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全新雷克萨斯GS350已于2012年4月正式上市。该车型秉承了日系车一贯奉行的在现有技术上不断优化的方针,对动力系统及转向系统进行了一定程度的改进。动力方面,3.5L双顶置凸轮轴24气门V6发动机,配备了双智能正时可变气门控制系统,与之匹配的是新型6挡自动变速器。操控方面,对后转向机进行了控制优化,使车辆的安全性能得到大幅提升。为使广大读者及时了解汽车技术方面的进展情况,在这里对该车型的一些技术亮点进行简要的介绍。
1 发动机
该车型搭载的2GR—FSE型发动机,采用缸内直喷技术,喷油器设分流喷嘴,与单一喷嘴相比,燃油雾化的效果更好。
(1)悦声器
悦声器在发动机工作时,可利用进气气流的脉动产生悦耳的音效(图1),从而在车辆行驶中掩盖动力系统及轮胎所发出的噪声,使驾驶员的精力能够更加集中。
(2)发动机支座
发动机怠速运转时,机体的振幅较小。此时发动机支座中流经切换膜的油液量也相应较少(图2)。因此,裂孔膜前、后油液的压差较小,裂孔膜保持敞开状态。由于使用了所有的油液通道,所以发动机支座的减振特性较软,最大限度地消除了发动机的振动。
车辆行驶时,发动机的振幅较大,此时发动机支座中流经切换膜的油液量较多。因此,裂孔膜前、后油液的压差变大。利用这种压差,裂孔膜关闭。由于通道变少,油液的阻尼效果增大,所以发动机支座的减振特性变硬。这样~来,在发动机输出扭矩发生变化时,支座给机体提供了强劲的支撑力,使动力的传递更加顺畅。
(3)低压燃油泵的控制
发动机控制单元根据实际需要,将高、中、低3级驱动请求信号转换成相应的占空比信号,然后送至燃油泵控制单元。后者则根据控制信号的占空比,分3级来控制燃油泵转速。
在发动机大负荷运转时,发动机控制单元发送高信号:在中、小负荷运转时,发出中信号;在怠速运转时,发出低信号。
2 自动变速器
该车型搭载了全新的960E型自动变速器。与上一代变速器相比,该款变速器增加了许多控制功能(表1)。这些功能使得变速器与发动机之间实现了更为优化的匹配。
(1)传动系统协同控制
这是一种将所有与车辆驱动及制动有关的过程放在一起考虑后,得到的控制方案。它可根据驾驶员的意图,将整个驱动及制动系统作为一个整体来加以控制,使驾驶感受更加良好。
(2)升挡控制
在变速器控制单元决定升挡时,驾驶员并未发出降低发动机输出扭矩的指令。对于上一代变速器而言,为避免升挡过程对驱动轮的扭矩冲击,要通过离合器的缓冲来加以平滑。但这会使升挡过程变得较长,影响动力系统的整体效率。在协同控制中,发动机通过断油方式,在扭矩控制指令不变的前提下,于升挡的瞬间迅速降低发动机的输出扭矩,实现变速器的快速升挡。
(3)降挡控制
同样的,在变速器控制单元决定降挡时,由于驾驶员并未更深地踩下加速踏板,所以如果直接降挡,驱动轮传递过来的扭矩会高于发动机的输出扭矩,从而对发动机形成冲击。传统方法也是通过延长离合器的接合时间来消除这种冲击。在协同控制中,发动机通过短时间内提高混合气的浓度的方式来增加输出扭矩,从而实现快速降挡。
(4)驾驶员意图支持
控制系统通过分析驾驶员在直行路段上的加速程度来预测道路的转弯情况,并主动抑制不必要的换挡(图3),使车辆行驶的稳定性和加速性更加出色。
(5)起步控制
发动机处于暖机阶段时,由于其输出扭矩较高,这时变速器会自动地以2挡起步,以增强加速踏板的灵敏度并缩短暖机的过程。
(6)差速器保护控制
当左右驱动轮的转速存在较大差异时,变速器自动避免换挡以保护差速器。
(7)油液温度控制
当变速器的油液温度较高时,正常换挡特性将改变,变速器主动减少换挡频率,以防止油温继续上升。
3 转向系统
(1)可变传动比转向
在此系统中转向盘与转向机并非直接相连,而是通过转向执行器(图4)来连接。这样转向执行器就可以将转向盘的转动角度经过变换后再送至转向机。有了这一装置后,许多与车辆操控有关的控制功能便可轻易实现,大大提高了车辆的操控灵活性及行驶安全性。
(2)转向控制系统
转向控制系统将车辆的转向、动力、制动及减振系统进行综合(图5),以得到最佳的控制效果。
(3)转向执行器
转向执行器由外壳、电动机、减速机构、输出轴和锁止机构组成(图6)。使用结构紧凑、输出功率大和噪声低的无刷型电动机。
(4)后转向机
当车辆转弯时,通过转向控制单元计算出后轮转角,并驱动后转向机中的直流电动机(图7),从而实现更加灵活的转向。当车辆转弯时,前后转向机及制动系统会协同控制(图8),使车辆的操控性能更好,行驶更加安全。
(5)模摆率的控制
车辆行驶时,转向控制单元根据横摆率的数据(图9)来决定后轮转向角的方向(图10),从而即能提高转向盘的操控灵敏度又能保证车辆行驶的安全性。
(6)后转向机
后转向机中直流电机与减速机构同轴,从而提供了紧凑的结构。直流电动机为无刷式电动机,具有输出功率大、惯性小和噪声低的特点。减速机构采用行星齿轮,太阳齿轮位于转子边缘。
