トヨタのハイブリッドシステム「THS」の変遷を振り返る! 現行ハイブリッド車についても解説

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2022.09.01 13:00
この記事をまとめると
■トヨタのハイブリッドシステム「THS」の変遷を振り返る
■ボディタイプ別にシステム構造が変わっている
■搭載されている現行車種についても解説
世界に衝撃を与えた技術!
  多くの人が「ハイブリッド車=トヨタ」とイメージするほど、ハイブリッド車を世に広めたトヨタ。
  1997年に登場した初代プリウス以降、数多くのハイブリッド車を発表してきました。
  そんなトヨタのハイブリッドシステムについて、その仕組や進化の歴史、また現行ハイブリッド車のラインナップを紹介していきます。
トヨタのハイブリッドシステムとは
  THS(トヨタハイブリッドシステム)と呼ばれるトヨタ独自のハイブリッドシステムは、初代プリウスに初めて搭載され、現在まで多くの車種に搭載されてきました。
  もちろん初代プリウスと現在、コンパクトカーからフラッグシップセダンまで幅広い車種に搭載されているシステムは大きく異なっています。共通するのは遊星歯車を用いた動力分割機構を装備し、変速機が発電用モーターと駆動用モーターを制御することです。
  エンジンからの入力をプラネタリアギアキャリア、発電機の軸をサンギヤ、出力はリングギアという構成の遊星歯車機構がエンジンと発電機を自在に操るのがTHSのポイントとなります。
  簡単に説明すると遊星歯車を用いてエンジンと2つのモーターを連結、路面状況に応じてEV走行、エンジン+モーターによる走行、(充電しながら)エンジンのみの走行と切り替えることができるシステムで、これをモーターと遊星歯車のみで行うところがTHSの大きな特徴といえるでしょう。
  知らない方も多いかもしれませんがトヨタはこの独創的なTHSの特許を無償で公開しています。ただ、世界中のメーカーが遊星歯車を使ったハイブリッドシステムを採用しないのは、制御が複雑すぎてシステムを簡単に開発できないといった事情があるようです、逆をいえば、トヨタの高い技術力があったからこそTHSは開発できたといえます。
THSとバッテリーの進化
  世界初となるパラレル式シリーズハイブリッドを搭載し1997年に登場した初代プリウス。1.5リッター直4エンジンに最高出力44psのモーターを組み合わせたこのシステムがTHSの第1世代と言われています。
  またバッテリーは単一電池サイズの丸形セルを6本並べ40個組み合わせた74kgのニッケル水素電池を搭載していましたが、マイナーチェンジで角型モジュールとし小型化を図りました。
  2003年にデビューした2代目プリウスには第2世代となるTHSⅡを搭載。時速55km以下での使用に限りますがEV走行が可能となりました。
  また後輪にモーターを搭載し4WD化したE-Fourをハリアーなどに採用したこともこの時代です。
  2009年に登場した3代目プリウスにはエンジンを1.8リッターに拡大しモータートルクを増幅させるリダクション機構が備わったTHSⅡを採用。このシステムから第3世代と区分けされています。
  また3代目プリウスをベースに開発されたステーションワゴン、プリウスαの7人乗りには初めてリチウムイオン電池が搭載されました。
  4代目プリウスが2015年に登場しましたが、搭載されるハイブリッドユニットは名称こそTHSⅡのままですがシステムのほぼすべてに改良が加えられ、さらなる低燃費を実現。このシステムからが第4世代と言われています。
  またアクアに搭載されたバイポーラ型ニッケル水素電池は小型化かつ大電流を流すことができる新時代のバッテリー。省燃費に貢献するのはもちろん、バッテリーを高出力化したことでより高い速度域までEV走行を可能としました。
  そして2022年に登場したノア/ヴォクシーに搭載されたTHSからが第5世代となります。ギヤトレーンの小型化と低粘度の専用フルード(オイル)が特徴で高効率のハイブリッドシステムとして注目されています。
多彩なハイブリッドシステム
  現在、多くのハイブリッド車をラインナップしているトヨタですがTHSも様々な車種向けに用意しています。THSの代表的なシステムを紹介していきましょう。
■コンパクトカー向け(ヤリス、アクア)
  1.5リッター直3エンジンに2モーターのTSHⅡを組み合わせたハイブリッドシステム。エンジンの最高出力は91ps、最大トルクは12.2kg-m。平行軸ハス歯歯車を採用した走行用モーターは最高出力80psを発揮します。
■プリウスクラス向け(プリウス、カローラ他)
