雑誌に載らない話vol55
2012年10月5日、日産の先進技術発表会が行われた。日産の先進技術は、環境技術、安全技術、より高次元の走りの技術（ダイナミック･パフォーマンス）、クルマに提供する新たな付加価値（ライフ･オンボード）という4カテゴリーに分けて紹介されたが、ダイナミック･パフォーマンスの分野では市販化が間近の世界初となる「ステア by ワイヤー」が発表された。
●環境技術
環境・燃費向上技術は｢日産グリーン･プログラム2016」のシナリオに沿って開発が進められている。｢日産グリーン･プログラム2016」は、2011年10月に策定され、2016年度までの6ヵ年中期環境行動計画と呼ばれる。
その概要は、次のような内容だ。
・EV、燃料電池車8FCVなどゼロ･エミッションの普及：日産、ルノーと共同で150万台のEVを販売。日産はリーフ以外に3台の新型車を投入。FCV導入の準備。EV用駆動バッテリーの分野でグローバルリーダーとなる。パートナーと共同し、EVとスマートハウス、EVとスマートグリッドを推進する。
・低燃費車の拡大：2016年までに企業平均燃費を2005年比で35%改善する。そのため各クラスで燃費トップとなるモデルを投入する。Cセグメント以上のFF車にハイブリッドを投入し、FR車はハイブリッドを拡大する。またプラグインハイブリッドも新規投入する。次世代CVTをグローバルに投入し、CVT搭載車の累計2000万台を目指す。新高張力鋼板を使用し軽量化を目指す。企業活動におけるCO2排出量を減らす。
↑自動操縦で所定位置までバックするリーフ
環境技術関連では、今回はEV関連技術として、非接触ワイヤレス充電システムとアドバンスド･パーキングアシストの組み合わせが発表された。
EVのワイヤレス充電はすでに各社から発表されているが、充電場所に正確に車両を駐車する必要がある。そのため、今回は充電用の駐車スペースの近くでスイッチを押し、アラウンドビューモニターが駐車スペースを認識した時点でギヤを「R」に入れると、電動パワーステアの自動操舵により指定場所に正確に駐車できるシステムだ。
システムとしては、アラウンドビューモニターで得られる画像情報をベースにして、自動的にステアリングが操作され、駐車枠内にある充電スポットに正確に停車するというものだ。なお自動駐車は縦列駐車でも車庫入れ駐車でも対応できる。また補助的に駐車スペース周囲の障害物検知できるソナーも装備され、障害物に接触の恐れがある場合はソナーが警報するようになっている。
2番目は、現在、国内や海外で実証実験中のe-NV200、つまりNV200をベースにしたEVのデモンストレーションだ。
基本的な駆動ユニット、バッテリーはリーフ用と共通。決められた箇所への配達業務ではきわめて有用と言える。また静粛性、強力な低速トルク、床下バッテリー配置による低重心化で、商用車の常識を打ち破る走りも実現している。市販化はかなり近いと見られる。
3番目は、「リーフ to ホーム」、つまりリーフのEVバッテリーから家庭への給電を可能にする、給･充電制御器（EVパワーステーション）の展示だ。
リーフのバッテリーからは家庭用電力の2日分を供給する能力があり、停電時に威力を発揮するだけでなく、家庭で太陽光発電を行った場合、その電力でリーフのバッテリーを充電することができるなど、双方向性を持つ電力コントロールユニットで、すでに7月から日産ディーラーで販売されている。補助金適用で、工事費込みで33万円だ。
4番目は、FF車を想定した新開発のハイブリッド車を公開した。基本システムはすでに日産がFR車で採用している1モーター/2クラッチのパラレル式で、走行中でも自在にエンジンを停止し、モーターの駆動力もカットした無動力走行もできるのが特徴だ。なおFR車のハイブリッドは7速ATとの組み合わせだが、今回のFF車用はいずれもCVTとの組み合わせになっている。
↑2.0LのMR20DD型直噴エンジン＋ハイブリッド
↑2.5LのQR25DER型直噴スーパーチャージャー＋ハイブリッド
日産は、ハイブリッドシステム搭載モデルは中型以上のクラスを想定してるようで、ベースとなるパワーユニットは2種類。ひとつは2.0LのMR20DD型で直噴エンジンとハイブリッドの組み合わせ。もう1機種は2.5LのQR25DER型の直噴＋スーパーチャージャー付きとハイブリッドの組み合わせだ。MR20DD型は2.5Lクラスの車両、QR25DER型はV6型・3.5Lクラスの車両に搭載されると予想される。公開されたテスト車両は、アメリカ専用設定のインフィニティJX（本来はV6型・3.5Lエンジン搭載）であった。
