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業界ニュース 2018.11.22

トヨタのTHSをどう縦置きボクサーに載せた? スバルXVの2モーター式ハイブリッドシステムとTHS

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ロサンゼルスショーで正式発表されるスバル・クロストレックのハイブリッド仕様。2モーター式と発表されていることから、そのトランスミッションのカットモデルより、トヨタのハイブリッドシステム(THS)との関係を考察してみる。

 今回のクロストレックハイブリッドについて、トランスミッションにおける、スバルから発表されているスペック原文は以下のとおり。

    ヘンケル:RLE Internationalと戦略的提携を締結

■ Transmission
Lineartronic® CVT (continuously variable transmission) integrating two motor generators; includes X-MODE and Hill Descent Control; “B” range for engine braking slope control; air-cooled transmission oil cooler; SI-DRIVE performance management

■ Motor Generators
MG1 Operates as power generator to charge and maintain the high-voltage hybrid battery. MG1 is also the starter motor and generator for the gasoline engine.
MG2 supplies electrical drivetrain power output for the hybrid and electric vehicle (EV) driving modes. Also provides charging for the high-voltage hybrid battery during regenerative braking.
MG2 output: 118.0 HP / 148.9 lb-ft of torque, 0-1,500 rpm.

MG2のパフォーマンスをSI表記に換算すれば、出力は10kWで、トルクが65Nm/0-1500rpmということになる。

 写真左方からのエンジントルクは、Primary reduction drive/driven gear:平行軸歯車を用いる一次減速を経て、Motor generator 1(MG1)へ。通常のインナロータ式の三相交流永久磁石式同期電動機だろうと思われる。MG1からの出力はPlanetary power slit:動力分割機構へ流れる。遊星歯車機構を用いているがクラッチ/ブレーキの類が見当たらないことから、THSと同じシステムを用いているようだ。

 動力分割機構を経たのちに二次減速される。二次減速のドリブンギヤはTransfer drive gear(トランスファギヤ)と同軸タンデム配置となっていて、前軸駆動のためのトルク配分へと系統が分かれている(黄枠)。

 ギヤ比/歯数が発表されていないので見た目からの判断だが、一次減速比はそう高くなく(ほぼ1:1レベルか)MG1へ、対する二次減速は減速比が大きい(「Reduction=減速」とあるが、むしろ増速に見える)。さらにその後段でMotor reduction Planetary(遊星歯車機構によるモーターリダクション機構)でトルクを増大、MG2へと入力する仕組み。MG1と同じく、インナロータ式の三相交流永久磁石式同期電動機だろう。

 後輪へのトルクフローはMG2後のElectric controlled couplingで断続する仕組みのよう。つまり、高効率を図り普段はFWD、滑りやトラクション不足を車両が検知した際にAWDという使い方ができる。トランスファギヤは常時噛み合い式なので、前輪は常時駆動。FWDの際にも回生によるエネルギー回収が図れる。

 変速機のスターティングデバイスがエンジンとの完全断続機構を備えているならFWD/AWDによるモーター走行も可能、いっぽうでRWD走行というのは機構的に無理のようだ。

 では、ここで本家THSの横置き式を眺めてみよう。現行プリウスに搭載されているユニットである。

 エンジントルクの入力は遊星歯車機構のプラネタリギヤキャリアへ。MG1は同じく遊星歯車機構のサンギヤに接続されているので、エンジントルクでMG1を回転させることができる。リングギヤはMG2への経路としてあり、MG2用減速機構を経てMG2本体へと通じている。

 このハイブリッドトランスミッションの技術的なトピックがふたつあり、ひとつがMG1/MG2の配置を別軸としたこと、もうひとつがMG2減速機構を平行軸歯車式に改めたことだ。ともに、先代に対して著しい小型軽量化と伝達効率の良化を実現している。

 横置きは軸数が多くて奥まっているからわからんという方のために、縦置きのTHSもご紹介しよう。レクサスLCから搭載が始まったマルチステージハイブリッドと称するタイプである。

 主要な機械構成要素は横置き/スバルの2モーター式と同じ。ユニークなのは、プロペラシャフト出力直前に、遊星歯車機構を備えていること。欧州などの超高速域にもTHSが対応できるように本機構で4段で変速、本体側の制御と合わせて10段変速制御を実現している。

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(MotorFan Motor Fan illustrated編集部)

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