自動運転や電動化、バイク新時代への先端技術

ホンダのNM4

ライディングアシスト2.0を搭載したホンダのNM4(筆者撮影)

近年、環境負荷低減に向けたEVなどの電動化技術、事故の減少などを目的とするADAS(先進運転支援システム)や自動運転技術など、自動車の最先端テクノロジーがメデイアなどで話題にあがることが多い。多くは4輪車向け技術であるが、じつは、2輪車、いわゆるバイクの分野においても、現在さまざまなメーカーが多岐にわたる新技術の開発を進めている。

例えば、2輪車メーカーとしても知られるホンダは、アシモなど2足歩行ロボットの制御技術を活用し、バイクが転倒しないための技術「ライディングアシスト」を開発中で、将来的には自動運転の機能を持たせることも可能だという。また、大手自動車部品メーカーの日立Astemo(以下、日立アステモ)では、将来的に普及が見込まれる電動バイクに向けたモータードライブや制御システムなどのユニットを開発している。

自動車技術専門展示会「人とくるまのテクノロジー展2022 YOKOHAMA(2022年5月25~27日・パシフィコ横浜)」でも、両社はこれらバイク向けの新たな取り組み事例を展示ブース内で披露した。当記事では、バイクの分野でも開発が進む最先端テクノロジーの事例として、ホンダと日立アステモの新技術に焦点をあてて紹介する。

ホンダの倒れない姿勢制御技術

ホンダ[ライディングアシスト]の説明

ブースに展示されたホンダの2輪姿勢制御[ライディングアシスト]の概要パネル(筆者撮影)

バイクは、バランスを崩すと転倒してしまう乗り物であることはご存じのとおり。ホンダの2輪姿勢制御技術「ライディングアシスト」は、2輪車が持つそうした潜在的リスクへの不安を解消することを目的に開発された。前述のとおり、ホンダが製作したヒューマノイドロボットのアシモなどで培った独自の姿勢安定化技術を応用し、バイクが転倒しやすい停止中や極低速域で車体を安定させるバランス安定化技術だ。

トップブリッジ部

開発車両のトップブリッジ部(筆者撮影)

もともとは、2017年に北米の電子機器関連見本市「CES」や「東京モーターショー」などで公開された技術だが、当初は前輪を前後左右に自動で動かし、バイクが停止状態を保ったまま自立し、極低速でのスムーズな旋回などを行った。転倒しない状態を保つために車体の傾きをジャイロセンサーで検知し、その電気信号をステアリングと繋がったトップブリッジ下部に搭載した駆動装置のアクチュエーターへ送ることで、前輪を制御する仕組みだ。

より自然な制御の「ライディングアシスト2.0」を披露

NM4の後方

後方から見た開発車両(筆者撮影)

今回の展示会で披露されたのは、その進化版である。従来型をライディングアシスト1.0、新型はライディングアシスト2.0と呼ばれている。従来型は、前輪のみの制御だったため、例えば曲がりたいときにシステムの介入が強すぎて、ライダーが違和感を持つ場合があった。2.0はその点を改良するため、車体と後輪の間に「車体・後輪揺動機構」を追加したことで、より自然な制御を可能とした。

後輪揺動機構

新たに追加された後輪揺動機構(筆者撮影)

この車体・後輪揺動機構とは、車体後部にモーターを搭載し、リアタイヤと車体を左右にスイングさせることで、バランスを取る仕組みだ。後輪が倒れた方向と反対側に車体を動かすことで、復元力を発生させる。また、その際は、前輪操舵制御の比率を下げることで、従来型1.0にあったライダーの違和感を低減させることも可能となる。極低速での旋回や8の字走行はもちろん、モーターなどで後退させる機構を持つバイクでは、低速のリバース走行でも高い安定性と自然な操作感を実現した。

ちなみに搭載するバイクは、ホンダが2019年まで販売していた「NM4」(現在は生産終了)。750(745)cc・2気筒エンジンを搭載し、近未来的なスタイルなどが当時話題となったモデルだ。シフト操作の自動/手動が選択できる独自の「DCT(デュアル・クラッチ・トランスミッション)」の採用で、スクーターのようにオートマチック運転も可能となる。

さらにホンダは、ライディングアシスト2.0をベースに、極低速時の転倒防止や安定性向上だけでなく、より多様なシーンでの車両運動制御を行う技術開発も目指している。まず、2.0で培った制御技術の応用により、ホンダ4輪車の安全運転支援システム「ホンダセンシング」が持つような機能をバイクへ搭載することが挙げられる。

ホンダセンシングのイメージ図

4輪車で採用されているホンダセンシングのイメージ図(写真:本田技研工業)

