トヨタの新型エンジン、「世界トップレベルの出力と熱効率」を両立 燃費最大18%向上

トヨタ自動車は、今春以降投入する小型車などに燃費を向上させた排気量2000ccの新型ガソリンエンジンを順次、搭載する。同じく新開発の無段変速機(CVT)と組み合わせ、従来より燃費をガソリン車で約18%、ハイブリッド車(HV)で約9%改善する一方、走行性能も向上させた。二酸化炭素(CO2)削減に向けては、電気自動車(EV)や燃料電池車(FCV)といった、走行時に排ガスを全く出さない車種が注目されがちだが、当面は世界中で走る自動車のほとんどはガソリンを中心とするエンジン車だ。それだけにCO2削減に向けて効果が大きいのは、エンジンの性能アップだとの見方が強い。

最新の排ガス規制クリア

トヨタが新開発したのは直列4気筒の「ダイナミック・フォース・エンジン2.0リットル」。パワートレーン製品企画部の山形光正チーフエンジニアは、「世界トップレベルの出力と熱効率を高次元で両立した。低回転から高回転まで全域でトルク(車輪を回す力)を向上させ、走りの魅力も感じていただける」と胸を張った。熱効率はエンジン車用で40%、モーターや電池などのハイブリッドシステムと組み合わせるHV用は41%を達成。多くの国・地域の最新の排ガス規制を先行してクリアできる水準という。

2000ccには、トヨタの主力車である「カローラ」やミニバンの「ノア」「ヴォクシー」などがある。

CVTとは金属ベルトを使って連続的に変速する変速機の一種で、滑らかな走りを実現できるが、発進時の燃費性能低下が欠点とされてきた。新型では、世界で初めてCVTに「発進用ギア」を採用。時速40キロまでの低速域で、エンジンの動力をタイヤに効率良く伝えられるように機構を改善し、燃費性能を既存のCVTと比べて6%高めた。

CO2排出量18%削減も

今回発表されたエンジンやCVTは、部品の共通化などでコスト削減と高い品質を両立させようとするトヨタ独自の開発や生産の手法「TNGA(トヨタ・ニュー・グローバル・アーキテクチャー)」に基づいてつくられた。エンジンの種類を整理・統合して約4割削減し、構造・要素技術を統一して開発の効率化と生産性の向上を進めている。エンジンやトランスミッション(変速機)などの駆動系を示す「パワートレーン」について、2021年までにTNGAに基づき開発する19機種を導入する計画。TNGAに基づくエンジンなどの主要部品を搭載した車は、日本・米国・欧州・中国の主要市場で販売する新車の2割弱を占めているが、これを23年に8割まで引き上げる。実現すればパワートレーンの寄与分だけで新車平均のCO2排出量を15年比で18%以上削減できるという。

パワートレーンをめぐっては、HVやEVの台頭など変化が激しいため、トヨタは個々の車両開発と同じく「チーフエンジニア」という責任者を新たに置いて対応を強化した。山形氏は、「従来はいいエンジンといいトランスミッションをつくればいい車を開発できた。しかし昨今は、開発の企画の初期からトータルでバランス良くつくり上げることが商品力強化に欠かせなくなった。各国の規制強化やニーズの多様化に対応していく狙いもある」と説明する。

トヨタは15年10月に発表した「トヨタ環境チャレンジ2050」で、50年の新車のCO2排出量を10年比で90%削減する目標を掲げた。これを達成するため、30年には新車に占めるHVなどの電動車比率を50%以上にする方針だ。エンジンを使わないEVとFCVの比率は10%以上としているが、逆に言うと30年でも90%近くの新車はエンジンを搭載している計算になる。このため、トヨタは、「実質的なCO2削減には、パワートレーン全体での燃費向上が必要だ」と強調している。(高橋寛次)

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