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トヨタ 新型プリウスに搭載の最新テクノロジーを先行公開

2015年10月13日

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新型プリウス(国内仕様・プロトタイプモデル)

トヨタ自動車は2015年10月13日、4代目となる次期型プリウスの発売時期を12月予定とし、これに採用する主な技術内容を先駆けて公表した。

その概要をまとめると、①低重心パッケージによるエモーショナルなスタイルと、先進的で温かみあるインテリア、② 最大熱効率40%というエンジンの搭載などで、JC08モード燃費の目標を40km/Lにしたこと、③TNGAの思想に基づく高剛性ボディやダブルウィッシュボーンリヤサスペンションの新採用で、走る楽しさや快適性を向上させたこと、④衝突回避支援パッケージやITS Connectなどの先進安全技術、⑤プリウス初の4輪駆動方式E-Fourの採用…などとなっている。

ちなみに1997年、初代プリウスが次世代環境車の先駆けとして誕生。2代目ではさらなる燃費向上を実現するとともにトライアングルシルエットを採用し、後の環境車に多くの影響を与えてきた。そして3代目ではさらなる燃費向上を図り、JC08モード燃費で32.6km/Lを実現し、ハイブリッドカーを広く普及 させたクルマとして環境意識の高まりに貢献してきた。

そして今回4代目となる新型プリウスの開発コンセプトは、「Beautiful Hybrid(美しい地球・美しい クルマ)」。プリウスのDNAともいえる優れた燃費性能の進化に加えて、感性に響くスタイルやヒト中心のインテリア、ワクワクドキドキを感じさせる運転の楽しさ、先進の安全性能、そして災害時には電源供給のためのエネルギー機器になるという「社会との共存への配慮」を念頭に開発が進められた。

目標の実現のために先代より実現してきた優れた燃費性能をさらに進化させ、加えてToyota New Global Architecture(TNGA)によるクルマづくりの構造改革を実施。40km/L(一部 グレード)の低燃費の実現とともに「カッコよさを際立たせる低重心スタイル」や「走りの良さ・ 乗り心地の良さ・静かさ」といったさまざまな基本性能の大幅向上を目指した。

なお新型プリウスは、2015年10月28日(一般公開は30日)から開催される第44回東京モーターショー2015への出展を予定している。

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それでは、技術内容の詳細をデザインの面からお伝えしよう。コンセプトは「ICONIC Human-tech(アイコニック・ヒューマンテック)」で、アイコニックとは一目でプリウスとわかるシンボリックなデザインを意味し、ヒューマンテックは人の記憶や直感でわかる先進機能のこと。エクステリアはプリウスの象徴でもあるトライアングルシルエットに、TNGAによる低重心パッケージを融合させたものとなっている。

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従来型に対し全高を20mm下げ、ルーフピークを170mm前に出したことで、さらに空力性能を高め、クラス世界トップレベルのCd値0.24を実現している。またノーズ先端を70mm、フード後端を62mm低くした低重心パッケージのかっこいいスタイルは、前方視界の向上にも貢献している。ヘッドランプには一眼でハイビームとロービームの機能を持たせたBi-Beam LEDヘッドランプとなり、精悍な目つきの個性的なデザインに。また、三角形状の輪郭でシャープな印象を与えるLEDクリアランスランプを採用している。

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一方でリヤビューは空力改良をエモーショナルにデザインし、リヤスポイラーからコンビネーションランプ、バンパーサイドのコーナーエッジへとつながる、ユニークな線使いをしながら高い空力性能を実現。そしてボディカラーには、スポーティな存在感を強調する鮮やかで透明感のあるエモーショナルレッド、車体表面の温度上昇を抑える機能を持つサーモテクトライムグリーン、先進性とプレミアムな印象を併せ 持つスティールブロンドメタリックの新規開発色3色をはじめ、全9色を設定している。

