斜め渦燃焼のエンジンは欧州レギュラーガソリン仕様で圧縮比をいくつにできるのか

タイトルだけで書きたいことを書いてしまったような気がしますが、日本のレギュラーガソリン仕様で圧縮比14を実現できるなら、オクタン価の高い欧州レギュラーガソリン仕様ならもっと圧縮比を高くできるのではないでしょうか。

もしかしてSkyactiv-X（日本仕様もハイオク指定）と同様に圧縮比15まで実現できるのでしょうか。Skyactiv-Xは高負荷域では通常の火花着火で、圧縮比15でもノッキングせずに火花着火していますし、改良前の欧州仕様のSkyactiv-Xは圧縮比16.8でしたから、燃焼制御を精緻化できればもしかしてそれくらいは可能なのでしょうか。Mazda 2が欧州でも商品改良されたら仕様が公表されるでしょうから、そのときになればわかるはずです。

そもそもSkyactiv-Xは日本のレギュラーガソリン仕様でも圧縮比15でしたから、コストをかけて筒内圧センサー等の補機をつけたり工作精度を高めたりすればSkyactiv-Gも日本のレギュラーガソリンで圧縮比15までは行けるのでしょうか。費用対効果を考えたらたぶんやらないでしょうけど。

欧州の方が燃費規制等の環境規制が厳しいので、燃費に有利なことは何でもやるはずですが、その一方、欧州ではSkyactiv-Xが売れ筋ですので、さほど数の出ないSkyactiv-Gでわざわざそこまでする動機がないという考え方もあります。1.5LエンジンのMazda 2は圧縮比12の廉価版も並行して販売していますので、Skyactiv-Xの1.5L版に移行した上で従来型のエンジンを廉価版のまま残すという可能性もあります。欧州仕様特有の事情としては、1.5Lで100ps、2Lで120psと出力を抑えて販売していますので、そもそも本来の最大出力で回す機会がなく、斜め渦燃焼にしてもさほど効果がないという可能性もあります。そのため、技術的に可能であるということと市販するということの間には差異があります。

もしMazda 3に斜め渦燃焼を導入したら

Mazda 2のSkyactiv-Gに斜め渦燃焼を導入して燃費が6.8%向上していますので、もし同じだけ燃費が向上したらMazda 3の燃費がどれくらいになりそうなのか、ざっくりと数字を出してみました。

【現状】WLTC平均燃費、市街地モード、郊外モード、高速道路の順

1.5L 6AT 1340kg：16.6, 13.7, 16.5, 18.4

2L 6AT 1360kg：15.6, 12,1, 15.8, 17.7

1.8Lディーゼル 6AT 1410kg：19.8, 16.3, 19.8, 22.1

X 6AT 1440kg：17.3, 13.7, 17.8, 19.1

これに平均1.5km/Lほど、市街地モードは多めに、郊外モードと高速道路モードは少なめに乗せるとこんな感じになりそうです。

1.5L：18.1, 15.4, 18.0, 20.0

2L：17.0, 13.8, 17.3, 19.0 

燃費の悪い2Lエンジンの燃費が現在の1.5Lエンジン並に改善すれば、自然吸気2Lエンジンとしてはなかなかのものです。Xより少し見劣りする程度まで追いつきますが、Xはマイルドハイブリッド付ですので、重量差があるとはいえほぼ互角になります。ディーゼルエンジンの燃費との差は随分あります。他社との比較では、

カローラ 1.8L CVT 1300kg：14.6, 9.6, 15.9, 17.6

Mazda 3よりも軽くてかつCVTを積んでいるのに現状のMazda 3の2Lエンジンよりも燃費が劣りますので、比較の対象としてはあまり意味がないかもしれません。500台限定販売だったカローラツーリング2000Limitedは2LのダイナミックフォースエンジンとダイレクトシフトCVTを積んでいますので、その燃費を見てみましょう。ダイナミックフォースエンジンの方がパワー・トルクともにやや上です。

