ポルシェ博士も作ったシリーズ・ハイブリッドは「内燃機関+電動機」最古の形態。その走りっぷりは?-その1-日産ノート【モロズミ的クルマのティスティング実況&考察】

■「シリーズ=直列」ハイブリッドを理解して味見してみる

●現在日本のシリーズ・ハイブリッドはノート/オーラ/セレナとロッキー/ライズの2例

ハイブリッド(動力)カー」とひとくくりにしてしまうことが多いけれども、動力システムの成り立ちを考えると、ちゃんと中身を理解して分類、そこにも思いを巡らしつつ、それぞれの走りを味わいたいもの。

今回取り上げる日産ノート(とオーラ)、ダイハツロッキー(ブランド違いの双子モデルはトヨタ・ライズ)e-SMART HYBRIDは、「シリーズ・ハイブリッド」に分類されます。現状ちょっと少数派。

「シリーズ」すなわち「直列」。内燃機関は駆動には直接関わらずに発電機を回す。そこで発生した電力をモーターに送り、その回転と回転力(トルク)を駆動輪に伝えて走る。つまり、内燃機関→発電→駆動用モーターと、エネルギーの流れが一線上につながっている、という意味で「シリーズ=直列」方式、という分類名が与えられたわけです。

日産e-POWER シリーズハイブリッド
日産e-Powerの基本的な動力フロー。すなわちシリーズハイブリッド

広告宣伝上は「EVの新しいカタチ」などと表現されてもいますが…。電動モーターだけで駆動する形で、その電力が車載バッテリーだけから来るのが「B(バッテリー)EV」(世界的には今、何らかの電動駆動を持っている車全てを「EV」、その中で電池-電動車両を「BEV」と呼ぶようになっています。日本のメディアが海外の動きを伝える時に、この区別がついていないことも多いのですが)。

これに対してクルマにエンジンとモーター、2種類の動力源を載せているわけで、動力システムの大分類としてはこれも「ハイブリッド」。これまで日本で「ハイブリッドカー」のイメージになっている内燃機関と電動モーター、両方の動力を“混ぜて”、あるいはそれぞれに駆動輪に伝える(ここでも機構として分類されるのですが)仕組みではない、というだけ。

そして、内燃機関と電動モーターという異種の動力源を組み合わせて駆動する「ハイブリッド動力」としては、じつは最も古く具現化されて走り出していた形態なのです。

19世紀も終わろうとする頃、かのフェルディナンド・ポルシェ博士が20歳代半ば、まだ名誉博士号を授与されるずっと前の若き発明家・技術者としてのキャリアの初期に、まず車輪にモーターを組み込んで駆動するという、今でいうインホイール・モーターを考案。オーストリアのローナー社でそれを組み込んだBEVを製作して、1900年のパリ万博に出品。さらに、フランスのド・ディオン=ブートン社(重いファイナルドライブ&デフを車体側に固定して左右にドライブシャフトを伸ばし、その左右輪は一体のアクスル両端で支持する、という「ド・ディオン」アクスルにその名が残る)製の単気筒ガソリン・エンジンを2基積んでこれを発電に使い、車輪に組み込んだモーターを駆動する、という構成の車両を完成。これは販売もされているのです。

インホイールモーターは前2輪だけ(すなわちFWD=前輪駆動)と全4輪の2種が造られたそうで、この世界初のシリーズ・ハイブリッド自動車は、インホイール・モーター、4輪駆動と4輪ブレーキについても世界嚆矢(こうし)とされます。

ローナー=ポルシェ
オーストリアの電気産業(後のブラウン=ボベリ。現在はABB)で技術者として電動モーターなど最初の“修行”を積んだフェルディナンド・ポルシェが23歳でヤコブ・ローナー社に入り、「インホイール・モーター」と電池、内燃機関と発電機を組み合わせた「シリーズ・ハイブリッド」自動車を考案・製作して1900年のパリ万博に出展した。車両形態やモーターが4輪か2輪かなど複数のバリエーションが作られたことが知られている。この写真の車両は前2輪だけにモーターが組み込まれている。つまり後輪駆動以外はなかなか実現されていなかったこの時すでに前輪駆動。車輪への駆動伝達メカニズムがないから実現できた。
ローナー=ポルシェ
ローナー=ポルシェシリーズハイブリッド自動車にはいくつかのバリエーションがあったようで、こちらはその中でも大型のもの。前後輪ともホイールの中に白いモーターの外殻が確認できる。つまり、自動車の技術史の中では「初のシリーズ・ハイブリッド」であるだけでなく「初の4輪駆動」であり、かつこのモーターは回生減速にも使えることから「初の4輪ブレーキ」ともなったエポック・メイキングな作品である。


