、安全面を考えれば致し方ないとはいえ、技術的なインパクトは薄れてしまうのがやや残念だ。

実際にステアリングを握ると、車速が50~60km/hで轍にステアリングをとられるような場面では、ステアリングが微妙に反応しつつ、進路が乱されることなく走りすぎてしまうことが印象に残る。

路面のアンジュレーションが細かく変化するような路面状況に出会うことは日常ではそう多くはないから有り難みを感じにくく、路面から得られるステアリングへのフィードバックの加減やステアリングの操作量と舵角の設定でも、多分にドライバーの好みに影響される要素が大きいので、評価が難しい部分もある。

どうやら現状で自動車メーカーのほとんどがステア・バイ・ワイヤ技術に関して“労多くして功少なし”という見通しを立てて、簡単には手を出さないことは想像できる。

タイヤ/ホイールの細かい動きをコントロールして振動を抑えるなどのメリットはあるから、多少オーバースペック気味とはいえ、“日産らしい”技術といえるだろう。

加えておけば、将来の自律自動運転ではステアリング機能の自動制御も考慮すると、ステアリングシャフトの存在抜きで成立できれば、フロント部分のスペース効率を高めたうえで、シャフト類を介した操作の反応限界を超える作動を実現するなど、メカニズムの進化を促す可能性があるとしておきたい。

■世界初の量産化!可変圧縮比エンジン「VCターボ」

日産横浜工場で生産される「VCターボ」と呼ばれるオールアルミ製KR20DDET型直4。構造としてはピストンの支持機構とその位置を変えるモーター機構に分けられ「マルチリンク」と呼ばれる回転機構で構成。ピストンを支持するコンロッドを3本のリンクとモーターに換え、モーターでピストンの上下位置を動かして圧縮比を変化させる。従来のMR20DD型2Lガソリン直噴直4とボアピッチとともに共通とされ、ヘッド周りで共通部品が多く使えることでコストを抑えつつ、新たに燃焼方式にアトキンソンサイクルを採用するなど、燃費向上に努めている。

基礎研究を含めて20年以上の開発期間を経て、2016年に量産エンジンとして初の可変圧縮比を実現した「VCターボ」直噴ガソリン直噴直4エンジンは「技術の日産」の面目躍如といえる。

既存の直4エンジンをベースに、可変圧縮比を実現するために複雑な動きを伴う“マルチリンク”機構を採用した。

VC(Variable Compression)機構を見ていくと、ピストンを作動させるリンク機構は、ピストンと直接つながるコネクティングロッドの役割を「アッパーリンク」が担い、クランクシャフトと結合する独特な形状を与えた「ロワーリンク」(マルチリンク)、これにピストンの動き全体を制御する「コントロールシャフト」で構成される。

エンジン下部のコントロールシャフトに結合する「アクチュエーターシャフト」には、モーターの作動を司る電動制御機構である「VCRアクチュエーター」が備わる。

モーターの制御には「ハーモニックドライブ」と呼ばれる特殊なギア機能を備える部品が使われ、ギア変速をギアキャリアの変形とギアに刻まれた歯数の噛み合わせの変化で機械的に調整できる。

これらのリンク機構の位置関係の変化を精密に制御することによって、微妙きわまる可変圧縮比機能を実現したわけだが、リンクの複雑な位置の変化を実現するためには、リンクに高い強度を与える必要があるなど、生産面での苦労もあったようだ。

この可変圧縮機構では「アッパーリンク」が上下方向に直線的を動くので、ピストンの上下動から生まれる二次振動を抑えるためのバランスシャフトを必要としないことにある。

ピストンが横方向から受ける荷重が少なくフリクションの影響が少なく、摺動抵抗を従来型から44%減少させることに成功した。燃費も北米仕様の都市高速道複合モードは29mpg(24km/L)とされ、従来の3.5L、V6エンジンから約15%燃費を向上させたとしている。

