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トヨタがAT変速の常識を覆す特許を出願。「一定回転数になればシフトする」、ある意味で「シフトチェンジ予約」的機能を内蔵したアシスタントに

トヨタ ランドクルーザーのパドルシフト
Life in the FAST LANE.

| 「ドライバーの意思を記憶する」革新パドルシフト特許とは |

単なる「楽しさ」を超え、速く走るための機能だと捉えることが可能である

「パドルシフトでシフトダウンしようとしたのに、回転数が高すぎて『ピピッ』と弾かれて不完全燃焼に終わった」

トルコンATやDCTを搭載したスポーティカーでサーキットや山道を走るドライバーなら、一度はこうしたもどかしさを経験したことがあるかもしれません。

現代のオートマチックトランスミッションはトランスミッションやエンジンを保護する制御が厳格に機能しており、ドライバーの「今すぐシフトダウンしたい」という要求を拒否することが多々あります。

しかし、トヨタが新たに特許出願した技術は、この課題を真っ向から解決する可能性を秘めていて、(無理やりシフトチェンジさせるのではなく)ドライバーが行った、しかし弾かれたシフト操作をクルマが記憶し、安全な回転数まで下がったコンマ数秒後に即座にギアを叩き込む「予約シフト機能」をはじめ、マニュアル車(MT)の自由度とダイレクト感をATで再現する数々のイノベーション、なによりも「速く走るための」工夫が盛り込まれていることが明らかに。

これまでの「退屈な車づくり」から脱却し、スポーツカーファンに向けたクルマづくりを推進してきたトヨタではありますが、この新技術がもたらす革新と仕組みの詳細について見てみましょう。

トヨタ GRカローラのステアリングホール
Life in the FAST LANE.

【この記事の要約(30秒でわかるポイント)】

  • トヨタがパドルシフトAT向けの革新的な新制御システムの特許を出願したことが判明
  • 高回転時で拒否されたシフトダウン操作を記憶し、回転数が下がった瞬間に自動でギヤを入れる「予約変速」機能を搭載
  • ハードブレーキング時には許容回転数を一時的に引き上げ、マニュアル車並みの鋭いエンジンブレーキと立ち上がりを実現
  • 勝手なシフトアップを防ぐ手動ホールドスイッチなど、サーキット走行やワインディングでの操作性を大幅に向上
  • GR86、GRヤリス、GRスープラなどの2ペダル(AT)モデルへの展開が期待される

詳細:トヨタの「記憶するパドルシフト」特許、その画期的な仕組みとは?

一般的にAT車のマニュアルモード(パドルシフト)は、ドライバーの操作を受け取った段階で「現在の速度とエンジン回転数との組み合わせが安全領域か」を判定し、もしシフトチェンジによって許容回転数を超えるゆなことになれば、ミッションの破損を防ぐために操作は無視(キャンセル)されるのが通常のロジックです。

これに対し、トヨタが考案した新しいシフト制御システムは、単に拒否するのではなく「ドライバーが何を求めたか」をシステムが記憶(キープ)するもので・・・。

【従来のパドルシフト】
高回転時にシフトダウン操作 ➔「危険」と判定して操作を無視 ➔ 回転数が下がっても何も起きない(手動で押し直しが必要)

【トヨタの新特許システム】
高回転時にシフトダウン操作 ➔ 操作を記憶 ➔ ブレーキングで回転数が下がった瞬間に自動でシフトダウンを実行

強烈なハードブレーキングを行っている最中、ドライバーはステアリング操作やペダルワークに集中しており、その最中に「回転数が下がるタイミングを見計らって何度もパドルを叩く」必要がなくなり、1度のパドル操作で確実に意図したギアまで叩き込めるようになるというわけですね。

トヨタ GRカローラのステアリングホイール
Life in the FAST LANE.

出願された「シフトロジック」の特徴

今回明らかになった特許情報には、パドル操作の応答性とスポーツ走行時の自由度を高めるための3つの大きな技術的アプローチが記載されていて・・・。

1. 拒否された操作を実行する「タイムラグ変速(保留制御)」

高回転域でのシフトダウン操作をメモリに一時保存し、車速と回転数が許容範囲に入った直後(わずか1秒未満〜コンマ数秒の遅れ)に即座にシフトダウンを実行。

2. フルブレーキ時の「レブリミット一時引き上げ制御」

フルブレーキング時はエンジンの回転数が急速に低下するという状況ですが、出願された新システムでは、減速Gやブレーキ圧を検知すると通常時よりも高めの回転数(例えばレブリミット7,000rpmのエンジンであれば、通常6,000rpmにコンピューターが制限するところを6,500rpm超まで安全マージンを削って)でのシフトダウンを許容します。

シフト変速にかかるごくわずかな時間の間にも減速が進むことをコンピューターが計算し、「変速が完了した時点ではレッドゾーンを下回る」と予測できれば一歩踏み込んだ高回転でのシフトダウンを解禁し、強烈なエンジンブレーキとコーナー立ち上がりでの素早いトラクション確保を可能にするというわけですね(加速時と減速時とで同じようにエンジン回転数を判断することはできず、それぞれ個別に、そして適切に判断する必要がある)。

トヨタ GRヤリスのフロント(レッド)
Life in the FAST LANE.

