ヤリス低燃費NO.1でライバルに大差 なぜトヨタに他メーカーは追い付けないのか?

ノートに6.5km/Lの大差でヤリス低燃費NO.1 なぜトヨタに他メーカーは追い付けないのか?

 国土交通省は、2021年3月31日、令和2年末時点での「燃費の良い乗用車ベスト10」を発表した。

 その上位に入る車種は、1位:ヤリス(WLTCモード燃費は36km/L)、2位:プリウス(32.1km/L)、3位:ヤリスクロス(30.8km/L)、4位:カローラスポーツ(30.0km/L)、5位:アクア(29.8km/L)と、1位から5位までは、すべてトヨタのハイブリッド車が占めた。

 そしてベスト10車の内、7車がトヨタ車であった。

 まさに低燃費車においては、トヨタの独壇場といってもいいのではないだろうか。しかし、なぜ他メーカーは、ここまで差を広げられてしまったのか? 他メーカーは追いつけないのか、モータージャーナリストの渡辺陽一郎氏が解説する。

文/渡辺陽一郎、写真/ベストカー編集部 トヨタ

【画像ギャラリー】燃費良好のトヨタ車とライバル車との違いはどこにある?


■トヨタ車の燃費はなぜここまで凄いのか?

新開発の直列3気筒1.5Lダイナミックフォースエンジンを採用した新世代のハイブリッドシステムを搭載したヤリスハイブリッド。燃費性能は、世界的に見てもトップレベル

■燃費のよい乗用車ベスト10(普通・小型自動車部門)
1位:トヨタ ヤリス/36.0km/L
2位:トヨタ プリウス/32.1km/L
3位:トヨタ ヤリスクロス/30.8km/L
4位:トヨタ カローラスポーツ/30.0km/L
5位:トヨタ アクア/29.8km/L
6位:日産 ノート/29.5km/L
7位:ホンダ フィット/29.4km/L
8位:トヨタ カローラ/29.0km/L
8位:トヨタ カローラツーリング/29.0km/L
10位:ホンダ インサイト/28.4km/L
※WLTCモード燃費

 プリウスに3.9km/Lという大差をつけて堂々1位となったヤリスハイブリッドXの36.0km/Lは、実用燃費でもライバル車を大きく引き離す。

 装備の充実した最上級グレードのハイブリッドZでも35.4km/Lだから、ヤリスハイブリッドの燃費効率は全般的に優秀だ。少なくとも日本で購入可能な乗用車では、燃費が最も優れている。

 WLTCモード燃費が36.0km/LのヤリスハイブリッドXであれば、二酸化炭素の排出量も64g/kmだから、平均を95g/kmとする欧州の規制値を大幅に下まわる。それにしてもヤリスハイブリッドの燃費性能は、なぜここまで優れているのか。

ヤリスハイブリッドに搭載されるハイブリッド用1.5Lダイナミックフォースエンジン(M15A-FXE)

 ヤリスとヤリスクロスのハイブリッドシステムは、M15A型直列3気筒1.5Lエンジンを含めて新開発された。アクアなどが搭載する直列4気筒1.5Lのハイブリッドとは本質的に異なる。

 M15A型エンジンのベースは、RAV4やハリアーが搭載するM20A型直列4気筒2Lエンジンだ。M20A型から1気筒をカットすることで、3気筒の1.5Lを開発した。

 そのためにM15A型が装着するシリンダーの内径寸法は80.5mmになり、行程寸法は97.6mmだ。M20A型と同じ数値になる。高いコストを費やして高効率なエンジンを開発したら、それを気筒数も変えることで幅広い車種に搭載すれば、開発費用まで含めて効率を一層向上させられる。

ヤリスのなかでWLTCモード燃費の最高は、36.0km/LのヤリスハイブリッドX。続いて35.8km/LのハイブリッドG、その次は35.4km/LのハイブリッドZ

 ヤリスのハイブリッドに組み合わせられるM15A-FXE型エンジンは、圧縮比を高めて燃費効率を向上させた。高効率吸排気ポート、レーザークラッドバルブシートなども採用され、燃焼効率を多角的に改善させている。

 このほか多岐にわたる機能が刷新され、大幅に小型化された電動ウォーターポンプ、粘度の低いオイルなども使う。その結果、熱効率は従来の1.5Lハイブリッドに比べて2%向上しており40%に達した。

■全方位での開発によって優れた燃費を実現

ヤリスに搭載されるエンジンはハイブリッドもガソリンも直列3気筒の1.5L(1490cc)で共通の「M15A」型。ハイブリッド用はより効率を追求したアトキンソンサイクルで91ps、12.2kgm、ガソリンは120ps、14.8kgmとハイパワーだ