(7)行程传感器
后转向机使用解析式行程传感器,利用蜗杆机构将后转向拉杆的行程转换为行程传感器的旋转,从而测量后转向拉杆的实际位置。
(8)转向协同控制
与碰撞预测安全系统进行协同,当系统判定有可能发生碰撞时,转向控制单元提供避撞优先的转向特性。
1 发动机
该车型搭载的2GR—FSE型发动机,采用缸内直喷技术,喷油器设分流喷嘴,与单一喷嘴相比,燃油雾化的效果更好。
(1)悦声器
悦声器在发动机工作时,可利用进气气流的脉动产生悦耳的音效(图1),从而在车辆行驶中掩盖动力系统及轮胎所发出的噪声,使驾驶员的精力能够更加集中。
(2)发动机支座
发动机怠速运转时,机体的振幅较小。此时发动机支座中流经切换膜的油液量也相应较少(图2)。因此,裂孔膜前、后油液的压差较小,裂孔膜保持敞开状态。由于使用了所有的油液通道,所以发动机支座的减振特性较软,最大限度地消除了发动机的振动。
车辆行驶时,发动机的振幅较大,此时发动机支座中流经切换膜的油液量较多。因此,裂孔膜前、后油液的压差变大。利用这种压差,裂孔膜关闭。由于通道变少,油液的阻尼效果增大,所以发动机支座的减振特性变硬。这样~来,在发动机输出扭矩发生变化时,支座给机体提供了强劲的支撑力,使动力的传递更加顺畅。
(3)低压燃油泵的控制
发动机控制单元根据实际需要,将高、中、低3级驱动请求信号转换成相应的占空比信号,然后送至燃油泵控制单元。后者则根据控制信号的占空比,分3级来控制燃油泵转速。
在发动机大负荷运转时,发动机控制单元发送高信号:在中、小负荷运转时,发出中信号;在怠速运转时,发出低信号。
2 自动变速器
该车型搭载了全新的960E型自动变速器。与上一代变速器相比,该款变速器增加了许多控制功能(表1)。这些功能使得变速器与发动机之间实现了更为优化的匹配。
(1)传动系统协同控制
这是一种将所有与车辆驱动及制动有关的过程放在一起考虑后,得到的控制方案。它可根据驾驶员的意图,将整个驱动及制动系统作为一个整体来加以控制,使驾驶感受更加良好。
(2)升挡控制
在变速器控制单元决定升挡时,驾驶员并未发出降低发动机输出扭矩的指令。对于上一代变速器而言,为避免升挡过程对驱动轮的扭矩冲击,要通过离合器的缓冲来加以平滑。但这会使升挡过程变得较长,影响动力系统的整体效率。在协同控制中,发动机通过断油方式,在扭矩控制指令不变的前提下,于升挡的瞬间迅速降低发动机的输出扭矩,实现变速器的快速升挡。
(3)降挡控制
同样的,在变速器控制单元决定降挡时,由于驾驶员并未更深地踩下加速踏板,所以如果直接降挡,驱动轮传递过来的扭矩会高于发动机的输出扭矩,从而对发动机形成冲击。传统方法也是通过延长离合器的接合时间来消除这种冲击。在协同控制中,发动机通过短时间内提高混合气的浓度的方式来增加输出扭矩,从而实现快速降挡。
(4)驾驶员意图支持
控制系统通过分析驾驶员在直行路段上的加速程度来预测道路的转弯情况,并主动抑制不必要的换挡(图3),使车辆行驶的稳定性和加速性更加出色。
(5)起步控制
发动机处于暖机阶段时,由于其输出扭矩较高,这时变速器会自动地以2挡起步,以增强加速踏板的灵敏度并缩短暖机的过程。
(6)差速器保护控制
当左右驱动轮的转速存在较大差异时,变速器自动避免换挡以保护差速器。
(7)油液温度控制
当变速器的油液温度较高时,正常换挡特性将改变,变速器主动减少换挡频率,以防止油温继续上升。
3 转向系统
(1)可变传动比转向
在此系统中转向盘与转向机并非直接相连,而是通过转向执行器(图4)来连接。这样转向执行器就可以将转向盘的转动角度经过变换后再送至转向机。有了这一装置后,许多与车辆操控有关的控制功能便可轻易实现,大大提高了车辆的操控灵活性及行驶安全性。
(2)转向控制系统
转向控制系统将车辆的转向、动力、制动及减振系统进行综合(图5),以得到最佳的控制效果。
(3)转向执行器
转向执行器由外壳、电动机、减速机构、输出轴和锁止机构组成(图6)。使用结构紧凑、输出功率大和噪声低的无刷型电动机。
(4)后转向机
当车辆转弯时,通过转向控制单元计算出后轮转角,并驱动后转向机中的直流电动机(图7),从而实现更加灵活的转向。当车辆转弯时,前后转向机及制动系统会协同控制(图8),使车辆的操控性能更好,行驶更加安全。
(5)模摆率的控制
车辆行驶时,转向控制单元根据横摆率的数据(图9)来决定后轮转向角的方向(图10),从而即能提高转向盘的操控灵敏度又能保证车辆行驶的安全性。
(6)后转向机
后转向机中直流电机与减速机构同轴,从而提供了紧凑的结构。直流电动机为无刷式电动机,具有输出功率大、惯性小和噪声低的特点。减速机构采用行星齿轮,太阳齿轮位于转子边缘。
(7)行程传感器
后转向机使用解析式行程传感器,利用蜗杆机构将后转向拉杆的行程转换为行程传感器的旋转,从而测量后转向拉杆的实际位置。
(8)转向协同控制
与碰撞预测安全系统进行协同,当系统判定有可能发生碰撞时,转向控制单元提供避撞优先的转向特性。