ローナー=ポルシェ レプリカ
ローナー=ポルシェ、前2輪駆動モデルのレプリカ。ポルシェ博士が実現した技術史を今日の人々が追体験しようというプロジェクトの一環で制作された実走車両。インホイール・モーターを組み込んだ車輪(タイヤを含む)は実測で277kgあったという。

この「ローナー=ポルシェ」は10年ほど前に実走するレプリカが製作され、今はポルシェ・ミュージアムに所蔵されています。

で、話を120年後のシリーズ・ハイブリッド車に戻すと…。

現時点で日本のメーカーが市販するシリーズ・ハイブリッドは、最初に書いたようにノート/オーラ、そして同じメカニズムを積むセレナの日産勢とロッキー(ライズ)の2例。

ホンダのフィットとアコード、三菱アウトランダー系の動力システムも、発進から一定速度域まではエンジン発電→電動モーター駆動が基本ですが、エンジンのエネルギー効率が良くなる中高速域では駆動輪と直結、あるいは簡単な変速機を介してエンジンから直結駆動にするので、動力機構の分類としては「パラレル(並行)・ハイブリッド」の1種。

なので、クルマが走行する全ての速度域、負荷域をエンジン発電→モーターの「シリーズ」方式だけでカバーしている、言い換えればエンジンから駆動輪への機械的伝達系を持たないのは、今のところ日産、ダイハツの2種となっています。

と、前置きはここまでにして、それぞれを「味見」した体感を語り、そこからパワーパッケージの特性・特質を分析してみることにしましょう。

■パワー・デリバリー特性の「細部改良」が体感できたノート

⚫︎発進から日常範囲の走行では

日産ノート
日産ノート

それではまず、フルモデルチェンジしたノート第2世代の味見実況から。

停止状態からの発進では、モーター駆動で動き出します。その先、加速や登坂など駆動力要求が続き、あるいは強まる必要が出たところでエンジンが始動するのですが、そのタイミングはアクセルペダル・ストロークと車速を基本に、電池の充電状態や温度など他の要素も重ね合わせて決めているようで、いつも同じ、ではない。市街路などで加速を緩やかに、アクセルペダルを必要最小限の踏み込みで止めていると、けっこう電動駆動だけで“がんばる”。

ちょっと強めの加速をイメージしてペダル・ストロークの半分程度まで右足を押し込むと、クルマが動き出して「すぐ」と感じられるタイミング、スピードメーターが10km/hを越えて20km/hに向かう中でエンジンが始動。そこからエンジンが作動している時に、燃焼と排気の音に加えて少しざわついた感触の音・振動が車速の増減とは関係なく、ほぼ一定のリズムを保って室内に入り込んできます。

これは旧型と変わらず、ですが、その振動のザラザラ、ザワザワした印象が前型に比べて少し減った印象。このモデルでは、タイヤなどからくる走行音が小さい状況ではエンジンの作動を控えるような制御を加えたとのことですが、この印象はその効果が現れたところ、と見て良さそうです。身体感覚をエンジンそのものの振動と音に絞り込むと、ちょっと雑なビートと震えが感じられます。

これは日本の3気筒エンジンのほとんどがそうで、まず3気筒特有の回転1次振動(クランクシャフト1回転に1度ずつの揺れ動き。毎分1800回転では毎秒30回の振動)が出ているのと、燃焼音もちょっとガサついている感触があります。

