トヨタ車のＦＦ車と四駆車のエンジンスペックの差異。 いつもお世話になっております。

Question

先日のＣＶＴの質問ではＢＡを差し上げたつもりが私の携帯操作ミスで他の方となり、大変ご不快な思いをされたことかと存じます。他意はけしてないとはいえ、申し訳ございませんでした。

この度の本題ですが、トヨタ車の2リッター以下の現行から前のモデルのいくつかの車種で、ＦＦと四駆のエンジンスペックがやや大きく違うことがあります。

たとえば現行ウィッシュ1.8リッターモデルでは、ＦＦモデルの最高出力143/最大トルク17.6。四駆モデルでは同130/16.4となっております。
他メーカー車でもスペックの差異はよく見ますが、カタログ数値だけで見ているとはいえこの差は少し四駆車のスペックダウンという形で目立つように思います。ただ実走にどれくらいの差があるのかは分かりません。

前のモデルになりますが、ガイアがマイナーチェンジした際に、ＦＦには直噴Ｄ４を積み(もっとも第一世代直噴でしたが)、四駆にはマイチェン前のままのエンジンを積んでいた記憶があります。

質問の意図としてはトヨタのこの傾向に対する善し悪しというのではなく、そうしている理由が知りたいと思っております。または他メーカーでも普通にあるようでしたらご指摘ください。

以上の件、ご回答いただければ幸いです、よろしくお願いいたします。

補足

補足 補足で恐縮です。 数値でのエンジンスペックがＦＦより四駆が落ちるのは確かに普通に見るのですが、わりと軽微な差の場合が多いように思います。 ただしトヨタでも新型カローラの1.5リッターモデルで見ると、他メーカーのように軽微な差にとどまっています。 少し前までのトヨタはその差異がちょっと大きいと思いませんか？。 また新開発エンジンをＦＦに積み、四駆には積まなかったこともあり、こちらの理由も知りたいと思っております。 量産効果を考えれば新開発エンジンを全ラインナップにして、駆動方式でのチューンにしたほうがよいように思うのですが。 実際にウィッシュは全モデルバルブマチックエンジン搭載ではなかったかと思います(違っていたらご指摘ください)。

Answer 1

●データ
★wish
4WD 1.8L 2ZR-FAE アクティブトルクコントロール4WD
130馬力/6200rpm
161Nm/4000rpm

2WD 1.8L 2ZR-FAE
143馬力/6200rpm
173Nm/4000rpm

★新型カローラ・アクシオ
4WD 1.5L 1NZ-FE 電子制御式アクティブトルクコントロール4WD
103馬力/6000rpm
132Nm/4400rpm

2WD 1.5L 1NZ-FE
109馬力/6000rpm
136Nm/4800rpm（CVT）
138Nm/4400rpm（MT）

●どうして4WDは2WDよりエンジン出力が小さいのか？
下記2つの理由からです。

(1) 駆動系損失
(2) 4WD時の走行安定性

●駆動系損失
現在のネット計測では，駆動系損失を含むため，変速機やトランスファなどの伝達効率が悪い（＝損失が大きい）場合には，4WDによる大きな出力低下があります。しかし現在のトヨタは，パッシブ4WD（ビスカスカップリング）から，アクティブ･トルクスプリット方式（商品名：アクティブトルクコントロール4WD）に変更したので，燃費計測時には，前後輪回転数差が無いので，2WDになっています。このため損失はトランスファと電子制御湿式多板クラッチの入力部（多板クラッチ内の摺動抵抗）までとなります。この損失差はあまり大きくないので，
●4WD時の走行安定性
4WD車は，路面摩擦抵抗の低い場合でも安定した操縦安定性が求められます。駆動輪がスリップする原因は，摩擦限界をこえる駆動力が入力した場合ですから，駆動力そのものを小さくすれば，スリップしにくくなります。こうして4WD車では，出力を抑える傾向にあります。

