丰田Prius轿车的先进汽车技术.doc

丰田Prius轿车的先进汽车技术-中国汽车制造网（提供： 中国汽车制造网 ） 【在线联系作者】丰田公司于1997年开始销售混合动力的Prius轿车，它是世界上第一款大批量生产的商业用途的混合动力车型。丰田prius轿车应用了大量先进的汽车技术，如采用“线控（by-wire）”技术、全电动空调等。本文介绍prius轿车的一些先进技术特点。1Atkinson循环发动机丰田prius轿车采用1.5L汽油机，最大输出功率为57KW。工作循环为Atkinson循环（见图1），其热效率高，膨胀比大。Atkinson循环的汽油机采用延迟进气门关闭时刻的方法，增大膨胀比。在压缩冲程的起始阶段（当活塞开始上行时），部分进入气缸的空气回流到进气歧管，有效地延迟了压缩起始点，故膨胀比增大，而实际的压缩比并没有增大。由于用这种方法能增大节气门开度，在部分负荷时可减小进气管负压，从而减小进气损失。图1 高膨胀比原理图2“线控（By-wire）”技术“线控（By-wire）”技术起源于航空工业，意思是某些操从机构采用电子控制，电动执行的，用来取代机械或液力控制。具有相应快、重量轻，占地方少的特点。在Prius轿车上，节气门、制动、换档杆、牵引力控制和车辆稳定性控制（VSC+）都采用了“线控（By-wire）”技术，提高操纵性。3电控无级变速器Prius轿车实际上没有真正的无级变速器（CVT），但Prius的变速理论与无级变速器的变速理论相同。Prius轿车的动力分配装置（见图2，图3）将发动机和电动机的力矩分配给驱动轮或发电机。通过选择性地控制动力源（驱动电机、发动机和发电机）的转速，模拟变速器传档比的连续变化。工作起来像普通的无级变速器（CVT）一样。图2 Prius轿车传动系统原理图图3 Prius轿车传动系统剖面图4电动牵引力控制如果防滑控制单元（ECU）检测到车轮打滑时，会立即切断电动机传到车轮的驱动力矩，而不是像传统牵引力控制系统那样切断来自发动机的动力。此外电控制动系统可采取制动。Prius轿车是世界上第一辆采用电动机施力的牵引力控制系统，各组成部件之间信息传递快，提高整车的主动安全性。5电子换档杆电子换档杆安装在仪表盘上，比传统的换档杆使用起来更加方便，灵活。还可以用指尖点动。换档杆每次动作后，总是回到原来位置。换档杆有照明灯，方便夜间使用。换档杆有四个位置：N（空档）、D（驱动）、R（倒档）、B（发动机制动）。驻车开关安装在换档杆的上方，与传统自动变速器手柄处于“P”位置的作用相同（见图4）。图4 电子换档示意图6电控制动系统（ECB）Prius轿车采用独特的线控制动系统（见图5）。踩动制动踏板会触动停车的控制电路。电控制动系统（ECB）响应迅速，可与其他主动安全系统（如VSC+）互相配合。ECB也用于提高再生制动系统的效率，将车辆制动时的动能回收。ECB有备用电源，以防备车辆电源系统发生故障。图5 Prius轿车的电子控制制动系统（ECB）7用户定制车身电器系统Prius轿车允许用户根据自己的口味定制42种不同的参数。定制工作可由任一经销商按客户要求完成。定制的项目有：门锁遥控器、门锁、防盗系统、智能门控灯系统、空调和智能钥匙等。8智能驻车辅助系统Prius是世界上大批量生产的能够自己驻车的轿车，能够按照预定的路线驻车在制定的地方。即可并排又可前后驻车（图6）。图6 显示屏显示驻车过程9全电动空调系统传统空调系统的压缩机由曲轴通过皮带驱动。而Prius轿车的空调压缩机（见图7）由空调逆变器驱动。Prius轿车空调系统不依靠发动机的运转，有下列优点：(1)即使发动机熄火，空调也能发挥最大效率。(2 )油耗实际下降20%。(3) 空调与发动机的运转各自独立，空调的运转不会降低汽车的行驶性能。(4) 电动水泵能够在发动机熄火时向加热器供热。Prius轿车的电动压缩机比传统的电动压缩机小40%，轻50%，可将压缩机直接安装到发动机上。图7 电动压缩机10蓝牙免提电话系统用户可以用多功能信息显示器的触摸屏（见图8）或方向盘上的开关接通手机，也可把手机的所有电话号码传输到多功能信息显示器上。蓝牙是一种非常先进的无线通讯技术，工作频率为2.4GHz，通讯速度为1Mbps(每秒一兆字节)。使用本系统需要具备蓝牙功能的手机（见图9）。允许注册四种手机，但每次只能使用一种手机。图8 多功能信息显示器 蓝牙电话 有线电话图9 蓝牙电话与有线电话传输过程比较11LED停车灯Prius采用LED停车灯（见图10），主要优点有：（1）安全，LED元件比灯泡光亮的速度快十倍。LED为225ms，灯泡为150200ms。（2）高效，LED比普通的灯泡省电。（3）设计，LED小巧紧凑，便于布置。图10 LED停车灯12智能钥匙与起动系统Prius采用具有双向通讯功能的智能钥匙，在汽车周围一定范围内，智能钥匙系统的ECU能够判别是否存在智能钥匙。只要车主随身携带智能钥匙，即可不用钥匙也能开或锁车门。同样，只要随身携带钥匙，驾驶员可推动按钮起动车辆（图11）。打开或关闭车门 起动汽车图11智能钥匙的“遥控作用”汽车的前门和后舱门装有振荡器、触摸传感器和天线。振荡器若接收到智能钥匙电脑的命令，会发射信号，检测汽车周围是否有智能钥匙。若有人按动触摸传感器（智能钥匙在探测范围内），则对应的车门锁会打开。若随身携带钥匙离开车，车主可以按下门手柄上锁开关将所有车门锁上。若在车内携带钥匙（如钥匙放在手提包内），只需按动仪表盘上的起动按钮就能起动汽车。13坡道起步辅助控制坡道起步时，控制系统能够通过驱动电动机上的高灵敏度的转速传感器，判别道路的坡度，防止汽车向下溜滑。若坡道很陡，系统会增大汽车起动力矩。14加