  ハイブリッド専用エンジンとなる2ZR-FXE型1.8リッター直4に2モーターを組み合わせたハイブリッドシステム。エンジンはポート噴射式で、バッテリーはリチウムイオとニッケル水素を用意し、車種のグレードや駆動方式などに合わせそれぞれを搭載しています。
■ミニバン向け(ノア、ヴォクシー)
  現行ノア/ヴォクシーに搭載されているハイブリッドシステムは先代から電動モジュールを刷新した第5世代のTHS。ギヤトレーンやデフユニットを小型化したことが特徴です。最高出力98psの1.8リッター直4エンジンに2つのモーターを組み合わせWLTCモード燃費は22.0km/Lとなりました。
■MクラスFFセダン向け(カムリ他)
「ダイナミックフォースエンジン」と呼ばれる2.5リッター直4エンジンにモーターを組み合わせたハイブリッドシステム。アシストモーターを平行軸配置としトランスアクスルのコンパクト化を実現しました。バッテリーはリチウムイオン式を搭載しています。
トヨタハイブリッドモデルのラインナップ
  現在ラインナップしているトヨタ車のなかからガソリン車しかないモデルを探すほうが難しいともいわれるほど充実しているハイブリッド車。アクアからセンチュリーまで現在販売されているトヨタのハイブリッド車を紹介していきます。
【コンパクトカー・セダン】
アクア
価格:198〜240万円
  トヨタのハイブリッド車においてエントリーモデルとなるアクア。他車に先駆け2011年にハイブリッド専用コンパクトカーとして初代がデビューしました。現在は2021年にフルモデルチェンジで登場した2代目が販売されています。
ヤリス
価格:201.3〜235万円(ハイブリッド仕様)
  ヴィッツの名称で販売されていたBセグメントのコンパクトカーを2020年から海外仕様と同じヤリスとして販売。1リッター,1.5リッターガソリンエンジンとともにハイブリッド仕様が用意されています。
カローラスポーツ
価格:248.8〜284.1万円(ハイブリッド仕様)
  先代まで販売されていたオーリスに変わるニューモデルとしてラインナップされたカローラ スポーツ。カローラシリーズのハッチバックモデルとして用意され1.2リッターガソリンターボ、1.8リッターガソリンエンジンとともにハイブリッド仕様がラインナップされています。
カローラ アクシオ
価格:213.4万円(ハイブリッド仕様)
  11代目カローラとして2012年から販売されているカローラセダン。12代目となる現行モデルとは違いヴィッツ系のプラットフォームを使い開発されました。現行モデルと併売されており1.5リッターガソリンエンジンとハイブリッド仕様が用意されています。
カローラ
価格:240.35〜275万円(ハイブリッド仕様)
  2019年に登場したカローラは先代モデルと違いプラットフォームはグローバルモデルと共通なものとなり、セダンの車名もサブネームのアクシオが取れカローラとなりました。12代目となる現行モデルには1.2リッターガソリンターボ、1.8リッターガソリンエンジンとともにハイブリッド仕様が設定されました。
プリウス
価格:259.7〜364万円
  世の中にハイブリッド車を広めたパイオニア。4代目となる現行モデルは2015年に登場し、個性的なフォルムが大きな話題となりました。先代にはワゴンも用意されていましたが現行モデルのボディタイプは5ドアモデル1種類となります。
プリウスPHV
価格:338.3〜401万円
  4代目プリウスをベースにリチウムイオンバッテリーの容量などを拡大しプラグインハイブリッド(PHV)仕様に仕立てたモデル。フロントグリルなど専用のデザインを採用しプリウスとは見た目の差別化を図っています。
カムリ
価格:349.5〜468.2万円
  1980年にデビューした初代から長い歴史を誇るカムリ。10代目となる現行モデルは海外仕様にあるガソリンモデルは用意されず、ハイブリッド仕様のみが販売されています。2017年の登場後、細かい改良を加えられながら販売が続けられています。
センチュリー
価格2008万円
  2018年にデビューした3代目センチュリー。言うまでもなくトヨタの最高級モデルとなるセンチュリーは、先代モデルに用意された5リッターV12エンジンは用意されず、5リッターV8エンジン+モーターのハイブリッド仕様のみを設定しました。
【ワゴン・SUV】
ライズ
価格:216.3〜232.8万円(ハイブリッド仕様)
  ダイハツが開発しトヨタではライズとして販売する小型SUV。ダイハツではロッキーとして販売されています。デビュー時は1リッターガソリンエンジンが搭載されていましたが、現在はロッキーとともに1.2リッターガソリンエンジンと“e-SMART”と呼ばれるダイハツ製ハイブリッド仕様を用意しています。
ヤリス クロス
価格:228.4〜275万円(ハイブリッド仕様)