3. ドライバーの意志でシフトアップを阻止する「自動変速キャンセラ」

一般的なAT車では、アクセルを戻したり、レブリミットに達すると自動的に上のギアへシフトアップしてしまう制御が入ることがあります。

新特許では、ドライバーが手動で自動シフトアップを禁止できるスイッチ(または制御パターン)を提案していて、コーナーの合間で一時的にアクセルを抜く際やレブリミット付近を維持して次のコーナーに侵入したい場面で”勝手な変速”を完全に防ぐことを可能としています。

競合比較と市場での位置付け:MT派をも唸らせる2ペダルの未来

現在、スポーツカー市場におけるトランスミッションの選択肢は大きく変化していて・・・。

トランスミッション形式メリット課題・弱点トヨタの新パドル制御の位置付け
マニュアル(MT)操作感・ダイレクト感が抜群。ペダル操作の自由度が高いシフトミス(マネーシフト)による破損リスク。渋滞での疲労MTならではの「ドライバー優先度」をATに付与
従来型AT / DCT変速スピードが速い。イージードライブが可能保護制御が厳しく、ドライバーの操作要求を弾きやすい保護機能と応答性を高次元で両立

トヨタはGR86、GRヤリス、GRスープラなどに本格的なマニュアル(MT)モデルを設定し、クルマ好きから絶大な支持を得てきたのもまた事実。

同時に、GRヤリスやGRカローラには新開発の8速AT「DAT(Direct Automatic Transmission)」を投入するなど、2ペダルモデルのスポーツ性能向上にも全力を注いでいます。

今回の特許技術はDCTや多段AT、さらには電気自動車(EV)向け擬似変速システムなど、さまざまな2ペダルスポーツカーに展開が可能なもので、「MTの楽しさは捨てがたいが、普段使いやサーキットのラップタイムを考えるとATを選びたい」という層にとって、まさに決定打となるテクノロジーと言えます。

トヨタ・プリウスのシフトレバー
Life in the FAST LANE.

スポーツカー=MTという図式が根強いが

現在、超高価格帯のスーパーカーやハイパーカーを中心として機械式マニュアル・トランスミッションへの回帰が続いていますが、これはたしかに「ダイレクトに操作する楽しみ」を得られるものの、技術的には「新規性がなく」、消費者の要望をエクスキューズとした「技術の退化」「お金儲け」とも言えるものではないかと感じることも。

その一方でケーニグセグCC850に採用される「The Worlds Most Powerful And Fastest Manual Production Car=TWMPAFMPC」、フェラーリ12チリンドリ マヌアーレの「マニュアル・バイ・ワイヤ」、そして今回のトヨタの特許は「テクノロジーの進化をもって」未来を切り開き、そしてごく一部の限られたモデルだけではなく幅広く展開が可能なものであり、よって自動車メーカーとしての本来あるべき「技術を発展させ、より良い製品を作る」という姿を考慮するに、必ずしも機械式マニュアル・トランスミッションが正解とは限らないのでは、とも考えています。

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結論:2ペダルスポーツカーの走りを変えるトヨタの挑戦

「オートマチック車は退屈」「パドルシフトはコンピューターのおもちゃ」といった従来のステレオタイプは、この技術によって過去のものになるかもしれません。

一見すると細かな制御の違いに感じられ、しかし、サーキットで1/100秒を争う場面や、ワインディングを思い通りに駆け抜けたい場面において、この「コンマ数秒の応答性」と「人間の意思の尊重」はドライビングプレジャーを大きく左右するもので、このあたりはGR(Gazoo Racing)の「モータースポーツを通じ、よりいいクルマを作る」という信念が反映されているところだとも考えられます。

トヨタ GRヤリスのマニュアル・トランスミッション
Life in the FAST LANE.

そしてトヨタが追求する「もっといいクルマづくり」は、MTのラインナップの維持だけに留まらず、ATや新しいトランスミッションの可能性を極限まで引き出す領域へと進化しており、この特許技術が将来のGRモデルなどに搭載され、ぼくらのドライビング体験をどう変えてくれるのかに期待が高まろうというものですね。

関連知識&モータースポーツへの応用コラム

1. トヨタが展開する「DAT(Direct Automatic Transmission)」とは?

トヨタがGRヤリスなどに搭載している「DAT」は、従来のAT制御が「車両のGや速度」を検知して変速していたのに対し、「ドライバーのブレーキペダルやアクセルペダルの踏み込み方」から変速を先行予測してギアを選択する次世代AT。今回のパドルシフト特許も、こうした「ドライバーの意図を汲み取る」思想の延長線上にあります。

2. 「マネーシフト」とは?

マニュアル・トランシミッションにて時折問題となる「マネーシフト(Money Shift)」とは、MT車で高回転走行時に誤って低いギア(例:5速から2速)に入れてしまい、エンジンが許容回転数を大幅に超えてオーバーレブし、爆発・破損してしまうトラブルを指します(修理に莫大な費用=Moneyがかかることから命名)。

一般的なATではこの事故を防ぐために強固な保護機能が入っていますが、トヨタの新特許は「破損を防ぎつつ、限界ギリギリまでドライバーの要求に応える」という、安全と走りの楽しさを完璧に両立させる技術と言えそうです。

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参照:CARBUZZ

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