テスラ「サイバーキャブ」は何が新しいのか:48V化、ステアバイワイヤ、電動ブレーキから読み解く
堀江貴文 ホリエモン
テスラが発表した無人タクシー「サイバーキャブ」は、各所で報道されている。しかし堀江貴文氏は、技術的に何がすごいのかについてはまだ報じられていない部分が多いと感じている。この動画で堀江氏は、サイバーキャブを「既存の車に自動運転を載せたもの」ではなく「自動運転を前提に車をつくり直したもの」と位置づける。そのうえで、電装系の48V化、操舵と制動の電動化、配線と製造工程の簡素化という観点から、その意味を解説している。
自動運転専用に設計された初めてのタクシー
堀江氏によれば、サイバーキャブは世界で初めて自動運転専用に作られたタクシーである。アメリカではウェイモなどの無人タクシーサービスがすでに何か所かで走っている。ただしウェイモは、人間が運転する普通の自動車を自動運転化したものだ。サイバーキャブは最初から自動運転を前提に作られており、堀江氏はここが根本的な違いであり、多くの人が誤解している点だと強調する。
具体的には、サイバーキャブにはステアリングハンドルもブレーキペダルもアクセルペダルもない。乗客の前にはモニターパネルが1枚あるだけだ。そこでゲームをしたり、カーナビを使ったり、音楽・照明・エアコンを操作したりできる点は、モデル3など通常のテスラ車と同じだという。
人間が操作しない以上、サイドミラーもバックミラーも要らず、後ろの窓も要らない。堀江氏は、窓が多いほど車体構造は弱くなり、その分だけ重量がかさむと説明する。窓を減らせば構造を軽く、強くできる。構造重量を軽くできることが、自動運転専用車の強みだというのが堀江氏の見方である。
サイバートラックで実用化されたステアバイワイヤ
サイバーキャブの駆動・操作系を理解する前提として、堀江氏はテスラのピックアップトラック「サイバートラック」の話から始める。サイバートラックはアメリカで人気のピックアップトラック市場を狙った奇抜な形の車で、何年か前に発表され、最近ようやく出荷されるようになった。
堀江氏がサイバートラックで大きく変わった点として挙げるのが、操舵方式のステアバイワイヤ化である。従来の車では、ハンドルと車輪が物理的につながっていた。油圧などのアシストはあっても、物理的な連結で車輪を動かしていたことに変わりはない。サイバートラックではこのつながりを切り離し、電動モーターだけで操舵する方式に変えた。
人間の力や油圧のアシストがなくなるので、操舵にはその分大きな力が必要になる。力を出すにはエネルギーが要り、そのエネルギーは電力で供給される。ここから話は電圧の問題に移る。
なぜ48Vなのか:W=V×Aで考える
堀江氏は、学校の物理で習う「電力(W)=電圧(V)×電流(A)」の式を使って説明する。世の中の乗用車のほとんどは12Vの電圧で動いている。トラックは24Vが一般的だという。12Vで足りていたのは、これまで操舵やブレーキのような大電力を要する用途に電気を使ってこなかったからだ。特にガソリン車では、電力の用途はエアコン、照明、コントロールパネル、車載コンピューターなどに限られ、12Vで十分だった。
しかし操舵やブレーキをモーターと電力だけで動かそうとすると、かなりの電力が必要になる。そこでテスラは、新興メーカーであり垂直統合で事業を進めている利点を生かして、電装系を48V化した。堀江氏はこれを、世界のどの自動車メーカーもできなかったことだと評価する。
電圧が12Vから4倍の48Vになれば、同じ電力を得るのに必要な電流は少なくて済む。電流が大きいと、配線の抵抗で余分な熱が発生し、線が細いと焼き切れてしまうので、銅線を太くしなければならない。この銅の重量がばかにならないと堀江氏は言う。48V化すれば電流を抑えられ、ケーブルを細くできる。車内の配線の束はワイヤーハーネスと呼ばれ、日本では矢崎が有名なメーカーだ。このワイヤーハーネスを軽くできることが、48V化のまず大きな利点だという。
堀江氏の整理では、サイバートラックで48V化とステアバイワイヤを実用化し、ワイヤーハーネスも軽く少なくした。サイバーキャブでは完全な自動運転になるので、物理的なハンドルそのものが不要になり、さらに軽くなる。
サイバーキャブで初めて採用された4輪独立の電動ブレーキ
