ハイブリッド車のまとめ
- 第８回 トヨタ マルチステージハイブリッド -
2017/05/12 公開
♪こ～の道～は いつか来たみ～ち
♪あ～あ そうだね～
♪ほォら アカシア～ァの 花が咲いて～る
どこで聴いた歌だっけな？
と、ググってみたら、作詞：北原白秋、作曲：山田耕筰とのことでしたので、小学校の音楽室ですね。
レクサス ＬＣ５００ｈに採用されたマルチステージハイブリッドの説明が童謡で始まるのには、もちろん訳があります。
この記事でいう「この道」とは、ステップ式ＡＴです。
その昔、もう３０年も前のことでしょうか。
自動車の仕組み教科書のＡＴのページにはこのように書いてありました↓
速度をトルクに変換できるトルクコンバーター（以下トルコン）が“主”変速機、当時は２～３速が中心でしたが、プラネタリーギアによる変速部が“副”変速機となっていたのです。
それがいつの間にか、プラネタリーギア部は変速部、トルコンはそのままトルクコンバーター（トルク増幅装置）と説明されるようになりました。
そう、トルコンは主役の座を奪われたのです。
それでも、トルコンは相変わらず重要な一構成要素であり続けました。
２０００年代頃からでしょうか、欧州車を中心に、ダルな加減速感を嫌ってトルコンをトルク増幅装置として使うのではなく、単なるスターティングディバイスとして使う傾向が強くなりました。
スターティングディバイスとは、信号待ちのようにエンジンがかかったままＤレンジで停止している場合にエンジン回転を吸収する装置です。
で、その究極的な姿が下図です。
これはメルセデスベンツの一部の車種で採用された、トルコンの替わりに油圧多板クラッチを用いたシステムです。
スターティングデバイスですから、エンジン動力の断続が出来て、かつスムーズに接続できればいいので、トルコンの必要はないわけです。
ステップ式ＡＴでは、トルコンは、主変速機 → トルク増幅装置 → スターティングデバイス → 多板クラッチに置き換え、と身をやつしたのです。
ただし、多板クラッチに置き換えられたのはメルセデスベンツの極々一部の車種のみで、スターティングデバイスとしての意味合いが大きな車種も増えてはいますが、未だにトルク増幅装置として使用している車種も多く存在しています。
マルチステージハイブリッド
２０１７年３月にデビューしたレクサス ＬＣ５００ｈに採用されたマルチステージハイブリッドを極々簡単に説明してしまえば、ＴＨＳⅡ ＋ ４速ＡＴです。
構図の概略図です↓
ＴＨＳの動力分割機構が「電気ＣＶＴ」なんて呼ばれているように無段階変速機なのに、さらにそこに４速ＡＴを加えたのですが、言い方を変えれば、レクサスＧＳなどに採用されていた２速変速機付 ＴＨＳⅡの４速版です。
２速までなら、納得ができるのです。
今や、ベルト・チェーン式のＣＶＴにだって２段副変速機付ＣＶＴなんてのもありますから、レシオカバレッジを広げるためにも２段の副変速機付は納得できます。
だけど、無段変速機が付いているのにもかかわらず、さらに４段変速機・・・
なんだかよく分かりません・・・・。
まッ、でもいいか！
♪こ～の道～は いつか来たみ～ち
♪あ～あ そうだね～
♪ほォら アカシア～ァの 花が咲いて～る
と、ググってみたら、作詞：北原白秋、作曲：山田耕筰とのことでしたので、小学校の音楽室ですね。
マルチステージハイブリッド
２０１７年３月にデビューしたレクサス ＬＣ５００ｈに採用されたマルチステージハイブリッドを極々簡単に説明してしまえば、ＴＨＳⅡ ＋ ４速ＡＴです。１０００ＣＣエンジンより１１００ＣＣエンジンの方がエラいのです
２５０馬力より２８０馬力の方がエラいのです
４気筒より６気筒の方がエラいのです。
