車の最新技術[2020.03.02 UP]

【最新動力系の魅力 早わかり】TOYOTA「 ダイナミックフォースエンジンetc.」

クルマの未来がEV(電気自動車)に向かっているからといって、EV以外は技術的に遅れているのかというと全く違う。EVベンチャーが手を出せない、高い技術力を必要とする内燃機関の世界では、ユーザーにより高い価値を提供すべく、燃焼の追究やEV技術との融合など、新技術が次々に生まれているのだ。

この記事の目次

世界最高レベルの効率を達成するTNGAエンジン=“ダイナミックフォース”
【Check!】ダイナミックフォース+ダイレクトシフトCVT
【Check!】THS II
【Check!】GR-FOUR

関連情報

エンジン 国産車 ハイブリッドカー
TOYOTA【ダイナミックフォースエンジン etc.】

トヨタのパワートレーンと聞いて誰もが思い浮かべるのがハイブリッドだが、実はベースとなるエンジン/トランスミッションの進化度もハンパないのだ。最新のトピックスを中心に、徹底した効率追求ぶりを見ていこう。

世界最高レベルの効率を達成するTNGAエンジン=“ダイナミックフォース”

ヤリス ※写真はプロトタイプ

ヤリスには改良した1L搭載車も設定されるが、メインは新設計のダイナミックフォース1.5Lエンジンとハイブリッドとなる。

吸気や燃焼の技術を極め、圧倒的な効率を実現

 世界で初めてハイブリッドの量産化に成功したトヨタだが、当時の評価は「燃費はいいけど……」で、パフォーマンス、フィーリングに辛口な意見も多かった。そんな反省もあり、トヨタのパワートレーン戦略は「燃費も環境性能もよくて当たり前、その先の……」と言う考え方だ。それがTNGAに基づいて開発されたパワートレーン「ダイナミックフォースエンジン」である。面白いのはトレンドのダウンサイジングターボではなく自然吸気(NA)にこだわっている所だろう。何かを足すのではなく、元となる部分を“カイゼン”したエンジンと言うわけだ。
 走りと環境性能を高次元に両立させるキーワードは「高速燃焼」。その実現に不可欠となる「タンブル(縦渦)」改善だが、具体的にはバルブ挟角拡大、ボア×ストローク変更、吸気導入角度の改善、ポート端部形状変更とシート内径の改善、理想的なインテークポート形状、新D‐4S、マルチホール直噴インジェクター、可変制御の補機類など、様々な技術を複合的に用いることで、最大熱効率はガソリンエンジントップレベルとなる40%超を実現している。
 このエンジンと組み合わされるトランスミッションは新開発のダイレクトシフトCVTだ。発進ギヤを用いることで、効率を落とすことなくワイドレンジ化が可能となる。更に発進時に感じやすいラバーバンドフィールの改善にも役立つそうだ。実際に乗ると、下手なATよりもダイレクト感は高い。
 このエンジンとモーターを組み合わせたハイブリッドシステムはネーミングこそ「THS II」と変更はないが、コンセプトは大きく異なる。現在は実力のあるエンジン+電動ターボ的な使われ方だ。更にTHS IIの最大の難点だったエンジン回転と車速がリンクしないフィーリングも、通常走行時はほとんど気にならないレベルにまで改善されている。
 更に、GRヤリスに採用の4WDシステム「GR‐FOUR」にも注目したい。軽量コンパクトにこだわった電子制御多板クラッチ(ハイレスポンスカップリング)により、前後駆動力配分をアクティブに変更可能。オン/オフで自由自在なハンドリングを実現する。

【Check!】ダイナミックフォース+ダイレクトシフトCVT

現行ガソリンエンジンのベストと言える

 自然吸気+CVTという記号性だけで言うと期待薄に感じがちだが、実際に乗ると「目からウロコ」だ。実用域はダウンサイジングターボと遜色ないトルクで、軽快なレスポンス、高回転までスッキリ回るフィーリングなどは久々にいいNAエンジンに出会った感じである。発進ギヤ付きのCVTはダイレクト感もまずまず。日常域ではCVT特有のラバーバンドフィールはほぼ顔を出さない。燃費は普通に走れば誰でも高数値をマークでき、走りは気持ち良く五感を刺激する。単なるエコエンジンではなく、余計な補機類が少なく価格面でも有利……と、現時点ではガソリンエンジンのベストと言ってもいいかも。

