パワーユニット整理術！ハイブリッドがいいのは分るけど燃費以外でなにがいいの？と思っている方へ

クルマの原動力となるエンジンとパワーユニットは、走行性能から燃費といった様々なところの機能に影響をあたえます。
技術の進歩ととも種類が増えたので1つ1つ整理して行きたいと思います。

エンジンの基本性能から駆動力の伝達機能まで、総合的な技術力が重要。

近年では、エンジンとモーターなどを組み合わせたパワーユニットの選択肢が増えました。とくにハイブリッドはトヨタ車とホンダ車を中心に幅広い車種に採用されています。
また、ガソリンターボは軽自動車など排気量の不足を補うために以前から多く使用されていました。ですが、最近では燃費と環境性能を高める技術として注目されています。ターボを装着すればすれば排気量を小さくおさえることが可能で、負荷のかからない状況での燃料消費量を減らすことができます。
今まではターボ車は「パワーは強いが燃費が悪い」というイメージだったのがこれからは「排気量が小さくできるから低燃費」というイメージになるかもしれません。

そこで、複雑になってきたエンジンとパワーユニットを整理して大別すると以下のようになります。

・エンジンだけの駆動
・エンジンとモーターを併用するハイブリッド
・電気自動車
・燃料電池

この中でのガソリンエンジンはスタンダードで地味な印象があるかもしれませんが基本となる所となので重要です。部品点数が少ないので価格が高くなりすぎることなく、製造や廃棄にかかる環境負荷も比較的すくなくて運転の感覚も自然。
ガソリンエンジンはハイブリッドやターボのベースになっていて、エンジンプラス先進技術を使って燃焼効率を向上やパワーロスカットなどの進化になります。この他、変速機といった動力をホイールに伝える技術も駆動力性能や燃費に影響します。クルマの性能は全体的な総合力できまります。

 

エンジンだけで駆動するタイプ

基本的な技術の進化に注目のガソリンエンジンン

ガソリンエンジンは可変バルブタイミングシステム直噴式といった細かな技術を採用し、摩擦抵抗低減などもふまえ燃焼効率を高めています。信号待ちなどの停止時にエンジンを止めるアイドリングストップ機構も普及して、軽自動車やコンパクトカーの燃費数値は、10年程度前からすると150％前後まで向上しています。

ガソリンエンジンンの長所・メリット

ターボやハイブリッドなどに比べると部品点数が少ないため、価格を割安におさえられます。また、軽量でコンパクトなことも優位点。

ガソリンエンジンンの短所・デメリット

燃費数値を比べるとハイブリッドやクリーンディーゼルターボなどに比べて見劣りしやすく、技術のイメージも地味で印象が少ない。

 

排気量を小さく抑えて総合効率を追求のガソリンターボエンジン

ターボチャージャーは排気ガスの力を使って空気を圧縮して、エンジンの燃焼室へ燃料と一緒に送り込むことで高出力を得ます。基本的には動力性能を高める技術ですが、見方をかえれば排気量を小さくすることが可能。アイドリングに近い状態やスピードの乗った時などは小さい排気量で支え、パワーの必要なときだけターボを作動させて高出力を得る。昔はハイパワー重視だったのが今では環境技術になっています。

ガソリンターボエンジンンの長所・メリット

基本がガソリンエンジンなので運転感覚が自然で扱いやすい。低回転域の駆動力から、高回転域の吹き上がりも滑らかです。

ガソリンターボエンジンンの短所・デメリット

燃費だけをみると同等の性能を発揮する大きな排気量ののノンターボエンジンと比べて大差がない車種もあり、効率はディーゼルターボに劣る。

 

高効率で高性能と低燃費を両立しているクリーンディ-ゼルターボエンジン

軽油を燃料としているディーゼルエンジンは、もともと熱効率が優れていて実用回転域での高い駆動力と低燃費を両立させていました。いまでは燃焼効率や排ガスの後処理技術が進化してクリーン性能が高まり、ターボの装着で動力性能も向上。軽油はもともとの価格が安いため、燃料代はハイブリッドカーなみで動力性能は力強い。

クリーンディ-ゼルターボエンジンの長所・メリット

クリーンディ-ゼルターボは実用域の駆動力が高く、高速道路などの巡航に適しています。また、燃料消費量が少なくて軽油の価格も安い。

クリーンディ-ゼルターボエンジンの短所・デメリット

ディ-ゼルエンジン特有のノック音や振動が気になる場合があります。ガソリン車に比べ高速域での吹き上がりは鈍く、車両価格は20～40万円程度たかい。

 

