Auris hybride 2010: hybrid synergy drive® — une expérience unique d'éco-conduite
Si ses avantages sont évidents en termes de sobriété et de taux de CO2, son propriétaire découvrira aussi une conduite onctueuse, raffinée et détendue à travers les qualités d'usage, le confort routier et le silence remarquable de cette motorisation Toyota déjà primée à de multiples reprises.
Lauréat des titres de Moteur International de l'Année 2004, de Moteur Vert de l'Année 2004 et de Meilleure Consommation pour la cinquième année consécutive en 2008, l'Hybrid Synergy Drive® incarne la synergie ultime d'une haute technicité et d'une réflexion écologique pionnière dans la conception des motorisations.
Incomparable sobriété de la technologie 100 % hybride Toyota
à la différence de ses rivales semi-hybrides, la nouvelle Auris HSD est une voiture 100 % hybride ('full hybrid'), c'est-à-dire capable de rouler en seul mode essence ou électrique, ainsi qu'en associant les deux. Système de pointe, l'Hybrid Synergy Drive® cumule les avantages d'un hybride série au plan économies d'énergie et ceux d'un hybride parallèle au plan performances.Grâce à cette technologie, la nouvelle berline Toyota fournit une puissance instantanée et une accélération progressive impressionnante dans un remarquable silence de fonctionnement, en affichant néanmoins une sobriété exemplaire et des émissions minimes.
à eux deux, le moteur à essence 1,8 litre VVT-i et le moteur électrique du système Hybrid Synergy Drive® développent une puissance utile de 136 ch, ce qui vaut à l'Auris HSD une accélération de 0 à 100 km/h en 11,4 secondes et une vitesse maximale de 180 km/h (sur circuit) — des performances comparables à celles de toute berline conventionnelle essence ou diesel de 2,0 litres.
Pour autant, elle ne consomme que 3,8 l/100 km en cycle mixte européen et affiche un taux de CO2 d'à peine 89 g/km, chiffre éligible au bonus écologique français de 2.000 €. En outre, elle émet nettement moins d'oxydes d'azote (NOX) que des modèles diesel de performances comparables, et bien sûr pas de particules.
De plus, lorsque l'on passe en mode tout électrique EV — une fonctionnalité exclusive au système HSD de Toyota —, les rejets de CO2 et d'oxydes d'azote (NOX) sont nuls à concurrence de deux kilomètres et de 50 km/h environ, selon la charge de la batterie et les conditions de circulation.
Architecture du systeme Hybrid Synergy Drive®
Le système série/parallèle de nouvelle génération repose sur un moteur à essence 1,8 litre VVT-i, un puissant moteur électrique, un générateur, une batterie hautes performances et une électronique de puissance. Par l'intermédiaire d'un train épicycloïdal, un répartiteur de puissance collecte la puissance issue du moteur thermique, du moteur électrique et du générateur puis la redistribue en fonction des besoins.La réussite de l'implantation de l'Hybrid Synergy Drive® à l'avant de l'Auris HSD, où loge le moteur thermique, tient au fait que le moteur électrique, le générateur et le répartiteur de puissance sont tous regroupés dans un carter de transmission extrêmement compact, de taille comparable à celle d'une boîte de vitesses classique.
La transmission à variation continue pilotée électroniquement (E-CVT) du groupe 100 % hybride est commandée sans liaison mécanique, à l'aide d'un levier de vitesses électronique.Alimenté par la batterie hybride, le moteur électrique travaille en tandem avec le moteur thermique pour doper l'accélération en conduite normale. Et lorsque l'Auris HSD roule en mode EV, c'est le moteur électrique qui entraîne seul les roues motrices — une exclusivité de la propulsion Toyota 100 % hybride.
