AMTの仕組み｜アクチュエーター・クラッチ・DCTとの違いを解説

クラッチペダルはないのに、中の作りはMTに近い。そんな変速機がAMTです。運転手の足と手がしていた仕事を、誰に任せたのか見ていきましょう。

クラッチペダルがなくても、中ではクラッチが働く

変速機は、エンジンからタイヤへ伝える回転の速さと力を変える装置です。その入口で、回転をつないだり切ったりするのがクラッチ。MTでは運転手が足と手でこの二つを操作しますが、AMTではモーターや油圧で動く装置へ任せます。その操作役がアクチュエーターです。

土台がMTに近いからといって、クラッチを使わず変速しているわけではありません。一般的なシングルクラッチ式では、変速中に力をいったん切る時間があります。それが、変速の感触にも関わっています。

普通の乗用AMTには、運転手用のクラッチペダルはありません。自動モードなら、主にアクセルとブレーキで運転できます。でも中ではクラッチを切り、ギアを選び直すので、MTと共通するところがあります。

装置が、手と足の代わりに操作する

では、その操作役の中身を見てみましょう。電動モーターを使うものもあれば、電気で調整する油圧を使うものもあります。商用車には空気の圧力を使う例もあるので、名前だけで動かし方は決まりません。

乗用車の例が、スズキのAGS（オートギヤシフト）です。MTをベースに、電動油圧式の装置でクラッチとシフトを操作する構成です。

車速、アクセル、エンジンと変速機の回転数を見て、両方を合わせて調整します。装置でペダルの代わりに押すだけでは、なめらかにはできません。エンジンの力も合わせる必要があります。

変速中は一度力を切り、次のギアにつなぎ直す

一つのクラッチを使うAMTは、加速中にクラッチを切り、次のギアを選んで、またつなぎます。基本の順番は下のとおりです。細かな重なり方と調整は、製品によって違います。

1. 次のギア段を決める：車速、要求される加速、エンジン回転数などから変速を判断します。
2. エンジントルク、つまり軸を回す力を下げてクラッチを切る：歯車の結合を切り替えられるよう、伝達中の負荷を抜きます。
3. 現在のギアを外し、次のギアを選ぶ：変速用アクチュエーターがシフト機構を動かします。
4. 次の段に合う回転数へ整える：必要に応じてエンジン回転数や変速機側の回転を調整します。
5. クラッチをつなぎ、駆動力を戻す：クラッチの伝達力とエンジントルクを協調させます。

乗用AMTには、シンクロメッシュで中の回転を合わせるものがあります。ただし、大型商用車まで全部同じとは限りません。歯車をつなぐ基本はMTの仕組みで説明しています。

変速するとき、加速が一息つくのはなぜ？

この表は、基本の動きです。モーターと組み合わせる車では、切っている間の力をモーターが補うこともあります。

一つのクラッチを切る間は、エンジンからタイヤへの力がいったん途切れます。車は勢いで進みますが、加速は短い間弱まります。それが「ひと呼吸置いた」感じや、前後の揺れになることがあります。

MTも力を切りますが、自分で操作するので、その瞬間を予測できます。AMTは同じようにアクセルを踏んでいても、車が段を変えるので、動きの変化が目立つ場合があります。

ただし、全部のAMTに大きなショックがあるわけではありません。つなぐ速さ、エンジンの回転合わせ、変速を決めるタイミングで感触は変わります。同じ条件で比べましょう。

発進とクリープを支えるクラッチ制御

発進も、クラッチを少しずつつないで行うものが多いです。半クラッチは、板同士を少し滑らせながら力を渡すことです。回るエンジンを、まだ止まっているタイヤ側へ急につながずに済みます。この仕事を、車の装置がやっています。

アクセルを踏まなくても、ゆっくり進むクリープを作る車もあります。スズキのAGSがその例。クリープがあるから、トルコンが付くとは限りません。

進む強さ、ブレーキを踏むときのクラッチ、坂道発進の補助は、車によって違います。ほかのAMTと同じと思い込まず、説明書を確認しましょう。

坂道で止まるときは、ブレーキで保持する

坂でクラッチを滑らせて止め続けると、回転差が熱になります。停車はブレーキで保持し、アクセルで前へ押して後退を打ち消し続ける操作は避けます。クリープだけで坂を止まれるとは限りません。

高温の警告や保護の制御が出たら、安全な場所で、表示と説明書に従います。冷やす間のギアやエンジンの扱いは車ごとに違うので、共通の自己流手順にはできません。

MTの構成を生かしながら、操作の負担を減らす

完全につながった走行中は、歯車とクラッチで直接力を渡します。MTに近い中身を生かし、重さ、大きさ、費用、伝えるときのむだを抑えながら、自動化しやすいのが採用する理由です。

発進や渋滞で、何度もクラッチを踏まなくてよいのも特徴です。手動モード付きなら、クラッチは車に任せ、自分で変速の指示を出せます。

ただ、中がMTに近ければ、燃費も修理費も必ず有利とは限りません。動かす装置、センサー、制御が増え、クラッチ交換や学習も必要になります。ZFの自動クラッチシステム解説も、アクチュエーターの不調を説明しています。

DCTとの違いは、次のギアを準備する経路にある

一つのクラッチのAMTは、切ってから次を選びます。DCTは、奇数段と偶数段の道を二つに分け、片方で走りながら、もう片方で次を用意できます。

DCTは、用意した側へクラッチの力を受け渡すので、途切れを小さくしやすいです。その代わり、二つの道とクラッチを合わせる調整が必要です。板の数だけでなく、軸と歯車の並びも違います。

セミオートマという名前も、クラッチだけ自動のもの、手動モード付きの自動変速機など、意味が違うことがあります。迷ったら、クラッチとギア選択を、それぞれ人か機械かで確認しましょう。

ハイブリッドでは、変速中の力をモーターで補う例もある

変速で力を切る間に、モーターが補う車もあります。スズキが2016年に発表したソリオのハイブリッド仕様は、AGSと走行用モーターを組み合わせた例です。

この場合、エンジンの力が切れることと、タイヤへの合計の力が切れることは別です。ただし、適した場所にモーターを組み合わせた例で、全部のAMTやマイルドハイブリッドが同じ働きをするわけではありません。

摩耗に合わせ、クラッチがつながる位置を調整する

クラッチの摩擦材が減ると、装置の位置と、力を渡し始める位置の関係が変わります。それを覚えて、調整し直すAMTもあります。

だから交換後も、付ければ終わりとは限りません。学習が要るか、どう行うかは車ごとに違います。一方、機械の不具合まで、学習だけで必ず直せるわけではありません。

よくある疑問

AMTとトルクコンバーター式ATは同じ？

自動で操作する点は似ても、中身は違います。ここでのAMTは、MTに近い歯車と、発進用の摩擦クラッチを自動で動かします。

AMTにクリープはない？

クリープ付きもあります。あるかどうか、強さ、止まるときの制御は、その車の仕様で確認します。

AMTはクラッチ板を二枚にするとDCTになる？

二つのクラッチとギアの道が必要です。板を増やすだけでは、次の段を用意できる仕組みにはなりません。

関連記事

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参考資料

• スズキ「オートギヤシフト」
• ZF Aftermarket「Looking at the details: function and construction of SACHS actuators」
• ZF「Automated clutch systems from ZF Aftermarket」
• ZF「Clutch Control」
• スズキ「ハイブリッドを搭載した新型ソリオ／ソリオ バンディット」2016-11-29
• スズキ取扱説明書「運転するときは／オートギヤシフト車」
• TREMEC「Manual Transmission Synchronizers 101」