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業界ニュース 2019.1.2

エンジンで直接タイヤを駆動するクルマは20世紀の遺物と呼ばれる日が来るかもしれない 畑村耕一「2019年パワートレーン開発への提言」(2)

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マツダでミラーサイクル・エンジン開発を主導したエンジン博士の畑村耕一博士(エンジンコンサルタント、畑村エンジン開発事務所主宰)が、2019年のスタートにあたり、「2018年パワートレーン重大ニュース」を寄稿してくださった。昨年年頭にも、「2017年のパワートレーン重大ニュース」を掲載したが、再びパワートレーンの現在と未来について、プロの見方を聞いてみよう。5回シリーズの第2回をお届けする。テーマは、「クルマの走りの理想と回転機械の限界」である。TEXT◎畑村耕一(HATAMURA Koichi)

クルマの走りの理想と回転機械の限界

    CVTのラバーバンドフィールって?

 ここではクルマの「走り」について、思い込みを捨て原点に戻って考えてみたい。


 クルマの駆動力は速度ゼロから大きな駆動力を発生して、高速までその駆動力を維持するのが理想である。タイヤの駆動トルクは回転機械(エンジン/モーター)のトルクに減速比をかけた値になるが、タイヤの摩擦力が充分高いとすれば、回転機械内部や減速機構の機械的強度で最大駆動力は制限される。回転機械のエネルギー源(燃料/電力)にエネルギー効率をかけたものが出力として取り出せるが、残りのエネルギーは熱となって放出される。この熱によって回転機械の温度が上昇して温度限界(例えばエンジンの排気温度/モーターの巻線温度)に達すると、回転機械の出力限界になる。低速から最大駆動力を維持して、速度が増加すると駆動出力(=駆動力×速度)が増加してこの限界に達した点が最大出力となって、それ以上の速度ではトルクが低下する一定出力の駆動力カーブになる。


 電動モーター駆動はこのような理想のトルク特性を持つが、エンジンの場合、回転数ゼロでは運転不能で、1000rpmを過ぎてやっと小さいトルクが出て、中速回転で最大トルクになり、高回転で低下していく。そのため、トランスミッションを使って理想の駆動力カーブに無理やり近づけようとしているが、ATでは変速が必要なので、シフトショックとエンジン回転数が段付きで変化することによる応答遅れが避けられない。CVTの場合は無段変速だが、エンジン回転数変化にともなう応答遅れ、よく言う”ラバーバンドフィール”が避けられない。

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(MotorFan Motor Fan illustrated編集部)

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みんなのコメント

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  • sai*****|2019/01/02 22:54

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    本気でEVが主流になるんだろうか?世界規模ではならないと思うが…。もっと技術革新がないと、EVは非効率な車だから。一旦、石油から電気にして、それを送電線にのっけて車に入れるんですから、効率がいいはずがない。もっと、電池が小さくなって車重が軽くなり、充電時間も短くなれば別なんでしょうが。
  • cnb*****|2019/01/03 01:04

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    単に機械の目先の効率だけを主眼とした、全く車と言うものが分かっていない記事。
    モーターとエンジンのトルク特性を引っ張り出して、
    エンジンが性能が悪いとでも言いたいのか?
    エンジンのトルク特性は人間の特性に合っているが、モーターは人間の特性に合っていない。
    モーターのトルク特性に合わせてゼロ発進から急激に大トルクで加速を始めたら非常に乗り心地が悪いため、人間を乗せる以上強烈なモーターを装備してもその最大トルクを使うことはない。
    人間は徐々に滑らかに加速度を大きくしてしていくのが心地よいのである。
    また、モーターは回転数すなわち速度が大きくなるとトルクが必ず減る。
    エンジンは回転数すなわち速度が大きくなってもトルクが減らないどころか、むしろある程度までは増える。
    これは人間の特性に合っているのと同時に、高速道路等での中間加速時には適切な加速が出来る。
    車は人間が乗る乗り物だと言うことを忘れてはならない。
  • sss*****|2019/01/03 01:03

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    EVはもちろんFCVもe-powerのようなシリーズハイブリッドもレンジエクステンダーEVも駆動は電気モーターです。
    来るかもしれないというけどむしろ既定路線かと思います。

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