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未来の自動車の新たなトレンド:デュアルモーターインテリジェント四輪駆動
従来の自動車の「駆動方式」は、前輪駆動、後輪駆動、四輪駆動の3種類に分けられます。前輪駆動と後輪駆動は、総称して二輪駆動とも呼ばれます。一般的に、家庭用スクーターは主に前輪駆動で、前輪駆動は経済性を重視します。一方、高級車やSUVは主に後輪駆動または四輪駆動で、後輪駆動は操縦性を重視し、四輪駆動は四輪駆動やオフロード走行を重視します。
2つの駆動力モデルを鮮明に比較すると、「前輪駆動は登坂用、後輪駆動はペダルを漕ぐ用」です。その利点は、構造がシンプルでコストが低く、メンテナンスが容易で、燃費が比較的低いことですが、欠点もより顕著です。
前輪駆動車の前輪は、駆動と操舵という二つの役割を同時に担っています。エンジンとドライブシャフトの中心も、通常は車両の前方にあります。そのため、雨天時の滑りやすい路面で前輪駆動車がアクセルを踏み込むと、前輪が接地力を突破しやすくなります。これにより、車両は「ヘッドプッシュ」、つまりアンダーステアになりやすくなります。
後輪駆動車でよくあるトラブルに「ドリフト」があります。これは、コーナリング時に後輪が前輪よりも先にグリップ限界を突破し、後輪が滑る、つまりオーバーステアを起こすことで発生します。
理論的に言えば、「登坂・ペダリング」四輪駆動モードは、二輪駆動よりもトラクションと接地性に優れ、車両の使用シーンが豊富で、滑りやすい路面や泥濘路面でも優れた操縦性を発揮します。また、安定性と追越し性能の向上により、運転の安全性も大幅に向上し、自動車にとって最適な運転モードです。
電気自動車やハイブリッド車の普及に伴い、四輪駆動の分類は徐々に複雑化しています。LI L6の発売後、一部のユーザーから「LI L6の四輪駆動はどのカテゴリーに属するのか?」という疑問が寄せられました。
燃料車の四輪駆動に例えることができます。燃料車の四輪駆動は、一般的にパートタイム四輪駆動、フルタイム四輪駆動、タイムリー四輪駆動に分けられます。
パートタイム4WDは、四輪駆動における「マニュアルトランスミッション」と捉えることができます。オーナーは実際の状況に応じて、トランスファーケースのオン/オフを切り替えることで、二輪駆動または四輪駆動モードを自由に切り替えられます。
フルタイム四輪駆動(All Wheel Drive)は、センターデフと前後アクスルに独立したリミテッドスリップデフを備え、駆動力を4つのタイヤに一定の割合で分配します。その名の通り、あらゆる状況下において、いつでも4つの車輪が駆動力を提供します。
リアルタイム 4WD は、適切な場合に自動的に四輪駆動モードに切り替え、他の状況では二輪駆動を維持します。
四輪駆動燃料車の時代では、動力源は前部キャビンのエンジンのみであるため、異なる走行モードを作り出し、前後車軸間のトルク配分を実現するには、前後ドライブシャフトやトランスファーケース、多板クラッチ、センターデフなど、比較的複雑な機械構造が必要となり、制御戦略も比較的複雑です。通常、四輪駆動はハイエンドモデルまたはハイエンドバージョンにのみ搭載されています。
スマート電気自動車の時代になり、状況は一変しました。電気自動車の技術が進歩するにつれ、前後デュアルモーターアーキテクチャにより、車両は十分なパワーを発揮できるようになりました。また、前輪と後輪の動力源が独立しているため、複雑な電力伝送・分配装置は必要ありません。電子制御システムにより、より柔軟な動力配分が可能になり、車両の操縦性能が向上するだけでなく、より多くのユーザーが低コストで四輪駆動の利便性を享受できるようになります。
新エネルギー車がより多くの家庭に普及するにつれ、高効率、柔軟な切り替え、素早いレスポンス、優れた運転体験といったスマート電動四輪駆動の利点が、より多くの人々に認識されるようになりました。デュアルモータースマート四輪駆動は、将来の自動車の新たなトレンドの一つとも考えられています。
LI L6では、速度が比較的安定している市街地道路や高速道路などの日常の運転環境では、ユーザーは「ロードモード」を選択し、さらに必要に応じて「快適/標準」または「スポーツ」のパワーモードに調整して、最適な快適性、経済性、パフォーマンス比を切り替えることができます。
