エンジンと電気モーターを巧みに使い分ける【ハイブリッドカー】

一般的なガソリン車の場合、動力源はエンジンだけですので、基本的にドライバーがアクセルを操作した量に応じてエンジンを回してやれば済みます。

これに対してハイブリッドカーは動力源として、ガソリンエンジンと電気モーターを装備しているため、状況に応じてこの二つを巧みに使い分ける必要があります。

最新のハイブリッドカーはこのあたりの制御が優れており、パワフルで違和感のない自然な走りが可能です。

これは、エンジンと電気モーターを制御するためのソフトウェアの進歩と合わせて、コンピューターの物理的な演算能力の向上や、各種センサー類の精度が著しく向上したためです。

3つのハイブリッド方式

ハイブリッド方式には次の3つの方式があります。

「パラレル・ハイブリッド方式」は、エンジンの力を主な動力源として使い、発進時や加速時に補助的なパワーとして電気モーターをアシストさせる方式のハイブリッドシステムです。普通のガソリン車に電気モーターとバッテリーなどを追加するだけで作ることができます。

ハイブリッドカーというよりも電気自動車として分類されることが多いのが「シリーズ・ハイブリッド方式」です。車を走らせる時の動力源としては電気モーターだけが使われます。エンジンはバッテリーに充電したり電気モーターに直接電気を供給するための「発電機」としてだけ使われます。

これに対して「シリーズ・パラレル・ハイブリッド方式」は、エンジンと電気モーターの特性をうまく使い分けたハイブリッドシステムです。
発進時や低速走行時などエンジンよりも電気モーターが得意な状況では電気モーターが主に働き、速度が上がってきたらガソリンエンジンが作動して電気モーターと協調して効率良く働くシステムです。動力分割機構や発電機が装備されるため複雑なシステム構成となります。

様々な走行モードを巧みに使い分ける

このように3つの種類に大別することができるハイブリッドシステムですが、実際に走行する時には「ガソリンエンジン」と「電気モーター」を効率良く協調させるために状況に応じて幾つかの「走行モード」があります。

EVモード

一つはガソリンエンジンを完全に停止させて電気モーターだけで走る「EVモード」です。シリーズ・ハイブリッド方式では「発進時」や「加速時」に使われることが多いです。電気モーターの出力とバッテリー容量がたっぷりとある場合には、「EVモード」を選択することで短距離を電気自動車のように電気モーターのみで走ることもできます。

モーターアシストモード

二つ目はガソリンエンジンと電気モーターを同時に併用して走行するモードです。エンジンのアシストをさせるための小さな電気モーターが搭載されている「マイルドハイブリッドカー」は、このアシストモードに特化して設計されたハイブリッドカーです。マイルドハイブリッドカーは普段はエンジンのみで走り、エンジンが苦手とする発進時や加速時になると、電気モーターを介入させてエネルギー効率を向上させます。

充電モード

三つ目はバッテリーの電気が少なくなってきた時や、エンジンに余力があるときにそのエンジン余力を使ってバッテリーに電気を充電するモードです。

効率の高いシリーズ・パラレル・ハイブリッド方式

シリーズ・パラレル・ハイブリッド方式は、システム構成が複雑で車両価格が高価になるものの、これらのモードを巧みに使い分けることができるため、高い燃費効率と高出力を両立させることができます。特に最新型のプリウスのように、発電用モーターと充電用モーターの二つが搭載されている場合は、このシステム制御の自由度がさらに広がるため高いエネルギー効率を誇ります。