【消滅しているのか、姿を変えて進化しているのか】注目を集めた技術の今

 いろいろな技術が登場しては消えを繰り返している。そのクルマの技術は進化し続けているものもあれば、消滅したものもある。

 しかし消えはしても姿や名前を変えて進化しているもの、ほかのメーカーの技術として再登場しているものなどもある。

 クルマの技術に詳しい鈴木直也氏がわかりやすく解説していく。

文:鈴木直也/写真:TOYOTA、NISSAN、HONDA、MAZDA、メルセデスベンツ、平野学


トヨタのスーパーストラットサスペンション

 トヨタが“スーパーストラット”と称するフロントサスペンションを開発したのは、1991年のAE100系レビン/トレノからだ。

 そのメカニズムは、一般的なストラットサスのロワアームに短いサブリンクを追加し、サスがストロークしたときのキャンバー変化を大きくしたもの。

AE101レビンに搭載されていたフロントのスーパーストラットサスペンションは、根本的なボディの変更ではなくパーツを付加することで対処。シャープな走りが魅力だった

 クルマがロールするほどアウト側前輪のコーナリングフォースが高まる設定で、ノーマルより圧倒的にソリッド感のあるステアフィールを備えていた。

 このスーパーストラット誕生に大きな影響を与えたのが、初代(P10)プリメーラだ。

 今では有名になった日産901活動の成果で、P10プリメーラのフロントサスはR32スカイラインと同形式のマルチリンク型。その操舵フィールの素晴らしさやシャープなハンドリングは、トヨタのシャシー開発部門に大きな衝撃を与えたといわれている。

 しかし、コストに厳しいトヨタでは、ボディ構造からまったく別設計となるマルチリンクの採用など不可能。そこで、既存のストラットサスの取付点を変更せず、アーム類の変更だけで対処できるスーパーストラットが開発されたというわけだ。

初代プリメーラはFFスポーツセダンとして日本車に大きな影響を与えた。トヨタもその走りのすばらしさに触発されスーパーストラットサスペンションを考案

 バブル期にはラグジャリーカーだけではなくレビン/トレノ級でもハンドリング性能の開発競争は激しく、保守的なトヨタですらこんな凝ったサスを造ったというのが時代を感じさせるが、残念ながらスーパーストラットは次世代のAE110系までで廃止。

 その後コンパクトカーのサスはコスト削減を優先したストラット/トーションビームに収斂してしまう。

 ただし、最近ではニュルのラップタイムで勝負するようなFFスポーツに、改良型ストラットサスを採用するケースがある。

 代表的なのがメガーヌRSやシビック・タイプRの、いわゆる“ダブルアクシス型”ストラット。これは、ストラットチューブの軸線とは別に独立したキングピン軸を設けることで、操安性向上に有利なキャスターやトレールが設定できるのがメリット。スーパーストラットの子孫といっていいかもしれませんね。

シビックタイプRにはスーパーストラットの子孫ともいえる改良型ストラットサスペンションを採用している。このことからもスーパーストラットの潜在能力の高さがうかがえる

日産のハイキャス

 史上初のアクティブ4輪操舵だったハイキャスは、1985年にR31スカイラインで登場している。

 今見るとそのメカニズムは原始的で、ラバーマウントされたリアサブフレーム全体を油圧ピストンで動かすという仕掛け。

1985年にデビューしたスカイライン(R31)に初搭載された日産のハイキャス。アクティブに後輪を操舵する点が当時としては先進的だった

 機能もコーナリング時にリアのスタビリティを高める作用のみで、緊急回避時の安定感以外にはあまりメリットは感じられなかった後輪操舵を「アクティブに」行うというところが先進的だった。

 後輪操舵という概念自体は古くからあるが、ハイキャス以前はすべて前輪の舵角に応じて後輪の舵角が決まるパッシブ型。操舵角センサーとGセンサーによって、後輪の舵角と操舵タイミングを決めるというハイキャスは画期的だったのだ。

 ハイキャスは、ハイキャスII、位相反転制御を行うスーパーハイキャスへと発展するが、R34スカイラインを最後にいったん市場から姿を消すこととなる。

 しかし、日産はV36系スカイラインで前輪の操舵角まで統合制御する4輪アクティブステアを投入。

 追加された前輪の操舵補正は、さらに発展して世界初の完全ステア・バイ・ワイヤであるダイレクトアダプティブステアリング(DAS)に進化するのだが、残念ながらDASでは後輪の操舵は廃止。

 4輪アクティブステアが、日産4WSの完成形だったとみていいと思う。

先代モデルのスカイライン( V36)で 4輪アクティブステアとして復活したが、後輪の操舵は廃止された。ハンドリングの評価は高く、今のところこれが日産の完成形

 歯がゆいのは、日本勢による4WS特許が切れたあたりから、欧州車に4WSが増えていること。ポルシェ、メルセデスAMG、アウディ、BMWなど、プレミアムクラスの高性能車は4WSが普通になっているし、ルノーは安いクルマにも4コントロールと称した4WSがある。