例えば、高速道路などで一定の車間を自動で保持しながら先行車を追従する「ACC(アダプティブ・クルーズ・コントロール)」、衝突軽減ブレーキの「CMBS」、車両が車線をはみ出しそうになった場合に警告やステアリング操作の支援を行う「RDM」、車線の中央付近を維持するようにステアリング操作を支援する「LKAS」などだ。

また、運動理論を応用することで、車体の減速時に起こる制動力やアクセルを開けたときの駆動力の最適な制御、それらと同時にステアリング操作の制御なども行うことで、走行性能を向上させ、車体の挙動を安定させる技術開発なども見据えている。ホンダの担当者によれば、これら機能が搭載されれば、「技術的には自動運転も可能」だという。

4輪車以上に趣味性が強いバイクで、自動運転のニーズがあるか否かという問題はあるが(もちろん法規の問題などもある)、例えば、長距離移動時にライダーの疲労を軽減するなどの効果は期待できるだろう。また、自動運転ができなくても、さまざまな制御により、バイクがより安全で、安心して楽しめる乗り物になる可能性は高い。

日立アステモの2輪電動化技術

日立アスティモの電動パワートレインシステム技術

日立アステモが展示していた2輪用の電動パワートレインシステム技術(筆者撮影)

カーボンニュートラル実現に向けた電動化の潮流は、バイクの分野にも及んでおり、国内外の2輪車メーカーでもさまざまな電動バイク開発を行っている。そんな中、日立アステモでは、バイクの電動パワートレインシステム技術を展示した。

バイクの形を模したアクリル板の展示台に陳列されたのは、2輪電動車用の「モータードライブユニット」「システムマネジメントユニット」「バッテリーマネジメントシステム」の3点だ。

モータードライブユニット

モータードライブユニット(筆者撮影)

まず、走行用モーターを制御する2輪電動車用モータードライブユニット。定格出力は、3.0kW、125ccを超え250cc以下までの軽2輪に相当する車両向けで、サイズは長さ240mmx幅160mmx高さ60mmと非常にコンパクトだ。主な機能は、ライダーのスロットル操作に対し、出力するトルク値を演算しモーターを駆動。また、減速時には、バッテリーへ充電する回生制御も行う。さらに、バッテリーの電圧・電流・温度・残容量や、モーターの電流・回転数・温度を監視し、高効率な電力制御も実現する。さまざまなモーターや角度センサーに対応し、防水性や耐振性を確保する中空構造の採用で軽量化も実現する。

2輪電動車用システムマネジメントユニット

2輪電動車用システムマネジメントユニット(筆者撮影)

2輪電動車用システムマネジメントユニットは、ライダーの操作と車両状態に応じてモーターのトルクを演算し、パワーコントロールユニットへ指示を行う機能を持つ。また、車両搭載ユニットを起動する電源制御や、盗難防止装置・灯火器類などの補器類の制御、充電器制御なども可能だ。非常に多機能で、多チャンネルの出入力を持つことで、さまざまなタイプの電動車両に使用できるという特徴を持つ。

2輪電動車用バッテリーマネジメントシステム

2輪電動車用バッテリーマネジメントシステム(筆者撮影)

2輪電動車用バッテリーマネジメントシステムは、電動バイクに搭載するリチウムイオンバッテリーの電圧や電流、温度情報からバッテリー監視を行うコントロールユニットだ。セル電圧センサー、バッテリー状態管理、漏電センサーを備え、高精度な管理を行うことで、バッテリーの性能を最大限に引き出し、電動バイクの航続距離を延長させるなどのメリットがある。

日立アステモの開発担当者によれば、これらユニットは、「4輪車と比べ車体が小さなバイクに搭載するため、いずれも軽量・コンパクトであることが必須」だという。また、バイク用のパワーユニットなどは、「シート下などライダーに近い位置に搭載されることが多いため、安全性も重要」だ。さらに、「ユニット自体が露出したまま装備されるケースが多く、雨風にさらされる可能性が高いため、耐久性も求められる」といった課題があるという。加えて、4輪車と比べ車体価格が比較的安いバイクの場合は、「(2輪車メーカーが求める)コスト面でもより安価にする必要がある」という。そのため、開発には、4輪車以上にかなり要件がシビアであることが多い。しかも現状では、電動バイクは一部の商用向けスクーターなどを除き、まだ実用化されている事例は少ない。ただし、将来的に多くのモデルが電動化される見込みが高いため、どれほど先行投資できるかもカギになるようだ。

4輪車とは違った課題も多いが日々進化する2輪技術

以上、安全性を高めるとともに自動運転の可能性まで感じられるホンダの技術、電動化を見据えた日立アステモの試みを紹介した。いずれも将来的なバイクの在り方や装備、性能などが見え隠れする技術だけに非常に興味深い。果たして、近未来のバイクはどのような姿や機能で我々を楽しませてくれるのか、今後に期待したい。

(平塚 直樹 : ライター&エディター)

ジャンルで探す