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第第14回　トヨタエスティマハイブリッドシステム
　トヨタ自動車㈱は、このほど世界初のハイブリッドミニバン「エスティマハイブリッド」をフルモデルチェンジしました。

　従来のTHS-C（ハイブリッドシステムにCVTを組み合わせたシステム）＋Ｅ－Fourから基本的にはハリアー（クルーガーＶ）ハイブリッドと同じTHS-Ⅱ＋Ｅ－Fourシステムに変更されました（図１）
図１．エスティマハイブリッドシステムの新旧比較図。新型は基本的にはハリアーハイブリッドと同じで、エンジンが異なるだけ。
(すべての図は、クリックすると拡大します。)

　●トヨタのハイブリッドシステムの復習
　すでに第１回にハリアーハイブリッドを解説しましたので、ここでは復習のつもりでご覧ください。トヨタのハイブリッドシステムは、①エンジンの動力機械的に車輪に伝えて走行するモード、②エンジンの動力で発電を行いモーターで走行するモード、③エンジンを停止させてモーターのみで電気自動車として走行するモードを走行状態に応じてもっとも効率がよくなるように制御します。これによって、既存のガソリンエンジン車の約２倍の燃費向上と低エミッションを実現し、電気自動車のような航続距離の制約もなく外部充電も不要というシステムです。
　THS-Ⅱでは、HVバッテリとモーターおよびジェネレータ間の電圧を増圧変換する昇圧コンバータを採用したため、モーター、ジェネレータを高電圧（245V→650V）で駆動することができるようになりました。これで小電流での電力供給による電気損失を抑えられ、かつモーターの高出力化も実現しています。
　またハイブリッド車の4WDシステムＥ－Fourは、リアユニットの駆動にフロントのモーターで発電した電力を使用するもので、さまざまな走行状態において最適な前後駆動トルク配分を行います。

　●エスティマハイブリッドの特徴
　前輪の駆動にTHS-Ⅱを、後輪の駆動に電気式4WDシステムＥ－Fourを採用しています（写真１、図２）。駆動用電圧を上昇させて使用する昇圧システムの採用によって、前後モーターとも高出力・高効率を実現し、エンジンと効率的に協調させることで、日常生活におけるさまざまな走行状況で、高い燃費性能（20.0㎞/l。10・15モード燃費）と動力性能、安定したトラクション性能を確保しています。

写真１．エスティマハイブリッドは、バンパー・グリル・エンブレムおよび前後スポイラーを専用デザインとして個性を表現している。

図２．エスティマハイブリッドのシステム構成部品配置図。HVバッテリの搭載位置が大きく異なる。


　エンジンは、ハイブリッド車用に開発された2.4l直列４気筒ガソリンエンジン（2AZ-FXE型）で、アトキンソンサイクルを応用した高膨張比サイクルを採用して熱効率を高め、低燃費化を図っています（写真２、図３）。

写真２．エスティマハイブリッドのエンジンルーム。右上の白く見えているのがコンパクト化されたパワーコントロールユニット。

図３．エスティマハイブリッドにはアトキンソンサイクルを応用した高膨張比サイクルを採用した2.4lエンジンが採用されている。


　そのほか、①低エミッション、②軽量コンパクト、③低騒音・低振動、④高信頼性、⑤サービス性などの特徴を持っています。
このシステムの他システムとの大きな相違は、ミニバンという室内空間を活かすためHVバッテリの配置位置を変更していることです。エスティマのガソリン車では前席運転席と助手席間はウォークスルーができるようになっていますが、このハイブリッドではこの間にセンターコンソールを設け、中にHVバッテリモジュールを２段積みにして収納しています（写真３、図４）。そのため２列目以後のシートアレンジなどの多用途性は標準ガソリン車と変わりません。センターコンソールには、HVバッテリモジュール以外に、DC-DC（システムメインリレーやレジスタを含む）、電池監視ユニット、ジャンクションブロックおよびクーリングファンを格納しています。また高電圧回路の遮断を行うサービスプラグも設定し、さらにサービス性を考慮してバッテリモジュールを上下１段ずつ分散して取り外せるようにしてあります。

写真３．センターコンソールにはHVバッテリパックが内蔵されている。前席のウォークスルーは犠牲になったが、２列３列のシートアレンジは標準車のまま利便性が高い。

図４．センターコンソール内に内蔵されているHVバッテリパック。


　●エスティマハイブリッドの作動
　ハイブリッドシステムの作動は、第１回のハリアーハイブリッドの作動とエンジンがV6から直４に変わるだけで相違はありません。参考のために図５に一覧として示します。
図５．エスティマハイブリッドの作動


　●その他の特徴
　①センターメーター内にもエネルギーモニターを配置（写真４、写真５）。従来のトヨタのハイブリッド車には、ナビゲーションシステムと共有したエネルギーモニターが採用されていました。このエスティマハイブリッドでも同様にナビゲーションシステムと共有していますが（写真６）、ナビ自体を使用している場合には見ることができない不便さがありました。そこでこのエスティマハイブリッドでは、センターメーター内でも監視することができるようにしました。
　②初めて排気再循環システムを採用しています。これは従来捨てられていた排気ガスの熱エネルギーをヒーターやエンジンの暖機に再利用して、冷間時の暖房性能の向上や燃費の向上を図るものです（図６）。

写真４．エスティマハイブリッドの運転席まわり。センターメーターにはハイブリッドシステムの作動状況が表示される。

写真５．センターメーターの拡大図。ハイブリッドシステムのエネルギーモニターを内蔵している。ナビはナビとして活用できる。

写真６．ナビゲーションディスプレイにも従来どおりエネルギーモニターを表示できる。

図６．捨てられていた排気熱を利用した再循環システムを初めて採用。寒冷時のヒーターやエンジン暖機に効果的なシステム。


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