カローラ 2L CVT 1370kg：16.6, 12.2, 16.8, 19.4

市街地モードでは現状のMazda 3の2Lエンジンでも互角ですが、6ATのせいで高速燃費で負けています。Mazda 3の燃費が向上すると低速域の燃費が大幅に向上して、高速燃費の悪さを補えそうです。あまり参考にならないかもしれませんが、インプレッサの燃費は以下の通り。

1.5L AWD CVT 1330kg：14.1, 9.8, 14.9, 16.7

2L FF CVT 1320kg：14.0, 9.8, 14.6, 16.6

1.5Lエンジン車にはAWDしかなく、2LのAWDにはハイブリッド車しかありませんので、同じ条件での比較ではありませんが、重量がほぼ同じですので燃費もほぼ同じです。水平対向エンジンはスペースの都合でロングストロークにできませんのでやはり燃費では不利です。

新型シビックの燃費が気になるところですが、まだ諸元データが開示されておりません。販売終了した現行シビック Type Rの燃費は以下の通り

シビック Type R 2L 6MT 1390kg：13.0, 9.8, 13.3, 14.9

Mazda 3 2L 6MT 1340kg：16.7, 13.0, 16.9, 18.8

もともと320ps, 400Nmと性能が倍くらい違いますので同列に比較できる車ではありませんし、ターボ付きで圧縮比9.8ですので高負荷域での燃費では不利です。

Mazda 2の改良型エンジンの燃費比較

まずは同じ圧縮比14でハイオク指定の15MBとの比較から。

WLTCモードの全体、市街地、郊外、高速道路の順（以下同様）で

15S Proactive MT（レギュラーガソリン　1060kg）：20.2, 16.7, 20.5, 22.0

15MB MT（ハイオク 1040kg）：20.2, 16.3, 20.7, 22.1

平均燃費は同じですが、市街地モードではレギュラーガソリン仕様が有利、郊外と高速道路ではハイオク仕様が有利です。ちなみにパワーもトルクもハイオク指定の15MBの方が上です。15MBの方が若干ローギアードな割に、高速道路では15MBの方が燃費が良いです。高速道路ではパワーに余裕がある方が有利なのでしょうか。

次はトヨタヤリスとホンダフィットとの比較です。なるべく重量が近いものやホイールサイズが同じものと比較するようにしました。新型ノートはシリーズハイブリッド車しかないため、比較の対象に含めません。

Mazda 2　6AT 1090kg：20.3, 16.5, 20.4, 22.5

ヤリス 1.5L CVT 1020kg：21.6, 16.1, 22.9, 24.3

ヤリス 1L　CVT 940kg：20.2, 15.3, 21.8, 22.4

フィット 1.3L CVT 1090kg：20.2, 15.5, 21.0, 22.6

Mazda 2 は今回の燃費向上でやっと旧来のエンジンを採用しているヤリス1Lやフィットに追いつきました。150kg軽いヤリス1Lと同等の燃費なのは大したものです。しかしダイナミックフォースエンジンを積んでいるヤリス1.5Lとの比較では、70kgほどの重量差を考慮してもまだ劣ります。Mazda 2は市街地モードの燃費では健闘しているのですが、比較的速度域の高い郊外モードや高速道路モードの燃費で負けているために平均値ではヤリス1.5Lに差をつけられています。ヤリス1.5LはエンジンだけでなくCVTも1Lモデルよりも新しい発進用ギア付のものを積んでいますので、そこでも差がついているのかもしれません。

Mazda 2はエンジン単体の熱効率では負けていないように見えますが、変速機のレシオカバレッジが劣るせいで高速燃費で負けているように見えます。高速域でエンジン回転数が上がる一方の6ATでは機械損失が増大して燃費が悪化します。実際、Mazda 2の6MTとダイナミックフォースエンジンを積んだヤリス1.5Lの6MTとの比較は以下の通りです。

