某iroad前悬技术调查报告课件.ppt

1、前悬技术调查报告2015年11月18日JAC日本设计中心在2013年日内瓦车展上，丰田汽车展示了一款名为i-ROAD的智能三轮电动车，它针对繁忙的城市街道设计，行驶过程中能够像摩托一样倾斜车身转弯，让通勤者轻松应对交通拥堵。不过，它的安全性和稳定性和普通汽车却不相上下。丰田 i-ROAD 技术参数长度（mm）2345宽度（mm）870高度（mm）1455轴距（mm）1695轮胎尺寸（前）80/90 R16 （后）120/90 R10最小转弯半径（m）3.0乘客数量（名）日本：1 欧洲：2 *1空载重量（kg）300 *2动力总成电动马达X2个最高速度（km/h）日本：60 欧洲：45 *1一次

2、充电续航里程（km）50 *3电池锂离子电池*1 符合欧洲法规*2 除去货物、人员的重量*3 按照30km/h的额定速度目标值丰田i-ROAD使用车身主动倾斜技术（Active Lean system），车轮外倾角可以随意改变。该技术是i-ROAD拥有出色稳定性、安全性和舒适性的关键，驾驶者无需通过自己的操作就可保持车身平衡。丰田i-ROAD采用倾斜促动器，前悬架上安装传动装置，通过节叉与左右车轮相连。一个发动机控制装置根据转向角度以及陀螺仪和车速信息计算所要倾斜的角度，让车轮自动上下移动，利用倾斜角度抵消转弯时产生的离心力。前悬基本结构及工作原理通过支柱和通过支柱和引导式摇臂引导式摇臂将车身

3、与车轮相连将车身与车轮相连接，以旋转轴接，以旋转轴A A为中心通过为中心通过跷跷板横杆跷跷板横杆的旋转的旋转使左右车轮上下运动。使左右车轮上下运动。跷跷板横杆跷跷板横杆倾斜式促动器倾斜式促动器引导式摇臂引导式摇臂轮毂电机轮毂电机支柱支柱车身车身左右方向旋转时，对转弯的输入信息进行运算处理后，旋转时，对转弯的输入信息进行运算处理后，倾斜式促动器就会将倾斜式促动器就会将跷跷板横杆跷跷板横杆旋转到最旋转到最佳角度，这样就可以使左右车轮上下运动并促使车身倾斜。佳角度，这样就可以使左右车轮上下运动并促使车身倾斜。跷跷板横杆跷跷板横杆倾斜式促动器倾斜式促动器车身车身路面的法线车辆的上下方向线路面的法线车辆

4、的上下方向线前悬基本结构及工作原理前悬基本结构及工作原理丰田i-ROAD采用锂电池为两台2kW电机供电。轮毂电机安装在前轮位置，不会产生污染。丰田认为这款概念三轮车能够在缓解城市交通拥堵和减少污染方面发挥作用。后轮前轮记者：在日内瓦车展上“i-ROAD”备受关注呢。谷中：是的呢，收到了很多评论。也被很多媒体采访。记者：请介绍一下i-ROAD采用2个前轮、1个后轮的三轮结构的理由。谷中：驾驶汽车时，在刹车时是最容易产生加速度的，其次是在转弯时也会产生加速度。也就是说，车身最容易晃动的时候就是在转弯时刹车的时候。为了从物理学的角度来稳定转弯刹车时的车身，而采用了2个前轮的设计。后轮则是为了布局各种

5、装置以及追求简洁大方的设计感，所以选择了单轮。记者：前轮直径有16英寸（80/80R/16），很大，而后轮只有10英寸（130/70R/10），非常小，这是为什么呢？谷中：将后轮的尺寸变小的理由之一是因为空间的问题。i-ROAD是两人坐的。在驾驶员的后面还可以坐一个人。后座的下面要放入后轮以及后悬架。所以如果采用外形很大的轮胎的话，会导致重心上升，稳定性下降。因此将后轮的外形变小，一方面为了保持稳定性，所以采用了比前轮宽很多的轮胎。就轮胎的尺寸来讲，原本希望将前轮设计的更小一点的，但是因为还要装轮毂电机（各2kw）以及刹车装置等，所以很难设计的比目前更小了。开发人员采访篇丰田汽车株式会社产品企