リッター３０ｋｍより、リッター３２ｋｍの方がエラいのです。
ちょっと安心したことがあります。
下のグラフはトヨタ発表のグラフをなぞったものですが、どうやらこの無段階変速機 ＋ ４ＡＴには疑似１０速の演出をするモードがあるらしいのです。
信号が青に変わってアクセルペダルをガバッと踏み込むと、１速から１０速までＭＴ（またはステップＡＴ、ＤＣＴ）のようにタコメーターの針が行ったり来たりしてくれるらしいのです。
上のグラフはおそらく全負荷時（アクセル全開時）の制御で、８速でリミッターの効く２６０ｋｍ/ｈに到達しちゃうのだと思われます。
アクセルを全開にしなければ、もっと低い車速で次々と変速するはずです。
ただし、ゴールド免許のオッサンがＥＴＣのゲートを抜けて気持ち良く加速しても、１００ｋｍ/ｈでは１０速まで入らないと思いますが・・・
で、ナニが安心したかと言えば、
ハイブリッドばかり作っているイメージのトヨタですが、
実はみんな
フオォォォ～ン、フオォォォ～ン、フオォォォ～ン
って、シフトアップが大好きなんじゃん(^_^)/
前述の「数が多い方がエラい」理論に照らし合わせますと、マルチステージハイブリッドも４速より６速、６速より８速、８速より１０速の方がエラいわけです。
ハイブリッドではないＬＣ５００は１０速ＡＴを搭載しているのですから、これをハイブリッドに使わない手はない。
１０速もあれば、無段変速機であるＴＨＳのキモ・動力分割機構だっていらなくなる。
あれッ・・・？
どこかで聞いたハナシだぞ。
そう、冒頭で歌った「この道」のトルコンです。
当初は主役であったトルコンが、最終的には（一部車種ですが）舞台を降りることになった。
初代プリウスでは、動力分割機構は主役というより、独り舞台でした。
３代目でリダクション機構付きＴＨＳⅡとなり、動力分割機構は主役ではあるものの、リダクション機構という脇役が登場しました。
２速変速機付 ＴＨＳⅡでは、ただの減速機であった脇役が変速機となり、ちょっとだけスポットライトを浴び始めました。
そしてマルチステージハイブリッドでは、その存在感がだいぶ大きくなりました。
もう、脇役なしでは舞台は成立しません。
ここからは「もし」のハナシです。
副変速機が４段では納まらず、６速、８速と増えていけば、もう無段変速機の存在価値がなくなってしまいます。
そうであるのなら、動力分割機構は廃止して、油圧多板クラッチをエンジンとＡＴの間に配置すれば・・・
そう、動力分割機構は、ステップＡＴのトルコンと全く同じ道を歩むことになってしまいます。
さらにまだオチがあります。
エンジン ＋ クラッチ ＋ モーター ＋ ＡＴとなると・・・
嗚呼、コレと同じになってしまう・・・・
そう、日産のＦＲ用インテリジェント デュアルクラッチ コントロールです。
もう一段、オチがあります。
この「ハイブリッド車のまとめ」の序章では、「様々な搭載位置、搭載数のバリエーションが存在したジェット旅客機のエンジンが、今では両翼下に１基ずつの双発機にほぼ収斂しつつある」ということについて書きました。
新しい技術では、様々なバリエーションが試されるものの、最終的には時代の要求に適合したモノのみが生き残るという好例です。
と考えると、いまでは百花繚乱のハイブリッドシステムではありますが、いずれ少数のタイプに収斂していくのではないでしょうか。
それが、本命トヨタのＴＨＳではなく、当時はさほどハイブリッドにやる気を感じられなかった日産のインテリジェント デュアルクラッチ コントロールとなったら、ソレはソレで相当おもしろいな、と感じる次第です。
（新しいハイブリッドシステムが登場したら)
続く
（新しいハイブリッドシステムが登場したら)
続く