某iroad前懸技術(shù)調(diào)查報(bào)告課件

1、前懸技術(shù)調(diào)查報(bào)告2015年11月18日J(rèn)AC日本設(shè)計(jì)中心在2013年日內(nèi)瓦車(chē)展上，豐田汽車(chē)展示了一款名為i-ROAD的智能三輪電動(dòng)車(chē)，它針對(duì)繁忙的城市街道設(shè)計(jì)，行駛過(guò)程中能夠像摩托一樣傾斜車(chē)身轉(zhuǎn)彎， 讓通勤者輕松應(yīng)對(duì)交通擁堵。不過(guò)，它的安全性和穩(wěn)定性和普通汽車(chē)卻不相上下。豐田 i-ROAD 技術(shù)參數(shù)長(zhǎng)度（mm）2345寬度（mm）870高度（mm）1455軸距（mm）1695輪胎尺寸（前）80/90 R16 （后）120/90 R10最小轉(zhuǎn)彎半徑（m）3.0乘客數(shù)量（名）日本：1 歐洲：2 *1空載重量（kg）300 *2動(dòng)力總成電動(dòng)馬達(dá)X2個(gè)最高速度（km/h）日本：60 歐洲：45 *1一

2、次充電續(xù)航里程（km）50 *3電池鋰離子電池*1 符合歐洲法規(guī)*2 除去貨物、人員的重量*3 按照30km/h的額定速度目標(biāo)值豐田i-ROAD使用車(chē)身主動(dòng)傾斜技術(shù)（Active Lean system），車(chē)輪外傾角可以隨意改變。該技術(shù)是i-ROAD擁有出色穩(wěn)定性、安全性和舒適性的關(guān)鍵，駕駛者無(wú)需通過(guò)自己的操作就可保持車(chē)身平衡。豐田i-ROAD采用傾斜促動(dòng)器，前懸架上安裝傳動(dòng)裝置，通過(guò)節(jié)叉與左右車(chē)輪相連。一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置根據(jù)轉(zhuǎn)向角度以及陀螺儀和車(chē)速信息計(jì)算所要傾斜的角度，讓車(chē)輪自動(dòng)上下移動(dòng)，利用傾斜角度抵消轉(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生的離心力。前懸基本結(jié)構(gòu)及工作原理通過(guò)支柱和引導(dǎo)式搖臂將車(chē)身與車(chē)輪相連接，以旋

3、轉(zhuǎn)軸A為中心通過(guò)蹺蹺板橫桿的旋轉(zhuǎn)使左右車(chē)輪上下運(yùn)動(dòng)。蹺蹺板橫桿傾斜式促動(dòng)器引導(dǎo)式搖臂輪轂電機(jī)支柱車(chē)身左右方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)彎的輸入信息進(jìn)行運(yùn)算處理后，傾斜式促動(dòng)器就會(huì)將蹺蹺板橫桿旋轉(zhuǎn)到最佳角度，這樣就可以使左右車(chē)輪上下運(yùn)動(dòng)并促使車(chē)身傾斜。蹺蹺板橫桿傾斜式促動(dòng)器車(chē)身路面的法線(xiàn)車(chē)輛的上下方向線(xiàn)路面的法線(xiàn)車(chē)輛的上下方向線(xiàn)前懸基本結(jié)構(gòu)及工作原理前懸基本結(jié)構(gòu)及工作原理豐田i-ROAD采用鋰電池為兩臺(tái)2kW電機(jī)供電。輪轂電機(jī)安裝在前輪位置，不會(huì)產(chǎn)生污染。豐田認(rèn)為這款概念三輪車(chē)能夠在緩解城市交通擁堵和減少污染方面發(fā)揮作用。后輪前輪記者：在日內(nèi)瓦車(chē)展上“i-ROAD”備受關(guān)注呢。谷中：是的呢，收到了很多評(píng)論。也