Mazda 2 Proactive 6MT 1060kg：20.2, 16.7, 20.5, 22.0

ヤリス1.5L 6MT 990kg：19.6, 14.7, 20.3, 22.3

低速域での燃費はMazda 2の方が圧倒的に良いですし、高速域の燃費もほとんど見劣りしません。重量差を考慮すればむしろ健闘しているともいえます。エンジン単体でダイナミックフォースエンジンに負けていないとしたら、やはりCVTで差をつけられています。

高速域・高回転域の燃費を改善しようとしたら、低速域でのモーターアシストを前提に最終減速比を下げてハイギアードにするか、トルクバンドのピークが広くなるのに合わせてギアをワイドにするか、あるいは気筒休止で高回転域でのポンピングロスを低減するかが必要でしょう。もっとも、街乗り主体でたまにしか高速道路に乗らないBセグメント車でそこまでして高速燃費を改善する動機がないというのもあるかもしれません。市街地モードで燃費が良ければトータルの燃料コストでは有利なはずです。

Mazda 2のエンジン改良（答え合わせ２）

諸元データが更新されました。

ガソリンエンジン車のうち、下位グレードのみ圧縮比12の従来型で、Proactive以上が圧縮比14の改良型です。グレードによって圧縮比が異なるのは欧州仕様と同様です。

改良型の諸元は以下の通り。

出力：110ps/6000回転（圧縮比12のエンジンから据え置き）

トルク：142Nm/3500回転（Mazda 3の圧縮比13のエンジンと同等）

WLTCモード燃費：20.3km/L（←圧縮比12の場合19.0km/L）

市街地モード：16.5km/L（←15.2km/L）

郊外モード：20.4km/L（←19.4km/L）

高速道路モード：22.5km/L（←20.9km/L）

市街地モードだけでなく、低負荷で巡行する高速道路モードでも燃費が向上しています。郊外モードでの伸びが限られていますが、もともと低負荷で、圧縮比12でもそこそこ燃費が良いのでしょう。また、性能は従来の4-2-1排気管付の圧縮比13のエンジンと同等に据え置かれており、燃焼効率向上分が燃費に振り向けられているのが見て取れます。変速比や最終減速比には変化なし。低回転から中回転にかけてのトルクが太くなった分、早めにシフトアップしてエンジン回転数を落として燃費を稼いでいるのでしょう。アクセルを踏み込んだ際にキックダウンする頻度が下がるでしょうから、静かで楽に走れそうです。

ディーゼルエンジンとの比較では、それぞれのモードで1.5km/Lほど劣りますが、ガソリンエンジンなのにその程度の差で済んでいるのは大したものです。

仮にMazda 3にこの技術を応用するとしたら、パワーやトルクの向上はあまり期待できないものの、特に燃費の悪い2Lエンジンの燃費向上に期待できそうです。非力な1.5Lエンジンではむしろトルクやパワーの向上に期待したいところですが、燃費規制対応が喫緊の課題である以上、燃費よりもパワーを優先させるセッティングは難しいかもしれません。

Mazda 2のエンジン改良（答え合わせ）

2021年6月24日にエンジン改良を伴うMazda 2の特別仕様車が発表されました。

圧縮比を上げるところまでは合っていましたが、レギュラーガソリン仕様で圧縮比14というのは予想できませんでした。斜め渦燃焼によって圧縮比を高め、WLTC燃費を最大6.8%向上させたとのことです。WLTC燃費のどのモードで6.8%向上したのかわかりませんが、仮に平均19.0km/Lから6.8%したとすると、20.3km/Lに向上しますのでかなりの効果です。市街地モードの15.2km/Lから6.8%向上すると16.2km/Lになりますので、これでも燃費の向上を実感できそうです。

プレスリリースでは、4-2-1排気管の有無については言及がありませんが、もし4-2-1排気管無しで圧縮比14を実現できたら大したものです。諸元データはまだ更新されておりませんので、出力やトルクや燃費の詳細はわかりません。