サイバーキャブで初めて取り入れられた機能として堀江氏が挙げるのが、4輪それぞれに独立した電動ブレーキシステムである。従来のディスクブレーキは、人間の踏力を油圧で増幅し、パッドで挟み込んで制動していた。サイバーキャブでは、4つの車輪それぞれに独立したモーターアクチュエーターを置き、それで挟み込む仕組みを作り込んだ。ここでも48Vシステムが生かされている。
堀江氏はこの方式の利点をいくつか挙げる。1つ目はベーパーロックが起きないことだ。自動車教習所で習うベーパーロックについて、堀江氏は自分の教習所の先生が「ペーパーロック」と言っていたという思い出を交えつつ、正しくは蒸気を意味する「ベーパー(vapor)」だと説明する。長い下り坂でブレーキを踏み続けると、ブレーキ系統の油が熱せられて沸点を超え、気化してブレーキが効かなくなる。これがベーパーロックである。電動ブレーキは油圧を使わないので、仕組み上この現象が起きない。
2つ目は、回生ブレーキとの関係である。電動車は基本的に回生ブレーキを使っている。堀江氏の説明では、回生ブレーキとは発電機を回すエネルギーでブレーキをかけるような仕組みで、ハイブリッド車でも完全EVでも、ブレーキ時のエネルギーの8〜9割が発電機を通じて電力に変換されている。つまり制動の大部分はすでに回生ブレーキが担っている、というのが堀江氏の認識だ。
3つ目は、各輪の制動力を細かく調整できることだ。従来の油圧ブレーキでは、ペダルを踏むと油圧が分散されて各輪に均等にかかるようになっている。4輪独立の電動ブレーキなら、状況に応じて各車輪にどれだけブレーキを効かせればよいかを計算し、最適な配分を見つけられる。堀江氏はこれもすごいところだと述べる。
油圧がなくなることの重量とメンテナンス上の意味
堀江氏が特に大きいと考えているのが、油圧装置そのものが要らなくなる点である。油圧システムはシールから油が漏れたり、酸化して劣化したりするので、メンテナンスが欠かせない。それが整備工場の飯の種の1つにもなっていたが、サイバーキャブではそうした作業が一切いらなくなったと堀江氏は言う。
重量について堀江氏は、モーターの分だけ多少重くなっているかもしれないが、油圧装置をなくして軽くなった分の方がずっと大きいだろうと見ている。メンテナンスが容易になった効果も大きいのではないか、というのが堀江氏の見立てである。動画の終盤でも堀江氏は、油圧システムがなくなることの影響は「めっちゃでかい」と思う、と改めて述べている。
二重化によるフェイルセーフ
電子制御に置き換えると、故障時の安全性が問題になる。堀江氏によれば、サイバーキャブは電力系統が二重化され、SoCなどのコントロールユニットも2系統になっている。万が一片方の電源が落ちても、もう片方がバックアップする仕組みだ。
さらに、ブレーキは4輪それぞれに独立しているので、4つすべてが同時に壊れることは考えにくい。仮に一部が故障しても、残りのブレーキでカバーできる構成になっているという。ステアバイワイヤについても同様に二重化されていると堀江氏は説明する。
航続距離、部品点数、塗装、ギガキャスト
こうした操縦系の効率化と軽量化の結果として、堀江氏はサイバーキャブの航続距離が人間が運転する普通の車より長くなっていると述べる。部品点数もかなり少なくなっているので、組み立てもしやすい。
塗装も独特だという。サイバーキャブの金色の外装は塗装していない。堀江氏の説明では、樹脂系の薬剤を2つ混ぜ、それを真空パックのような形で貼り付けているような仕組みで、塗装工程がかなり簡略化されているらしい。堀江氏自身も「と言うんですかね」と言葉を選んでおり、細部については伝聞として語っている。
さらに堀江氏は、サイバーキャブはおそらくギガキャストで作られているので、溶接工程もかなり省略されているのではないかと推測する。こうした要因から、サイバーキャブは300万円を切る価格で市場投入されると言われている、と紹介している。
FSDの学習データとカメラによる予測回避
運転の中身について、堀江氏はテスラのFSDが持つ膨大な学習データが使われている点に触れる。以前は人間がすべてプログラミングしていた運転制御を、生成AIと同じようなシステムに変え、膨大な学習データを基に最適な操作をするように作られているという。
