2リッター直列4気筒エンジンを新開発

2月26日、トヨタ自動車はTNGA（トヨタ・ニュー・グローバル・アーキテクチャー）によって一新した新型パワートレインを発表した。

今回発表した新世代パワートレインは、グローバル販売の主力となる2リッタークラス向け。CVTには乗用車用CVTとしては世界初の機構となる発信用ギアを採用。走行性能と環境性能が大幅に向上しているという。2023年には日本、米国、欧州、中国市場を対象に、TNGAによるパワートレイン搭載車をトヨタの車両販売台数の約80%に拡大していく構えだ。

さっそくパートごとに特徴を見てみよう。

●新型2リッター直列4気筒直噴エンジン「ダイナミックフォースエンジン（2.0L）」

新型エンジンは、高速燃焼技術、可変制御システムの採用のほか、排気・冷却・機械作動時などのさまざまなエネルギーロスを少なくして熱効率を向上させるとともに高出力を実現。その結果、新開発の2リッターガソリン車用エンジン／ハイブリッド車（HV）用エンジンは、それぞれ、世界トップレベルの熱効率40％／41％を達成。また、従来型エンジンに比べて、低回転から高回転まで全域でトルクアップを実現すると同時に、各国の排気規制にも先行して対応している。

●新型CVT「ダイレクトシフトCVT」

トランスミッションの基本性能である「伝達効率の向上」と「エンジン高効率領域の活用」、「高応答変速」を強化するため、「機械損失低減」と「ワイドレンジ化」、「変速追従性向上」を追求。ダイレクトでスムースな走りと現行比＋6％の優れた燃費性能を実現した。

ベルト効率の悪いロー側使用時の伝達効率を向上させるため、乗用車用CVTに世界で初めて発進用ギアを採用。発進時はギア駆動とすることで、力強い加速を実現するとともに、アクセル操作に対して一瞬遅れるようなもたつき感を改善、スムースで気持ちの良い発進性能を実現している。ギアとベルトの切り替えには、AT 技術で培った高応答の変速制御技術を使用。

また、発進用ギアの採用に合わせてベルトをハイ側に設定。より効率よくベルトを使用するとともにワイドレンジ化し、2リッタークラストップの変速比幅7.5 を実現している。

さらに、発進用ギアの採用によって入力負荷が軽減されたことでベルトおよびプーリー部の小型化を達成。ベルトを狭角化するとともにプーリーを小径化し、変速速度を20％向上させている。これにより、ドライバーはパワフルでリズミカルな加速を感じることができる。

●新型4WDシステム「ダイナミックトルクベクタリングAWD」&「新型E-Four」

さらなる燃費向上と、4WDでの高い操縦安定性、走破性を目指して開発された新しい4WDシステム。エンジン車に採用する新システム「ダイナミックトルクベクタリングAWD」では、走行状況に応じてリアのトルクを左右独立で制御する「トルクベクタリング機構」を採用することで、ドライバーの思い通りの旋回性能と、高い悪路走破性を実現。また、前後輪の車輪軸に世界初 の「ラチェット式ドグクラッチ」を備えることで、2WD 走行時には後輪に動力を伝達させる駆動系の回転を停止させて損失を大幅に低減。燃費向上をはかる「ディスコネクト機構」を採用している。

ハイブリッド車に採用する「新型E-Four」においては、電気で駆動する後輪の全体トルクを従来型の1.3倍に増加させたうえで、走行状態に応じて適切に後輪にトルクを配分する新制御を採用。高い走破性と優れた操縦安定性を実現する。

さらに、「ダイナミックトルクベクタリングAWD」、「新型E-Four」双方に、エンジン、トランスミッション、ブレーキ、4WD を統合して制御する「AIM（AWDインテグレーテッド・マネージメント）」を採用し、路面を問わない高い操縦安定性を確保している。

●THS II（2.0Lトヨタハイブリッドシステム）

4代目（現行型）プリウスに採用された小型・軽量・低損失化技術を継承し、高い燃費性能はキープしたまま、より走行性能を向上させた2リッター エンジン用ハイブリッドシステムを新開発。加速時にはエンジンの回転数を下げると同時に電池からの電力を高め、リニアで伸びのある加速感を実現している。

●新型6速マニュアルトランスミッション

欧州をはじめとするグローバルなニーズに応えるために、マニュアルトランスミッションも新規開発。従来型に比べて質量を7kg低減するとともに全長を24mm短縮し、世界トップレベルのコンパクトなサイズにすることで車両の燃費性能向上に貢献。また、伝達効率も世界トップを実現しており、シフトチェンジ時に自動でエンジン回転を合わせるiMT制御を採用することで、ドライバーに不快なショックを感じさせないスムースな変速操作をサポートする。

今回発表された新しいパワートレインは、今春以降、搭載車種をグローバルで拡大していく。従来型のエンジン車の環境性能、走行性能の向上に寄与するのはもちろんのこと、その基礎となる技術の一部は、今後トヨタが普及に向けたチャレンジを続けていくハイブリッド車（HV）、プラグインハイブリッド車（PHV）、電気自動車（EV）、燃料電池自動車（FCV）といった電動車においても、確実に性能向上に反映されていくものだという。

TNGAによって開発したパワートレインについては、2021 年までに、エンジンは9機種・17バリエーション、トランスミッションは4 機種・10バリエーション、ハイブリッドシステムは6機種・10バリエーションの投入を予定していることがすでに発表されているが、今回の無段変速機（CVT）、6速マニュアルトランスミッション、2リッターエンジン、2リッターハイブリッドシステムはその中の4機種となる。

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