豐田“普銳斯α”新技術(shù)：只通過(guò)改變軟件便可抑制車(chē)輛縱搖速度

　　豐田于2011年5月上市了混合動(dòng)力（HEV）微型面包車(chē)“普銳斯α”（圖1）。豐田首次在HEV的主電池中配備了鋰離子充電電池。另外，還采用了控制馬達(dá)扭矩從而抑制車(chē)輛縱搖速度的技術(shù)。

圖1：混合動(dòng)力車(chē)“普銳斯α”
微型面包車(chē)“普銳斯”。照片中為備有第三排坐席的7座款。

　　“普銳斯α”沿用了“普銳斯”的混合動(dòng)力系統(tǒng)，備有7座款和5座款兩種車(chē)型。價(jià)格方面，5座款為235萬(wàn)日元起，7座款為300萬(wàn)日元起。兩款車(chē)型的10·15模式燃效均為31.0km/L，月銷(xiāo)售目標(biāo)為3000輛。“普銳斯α”的車(chē)身尺寸為長(zhǎng)4615×寬1775×高1575mm，軸距為2780mm。與普銳斯相比，長(zhǎng)寬高分別擴(kuò)大了155mm、30mm和85mm。豐田表示，“雖然普銳斯α的外觀保留了普銳斯的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，但尺寸比普銳斯大了不少”。5座款與普銳斯相同，在行李艙的后座下方配備了Ni-MH（鎳氫）充電電池（圖2）。而7座款如果在行李艙配備N(xiāo)i-MH充電電池的話，就無(wú)法確保第三排坐席的空間，因此在駕駛席與副駕駛席之間的中控臺(tái)內(nèi)設(shè)置了鋰離子充電電池（圖3）。由于鋰電池的體積能源密度大于Ni-MH充電電池，所以可設(shè)置在狹小的中控臺(tái)內(nèi)。

圖2：行李艙
（a）使用第三排坐席時(shí)，由于電池沒(méi)有配備在行李艙中，因此行李艙地板下面有60L容量的空間。（b）兩排坐席的車(chē)型，可確保535L的寬敞行李艙容量。

圖3：駕駛席周?chē)?BR>（a）7座款將鋰離子充電電池配備在中控臺(tái)內(nèi)。（b）儀表等在液晶顯示屏上顯示。背照燈顏色從普銳斯的綠色改為亮度較高的白色，從而提高了視認(rèn)性。

根據(jù)車(chē)輪速度推測(cè)縱搖速度

　　作為利用混合動(dòng)力系統(tǒng)的新功能，普銳斯α采用了改變馬達(dá)扭矩以抑制車(chē)身縱搖速度的“簧上減振控制”，由此將彈簧上1～2Hz的縱搖速度減小了幾個(gè)百分點(diǎn)，提高了乘坐舒適性和操作穩(wěn)定性。例如，如果車(chē)身的后輪側(cè)下陷，就可以稍微減小車(chē)輛前部配備的馬達(dá)的扭矩，使其不下陷。這樣，在提高乘坐舒適度的同時(shí)，“車(chē)輪的載荷變化減小，輪胎能夠充分發(fā)揮性能”（豐田控制系統(tǒng)先行開(kāi)發(fā)部第1控制系統(tǒng)先行開(kāi)發(fā)室組長(zhǎng)板橋界兒）。

　　電裝開(kāi)發(fā)出了控制核心——縱搖速度的推測(cè)技術(shù)。利用電裝的這項(xiàng)技術(shù)，可根據(jù)車(chē)輪的轉(zhuǎn)數(shù)（車(chē)輪速度）計(jì)算車(chē)身縱搖速度。推測(cè)縱搖速度時(shí)，首先根據(jù)前輪的車(chē)輪速度傳感器的輸出來(lái)求出輪胎接地面的前后力。

　　只要知道了前后力，即可計(jì)算出懸掛和車(chē)輛的結(jié)合部所承受的力。然后只要求解由車(chē)身、懸掛和輪胎構(gòu)成的車(chē)輛模型運(yùn)動(dòng)方程式，就能推測(cè)出縱搖速度（圖4）。車(chē)輪速度傳感器采用的是制動(dòng)控制裝置配備的產(chǎn)品，所以并沒(méi)有因?yàn)椴捎没缮蠝p振控制而追加硬件。板橋表示，“追加軟件只提高了很少的成本，卻可以提高乘坐舒適性及操作穩(wěn)定性”。

圖4：改變馬達(dá)扭矩以抑制車(chē)身的縱搖速度
這項(xiàng)功能名為“簧上減振控制”。只改變軟件即可抑制縱搖速度。

不僅是縱搖，還可以抑制橫擺

　　豐田從2007年開(kāi)始在“Avensis”的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)型上采用簧上減振控制。據(jù)介紹，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩響應(yīng)性較高，計(jì)算彈簧上的動(dòng)作后，即使改變發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，也可以充分控制。普銳斯α改進(jìn)了Avensis采用的技術(shù)，可減少?zèng)]有踩踏油門(mén)時(shí)的縱搖速度。使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，不踩踏油門(mén)扭矩就不會(huì)改變，無(wú)法使用簧上減振控制。而使用馬達(dá)時(shí)，即使沒(méi)有踩踏油門(mén)踏板，也可控制扭矩。

　　另外，普銳斯α還追加了新功能，以駕駛時(shí)的車(chē)輛對(duì)角線為軸控制動(dòng)作。減速并打方向盤(pán)轉(zhuǎn)彎時(shí)，車(chē)身會(huì)向前俯沖并橫擺。例如，向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，車(chē)輛前部下陷、左車(chē)輪側(cè)翹起，車(chē)輛以右前輪和左后輪的直線為軸傾斜。沿對(duì)角線的動(dòng)作會(huì)使翹起的一個(gè)車(chē)輪的接地負(fù)荷減小，從而影響轉(zhuǎn)彎性能。所以在轉(zhuǎn)彎時(shí)，通過(guò)控制馬達(dá)扭矩，配合橫擺的角度來(lái)減小縱搖速度，就可以減輕對(duì)角線上產(chǎn)生的橫擺和縱搖變化。