5番目は新世代エクストロニックCVTだ。今回発表された新世代CVTは、2.0L〜3.5LをカバーするCVTで、2.0Lクラス用は従来からのバンドーネ式金属ベルトを採用し、許容トルクは250Nm以下。一方、2.5L?3.5LクラスをカバーするCVTはルーク社製のチェーン式を採用。こちらは350Nmレベルであろう。
新世代と呼ばれるだけに、いずれも副変速機構なしで変速比幅は7.0とワイド化され、40%ものフリクションを低減。また海外市場でも採用されることから、アクセルの踏み込みに大してリニアに加速レスポンスが得られるようになっていることが特徴だ。
実際に乗ってみると、CVTとは思えないほどダイレクトな加速感が感じられ、現時点では最も優れたCVTと言える。
●安全技術
日産の安全技術の目標は、1995年対比で2015年までに日産車ユーザーの死亡・重傷者数を半減し、2020年には2015年目標の半減を行うというシナリオが描かれている。これを実現するためには、事故そのものの発生を抑える、つまりアクティブセーフティやプリクラッシュ･セーフティを重視することになる。
そのコンセプトを日産では「セーフティシールド」と名付けている。クルマの全方位での安全性を高めるというコンセプトで、これまでに全車追従型クルーズコントロールや車間距離制御、アラウンドビューモニターの採用などを推進してきた。
そして次のステップとして、２０１２年末には「ペダル踏み間違い衝突防止アシスト」が採用されたエルグランドが登場する。すでにこのニュースは発表されている。なお、このシステムは、アラウンドビューモニターと超音波ソナーを組み合わせたシンプルなシステムで、障害物に向かって加速することを防止する。
また、同様にリヤカメラのみで、後退時の進路に歩行者などが出現すると警告する「ムービングオブジェクト・ディテクション」、走行中に斜め後方から接近する車両を警報する「ブラインドスポット･ワーニング」、斜線からの逸脱を警報する「レーンデパーチャー・ワーニング」なども商品化されている。
今回、新たに発表されたのが「緊急操舵回避支援システム」だ。このシステムは、ブレーキでは衝突を避けることが難しい状況、走行中に路肩駐車した車両の間から歩行者が飛び出すなどのケースで、障害物に衝突しそうになった時、自動ブレーキだけでなく自動操舵も行うことで衝突回避の支援を行うシステムだ。
低速域での急な横方向からの飛び出しのような、予測できないリスクが発生した場合、またドライバーの認知遅れにより高速で渋滞末尾に追突しそうになった場合などにその効果が発揮される。ただし、自動ステアリングで危険回避を行うには、回避するエリアに障害物がないことを事前に検知することが重要となる。
そのため、このシステムでは車両の前方を監視するレーダーとCMOSカメラ、車両左右後方をモニターする2個のレーダー、車両の周囲に設置された５個のレーザースキャナーセンサーを装備し、ブレーキでは回避できない衝突リスクを算出し、同時に前方の左右に障害物のない回避できるゾーンが存在すること、後方側面から接近する車両がないことを検知した上で、危険が迫っている場合にドライバーにステアリングを切る方向を指示し、ドライバーの反応が遅れた場合は自動操舵して衝突を回避するようになっている。
作動としては自動減速と自動操舵による緊急レーンチェンジが組み合わされた動きとなる。危険が迫った場合に警報音と警告灯が表示され、作動時にはより明確な警報音と操舵方向が表示され、同時に自動操舵が開始されるようになっている。このシステムは80km/h以下であれば約80%の事故が低減できるという。
このシステムはレーダーが3個、レーザーセンサーが5個、CMOSカメラ1個と、センサーが多数必要であることがネックとなるが、将来的にはレーダー、カメラ、レーザーセンサーなどを他の安全機能と共用させることで市販条件が成立すると考えられる。
●ダイナミック･パフォーマンス
日産が目指すダイナミック･パフォーマンスの目標は、クルマが身体の一部になったかのような一体感のある自然な操縦感覚の実現である。この目標を走行シーンごとに、静かなときめき→胸の高鳴りの加速→意のままにコーナーを駆け抜ける→高速での信頼感というシナリオとして描き、それぞれのシナリオをテクノロジーで達成するわけだ。
このような日産が目指すダイナミック・パフォーマンス･テクノロジーのひとつとして今回発表されたのが、「次世代ステアリング技術」であり、操舵系の完全な電子制御化により、意のままのステアリングフィールを実現し、スポーティなハンドリングと安心感を両立させることのできる技術としている。
この次世代ステアリング技術とは、機械的に結合されたステアリング機構なしの「ステアリング by ワイヤー」を意味する。
