某iroad前懸技術(shù)調(diào)查報告課件

1、前懸技術(shù)調(diào)查報告2015年11月18日J(rèn)AC日本設(shè)計中心在2013年日內(nèi)瓦車展上，豐田汽車展示了一款名為i-ROAD的智能三輪電動車，它針對繁忙的城市街道設(shè)計，行駛過程中能夠像摩托一樣傾斜車身轉(zhuǎn)彎， 讓通勤者輕松應(yīng)對交通擁堵。不過，它的安全性和穩(wěn)定性和普通汽車卻不相上下。豐田 i-ROAD 技術(shù)參數(shù)長度（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動力總成電動馬達(dá)X2個最高速度（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使用車身主動傾斜技術(shù)（Active Lean system），車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，駕駛者無需通過自己的操作就可保持車身平衡。豐田i-ROAD采用傾斜促動器，前懸架上安裝傳動裝置，通過節(jié)叉與左右車輪相連。一個發(fā)動機控制裝置根據(jù)轉(zhuǎn)向角度以及陀螺儀和車速信息計算所要傾斜的角度，讓車輪自動上下移動，利用傾斜角度抵消轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的離心力。前懸基本結(jié)構(gòu)及工作原理通過支柱和引導(dǎo)式搖臂將車身與車輪相連接，以旋

3、轉(zhuǎn)軸A為中心通過蹺蹺板橫桿的旋轉(zhuǎn)使左右車輪上下運動。蹺蹺板橫桿傾斜式促動器引導(dǎo)式搖臂輪轂電機支柱車身左右方向旋轉(zhuǎn)時，對轉(zhuǎn)彎的輸入信息進行運算處理后，傾斜式促動器就會將蹺蹺板橫桿旋轉(zhuǎn)到最佳角度，這樣就可以使左右車輪上下運動并促使車身傾斜。蹺蹺板橫桿傾斜式促動器車身路面的法線車輛的上下方向線路面的法線車輛的上下方向線前懸基本結(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2kW電機供電。輪轂電機安裝在前輪位置，不會產(chǎn)生污染。豐田認(rèn)為這款概念三輪車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)瓦車展上“i-ROAD”備受關(guān)注呢。谷中：是的呢，收到了很多評論。也

4、被很多媒體采訪。記者：請介紹一下i-ROAD采用2個前輪、1個后輪的三輪結(jié)構(gòu)的理由。谷中：駕駛汽車時，在剎車時是最容易產(chǎn)生加速度的，其次是在轉(zhuǎn)彎時也會產(chǎn)生加速度。也就是說，車身最容易晃動的時候就是在轉(zhuǎn)彎時剎車的時候。為了從物理學(xué)的角度來穩(wěn)定轉(zhuǎn)彎剎車時的車身，而采用了2個前輪的設(shè)計。后輪則是為了布局各種裝置以及追求簡潔大方的設(shè)計感，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為空間的問題。i-ROAD是兩人坐的。在駕駛員的后面還可以坐一個人。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，會導(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。就輪胎的尺寸來講，原本希望將前輪設(shè)計的更小一點的，但是因為還要裝輪轂電機（各2kw）以及剎車裝置等，所以很難設(shè)計的比目前更小了。開發(fā)人員采訪篇豐田汽車株式會社產(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：是因為這些零部件以及裝置、功能等因素的影響，所以最終將全長定為2350mm的嗎？谷中：不是，不是結(jié)果導(dǎo)致的，而是一開始就定下全長目標(biāo)，朝著這個目標(biāo)進行設(shè)計開發(fā)的。我們希望能像駕駛摩托車一樣駕駛這個車，例如，在歐洲，道路旁都有摩托車的專用停