エンジンとモータを併用するタイプ

モーター駆動を併用して使う人気技術のハイブリッド

エンジンとモータ駆動を効率よく併用するのがハイブリッドシステムです。減速時に駆動用モーターが発電をおこない、その電気を電池に蓄えてモーターを駆動。このような減速エネルギーを無駄なく活用して走行するには高性能モーターが必要です。また、エンジンを停止させた状態で走る場面も多いため燃費がよくなります。

ハイブリッドの長所・メリット

減速エネルギーを活用できるため加減速の多い市街地では燃費の節約効果が大きい。また、モーター駆動の併用で静粛性も優れています。

ハイブリッドの短所・デメリット

エンジンン加えてモーター+駆動用電池+制御装置が加わるため価格が20～70万円ほど高まり、車両重量も100～200kgは増える。

 

充電機能を加えて電気だけでも走行可能なプラグインハイブリッド

ハイブリッドカーに充電機能を加えたのがプラグインハイブリッドで、短距離の外出では充電された電気を使いながら電気自動車として走り、長距離の移動ではエンジンを駆動するハイブリッド車として機能します。通常はハイブリッドカーとして使い、必要に応じて充電することも可能です。

プラグインハイブリッドの長所・メリット

ハイブリッドカーと電気自動車の機能を兼ね備えるので、走行距離や状況によって使い分けられます。また、自宅に充電設備が無くても所有できる。

プラグインハイブリッドの短所・デメリット

充電機能の追加で価格が40～50万円程度アップするため、ハイブリッドの方が安くおさえられることがあり、電気代が安くても価格差をなかなかとりもどせない。

 

モーターだけで駆動するタイプ

走行段階では排ガスが発生しない電気自動車

通称「EV」と呼ばれている電気自動車は、充電された電気を使って走行します。発電用エンジンを搭載するタイプもありますが、基本的にはハイブリッド車と違いエンジンを搭載しないので、走行段階では排ガスや二酸化炭素が発生しません。モーターだけの駆動なので静粛性に優れて、快適な運転も特徴となります。

電気自動車の長所・メリット

風力などの自然エネルギーで発電された電気を使えば、クルマの走行による環境負荷を大幅に削減できます。そのため、将来への期待は大きい。

電気自動車の短所・デメリット

日本では総世帯数の約40％が集合住宅に住むため、充電設備を設置できないユーザーも多い。また、現段階では1回の充電で走れる走行距離も短い。

 

水素から電気を取り出してモーター駆動する燃料電池車

高圧タンクに水素を充填し、大気圧の酸素と反応させて電気を生み出します。この電気を使ってモーターを駆動させて走るのが燃料電池です。電気自動車のリーフが1回の充電で走れる距離は、JC8モードで280kmですが、燃料電池車のミライは1回の水素充電で650km走行可能。

燃料電池車の長所・メリット

走行段階では排気ガスや二酸化炭素を発生させずに走行が可能です。電気自動車に比べて1回の水素充電での走行距離が長く、充電時間が短い。

燃料電池車の短所・デメリット

水素を充填する水素ステーションの数が限られていて、燃料電池車の生産台数も少なく全体的な規模はまだまだ小さいです。価格も高額なため購入しにくいのが現状です。

 

エンジン＆パワーユニットの選び方。比較1【損得勘定で選ぶならどれがベスト？】

価格差と燃費、減税額の違いで損得勘定は大きく変ります。コンパクトな車種はガソリンエンジンの燃費も優れているため、ハイブリッドやディーゼルと差がつきにくいです。1km走行あたりの燃料代はフィットとデミオの1300ccガソリン車が両者ともに5.7円。デミオXD（ディーゼル）は4.5円、フィットハイブリッドは4.2です。ガソリン価格が120円程度の場合、燃料代の差額で価格差を取り戻せるのは18万kmを走ったあたりになります。そうなると単純な損得勘定でいけば1300ccのガソリン車がお得になり、ハイブリッドやディーゼルでは走りの魅力などのプラスαが必要となります。
一方では、クラウンの場合ノーマルエンジン車がエコカー減税の対象外になったり、燃費にも2倍の差がつくのでおよそ5万km程度でハイブリッドとの実質差額が取り戻せます。

 