⚫︎もう少し元気よく走らせてみると…

日産e-POWERの動力システム
日産e-POWERのパワーパッケージ(モーター、エンジンと直結の発電機)とバッテリー

こうした“シリーズ”運転状態に入ったところからアクセルペダルを深く踏み込んで、より強い駆動力を要求した時には、まずエンジンの音と振動が、まるでエンジン+CVTで走る(日本)車のように、高まってからほぼ一定になり、その後からモータートルクがちょっとフニャッとした感触で立ち上がって、ペダル位置と車速の関係で最大かそれに近い駆動力を出すところまで増えてきます。

このあたりの反応は、ガソリン・エンジン(としても反応がゆっくりしたユニット)とCVTの組み合わせによる「アクセルペダル操作に対する駆動力変化」を再現しようとしたかのような仕込みが、最初のリーフからずっと続いていて、「もうちょっと、なんとか…」と毎回思ってしまうところ。

近年、欧米のクルマたちはドライバーの右足の動きを、もっと素直に、遅れ少なく、駆動力に表現するようになっています。モーター駆動ならば、さらにその仕込みが緻密にできるはず。ここでシリーズ・ハイブリッドなら、モーターへの電力投入をエンジンの発電量を基本にしつつも、それが増えるのを待たずに電池からも電力も投入できるので、アクセルペダル踏み込みに対して最初の反応、モータートルクの立ち上がりを「作る」ことが可能なはず。でもそういう動力反応の仕込みにはまだ行き着いてはいないのかな、と。

日産ノートのドライブ・セレクター
ノートのドライブ・セレクターと走行選択スイッチ

アクセルペダル踏み込みに対するパワーパッケージの初期反応が現れた先では、モーターに投入する電流が増えたのに応じて駆動力が強まり、車速が伸びていく中での力感の出し方、駆動反応には、前型ノートやセレナよりも少しメリハリが出た印象。

そして前型では、最大加速や、とりわけ日本の各所にある山岳地のきつい登坂+ワインディング路などで駆動力が足りない…と感じる状況があったのですが、それを何とか感じないくらい力強さが出た印象もあります。

つまり、アクセルペダルを奥まで踏み込んだところでの電流投入→モータートルクの増やし方が良くなったとはいえるのだけれども、力感や瞬発力はまだまだ「薄め」。モーター駆動ならでは力感を生み出すためには、電池の瞬間的な電力放出量、いわゆるパワー密度がもう少し必要なのかな、と思えました。エンジン発電を主体にする前提で電池の容量自体を少なめにしているのだけれども、その電池が電力を送り出す「蛇口」がもう少し太いといいな、ということ。でもそれには電池本体の仕様や改良にまで踏み込む必要があるはずなので…。

⚫︎アクセルペダルだけの駆動・制動コントロールを試すと…

エコモードとスポーツモードでは、ノーマルに対してペダルストロークのポジションに対する電流値を変えているだけで、つまりスポーツモードでは踏み込み量が少ないところでモーター投入電流が強くなることで、一見、応答が良くなるように感じるかもしれませんが、ここでも最近、欧米のクルマに実装されるようになりつつある、ペダルのストローク速度やそこに表現されるヒトの意図などに対応する制御は仕込まれていないことが、自分の右足の動きと「力感」の関係をチェックしていると、わかってきます。

また、このエコモードとスポーツモードでは、駆動側だけでなく制動側もアクセルペダルの動きでコントロールできる「ワンペダル・オペレーション」になるわけだが、これも前型およびちょっと前のリーフよりはだいぶ「ドライバビリティ」という表現で体感検証ができるぐらいにはなってきた。

ただ、駆動「ゼロ」のポイントを「足で拾う」のがわかりにくいのは相変わらずで、何故かと言えば、ひとつはペダル感触に摩擦など余分な要素が混じること。そしてもう一点、駆動も制動もゼロになった時のクルマの「転がり」が、例えばe-ゴルフ(車体は先代の「7」)から新しいゴルフ第8世代のように、スッと抜ける滑らかな感じにはならないことが大きい。

これはノートやリーフに限らず、車輪支持ベアリングをユルユルにすることで路面外乱がない状態での転がり抵抗を削る日本車の「常識」では、現実の道路の舗装表面の様々な凹凸、粗さをタイヤが踏むだけで回転がふらついてしまうから。明らかに体感されるようになったこの違いについては、軸受の専門家にも相談しつつ現在検証中。

