テスラ・モデル3 騒動より注目すべき隠れた技術 NASAの知見活用も

もくじ

ー 注目すべきは隠れた技術　設計は白紙から
ー 考え抜かれた安全性　テスラのモットー
ー 番外編：周波数はいくつ？

注目すべきは隠れた技術　設計は白紙から

テスラといえば、たいていの人は難航する量産化や、最近のイーロン・マスクに関する騒動、または、そのピュアEVパワートレイン技術に注目するだろう。だが、モデル3で彼らはシャシーとサスペンション設計に関する新たなアプローチを試みてもいる。

クルマのキャラクターや評価を決決定付けるこうした部分に関しても、彼らはこれまでの自動車メーカーが量産モデルに対して行ってきたようなアプローチはとらなかったのだ。本誌が行った独占インタビューで、複数のテスラのエンジニアたちが開発プロセスの内幕を明かしてくれた。

いまやほとんどの自動車メーカーが、プラットフォームをベースに主要な新型モデルの開発を行うが、テスラではモデル3のシャシーとサスペンションの開発にあたり、エンジニアたちが目指すものを実現すべく、まったくの白紙から設計をスタートさせている。最初の検討項目はタイヤだったが、テスラではタイヤこそが隠れたヒーローであり、フィールとドライビバリティにとって極めて重要だと説明している。2015年にスタートしたタイヤメーカーとの共同開発は、モデルS用よりも長いほぼ3年間に及んだ。

テスラでは、ハイパフォーマンスEV用タイヤには、内燃機関用タイヤとは違う難しさがあると話す。ロングレンジバッテリーを搭載した後輪駆動のモデル3では、車重が1700kgにも達しタイヤに高い負荷を掛けるとともに、デュアルモーター仕様で249km/hとされる最高速に加え、加速と回生ブレーキングの双方で発生する継続的なトルクにも耐えなければならない。

さらに、EVの重心位置はフロア下に搭載されたバッテリーパックによって内燃機関モデルよりも低く、そのため、旋回グリップを発生させるコーナー外側タイヤからの鉛直力も不足しがちだ。この問題に対応すべく、テスラはトレッド剛性に注目して、旋回グリップと少ないロール抵抗で望ましいバランスを実現するための新たなコンパウンドを開発した。加えて、タイヤ内部にはノイズ増幅を抑えるための吸音材が充填されている。

5つのリンク部とひとつのダンパーから構成される、ダブルウィッシュボーンに似たリアサスペンションだが、タイヤ接地面からの負荷に対してより良いコントロール性を確保するため、各リンクはそれぞれ独立している。また、フロントサスペンションも、厳格なフロントからのオフセット衝突試験で最大限の安全性を確保すべく設計されている。

考え抜かれた安全性　テスラのモットー

事故での直接的な怪我以外にも、ドアが開かなかったり、駆動用バッテリーそのものが危険を及ぼす可能性があり、こうした事態に対処するため、フロントタイヤとサスペンションに事故の衝撃が加わると、破断するよう当初から設計されたリンクが存在している。このリンクが破断することで、ホイールが後方に設置された3番目のリンク周囲を回転してボディ外側へと移動し、クルマと乗員、そしてバッテリーを事故の衝撃から逃がすようにしている。

四輪駆動モデルでは、追加モーターがフロントサブフレームのV字型をした空間に設置され、衝突発生時には後方へと押し出される。

ロック・トゥ・ロックが2回転の電動式パワーステアリングのレシオは10:1とクイックな設定で、完全な冗長性を備えたステアリングシステムには、万一の故障発生時にもすぐにバックアップが可能なよう、ふたつのエレクトリックコントロールモジュールとインバーターが搭載され、それぞれが高圧バッテリーから直接電力供給を受ける。

テスラのエンジニアたちは、モデル3のフロントブレーキに、最高のペダルレスポンスを与えるべく、安価なシングルピストンキャリパーではなく、より高価な4ポットを採用している。この結果、ブレーキング時以外にはブレーキパッドを完全に収納可能なピストンシールを設計することができ、空気抵抗を削減するとともに、航続距離の延長にも貢献している。

ディスク自体も、約24万kmとされるモデル3の全寿命に渡って交換不要となるように設計されているが、これは回生ブレーキによって、一般的なブレーキシステムよりも実際のブレーキング回数を減らせるために可能となった。また、錆が懸念されたため、エンジニアたちは新たな防錆技術まで開発している。

こうした点こそ、開発チームの「より良く」という姿勢と、「ひとつ改良出来れば、それがパフォーマンスかコストかに関わらず、われわれはさらなる改良をほどこすべく全力を尽くす」というモットーを表している。

番外編：周波数はいくつ？

モデル3の快適性を高めるためにサスペンションセッティングを見直す際、テスラはNASAの知見を活用している。

テスラのエンジニアたちは、人の体がある特定の周波数のもと、どれだけ不快に感じることなく過ごすことができるかなど、人間の限界について学ぶためNASAを訪問した。

ヘルツで表されるサスペンションからの垂直周波数は、快適性だけでなく、そのクルマのドライビングフィールが、穏やかでリラックスしたものなのか、シャープで刺激的なものなのかといった点にも影響している。

テスラによれば、ほとんどの車両のサスペンション動作は1.0Hzから3.0Hzの間だが、モデル3ではパワートレインのパフォーマンスにマッチした、スポーティでありながらも快適さを併せ持つシャシーフィーリングとなるよう、この周波数を、ウォーキングかジョギングと同程度になるよう調整しているとのことだ。