 ハイブリッドシステムでは、中核的なメカニズムとなるトランスアクスルも新開発された。出力と効率を高めたモーター、高電圧化、潤滑方式の見直しなどによって効率を向上させている。

 パワーコントロールユニットも改善された。駆動用電池は、従来の1.5Lハイブリッドはニッケル水素電池であったが、ヤリスハイブリッドは充放電効率の優れたリチウムイオン電池を採用している。

ヤリスハイブリッドは、セルから新開発したリチウムイオンバッテリーを搭載している

 このほかヤリスハイブリッドの低燃費には、軽量化も大きな影響を与えた。まずプラットフォームは、TNGAの考え方に基づいたタイプに刷新された。効果的な補強をフロントサスペンション付近、ボディ中央のピラー(柱)、ドアの開口部、リアゲートの開口部、ボディの底面などに施している。

 その効果として、走行安定性、操舵に対する車両の反応、乗り心地まで、さまざまな運転感覚を向上できた。

 しかもボディ剛性の向上に加えて安全装備なども進化させた上で、従来型ヴィッツハイブリッドに比べて車両重量を軽減させている。ヤリスハイブリッドXの車両重量は1050kgだから、従来型ヴィッツハイブリッドFの1100kgに比べると、各種の機能を高めながら50kg軽くなった。

TNGA、GA-Bプラットフォーム。軽量かつ高剛性、低重心なボディを開発。従来型に比べ車両重量を50kg軽量化。ねじり剛性を30%以上強化、重心高を15mm下げ、優れた操縦安定性と上質な乗り心地を両立

 ヤリスの場合、ハイブリッドとノーマルエンジン車では、燃料タンク容量も異なる。ノーマルエンジン車は40L(4WDは42L)だが、ハイブリッドは後輪をモーターで駆動する4WDを含めて36Lに抑えた。

 車両重量は満タンにした状態で計測するので、燃料タンク容量を小さく抑えると、数値上は車両重量を軽くできる。ヤリスハイブリッドは前述の通り燃費性能が優れているので、燃料タンク容量が36Lでも十分という考え方だ。

 これらの効果もあり、3眼フルLEDヘッドランプ、6スピーカーシステム、シートヒーターなどを装着する最上級のハイブリッドZでも、車両重量は1090kgに収まる。WLTCモード燃費は35.4km/Lだ。Xの36.0km/Lは少し下まわるが、依然として抜群の燃費性能を誇る。

 ヤリスハイブリッドXのWLTCモード燃費が36.0km/Lに達した背景には、タイヤの転がり抵抗を抑えたことも利いている。

 ハイブリッドXが装着する14インチタイヤ(175/70R14)は、低燃費指向のエコタイヤで、指定空気圧は前輪が250kPa、後輪も240kPaと高い。エコタイヤの空気圧をさらに高めることで、タイヤが路上を転がる時の抵抗を一層小さく抑えた。

 細い14インチタイヤを装着して空気圧を高めると、低速で走った時の乗り心地は硬くなるが、転がり抵抗が減るから燃料消費量を抑える時は有利だ。

モーター、バッテリーセル、インバーターなど電動化ユニット、そして新世代のM15A型エンジンが組み合わさったヤリスのTHSII

 そして今のトヨタのハイブリッドシステムは、THSIIで統一されている。ヤリスハイブリッドでは、トランスアクスルを筆頭にさまざまな機能を刷新させたが、ベースとなる基本のメカニズムは共通だ。

 特に注目される基本機能は、発電用と駆動用という2つのモーターを搭載して、動力分割機構によってさまざまな制御を行えることだ。1個のモーターを使う方式では、発電とモーター駆動を同時には行えないが、THSIIであればそれが可能になる。

 例えば街中などでは、エンジンを効率の優れた回転数で作動させる。モーターも併用してホイールを効率良く駆動する一方、余剰な駆動力を利用して同時に発電も行う。それをリチウムイオン電池やニッケル水素電池に蓄えておけば、エンジンを停止させてモーターのみで走行できる距離を長くできる。

ヤリスハイブリッドの1.5Lダイナミックフォースエンジンは、ハイブリッドシステム専用の設計となっており、新開発のハイブリッドシステムと組み合わせている

 このようにTHSIIでは、エンジン駆動、エンジンによる発電、モーター駆動、減速時のモーターによる発電(回生)を走行状態に応じて効率良く使い分けることで、優れた燃費性能を達成した。

 しかも最初のTHSは1997年に発売された初代プリウスに搭載され、この後、20年以上にわたって改良を重ねている。その成果が今日の優れた燃費性能を支えている。

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