「コンフォート/スタンダード」パワーモードでは、前後輪の駆動力配分を黄金比に調整し、エネルギー消費を総合的に最適化することで、快適性と経済性を高め、無駄なパワーロスや燃料・電力ロスを防ぎます。「スポーツ」パワーモードでは、最適な駆動力配分により、車両はより理想的なトラクションを得ることができます。
「LI L6のインテリジェント四輪駆動は、従来の燃料車のフルタイム四輪駆動に似ていますが、LI L6のインテリジェント四輪駆動には、スマートな「頭脳」であるXCU中央ドメインコントローラーも搭載されています。急ハンドルの切り込み、アクセルの急踏込みなどの動作に加え、センサーが検知した車両のリアルタイム姿勢状態パラメータ(車両前後加速度、ヨー角速度、ハンドル角など)に基づいて、前後輪に最適な駆動力出力ソリューションを自動的に調整します。その後、デュアルモーターと電子制御により、四輪駆動トルクをリアルタイムで簡単かつ正確に調整・配分できます」と、キャリブレーション開発エンジニアのGAI氏は述べています。
これら 2 つのパワー モードでも、LI L6 の 4 つの駆動パワー出力比は、車両の運転性、パワー、経済性、安全性をさらに考慮しながら、独自に開発したソフトウェア制御アルゴリズムを通じていつでも動的に調整できます。
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LI L6シリーズ全車にインテリジェント四輪駆動が標準装備されています。日常の運転でどの程度役立ちますか?
LI L6と同サイズの中大型高級SUVでは、デュアルモーター・インテリジェント四輪駆動は一般的に中高級グレードにのみ搭載され、アップグレードには数万元もの費用がかかります。なぜLI L6は全シリーズで四輪駆動を標準装備にしているのでしょうか?
なぜなら、Li Auto は車を製造する際に、常に家族ユーザーの価値を最優先に考えているからです。
Li Li L6発表会で、Li Autoの研究開発担当副社長である唐静氏は次のように述べた。「二輪駆動バージョンも研究しましたが、二輪駆動バージョンの加速時間は8秒近く、さらに重要な複雑な路面での安定性は、私たちの要件を満たすにはほど遠く、最終的にためらうことなく二輪駆動を断念しました。」
高級中大型SUVであるLI L6は、フロントとリアにデュアルモーターを標準装備しています。パワーシステムの総出力は300キロワット、総トルクは529N·mです。0-100キロメートル加速は5.4秒で、3.0T高級車の優れた性能を凌駕しますが、これはLI L6インテリジェント四輪駆動の通過点に過ぎません。あらゆる道路状況において、ユーザーとその家族の安全をより確実に確保することこそが、私たちが追求する最高の目標です。
LI L6 では、高速道路モードに加えて、急勾配モード、滑りやすい道路、オフロード脱出の 3 つの道路モードも選択できます。これらのモードでは、基本的に、家庭ユーザー向けのほとんどの非舗装道路の運転シナリオをカバーできます。
通常の状況では、乾燥した良好なアスファルト舗装やコンクリート舗装では、最も大きな粘着係数を持ち、ほとんどの車両はスムーズに通過できます。しかし、舗装されていない道路や、雨、雪、泥、穴、水など、より複雑で過酷な路面状況に直面し、上り坂や下り坂が重なると、粘着係数は小さくなり、車輪と路面の摩擦が大幅に減少します。そのため、二輪駆動車の場合、一部の車輪が滑ったり空転したり、あるいは動かなくなったりすると、四輪駆動車の優れた通行性が明らかになります。
高級四輪駆動SUVの意味は、さまざまな複雑な道路を家族全員でスムーズに、安全に、快適に走行できることです。
写真
LI L6発表会では、テスト映像が公開されました。LI L6の二輪駆動バージョンと、ある純電気SUVが、雨や雪の天候でよく見かける緩斜面に相当する勾配20%の滑りやすい路面を登坂する様子を再現しました。「滑りやすい路面」モードのLI L6は緩斜面を安定して通過する一方、純電気SUVの二輪駆動バージョンは斜面を滑るように滑り降りました。
表示されていない部分ですが、テストプロセスではLI L6にさらに「難易度」を設定しました。氷雪路、純氷路、そして雨・雪・泥濘が混じった路面の登坂シミュレーションです。「滑りやすい路面」モードでは、LI L6はテストに合格しました。特筆すべきは、LI L6が10%の勾配の純氷路を通過できることです。