à la décélération et au freinage, le moteur électrique se comporte comme un générateur de forte puissance : il récupère l'énergie cinétique — normalement dissipée sous forme de chaleur — et la stocke sous forme électrique dans la batterie hautes performances.Moteur 1,8 litre à cycle Atkinson
Léger et extrêmement compact, le 4 cylindres à essence à cycle Atkinson de 1.798 cm3 développe une puissance maximale de 99 ch (73 kW) à 5.200 tr/min et un couple maximal de 142 Nm à 4.000 tr/min.Associée au système de recirculation des gaz d'échappement refroidis (EGR), l'adoption du cycle Atkinson permet une économie de carburant considérable et abaisse les émissions.
Dans les moteurs fonctionnant selon le cycle Atkinson, les soupapes d'admission restent ouvertes beaucoup plus longtemps pour retarder la phase de compression. Le rapport de détente est alors supérieur au rapport de compression, d'où des pertes énergétiques moindres à l'admission et à l'échappement et une meilleure conversion de l'énergie de combustion en énergie mécanique utile. La température d'échappement de ce type de moteur est donc inférieure à celle des moteurs conventionnels. Comme le refroidisseur EGR réduit les pertes par refroidissement et par pompage, il abaisse la consommation de carburant. Et l'adoption d'un catalyseur supportant la chaleur contribue en grande partie à réduire l'enrichissement.
Le moteur 1,8 litre a fait l'objet de nombreuses évolutions qui améliorent ses performances tout en réduisant sa consommation et ses émissions. La distribution variable intelligente VVT-i avive la réponse du moteur à tous les régimes, en faisant varier le mélange air/carburant admis et le calage des soupapes d'échappement pour s'adapter à tout instant aux conditions données. Elle renforce le couple à bas et moyen régimes tout en réduisant la consommation et les émissions.
De plus, le moteur thermique comporte une commande des soupapes par basculeur à galet, un collecteur d'admission en résine de forme optimisée et des injecteurs à longue buse et douze orifices de pulvérisation. Des bougies étroites à culot long contribuent à diminuer le cliquetis, tandis que les segments de piston à faible tension, la moindre friction des pistons, le gicleur d'huile destiné à refroidir le piston et le collecteur d'échappement en inox augmentent encore le rendement. L'ensemble de ces techniques de pointe participe à l'augmentation de puissance tout en diminuant la consommation et les émissions.
Le niveau extrêmement faible des caractéristiques NVH (bruits, vibrations et stridence) est l'une des principales qualités de l'Hybrid Synergy Drive® ; sur ce point, le moteur essence a fait l'objet d'un soin particulier. La rigidité de ses pièces a été optimisée par des analyses poussées d'IAO, y compris pour le bloc cylindres et le carter moteur. La culasse ultra-rigide en aluminium, pourvue d'ailettes de refroidissement, associe légèreté et diminution des bruits et vibrations.
Le moteur lui-même est monté sur quatre supports en caoutchouc, dont les caractéristiques ont été optimisées pour supprimer les bruits et vibrations. Ceux-ci sont encore atténués par un amortisseur dynamique intégré au support moteur, et qui réduit les à-coups de démarrage et d'arrêt du moteur thermique.
Boîte-pont hybride avec transmission à variation continue pilotée électroniquement (E-CVT)
Implantée au cœur du système Hybrid Synergy Drive®, la boîte-pont accueille le moteur électrique, le générateur, le répartiteur de puissance et le réducteur sous un carter de transmission léger et extrêmement compact, de taille comparable à celle d'une boîte de vitesses classique.La transmission à variation continue pilotée électroniquement (E-CVT) du système 100 % hybride est commandée sans liaison mécanique, à l'aide d'un levier de vitesses électronique. Le levier lui-même est conçu pour revenir toujours à sa position d'origine lorsqu'on le relâche, et l'on peut vérifier le rapport engagé grâce au témoin intégré au tableau de bord.
Juste à côté du levier de sélection, un commutateur doté d'un voyant permet de bloquer ou de débloquer le frein de parking associé au mécanisme de la boîte. Celui-ci se dégage automatiquement dès que la voiture commence à avancer, et se réenclenche automatiquement lorsque l'on coupe le contact.
