Lexus RX 450h: Zweite Generation mit niedrigsten CO2-Emissionen

Mit dem neuen Lexus RX 450h debütiert Ende Mai 2009 die zweite Hybrid-Generation des seit 1998 gebauten Luxus-SUV - seit 2005 als Hybrid. Das Premium-Modell mit Hybridantrieb soll die Effizienz auf eine neue Stufe heben und sämtliche Wettbewerber mit Sechszylinder Benzin- und Dieselmotoren klar in den Schatten stellen. Exakte Angaben zu den Verbrauchswerten und CO2-Emissionen des RX 450h will Lexus auf dem Genfer Automobilsalon (05.03.2009 - 15.03.2009) bekanntgeben.

Optisch gefällt der neue Lexus RX durch den größeren Kühlergrill sowie die modifizierten Scheinwerfer und Nebelleuchten an der aufgefrischten Front. Die abfallende Dachlinie verleiht dem SUV mehr Dynamik, während das dezent überarbeitete Heck unter anderem neue Rückleuchten und eine markantere Form aufweist.

Neue Generation des Lexus Hybrid Drive

Um die 299 PS Systemleistung des RX 450h zu erzeugen, setzt Lexus auf ein neues V6-Benzintriebwerk und zwei Elektromotoren - einer davon ist ausschließlich für den Antrieb der Hinterachse zuständig und realisiert so den intelligenten Allradantrieb "E-Four" im RX 450h. Anders als sogenannte Mild-Hybride, bei denen der Elektromotor nur eine ergänzende Funktion übernimmt, kann das System des Lexus RX 450h sowohl einen rein elektrischen Fahrbetrieb als auch den Antrieb nur über den Verbrenner oder mittels einer Kombination aus beiden realisieren.

Das V6-Benzintriebwerk

Der V6-Benziner des RX 450h basiert auf dem Triebwerk des parallel weiter angebotenen RX 350. Dieses 3,5-Liter-Aggregat mit zwei obenliegenden Nockenwellen leistet 249 PS bei 6.000 U/min. Das maximale Drehmoment von 317 Nm steht bei 4.800 Touren bereit. Speziell für den Einsatz im Hybridsystem erhielt der Motor zusätzliche Modifikationen, wie zum Beispiel die wassergekühlte Abgasrückführung EGR (Exhaust Gas Recovery) und die Abgaswärmenutzung EHR (Exhaust Heat Recovery).

Das Triebwerk arbeitet nach dem Atkinson-Zyklus. Bei diesem Arbeitsverfahren schließen die Einlassventile im Verdichtungstakt etwas später. Dadurch wird der Kraftaufwand beim Verdichten reduziert. Im Arbeitstakt öffnen sich die Auslassventile später als bei herkömmlichen Viertaktmotoren, so dass der volle Verbrennungsdruck länger auf den Kolben einwirkt. Gleichzeitig sinkt die Abgastemperatur im Vergleich zu einem herkömmlichen Motor.

Das EGR-System kühlt die Abgastemperatur von Maximalwerten über 700 Grad Celsius auf ca. 150 Grad Celsius herunter. Durch die Abgasbeimischung sinkt die Verbrennungstemperatur weiter ab. In Kombination mit dem Atkinson-Zyklus blendet EGR die Betriebszustände aus, in denen zusätzlicher Treibstoff allein zur Reduzierung der Verbrennungstemperatur eingespritzt werden muss, um den Katalysator vor einer Überhitzung zu schützen. So erzielt Lexus eine deutliche Verbrauchssenkung.

Das EHR-System nutzt die Abgasrestwärme, um das Motorkühlmittel nach dem Kaltstart schneller zu erhitzen und damit die Zeitspanne zu verkürzen, bis der Motor seine Betriebstemperatur erreicht hat. Im Vergleich zum Triebwerk des Lexus RX 400h erreicht der Verbrennungsmotor des RX 450h bei winterlichen Außentemperaturen nach dem Kaltstart wesentlich schneller seine Betriebstemperatur und lässt sich damit früher abschalten, um rein elektrisch zu fahren. Dadurch verringert sich der Kraftstoffverbrauch in der kalten Jahreszeit im Alltagsbetrieb um bis zu 23 Prozent.

Das Hybrid-Getriebe

Das Herzstück des "Lexus Hybrid Drive" ist das kompakte Planetengetriebe mit Leistungsverzweigung zur stufenlosen Kraftübertragung. Für den Einsatz in der zweiten RX Hybrid-Generation wurde es zahlreichen Detailmodifikationen unterzogen, wie zum Beispiel einen separaten Ölkühler und reibungsarme Lager. Der Feinschliff an einer Vielzahl weiterer Komponenten sorgt zusammen mit den aufgeführten Verbesserungen für eine Anhebung der Drehmomentkapazität und der Effizienz des Getriebes.

Erstmals kommt in einem Hybridsystem die Schaltsteuerung „AI-Shift“ zum Einsatz. Das Kürzel "AI" steht für „Artificial Intelligence“: Die intelligente Schaltsteuerung erkennt, ob das Fahrzeug sich in der Ebene oder bergauf beziehungsweise bergab bewegt. AI-Shift vergleicht die tatsächliche Geschwindigkeit mit der Stellung des Gaspedals und passt die Getriebeübersetzung automatisch diesen Fahrumständen an. So wird für die Bergauffahrt die Drehzahl erhöht, während das System bergab automatisch den Vorteil der Motorbremse nutzt.

