Toyota anti-lag-patent voor hybrides: laaddruk via de motorgenerator vóór de motorstart

© A. Krivonosov

Toyota stelt voor om een van de elektromotoren van een hybride aandrijflijn niet de wielen te laten aandrijven, maar de nog uitgeschakelde benzinemotor alvast rond te draaien. Er stroomt dan lucht door de cilinders en de uitlaat, die de turbine aandrijft nog voordat er brandstof wordt ingespoten. Slaat de verbrandingsmotor aan, dan staat de laaddruk er al en wordt de vertraging bij het gasgeven kleiner.

Met race-anti-lag heeft dit weinig te maken. Klassieke systemen houden de turbine op toeren via late ontsteking of door extra brandstof in de uitlaat te verbranden, wat de temperatuur in het uitlaattraject fors opdrijft en het spruitstuk, de kleppen en de turbo sneller laat slijten. De oplossing van Toyota komt zonder verbranding tot stand: de benodigde luchtstroom ontstaat doordat de motorgenerator de krukas ronddraait.

De aanvraag beschrijft een hybride met twee elektrische machines. De eerste is gekoppeld aan de verbrandingsmotor en werkt normaal als generator of startmotor, de tweede helpt de auto rechtstreeks aandrijven. Toyota verdeelt de rollen al lang op die manier: MG1 start de motor en regelt het toerental, MG2 levert trekkracht en recupereert energie.

De elektronica moet rekening houden met de druk in het inlaattraject, de stand van het gaspedaal en de toegestane duur van het opdraaien. In bepaalde standen kan de samengeperste lucht even in de motor worden vastgehouden, zodat die na de start sneller het gevraagde koppel levert. Een eerdere aanvraag van Toyota beschreef een vergelijkbare truc — het opvoeren van het toerental van een turbomotor met een elektrische machine voordat de aandrijflijn in het laaddrukgebied komt.

Voor een gewone hybride blijft het praktische nut beperkt: de tractiemotor kan het koppelgat bij lage toeren toch al opvangen. Bovendien wordt de pauze die de bestuurder voelt vaak veroorzaakt door een schakelmoment, en daar doet het voorgestelde systeem niets aan.

Op krachtige hybrides oogt de techniek logischer. De huidige Toyota Crown Hybrid MAX combineert bijvoorbeeld een 2,4-liter turbomotor, twee elektromotoren en een zestraps automaat, goed voor 340 pk en 542 Nm. Het patent is echter niet gekoppeld aan de Crown of een ander productiemodel en bevestigt geen productieplannen.

Voorlopig is dit een technische denkoefening en geen aankondiging van een nieuwe optie. Serieproductie zou vooral zin hebben waar de tractiemotor te zwak is om het startmoment van de turbomotor volledig te verbergen.