4、被很多媒體采訪(fǎng)。記者：請(qǐng)介紹一下i-ROAD采用2個(gè)前輪、1個(gè)后輪的三輪結(jié)構(gòu)的理由。谷中：駕駛汽車(chē)時(shí)，在剎車(chē)時(shí)是最容易產(chǎn)生加速度的，其次是在轉(zhuǎn)彎時(shí)也會(huì)產(chǎn)生加速度。也就是說(shuō)，車(chē)身最容易晃動(dòng)的時(shí)候就是在轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車(chē)的時(shí)候。為了從物理學(xué)的角度來(lái)穩(wěn)定轉(zhuǎn)彎剎車(chē)時(shí)的車(chē)身，而采用了2個(gè)前輪的設(shè)計(jì)。后輪則是為了布局各種裝置以及追求簡(jiǎn)潔大方的設(shè)計(jì)感，所以選擇了單輪。記者：前輪直徑有16英寸（80/80R/16），很大，而后輪只有10英寸（130/70R/10），非常小，這是為什么呢？谷中：將后輪的尺寸變小的理由之一是因?yàn)榭臻g的問(wèn)題。i-ROAD是兩人坐的。在駕駛員的后面還可以坐一個(gè)人。后座的下面要放入后輪以及后懸

5、架。所以如果采用外形很大的輪胎的話(huà)，會(huì)導(dǎo)致重心上升，穩(wěn)定性下降。因此將后輪的外形變小，一方面為了保持穩(wěn)定性，所以采用了比前輪寬很多的輪胎。就輪胎的尺寸來(lái)講，原本希望將前輪設(shè)計(jì)的更小一點(diǎn)的，但是因?yàn)檫€要裝輪轂電機(jī)（各2kw）以及剎車(chē)裝置等，所以很難設(shè)計(jì)的比目前更小了。開(kāi)發(fā)人員采訪(fǎng)篇豐田汽車(chē)株式會(huì)社產(chǎn)品企劃部 Z-AD調(diào)查主任ITITS企劃部調(diào)查主任谷中壯弘記者：是因?yàn)檫@些零部件以及裝置、功能等因素的影響，所以最終將全長(zhǎng)定為2350mm的嗎？谷中：不是，不是結(jié)果導(dǎo)致的，而是一開(kāi)始就定下全長(zhǎng)目標(biāo)，朝著這個(gè)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。我們希望能像駕駛摩托車(chē)一樣駕駛這個(gè)車(chē)，例如，在歐洲，道路旁都有摩托車(chē)的專(zhuān)用停

6、車(chē)場(chǎng)，我們考慮到也要能停在摩托車(chē)車(chē)位上，所以才采用了這個(gè)尺寸。記者：也就是說(shuō)你們?cè)陂_(kāi)發(fā)時(shí)也考慮到了停車(chē)的情況。谷中：關(guān)于停車(chē)空間，我們的理念是要在停一輛車(chē)的地方能夠橫向停4輛i-road。但是，必須要將門(mén)打開(kāi)，才能進(jìn)行上下車(chē)，所以車(chē)與車(chē)之間必須保留一點(diǎn)距離才行。這樣子的話(huà)，就無(wú)論如何都沒(méi)辦法停4輛了。但是，也并不是說(shuō)只要將車(chē)門(mén)的長(zhǎng)度變短就可以了。因?yàn)槭?人座的，所以車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)得太短的話(huà)，后面的人就沒(méi)有辦法上下車(chē)了。而且，因?yàn)橐獪p輕重量，所以也沒(méi)法設(shè)計(jì)成4個(gè)車(chē)門(mén)。因此，我們仔細(xì)考慮了駕駛員的“腿部的移動(dòng)范圍”等，最終設(shè)計(jì)出了只要將門(mén)打開(kāi)一點(diǎn)點(diǎn)就可以上下人的形狀。只要門(mén)的前端大概打開(kāi)40cm就可以了

7、。谷中：i-road是短距離用的小型汽車(chē)。沒(méi)有特別限定目標(biāo)客戶(hù)群。我們考慮到可以用于以下幾個(gè)場(chǎng)景：從家里到最近的車(chē)站、接送孩子去幼兒園或保育園、雨天購(gòu)物等。記者：的確如此，i-road有車(chē)頂以及車(chē)門(mén)，不用擔(dān)心壞天氣，也不要帶安全帽。最高時(shí)速達(dá)45km。用于以上這些目的足夠了，只是車(chē)身寬度太窄的話(huà)，很容易傾倒吧。谷中：因?yàn)樗c普通的低重心的汽車(chē)不同，所以從某種程度來(lái)講，確實(shí)重心比較高。但是解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是高重心和軸距等物理性關(guān)系。我們當(dāng)初所面臨的更大的一個(gè)課題是“如何使駕駛員毫無(wú)違和感地駕駛這樣的小型車(chē)”。只有這一點(diǎn)，不實(shí)際駕駛看看就根本不知道，所以我們利用實(shí)驗(yàn)車(chē)做了很多嘗試。開(kāi)發(fā)人員采訪(fǎng)篇