このように、日産の技術を集積させたエンジンなのだから、日本市場のモデルにもぜひ導入してもらいたい。

インフィニティQX50や日産アルティマなどに設定された。ちなみに日産アルティマ2019年モデルの北米価格は、アルティマSの2万3750ドル(271万円)からだが VCターボ搭載車の価格はアルティマSRの2万9150ドル(332万円)から

可変機構によって圧縮比が低圧縮比モードで8:1(排気量:1997cc)、高圧縮比モードでは14:1(同1970cc)に設定した。最高出力/最大トルクはそれぞれ248ps/5600rpmと370Nm/4000rpm(米国仕様、プレミアムガソリン使用)。トランスミッションはCVTが組み合わされ、FWDのみを設定する。

■独自の1モーター+2クラッチ・ハイブリッド

スカイライン350GTに搭載されるのは1モーター+2クラッチという日産独自のハイブリッドシステム。FRのほかFFにも用意。それぞれ7速ATとCVTに組み合わされ、リチウムイオンバッテリーでモーターを駆動する

スカイライン(とプラットフォームを共有するフーガ)のFR用と、FF用にエクストレイルに与えられたハイブリッドシステムは1モーター+2クラッチという、他には例のない機構を持つ。最初に搭載されたのは2010年のフーガだ。

どちらもトランスミッションメーカーのジヤトコとの共同開発品で、FR用は7速AT、FF用はCVTと組み合わせる。どちらも従来型のトルクコンバーター部にモーター(とクラッチ)を組み込んでスペースを稼いでいる。

モーターを挟む形で設置された2個のクラッチを用いて、エンジンとトランスミッションを切り離すことができるため、負荷を減らして燃費が稼げるいっぽうで、ホンダのハイブリッドシステムのようにエンジンと駆動部の直結モードは設定されていない。

後述するより簡便な「e-POWER」に存在感で押され気味だが、FR用は2モーター機構を活かしたパワーは、スカイライン搭載のシステム全体の最高出力は268kW/364ps(社内測定値)、3.5L、V6エンジン単体:306ps/350Nm、モーター単体:290Nmとされ、ドイツ勢の燃費重視のマイルドハイブリッドを中心としたシステムとは一線を画す。

たしかに燃費の良さに走りの良さを加えてレクサスなどライバルに対抗するのはよいとしても、プラットフォームのリニューアルを含めて、FRモデルのリニューアルがまずは必要だろう。

■コストを抑えた「e-POWER」

世界初の量産型シリーズハイブリッドシステムであるe−POWER」。HR12DE型1.2L直列3気筒エンジンを動力源としてリチウムイオンバッテリーに電力を供給、モーターで駆動(充放電)する。58kW(79ps)/5400rpmの動力源のエンジンと組み合わされるモーターの最高出力/最大トルクは80kW(109ps)/3008〜10000rpmと254Nm/0〜3008rpm(セレナ用は最高出力100KW(136ps)、最大トルクは320Nmに増加)

いまや日産のメインの技術となったように思えるのが、2016年に発表された「e-POWER」の呼び名を与えられたノートとセレナに採用されているFF用ハイブリッドシステムだ。

2006年にリーフと同時期に開発がスタートした、「e-POWER」の特徴は世界初の量産型シリーズハイブリッドであることだ。

トヨタのTHS-IIやホンダのi-DCDやスポーツハイブリッドi-MMDがシリーズ・パラレル方式に対して、エンジンが直接的に駆動に関わらない、動力源としての役割を果たす。

ただし、エンジンはモーターに与える電力を変化させるので、エンジンの回転数は走行中も変化する。

既存の1.2L、直3エンジンとモーターを使い、上記の日本メーカーのハイブリッド機構に比べ、構成要素が少ないことでコストが抑えられた。

そうでなければ数を稼ぐ必要がある量販車種のノートとセレナに採用することは難しかったに違いない。世界初の量産シリーズハイブリッドは誇るべきだと思うが、日産がハイブリッドということを声高には主張していないのは、EVのイメージを強調したいといった、ビジネス上の戦略があるのだろう。