●新しいエンジンは？
新型エンジンは燃費改善をしている場合が多いので，操縦安定性より燃費を優先する2WDから搭載します。ただ最近は，4WDも燃費改善が必要なので（＝税金減免），いきなり2WDと4WDに同じエンジンを搭載し，制御だけ変えるのが一般的になりました。

●4WD車の差異は？
4WD車は生産台数が少ないので，下記のようにしていました。

・エンジン … 出力は抑制（操縦安定性改善）＋古いエンジン（コスト安い）
・変速機 … 安い変速機（プロペラシャフト，トランスファなどがある4WDは高いので）

たとえばホンダの軽自動車は，4WD用変速機は安いAT（ステップAT）で，2WDはCVTを使っていました。

こういう差異は，おもにコスト低減のためにやっていたのですが，低燃費化のため，エンジン，変速機とも最良のものをつかう傾向になっています。また4WDは2WD走行時に駆動系の損失が少ないアクティブ･トルクスプリット方式が増えています（日産はすでに完了，トヨタもほぼ完了，ホンダは始めたところ）。

●現行wishのバルブマチックエンジンは？
09年のモデルチェンジ時点から2WD，4WDともバルブマチックエンジンを使っています。同一エンジンを使うのは，ヘッド回りが変わると，エンジン･コンパートメント内のレイアウトが変わりコストが高くなるからです。

●ご操作ミスについて
このサイトで回答させていただくのは，自動車技術の勉強になることですので，どうぞお気になさらないでください。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。

質問者からのお礼コメント

みなさま、ご回答ありがとうございます。

四駆機構によっても差異の幅はかなり変わるものなのですね、こちらこそ大変勉強になりました。

最近欧州各国や日本の車に対する認識の違いなどが気になってきました。またお時間があればご回答いただければ幸いです。

Answer 2

ECUのセッティングに差があるかどうかは不明ですが、
4WDの方が2WDよりもエンジンパワーが無くなる原因として
駆動抵抗の差が挙げられます。
記載されているトルクや出力はエンジン単体のものではなく、
ミッションなど全ての抵抗も含めて測定された値(ネット値)です。

2WDだとエンジンはミッション→フロントデフ→フロントのドライブシャフト
を駆動するようになりますが、(ミッションとデフが一体の場合もあり)
4WDだと上記の他にミッション→センターデフ→プロペラシャフト→リアデフ→
リアドライブシャフトの抵抗分が増えます。
(エレクトリック4WDはこの限りではない)

ギアやプロペラシャフトの抵抗もばかにならないので、
そのようなところでもロスが起きます。

エレクトリック4WDはリアがモーターで駆動されるので、
FF＋リアモーターとなり、センターデフ、プロペラシャフトやリアデフは存在しません。

車重に対して、エンジンのトルクや出力が大きい場合は
FFよりも4WDの方が速くなります。
トルクが大きすぎてFFではタイヤが少し空転してしまうような場合、
4WDの方がグリップ力が大きいため明らかに速いです。

タイヤを空転させるほどの能力がなければ車体が軽く、
駆動抵抗の小さいFFの方が早いということになります。


捕捉
ミッションから全てギア駆動なのかと思っておりました。
ビスカスも入っていたのですね。
間違った回答をしてしまってすみません。

リアデフ前にビスカスが入るのでセンターデフも不要になっているようです。

Answer 3

トヨタに限らずＦＦ車と4ＷＤ車でエンジンやミッションが違う事はよくあることです。

4ＷＤはクルマも重いしセンターデフが付くための場所的な問題もあるのですが、一番の違いは駆動力の違いです。
4ＷＤは雪国などで購入される機会が多く雪上の走行に優位な低中回転重視のエンジンセッティングになっているため、ＦＦ車と比べるとスペック的に劣るように見えてしまうのです。
昔は出力曲線なるグラフをカタログに載せていたのでそういった違いも見やすかったのですが、最近のカタログには載ってないですよね。