車のdualとは何を指すのか、エアコンの温度調整からハイブリッドシステムまで、自動車における様々なdual機能について詳しく解説します。あなたの愛車にもdual機能は搭載されているでしょうか？
パワートレイン ICEとは何か自動車技術と燃焼機関の仕組み解説
パワートレインの中核を担うICE（内燃機関）について、基本的な仕組みから最新技術まで詳しく解説しています。自動車エンジンの4ストロークサイクルや電動化との関係性について知りたくありませんか？
ICE（Internal Combustion Engine）とは、内燃機関のことで、燃料をシリンダー内で直接燃焼させて動力を得るエンジンシステムです 。パワートレインの中核を担う部品として、自動車の駆動力を生み出す重要な役割を果たしています 。
参考）なぜ呼称が変わった？ いまクルマの「エンジン」が「ICE」と…
従来は単に「エンジン」と呼ばれていましたが、近年の電動化の進展に伴い、内燃機関単体を明確に区別するため「ICE」という呼び方が一般的になってきました 。F1などのモータースポーツでは、ハイブリッドシステム全体を「パワーユニット」と呼び、内燃機関部分のみを「ICE」として区別しています 。
参考）なぜ呼称が変わった？ いまクルマの「エンジン」が「ICE」と…
ICEの基本原理は、燃料と酸素を混合し、点火して燃焼させ、その爆発力を利用してピストンを駆動することにあります 。この過程により機械的なエネルギーを生み出し、車輪を回転させて車を動かすことが可能になります。
参考）ICE（内燃機関）とは？エンジン・自動車の存続や意味
ICEの動作は4つの基本工程で構成されており、これを4ストロークサイクルと呼びます 。ピストンが2往復する間に以下の4つの行程が実行されます。
参考）レシプロエンジンの仕組みとは【４サイクルや４ストロークってな…
①吸気行程 🔄
ピストンが下降することで負圧が生じ、吸気バルブが開いて混合気（燃料と空気の混合物）をシリンダー内に取り込みます 。直噴エンジンの場合は空気を取り入れた後、シリンダー内に直接燃料を噴射して混合気を形成します。
②圧縮行程 🗜️
すべてのバルブが閉じられた状態でピストンが上昇し、吸入した混合気を圧縮します 。この圧縮により空気は高温・高圧状態となり、燃焼効率が向上します。
③燃焼・膨張行程 💥
圧縮された混合気にスパークプラグで点火し、爆発・膨張によってピストンを押し下げます 。この工程でエンジンが実際にパワーを発生させます。
④排気行程 💨
排気バルブが開きピストンが上昇することで、燃焼後の排気ガスを排出します 。この4つの工程を連続的に繰り返すことで、エンジンの回転運動が持続されます。
現代のICEは燃料効率の向上が重要な課題となっており、様々な新技術が導入されています 。従来のICE車の燃料効率は約20％程度ですが、最新技術により大幅な改善が図られています 。
参考）2024–2025年におけるEVとICE/ハイブリッド車の燃…
スズキが2023年に開発したZ12E型エンジンでは、最大熱効率40％を達成しており、これは従来エンジンの2倍の効率を実現しています 。このような高効率化は、燃焼技術の改良や燃焼室形状の最適化によって実現されています。
参考）スズキ、10年先を見据えた技術戦略を発表｜スズキ
燃料技術の進化 ⛽
また、代替燃料の活用も進んでおり、水素やメタノール、天然ガスなどの多様な燃料に対応したICEの開発が行われています 。これらの技術により、ICEの環境性能と燃料効率が大幅に改善されています。
参考）https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2023.1146587/pdf
現代の自動車業界では、ICEと電動技術を組み合わせたハイブリッドパワートレインが主流となっています 。この融合により、それぞれの長所を活かした高効率なパワートレインが実現されています。
参考）シェフラーシンポジウムジャパン
P0/P1マイルドハイブリッド 🔋
エンジンのクランクシャフト側に電動モータを配置し、エンジンの始動やトルクアシストを行います 。比較的簡単な構成でコストを抑えながら燃費向上を実現できます。
P1/P3フルハイブリッド ⚡
2つの電動モータを使用し、シリーズモード、パラレルモード、電動モードの3つの走行モードを切り替えることができます 。ICEを停止した状態での電動運転や、エンジンと電動モータの協調運転により高い効率を実現します。
ICEと電動技術の組み合わせにより、ICEが苦手とする低回転域や始動時は電動モータで補完し、電動モータが苦手とする高出力域や長距離走行はICEで補完するという相互補完関係が成り立っています 。これにより「ICE vs EV」ではなく「xEV with ICE」として、新しいパワートレインが実現されています。
参考）Vol.13 No.5 コラム：エンジン vs. モーター｜…
ICE車の維持費は、電気自動車（EV）と比較して特有のコスト構造を持っています 。年間1万km走行の場合、ICE車の維持費は各種要因を含めて年間約20万円程度が一般的です。
参考）電気自動車（EV）の維持費は年間いくら？ ガソリン車と比較し…
ICE特有の維持費項目 💰
一方、EVではエンジンオイルが不要で、回生ブレーキによりブレーキパッドの摩耗も少ないため、消耗品代はICE車より安く済みます 。ただし、EVは充電設備の設置費用やバッテリー交換費用などの固有コストがあります。
品質管理の重要性 🔧
ICEの性能維持には定期的な品質管理が重要です。法定点検では12カ月点検と24カ月点検が義務付けられており、エンジンの状態確認や調整が行われます 。適切な維持管理により、ICEの性能と信頼性を長期間保つことができます。
また、最新のICE技術では、センサー技術とECU（エンジン制御ユニット）の進歩により、リアルタイムでエンジン状態を監視し、最適な制御を行うことが可能になっています 。これにより、従来よりも高い品質管理レベルが実現されています。
参考）https://www.st.com/ja/applications/powertrain-for-ice.html
STマイクロエレクトロニクスによるICEパワートレイン用IC技術の詳細解説
AVLが提案する未来のICEソリューションとCO₂ニュートラル燃料技術
自動車技術会によるエンジンとモーター技術の比較分析