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EVはクロカンを超える!? 日産の月面探査機にみるテクノロジー

2021.12.08 デイリーコラム

やっかいなのは砂の道

「まだまだ研究段階ですが……」

2021年11月末、新たなコンセプトカーが撮影できると聞いて足を運んだ日産自動車本社で披露されたのは、枯山水のような砂場と、そこに置かれた“車輪付きの箱”だった。なんでも、月面を探索するためのモビリティー「月面ローバ」の試作機という。モノとしては、有名なNASAの火星探査機「キュリオシティー」みたいなものだろう。

しかし、なんでまた日産が月面探査機を……? よくあるEVコンセプトカーを予想してきた身には、やぶから棒だ。聞けば開発の発端はJAXA(宇宙航空研究開発機構)だそうで、同組織が月面ローバのプロジェクトを進めるなかで技術的な協力相手を公募し、日産と手を組むことになったという。

日産が期待されているのは4WDのテクノロジー。「e-4ORCE」と呼ばれる“電動駆動の4輪制御技術”だ。そして、その技術でクリアしたい課題とは、「砂地での移動」である。

月面は「レゴリス」と呼ばれる砂で覆われていて、地形としては起伏もある。これは探査機をはじめとする輸送機器にとっては極めて厳しい路面環境で、不用意に走らせたならタイヤが砂地に埋もれ、たちまち走行不能になってしまう。それが避けられたとしても、無駄に砂をかきつつ移動しているようでは、限りある電力は見る見る尽きる。走行エネルギーが極めて貴重な状況で、それはどうしても避けたいというのだ。

日産の技術なら、そんな事態を回避できる! というわけだが、他のメーカーではダメなのか? ヨンクの電動車なら、いまや多くのブランドから販売されているけれど……。その点、「日産には他社が追随できないほどのアドバンテージがある」と開発担当者は胸を張る。

日産自動車とJAXAが共同で開発している月面ローバの試作機。2021年12月2日に一般公開された。
日産自動車とJAXAが共同で開発している月面ローバの試作機。2021年12月2日に一般公開された。拡大
まだ試作段階にある月面ローバは、制御系のボックスとホイール&モーターのみというシンプルなたたずまい。いずれは探索用の機器など、機能的な装備が搭載されることになる。
まだ試作段階にある月面ローバは、制御系のボックスとホイール&モーターのみというシンプルなたたずまい。いずれは探索用の機器など、機能的な装備が搭載されることになる。拡大
月面ローバは電動の4WD車。各ホイールに駆動用モーターが組み込まれている。
月面ローバは電動の4WD車。各ホイールに駆動用モーターが組み込まれている。拡大
実験用探査フィールドにおけるテストの様子。「e-4ORCE」をオフにした状態で砂地を走行するや(写真右上)、ホイールおよびタイヤは空転。砂の路面にもぐっていってしまう。
実験用探査フィールドにおけるテストの様子。「e-4ORCE」をオフにした状態で砂地を走行するや(写真右上)、ホイールおよびタイヤは空転。砂の路面にもぐっていってしまう。拡大

“ちょうどいいところ”で走れる

e-4ORCEと呼ばれるテクノロジーは、新型EV「日産アリア」の4WDモデルにも採用されている。車体前後に搭載した計2基のモーターを統合制御することで路面のグリップ力を最大化させ、意のままになるコーナリングを実現する、というものだ。この制御技術を活用し、ブレーキングの際には車体の姿勢変化を抑制、乗員の前後方向の揺れも減少させる。結果的に、「意のままに、しかも快適に運転できるようになる」というわけだ。

月面ローバ用のe-4ORCEはその応用版であり、砂地に対する「タイヤの空転量」を市販車とは比較にならないほど緻密に制御することで、車体を着実に前進させる。タイヤの回転力が強すぎて空転してしまえば車両は動けなくなるし、小さすぎればそもそも前に進めない。それを、1000分の1秒よりさらに細かい周期で路面からの情報をフィードバックし、適切なモーター制御行うことで、“ちょうどいいところ”を探りつつ走らせる。

「リーフ」をはじめ、量産型EVを長年扱ってきた日産が開発したe-4ORCEは、その反応速度が飛び抜けて速く、他社のEVなど比較にならない……というのが、前述の自信の背景にある。開発担当は続ける。

「現実に電動車が増えてきて、この分野もより発展してきてはいます。しかし、肝心なのは出来栄え。e-4ORCEで言えば、モーターから出てくるトルクをいかにうまくタイヤに伝えるかが大事なわけです。電子の世界の話みたいですが、現実にはパワーユニットからタイヤまでの間にメカ(シャフトや減速機など)があるわけで、その『ハードとソフトの使いこなし』が難しい。これが両方できて初めて、モーターの素早いレスポンスがタイヤの動きに表れるようになります」

つまり、介在するメカの多い内燃機関車よりもEVのほうが技術的に有利。ゆくゆくは本格クロカン顔負けの悪路走破性を持つ市販EVが出てきてもおかしくはない。でもいまはまだ、この応用版e-4ORCEを備えるモデルは、月面ローバの試作機に限られている。

「e-4ORCEで4WD性能がアップするのは確実です。こういう制御の進化は非常に早いので、いかに素早く実装するかが大事。いつとは明言できないけれど、なるだけ早く市販車両に載せたいですね」

ぜひ、早期の実現を。「このクルマの4WDシステム、宇宙の月面探索機と同じなんだよ」なんて、運転席で言ってみたいじゃないですか。

(文と編集=関 顕也/写真=日産自動車、webCG)

SUVタイプの新型EV「日産アリア」。「e-4ORCE」と名づけられた4WDシステム搭載モデルは、2022年の夏以降に発売される。
SUVタイプの新型EV「日産アリア」。「e-4ORCE」と名づけられた4WDシステム搭載モデルは、2022年の夏以降に発売される。拡大
砂地においてタイヤの空転を抑えるシステムの、オンオフの違いを示すイメージ。日産ではいま、市販車への搭載を念頭に同システムの開発を進めている。
砂地においてタイヤの空転を抑えるシステムの、オンオフの違いを示すイメージ。日産ではいま、市販車への搭載を念頭に同システムの開発を進めている。拡大
資料映像(写真)では前輪が砂地にやや沈み込んでいるように見えるが、これは、空転を抑えつつしっかり走行できている状態。制御の緻密さが増すほどに、悪路での走破性はアップするという。
資料映像(写真)では前輪が砂地にやや沈み込んでいるように見えるが、これは、空転を抑えつつしっかり走行できている状態。制御の緻密さが増すほどに、悪路での走破性はアップするという。拡大
4輪独立モーターを採用する月面ローバの試作機は、前後方向に移動できるほか、4輪をステアすることによりその場で向きを変えられる。これもまた市販車両にあってもいい技術のひとつと思われる。
4輪独立モーターを採用する月面ローバの試作機は、前後方向に移動できるほか、4輪をステアすることによりその場で向きを変えられる。これもまた市販車両にあってもいい技術のひとつと思われる。拡大
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