これに加えて、「e-SKYACTIV X（イー・スカイアクティブ エックス）の開発で培ったエンジン制御技術を採用し、アクセル操作に対するクルマの応答性とコントロール性が向上」とあります。

気になるのは、斜め渦燃焼がソフトウェアの更新のみによって実装可能なのか、あるいはハードウェアから異なるかです。もしソフトウェアの更新のみによって実装可能でしたら、有償でもよいので既存のSkyactiv-Gのアップグレードにも期待したいところです。今まで日本のレギュラーガソリン仕様では圧縮比13でしたが、これが欧州仕様と同じく圧縮比14にまで上げることができれば、燃費もさることながら走りも良くなりそうです。エンジン制御技術はソフトウェアでしょうから、こちらもアップグレードしたいものです。

Mazda 2のエンジン改良の予想

ディーラーのチラシによると「さらに気持ちのいい軽快な走りへと進化」するそうです。具体的な中身がわかりませんので、いい加減に予想してみました。

順当に行けば、Mazda 3と同様に4-2-1排気管をつけて圧縮比を13に引き上げることでしょうか。現行Mazda 2の1.5Lエンジンは4-1排気管付きの圧縮比12で出力が110ps/6000、トルクが141Nm/4000ですが、Mazda 3の1.5Lエンジンでは出力が111ps/6000、トルクが146Nm/3500となり、低回転から中回転にかけてのトルクが太くなっていることが見て取れます。重いMazda 3で乗っても街乗りでは意外とトルクが感じられます（その代わり、パワーは排気量なりでしかなく、踏んでもさほど加速しませんが）。軽いMazda 2でしたらMazda 3の2Lエンジン車とほぼ同等の加速感でしょうか。

Mazda 2でも15MBはすでに4-2-1排気管付きのハイオク指定で圧縮比14ですので、現行Mazda 2でも4-2-1排気管を搭載することは可能です。欧州では、4-1排気管で圧縮比12の75ps版と4-2-1排気管で圧縮比14（欧州レギュラーガソリン仕様）の90ps版とがあります。日本では今まで費用対効果を勘案して廉価版の4-1排気管仕様だったまでのことです。すでにあるものを積むだけでしたら開発費がかかりません。

仮にコストを増大させてまでこのような改良が行われるとしたら、その狙いは何でしょうか。おそらくエンジン回転数を落とすことで機械損失を低減して実燃費の向上を目指すのではないでしょうか。近年は実燃費に近い燃費計測方式が採用される傾向があり、実燃費を向上させることが燃費規制に適合することにつながります。ラージプラットフォームで3Lエンジンが採用されるのも同様の発想で、排気量を大きくして回転数を落とせば機械損失が減って燃費が良くなるというものです。

6ATでは6速に入ってしまうとあとは速度に比例してエンジン回転数が上がりますので、いまどきのCVT車よりも高速燃費が悪いのですが（WLTCによって高速道路モードでの燃費が他社よりも劣ることが可視化されました）、多段ATを開発するよりもエンジン回転数を落とす方が簡単です。ただ、高速巡航時にエンジン回転数を落とそうとしたら最終減速比を下げてハイギアードにする必要があり、そうすると出足が鈍くなります。最終減速比をどこに設定するのか見ものです。

エンジンのトルクを太くし、トルクバンドのピークを広げれば、変速機をワイドレシオにでき、低速域の出足と高速域の低回転とを両立できます。しかしそのためには小容量型ATの変速比に手を加える必要があります。小容量型ATはほぼ1.5Lガソリンエンジン専用で、1.5LガソリンエンジンはほぼMazda 2専用ですので、Mazda 2に合わせて手を加えて最適化することはできないこともありません。しかしその場合、Mazda 3の1.5Lエンジン車も影響を受けます。

