トヨタのハイブリッドについて トヨタのHVはパラレルだと思いますが、 ホンダのアコードや日産のノートのe-powerのように シリーズHVの方が優れているとおもうのですが。

Question

エンジンは発電が主、走行はモーターが主。

トヨタはシリーズHVを採用しないのでしょうか？
このままパラレルを続けるのでしょうか？

それともパラレルの方が優れてる？

Answer 1

トヨタのハイブリッドシステムは独自の動力分割機構を使ったスプリット式というものです。
パラレル式はエンジン出力とモーター出力を同軸で合成しますが、トヨタ方式はエンジン出力をプラネタリーギヤを使って駆動側と発電機へ分配します。
発電機で発電した電力でモーター駆動し、分割した駆動側と合成して走行します。
分割された駆動側にモーター駆動を合成する部分はパラレル型。
発電機で発電した電力を使ってモーター駆動する部分はスプリット型。
という特徴を持つスプリット型ハイブリッドシステムとなっています。

電子制御技術が今レベルまで無い19年前に開発されたハイブリッドシステムで、当時の技術では最良の方式だったのです。
特にトランスミッションを排して採用したプラネタリーギヤによる動力分割は、発電機のインピーダンス制御によりエンジン出力の分割比を制御できます。
エンジンやモーターを機械的に直結したままで動作できますから、余分な切替機構が必要ありません。
反面、状況によりエンジンや発電機は駆動負荷になったりしますし、トランスミッションを排したためにモーターは高回転を余儀なくされ劇的に効率が悪化します。
動力分割機構自身は特許動力は無く、附帯制御が細かな特許となっているので他メーカーは動力分割機構を採用していませんし、今後も採用しないでしょう。
(マツダはトヨタからハイブリッドシステムを部品として購入しているだけです。)

他メーカーの多くがが採用しているのがパラレル型です。
エンジンを主体としてモーターがアシストする構造ですが、エンジンを切り離せばモーター駆動の電気自動車にもなります。
将来的にはエンジンを取り除けば電気自動車になるような構造です。
(モーターアシストの程度に依存しますけど)
駆動モーターを回生発電機として利用できるので、効率的でシンプルな構成です。
そもそもモーター駆動と回生発電は排他関係ですから、同時に使用する必要はありませんから、わざわざ駆動モーターと発電機を分けるのは利用効率ではマイナスです。
その結果、至る所で切替機構が必要となり、制御精度が重要となりました。
電子制御技術の進歩で可能となったのがの現在のパラレル型ハイブリッドシステムです。
この10年で多くのメーカーがハイブリッド車を製品化できたのも電子制御技術のたわものです。

シリーズ型ハイブリッドシステムは構造は一番古いハイブリッドシステムです。
電気機関車にはかなり古くから採用されています。
エンジンは発電に徹して、発電した電力でモーター駆動します。
発電とモーター駆動でエネルギー変換が行われるので、損失が発生します。
エンジン発電専用ですから、回転数を速度とは無関係に一定化する事でエンジン燃焼効率が上がります。
バッテリーをたくさん搭載してモーター駆動に必要な電力を十分に供給できる構造にすれば、エンジンは完全に一定化できるのでエンジン燃焼効率は最大化します。
ただ、バッテリーをたくさん積むと価格が劇的に上がってしまうので、バッテリー容量により性格が異なるのがシリーズ型ハイブリッドです。
バッテリーが少量しか搭載しない場合は、モーター駆動に必要な電力分をエンジンで発電する事になるので、エンジン回転数は加速との関係に縛られます。
日産e-Powerは小容量のバッテリーしか搭載しないようなので、システムでのエンジン燃焼効率向上は限られます。
そのため、パラレル型ハイブリッドやスプリット型ハイブリッド程度の燃費性能となっているようです。

トヨタは19年間独自のハイブリッドシステムを熟成してきました。
まだ、改善する余地もあるので、まだまだ現状システムは続くでしょう。
バッテリー技術が進歩し、航続距離と充電時間の問題が解消される時には、ハイブリッドシステムは無用の長物となるでしょう。
当面は、プラグインハイブリッドシステムへ進むでしょうけど、システム構成は現状のハイブリッドシステムが使えますから、大きなシステム変更は直ぐには無いと思われます。
トランスミッションを排したシステムですが、それが欠点となっている点もLEXUS LC500hではトランスミッションを搭載する事で改善しています。

Answer 2

いずれは電気と水素になるのでエンジン駆動ありきのトヨタはいずれ限界が来ます。
エンジンは発電専用の方は電気の電欠の保険として残るでしょう。
今のBMWで発電機の有無を選べる電気の状態です。
今はまだ電池とモーターが未熟で頻繁に発電してるのでトヨタ式が上ですが
電池とモーターの性能の伸びしろはまだまだあるからその内抜かれますよ。

Answer 3

トヨタのHVのようなパラレルが優れていると思います。

Answer 4

HVの時代もいずれは終わります。
すでに電気自動車や水素自動車が出てきている今、
画期的なHVを開発出来る目処がなければ
特段、新たにHVを開発しないでしょう。
THSのマイナーチェンジで行くところまで
行くのではないでしょうか。

Answer 5

トヨタのプリウスやアクアのシステムはコンバインド式、別名シリーズ・パラレル式といって先代クラウン等で採用されたパラレル式とはまた違います。そういう意味ではトヨタはとっくにシリーズHVを採用しています。
シリーズ式も得手不得手がありますが、パラレルよりシリーズの方が優れているというのは概ねあっています。一般的に燃費が悪くなる渋滞・街乗りに対し有利だからです。
逆にシリーズ式よりパラレルの方が優れてる面は
・低トルクモーター・低容量バッテリーで作れる
・高速道路の燃費で有利
といった所ですね。要するに低コストで普通車をそのまま燃費良くした様な車だという事です。
とまりトヨタは採算を優先するためにパラレル式から独自に改良を施したコンバインド式を優先しています。まともな値段で買えるパラレル式は今アコードくらいですし、それでも乗り出し400万の車という事から、言い換えればそのくらいの価格帯にしないと採算が取れないんでしょう。

Answer 6

でも、燃費もシステムの調子もトヨタの方がよいと思いますが、どこがダメなんですか。

Answer 7

ハイブリッド車といえばLa Ferrariではないのでしょうか？