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新型プリウスのインテリアは歴代モデルが継承してきた“人にやさしいデザイン”を基本に、先進感と温かみのある空間を目指した。「表示系遠方・操作系手元配置」を基本に、インストルメントパネルを低い位置で薄く造形。開放感を付与しつつ、乗る人をやさしく包み込むような一体感のある空間を表現している。ステアリングホイールとフロントコンソールトレイにホワイト加飾を設定したのは、インパクトと人のぬくもりを狙ったものだ。

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さらにシートは長時間ドライブでの負担を軽減し、快適性を追求。フロントシートは内部のバネ特性の最適化を図り、腰や筋肉への負担が少ない骨盤角度を実現。さらにシート内のクッションパッドの素材や厚みの工夫により、坐骨部に集中しがちな圧力を周囲に分散して包み込まれるようなフィット感を実現。一方でリヤシートはクッション性の最適化や着座時の接触面積の拡大により、フロント同様の優れた座り心地を実現。また全高を下げながらもスペースを確保するため、ルーフ形状を工夫して従来型同等以上の頭上のゆとり空間を確保している。

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技術面で最大のハイライトは、やはり目標燃費40km/Lを実現するために進化したハイブリッドシステムだろう。まずエンジンは排気量1.8Lの改良型2ZR-FXEで、吸気ポートやピストン形状の改良によって燃焼室内の気流を強化。加えて点火の高エネルギー化で燃焼速度を向上。大量のEGR(排気再循環)ガスを導入することで燃焼効率を向上させている。さらに冷却水通路の改良によるエンジン内部温度の最適化、各摺動部品のフリクション低減や低粘度オイルの採用によって熱効率を向上。エンジン冷却水流量切り替えバルブを追加し、エンジン暖機を早めることで冷間燃費も改善。この結果、クラストップレベルの最大熱効率40%を実現した。

そしてモーターやトランスアクスル、パワーコントロールユニットや駆動用バッテリーなども小型・軽量化が徹底された。トランスアクスルはモーターの複軸配置やリダクションギヤの平行軸歯車化(プラネタリギヤから変更して低損失化)などにより、従来型に対して小型化しつつ約20%の損失低減を実現。新巻線方式を用いた高回転モーターを新開発し、小型化や高出力密度化も実現している。

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パワーコントロールユニットも低損失素子を採用して、こちらも約20%損失を低減。さらに小型化したことでトランスアクスル直上搭載を実現。従来ラゲージスペースに設置していた補機バッテリーのエンジンルームへの移動を可能とした。また駆動用バッテリーをリヤシート下に配置することにより、積載スペースの拡大(従来型446L→新型502L)にも貢献している。

なお駆動用バッテリーはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池ともに新開発。高性能・小型化を図って、リヤシート下への搭載の実現と燃費向上に貢献している。暖機状態に合わせてシャッターを自動開閉するグリルシャッターの採用や、エンジンの排気熱を回収して冷却水の早期昇温に再利用し、エンジンの暖機に利用する排気熱回収器の小型化や回収性能の向上など、暖機性能の向上で低燃費に貢献している。

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3番目のエポックは、いつまでも乗り続けたくなる「走りの楽しさ・乗り心地の良さ、静かさ」だ。新たな安全性評価をクリアした衝撃吸収ボディと高強度キャビンからなる最新のGOAボディを採用。低重心化とボディ剛性の向上により、安全かつ安心にドライバーの意図したとおりの走りを実現している。また重心高を下げることで、走行時の車両の優れた安定性と同乗者にも優しい横揺れの少ない乗り心地を実現している。

ボディはTNGAの思想に基づいた環状構造の骨格を採用し、ねじり剛性は従来型から約60%も向上。またスポット溶接に比べて溶接打点の間隔を狭くすることを可能にしたレーザー・スクリュー・ウェルディング(LSW)や構造用ボディ接着剤の採用により、板金部分の接合剛性を上げて安定した走りやしっとりとした上質な乗り心地にも貢献している。高い強度と軽量化を両立するホットスタンプ材を利用するなど、980Mpa以上の超高張力鋼鈑の採用率を従来型の3%から一気に19%に拡大している。