もう一つ狙いがあるとしたら、ディーゼルエンジンを廃盤にすることでしょうか。Mazda 3やCX-30やCX-3のディーゼルエンジンがすでに1.8Lに移行している中、Mazda 2だけのために1.5Lディーゼルエンジンの生産を続けるのは効率が悪そうです。しかも最もディーゼルエンジンが好まれるはずの欧州でもディーゼルエンジンが廃盤になっており、ほぼ日本向けにしか搭載されておりませんし、DJデミオ登場当初のような目新しさもありませんので、ほとんど数が出ていないのではないでしょうか。ガソリンエンジンのトルクを太くすることでディーゼルエンジン廃盤の埋め合わせをするのでしたら理解できます。

ガソリンエンジンに24Vマイルドハイブリッドシステムをつける可能性もありますが、コストがかかる割に燃費向上効果が限られており、欧州のように燃費規制の厳しい地域でなければ割に合いそうにありません。それに、マイルドハイブリッドによって「さらに気持ちのいい軽快な走り」が実現するようにも見えません。マイルドハイブリッドをつけるよりも4-2-1排気管をつける方がコストが安く、かつトルク向上に寄与するのではないでしょうか。

高回転での燃費を向上しようとしたら気筒休止にも効果がありますが、直列4気筒エンジンで気筒休止を採用したのはVWが最初で、マツダも最近になって2.5Lエンジンで気筒休止を採用しましたが、まだ技術的に成熟していないのか、細かい不具合が出ているようです。すぐに1.5Lエンジンに採用できる状況にはなさそうです。気筒休止で高回転域での燃費を改善するよりもエンジン回転数を落とす方が技術的には容易なのでしょう。

Skyactiv-Xを積むとなると型式認定が必要ですので、年次改良程度ではやらないのではないかと予想します。

CTSのステアリングアシスト

高速道路でCTSを使うと、まっすぐ走っているときでもなぜか左右にステアリングを切り続けて気持ち悪いのですが、その原因を推測してみました。

基本的に、CTSは近視なのではないかと推測します。晴天時よりも雨天で視界の悪いときにステアリングの切り幅が広くなる傾向があります。遠くを見ていればまっすぐ走って問題ないことがわかるのですが、近くしか見ていないと、水しぶきで画像が乱れたときに、どちらを向いて走ったらよいのか判断がつかないようです。また、路面が荒れていて車体が揺れるとき、遠くを見ていれば自車が揺れているだけであることがわかりますのでそのまままっすぐ走っていればよいはずなのですが、近くしか見ていないと画像が揺れますのでそれに合わせて修正舵を切りたくなるようです。

渋滞時のように走行速度が低ければさほど遠くまで見通さなくても問題ないのですが、速度が高ければ高いほど遠くを見る必要があります。にも関わらずカメラで視認できる距離に限度があると、高い速度域では視認する距離が不足します。

ソフトウェアの作り込みによって改善できるものでしたら将来改善することを期待できそうですが、もしハードウェアの処理能力の制約によるものだとしたら、新しいハードウェアを積んだ新世代の車でなければ改善できないことになります。

それに比べると、人間はある程度運転に慣れてきたら遠くを見て余計なステアリングを切らずにまっすぐ走れるのですから、こういう領域はもしかしたら人間の方が得意なのかもしれません。

ノートの上位グレードのタイヤは185/60R16

185/60R16といえば、ラクティスなき後デミオ/Mazda 2専用サイズになってしまってタイヤの品揃えが乏しくて困っておりましたが、新型ノートの上位グレードは185/60R16とのことで、ノートのように数の出る車がこのサイズを採用してくれるとタイヤの品揃えに期待できそうです。

Gracenoteデータベースを更新しました

USBメモリに入っている楽曲には曲の情報やアルバムアートワークが必ず含まれていますので、今までGracenoteには全く興味がなかったのですがCDを読み込んだときに「不明なアーティスト」「不明なアルバム」となってしまいましたので、Gracenoteデータベースを更新しました。

