一汽丰田全新CROWN皇冠轿车技术亮点解读

2010-06-30 22:25:41 维修资料 0 FavoriteLoadingAdd to favorites

  全新CROWN皇冠已于2009年12月上市,相比其上一款车型,新皇冠不仅在外形设计和内饰上做了改变,而且还为提高车辆各项性能而采用了大量先进技术。为了提高车辆操控稳定性和舒适性,新皇冠采用了空气悬架(仅4.3 L车型)、自适应可变悬架系统AVS、可变齿轮比转向系统VGRS(仅4.3 L车型)等先进配置。在提高安全性方面,新皇冠采用了车辆动态综合管理系统VDIM、预碰撞安全系统PCS、自适应雷达定速巡航系统DRCC、智能泊车辅助系统IPA(仅顶级车型)以及G-BOOK智能副驾等先进配置。为了方便广大读者对该车的了解,在此,本文将对新皇冠的一些技术亮点进行介绍。

  一、发动机系统

  新皇冠所有车型分为2.5 L、3.0 L和4.3 L 3个排量级别,分别搭载5GR-FE(2.5 L)、3GR-FE(3.0 L)和3UZ-FE(4.3 L)3款发动机。

  图1

  3GR-FE 和 5GR-FE 发动机的结构和控制系统基本相同,二者均为V型6缸24气门双顶置凸轮轴结构,3UZ-FE发动机为V型8缸32气门双顶置凸轮轴结构(图1)。所有3款发动机均采用了ACIS(可变进气道控制系统)和ETCS-i(智能电子节气门控制系统)技术,其中3GR-FE 和 5GR-FE 2款发动机进/排气凸轮轴均采用 VVT-i(智能连续可变气门正时控制系统)技术,也就是所谓的Dual VVT-i,3UZ-FE发动机仅进气凸轮轴采用VVT-i技术。

  此外,3GR-FE 和 5GR-FE 这2款发动机还具有以下几个特点。

  ①采用滤芯式机油滤清器。

  ②采用磁阻型半导体(MRE)式VVT传感器。

  ③配气机构有3条正时链。

  ④采用长螺纹火花塞。

  ⑤采用水套隔板以减少摩擦损失。

  ⑥采用液压气门间隙调节器。

  ⑦采用旋转电磁阀式ACIS控制阀。

  ⑧使用凸轮轴架来简化缸盖结构。

  二、底盘系统

  (一)自动变速器

  新皇冠3UZ-FE发动机搭载A761E 自动变速器,3GR-FE和5GR-FE发动机搭载A960E 自动变速器,这2款自动变速器皆为6挡自动变速器,具备多模式控制(ECO、SPORT和SNOW)功能,并采用了新的ATF油位调整方法,即设置用于油平面调整的溢流塞 (无油尺和加油管)。此外,这2款自动变速器还设置ATF温度警告灯用于检查ATF温度,而且不再需要进行定期的 ATF 油位检查(只需检查有无渗漏)。下面对这2款自动变速器结构和控制上的一些特点进行具体介绍。

  1. 行星齿轮机构

  图2

  行星齿轮机构由3套行星机构以及各4个离合器、制动器和单向离合器组成。(图2)

  2.阀体

  图3

  阀体由上下阀体和9个电磁阀组成(图3),其中包括5个换挡电磁阀(S1~S4和SR),4个线性电磁阀(SL1、SL2、SLT和SLU),其中SLT是管路压力控制阀,SLU是锁止电磁阀,各电磁阀的功能如(表1)所示。

  表1

  3. 空转控制

  空转控制是指当车辆停止时,通过切断动力传动来降低发动机负载,以改善燃油经济性。当选挡杆置于D挡,车辆停止时,变速器将半释放离合器C1、C4和制动器B2,以降低负载。空转控制在S挡模式下不工作,但如果空转控制过程中转入S挡模式时,此控制将继续工作。

  4. 减速降挡控制

  图4

  从(图4)中可以看出,通过减速降挡控制,使车辆6挡降至5挡、5挡降至4挡的过程在燃油切断恢复之前完成,这样就延长了达到燃油切断恢复转速的时间,也就延长了燃油切断时间,从而达到提高车辆燃油经济性的目的。

  (二)制动系统

  新皇冠所有车型的制动系统均标准配置了带EBD的 ABS、BA(辅助制动)、TRC(牵引力控制)、VSC(车辆稳定控制)和HAC(坡道起步辅助)系统。在搭载3GR-FE和3UZ-FE发动机的中高配置车型中,还采用了VDIM (车辆动态综合管理)系统。

