Seit der Applikation des Toyota Hybridsystems (THS) im Prius, der 1997 als erster Serien-PKW mit Hybridantrieb auf den Markt gebracht wurde, wurde das THS System kontinuierlich weiterentwickelt. 2003 wurde THS-II in der 2.Generation des Prius unter dem Namen Hybrid Synergy Drive eingeführt. 2005 wurde das Hybrid Synergy Drive Konzept in 2 SUVs installiert, dem Lexus RX400h und dem Toyota Highlander Hybrid, wobei eine Leistung vergleichbar mit einem V8 Motor und ein Kraftstoffverbrauch eines Familien-PKWs mit geringsten Abgasemissionen realisiert werden konnten. 2006 wird eine Hinterradantriebsversion des Hybrid Synergy Drive Konzeptes im neuen Lexus GS450h auf den Markt gebracht werden, das Fahrleistungen vergleichbar mit einem konventionellen 4.5 l Benzinmotor und geringen Kraftstoffverbrauch vergleichbar mit einem Familien-PKW erreicht, bei gleichzeitiger Erfüllung strengster Abgasgrenzwerte wie z.B. SULEV. Im GS450h wird der neue V6 3.5 Liter Benzinmotor (2GR-FSE) verwendet, in welchem das D-4S Einspritzsystem eingesetzt wird (Direct injection 4-stroke gasoline engine system Superior version). Dieses neue System hat 2 Einspritzventile pro Zylinder: Ein Direkteinspritzventil und ein Kanaleinspritzventil. Die Verschiebung des Zündzeitpunktes in Richtung spät während der Warmlaufphase zur Reduzierung der Kaltstartemissionen wird generell durch Drehmomentschwankungen begrenzt. Durch den Einsatz einer optimierten leichten Ladungsschichtung durch das D-4S Einspritzsystem konnte diesem Drehmomentschwankungsproblem entgegengewirkt werden. Durch den Einsatz des variablen Ventilsteuerungssystems VVT-i (Variable intake and exhaust Valve Timing - intelligent) auf der Einlass - und der Auslassseite wird interne Abgasrückführung zur verbesserten Gemischbildung eingesetzt. Die Verbrennung der Kohlenwasserstoffe wird durch ein höheres Expansionsverhältnis gefördert. Diese Maßnahmen resultieren in reduzierten Warmlaufemissionen nach dem Kaltstart.

    In 1997, the Toyota Hybrid System (THS) was installed in the world's first mass-production hybrid vehicle, the Prius. Sales of Toyota hybrid vehicles have been expanding year by year, increasing their presence in the automotive market and contributing to improvement of the global environment. In 2003, THS-II (marketed as Hybrid Synergy Drive ), was installed in a new larger Prius. In 2005, the Hybrid Synergy Drive was installed in two SUV's: the Lexus RX400h and the Toyota Highlander Hybrid. With this hybrid system, both V8 engine power performance and family car class fuel economy with outstanding emission performance were achieved. In 2006, the Hybrid Synergy Drive line-up is expanded to a rear-wheel-drive system in the Lexus GS450h. This paper explains the hybrid system of the GS450h, which achieves both 4.5-liter class power performance and compact class fuel economy, while meeting the most stringent SULEV emission standard. The GS450h uses a new V-6 3.5-liter gasoline engine (2GR-FSE), which adopted the D-4S (Direct injection 4-stroke gasoline engine system Superior version) system. This new stoichiometric direct injection system uses two fuel injectors (direct injection injector and port injector) for each cylinder. It is known that retarding the ignition timing during warm-up for reduction of cold-start emissions is limited by the engine torque fluctuation. This engine torque fluctuation problem was solved by formation of the optimal weak stratified air-fuel mixture with the D-4S system. Furthermore, by adopting Dual VVT-i (Variable intake and exhaust Valve Timing intelligence), the internal EGR gas was utilized to atomize the fuel spray, and the increase expansion ratio has made it possible to promote combustion of HC in the cylinders. As a result, cold-start emissions have been improved.


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    Title :

    Hybrid system and emission control system development for the Lexus GS450h


    Additional title:

    Entwicklung des Hybridsystems und des Abgasreduktionssystems für den Lexus GS450h


    Contributors:


    Publication date :

    2005


    Size :

    18 Seiten, 30 Bilder, 1 Tabelle, 6 Quellen




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    English




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