6、划部 Z-AD调查主任ITITS企划部调查主任谷中壮弘记者：是因为这些零部件以及装置、功能等因素的影响，所以最终将全长定为2350mm的吗？谷中：不是，不是结果导致的，而是一开始就定下全长目标，朝着这个目标进行设计开发的。我们希望能像驾驶摩托车一样驾驶这个车，例如，在欧洲，道路旁都有摩托车的专用停车场，我们考虑到也要能停在摩托车车位上，所以才采用了这个尺寸。记者：也就是说你们在开发时也考虑到了停车的情况。谷中：关于停车空间，我们的理念是要在停一辆车的地方能够横向停4辆i-road。但是，必须要将门打开，才能进行上下车，所以车与车之间必须保留一点距离才行。这样子的话，就无论如何都没办法停4辆了。

7、但是，也并不是说只要将车门的长度变短就可以了。因为是2人座的，所以车门设计得太短的话，后面的人就没有办法上下车了。而且，因为要减轻重量，所以也没法设计成4个车门。因此，我们仔细考虑了驾驶员的“腿部的移动范围”等，最终设计出了只要将门打开一点点就可以上下人的形状。只要门的前端大概打开40cm就可以了。谷中：i-road是短距离用的小型汽车。没有特别限定目标客户群。我们考虑到可以用于以下几个场景：从家里到最近的车站、接送孩子去幼儿园或保育园、雨天购物等。记者：的确如此，i-road有车顶以及车门，不用担心坏天气，也不要带安全帽。最高时速达45km。用于以上这些目的足够了，只是车身宽度太窄的话，很容

8、易倾倒吧。谷中：因为它与普通的低重心的汽车不同，所以从某种程度来讲，确实重心比较高。但是解决这个问题的关键是高重心和轴距等物理性关系。我们当初所面临的更大的一个课题是“如何使驾驶员毫无违和感地驾驶这样的小型车”。只有这一点，不实际驾驶看看就根本不知道，所以我们利用实验车做了很多尝试。开发人员采访篇关于转弯时车身的倾斜也是同样的。我们没有想过要像摩托车那样通过大幅度地倾斜车身来进行转弯。实际上最大倾斜角度是26度左右，但是在马路上只要倾斜20度就足够了。只要倾斜车身其实还不是什么难事，但是要使其符合人体的感觉还是非常困难的。记者：是根据转弯加速度，通过ECU来自动控制车身的倾斜程度的吗？谷中：是

9、的。在驾驶时，只要操作方向盘，就可以预测到在某个速度下、某个转弯加速度下转弯时的下一个动作趋势，并计算得出最佳的倾斜角度。为此我们自主开发出了“活动式倾斜装置”，电子控制会推算出该装置的动作，并自动进行促动。使用陀螺仪以及加速度传感器来识别车身的姿势。记者：你是说驾驶员不需要控制车身的平衡度？谷中：是的。将安装在前面两个车轮上的悬架（通常情况下是直立并且是简单装置的悬架）的上方变为可动式的，在两个悬架之间用一个横杆连接起来。我们将其称为“跷跷板”，在跷跷板之间有一根旋转轴，与电机相连接，旋转轴与电机之间还有减速机。例如，向右打方向盘时，通过一定的旋转加速度就可以感测到想要转弯的意图，然后电子控

10、制系统进行运算，其结果就是跷跷板向右倾斜，右侧的轮胎下降，左侧轮胎上浮。就像这样，车身会自动倾斜。开发人员采访篇记者：这个功能可以应对路面上的台阶以及坑洼不平吗？谷中：路面有台阶的情况下，宽度较窄的小汽车比有一定宽度的汽车的倾斜程度更大。尤其在道路的两侧，坑洼不平的地方也很多。那这样的话，小型车在这种路况下跑，就会很不稳定，驾驶员也会开的很不放心。如何吸收路面台阶的影响也是小型汽车开发的课题之一。一般的汽车，如果轮胎上浮则车身就会倾斜，而i-road,它是通过陀螺仪来感测车身角度的。如果检测到有台阶以及坑洼不平时，就会启动促动器来保持车身的平衡。时刻检测倾斜度，并进行自动控制。记者：活动式倾斜装置中含有悬架的功能吗？谷中：这个是机密，不能讲的。这里没有悬架的功能，但是这个车当然具备悬架功能。记者：在动力传输上使用了轮毂电机。另外，据说电池用的是锂离子电池，充一次电可以跑50km（时速保持在30km时）。这个电池也是在贵公司研发的吗？谷中：轮毂电机是与丰田集团下的另一个公司共同开发的。关于锂离子电池的开发，因为是机密所以不能在这里跟大家讲。出处：TECH总研2013年4月1日开发人员采访篇丰田汽车已经于丰田汽车已经于2010年年10月月12日为车体倾斜装置及其整套相关技术申请了日为车体倾斜装置及其整套相关技术申请了专利保护。专利保护。END