  1. VDIM (车辆动态综合管理)系统

  (1)VDIM控制管理的概念

  传统的制动控制系统中,ABS、TRC和VSC是独立控制的,而VDIM控制理论是一个整合ABS、TRC及VSC的控制系统。各系统在VDIM的管理下协调一致的工作,实现平稳的车辆控制。

  下面本文就车辆发生制动侧滑这种现象,对传统制动系统和VDIM系统进行一下比较。

  传统的制动控制系统通过所接收到的车辆偏航率及减速度传感器、车速传感器和转向角度传感器判断车辆是否发生侧滑,当确认车辆即将发生侧滑时,启动VSA系统以使车辆稳定行驶。当车辆进行紧急制动时,制动控制系统启动ABS系统,以防止车轮发生抱死而侧滑;若发生侧滑则启动VSC系统进行稳定。VDIM系统同样是利用以上提到的传感器信号作为判断车辆行驶状态的依据,当检测到车辆即将发生侧滑时,VDIM控制ABS、TRC和VSC协调一致地工作,将车辆的不稳定行驶的因素减小到最低。从(图5)中可以看出,在VDIM系统的控制下,车辆行驶较传统制动控制系统更加平稳。

  图5

  (2)VDIM控制原理

  VDIM的控制原理如(图6)所示。

  图6

  2. 制动辅助功能

  防滑控制单元根据车速、制动踏板载荷感应开关及制动主缸压力传感器信号,判断驾驶员意图.当确认驾驶员需要紧急制动时,则增大制动执行器的制动压力。

  3. 转向协同控制功能

  当防滑控制单元驱动VSC系统工作,该系统通过与可变齿轮比转向系统VGRS和电子转向系统EPS协调工作,改善车辆的稳定性(图7)。

  图7

  三、车身电器系统

  (一)MPX多路传输系统(车载网络控制系统)

  新皇冠的MPX多路传输系统采用4种通信协议,包括:CAN、LIN、AVC-LAN和MOST。CAN用于发动机、底盘和车身电器系统的通信;LIN用于车身系统内部通信;AVC-LAN仅用于影音(AV)系统元件间的通信;MOST(面向多媒体的系统传输总线)用于影音(AV)系统元件间的通信。其中CAN有2种类型:HS-CAN(高速)和MS-CAN(中速)。具备网关功能的主车身控制单元和电源管理控制单元在CAN和LIN之间转换信号。

  (二)智能泊车辅助系统IPA

  智能泊车辅助系统通过查看后方视野和引导线辅助驾驶员泊车,并且能自动控制转向盘的转动达到目标泊车位置。

  图8

  1. 智能泊车辅助系统组成(图8)

  2. 智能泊车辅助系统工作原理

  智能泊车辅助系统工作原理如(图9)所示,系统中的环境温度传感器信号用来校正超生波传感器探测的距离。

  图9

  (三)预碰撞安全系统

  新皇冠3.0 L以上车型配备有预碰撞安全系统,当碰撞将要发生时,预碰撞安全系统将分别操作相关的碰撞缓冲组件以帮助减少碰撞造成的损坏。在碰撞发生前,该系统将对车辆进行如下操作:收紧安全带、发出碰撞警告信息、进行制动辅助准备以及进行预碰撞控制制动。

  1.预碰撞安全系统组成及工作原理

  预碰撞安全系统的工作原理如(图10)所示。

  图10

  (1)前部碰撞判断

  行驶支持控制单元通过毫米波雷达传感器识别车辆前部的障碍物或车辆,然后通过根据车速、道路条件以及距离障碍物的距离,判断是否将不可避免发生碰撞。

  (2)紧急制动判断

  防滑控制单元一旦发现车辆进行紧急制动,则执行安全带预紧操作。对紧急制动的判断是通过制动液压力和制动主缸压力传感器的信号做出的。

  (3)车辆失控判断

  当车辆存在很大的失控可能性的时候,安全带预紧同样会被启动。控制单元是通过车辆偏航率传感器和转向角度传感器的信息来判断车辆是否将要失控。

  2.毫米波雷达传感器(图11)

  图11

  毫米波雷达传感器可通过反射的雷达波检测距离、相对速度和目标方向,传感器回路由1个发射器天线和9个接收天线组成。更换或拆装该传感器后, 需进行雷达波束轴线调整。

  毫米波雷达传感器的调整步骤如下。

  ① 利用水平仪检查和调整雷达传感器的垂直方向。

  ② 使用智能检测仪检查SST位置。

  ③ 使用智能检测仪检查和调整雷达传感器的水平方向。

  ④ 使用金属物(如铝板)重置雷达传感器的学习值(可使用智能检测仪自动重置学习值)。

  ⑤ 利用水平仪再次检查和调整雷达传感器的垂直方向。

(刘涛、王全蕾)

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