研究開発に見た遠回りの結論にあきれる -水素エンジンと点火装置-


2013年10月22日火曜日

凸凹道は両手放しで真っ直ぐ走るが、鏡のような道では決まらない変なクルマ

かなり前のことだが、北海道で行われたそのクルマの試乗会。当然コースはバラエティに富んでいて、舗装の崩れた道路から、鏡のように平らな道路まである。

当時の我々の試乗項目には、ハンドルから両手を離した状態で、何処まで真っ直ぐ走るか、と言うようなことを組み入れていた。

その試乗車は、ステアリングとサスペンション周りも一新して、これまでにない直進安定性を確保した、と言うことがキャッチフレーズに盛り込まれていたが、走行ラインが何となくピタリと決まらないので、何処まで本当なのだろうか、と言う気持ちから両手放し走行を、鏡のように平らで凸凹のない道路でやってみた。

するとどうだろう、いつの間にか右へ行ったり、左へ来たり。シャキッと走らない。

この状態だと、舗装が壊れた凸凹道では、何処へ行くか危険だから、両手放し走行などやれるわけがない。デモ、恐る恐る両手をハンドルから放してみると、あら不思議、サスペンションは大きく作動しているものの、走行ラインに乱れは出ず、数百メートル両手放しで、普通に走りきってしまったのだ。

これ、普通は逆のはずだが、何か変である。第一、舗装のしっかりとしている道がほとんどの日本では、クルマの資質としては逆なので、疲労の多い状態となることが懸念された。

その原因について、当初の開発者はこちらの質問を素直に聞くつもりはないようで、結論が出なかったが、その後の情報で、その開発者は技術力がない人物だった、と言わざるを得ないことが判明。

その情報とは、フロントサスペンションが作動することで起きる、タイヤのトー変化を出来るだけ抑えて、直進安定性を高めるため、これまでと違うステアリングのラック&ピニオンからタイロッドに至る構造を取っていたことが原因で、タイロッドの重さとボールジョイントの摩擦が関係している、というものだ。

その構造を図示してみた。上が普通のラック&ピニオンからタイロッドに至る構造で、下が問題となったクルマに採用されていた構造。
上が普通のラック&ピニオンとタイロッドの関係位置。下がタイロッドを長くすることでサスペンション作動時のタイヤトー変化を小さく抑えるタイロッドの長さと位置関係。タイロッドが重く、垂れ下がり状態となり、フリクションが大きくなって、初期の動きが悪くなった結果、鏡のような平らな道路での直進性に問題が出た

何処が違うか一目瞭然。タイロッドの長さが違う。長ければサスペンションの上下動で変化するボールジョイント部分での円弧が大きくなり、強いてはその末端に取り付けられているナックルアームに影響を及ぼすことも少なく、タイヤはトーの変化が小さくなる。と言う構造で、素晴らしいものなのだが、作りこみと煮詰め不足により、問題点を我々が見つけてしまったのである。

このような問題のあることを、メーカーの開発人は認識していなかったと断言できる。それは、見かけ上の対策として、ごまかしが出来る内容だからだ。

しかし、そのような問題が、何故起きるのか、何処がまずいのか、更に一番の問題は、このようなことが起きていることを知っていたか、それが分かっていなければ、試乗車に対策することは出来ない。言い方が悪いが、分かっていなかったと断言できるのである。

何故、タイロッドを長くしたら鏡のような平らな道で直進安定性が出なかったのか。

それは、長いタイロッド=重量がある。と言うことで、常に垂れ下がり状態であり、更に、その垂れ下がったところは摩擦も大きい。動くもの同士が一度動きを止めて一体となると、再び動き出そうとするときの力は大きなものが要求される。これはボールジョイントのような、摩擦を使って回転や作動位置を決めているものも同様で、それが使い方と、一部の構造により悪さが出ることもある。

クルマが安定して真っ直ぐ走るには、タイヤからの外乱を受け流す構造が重要(レーシングカーとは考え方が違う)で、そこにあるタイロッドの長さと構造がどのようなことになるか、理解されていなかったことと思われる。つまり、動きの渋いタイロッドが全ての原因である。そのため、以後この構造を持つクルマは作られていない。

このタイロッド構造を持つクルマは1987年にVWサンタナとして、ニッサンがノックダウンし、日本でも発売されていたが、しっかりと作りこみがなされていたのだろう、これまで書いたような問題点はなかったように記憶する。


2013年10月9日水曜日

シンクロが弱くなったMTにATFを使うとどうなる?