その結果として堀江氏が紹介するのが、自車が起こす事故だけでなく、もらい事故や避けにくい事故への対応である。基本的にカメラからの情報だけで、たとえば遠くの対向車線から怪しい車が来たら、その後どう動くかを予測し、ぶつからないように逃げるといったことをしているようだ、と堀江氏は語る。
ゾーン型のネットワーク構成
もう1つの特徴として堀江氏が挙げるのが、車内ネットワークの「ゾーニング」である。コンピューターから各ユニットへ配線を引く際、ゾーンという概念で車内のネットワークを組んでいる。各ゾーンにハブとなるユニットがあり、そこで迅速にフィードバックする仕組みになっているという。
これらはイーサネット系の高速ネットワークで、コンピューターの中核であるSoCとつながっている。堀江氏は、走行中はコンマ1秒判断がずれただけで車が数メートル進んでしまうと指摘する。だからこそ、カメラから入ってきた生データをAIが判断して迅速に答えを出し、事故を回避するには高速ネットワークが欠かせない、という説明である。
48V化をライバルにも勧める理由
堀江氏は、テスラがサイバートラックで48Vシステムを採用した際、他の自動車メーカー各社に48V化のやり方をまとめたマニュアルを無償で配ったらしいという話を紹介する。
他のメーカーが48V化できない理由について、堀江氏はサプライチェーンの問題を挙げる。既存のサプライチェーンはサプライヤーまで含めてすべて12Vか24Vを前提に構成されている。48Vに対応する部品を出す会社が増えれば価格競争が起き、部品が安くなる。そうなればテスラにとっても得になるので、ライバルにも48V化を勧め、資料までただで渡している、というのが堀江氏の説明だ。堀江氏はこの話を、48V化でテスラがそれだけ先行していることの表れとして示し、ウェイモなどの自動運転タクシーとは次元が違うと述べる。
運行状況については、現在テキサス州オースティンで45台ほどが走っているらしく、今後1000台ほど走れるようにすると言っている状況だと紹介している。
ワイヤーハーネスと銅のコスト
終盤で堀江氏は、人が運転しない車だと考えれば、バックミラーもサイドミラーも、物理的につながったステアリングも、ブレーキの油圧システムもみんな要らなくなる、と要点を繰り返す。
加えて、ワイヤーハーネスの長さにも触れる。普通の車には1台あたり合計3.2kmほどの配線があるらしく、その重さもばかにならない。48V化で数十キロ単位で変わってくると言われているという。配線には銅を使うが、銅は非常に高価な金属である。最近ソーラーパネルの銅線が盗まれる事件が起きていることにも触れつつ、堀江氏は配線の削減がコストダウンにもつながっていると指摘する。
車を発明し直したに等しいインパクト
堀江氏は、特にサイバーキャブについて、テスラは車を新しく発明し直したと言えるほどのインパクトがあるのではないかと評価する。そして、イーロン・マスク氏は最終的に、人間が運転する車ではなくサイバーキャブのような形に車を収れんさせていこうと考えているのではないか、と推測して話を締めくくっている。
ハローYouTubeということで、今日はあれですよ。今僕の動画でやってるスルーリング注射とピンクラってのやってきました。小じわが消えるみたいです。これはピンクラです。先生に細い針でピピピって打ってもらったんですけど。
今日の話はですね、スリームピンクラの話じゃなくて、テスラが最近リリースしたサイバートラックですね。これについてお話をしたいと思います。いろんなところで報道されてると思いますけれども、サイバートラックについて、まだまだ技術的な解説とか、何がすごいのかみたいなことに対して、まだまだ報道されてない部分がたくさんあったので、その辺をですね、まとめて解説したいなと思っております。
テスラのサイバーキャブですけれども、サイバートラックじゃなくてサイバーキャブですね。タクシー、無人タクシーなんですけれども、世界で初めて自動運転専用に作られたタクシーということになります。自動運転を前提に作られてるので、他の例えばウェイモだったりとか、無人タクシーのサービスはアメリカでも何箇所かで走っていたりとかするんですけれども、このタクシーと根本的に違うのは、まずウェイモなんかは普通の自動車、人間が運転する自動車を自動運転化している。でもサイバーキャブは元々自動運転を前提に作られてるという点で大きく異なります。これがまず大きな差です。ここ結構みんな誤解してると思います。