  ヤリスに仕様しているGA-Bプラットフォームをベースに開発されたクロスオーバーSUV。全長4180mm、全幅1765mmとコンパクトなボディに1.5リッターガソリンエンジンとハイブリッド仕様を用意しています。
カローラ フィールダー
価格:229.24万円(ハイブリッド仕様)
  11代目となる先代カローラに設定されたステーションワゴン。セダン同様、ヴィッツ系のプラットフォームを使い開発されました。12代目カローラ登場後も販売が続けられ、1.5リッターガソリンエンジンとハイブリッド仕様がラインナップされています。
カローラ ツーリング
価格:248.05〜279.95万円(ハイブリッド仕様)
  12代目カローラのセダンとともにデビューしたステーションワゴンのカローラ ツーリング。1.2リッターガソリンターボ、1.8リッターガソリンエンジンに加えハイブリッド仕様が用意されました。
カローラ クロス
価格:259〜299万円(ハイブリッド仕様)
  長い歴史を誇るカローラシリーズ初となるクロスオーバーSUVのカローラ クロス。日本で販売されるモデルは海外仕様とフロントマスクなどが異なるデザインを採用しました。1.8リッターガソリンエンジンとハイブリッド仕様が用意されています。
C-HR
価格:275.5〜305.5万円(ハイブリッド仕様)
  2016年に登場したトヨタの小型SUV。トヨタが世界戦略車と公言するように国内はもちろん北米、欧州、アジアなど幅広い国で販売されています。国内モデルは1.2リッターガソリンターボとともにハイブリッド仕様がラインナップされました。
RAV4
価格:337.4万円(ハイブリッド仕様)
  1994年にライトクロカンとしてデビューした初代から時を重ね、現在は2018年(国内販売は2019年)に登場した5代目が販売されているRAV4。現行モデルは2リッターガソリンエンジンとハイブリッド仕様が販売されています。
ハリアー
価格:358〜482万円(ハイブリッド仕様)
  世界的に人気を集めるクロスオーバーSUVのパイオニアとなるハリアー。1997年に初代がデビューして以来、モデルチェンジを重ね現在は4代目が販売されています。現行モデルは2リッターガソリンエンジンとハイブリッド仕様がラインナップされています。
RAV4 PHV
価格:469〜539万円
  現行RAV4をベースにプラグインハイブリッド車を開発し、2020年から国内販売を開始したのがRAV4 PHV。専用フロントグリルなどを装備しバッテリー総電気量18.4kWhを達成した大容量バッテリーを搭載。BEV走行距離95.0km(WLTCモード)を実現しました。
【ミニバン】
シエンタ
価格:238〜310.8万円(ハイブリッド仕様)
  8月23日に3代目となる新型が発表されたトヨタのコンパクトミニバン。2列シート5人乗りモデルと3列シート7人乗りモデルを備え、先代からとくに2列目シートの居住性を向上させました。パワーユニットは1.5リッターエンジンとハイブリッド仕様が設定され、ハイブリッド車の燃費は23.8km/Lを誇ります。
ノア
価格:305〜381万円(ハイブリッド仕様)
  Mクラスミニバンセグメントで高い人気を集めるノア。現行モデルは2022年に登場したばかりの4代目となります。7人乗りと8人乗りを用意しパワーユニットは2リッターガソリンエンジンとハイブリッド仕様がラインナップされています。
ヴォクシー
価格:344〜396万円(ハイブリッド仕様)
  ノアの姉妹車となるMクラスミニバンのヴォクシー。ノアと比べあくが強いフロントマスクを装着していることが特徴です。パワーユニットはノアと同じく2リッターガソリンエンジンとハイブリッド仕様を用意しました。
アルファード
価格:461.3〜759.9万円(ハイブリッド仕様)
  ヴェルファイアとともにトヨタが販売するLLクラスミニバン。現行モデルは2015年に登場した3代目となります。パワーユニットは2.5リッターガソリン、3.5リッターV6ガソリンエンジンとともに4WDモデルにハイブリッド仕様が設定されています。
ヴェルファイア
価格:515.44万円(ハイブリッド仕様)
  アルファードの姉妹車となるLLクラスミニバン、ヴェルファイア。メッキ部が目立つ、あくが強いフロントグリルがアルファードとの大きな違いとなります。パワーユニットもV6エンジンは用意されず、2.5リッターガソリンエンジンとハイブリッド仕様2タイプが販売されます。
まとめ
  世界中に初撃を与えた初代プリウスから現在までハイブリッド車をリードするトヨタ。世界的にEVに注目が集めっていますが、充電インフラなどを考えるとハイブリッド車はまだまだ第一線で活躍できる省燃費車です。今後、THSがどのように進化していくのかに興味はつきません。

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