この革新的なシステムは、日産において「ハイキャス」、「スーパーハイキャス」、「4輪アクティブステア」などシャシーの電子制御システムを開発してきたチームの技術的な蓄積やノウハウの延長線上にあり、ドライバーの意のままの走りと高次元の安定性の両立を狙っていると言える。
システムとしては航空機の「by ワイヤー操舵システム」と同様で、ラックギヤを左右2個のモーター（ステアリングアングル･アクチュエーター）で操舵し、ステアリングホイールには「ステアリングフォース・アクチュエーター」（モーター）が装備される。これらを制御するのは3個のECUで、3個が相互監視するフェールセーフシステムとなっている。
なおステアリングホイールの軸に位置する「ステアリングフォース・アクチュエーター」はドライバーの操舵意志や意図を検知すると同時に、ECUからの信号によりモーターで擬似的にステアリング操舵力、保舵力、復元力などを発生させる仕組みだ。
こうしたモーターによる制御以外に、バックアップシステムとして従来通りの機械式のステアリングシャフトを持ち、その先端はピニオンギヤによりラックギヤと結合されている。そしてシャフト中間にクラッチを装備し、通常はクラッチにより切断されている。つまり、ステアリング系の電源がオフになる失陥を想定し、エンジン停止時にのみクラッチが結合され、機械的操舵が行われる。
このような「by ワイヤー式ステアリング」では、理論的にはサスペンションのジオメトリー、キングピン軸位置とは無関係に操舵特性や操舵フィーリングを実現することができ、また自動操舵、自動カウンターステアなども自在にできることになる。
日産は、ステアリングホイールの動きからドライバーの意図を読み取り、電気信号によりモーターを作動させてタイヤを操舵。従来の機械的な操舵システムより、すばやくドライバーの意図をタイヤに伝え、逆に路面からの情報も機械式より早く、より分かりやすくドライバーにフィードバックさせることで、ダイレクト感を極限まで向上させるとしている。
また路面の不要な外乱要素は電気システムで遮断し、必要な情報だけをドライバーにフィードバックするため、ドライバーは細かな修正舵が不要で、当初意図した通りのラインを走行できるという外乱を遮断するメリットも生じる。
さらにこのシステムは、機能の一つとして、少ない舵角修正で正確に走行ラインをトレースできるようにするため、世界初となる「直進安定性向上機能」を備えている。これはルームミラー上部に設置された車載カメラで前方の道路の車線を認識し、クルマの進行方向との車線との間にズレが検知された時には、そのズレを低減するようにタイヤ角を修正し、ステアリングに反力を与えるようにしている。
このため、横風やワダチなどでクルマの進路が変化してもその変化を少なくすることで、ドライバーの修正舵を抑え、安心感を高めるとともに長距離ドライブでの疲労を軽減することができるのだ。
なおこのステアリングシステムは、by ワイヤー･ステアリングシステムの実用・商品化と、カメラ映像でタイヤ角とステアリングの操舵力を独立して制御し、直進性を向上させる機能の二つが世界初となる。そして日産は、このシステムを1年以内にインフィニティ（おそらくG37＝スカイライン370GT）に採用すると発表した。
試乗車は現行モデルのインフィニティG37が用意された。試乗コースにはワダチや路面の段差などが設定されていたが、そのショックがステアリングホイールには伝わってこない。それでいてクルマはステアリングを切った方向にしっかり安定して走ることができる。
さらには傾斜角が強めに付いたバンクでは、通常はクルマはバンクからずり落ちようとするためステアリングはバンク側に切って修正しなければならないが、このクルマは本来の進行方向にステアリングを保持するだけで修正舵を必要としないことも体感できた。
ステアリングホイールの操舵力、保舵力はやや重めで、これはインフィニティG37のスポーツ性重視のキャラクターに合わせたものだろう。ステアリングのフィーリングとしてはレスポンスが鋭く、しかも安定性が高まったというフィーリングある。ただし、バンク走行での自動修正舵は、ドライバーはすでに予測しているので、ステアリングホイールによる修正舵なしに走るときは少し違和感を感じた。
いうまでもなく、クルマの性格に合わせ、ステアリングの重さや味付けはどのようにもできるし、こうした自動修正舵による直進性も、自在にチューニングできることも強みといえる。しかし、日産はドライバーの感覚とステアリングを一体化させ、かつてないダイレクト感のある「意のままの走り」を目指すコンセプトだという。
このステアリングシステムは、すでに採用されている4輪アクティブステアリングとの統合制御で、より革新的な走りを実現できるのではとさらに期待が高まる。