で、基本的にはステアリングハンドルもない。ブレーキもアクセルもない。ただ乗客が乗って、そこにはモニターのパネルが1個あるのみみたいな感じになってると。それでなんかゲームをやって遊べるとかですね。カーナビももちろん載ってますし、音楽とか照明とかエアコンのコントロールなんかもそこでできるというのは、テスラのね、普通のモデル3とかですね、そういうのと同じなんですけれども、本当に人間が操作する操作系が全くないということは、当然サイドミラーとかバックミラーもないわけで、後ろ窓もいらないわけですよね。
なので構造的にも非常に軽くて強くできると。やっぱ窓が多ければ多いほど構造的には弱くなるんで、その分重量が重くなる。その分ですね、重量を軽くできるってことですね。構造重量を軽くできるというのは、この自動運転車の強みですよね。
で、そこに関して駆動系、この辺をちょっと見ていこうと思うんですけれども、まずテスラはですね、サイバートラックというですね、ピックアップトラック、アメリカに行ったら結構田舎に行くとよく走ってるピックアップトラックってチャンネルありますけれども、アメリカでは大人気、そこのマーケットを狙って結構奇抜な形のサイバートラックっていうのを何年か前に発表して、やっと最近ですね、リリースされるようになってきたわけですけれども、このサイバートラックで何が大きく変わったかって言うと、ステアリングがステアバイワイヤーに変わりました。
ステアバイワイヤーというのはその操舵ですね。車をこう右に曲げたり左に曲げたりするこの操舵機能が、従来の車は、このステアリングっていう、ハンドルですね、いわゆるハンドルが物理的にその車輪と繋がってたわけですよね。つまり物理的に動かしてたのが、もちろん油圧とか、色々なですね、アシストはあったにせよですね、物理的に繋がっていますというのがこれまでの車。しかしですね、サイバートラックはそこをですね、ステアバイワイヤーに変えて、完全に独立してモーターで動かすようになってます。電動モーターだけで操舵をするようになってると。
で、当然ながら非常にエネルギーが必要になります。人間とか油圧とかのアシストがないので、その分より力が必要なんですね。その操舵をするための力が必要。そのために何が必要かってエネルギーが必要なわけですよね。で、エネルギーは電力で供給されるわけで、この電力W数ですね、W=何かって言うと、ボルト電圧のV×アンペア電流のAですよね。昔多分物理かなんかの授業で習ったと思うんですけれども、W=V×A、この方程式を当てはめるとどうなるかと言うと、実は世の中の車のほとんどは12Vの電圧で動いてます。
それはこれまで、そういった駆動系とか、操作とかブレーキとかそういったものにですね、大電力のものを使ってなかったからですね。特にガソリンオンリーの車だと、もう完全に電力はですね、例えばエアコンだったりとか、照明だったりとか、コントロールパネルだったりとか、車載コンピューターだったりとか、そういったもののためだけに使われてるので12Vで十分だったわけですが、駆動系とかですね、ブレーキとかこういったものをですね、実際にモーター電力だけで動かそうとすると結構な電力が必要になりますと。
そこでテスラは新興メーカーである利点を生かして、しかも垂直統合でやってますという利点を生かしまして、48V化っていうのをやりました。これは世界のどの自動車メーカーもできなかったことですね。トラックなんかは24Vで動いてるんですけど、普通の乗用車ってのはほとんど12Vで動いてます。それをいきなり48V化した。そうなるとどうかっていうと、W=の、Vのところが12からいきなり4倍の48になるわけですね。掛けるのだからAが少なくても大電力が足る。
そうなるとどうなるか。電流が少なくて済むとどうなるかっていうと、その導線のケーブルが細くても大丈夫なんですね。電流が増えると、要は抵抗があるんで、余分な熱エネルギーが発生したりとかするので、太くしなければ焼き切れてしまったりとかするので、太くしなければいけない。で、これが結構バカにならないんですね。銅の重量が結構重さとして効いてくる。そういう意味でですね、こういうのワイヤーハーネスって言うんですけど、例えば日本だったら矢崎っていう会社が有名ですけど、このワイヤーハーネスの重量が軽くできますよってのがまずすごく利点ですね。
