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意外と知らない、各社の「4WD」の特徴のまとめ。国産編

どうも藤鴎外@試すブロガー@fujiougaiです。

今回は各社が展開する4WDの特徴などをまとめてみたので車を購入する際の参考などになればと思います。

僕が「4WD調べてみっか」と思い調べているうちに「こんなに4WDって多いのかよ」と絶望したので大まかに代表的なものをピックアップしていきます。

4WDシステムにはおおまかに3種類がある。

フルタイム4WD

その名の通り常時四輪駆動で走行するフルタイム4WD。

エンジンの出力は一度センターデフ(またはそれに類する装置)が受けて、そこから前後輪に分配され最も高性能な4WDシステム。

コスト増や重量の問題で採用できないメーカーが増え、日本車で本式の「フルタイム4WD」で有名なのはやはりスバルです。

フルタイム4WDの中でも「メカ式」と「電子制御式」があります。

パートタイム式4WD

通常走行は2WD。

緊急時のみ「ドライバーの意思」で「手動」により四駆に切替える仕組みで四駆時は前後輪直結になりアスファルト上でステアリングを大きく切ると、前後輪がケンカして動かなくなる『タイトコーナーブレーキング現象』が発生します。

なので2WD走行がメイン。

昔のクロカンはこの方式でしたが、使い勝手が悪く数少ない4WDシステムでジムニーなど数車種しかありません。

ここもおおまかに2分出来てビスカスカップリングを使用した「アクティブオンデマンド4WD」とより高度な電子制御カップリング「パッシブオンデマンド4WD」があります。

スタンバイ式4WD

FFベース(前輪駆動)のスタンバイ式4WDの場合はエンジンの出力は前輪が受け止め通常の直進走行はほぼFFです。

前後輪をつなぐプロペラシャフトの間に制御装置(この装置が多種多様)を挟み込み、前輪が滑るなどして前後輪に回転差が発生すると、この装置の直結率が高まり後輪にも駆動力が発生し四駆になります。

滑ってからでないと四駆にならないので所謂「なんちゃって四駆」なんて言われています。

これでも雪道では頼りになります。

性能はフルタイム4WDに劣るのですが、軽量安価に4WD化できるため現在は四駆の主流です。

4WDって2WDってどう違うの?どう優れるの?

アウディ公式HPから引用します。

4WDの基礎知識

エンジンのパワーを前、または、後ろのタイヤ2本だけではなく、4輪すべてに伝えるのが4WD=4輪駆動です。では、2輪駆動よりも4WDが優れるのはなぜでしょうか?答えはタイヤのグリップ力にあります。タイヤのグリップ力を有効に使えるのが、4WDの大きな特徴です。

グリップ力と摩擦円

  • quatttro_special_4wd_2.gif

    簡単な実験をしてみましょう。消しゴムで文字を消してみてください。

    消しゴムを持つ手に力を入れると、紙の上で一瞬踏ん張ったあと、手の力に負けて滑り出すのがわかります。これをタイヤに置き換えると、踏ん張っているのがグリップしている状態。そのグリップ力が“限界”を超えてしまうと、タイヤは滑り(スリップ)始めることになります。

    タイヤの場合、このグリップ力の限界は力の向きにかかわらずほぼ同じ大きさになることがわかっています。それを図で表すと、タイヤの接地面を中心にした円になります。この円を“摩擦円”と呼んでいます。

一方、タイヤに働く力には、加速や減速のための縦力(Fv)と、曲がるための横力(Fs)があり、実際にはこのふたつを合わせたもの(合力:Fg)がタイヤに働くと考えられます。

この合力Fgがタイヤのグリップ力の限界内に収まっていれば、タイヤはしっかりとグリップしますが、もし、それを超えてしまうと、タイヤがスリップし、クルマの動きが不安定になるというわけです。

グリップ力の余裕のある4WD

  • quatttro_special_4wd_1.gif

    タイヤがエンジンの力を路面に伝えることでクルマは動いています。
    ここで、FFと4WDの前1輪に注目してみましょう。

    エンジンからの力が同じだとすると、2輪駆動のFFではその2分の1の力が前1輪に働くのに対して、4WDの場合は4分の1、つまり、FFの半分になります。

    そのため同じ加速でも、4WDはFvが小さく、Fgも小さいので、そのぶん、タイヤのグリップ力に余裕が生じます。その余裕は、さらに大きな加速に充てることができますし、また、コーナーを曲がるために使うこともできます。4WDがスポーツドライビングに適しているのはそんな理由からです。

もちろん、4WDは雪道でも有利です。
乾燥路に対して限界が低い(摩擦円が小さい)雪道では、Fgが小さくなる4WDのほうが、摩擦円の中に収まりやすい、すなわちスリップしにくいというわけです。