エンジン＆パワーユニット、損得勘定で選ぶモデルケース1

フィットの場合
13G・Fパッケージ（142万5000円）

VS
ハイブリッドFパッケージ（179万6000円）

出典：http://www.honda.co.jp/Fit/webcatalog/type/hybrid/

 
ホンダフィット1300ccの13G・FパッケージとハイブリッドFパッケージを比較してみます。その価格差は37万1000円ですが、装備の差もあるのでそのあたりを補正するとおよそ30万円程度の差になるぐらい。そこからさらに減税額を差し引くと27万5000円の差額になります。この金額を燃料代の差額で取り戻せるまでの資産を計算してみると、レギュラーガソリンが120円/ℓ、実用燃費がJC08モードの85％として、18万kmほど走った頃になります。年間走行距離が1万km程度の人でも18年はかかる計算になります。

 

エンジン＆パワーユニット、損得勘定で選ぶモデルケース2

デミオの場合
13Sツーリング（168万4800円）

VS
XD（ディーゼル）ツーリング（196万5600円）

出典：http://www.mazda.co.jp/cars/demio/grade/#demio

マツダデミオ1300ccの13SツーリングとXD（ディーゼル）ツーリングを比較してみます。その価格差は28万8000円ですが、装備の差もあるのでそのあたりを補正するとおよそ24万円程度の差になるぐらい。そこからさらに減税額を差し引くと21万円の差額になります。軽油1リットルあたりの価格を100円/ℓとして、上記フィットと同じ計算をすると、実質価格差を燃料代の差額で取り戻せるのはフィットと同じ18万kmを走行したあたりになります。

 

エンジン＆パワーユニットの選び方。比較2【エコカー減税はどのように違うの？】

エコカー減税の基本は低燃費車の税金を減額しますが、減税率は車両重量にも左右されます。
今のクルマ選びに大きな影響をあたえることの1つがこのエコカー減税。売れ筋車種のほとんどは減税対象で、対象外の車種はこれだけの原因ではないにしろ全体的に売れ行きを下げています。エコカー減税は、平成27年度/32年度燃費基準の達成率に基づき、自動車取得税と自動車重量税を軽減します。
ハイブリッドカーの場合、一部の車種を除くと平成32年度燃費基準+20％を達成するため、自動車取得税と購入時+初回車検時の自動車重量税は免税されます。また、電気自動車/燃料電池車/クリーンディーゼル車は次世代自動車とされて、これも同等の免税を受けられます。一方では、ターボを含むガソリンエンジン車は車種によって適用が変ります。

注意が必要なのは、エコカー減税のベースになる燃費基準は車両重量と燃費数値で決まるという所。低燃費だからエコカー減税率が優れているとは限りません。特にエンジンの排気量に対してボディの重い車種では、燃費数値がそれほど良くないのに減税対象に入る場合があります。

 

トヨタクラウンの場合

ハイブリッド＝免税
ハイブリッドのJC08モード燃費は23.2km/ℓでエコカー減税も免税になります。

出典：http://toyota.jp/crownathlete/grade/grade1/

 
ガソリンエンジン＝減税なし
ガソリンエンジン車は3500ccが9.6km/ℓ、2000ccターボも13.4km/ℓで対象外。

出典：http://toyota.jp/crownathlete/grade/grade4/

 

エコカー減税の内容

燃料基準の達成度	自動車取得税	自動車重量税
電気自動車＆クリーンディーゼル	免税	免税 （初回車検時を含む）
平成32年燃費基準+20％	免税	免税 （初回車検時を含む）
平成32年燃費基準+10％	80％減税	75％減税
平成32年燃費基準達成	60％減税	50％減税
平成27年燃費基準+20％/10％	40％減税	25％減税
平成27年燃費基準+10％	20％減税	25％減税