コスト/安さ:★★★★★ 価値/効果:★★★★

星取表:★★★★★=最高! ★★★★=とても良い ★★★=良い ★★=ふつう ★=今イチ

主な採用車種

ヤリス ハイブリッド
●価格:199万8000~249万3000円
●発売日(最新改良):’20年2月10日(未実施)

RAV4 ハイブリッド
●価格:326万1500~388万8500円
●発売日(最新改良):’19年4月10日(未実施)

’16年に発表されたパワートレーンラインナップ。この後、既に2L・4気筒、1.5L・3気筒、ダイレクトシフトCVTが市販化されている。

ヤリスは500ccモジュール×3の1500cc3気筒

ヤリスは気筒あたり500ccのモジュールを用いた1500ccエンジン+発進ギヤ付きのダイレクトシフトCVTという最新の構成だ。

■1.5Lダイナミックフォースエンジン

■ダイレクトシフトCVT

ヤリスのパワートレーンはTNGAコンセプトの技術の粋を集め、高速燃焼、低燃費、低騒音低振動、環境対応といった効果を得ている。

発進用のギヤを持つダイレクトシフトCVTは、変速比幅を大きくすると装置が大型化するというCVTの弱点を克服している。

ダイハツの「DNGA」も CVTにひと工夫

 新型タントからTNGAのダイハツ版DNGAを導入。エンジンを刷新するとともに、ギヤを設けた新開発CVTで高性能化・高効率化を図っている。

■D-CVT

発進用ギヤを持つトヨタとは異なり、ダイハツの場合は遊星ギヤで高速域をカバーする。

【Check!】THS II

熟成の極み! ハイブリッド普及の立役者

 世界初の量産ハイブリッドとして登場したTHSはシリーズパラレル式という非常に複雑な機構を用いることで、電動化の普及に大きく貢献したが、「燃費は良いけど、それ以外は……」という意見もあった。その後、システムに大きな変更はないものの、制御系の進化により車速とエンジン回転がリンクしないラバーバンドフィールが改善されている。さらにダイナミックフォースエンジンと組み合わせることで、これまでの「足りないエンジン出力をモーターで補う」というイメージから、現在は「十分なパフォーマンスのエンジンにモーター出力を上乗せ」のイメージに。そのパフォーマンスも魅力となっている。

コスト/安さ:★★★ 価値/効果:★★★★

星取表:★★★★★=最高! ★★★★=とても良い ★★★=良い ★★=ふつう ★=今イチ

主な採用車種

プリウス
●価格:256万5200~354万3100円
●発売日(最新改良):’15年12月9日(’18年12月17日)

アクア
●価格:181万8300~237万2700円
●発売日(最新改良):’11年12月26日(’19年7月1日)

スタートが常識破りの好燃費だったにもかかわらず、モデルチェンジごとに燃費が向上。しかもシステムコストも低減しているという。

■1.5Lダイナミックフォースエンジン+THS II

■HEV用トランスアクスル

遊星ギヤによる動力分割機構でエンジンとモーターの動力を自在に操る。THS(トヨタ・ハイブリッド・システム)のキーポイントであり、特許により他社が真似できない部分だ。

【Check!】GR-FOUR

最新最強WRCウェポン

 トヨタ久々のスポーツ4WDシステムは「GR-FOUR」と呼ばれる。センターデフを持たず、リヤデフにハイレスポンスカップリング(電子制御多版クラッチ式)を持つアクティブオンデマンド方式だ。軽量&シンプルにこだわったのは、車両重量をできるだけ軽くしたかったから。前後駆動力配分は物理的には100:0~0:100までアクティブに変更可能だが、3つのドライブモード(ノーマル60:40、スポーツ30:70、トラック50:50)を用意。好みや走行ステージによって調整可能なのも嬉しいポイントだ。特別仕様車のRZ“ハイパフォーマンス”にはフロント/リヤにトルセンLSDも奢られ、より旋回性能が高められている。

コスト/安さ:------ 価値/効果:★★★★★

星取表:★★★★★=最高! ★★★★=とても良い ★★★=良い ★★=ふつう ★=今イチ

採用車種

GRヤリス
●予定価格:396万~456万円
●先行予約期間:’20年1月10日~6月30日(WEB限定)

272PS/37.7kg・mのハイパフォーマンスを「速さ」につなげるために新開発されたスポーツ4WDシステムがGR-FOURだ。

■1.6L直3直噴ターボ+“GR-FOUR”
GT-FourからGR-FOURへ

かつてWRC(世界ラリー選手権)を席巻したセリカGT-Four(右)と、WRカーからのフィードバックで鍛え上げられたGRヤリス。高性能と勝利のイメージが継承されている。

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