「これは当然、四輪駆動と二輪駆動の物理的特性によって決まります。同じパワーであれば、四輪駆動車は二輪駆動車よりもグリップと安定性が優れています」と製品評価チームのJiage氏は述べています。
北半球では冬の気温が低く、路面の凍結や滑りやすさによる交通事故が多発しています。南半球では冬が過ぎると、路面に散水すると薄い氷の層ができ、自動車運転の安全にとって大きな隠れた脅威となります。北半球、南半球を問わず、冬になると多くのドライバーが「滑りやすい路面でハンドルを切ったらハンドルを切ってしまうのではないか?」と不安を抱えながら運転します。
「どんなに優れた四輪駆動車でも、冬用タイヤは交換した方が良い」と言う人もいますが、実際には遼寧省以南の北部地域では冬用タイヤを交換するユーザーの割合が大幅に減少しているのに対し、南部地域ではほとんどの車所有者が純正のオールシーズンタイヤをそのまま使用して買い替えています。タイヤ交換費用と保管費用がユーザーにとって大きな負担となっているからです。
しかし、優れた四輪駆動システムは、雨天、雪、滑りやすい路面など、あらゆる路面状況において、より安全な運転を実現します。そのため、Li L6の直進加速時および滑りやすい路面における緊急車線変更時の車体安定性もテストしました。
このとき、車体の横滑り防止装置(ESP)は、必要な安全バリアとして重要な役割を果たします。LI L6が「滑りやすい路面」モードをオンにすると、滑りやすい路面での加速時や緊急車線変更時に、スリップ、オーバーステア、アンダーステアなどの状況が発生します。このような状況が発生すると、ESPは車両が不安定な状態にあることをリアルタイムで検知し、車両の進行方向と車体の姿勢を即座に修正します。
具体的には、車両がアンダーステア状態になると、ESPは内側後輪への圧力を高め、駆動トルクを低減することでアンダーステアの度合いを軽減し、車両の追従性を高めます。一方、車両がオーバーステア状態になると、ESPは外側の車輪にブレーキをかけ、操舵角を減少させます。そして、過剰な操舵は、走行方向を修正します。これらの複雑なシステム動作は瞬時に行われ、その間、ドライバーは指示を与えるだけで済みます。
また、ESPが作動していても、四輪駆動SUVと二輪駆動SUVでは、車線変更や滑りやすい路面での発進時の安定性に大きな差があることも分かりました。LI L6は直線で時速90キロメートルまで急加速しましたが、安定した直進性を維持でき、車線変更時のヨー角も非常に小さく、車体は素早くスムーズに走行方向に戻ります。しかし、純電気SUVの二輪駆動バージョンは、安定性と追従性が低く、何度も手動で修正する必要がありました。
「一般的に言えば、ドライバーが故意に危険な行為をしない限り、LI L6が制御を失うことは基本的に不可能です。」
車で旅行する家族連れのユーザーの多くは、未舗装道路の泥沼にタイヤがはまり込み、誰かがカートを押したり、ロードサービスに連絡したりした経験があるでしょう。家族を荒野に置き去りにするのは、本当に耐え難い思い出です。そのため、多くの車には「オフロードエスケープ」モードが搭載されていますが、「オフロードエスケープ」モードは四輪駆動を前提としている場合にのみ、より価値があると言えます。なぜなら、「後輪駆動車の後輪2つが同時に泥沼に落ちた場合、どんなにアクセルを強く踏んでも、タイヤは激しく滑るだけで、地面を全く掴むことができない」からです。
標準装備のインテリジェント四輪駆動システムを搭載したLI L6では、泥濘や雪道などの路面に車両がスタックした場合、「オフロードエスケープ」機能が作動します。電子制御アシストシステムが車輪のスリップをリアルタイムで検知し、迅速かつ効果的にスリップした車輪に対処します。車両の駆動力を粘着力のある同軸車輪に伝達するようにブレーキ制御を行い、車両がスムーズに路面から脱出できるよう支援します。
郊外や景勝地で車両が遭遇する下り坂に対応するため、LI L6には「急坂モード」も搭載されています。
