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| 007ハイブリットエンジン |
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| ハイブリットエンジンとは、燃料機関とモーターを併せ持つ エンジンで、他のエンジンと比較すると、排出するガス量が少なく燃費良い。 発電と駆動の方法により、「シリーズ方式」、「パラレル方式」、「スプリット方式」に大別できる。最も構造が単純なシリーズ方式が世界的には主流である。なお、シリーズ方式とパラレル方式を融合した「シリーズ・パラレル併用方式」もあるが、大型自動車を含め試作車レベルでは存在するものの、市販車としては未だに登場していない。 シリーズハイブリッドシリーズ方式（直列方式）は、エンジンを発電のみに使用し、モーターを車軸の駆動と回生のみに使用するもの。『エンジンを発電用の動力源として搭載した電気自動車』である。 実際の仕組みは、エンジンで発電機を駆動し、発生した電力を大容量バッテリーに一旦蓄え、その電力でモーターを駆動し、走行する。電気自動車の大きな欠点として、出先で充電設備を確保しにくい点、充電時間が長い点、1充電あたりの走行距離が少ない点などが挙げられるが、内燃車同様に燃料を補給するだけでこれらの欠点から解放される。 エンジンで発電しモーターで走行する方法自体は、ガス・エレクトリックやディーゼル・エレクトリック及びターボ・エレクトリックと呼ばれる方式があり、これらは古くから鉄道・船舶で実用化された既に枯れた技術である。初期のハイブリッドカーはこれをベースとし、発電機とモーターの間に大容量バッテリーを追加する事で、エンジンと発電機双方の小型化と使用率の低減が可能となり効率が改善された。 出力制御が容易で、通常の自動車に必須なトランスミッションが不要である事がメリットだが、内燃車と電気車のシステムが共存する上、バッテリーの追加でシステムの占有容積と重量が大きくなる事、熱となって失われるエネルギーが多く効率が高くない事がデメリットとなる。この点を補う為、マイクロガスタービンと小型超高回転発電機を組み合わせたものが試作されている。また、マツダでは、軽量化に加えエミッション低減の為に、自社の技術を生かした水素ロータリーエンジンを使う試みもなされている。 モーターを各ハブに装着（インホイールモーター） ゼネラルモーターズ小型乗用車、クライスラー、ユニーク・モビリティ モーターを車体（ばね上）に装架 ボルボ小型乗用車、ゼネラルモーターズ型バン、三菱自動車工業小型乗用車 (ESR)、トヨタ・コースターEV、三菱ふそう・エアロスターHEV・エコハイブリッド、IVECO大型小型バス、MAN大型バス、デザインラインタービン電気バス 野自動車・HIMRシステムの例 日野・大型バス用HIMR付きM10U型エンジン。モーターアシストにより排気量の低減も実現した。 日野・デュトロ ハイブリッドパラレル方式（並列方式）は、搭載している複数の動力源を車輪の駆動に使用する方式。エンジンはトランスミッションを介して車輪の駆動も行い、同時に発電機の駆動も行う。蓄えられた電気エネルギーはモーターへと送られ、走行用として使われる。また、モーターは回生ブレーキにも用いられる。 エンジン出力 = トルク ×回転数の関係にあるため、エンジンの低回転時には十分なパワーが得られないばかりかアイドリングを含めて効率が悪く、排出ガスの浄化能力も落ちる。一方、モーターは起動時に最大トルクを発生するものが多いため、発進時や急加速時等、エンジンが苦手とする熱効率が悪く有害排出物の多い範囲をモーターに受け持たせるといった、両者の「いいとこどり」とも言えるのがパラレル方式である。一般に、重量と効率の点でシリーズ方式よりも優れるが、構造や制御が複雑とされてきた。しかし、インバータによるVVVF制御等のパワーエレクトロニクス技術の進歩により性能差は解決された。 エンジンとモーターは完全分離：アウディ4輪駆動 エンジンとモーターが同一軸：エンジンとモーターが直結のものと、切り離せるものがある。前者では、モーター空転によりエンジンのみの駆動が可能であるが、モーターのみでの駆動はできない。後者はモーター単独での駆動も可能である。 エンジンとモーターは直結：ホンダ・IMAシステム、日野自動車・HIMRシステム。モーターは駆動時以外、発電機として働くため、オルタネーターが省略されている。 エンジンとモーターは分離可能： フォルクスワーゲン、クリーン・エアClean Air、三菱ふそう・エコハイブリッドシステム、日産・フーガハイブリッド（Y51） エンジンとモーターは別軸でデフに接続：エンジンおよびモーターがパラレルに配置され、それぞれが単独で車軸を駆動可能。大出力モーターが取り付け可能なため、大型車に向いているとされる。ダイムラー・ベンツ、フィアット、IVECOの大型トラックなど。 モーターアシスト： 電動四輪駆動 e-4WD : 前輪はエンジン + 変速機の駆動で、後輪それぞれにモーターを一基ずつ備え、必要なときだけ使用する。日産・マーチ、マツダ・デミオ等。 マイルド・ハイブリッド (THS-M) ：信号待ちなどでの短時間の停車時と、発進時にエンジンを停止させることを目的としたシステム。モーターとしても働く36ボルトの専用オルタネーターを持ち、それがVベルトを介し、アイドルストップ時のエアコンコンプレッサーの運転、発進用モーター、エンジン再始動用スターター、通常発電機、回生発電機として機能する。 スプリットハイブリッド（トヨタハイブリッドシステムの例）スプリット方式（動力分割方式）は、エンジンからの動力をプラネタリーギアを用いた動力分割機構により分割（スプリット）し、発電機とモーターに振り分ける方式である。 発進時や低速走行時にはバッテリーに蓄えられた電気でEV走行し、通常走行時にはエンジンを最大トルク近辺の低燃費回転域で回し、プラネタリーギアを介した発電機でバッテリー充電を行いながら速度制御を行う。燃費悪化の原因となるエンジン出力の変化を極力抑えていることもこの方式の特徴である。 スプリット式は動力分割機構（遊星ギア）を用いて、発電機とモーターの回転制御を行う事でトランスミッションの役割を持たせる事が出来るため、事実上トランスミッションは必要無い。制御範囲は広いが、エンジン・モーター・発電機の回転数の縛りは残るためにエンジントルクの直接利用は限られ、通常の速度域では発電機を介した電気駆動が駆動力の大部分を占める。電気駆動の際には必然的にエネルギー変換ロスが生ずるが、エンジンの高効率域を利用する制御になっているために全体的な効率は高くなる。他の方式に比べると部品点数が少なくシンプルであるが、動力分割機構の制御が非常に複雑であり、上記の方式に比べ採用メーカーの数では少数派に属する方式である。ただし、制御の問題が解決されればトランスミッションに掛かるコストダウンと言うメリットが生きるため、性能面の補正を無視してもパラレル方式に比べコスト面の不利は少ないと言われている。 1997年、プリウス用にトヨタハイブリッドシステム（THS） として登場し、スプリット方式は販売台数から現在の主流（主にトヨタ）となっている。 搭載されているモーターが状況に併せて機能するので ガソリン消費量も少なく、環境にも良いので 今後、このエンジンの採用が多くなることが予想できる。 |
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