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BMWのエコカー技術 (1/2)

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BMWのエコカー技術

燃費向上の先にBMWが見つめるものとは?

BMW Efficient Dynamicsは「より少ないエネルギーで、より高い性能を発揮する」ことを目指している。これはCO2の排出を減らし、燃費を良くするという単純なものではなく、BMWらしいもっと奥の深いコンセプトを持って進んでいる。

まずエンジンの対策といえば、バルブトロニックとターボ+直噴エンジンがその主役だ。インテークマニホールドの途中にあるスロットルバタフライを取り去り吸入抵抗を減らし、さらにインテークバルブを早閉じすることにより、ミラーサイクルのような効率のいいエンジンができた。吸入空気量はバルブの開閉を自在に操ることでコントロールしている。これがバルブトロニックである。

2002年モデルの320iから搭載された。もうひとつの直噴+ターボは、同じトルクとパワーを得られるなら軽量で、コンパクトなエンジンにできるところがメリットだ。V8並みのトルクを誇る直6、V12並の太いトルクのV8など、一回り小さなエンジンで大きなエンジンを搭載したのと同じ性能を持たせている。しかも燃費は小さな排気量のメリットを活かして低く抑えられている。また、直噴システムでよりきめ細かな燃料噴射プログラムによって、排ガスと燃費とトルクを成立させている。一回の爆発でプレ噴射、メイン噴射、必要に応じてポスト噴射の3回行っている。

BMWはモータースポーツの最高峰といわれるF1に参戦中だ。F1をやっていても市販車にその技術は応用されないと思うだろうが、BMWは違う。インテークマニホールドにエアフローセンサーがなく、各シリンダーブロックに取り付けられるノックセンサーもない。これはF1エンジンからフィードバックしたものだという。エアフローセンサーは吸入の抵抗になるから取り去ったのだが、その代わりは排気直後のO2センサーだ。オゾン測定器が組み込まれたスパークプラグは燃焼状態をモニターし、ノッキングしそうなオゾンの状態なら点火時期を遅らせるなど素早い対応ができる。車体は市販車でも軽量化へ進んでいる。軽量化に加えて前後重量バランス、リサイクルまで考え、ボディ、サスペンション、エンジンなどにアルミニウムを使っている。新しい7シリーズのボディパネルは、ルーフ、ドア4枚、フロントフェンダー、ボンネットはアルミニウムである。コスト制約の少ないMモデルはカーボンファイバーも採用している。パンクしてもしばらく走れるランフラットタイヤを採用し、スペアタイヤをなくしたのも軽量化、省スペースに役立っている。

M3と新型7シリーズに採用されているのはブレーキエネルギー回生システムだ。これはハイブリッドに近い考え方で、バッテリーが80%以上満たされているときは、アクセルペダルを踏んでいるときにはオルタネーターでの発電はしないというものだ。惰性で走っているとき、ブレーキを掛けているときに発電することによってEfficient Dynamicsを実現している。

2010年、BMWのアクティブハイブリッドは7シリーズに搭載して発売予定になっている。トランクにリチウムイオンバッテリーを搭載。エンジンとトランスミッションの間に電気モーターを設けて、減速時にリチウムイオンバッテリーに電気を貯め、加速時にその電気を使ってモーターでエンジンをアシストする。BMWのアクティブハイブリッドのドライブトレインはいくつか用意され、タイプや特性に合わせて使い分けられる。ハイブリッドのX3がコンセプトカーとして発表されたのは、2005年のIAA(フランクルフトモーターショー)。サイドシルにキャパシターを内蔵するタイプだった。BMWから「Efficient Dynamics」というフレーズが発信されたのはこのときだ。減速するときにキャパシターに溜め込んだ電気を発進や加速するとき使い、電気モーターでエンジンをアシストすることで、燃費を向上させるのだ。モーターの前後にはクラッチがあるから、エンジンを掛けなくてもモーターだけで走ることができる。エンジンの最大トルクが200Nmでも電気モーターの最大トルクは400Nmもあるから、瞬発力は充分だ。

これより数年前、筆者はBMWのテストコースでハイブリッドのX5の試作車に試乗した。エンジンと電気モーターの両方を合わせて1,000Nmという最大トルクは、アクセルペダルを床まで踏み込むとフルタイム4WDながら4輪からタイヤスモークをあげながら発進できるほど強烈だった。ゆっくり発進するときには、まず電気モーターだけで走り始め、エンジンがアイドリング回転数で走れるスピードになるとエンジンが掛かった。「これは何のために開発しているのか」と技術者に質問したら、「まだ量産計画はなく、単なる研究だ」とこのときは答えていたが、いまそれが実現しようとしているのだ。

  1. Page1 BMWのエコカー技術
  2. Page2 ハイブリッドと水素燃料で「駆けぬける歓び」を実現する

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