La nouvelle boîte-pont est équipée d'un train de pignons multifonction qui lui procure légèreté et compacité. De nombreuses mesures ont été adoptées pour diminuer le bruit des composants et les pertes d'énergie de l'arbre primaire, en réduisant ainsi la consommation d'essence. Unique au monde, un procédé de rasage de la denture interne d'engrenage améliore la précision du train épicycloïdal et minimise ainsi les bruits de transmission. Le circuit de graissage est étudié pour diminuer le brassage de l'huile, et l'emploi de roulements à billes minimise les frictions entre les organes de la boîte-pont.
Moteur électrique / Générateur
Le moteur électrique synchrone très performant, à aimant permanent, affiche une puissance maximale de 60 kW et travaille en tandem avec le moteur thermique pour doper l'accélération ; lorsque l'Auris HSD roule en mode tout électrique EV, c'est lui qui entraîne seul les roues motrices.Avec sa puissance instantanément disponible et son couple maximal de 207 Nm, le moteur électrique est six fois plus puissant que ceux des concurrentes semi-hybrides. Il dispose d'un refroidissement par air et affiche une tension maximale de service survoltée à 650 V CC. Cependant, en conditions de roulage ordinaires et à moins d'avoir besoin d'une puissance maximale, le moteur tourne — dans toute la mesure du possible — sous une tension non amplifiée afin de réduire la consommation de carburant.
Batterie de forte puissance
Le bloc-batterie fait appel à la technologie nickel-hydrure métallique fiable et éprouvée. Son installation sous le plancher du coffre préserve l'habitabilité et autorise un volume de bagages de 310 litres.Electronique de puissance PCU
De taille similaire à une batterie de 12 volts, l'électronique de puissance PCU (power control unit) de l'Hybrid Synergy Drive® est constituée d'un survolteur, d'un inverseur et d'un convertisseur CC/CC, gérés par un calculateur de moteur électrique lui-même piloté par le calculateur du système hybride.L'inverseur convertit le courant continu de la batterie en courant alternatif de 650 V pour entraîner le moteur électrique et, à l'occasion, le générateur — ce qui améliore considérablement les performances de l'électronique de puissance.
Les véhicules non hybrides sont équipés d'un alternateur qui charge la batterie auxiliaire. Sur un véhicule totalement hybride (`full hybrid'), l'alternateur ne peut pas fonctionner pendant les phases de coupure du moteur thermique et il faut donc y substituer un autre système d'alimentation. Le groupe Hybrid Synergy Drive® comprend un convertisseur CC/CC qui ramène la haute tension de 202 V de la batterie à 14 V, afin d'alimenter les systèmes accessoires et de recharger la batterie auxiliaire.
Quel que soit le type de parcours, le système Toyota Hybrid Synergy Drive® fonctionne selon différents modes afin d'optimiser le rendement global de l'Auris HSD.Au repos, le moteur thermique se coupe automatiquement pour économiser le carburant. Dans les phases de faible rendement moteur — par exemple au démarrage et de bas à mi-régime —, la voiture tourne automatiquement en mode EV (sur le seul moteur électrique) et ne rejette ainsi ni CO2, ni NOX.
En conditions de roulage normales, la répartition de puissance entre les moteurs thermique et électrique est ajustée en permanence afin d'optimiser le rapport performances/consommation de carburant.
Via le freinage à commande électronique, le moteur électrique se comporte comme un générateur de forte puissance à la décélération et au freinage — phases pendant lesquelles il récupère l'énergie cinétique (habituellement dissipée sous forme de chaleur) et la stocke sous forme électrique dans la batterie hautes performances. Ce dispositif récupérateur optimise la gestion énergétique du système Hybrid Synergy Drive®.Le niveau de puissance de la batterie est constamment géré par le générateur (entraîné par le moteur thermique) pour supprimer toute nécessité de recharge à partir d'une source externe.