Selbstverständlich kann der Fahrer auch über eine manuelle Schaltgasse festgelegte Übersetzungsverhältnisse vorwählen. Die Stellung "S" des Schalthebels simuliert den manuellen Modus eines konventionellen Automatikgetriebes und ermöglicht, die Fahrzeuggeschwindigkeit bei steilen Bergabfahrten mittels Einsatz der Motorbremse zu kontrollieren und dabei eine maximale Energierückgewinnung zu erreichen.

Das Hybrid-Steuergerät

Ein wesentlicher Baustein des "Lexus Hybrid Drive" stellt das optimierte Steuergerät samt Spannungswandler dar, das unter anderem dafür sorgt, dass der in der Batterie gespeicherte Strom zum Antrieb der E-Motoren von 288 Volt Gleichstrom auf 650 Volt Wechselstrom gewandelt wird. Zudem steuert das Gerät beide E-Motoren und den Generator. Auch der Wechsel der Spannung auf 12 Volt zur Speisung der Starterbatterie und 46 Volt zum Betrieb der Servolenkung und der aktiven Stabilisatorregelung kontrolliert das Steuergerät.

Das neue Bauteil im RX 450h ist deutlich leichter und kompakter als die bislang im RX 400h verwendete Komponente. Sein Volumen schrumpfte von 30 Liter auf 18,2 Liter und das Gewicht sank von 30 Kilogramm auf 22 Kilogramm. Die geänderte Platzierung des Inverters im Motorraum erlaubt nun die Kühlung von zwei Seiten, um die Leistungsdichte um 40 Prozent anzuheben. Leitungsverluste konnte Lexus gleichzeitig um mehr als 10 Prozent reduzieren.

Insgesamt verbesserten die Macher die Leistungsfähigkeit des elektronischen Systems deutlich. So erhöhten die Macher die Schaltgeschwindigkeit mit dem Effekt, dass Effizienzverluste durch Schaltreaktionszeiten verringert werden und auch die Geräuschentwicklung des Systems noch komfortabler ausfällt.

Die Elektromotoren

Die nominelle Leistungsabgabe der beiden Elektromotoren des Lexus RX 450h blieb auf dem gleichen hohen Niveau wie im RX 400h. So kommt der vordere E-Motor auf eine Leistung von 167 PS, der hintere leistet 68 PS. Durch eine verbesserte Kühlung konnten die Macher aber das Drehmomentmaximum und die Drehmomentkurve verbessern. Der vordere Motor stellt nun ab der ersten Umdrehung 335 Nm bereit, der hintere beaufschlagt die Hinterachse bei Bedarf mit 139 Nm Zugkraft. Die Geschwindigkeitsspanne des maximalen Drehmoments des vorderen Elektromotors wurde um 15 km/h erweitert, die des hinteren Elektromotors sogar um 35 km/h.

Drei neue Fahr-Modi

Um die Leistung und die Effizienz des Lexus Hybrid Drive im RX 450h weiter zu steigern, konzipierten die Ingenieure drei neue Fahrprogramme: Eco, EV und Snow. Im Eco-Modus regelt das Programm die Gaspedalbewegungen so, um einen gleichmäßigen, sparsamen Fahrstil zu fördern. Berücksichtigt wird dabei auch der Leistungsbedarf der Klimaanlage. So erfolgt beim Beschleunigen eine Reduzierung der Leistungsaufnahme des Klimagerätes und somit wird der sonst nötige zusätzliche Treibstoffbedarf vermieden.

Aus dem Stillstand fährt der RX 450h automatisch rein elektrisch im EV-Modus an. Diesen Fahrzustand kann der Fahrer, soweit es der Ladezustand der Batterie erlaubt, auch per Schalter am Lenkrad anwählen und ihn so kontinuierlich bis zu einer Geschwindigkeit von 50 km/h nutzen. Derart bewegt sich der RX im urbanen Kurzstreckenverkehr oft ohne Emissionen und fast geräuschlos. Diesen Fahrbetrieb können Fahrzeuge mit einem milden Hybridantrieb im Gegensatz zum leistungsverzeigten Vollhybrid des Lexus Hybrid Drive Systems nicht darstellen.

Der neue Snow-Modus unterstützt den Fahrer bei winterlichen Wetterbedingungen. Die Gaspedalbewegungen werden so umgesetzt, dass möglichst wenig Schlupf an den Rädern entsteht und das Fahrzeug stabil bewegt wird. Dazu trägt nicht zuletzt die zielgenaue Ansteuerung des elektrischen Allradantriebs durch den E-Motor an der Hinterachse bei.

Innenraum

Das neu gestaltete Interieur mit der nun durchgehenden Mittelkonsole und Metall-Applikationen wirkt jetzt deutlich moderner und edler. Zu den Optionen des neuen Lexus RX sollen ein Entertainment-System im Fond, ein adaptiver Tempomat, LED-Scheinwerfer, das „Pre-Crash-Safety“-System mit Bremsassistent-Funktion und ein Head-Up-Display, das wichtige Fahrinformationen in das Sichtfeld des Fahrers projiziert, gehören.