実は、ATFをMTのオイルとして使用する、と言う方法は、実績を持っており、数種類のATFを使っての実験もある。

それは、ジムカーナ走行用にチューニングした、ニッサン・シルビアS13NA仕様。

ジムカーナのコースには180度ターンがあり、半径が3mほどであるため、リヤをスライドさせながら、カウンターステアをきれいに決めないとスムーズに通過しないのだが、重要なのは、速度を低下させない走りの中で、一瞬のうちに1速ギヤへのチェンジを必要とすること。

MTそのものがダブルコーンやトリプルコーンシンクロならともかく、そうではないシルビアでは、どうしてもシフトが遅れる。

そこで当初はガレージに転がっていたディキシロンⅡのATFで試したが、僅かに向上したものの、完璧とはならない。

次は、当時発売されていたニッサンセドリックに採用されていたトロイダルCVT用のATFを入手することだったが、部品販売はないという話。ATF交換などの必要性が出た場合には、全てディーラーがその特殊なATFを管理し、メンテな必要なクルマにのみ対応すると言うことなのだ。

トロイダルCVT用のオイルなら、その要求度高さから、たぶんMTのシンクロも格段に作動性が良くなるはずだが・・・仕方がないので、同じニッサンのハイパーCVT用のATFを購入して、入れ替えてみると、ここでもシフトの向上があり、何とか納得できる範疇に収まった。

このようなことがあったので、走行距離が多くシフト操作がスムーズではない、スズキ・エブリイワゴンMTに、ATFを使用する作戦に出た。原因は主にシンクロの磨耗にあることは明白。

この、へたったシンクロの対策をしてくれそうなのが、使用するオイルである。MTに求められるオイルは、あくまでも潤滑だが、オイルの切れがよければシンクロの滑りを抑制する効果がある。つまり、シンクロの作動が回復する?

ATFに要求されるものは、数万回転するギヤやベアリングの潤滑とクラッチ板を確実に保護しながら接続する能力、そして、作動油としての粘度である。

こうして見ると、MTにだって当てはまるものがあるわけだし、その要求度はATの方が高いとなれば、問題を抱えるMTにATFを使用するメリットはある。

実は、トヨタでも小型車のディーゼル搭載車MTに対し、ミッションオイルはATFを使用していたことがある。その理由は、ギヤオイルとしての性能が高く、攪拌抵抗も小さいことから、走行に対して有利だからと言うこと。ただし、ニュートラルのときアイドリングでクラッチペダルから足を離していると、ミッション内のギヤ歯打ち音が出るため、エンジン騒音の高いディーゼルだけにしているそうだ。

また、レースでの使用で実績もある。それは、3速のシンクロがへたったクルマ。筑波サーキットでのレースだから、3速の使用頻度は高く、シフトのたびにギヤ鳴りがしていてはシフトに時間がかかる。僅かな時間でも、ラップタイムには影響する。

そこで、ATF(ディキシロンⅢを使用)にギヤオイルを交換してみた。すると、これまでのことが嘘のように、シフトは気持ちよく決まったのだ。

このような経験から、即座にMTオイルをATFに交換。どのような結果になるかは、予想していた通り。

その効果は直ぐに現れ、徐行中の1速へのシフトが軽い。素早い2速へのシフトもスムーズ。これまで、タイミングを計らないとギヤ鳴りしていたのが嘘のようにない。

そして、気にしていた停止時ニュートラルのギヤ歯打ち音は、注意しなければ変化に気がつかない程度。これは、おそらくギヤが小さいため回転マス変動に対する追従性が高いからだと思う。

なお、このようなATFの使い方について試す場合には、全て自己責任でお願いしたい。
用意したのは2リッターほどのATFディキシロンⅢ.電動のオイルチェンジャーを逆に使って押し込む

