e-boosterは、ターボチャージャーを駆逐することができるのでしょうか？

e-boosterがターボやノーマルなターボチャージャーに取って代わることはあるのでしょうか？答えは「おそらく然り」のようです。この新しい電子制御システムは、自動車の歴史からターボを葬り去る可能性があるからです。数年前にe-boosterの最初のプロトタイプが登場した際、従来型のターボチャージャーとの比較で、この新システムがディーゼルエンジンのレスポンスを向上させることが明らかになりました。

これまで、排気ガスではなく電動モーターで駆動するコンプレッサーは、短時間の用途にしか使われてきませんでした。しかし現在、レミントン・スパに本社を置くAeristech社が、常時使用できる新しいe-boosterを開発し、排気駆動のターボチャージャーを完全に置き換えることが可能になりました。

ターボチャージャーは、高温で膨張する排気ガスのエネルギーによって駆動されます。エンジンの負荷が高いほど排気エネルギーも大きくなり、ターボの応答は速くなります。エンジンにそれほど負荷がかからない場合、排気のエネルギーは少なくなり、ターボの応答は鈍くなります。ディーゼルエンジンはガソリンエンジンよりも熱効率が高いため、燃料のより多くの部分が熱ではなく機械的エネルギーに変換され、排気が放出するエネルギーは少なくなります。そのため、ディーゼルが低回転域にあるとき、ターボシステムは目覚めるのに苦労し、そこで電動アシストが加速の空白を埋めることができるのです。

強力な電気システムにとって最大の敵の一つは発生する熱であり、e-boosterの制御装置も例外ではありません。電動モーターは非常に高いトルクを発生するため、制御装置は急速に加熱し、モーターが連続して動作できる時間が制限されます。Aeristech社は、e-boosterの背後にあるパワーエレクトロニクスの設計を見直し、トルクを低下させることなく発生する熱量を減らしました。これにより、排気駆動のターボチャージャーを常時置き換え、過給を行うことが可能になります。

e-boosterとターボチャージャー、勝つのはどちらか？

新しい電気アーキテクチャは、エンジン回転数の制御と発生するトルク量の制御を分離しています。通常は両者が一緒に制御されますが、この新しい方式では、コントローラーが発生する熱量が大幅に減少します。エンジンはより長時間動作できるだけでなく、通常よりもはるかに高速で回転させることも可能です。一般的にe-boosterは、電子制御システムの制限に達するまで最大70,000rpmで動作するよう設計されています。Aeristechの設計では電子的な上限がなく、48Vのe-boosterは最大120,000rpmまでテストされています。

ターボをe-boosterに替えることに利点はあるのでしょうか？この新しい電子システムは、ターボチャージャーが適切に機能するために必要な低速域で排気エネルギーの少ない、1.2～1.5リットルの小型ガソリンエンジンにも使用できる可能性があります。ディーゼルエンジンと同様です。排気系からターボチャージャーを取り除くことで、触媒コンバーターをエンジンに近い位置に移動でき、テールパイプからの排出ガスもより効果的に浄化できます。また、ターボチャージャーが生じさせる排気バックプレッシャーもなくなります。皮肉なことに、このバックプレッシャーは燃費にとって好ましくない場合があるのです。

この新しい制御システムは、燃料電池スタックで必要とされるようなエアバッグにも利用でき、電気加熱式の電子触媒コンバーターと組み合わせて、エンジン始動前から排出ガスを制御するためのブースト（過給）に使用できる可能性もあります。さらに、Hyundaiは、横転時に乗員がサンルーフから放り出されるのを防ぐための、新しいルーフエアバッグに取り組んでいるかもしれません。2017年に初めて公開されたこのシステムは、現在も同社によって改良が進められていますが、基本的には、パノラマサンルーフの両側に沿って2本のレールを配置し、80ミリ秒で展開されます。これは、まばたきよりも約5倍速い速度です。