ユーザーは3~35キロメートルの範囲で車速を自由に設定できます。ESPは指示を受信すると、車輪の圧力を積極的に調整し、ドライバーの希望速度に合わせて車両を一定速度で下り坂に進ませます。ドライバーは車両の速度制御にエネルギーを費やす必要がなく、方向を把握するだけで済みます。そのため、より多くのエネルギーを節約し、道路状況、両側の車両や歩行者を監視できます。この機能は、非常に高いシステム制御精度を必要とします。
四輪駆動がなければ、高級SUVの走破性や安心感は空論に過ぎず、家族の幸せな生活を安定的に担うことはできないと言えるでしょう。
美団の創業者、王興氏はLI L6発表会のライブ放送後、「L6はアイディアルの従業員が最も多く購入するモデルになる可能性が高い」と語った。
LI L6の開発に携わったレンジエクステンダー制御システムエンジニアのシャオ・フイ氏は、こう考えています。彼はよく、LI L6で家族とドライブする姿を想像します。「私は典型的なL6ユーザーです。私にとって必要な車は、ほとんどの道路状況に対応できるものでなければなりません。どんな状況でも、私と家族は快適に前進し、追い越すことができます。もし妻と子供たちが道路上で見捨てられてしまったら、とても申し訳なく思います。」
彼は、標準装備のインテリジェント四輪駆動システムを搭載したLI L6は、パフォーマンスの向上だけでなく、より重要な安全性の面で、ユーザーに真の価値をもたらすと考えています。LI L6のインテリジェント電動四輪駆動システムは、氷や雪に覆われた登山道や田舎のぬかるんだ砂利道など、様々な状況でもトラブルを回避し、ユーザーがより多くの場所、より遠くまで行くことを可能にします。
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インテリジェントトラクションコントロール「二重冗長性」、安全よりも安全
「LI L6のラインチェンジキャリブレーションでは、時速100キロメートルの高速走行時でも、車体の動きを非常に安定的に制御し、前後の車軸の動きを調整し、車体後部のスライド傾向を最小限に抑えることが基準となっています。まるで高性能スポーツカーのようでした」と、シャシー電子制御統合を開発したヤン・ヤン氏は振り返る。
誰もが感じているように、自動車会社ごとに、また自動車ごとにも機能やスタイルの好みが異なるため、四輪駆動のパフォーマンスを調整する際には必ずトレードオフが発生します。
Li Auto の製品ポジショニングは家庭ユーザーに重点を置いており、パフォーマンス調整の方向性では常に安全性と安定性を最優先にしています。
「どんな状況でも、ドライバーがハンドルを切った瞬間に強い自信を持てるようにしたい。常に車が安定していて安全だと感じてほしい。そして、同乗している家族に車への恐怖や不安を感じてほしくない。安全性には懸念がある」とヤンヤン氏は述べた。
LI L6 は、家庭ユーザーを少しでも危険な運転状況に陥らせることはなく、当社は安全対策への投資を惜しみません。
Li AutoはESPに加え、自社開発のスケーラブルなマルチドメイン制御ユニットに導入された「インテリジェントトラクション制御アルゴリズム」も自社開発しており、ESPと連携してコントローラのソフトウェアとハードウェアの二重の安全性冗長性を実現している。
従来のESPが故障した場合、インテリジェントトラクションコントロールシステムは、車輪がスリップした際にモーターの出力トルクを積極的に調整し、車輪のスリップ率を安全範囲内に制御することで、車両の安全性を確保しながら最大の駆動力を提供します。ESPが故障した場合でも、インテリジェントトラクションコントロールアルゴリズムは独立して機能し、ユーザーに第二の安全バリアを提供します。
実際、ESP の故障率は高くありませんが、なぜこれにこだわるのでしょうか?
「ESPの故障は家庭ユーザーにとって致命的な打撃となるため、たとえ確率が非常に低いとしても、Li Autoは研究開発に多くの人員と時間を投入し、ユーザーに100%のセキュリティの第2層を提供することにこだわると考えています」とキャリブレーション開発エンジニアのGAI氏は述べた。
Li Li L6発表会で、Li Autoの研究開発担当副社長であるTang Jing氏は次のように述べた。「四輪駆動システムの主要な機能は、たとえ一度しか使用しなかったとしても、ユーザーにとって大きな価値があります。」
冒頭でも述べたように、四輪駆動は普段は使えるものの、肝心なときに手放せない予備車のような存在です。
投稿日時: 2024年5月13日