バッテリーに接続しスイッチを入れれば、粘度の小さいATFは気持ちよく送り込まれる


2013年10月1日火曜日

南カリフォルニアで行われた“NISSAN360”会場で、リーフのレーシングカーをドライブ

NISSAN360会場には、特別なクルマも用意されていた。それが、リーフの動力系を流用して作られた「リーフRC」だった。

パワートレインは同じだからモーターの出力は80kW(107hp)。トルクは280N・m。バッテリーも同じものを使用しているので24kWhと言うことになるが、そのほか全てが違うのは当然のこと、と言っても過言ではない。

ボディ周りはレーシングカーであるから、目的志向は強く、サーキットでの走行しか計算していないので、大きなリヤウイングを装備し、全長は20mm長い4465mm。全幅は172mm広い1942mm。全高は333mm低い1212mm。そして車重は595kg軽い925kg。

また、前後重量配分と重心位置を理想なものとするため、バッテリーパックはシート後部のミッドシップへ。インバーターとモーターなどの駆動系はリヤに配置している。ここまでやってポテンシャルを引き上げていれば、ドライバー次第で、性能は十分に引き出せることは請け合いだ。

実は、このリーフRC、2011年のEVフェスティバルに展示されており、会場の筑波サーキットで広報の方に「乗せて」と、冗談半分に話をしていたのだが、それが現実になったことに若干興奮していた。

リーフRCに乗り込むには、着脱できるステアリングのおかげでそれほど難しいことではないが、レーシングシートのバケットは、しっかりと腰回りをサポートしてくれるようになっているため、そこに滑り込ませるには、多少の無理を強いられる。
これリーフをベースにしたレーシングカー。但しベースとなっているのは動力や駆動系だけで、純然たるレーシングカーである。クラッチもミッションもない分扱いやすさが光る 

フルハーネスのシートベルトは、アメリカ日産の方が装着を手伝ってくれるため、手間がかかることはない。ベルトを引き締めてから、更にシートスライドを前方へ移動させることにより、確実にシートに固定される。これで準備万端。

もちろん2ペダルで、左足でのブレーキ操作がしやすいように設計されているのは、ATのブレーキペダルを、基本的に左足で踏む私にとってはうれしい限りである。

そして、万が一のことを考えて、助手席には関係者が同乗。更に、テクニカルなコースでは、ナビ的に曲がる方を指し示してくれる。シート高が低く、コースは白線を引いたところもあるため、何処が走行ラインなのか、見えないこともあるからだ。

ゆっくりスタートラインに着くと、すぐさま“GO”のサインが出る。

ここぞとばかりにアクセルは床まで踏みつける。するとタイヤは、ズズズッと言う摩擦音を発し、ホイールスピンに近い状態を作り出しながら、完全トラクションでダッシュ。
大きなリヤウイングが目立つ。その効果がどのくらいであるかの体験は???当然リヤドライブである 

ところが車重が標準のリーフより600kg近く軽いこと、重心が低くタイヤとレッドの広いことが十分に効いて、ハンドリングは強烈に反応する。また、サーボを持たないブレーキの初期制動に一瞬戸惑うものの、強く踏みつける状態でもコントロールのしやすさを理解できると、以後は限界までブレーキを遅らせて、僅かに出るアンダーステアは左足のブレーキで、それを収め、すぐさまアクセルはベタ踏み。

次の瞬間、リヤが流れるような挙動を見せるが、そこはそれ、モーターの特性から、回転が増すとトルクが低下するため、マシン自体が自然にトラクションを回復させ、アクセルコントロールもステアリングの修整もほとんど必要なく、しっかりと押さえ込んでいれば、確実に狙ったラインをトレースする。

あっという間に1周が終了。同乗してくれた現地の方からは「パーフェクト」と言うお褒めの言葉を頂戴、自分でも納得の出来る走りだった。


2013年9月23日月曜日

NISSAN360について感じたこと

南カリフォルニアのアメリカ海兵隊航空基地跡、特設コースで開催された“NISSAN360”だが、ニッサンにおける数多くの事柄を説明・理解するには、2日間と言う時間が短すぎるばかりではなく、内容の項目が多いため、知識として頭に残すのが難しい状態であったのが残念だった。