6、車場，我們考慮到也要能停在摩托車車位上，所以才采用了這個尺寸。記者：也就是說你們在開發(fā)時也考慮到了停車的情況。谷中：關(guān)于停車空間，我們的理念是要在停一輛車的地方能夠橫向停4輛i-road。但是，必須要將門打開，才能進行上下車，所以車與車之間必須保留一點距離才行。這樣子的話，就無論如何都沒辦法停4輛了。但是，也并不是說只要將車門的長度變短就可以了。因為是2人座的，所以車門設(shè)計得太短的話，后面的人就沒有辦法上下車了。而且，因為要減輕重量，所以也沒法設(shè)計成4個車門。因此，我們仔細(xì)考慮了駕駛員的“腿部的移動范圍”等，最終設(shè)計出了只要將門打開一點點就可以上下人的形狀。只要門的前端大概打開40cm就可以了

7、。谷中：i-road是短距離用的小型汽車。沒有特別限定目標(biāo)客戶群。我們考慮到可以用于以下幾個場景：從家里到最近的車站、接送孩子去幼兒園或保育園、雨天購物等。記者：的確如此，i-road有車頂以及車門，不用擔(dān)心壞天氣，也不要帶安全帽。最高時速達(dá)45km。用于以上這些目的足夠了，只是車身寬度太窄的話，很容易傾倒吧。谷中：因為它與普通的低重心的汽車不同，所以從某種程度來講，確實重心比較高。但是解決這個問題的關(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課題是“如何使駕駛員毫無違和感地駕駛這樣的小型車”。只有這一點，不實際駕駛看看就根本不知道，所以我們利用實驗車做了很多嘗試。開發(fā)人員采訪篇

8、關(guān)于轉(zhuǎn)彎時車身的傾斜也是同樣的。我們沒有想過要像摩托車那樣通過大幅度地傾斜車身來進行轉(zhuǎn)彎。實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。只要傾斜車身其實還不是什么難事，但是要使其符合人體的感覺還是非常困難的。記者：是根據(jù)轉(zhuǎn)彎加速度，通過ECU來自動控制車身的傾斜程度的嗎？谷中：是的。在駕駛時，只要操作方向盤，就可以預(yù)測到在某個速度下、某個轉(zhuǎn)彎加速度下轉(zhuǎn)彎時的下一個動作趨勢，并計算得出最佳的傾斜角度。為此我們自主開發(fā)出了“活動式傾斜裝置”，電子控制會推算出該裝置的動作，并自動進行促動。使用陀螺儀以及加速度傳感器來識別車身的姿勢。記者：你是說駕駛員不需要控制車身的平衡度？谷中

9、：是的。將安裝在前面兩個車輪上的懸架（通常情況下是直立并且是簡單裝置的懸架）的上方變?yōu)榭蓜邮降?，在兩個懸架之間用一個橫桿連接起來。我們將其稱為“蹺蹺板”，在蹺蹺板之間有一根旋轉(zhuǎn)軸，與電機相連接，旋轉(zhuǎn)軸與電機之間還有減速機。例如，向右打方向盤時，通過一定的旋轉(zhuǎn)加速度就可以感測到想要轉(zhuǎn)彎的意圖，然后電子控制系統(tǒng)進行運算，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，車身會自動傾斜。開發(fā)人員采訪篇記者：這個功能可以應(yīng)對路面上的臺階以及坑洼不平嗎？谷中：路面有臺階的情況下，寬度較窄的小汽車比有一定寬度的汽車的傾斜程度更大。尤其在道路的兩側(cè)，坑洼不平的地方也很多。那這樣的話，小型車在這種路況下跑，就會很不穩(wěn)定，駕駛員也會開的很不放心。如何吸收路面臺階的影響也是小型汽車開發(fā)的課題之一。一般的汽車，如果輪胎上浮則車身就會傾斜，而i-road,它是通過陀螺儀來感測車身角度的。如果檢測到有臺階以及坑洼不平時，就會啟動促動器來保持車身的平衡。時刻檢測傾斜度，并進行自動控制。記者：活動式傾斜裝置中含有懸架的功能嗎？谷中：這個是機密，不能講的。這里沒有懸架的功能，但是這個車當(dāng)然具備懸架功能。記者：在動力傳輸上使用了輪轂電機。另外，據(jù)說電池用的是鋰離子電池，充一次電可以跑5