マツダコネクト2のサポートサイトから最新のデータベースをダウンロードしたところ、バージョン1.1.1.02317でした。従来のバージョンは2020年6月に更新した1.1.1.02065です。とりあえず空いていたUSBメモリにコピーして車に挿してGracenoteデータベースを更新しようとしたものの、なぜか途中で止まってしまいます。そこで普段車に挿しっぱなしにしているUSBメモリに改めて新しいバージョンのGracenoteデータベースのファイルをコピーしたところ、こちらは無事に更新できました。

しかしCDから読み込まれて「メモリオーディオ」に入っている楽曲は依然として「不明なアーティスト」「不明なアルバム」のままです。最新版はいつ発表されたのだろうかと思って調べてみたら、2020年12月公開のようです。もしかして半年に1度くらいのペースで更新されるものなのでしょうか。仮にそうだとしたら6月には何か新しいバージョンが出てくるかもしれません。

CDをかけてみました

CD/DVDドライブはメーカーオプションで抱き合わせで買わされただけであって、普段は音楽の入ったUSBメモリを挿しっぱなしにして使っていますが、せっかくですので試しにCDをかけてみました。普段圧縮音源ばかり聴いていますので、久しぶりに無圧縮のCDの音を聴いてみるとさすがに音の迫力が違うものだなと感じました。車の中は振動が多くて光学メディアには不向きな環境のはずですし、夏には温度も上昇しますが、それでもごく普通に音飛びなく再生したり録音できたりするのは大したものです。

しかしCD音源だと「不明なアーティスト」「不明なアルバム」「トラック1」といった表示しかできません。CDプレイヤーというのは当然そういうものですが、曲名のデータが含まれている音源にばかり接していると改めて古いなと感じました。

マツダコネクト2にはCDリッピング機能というのがありますので、必要ではないのですが試しに使ってみました。CD再生中に「録音」ボタンを押すと録音が開始される方式です。ただ、中途半端なタイミングで録音ボタンを押したときにそこから録音が開始されるのか、それともCDまるまる1枚のデータが録音されるのかよくわかりません。CD1枚分の再生が完了するまでに何度かエンジンを止めましたが、それでも全曲の録音が完了していましたので、CDのデータを読み取るのと読み取った音楽データを再生するのは同時ではないのかもしれません。マツダコネクトの設定で、CDを入れたらただちに録音が開始されるように設定することも可能です。また、標準音質（128kbps）か高音質（256kbps）かを選ぶことも可能です。MP3なのかAACなのかは不明です。

ソース選択画面で「メモリオーディオ」を選択すると録音された音源を選ぶことができます。録音された音源の方も「不明なアーティスト」「不明なアルバム」「トラック1」といった表示しかできませんが、録音された年月日と時刻で区別されているようです。しかし1枚か2枚くらいでしたらまだしも、それなりの枚数のCDを録音してしまったら「いつ録音したものか」が表示されていてもそれが何のCDなのかを思い出すのは難しそうです。後から音源の情報を追加する手段は無いものでしょうか。マニュアルを調べてみるとGracenoteのデータベースにマッチした曲は自動で曲名等が表示されるようですが、新しい音源だとデータベースに載っていないのかもしれません。Gracenoteデータベースを更新すればよいのかもしれませんが、わざわざそこまでするほどのことなのかという気もします。

メモリオーディオの方を再生してみると、慣れ親しんだ圧縮音源の音がします。わざわざ車のCDプレイヤーにCDを入れてリッピングするくらいなら、自宅でリッピングをしてPCやUSBメモリ上で音源を管理する方が簡単に思えます。たしかにいまどきのデスクトップPCには光学ドライブがついていないものが増えてきましたが、いまどき外付けのDVDドライブなんて安いのですから必要ならば買えばすむことです。それをけちってわざわざ車のCDプレイヤーでリッピングを行うほどのものでしょうか。