このようなメリットがあります。

もちろんメリットがあればデメリットもあるので

  • 重量が重くなる
  • 燃費が悪くなる

というデメリットも抱えています。

実際に試乗などでは感じ辛い部分が多くてウェット路面や高速のコーナー、あとは信号グランプリ(信号でアクセルベタ踏み)など一部でしか恩恵を感じることは少ない様に思いますが、ウェット路面などスリップする場面では心強い装備です。

各社の4WDの特徴を見てみよう。

トヨタの4WD(E-Four)

トヨタの4WDシステムはお得意のハイブリッドモデルに採用している電気式4WDシステム「E-Four」というものがあります。

後輪に配置した駆動用のモーターを使用するため、プロペラシャフト(エンジンの力を後輪に伝えるもの)がなく、4WDのネガであった重量を軽量化出来、かつ低燃費も実現するすごいシステム。

トヨタの4WD(Dynamic Torque Vectoring AWD(ダイナミックトルクベクタリングAWD)

上記はハイブリッドモデルの4WD制御システムですが、ここからはオフロード車の4WDシステムです。

走行状況に応じてリヤのトルクを左右独立で制御することでドライバーの思い通りの旋回性能と、高い悪路走破性を実現した「トルクベクタリング機構」を採用

また、前後輪の車輪軸に「ラチェット式ドグクラッチ」を備えることで、2WD走行時には、後輪に動力を伝達させる駆動系の回転を停止させて損失を大幅に低減し、燃費向上をはかる「ディスコネクト機構」を採用。

走破性を高めたい車種に採用されるシステムのようです。

ホンダの4WD(リアルタイムAWD)

封入式油圧制御(湿式多板クラッチ自体が接続されたらポンプは停止し、クラッチ内部に封入された油の剪断力によって駆動伝達を維持する制御)を採用しFF(前輪駆動)から4WDに駆動が移動するまでの時間を短縮しかつ低燃費を実現。

日産の4WD(ALL MODE 4×4)

日産エクストレイルに搭載されるシステムALL MODE 4×4の特徴としては「アクセルを踏むとセンサーが路面状況を感知し4WDコンピューターが走行状態を判断すること」走行状況に合わせて前後トルク配分を燃料消費が少ない前:後=100:0から、走破性を高める約50:50に切り替えることで安定した走りが可能。

また「ALL MODE 4×4」搭載車に標準装備される「ヨーモーメントコントロール」(自動的にきめ細かい前後トルク配分を行う機構)や「VDC(ビークルダイナミクスコントロール)」なども組み合わさり悪路でも整備された道でも使える4WDシステムとなっています。

日産の4WD(アテーサE-TS)

言わずと知れたGT-R(高パワーモデルにも)に搭載される4WDシステムです。フルタイム4WDと思われがちですが実はパートタイム4WDだったりします。

通常走行時はほとんどが後輪駆動ですが急発進などではソリッド4WDと呼ばれる制御を行い50:50となります。

前後輪のスリップ状況に応じてビスカスカップリソグが前後輪のトルクを最適に配分するとともに、前後輪の一方が空転するような時でもセンターデフの差動を制限する機能で走破性能を高め、イージードライブ化を図ったスポーツ4WD。

マツダの4WD(i-ACTIVE AWD)

マツダの4WDシステムは電子制御をゴリゴリ使っており後述のスバルとは対照的と言えそうです。

i-ACTIVE AWDの場合、通常走行は100:0のFF走行(実際には4輪駆動移行時のバックラッシュ除去【機械に用いられる送りねじ、歯車等の互いにはまり合って運動する機械要素において、運動方向に意図して設けられた隙間の事】のため僅かに後輪に駆動を掛けているとの事)ですが、ドライバーの操作と走行状況に応じて前後輪直結4WDの50:50まで可変します。

スバルの4WD(ACT-4=アクティブトルクスプリットAWD)

国産最強の4WDと名高いスバル、レガシィB4、アウトバック、インプレッサ、XV、フォレスター、クロスオーバー7に搭載される4WDシステムACT-4.

前:後=100:0~50:50までをカバーする「電子制御カップリング」と万一車輪が空転したらその車輪にだけブレーキを掛けて、反対側の車輪に駆動力を与える簡易LSD(リミテッド・スリップ・デフ)を搭載し高い走破性があります。

国産編は以上。

輸入車編につづきます。

意外と知らない、各社の「4WD」の特徴のまとめ。輸入車編

2018.09.10

2 件のコメント

    • がんばれさん、コメントありがとうございます。
      ああああああああああああああああああああああ、四駆の三菱様を失念していました。
      もうちょっと僕自身が四駆の違いなどを理解できたら書き出していこうかと思います。
      ご指摘ありがとうございました!!

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    藤鴎外です。 特段森鴎外のことは好きではありませんが、鴎外の響きにやられてしまいました。 ブルーワーカー系ブロガーで、青い服着てドロドロになりながら試乗記事なんかを書いています。