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前席の着座位置を59mm下げるとともに、ステアリングやペダル類の配置を最適化し、疲れにくく運転操作しやすいドライビングポジションを実現した。またリヤサスペンションにダブルウィッシュボーン式を採用し、高い走行安定性を確保しながら段差乗越え時のインパクトショックを大幅に低減するなど、気持ちの良いコーナリング性能やショックの少ない優れた乗り心地を実現した。そして振動、騒音を抑える高剛性ボディに加えて、接合部の隙間を徹底的に排除。ドアや窓、フロアカーペットから天井に至るまで吸遮音材を効果的に配置することで、高い静粛性を実現している。

走りを楽しくする加速感の追求にも余念がない。電池/モーターの活用などでハイブリッド制御を改良し、発進加速フィールを向上。少ないアクセル操作でダイレクトな加速フィールを実現させている。さらにパワーモードではワインディングを軽やかに走行できるよう、車両前後左右の加速度からドライバーの走行マインド推定を行ない、減速度やアクセルレスポンスを自動可変させる制御を新開発した。ブレーキには回生協調式のアクティブ・ハイドロブースターを新開発し、コントロール性を大幅に向上。自然なブレーキフィールも訴求ポイントだ。

4番目のハイライトが「先駆け」の名を持つプリウスにふさわしい、充実の安全デバイス関係だ。まずはミリ波レーダーと単眼カメラを用い、総合的な制御により、クルマだけではなく歩行者も認識する歩行者検知機能付き衝突回避支援型プリクラッシュセーフティを搭載。これに全車速追従機能付きのレーダークルーズコントロールをはじめ、4つの先進安全機能をセットにした衝突回避支援パッケージ Toyota Safety Sense Pを採用。

またアクセルやブレーキペダル操作の有無に関係なく、低速での取り回し時での接触回避、または被害軽減に寄与するインテリジェントクリアランスソナーを採用。さらに側面の超音波センサーを使って右左折時の巻き込みを警報する機能を搭載し、安全性向上に貢献している。 次に超音波センサーを使って周囲の障害物を検出し、駐車スペースを認識。駐車したいスペースの前で停車し、スイッチを押すだけで、適切な後退開始位置への誘導と後退駐車のためのステアリング操作をアシストするシンプル・インテリジェント・パーキングアシストも採用。障害物の検出精度を向上したことで、画像認識なしでも高い駐車制度を実現している。

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さらに隣の車線を走る車両をレーダーで検知。車両が死角エリアに入ると、ドアミラーに搭載されたLED インジケーターを点灯させてお知らせしてくれるブラインドスポットモニターを採用。多機能の上にも使いやすく見やすい、4.2インチカラーTFTのツインメーターも装備。右側は速度や燃料計などの基本情報を表示。左側をステアリングスイッチで切り替えられるマルチディスプレイとして、機能性と先進性を表現している。

車速や警告類をフロントウィンドウに表示し、視線移動を最小限に抑えたカラーヘッドアップディスプレイを採用。ステアリングホイールの握り部分に昇温と降温を抑制する機能を持たせた合成皮革素材を採用して、 快適性を向上させている。また助手席・後席の乗車の有無や室内温度などを検知し、人が乗っていない席の空調を自動で抑制することにより、乗員の快適性と低燃費を賢く実現させるS-FLOW(一席集中モード)を採用している。

クラウンで導入されたばかりのITS Connectも設定されている。これは760MHzのITS専用周波数電波を活用し、クルマのセンサーではとらえきれない見通し外の情報や信号情報を道路とクルマ、あるいはクルマ同士が直接通信し、ドライバーに知らせることで安全運転を支援するシステムだ。

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5番目のエポックとして、4WD車のラインアップをお伝えしておこう。電気式4輪駆動方式(E-Four)を新開発して、雪道での安定した走りを歴代プリウスで初めて実現。システムの小型・軽量化により、優れた燃費性能にも貢献している。さらに2WDのパッケージをベースに、車両後方にシステムをコンパクトに配置することで足元やカーゴスペースへの影響をミニマムに抑制。ラゲージ容量も2WD車(スペアタイヤ装着車)と同等の457L を確保している。

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