 技術をプレミアム商品に作り込む手法では、日本はまだまだ勉強が足りないと言わざるを得ません。

AMG GT-RはAMGのモデルとして初めて4WSを搭載。このほかプレミアムカーに4WSが普通になっているが、4WSの先鞭をつけた日本車は後れをとっている

メーカー純正 スーパーチャージャー

 スーパーチャージャー(S/C)といえば、ルーツ式ブロアに代表される容積型過給器のこと。クランクプーリーからベルトで駆動されるため、レスポンスはいいが馬力ロスも大きく、トータルとしてはあまり効率がよくないとされている。

 昔は国産車でもクラウンやMR2、スバルの軽自動車などにS/C装着グレードがあったが、やはりネックとなるのは燃費性能。最近ではパワーアップの手段としてはジャガーやコルベットくらいしか使われていない。

1984年にデビューした初代MR2(AW11)のトップグレードに1.6L、直4DOHC+スーパーチャージャーが搭載された。最高出力は146psをマーク

 燃費には目をつぶって、ガツンとパンチのあるパフォーマンスがほしい時に使われるドーピング剤。そんなイメージだろうか。ただ、モノは使いようだから適材適所にS/Cをワンポイントリリーフ的に使うのはアリだ。

 代表的なのは、ターボのレスポンス遅れ(いわゆるターボラグ)をカバーする利用法。古くはグループBラリー車のランチアデルタS4や、日産マーチスーパーターボがターボとS/Cのツインチャージャーを採用していたが、燃費志向エンジンに応用したのがVWのダウンサイズターボTSIの初期モデル。

 実用的なファミリーカーにもかかわらず、贅沢なツインチャージャーが使われていた。

 最近はS/Cを電動モーター駆動にして必要な時だけ使うのがトレンド。ベンツの新しい直6やアウディのV8はこのタイプだ。

 新しいマツダのスカイアクティブXにもS/Cが装備されているが、これは希薄燃焼のための余剰空気を供給するのが目的。

 スカイアクティブXのS/Cはベルト駆動だが、コストが許せばこれは電動化したかったというのが本音。モーター駆動S/Cの価格がこなれてきたら、これから意外に流行るかもしれませんね。

マツダ3に搭載されてデビューすることが決まっているSKYACTIV-Xにはスーパーチャージャーが組み合わされている。余剰空気を供給するために搭載

ミラーサイクルエンジン

 ミラーサイクルと言ったりアトキンソンサイクルと言ったりちょっと混乱しているが、これは圧縮比より膨張比が大きい作動サイクルの名称だ。

 要するに「ピストンが吸気を圧縮するストロークより、爆発後にピストンが下降するストロークのほうが大きい」のがその特徴。

専門家をして、日本で有数のお金のかかった贅沢エンジンといわれるマツダのミラーサイクルエンジン。2.3Lで220ps/30.0kgmをマーク

 これを機械式のリンクで実現したものをアトキンソンサイクル、バルブタイミングの制御で実現したものをミラーサイクルと呼んでいる。

 そういう意味では、現在市場で買える「圧縮比<膨張比」エンジンはすべてミラーサイクルなのだが、なぜかトヨタだけはアトキンソンサイクルと呼んでいるのが混乱の元。  

アトキンソンサイクルエンジンを搭載するクラウンハイブリッド。トヨタはミラーサイクルではなくアトキンソンサイクルと呼ぶ

 そのミラーサイクルだが、量産エンジンとしての元祖は1993年登場のユーノス800(後のミレーニア)だ。これは一種のダウンサイズ過給エンジンで、2.3L、V6で、3L級のドライバビリティと2L級の燃費を狙った意欲作。

 過給器としてベルト駆動のリショルムコンプレッサーを使うなど、バブル期らしく贅沢にコストをかけたエンジンだった。

 商業的にはマツダのミラーサイクルは失敗だったが、可変バルタイを利用してお手軽にミラーサイクルを実現するという手法は、後に広く普及することになる。

 ミラーサイクルの原理は「小さく吸って大きく吐き出す」だから、吸気バルブの遅閉じでも早閉じでもエンジンが吸い込む空気量が減ってパワーはダウンする。

 そのかわり、膨張行程でのエネルギー回収率が高いから全体の熱効率が向上するし、同じ負荷を維持する場合のアクセル開度が大きくなってポンピングロスも減る。

 なるべくその状態を維持して走りたいのだが、加速する時などには通常のバルブタイミングに戻してパワーを出す。これが燃費悪化の元となる。

 ここまで説明すれば察しのいい人は気づくと思うけど、パワーが必要なときには電気モーターが助けてくれるハイブリッドは、ミラーサイクルとめちゃめちゃ相性がいい。

 極論すれば、ノートe‐POWERみたいなシリーズハイブリッドなら内燃機関は常にミラーサイクルで回せるわけで、電動化時代を控えてこれが内燃機関の標準となる日も近いのかもしれません。

ミラーサイクルエンジンはノートe-POWERのようなシリーズハイブリッドの発電用エンジンとして使うのがベスト。今後増えていく可能性もある

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