Trois modes de conduite à la demande : une expérience unique d'éco-conduite
En complément du mode de conduite NORMAL de sa transmission à variation continue pilotée électroniquement (E-CVT), la nouvelle Auris HSD propose trois modes de conduite à la demande : EV, ECO et POWER, qui favorisent les performances et les économies de carburant.Ces modes comportent aussi une aide très complète à l'éco-conduite, à l'intention de ceux qui souhaitent adopter une conduite encore plus éco-responsable.
Du démarrage à moins de 50 km/h en mode NORMAL, la voiture fonctionne automatiquement en mode EV (tout électrique), en fonction des conditions de circulation et de la charge de la batterie : la puissance est immédiatement disponible, la conduite extraordinairement souple et silencieuse, les bruits et vibrations minimes. Ce mode exige la technologie 100 % hybride de l'Hybrid Synergy Drive® et n'existe donc pas sur les véhicules semi-hybrides.
Mais le conducteur peut aussi sélectionner manuellement le mode EV. Certes, le moteur thermique se mettra quand même en route si le système juge sa puissance nécessaire, mais ce mode à la demande tolère des accélérations nettement plus franches sans y faire appel. Il permet ainsi de parcourir en ville jusqu'à deux kilomètres, quasiment en silence et sans émissions de CO2 ni de NOX — cette distance étant fonction de la charge de la batterie. Dans la mesure où seule une sollicitation légère ou modérée de l'accélérateur permet de conserver le moteur thermique au repos, ce mode de conduite participe grandement à la sobriété de la nouvelle Auris HSD.Le mode ECO limite la réponse du papillon des gaz aux sollicitations agressives de l'accélérateur et optimise le fonctionnement de la climatisation.
Le mode POWER modifie également la réponse des gaz de l'Auris HSD, mais stimule ici la puissance pour intensifier l'accélération et le plaisir de conduite. Il accentue de 25 % la réponse aux sollicitations de l'accélérateur.
En complément de ces trois modes de conduite à la demande, une aide à la conduite économe Eco Drive permet au conducteur d'exploiter au mieux la motorisation 100 % hybride Toyota. Via l'affichage multifonction du combiné d'instruments, le conducteur peut suivre les circulations d'énergie au sein du système Hybrid Synergy Drive® pour chacun des modes — une fonctionnalité qui l'aide à adopter un style de conduite détendu et économe en carburant, tout en exploitant au mieux le système.Sur le même combiné, un compteur à aiguille simple et claire indique en outre le niveau de puissance consommée ou produite à tout moment.
Une conduite confortable et ultra-silencieuse
Pour la première fois en Europe, la clientèle du segment des berlines compactes (M1) peut profiter du raffinement, de la souplesse et du silence du système Hybrid Synergy Drive® grâce à l'Auris HSD.Pour mieux tirer parti des atouts uniques de sa motorisation, la voiture reprend les multiples modifications de caisse, châssis, suspensions et direction apportées à la gamme Auris 2010, lancée tout récemment.
Carrosserie adaptée au groupe HSD
Le plancher de l'Auris HSD a été remanié de manière à loger le bloc batterie hybride sous le coffre. Ce choix préserve l'habitabilité et autorise un volume de bagages de 310 litres.Réglages de suspensions affinés
Grâce au travail conjoint de l'équipe japonaise de R&D Suspensions et de l'équipe européenne de R&D Essais de conformité, la conduite et le comportement de l'Auris 2010 ont été spécialement accordés aux goûts des automobilistes et aux routes d'Europe. Elle marie ainsi une remarquable stabilité à vitesse élevée, une tenue de route sûre et un excellent confort routier.Les suspensions avant exploitent une variante de la jambe McPherson, connue sous le nom de bras en "L" McPherson. Cette configuration compacte et extrêmement rigide éloigne la jambe du moyeu en la ramenant vers l'intérieur, ce qui permet d'élargir la voie pour augmenter la stabilité, tout en diminuant les bruits et vibrations.