ダイナミックパフォーマンスの2番目は、「アクティブエンジンブレーキ」だ。これは、CVTでエンジンブレーキの強さを走りの状況に合わせて強弱を制御し、コーナリング進入や停止時のブレーキ力をアシストし、ドライバーの意図するブレーキ力コントロールを行うというものだ。
ステアリング舵角センサー、車速センサーなどの情報を元に、コーナリング時の進入段階で自動でエンジンブレーキ力をコントロールし、滑らかにコーナリングでき、ややオーバースピードで進入した場合でもエンジンブレーキが強く効くことで、ブレーキペダルの踏み増しを抑えることができる。また直線路で停止する場合でも最適なエンジンブレーキ力を発生させブレーキペダルの踏み増しをなくすことができるという機能だ。
注目したいのは、現在主流となっているCVTは、どうしてもエンジンブレーキの効きが弱くアクセルペダルを戻しても空走感が強くなりがちで、そのままでは減速時に運転がしにくく感じる。手段としては意図的にマニュアルモードでシフトダウンする必要がある。しかしこのアクティブエンジンブレーキ機能があれば、CVTでも減速時にコントロールしやすく、ドライバーも運転しやすいと感じる。だから、トランスミッションにCVTを採用しているクルマにはとても有用なシステムといえる。
このアクティブエンジンブレーキのシステムは、CVTのアダプティブ制御で、ドライバーの運転状況に合わせて自動的にエンジンブレーキのコントロールをするようになっているが、逆に言えば、コーナーからの加速でもギヤ比が下げられているため、最加速しやすいとも言えるわけだ。したがって、大きなくくりで言えば、ドライバーの運転状況に適合させたCVT変速制御の分野といえよう。
●ライフ･オンボード
日産が提唱する「ライフ･オンボード」というコンセプトとは、クルマに乗り込む瞬間から降りるまでの全てのシーンで新しい価値を提供することを意味し、それは「驚きの機能と上質な造り」で実現できるとしている。簡単に言えば、運転しやすいコックピットのデザイン、快適なキャビン、インテリアの上質な仕上げなどを意味する。
これらを実現するために、技術的な研究成果をもとにして市販モデルに積極的に反映しようということである。
今回の発表会では、シートの研究成果が展示された。まず基礎研究は人体の血流に注目し、血流がよい姿勢＝疲労の少ない姿勢とされ、無重力状態での仰向け姿勢が理想のニュートラル･ポジションとされる。この姿勢は、ジェット戦闘機のパイロットやF1ドライバーのドライビングポジションに近似するが、もちろんクルマのドライビング姿勢としては無理がある。
そのため、通常のドライビング姿勢でも血流がよいポジション、シートバック形状を模索し、その結果実現したのが「スパイナルサポート形状」だ。スパイナルとは脊柱の意味で、シートバックは骨盤、腰椎部分から胸部の背後の脊柱付近まで連続的に支持できる形状にすることで体圧分布が均一化し、血流が最も優れているという。
もともと欧州車のシートバック形状は日本車のものより上方まで支持する形状だが、今回開発された「スパイナルサポート形状」はそれより上部の脊椎までサポートしている。この新コンセプトのシート形状はすでにエルグランドの2列目シートとして採用されているが、新たな展開として、セダンのリヤシートにもスパイナルサポート形状をコンフォタブルシートを開発した。
つまりリヤシートでも乗員の背中の上部までシートバックが密着し、またリヤシートの特徴として乗員の姿勢の変化にも対応した包み込み形状に仕上げているのが特徴。さらに乗員の脚の長さの違いに適合させるためクッション前端をソフトにした体格差対応クッション構造も採用。この新しいシート形状により、リヤシートの乗員も疲れにくく快適なドライブを楽しむことができるわけだ。なお、このパイナルサポート形状のリヤシートは、ニューヨークタクシー用のNV200にも採用されるという。
2番目は、インテリアの材質の高触感、高品質感を追求する研究･開発だ。人間の触感や品質の判別感覚を、「硬軟感」、「粗滑感」、「温冷感」、「乾湿感」という4分野の指標で解析し、材質をこれらの指標で計測しながら、より触感の優れた、品質間の高い艤装材料処理を追求。結果的には艤装材が指の柔らかさに近いほど人は快感を感じ、同時に表面処理は指の指紋の感覚に近い凹凸感であれば気持ちよく感じることが判明したという。
このような研究結果をベースに、樹脂性のインスツルメントパネルの表面は指紋の感覚に近い「低光沢ソフトフィールシボ」加工とし、より高級なソフト素材によるインスツルメントパネルやトリム材、シート表皮などにはソフト感、表面処理にこうしたコンセプトを取り込んで設計し、艤装部品サプライヤーに設計データを供与するシステムにしているという。
このため、複数の艤装部品サプライヤーでも同等の仕上がりの艤装部品を供給できるようになっている。