滞在日数を長く取ればそれなりに十分消化できるとは思うが、それには予算がかかりすぎるだろう。

プレゼンテーションではニッサン・ブランド「ニッサン、インフィニティ、ダットサン」の紹介と、これからの方向性を説明するのだが、どれも時間の関係で短く内容は薄い。個別に質問すればいいのだろうが、時間がない。せいぜい僅かな昼食時だけだった。

また、試乗したいクルマも多くあり、ほんの数分と言う短さの中では(一般公道の試乗も可能なクルマもあったが・・・)、何かを感じるには難しいのが現実で、今振り返ると、試乗車の数を少なく選び、それを何回も乗る方法がよかったと反省している。

ただ、収穫も多くあった。それは、ニッサンにおけるクルマへの取り組む姿勢が理解できたこと。

過去から未来へと繋がる乗り物、貨物運搬までを考えた場合、世界規模で生き残っていくには、発展途上国での認知度が重要。それには、軽自動車からの波及モデルではなく、専用設計の現地製造が重要であるとのこと。これは確かにその通りで、ニーズに合い、それでいて少し上級の、手が届きそうなクルマの製造販売に力を注ぐと言うこと。

考えてみれば、我が日本でも、我々がバイクやクルマに興味を持ち、いつしか自分もオーナーになりたいと願ったとき、手がすぐに届く、直ぐに飽きてしまうようなバイクやクルマではなく、背伸びしても、少し高価なものを選んできた。それと同じと考えれば、ニッサンの戦略は正しいと言えよう。

もちろん近未来での開発も具現化しており、その代表例が自動走行だろう。EVのリーフをベースとしたモデルで、運転席には座らせてもらえなかったが、同乗走行で実力は確認できた。

これで完成ではなく、センサーなどがトラブルを起こしたときのフェールセイフについては、「どのようにしてドライバーに伝え、またどのような走らせ方をすればいいのか、これからの課題」、と話すのは開発責任者の松村さん。

更にEVの可能性をトコトン追求するニッサンは、EVレーシングカーNissan ZEOD RCで来年(2014年)のル・マンに挑戦し、「結果を出す」、と宣言しており、楽しみである。そのZEODレーシングカーのプロトタイプとして造られたのが、リーフをベースにした「リーフRC」。これにハンドルを握る機会が与えられたのは、非常に素晴らしい。
久しぶりにお会いした開発技術者の松村さん(右)。自動走行車両開発の責任者を務める。我々への説明が終わった後は、フランス・パリへの出張が決まっていた

2013年9月20日金曜日

南カリフォルニアで自動運転を体感する

8月19日からの1ヶ月に渡り、南カリフォルニアのエルトロ(アメリカ海兵隊航空基地跡地)に特設されれたのが“NISSAN360”
海兵隊航空基地跡を利用したテストコース。滑走路が走行場所となる。白い大きなテントがメイン会場

1年の準備期間を経て行われた、この日産グローバルイベント“NISSAN360”は、日産自動車の革新的技術、グローバル商品、ブランド戦略を披露する場であり、その会場にRJC会員の一部がお誘いを受けた、と言うわけである。

1ヶ月の間に参加したのは1000を超えるメディア、サプライヤー、自動車ディーラー、各業界のエキスパートと言う。その中に我々RJCのメンバーも加えていただけたことは、まことにうれしい限りである。

もちろん短時間だが試乗する機会もあり、目移りするほどの数から選ぶのは気ぜわしいが、体験した中から少しだけ紹介したいと思う。
自動運転の開始。運転席に座る技術者は、ハンドルから手を離したままだ 

最初は自動運転車両への同乗で、ベース車はEVのリーフ。仕様は制御装置の関係で一般道自動走行用と駐車自動システム搭載モデルの2台。


レーザースキャナー、アラウンド・ビュー・モニターカメラを搭載。プロトタイプであるから、一部のセンサーなどは露出しているが、機能としては変りないことであるし、自動運転を体験することに支障はない。

運転席には、万が一のことを想定して開発エンジニアが乗り込むが、ステアリングには手を添えない。

道路としている部分まで(白線が引いてある。白線を認知して走行ラインを決める)は、さすがに自動運転が出来ないので、そこまでの走行は手動で、これまでと同じ(カーナビとリンクさせればガレージからの自動運転も可能となる)。