Les suspensions arrière recourent pour leur part à un essieu de torsion très efficace, avec ressorts et amortisseurs séparés, une configuration ultra-compacte qui n'empiète pas sur l'espace de chargement.
Pour compenser la nouvelle répartition de poids due à l'installation du bloc batterie à l'arrière, les réglages des amortisseurs avant et arrière ont été affinés afin d'optimiser les qualités routières.
Châssis abaissé avec pneus et jantes spécifiques
Parallèlement aux nombreuses retouches aérodynamiques de la carrosserie, destinées à minimiser la consommation de carburant du système 100 % hybride et les turbulences à grande vitesse, la hauteur d'assiette de l'Auris HSD s'abaisse de 5 mm afin d'optimiser le Cx et la stabilité à vitesse élevée.En outre, les roues sont créditées de jantes aérodynamiques spécifiques de 15" ou 17" dotées de passages d'air élargis qui favorisent le refroidissement des freins à commande électronique, ainsi que de pneus de 195/65R 15 ou 215/45R 17 à faible résistance au roulement.
Freinage à commande électronique ECB
Le système 100 % hybride de l'Auris HSD comprend un freinage à commande électronique ECB (Electronically Controlled Braking) qui coordonne l'action des deux dispositifs de freinage : hydraulique et à récupération d'énergie. Comparativement aux systèmes classiques, l'ECB est 18 % plus léger et 31 % plus petit.Pour assurer un freinage efficace, il dispose de disques ventilés à l'avant — de 273 mm en 15" et de 296 mm en 17" — et de disques pleins de 259 mm à l'arrière. La coordination des deux systèmes de freinage favorise la récupération d'énergie par le moteur électrique à la décélération et au freinage.
Modification de la direction assistée électrique EPS
Avec un rapport de démultiplication direct de 14,44 à 1 et 2,9 tours seulement de butée à butée, la direction assistée électrique (EPS) asservie à la vitesse de l'Auris HSD diminue la consommation d'énergie — donc de carburant — du système hybride.Le moteur électrique puissant et compact de l'EPS et son capteur de couple sont intégrés à la colonne de direction, ce qui optimise l'assistance au braquage et assure ainsi une maîtrise plus précise de la voiture. L'EPS contribue aux économies de carburant car elle ne consomme de courant que lorsque l'assistance de direction est requise. D'une grande robustesse, elle ne nécessite pas de fluide hydraulique.
Par ailleurs, pour tenir compte de la nouvelle répartition de poids (due à l'installation du bloc batterie à l'arrière) et des nouveaux réglages de suspensions, l'EPS de l'Auris HSD a été revue afin de conserver une agilité et un ressenti d'excellente qualité.
Excellente atténuation des bruits, vibrations et stridence
Parachevant la lutte contre les bruits, vibrations et stridence inhérente aux lignes aérodynamiques de l'Auris HSD et au silence de son système Hybrid Synergy Drive®, ces caractéristiques NVH ont fait l'objet d'un traitement particulier au sein de la structure de caisse ultra-rigide.Le moteur thermique est monté sur quatre supports amortisseurs qui limitent les bruits et vibrations tout en réduisant ses à-coups de démarrage/arrêt.
De plus, les bruits du moteur et des pneus sur la chaussée sont étouffés par l'emploi généreux d'insonorisants très efficaces, répartis dans le compartiment moteur et l'habitacle. Enfin, le pare-brise de type insonorisant atténue encore le bruit du vent afin d'améliorer le silence en vitesse de croisière.
L'ensemble de ces mesures vaut à la nouvelle hybride Toyota les meilleurs niveaux d'amortissement des bruits et vibrations, un gage de silence et de quiétude dans l'habitacle quelle que soit la vitesse.