■ライバルの動向を見据えた「リーフe+」

世界初の量産型シリーズハイブリッドシステムであるe−POWER。HR12DE型1.2L直列3気筒エンジンを動力源としてリチウムイオンバッテリーに電力を供給、モーターで駆動(充放電)する。58kW(79ps)/5400rpmの動力源のエンジンと組み合わされるモーターの最高出力/最大トルクは80kW(109ps)/3008〜10000rpmと254Nm/0〜3008rpm(セレナ用は最高出力100kW、最大トルク320Nmに増加)

日産が2010年末に発表、2017年に2代目となった電気自動車であるリーフは、いまや日産の看板モデルといえるまでになった。去る1月に追加設定された「リーフe+」でさらなる性能アップを狙って改良が施されたので、改めて紹介しておこう。

新たに搭載するセル数を192個から288個に増加させた駆動用リチウムイオンバッテリーは、容量を標準仕様の40kWhから62kWhに約1.5倍に増加。航続距離は322/400km(WLTC/JC08)から458/570(同)kmに延びた。

モーターの最高出力/最大トルクを110kW/320Nmを160kW/340Nmに向上させることで、車重が160kg増加の1680gとなっても、性能向上が実現できれば許されるというわけだ。

個人的にはEVの電費性能の目標として、一充電航続距離はおよそ500km、低速/高速域を取り混ぜた総合的な走行モードで実質的に350kmあたりと捉えているが、どうやらドイツ勢が登場させる予定のライバルたちが航続距離を500kmを謳っていることを意識したことが窺われる。

バッテリーの性能の目安となる体積(質量)当たりの出力密度は、バッテリーの材料改良では安全面などのチェックに時間もコストがかかるいっぽうで、セルのパッケージングや配線の接合法といった設計に工夫を凝らせば向上させることができるから、性能向上は日進月歩だ。

リーフの開発コンセプトはいかに安くEVとしての量産化を実現するかという点に尽きるが、世界各国でいかに効率よく生産・販売していくかを模索するための努力を積み重ねてきたというのが、リーフの開発の歴史といえる。

インフィニティブランドで2021年以降に電動化モデルがデビュー予定のQXインスピレーションコンセプトは、インフィニティブランド初のEVクロスオーバーを想定したデザインコンセプトカー。新開発のEV用プラットフォームを使用するとあるが、インフィニティ用EV(ハイブリッド)は栃木県宇都宮市の栃木工場で生産予定のことだから、FRプラットフォームを前提としたものになるはず

■自律走行を手軽にもたらす「プロパイロット」

単眼カメラのみよる自動ブレーキとともに、前方車両の追従と高速道での単一車線でのレーンキープ機能を実現するプロパイロット。従来のオートクルーズコントロールと組み併せて、ADASシステム全体を構築している

日産の「プロパイロット」は、単眼カメラと画像処理技術を用いた自動ブレーキなどを含めたADAS(先進運転支援機構)だ。

具体的には、30~100km/hの速度域で一般道では自動的に前方車両を追従、高速道路上では同一走行車線内で白線を認識して自律走行を実現する高度運転支援システムだ。

単眼カメラのみで機能を成立させるとともに、停止後3秒ではクルーズコントロール機能が自動的に復帰、機能停止後もシステムを復帰させるのもボタン操作ひとつで可能という簡便さがウリのひとつ。

トヨタのセイフティセンスが単眼カメラとミリ波レーダーの組み合わせとしているのに比べ、コストが抑えられていることは想像がつく。

技術的なポイントとなるのは、画像処理を司るオランダMobileye社(開発センターはイスラエルにある)製センサーと半導体メーカーの米NVIDIA社が手がけたGPU(Graphics Processing Unit)という、ふたつの分野での大手メーカーの製品が使用されていること。

今後の自律走行技術の進化を支えるシステムだけあって、日産が研究開発に力を入れていくことは間違いないが、コストを考えれば外部企業からのアウトソーシングが中心となるだろうから、技術的な独自性を打ち出すのは難しいだろう。

こうして日産の最新技術を見てきたが「技術の日産」が復活した、と言っていいと思う。

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