とはいえ、何とか駆動ゼロを見つけて、そこからアクセルペダルをちょっと、右足指だけを浮かせる感じで戻すと、はっきりと減速が感じられる程度の回生が立ち上がり、さらにもう何mmか戻してペダルストローク0(全戻し)まで行くともう一段、減速度が強まる。この強いほうの減速までを使うことで、日常的には、例えば普通に市街地セクションを普通に走る中で、少し遠くの赤信号に対して停止線のところにほぼ車速ゼロを合わせるというような減速や、都市高速などのカーブに向けて手前から減速し旋回へのスピードを合わせ込むことはアクセルペダルだけでできます。

とはいえ、欧州系EVの多くは、ワンペダル・オペレーションはもちろん、ブレーキペダルを踏んで回生とメカニカル・ブレーキを協調させつつ作る減速度の作り方、ドライバーの足に応えるコントロール性をもっと入念に仕込んであるのですが、そのあたりにまで踏み込んだ評価は、日本ではインプレッショニストはもちろん、メーカーもあまりしていないように感じられます。

なお、これも日本の電動車両の常として、回生減速を続けていくと車速10km/hを切ったところで回生を止めてしまうのですが。この新型ノートではそこからはクリープモード(停止→のために駆動トルクを発生させた状態)に移行するようになりました。したがって車速を落としてきて最後に止める時は、ワンペダルモードでもブレーキペダルを踏む必要があります。

日産ノートのインスツルメントパネル
日産ノートのインスツルメントパネル

というわけで、ペダルストロークに対する駆動、制動ともにまだまだ仕込みが雑ではあるけれど、日産車のワンペダル・オペレーションとしては、私にとって以前よりも扱いやすくなりました。

しかし、ほとんどのドライバーにとって、これに慣れるのは難しそう。とくにずっと日本車ばかりに乗ってきたドライバーのほとんどは、アクセルをパッと離す(戻す、よりもさらに雑に)ことだけで運転してきたはずだから。

欧州車、とくにドイツ系のメーカーのクルマには、ディーゼル・エンジンのコモンレール化以来もう20年にわたって、「アクセルペダルの動き=駆動力増減要求」というロジックをしっかりと詰めてきていて(この話はまた折々に)、ワンペダル・オペレーションの戻し側もストロークをもっと取って(駆動ゼロから実効で7、8mmはある)、その中にそれぞれのニュアンスを作り込んであるものが多いのです。それを体験する中で「右足の動かし方」を習得するドライバーは増えるはずなのですが。その視点も日本メーカーにはまだないのだろうと思います。

このノートの後に、その上級モデルとして現れたオーラも“味見”していますが、車両重量で+40kg、モーターの最大トルクを280Nmから300Nmに高めている(モーターの場合は発熱限界を確認しつつ電流を増やせば、こうした回転力増強は容易)。実車ではこうしたスペック以上にアクセルペダルの踏み込み・戻しに対する駆動力増減の反応が、ノートよりもぼやけてしまっていました。

ノートとオーラでは車両重量と同時にタイヤが違っていて、オーラのものは表面的な「乗り心地」を追いかけたのか、その周方向剛性が低いようです。これで車軸からタイヤへ駆動トルクが加わった時の変形が大きくなり、応答の遅れがあること、そして足まわり全体をマイルド指向にしたことなどが、こうした体感に影響していると思われます。

<その2:ダイハツ・ロッキー e-SMART HYBRID編>に続く。

(文:両角 岳彦/写真:Porsche、日産)

【関連記事】

この記事の著者

両角岳彦

両角岳彦 近影
自動車・科学技術評論家。1951年長野県松本市生まれ。日本大学大学院・理工学研究科・機械工学専攻・修士課程修了。研究室時代から『モーターファン』誌ロードテストの実験を担当し、同誌編集部に就職。独立後、フリーの取材記者、自動車評価者、編集者、評論家として活動、物理や工学に基づく理論的な原稿には定評がある。著書に『ハイブリッドカーは本当にエコなのか?』(宝島社新書)、『図解 自動車のテクノロジー』(三栄)など多数。