8、關(guān)于轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)身的傾斜也是同樣的。我們沒(méi)有想過(guò)要像摩托車(chē)那樣通過(guò)大幅度地傾斜車(chē)身來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎。實(shí)際上最大傾斜角度是26度左右，但是在馬路上只要傾斜20度就足夠了。只要傾斜車(chē)身其實(shí)還不是什么難事，但是要使其符合人體的感覺(jué)還是非常困難的。記者：是根據(jù)轉(zhuǎn)彎加速度，通過(guò)ECU來(lái)自動(dòng)控制車(chē)身的傾斜程度的嗎？谷中：是的。在駕駛時(shí)，只要操作方向盤(pán)，就可以預(yù)測(cè)到在某個(gè)速度下、某個(gè)轉(zhuǎn)彎加速度下轉(zhuǎn)彎時(shí)的下一個(gè)動(dòng)作趨勢(shì)，并計(jì)算得出最佳的傾斜角度。為此我們自主開(kāi)發(fā)出了“活動(dòng)式傾斜裝置”，電子控制會(huì)推算出該裝置的動(dòng)作，并自動(dòng)進(jìn)行促動(dòng)。使用陀螺儀以及加速度傳感器來(lái)識(shí)別車(chē)身的姿勢(shì)。記者：你是說(shuō)駕駛員不需要控制車(chē)身的平衡度？谷中

9、：是的。將安裝在前面兩個(gè)車(chē)輪上的懸架（通常情況下是直立并且是簡(jiǎn)單裝置的懸架）的上方變?yōu)榭蓜?dòng)式的，在兩個(gè)懸架之間用一個(gè)橫桿連接起來(lái)。我們將其稱(chēng)為“蹺蹺板”，在蹺蹺板之間有一根旋轉(zhuǎn)軸，與電機(jī)相連接，旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)之間還有減速機(jī)。例如，向右打方向盤(pán)時(shí)，通過(guò)一定的旋轉(zhuǎn)加速度就可以感測(cè)到想要轉(zhuǎn)彎的意圖，然后電子控制系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算，其結(jié)果就是蹺蹺板向右傾斜，右側(cè)的輪胎下降，左側(cè)輪胎上浮。就像這樣，車(chē)身會(huì)自動(dòng)傾斜。開(kāi)發(fā)人員采訪(fǎng)篇記者：這個(gè)功能可以應(yīng)對(duì)路面上的臺(tái)階以及坑洼不平嗎？谷中：路面有臺(tái)階的情況下，寬度較窄的小汽車(chē)比有一定寬度的汽車(chē)的傾斜程度更大。尤其在道路的兩側(cè)，坑洼不平的地方也很多。那這樣的話(huà)，小型車(chē)在這種路況下跑，就會(huì)很不穩(wěn)定，駕駛員也會(huì)開(kāi)的很不放心。如何吸收路面臺(tái)階的影響也是小型汽車(chē)開(kāi)發(fā)的課題之一。一般的汽車(chē)，如果輪胎上浮則車(chē)身就會(huì)傾斜，而i-road,它是通過(guò)陀螺儀來(lái)感測(cè)車(chē)身角度的。如果檢測(cè)到有臺(tái)階以及坑洼不平時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)促動(dòng)器來(lái)保持車(chē)身的平衡。時(shí)刻檢測(cè)傾斜度，并進(jìn)行自動(dòng)控制。記者：活動(dòng)式傾斜裝置中含有懸架的功能嗎？谷中：這個(gè)是機(jī)密，不能講的。這里沒(méi)有懸架的功能，但是這個(gè)車(chē)當(dāng)然具備懸架功能。記者：在動(dòng)力傳輸上使用了輪轂電機(jī)。另外，據(jù)說(shuō)電池用的是鋰離子電池，充一次電可以跑5