で、48V化して、ワイヤーハーネスも軽く少なくなって、ステアバイワイヤーをサイバートラックで実用化した。これを今度はもう完全に自動運転になるので、物理ハンドルも、ステアリングもいらなくなるという。さらにそこで軽くなるわけですよね。
で、次にサイバーキャブで今回初めて取り入れたフィーチャーが何かと言うと、4輪に独立したブレーキシステムを、電動ブレーキシステムを置いたってことですね。で、これもこれまで人間の力と油圧のアシストで力をこう増幅していたブレーキシステム、ディスクブレーキシステムですね、こう挟み込むブレーキシステムなんですけれども、こちらの方を完全に4つの車輪それぞれに独立したモーターアクチュエーターで、こう挟み込む仕組みを作り込んだのが今回のサイバーキャブです。48Vシステムがそこでも奏功しているということなんですけれども。
さらにこれ実はメリットがありまして、皆さん自動車教習所でベーパーロックっていうことは習ったと思うんですけど、みんななんかペーパーロック、僕の教習所で習った時の先生はペーパーロックって言ってましたけど、ペイパーじゃなくてベイパー、ベイパーはVですね。ベイパーって蒸気のことなんですね。どういうことかって言うと、長い坂道とかでずっとブレーキを踏み続けるとですね、ブレーキってこう油圧系統で繋がってるんで、最終的にこのブレーキパッドに触れてる油との接地面がどんどん熱で熱されていって、要はそのブレーキ用のね、リアブレーキシステム用の油の沸点を超えて蒸気化するとブレーキが効かなくなるんですよね。これをベーパーロックって言います。だからこれ仕組み上もう油圧システム使ってないんで、ベーパーロックが起きない。
で、さらに言うと、電動車っていうのは基本的に回生ブレーキシステムを使ってます。つまりブレーキをかける時のエネルギーを、発電機でブレーキをかけてるようなもんですね。発電機を回すエネルギーでブレーキしてるっていうのが回生ブレーキシステムなんですけれども、今のハイブリッド車もそうだし、完全EVなんかもそうなんですけど、8、9割の電力そこから得られておりますということで、あ、ごめんなさい。8、9割のエネルギーが電力に変換されてる。もう発電機を通じて電力に変換されてるので、ほとんど回生ブレーキでブレーキがかかってるんですよね。
で、忘れていけないことは、この4つの車輪に、ブレーキこう踏んだら、ブレーキからの力がこう、4WDだったらね、あれだし、てかブレーキが全てのタイヤについてるわけですけど、ブレーキする時に油圧がこう分散されて、均等にかかるようになってるわけですけれども、この辺も微調整できるんですよね。様々な状況に応じて各車輪がどれぐらいブレーキを効かせればいいのかみたいなところまで、プログラミングというか計算して一番最適な解を見つけることができる。これもすごいところですよね。
で、油圧装置がまずいらなくなる。で、油圧システムってこうシールとかですね、漏れたりとかもするから、あと劣化もするわけ。酸化劣化したりとかもするので、とにかくメンテナンスもしなければいけないし、そういったところが整備工場の1つの飯の種だったりするんだけれども、そういったところがもう一切いらなくなった。その分軽くなってるわけですよね、さらに言うと。ということで、モーター分はちょっと重くなってるかもしれないんですけども、多分軽くなってる方が全然大きいし、メンテナンスがすごく容易になってる部分も大きいんじゃないかなと思います。
さらにフェールセーフするようにですね、電力系統も二重化されておりますし、SoCの、コントロールユニットも冗長化、二系統になっていたりとかして、万が一電源が落ちて片方を使えなくなっても、もう片方がバックアップしてくれる。しかもタイヤというかブレーキ4つあるんで、4つのうち全部が壊れるってことはなかなか考えづらいので、他のブレーキシステムでなんとかカバーできるようなシステムになってる。またステアバイワイヤーの方も同じように二重化されておりますと。
