Jatco CVT7

　日産「マーチ」をはじめ「ジューク」「ノート」「ラティオ」、スズキでは「スイフト」「ソリオ」「アルト」「ワゴンR」、三菱では「ミラージュ」。ここ最近に登場した、これらのコンパクトカーすべてに採用されているのが、ジヤトコが開発した副変速機付CVT「Jatco CVT7」だ。低燃費を重視する軽・コンパクトカーに、広く採用されるヒット作である。

　実際に新車の試乗会などで、それらのクルマの開発陣に聞くと「CVTはステップATよりも高価な部品なので、本当は使いたくなかった。でも、低燃費を実現するにはコレしかなかった」と異口同音に返ってくる。そんなトランスミッションなのだ。

中野晴久主管

■小型化と広変速比を両立
　しかしCVTは2つのプーリーで構成されているため、ギヤを使わないで済むのがメリットのはずだ。それなのにCVT7は、わざわざ副変速機というギヤを追加した。その理由は、どういうものなのだろうか？

　「それは燃費を向上させるために、変速比を大きくとりたかったからです」というのは「CVT7」の開発を牽引してきた同社プロジェクト推進室の中野晴久主管だ。CVTの変速比を大きくするには、プーリーを大きくするしかない。しかし、これまであったCVT以上に変速比を大きくしようとすると、軽・コンパクトカーのサイズに収まらなくなるという。

　「だいたい、プーリーを大きくしていくと、軽/コンパクトカー・クラスであれば変速比は5.8から6くらいが限界になります。しかし、副変速機を使えば、プーリーを小さくすることができます。CVT7はプーリーを変速比4ほどにしながらも、副変速機のギヤを使うことで、結果的に7.3というワイドな変速比を実現しています」と説明する。

CVTは2つのプーリーの間隔を変えることで変速する	CVT7にはさらにプラネタリーギヤによる副変速機が追加されている	副変速機により変速比が広がった

　CVTなのに副変速のギヤを追加することで、変速比をよりワイドにする。コロンブスの卵のような話だが、しかし、それほど突飛な話でもないような気もする。

　「実は、副変速機付でやろうとなったので、過去の特許を調べてみると、あったんですよ、すでに特許申請が。しかも期限が切れていました（笑）」

　つまりアイデアは古くからあった。だが、誰も実現しなかったということだ。副変速機付のアイデア実現を阻むハードルはいくつも存在したという。

■高い制御技術と生産技術でハードルを超える
　その1つが、副変速機の変速ショックだ。副変速機はギヤなので、変速にはクラッチが必要となる。そして、クラッチなので変速時にショックが発生してしまうのだ。それではCVTならではの滑らかな変速という美点をスポイルしてしまう。そのため、クラッチのつかみ＆離しという制御を緻密に行う必要があった。

「当社がこれまでに開発した7速ATでのノウハウを利用することで、ショックを抑えることができました」と中野氏。

　CVT7では、ショックを抑えるために、学習機能付きのシステムがクラッチの摩耗や温度変化などを監視しながら、緻密なクラッチ制御を行っているという。ちなみに0km/hからゆっくり100km/hほどに加速してゆくと、だいたい中間となる40～50km/hで副変速機の1速から2速への変速が行われる。CVT7を搭載したクルマに乗るときは、そのあたりの速度でショックの有無に注意を向けてみるのも面白いだろう。

CVT7は副変速機が付いたにもかかわらず、従来よりも小型化されている

　次の問題は「小さく作る」ということだ。「プーリーを大きくできないから副変速機を追加した｡その結果、トータルでサイズが大きくなった」では、まったく意味がない。全体を小さく収めることが最大の命題なのだから。

　そのためにトルクコンバーターを超扁平なものにして、全長を短縮。副変速ギヤは、従来からあった後進用のギヤと共用するとともに、クラッチを一体化。ここでもトランスミッション全体としての全長短縮に貢献している。

　もちろんプーリーも小さくした。従来の直径150～160mmから130mmほどに縮小した。重量も13％軽減している。

　「このプーリーは、過去にないほど、薄く小さいんですね。小さく作るのは本当に大変なんですよ。生産サイドから“こんなんじゃ作れない”という声が最初は出たくらいです。プーリーは鍛造した後に焼き入れをしますが、ここで歪みができてしまいます。そこで、オリジナルの熱シミュレーション・システムを開発しました。それでも試行錯誤の連続でした。ですから生産側の努力があって、はじめてCVT7が世に出せたというわけです」と中野氏。

　副変速機付CVTは、それを現実の物とする高い制御技術や生産技術というしっかりとした土台があって、ようやく実現したもの。そのため誰でも簡単にマネのできるものではないというわけだ。

■CVTのメリットとデメリットとは
　また、幅広い車種にCVT7が採用されたのは、そうしたCVT7ならではのメカニカル的な特徴だけでなく、CVTが本来持つメリットも大きいと中野氏は説明する。

　CVTの最大のメリットは、自由な変速比を作り出せることだ。走行中のスピードに最適な変速で走行が可能となる。

　さらにCVTのプーリーの存在自体も、対振動面で有利に働く。CVTのプーリーはステップATのギヤよりも重い。その重さによって、エンジンから発生する振動を抑制するのだ。振動面で不利な3気筒エンジンが増えていることや、低回転域までロックアップ領域を拡大するというトレンドを鑑みても、対振動で有利というのは大きいだろう。

　また、変速制御のソフトウェアを変更するだけで、いろいろな地域にあわせた仕様にできるのもメリット。ステップATの場合、変速比を変更するには、ギヤそのものを変更しなくてはいけない。メーカーからすれば低コストで、現地のニーズにあったギヤ比を実現できるというわけだ。

　ではデメリットは何だろうか？　最大は「ラバーバンド・フィール」と呼ばれる、ドライバビリティの悪さだろう。ロックアップ領域を拡大すればダイレクト感を増すことはできるが、パワーの小さいエンジンでは限界がある。これは、フリクションの低減や制御の最適化などを地道に進めることで解決してきている。

　また、プーリーの作動を油圧で行うため、ステップATよりも高い油圧を発生させるだけ燃費効率で不利。これも油圧を無駄に使わないような工夫が必要で、油圧低減技術が導入されてきている。

　そして最後のデメリットは、トランスミッション単体としてステップATよりも割高という点だ。しかし、これは採用車種が増えて、量産が増えるほどにネガティブ面は小さくなるだろう。現在のところ、副変速機付の「CVT7」は、グローバルで月産10万台規模で生産されているという。これは、2005年に開発がスタートした時点の想定の、2倍にものぼるという。

　自動車メーカーはこうしたメリットとデメリットを並べ、シビアに比較検討を行った上で、トランスミッションの採用を決める。数多くの車種に採用されたCVT7は、メリットがデメリットを上回ったことを意味しているというわけだ。