自動運転に入ると、前方に普通のクルマが現れる。そのクルマと距離を保ちながら(車両間の距離は速度に合わせて自動で決まるが、変更も可能)カルガモ走行。

カーブも普通に曲がるし、対向車が来ても、それを認識しつつスムーズに走る。

もちろん、道路上にある標識はしっかりと内容を認識し、その指示通りに行動する。また、混走する他車の速度にあわせて、自車の速度も高めたり下げたりするが、制限速度を遥かに超えるような場合には、何処まで他車の速度に追従させるか、テーマでもある。
クルマの間から飛び出しがあったときなど、素早く回避する行動をとるが、それが避けられないと言う判断をした場合(左側などに余裕がないなど)は、フルブレーキングで、事故を最小限にとどめる 

クルマの間から人物などが飛び出した場合には、急ハンドルでそれを避ける。ただし、避けきれないことが判明した場合には、フルブレーキングで、衝突した場合の事故を最小限にとどめるのだそうだ。

自動駐車のシステムも、素晴らしい。駐車スペースがなく満車では一時停止するが、カメラに写る駐車スペースから動き出すクルマを見つけると、そのクルマが動き出すと同時に、自動運転のリーフもその開いたスペースに向かって、リヤから駐車を開始する。

もちろん、ドライバーが乗っていなくても、その自動駐車は可能で、クルマから降り、駐車命令を下せばそれでOK。乗車の時には、降車した位置を認識しているので、その場所まで自動で戻る。
自動駐車システムは便利だが、ドライバーが乗車していない場合の事故を想定しないと、クルマが何処に停まっているのかわからなくなる 

もちろんこれで完璧ではない、センサーやシステムがトラブルを起こしたときのフェールセイフが必要で、またそれをどのような形でドライバーに知らせるか重要なテーマである。更に、自動駐車システムでは、駐車中に他車からの衝突などでセンサーが破壊された場合、自動運転がストップすることはもちろんでも、「さて、我が愛車は何処に?」となりかねない。
自動運転車両のリーフと記念写真 

このような自動運転システムは、日本の各自動車メーカーでも挑戦しており、10年ほど前だが、スバルの自動運転車両に同乗したことがある。

同社のテストコースにある狭いワインディングを、搭載車のレガシィは、タイヤをきしませるほどの速度で駆け抜けた。

もちろん、飛び出す事故にも対応しており、そのような場所ではフルブレーキングする。でもその障害物を避けるハンドル操作は出来なかった。

このシステムは、測量用の(誤差10mm以下)GPSシステムを採用したもので、指定した地図上に従って行動する。問題は、いくら測量用とは言っても、常に安定した電波が出ている保証がないことだ。


2013年9月12日木曜日

日産が開発するレーシングEV Nissan ZEOD RCが公式にサーキット走行

来年(2014年)のル・マン24時間耐久レースに、特別枠で参加することを目標に開発が進むEVレーサー、それがNissan ZEOD RCだ。

その公式テスト走行が、10月18~20日に開催される世界選手権・富士レース期間中の3日間行われる。このときのドライバーはミハエル・クルム選手、「当日が楽しみ」と語っている。

これは、アメリカ・カリフォルニアで行われた、グローバル・メディアイベント“NISSAN360”で公表された。
写真は、カリフォルニアで行われたグローバル・メディア・イベント“NISSAN360”会場で撮影した
なおZEOD RCとはZero Emission On Demand Racing Carを略したもの

2013年9月1日日曜日

気になる、ブレーキとアクセルの踏み間違い

最近、ふと感じたこと、それは交通事故を起こしたドライバーが言う「ブレーキとアクセルを踏み間違えた」、の証言は、事実からの言い逃れに使われる可能性があるのではないのかと言うこと。

この言葉を使うと、違反行為による事故ではなく、とっさの行動の中での間違いによるもので、よそ見運転、携帯電話(通信履歴が残らない、ボタン操作中)使用中、などが事実でも、そのことは消し飛んで、自動車運転過失致死傷罪の適用が正しく行われていない可能性もあるのではないかという話。

もちろん実際にブレーキとアクセルの踏み間違いによる事故は起きているが、そうならないようにするには、健常者なら、遊んでいる反対側の足もしっかりと使えば、踏み間違いは起きない。でも、その行為に反対する方々もいる。何故だろう・・・・・・?