4WD・AWDの種類と仕組み｜直結・センターデフ・オンデマンド・電動を比較

タイヤが4本あるなら、4本とも働かせればいい。そんな発想を形にしたのが四輪駆動です。ところが実際には、いつも四輪で力を分担する車もあれば、必要なときだけ残りの二輪を働かせる車もあります。同じ四駆でも、勤務形態はずいぶん違います。

しかも、前後をシャフトでつなぐものもあれば、後輪を別のモーターで動かすものまであります。

今回は「4WD」「AWD」の呼び方を整理しながら、それぞれがどうやって四輪に力を伝えているのかをやさしく解説します。

4WDとAWDは、呼び方だけで見分けられる？

4WDやAWDは、四つの車輪へ駆動力を送れる仕組みを指す呼び名です。ただし、名前だけで中身が一つに決まるわけではありません。前後の車輪が、何を通してつながっているかを見る必要があります。

前後を機械的に強くつなぐもの、回転差を許す歯車を間に入れるもの、クラッチで送る力を調整するものなどがあります。前輪と後輪を別々のモーターなどで動かす車もあり、仕組みは一種類ではないんですね。

AWDなら必ずセンターデフ付き、4WDなら悪路用、という共通ルールはありません。前後をどうつなぎ、どんなときに四輪へ力を渡すかを見ましょう。四輪へいつも同じトルクを渡す意味でもありません。

前後のつなぎ方で分かる三つの方式

前輪と後輪へどう力を届けるか。そのつなぎ方を見ると、4WDの違いが分かりやすくなります。まずは、前後を軸などで機械的につなぐ三つの代表例を比べましょう。前後に別々のモーターを置く方式は、その次に見ていきます。

パートタイム4WD

パートタイム4WDは、自分で2WDと4WDを選びます。代表的には、2WDで片方の車軸を回し、4WDでは前後へ力を分ける装置「トランスファー」で、前後を直結します。低速で大きな力を出す、副変速機付きもあります。

カーブでは、後輪は前輪より内側を通ります。前後のタイヤが進む距離も違うので、同じ時間に曲がるには回る速さの差も必要です。

前後を直結し、センターデフがないと、カーブで必要な回転差を中で逃がせません。滑りにくい路面では、曲がりにくくなり、駆動系へも負担がかかります。

ジムニーの説明書も、乾いた舗装路は2WD、濡れた舗装路での4WDもなるべく避けるよう案内しています。雨だからとりあえず4WD、ではないんですね。使える路面と切り替え方は、その車の指定に従います。

センターデフ式フルタイム4WD

センターデフ式は、前後の差を許す歯車を間に入れます。普段から前後へ力を渡しながら、舗装路のカーブも曲がれます。

基本のトルク配分は設計によって違い、全部が50：50ではありません。滑る道に備え、回転差を抑えるLSDやロックを組み合わせるものもあります。中身はセンターデフ式フルタイム4WDの仕組みで解説しています。

オンデマンド4WD

オンデマンド式は、主に回す車軸に加え、必要に合わせてもう片方へ渡す力を変えます。前後をつなぐカップリングやクラッチが働きます。

回転差で働くものも、アクセルやハンドルの情報から電子制御するものもあります。空転する前に力を渡す車もあるので、普段は完全2WD、滑ってから4WDとは限りません。

調整する流れはオンデマンド4WDの仕組みで説明しています。

電動4WDはモーターで前後の駆動力を調整する

電動4WDには、エンジンなどで一方を回し、独立したモーターでもう一方を回すものがあります。前後を別々のモーターで回すものもあります。軸で前後をつながない場合は、それぞれのモーターの力を調整します。

トヨタのE-Fourは、後輪をモーターで回す例です。同じ名前でも、車種と世代で力や働く範囲が違います。電動ならいつも四輪、発進だけ、とも決まりません。

モーターの出力と一緒に、どの速度で働くか、電池と温度でどう制限されるかも確認します。

4WDが発進や加速に強い理由

同じ駆動力を前後で分担すれば、一部のタイヤへの負担が集中しにくくなります。雪の発進、滑る坂、左右で路面が違うところなどで、強みが出ます。

ただし、好きなタイヤへ自由に力を送れるとは限りません。前後の配分に加え、左右のデフやトラクションコントロールも、使える駆動力に関わります。

前後や左右を調整できる方式は、加速中やカーブの車の動きも整えます。4WDは悪路だけでなく、普段の道で乗りやすくするためにも使うんです。

重量、費用、タイヤ管理も比べておく

• 重量と動力の損失：同じ車種の近い仕様の2WDと比べると、追加部品で重くなり、失われる動力も増える傾向があります。ただし、必要ないときは駆動系を切り離すなど、損失を減らす構造もあります。
• 購入・整備費用：4WD仕様の価格差や、デフ・トランスファーなどの点検項目を確認します。すべての4WDで同じ整備が必要なわけではありません。
• タイヤ管理：タイヤの外径差が大きいと、前後の回転差が続き、駆動系に負担をかける場合があります。指定サイズや銘柄、摩耗差、空気圧について車両の指示を守ります。

燃費を比べるなら、エンジンや装備が近い仕様を選び、カタログと実際の使い方を見ます。4WDか2WDかだけで順位は決まりません。

雪道は、発進できても止まりやすいとは限らない

強みは主に、加速のための力を確保しやすいことです。ブレーキは普通、2WDも四輪にあります。4WDにしても、タイヤと路面の摩擦が増えるわけではありません。

楽に発進できたからといって、氷の上で短く止まれたり、速いまま曲がれたりする保証はありません。

道に合うタイヤ、控えた速度、十分な車間距離が基本です。タイヤの働きも合わせて確認しておきましょう。

加速のための力と、曲がるための力は同じタイヤが受け持つ

タイヤは、前後へ加速、減速する力と、横へ曲がる力を一緒に受け持ちます。四輪に分けると、一部だけに加速の負担が集中するのを抑えられます。

配分を変え、カーブの動きを整える方式もあります。ただし地面との摩擦を無限に増やせる装置ではありません。合うタイヤと速度、操作は、4WDでも大切です。

よくある疑問

AWDは必ずセンターデフ付き？

AWDという名前だけでは決まりません。カップリングやモーター式もあるので、構造を確認します。

4WDならブレーキの数も増える？

普通の2WDも、ブレーキは四輪にあります。加速する利点と、止まる力は別です。

雨の日は必ず4WDモード？

前後直結の車には、舗装路での制限があります。モードは、その車の説明書に従って使います。

関連記事

オンデマンド4WDの仕組み｜電子制御式と回転差感応式の違い／センターデフ式フルタイム4WDの仕組み｜トルク配分とLSD／タイヤの構造と各部の名称｜サイズ表示の見方と役割

参考資料

• スズキ：ジムニー 走行・環境性能
• スズキ：ジムニー系取扱説明書（資料番号77R31）
• SUBARU：ビスカスLSD付センターデフ方式フルタイムAWD
• トヨタ：新型4WDシステム Dynamic Torque Vectoring AWD＆新型E-Four
• SUBARU：AWD車のタイヤについての注意