ということでですね、操縦系と言いますか、こういったところが48V化によって非常に効率化されて、重量も軽くなってる分、航続距離も普通の人間が運転する車よりも長くなっていて、部品の点数もその分かなり少なくなっているので、組み立ても良いと。さらに言うと、あれ塗装も、サイバーキャブのですね、金キラ金の塗装もですね、あれ塗装してないんですよね。で、あれは樹脂系の薬剤を2つ混ぜて、それをですね、こう真空パックじゃないけど、なんかそんな感じで貼り付けてるって言うんですかね。なんかそんな感じのシステムになっていて、塗装の工程もですね、相当簡略化されているらしいです。
さらに言うと、あれ多分ギガキャストで作られてると思うんで、溶接の工程もかなり省略化されてるんではないでしょうか。だからおそらく300万円を切る価格でサイバーキャブは市場投入されてくるという風に言われております。
また、テスラのFSDの膨大な学習データを使って運転をしておりまして、元々人間が全てプログラミングをしてたのを、完全にその生成AIと同じようなシステムに変えて、膨大な学習データを元にして、サイバーキャブが最適な操作をするような形で作られているということで、今どうなってるかっていうと、自分たちが起こす事故よりもですね、もらい事故、不可避な事故に関してもですね、カメラからの情報が基本それだけでですね、なんか遠くの方から対向車線から怪しい車が来たら、その後どうなるのかを予測して、絶対にぶつからないように逃げるみたいなこととかをやったりしてるようです。
で、もう1つはですね、今回ゾーニング、そのコンピューターからそのワイヤーが各ユニットに行くところの、ゾーニングっていう概念でコンピューターネットワークシステムを作ってるということで、各ゾーンごとにハブになるユニットがあって、そこで迅速にそのフィードバックをするようなシステムになっていて、で、それがイーサネットで接続されてるので、本当にコンマ1秒判断がずれただけで車って何メートルか進むので、そういった部分がもう本当に高速ネットワークで、その心臓部、コンピューターの心臓部とですね、SoCと繋がるような形になってる。カメラから入ってきたデータをですね、そのローデータをですね、AIが判断して、迅速に答えを出すことによって、迅速に車の回避をすると、事故の回避をする、そういったシステムになっている模様です。
テスラはですね、実は48Vシステムをサイバートラックで採用した時にですね、自動車メーカー各社に、どうやったら48V化ができるのかみたいなマニュアルを配ったらしいです。無償で。というのも、これなんで他のメーカーができないかって言うと、サプライチェーンを構成していて全てが12V、あるいは24Vになってるので、サプライヤーまで含めてですね、48Vに対応する製品を出す会社が増えれば増えるほど価格競争力が出てですね、部品の値段が安くなるので、テスラも得するということで、ライバル各社にもその48Vシステムやってくださいっていうこと。もうこれタダで資料渡すんでやってくださいっていうことをやってるぐらい、48V化が非常に奏功しているというのが、なのでそのウェイモとかの自動運転タクシーとは実は次元が違います。
で、今テキサス州のオースティンで45台ぐらい走ってるらしいんですが、許認可的には1000台ぐらい走れるようにすると、そういったことを言ってるような状況なんですよね。
だから根本的に人が運転する車じゃないって考えると、バックミラーもサイドミラーも、物理的に繋がったステアリングも、ブレーキとかの油圧システムもみんないらないよね。で、結構僕これ油圧システムめっちゃでかいと思うんすよ。あとワイヤーハーネスの長さも、普通の車って1台あたり合わせると3.2kmぐらいあるらしいんですけれども、これの重さもバカになんない。何十kg単位で変わってくるという風に言われてるんですが、あと銅を使うんで銅高いんすよね。最近ね、ソーラーパネルの導線が盗まれたりとかしてますけど、銅ってめちゃくちゃ高い金属なんで、そういったところのコストダウンにも繋がってるっていうですね。
だからもうなんかテスラって車を新しく発明し直したぐらいの、特にそのサイバーキャブに関して言うとそれぐらいのインパクトがあるのかなと。だから最終的に人間が運転する車ではなく、サイバーキャブに収斂させていこうという風にイーロン・マスクは考えてるんではないかなと。そういう風に考えたサイバーキャブのリリースでした。以上になります。いってらっしゃい。
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