軽自動車税の減税内容

燃費基準の達成度	軽自動車税
電気自動車	75％減税
平成32年燃費基準+20％	50％減税
平成32年燃費基準達成	25％減税

エンジン＆パワーユニットの選び方。比較3【走行性能や運転の感覚の違いをくらべる 】

走行性能や運転の感覚の違い
ガソリンエンジン＝ノンターボタイプ
車種によっては動力性能の不足を感じますが、運転の間隔はなじみやすい。 過給機の装着されていないいわゆるノーマルなガソリンエンジンは、軽自動車からLサイズセダンやミニバンなどの幅広い車種に使用されています。 　走行性能は車種によって異なります。軽自動車でも背の高いボディーなどで車体が重いタイプだと、同じ排気量であっても上り坂などでパワーの足りなさを感じることがあります。ですがその反面、走行にクセが無くて運転しやすいので、購入価格をふくめてなじみやすい所が特徴です。
ガソリンエンジン＝ターボタイプ
小さい排気量でも実用回転域の駆動力が高く、加速力に余裕がある。 ターボエンジンの特徴は、実質的に排気量を大きくすることと同様の効果があります。このターボを装着することでダウンサイジングさせているのクルマは、ホンダのステップワゴンやジェイドは1500ccエンジンにターボを装着しすることで、2000ccなみの動力性能を出しています。 　気になる燃費は1600～1800ccのノンターボエンジンと同等で、とくべつに目立った優位点はありませんが、全体的な性能とバランスを考えると効率はいいです。
ハイブリッド＆プラグインハイブリッド
発進時はモーター駆動が多いため発進した後でエンジンが始動するなど、ハイブリッドならではの特徴があります。 ハイブリッドの特徴の1つは、減速する時に駆動モーターを使用して発電を行えるところです。大きな減速エネルギーを電気に変換してモーターを駆動するので燃費を節約できます。 　なので、ブレーキを踏んで減速する時に多少のクセを感じることがあります。また、モーター駆動だけで発進して時速40kmあたりでエンジンがかかるといったことも多い。こういったハイブリッド特有のクセがあるので最初は慣れない方もいます。
電気自動車＆燃料電池車
エンジンと違って直線的に速度を高めることが出来て静粛性も高い。 燃料電池車もモーター駆動するため基本的な運転感覚は電気自動車と共通です。モーター駆動の特徴は、アクセル操作に対する反応が機敏なところです。クイッとアクセルを踏み込むと即座に駆動力が高まり、速度を滑らかに上昇させられます。ガソリンエンジンのようなエンジンの爆発音を発しながらの高回転域の吹き上がりはないですが、ノイズや振動はきわめて小さいです。
クリーンディーゼルターボ
高回転域の吹き上がりは少し鈍いものの、実用回転域の駆動力が高い。 実用回転域の駆動力が高いことが最大の特徴で、CX-5などが搭載する2200ccエンジンであればガソリンエンジンの4000ccに匹敵する42.8kg-mの最大トルクを2000回転で発生させます。このように高速道路などを低回転で巡航する時などは、アクセルペダルを少し踏み増せば力強い加速が得られます。そのかわり高回転域の吹き上がりはガソリンエンジンと比べて鈍く、車種によっては独特のノイズも聞こえます。
運転感覚と走行性能の違いについてのまとめ
歴史が長い所であったりなどもっともなじみやすいのはガソリンエンジンでしょう。回転域も幅が広いため速度の調整もしやすく、高回転での吹き上がりの良さも味わえます。一方では、ディーゼルエンジンとモーターは性格が似ている所があります。両方とも実用域の反応は比較的機敏ですが、高回転域では速度の上昇が伸び悩みます。違和感という形で受け取られることもありますが、回転をあまり高めずに速度を上昇させる運転感覚に慣れると扱いやすい面もあります。

 

エンジンの種類

燃費性能向上のため排気量と気筒数は縮小傾向にあります。
エンジンのサイズを示す所が排気量で、この数値が増えるほど気筒数も増えて動力性能が高まります。そのかわり燃費が悪化するため3000cc以上のV型6/8気筒エンジンは減っています。排気量を2500cc以下におさえた直列4気筒エンジンが多くなってきています。

直列3/4気筒エンジンは低コストで採用車種が多い。

出典：http://autoc-one.jp/honda/odyssey/report-843/photo/0010.html

 
V型6/8気筒エンジンは大排気量向けで加速が滑らかです。

出典：http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20050614/105762/?rt=nocnt

 

トランスミッションの種類

駆動力を伝達する機能も燃費と走りに大きく影響します。
エンジンの回転数を加減速させるトランスミッションも燃費や運転感覚に影響を与えます。今はオートマ車が主流ということと、2000cc以下にはCVTが多いです。CVTは無段変速できることで効率の良い回転域を使いやすいです。また、有段式ATはメリハリのある加減速が行えます。

無段変速のCVTは伝達効率が高く、燃費を向上させやすい。

出典：http://cvt.co.nz/

 
5～8段の有段式ATは、メリハリのある運転感覚を感じられます。

 

エンジン＆パワーユニットの別の車種紹介

 

 

 

 

 

エンジン＆パワーユニットの別の車種紹介でのまとめ

現時点であればガソリンエンジン車が安価で転感覚もなじみやすく全体的に占める割合は多いです。年間走行距離が1万km以下の人であれば、購入価格や燃費面などからしても割安になります。
普及率の2位は燃費の優等生であるハイブリッドです。人気車種に搭載されているなどの状況もありますがクリーンディーゼルも人気は高いく、クルマが好きな人がディーゼルを選ぶ率が高いという専門家の声もあります。運転中に感じるクセは強いものの、軽油価格の安さもあってか燃料代は同サイズのハイブリッドと近い。それに、実用回転域の駆動力が圧倒的に高いです。