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トヨタとアイシンAWによるMTとATの技術が同居する革新的なCVT レクサスUXに搭載されるダイレクトシフトCVTってどんなトランスミッション?

  • 2018/12/31
  • Motor Fan illustrated編集部
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1月15日発売の「Motor Fan illustrated vol.148」では、“トランスミッション新時代”と題して、最新のトランスミッションを特集している。そのなかで、このダイレクトシフトCVTも取り上げ、開発エンジニア諸氏に詳細な仕組みと動きについて取材をした。そのダイジェストをお伝えしよう。

 2018年2月、トヨタによるダイレクトシフトCVTの発表は、CVTにとって久しぶりに明るい話題となった。「そういう手があったのか!」と膝をポンと叩いて多くの自動車関係者が感心すれば、とあるCVT設計者は、「よくぞ、カタチにしてくれた」と称賛した。
 そう、ダイレクトシフトCVT、いわゆる発進ギヤ付きCVTは、じつは、随分前からアイデア自体は存在した。しかし、これまでなかなかカタチに落とし込むまでに至らなかったのだ。

「CVTでさらなる燃費と発進性の向上を目指すと、対応策はワイドレンジ化になる。するとCVTにとって不得意な効率の悪い部分を使わざるを得ない。そこを発進ギヤで補い、ベルト&プーリーが受け持つ変速幅を小さくして楽にしてあげる。この方法を使ってみて、いろいろなメリットを得られることに気付いた」とアイシン・エィ・ダブリュの開発エンジニア諸氏は語る。

発進ギヤはMTと同じ機械式歯車で、シンクロメッシュを採用した1速ギヤを持っている。シフトフォークは油圧サーボを使って動かす。

 上の写真からわかるように、構成を見ると、MTと同じ直結ギヤとシンクロ機構、ステップATの定番である遊星歯車セットとトルクコンバーター、それとCVT独特の部品であるプーリーとベルトを使ったバリエーターの3つが同居している。いわばMT、AT、CVTの良いとこ取りのような構成だ。

「新しいベルトの開発はトヨタ、アイシン・エィ・ダブリュ、CVTEC(CVT用金属ベルトメーカー)の共同作業だった。ベルトの設計評価技術と生産技術がなければ新しい領域には踏み込めなかった。それに、この変速機の開発にはMT/AT/CVTという3つの技術が必要で、アイシン・エーアイが加わってくれたからMT部分ができた。トヨタグループ全体で知恵を出し合ってやり切った開発だった。その点ではグループ連携の結晶だと思う」(開発エンジニア諸氏)

 このダイレクトシフトCVTの最大のイベントは、やはり機械式発進ギヤとCVT機構との間のやりとりで、直径ギヤを使うことで、いちばんラバーバンドフィールを感じやすい発進時のフィールが向上する。最ローをギヤが受け持つため、CVT側の変速比、いわゆるレシオカバレッジ(最ローと最ハイの比率)を小さくでき、CVT機構の負担が大幅に減る。
 レシオカバレッジが小さければプーリーの直径を小さくできる。直径が小さくなれば質量が減り、作動油圧を低くできる。ベルトに入る入力も小さくなり、ベルトを小型化できる。という具合に、すべてが「良い方向」に向く。さらに、プーリー面の傾斜を11度から9度に狭くして変速速度も速くした。これに対応したベルトも新設計されている。

「変速のコンセプトは、高開度側はATライクな段付き変速で、低開度側はCVT的なマイルドな変速。発進ギヤ以外の領域ではキレのある変速にこだわった」と開発陣は言う。日本ではレクサスUXが初めての搭載車になる。早く発進ギヤ付きCVTの乗り味がどんなものなのかを確かめてみたい。

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