トヨタハイブリッドの巡行時エンジン回転数

みなさんは高速道路走行中のエンジン回転数について気にしたことありますか?走行中のエンジン回転数が低ければ低いほど騒音が減り、静かに高速道路を走行できます。

8速ATやCVTなどでは減速比が記載されているものがほとんどなので計算すれば出てきますが、トヨタハイブリッドシステム(THS-II)では基本的に非公開となっているため求めるのは不可能です。なので実際に走行されている方に聞くしかないんですが、論文や実測値をもとに求められそうだったのでブログにしてみました。

CVTの回転数について

CVTにはスペック上に減速比が書いてあるため簡単に求めることができます。計算上必要になるのはタイヤ円周サイズ・変速比・減速比になります。

具体的に求めたいのでトヨタ・ヤリスのスペックを見てみます。

ヤリスのタイヤサイズは 185/60R15(Zの場合)、変速比は2.236~0.447、減速比は3.781となります。タイヤの直径が0.603mですのでタイヤの円周サイズは1.89mとなります。時速100kmは分速1667mですのでタイヤは882rpmで回転していることになります。

CVTなので変速比に幅がありますが、高速道路走行時には最も低い値になりますので0.447を採用し、減速比を乗算すると1.690となります。この値はタイヤが1回転したときにエンジンが何回転するかの数値となります。つまり時速100kmのときエンジンの回転数は1,491rpmとなります。

※CVTの最も低い変速比は負荷がほとんどかかってない状態となりますので常にこの回転数というわけではありません。ヤリスの場合時速100kmの時は2,000rpm程度が多いようです。

THS-IIの回転数について

さて、ここから本題ですが、THS-II に関しては変速比は載っていません。そりゃもちろん変速機が無いですから。。。(事実上の変速機が動力分割機構となります)

というわけで動力分割機構の書類を見るとプリウスの情報が出てきました。どうやら歯数はサンギア30枚、プラネタリーギア23枚、リングギア78枚だそうです。エンジンがプラネタリーギアに、タイヤはリングギアにつながっているため、そこから減速比を計算すると 0.722 となります(MG1が停止し、効率100%の場合)。(参考: The Power Split Device (ecrostech.com)

再びトヨタ・ヤリスのスペックを見ると、タイヤサイズはガソリン車と同じで、減速比は2.834となります。動力分割機構の減速比を考慮すると、最終的に減速比は2.046となります

時速100kmのときにタイヤは同じく882rpmで回転しているため、エンジンの回転数は1,805rpmとなります。

※こちらはエンジン主体の状態での回転数となりますので常にこの回転数ではありません。

※負荷が低い場合は発電も行われるため、さらに回転数が下がる場合もありますし、モーター駆動のみになった場合エンジンは停止します。回転数はあくまで目安としてください。

まとめ

THS-II の巡行時回転数は非公開である変速比を0.722に置き換えることで代用して求めることができます。ただし、加速時や登坂時にはジェネレーターとモーターを使ってさらに駆動させるため、求めた回転数よりも高くなることがあります。CVT の場合もそうですが、求めた回転数はあくまで目安となりますのでご注意ください

乗ってる感じだと、THS-II では 40km/h だろうが 60km/h だろうが 1,200rpm 程度で常に回っている感じです。

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