基本信息
- 項目名稱：
- 基于自動傾斜控制（ATC）技術的新型概念車
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該系統(tǒng)通過對汽車轉彎安全的分析，運用懸掛的自動傾斜控制（ATC）系統(tǒng)，改變汽車轉彎時的傾斜度，利用地面對車輛的支持力在向心方向的分力，為車輛轉彎提供向心力。經實際測試，該系統(tǒng)能夠有效地控制車體傾斜，且響應速度快（響應時間低于0.1s），計算準確率高（出錯率低于1%），不會出現晃動及搖擺。
- 詳細介紹：
- 本系統(tǒng)為提高車輛在轉彎過程中的安全性、舒適性，增強車輛對地面的適應性，減小轉彎半徑和轉彎時的能量損失，防止車輛側翻而設計。 自然界中無論是奔跑還是飛翔的動物，轉彎時都是主動向心傾斜的，而普通汽車由于慣性作用，轉彎時會離心傾斜，使乘員產生強烈的外甩感覺，舒適度較差。 本概念車通過自動傾斜控制（ATC）系統(tǒng)，采集車速、前輪轉彎角度和地面傾斜度等參數，并計算出最適合的側傾角，自動地控制雙平行四連桿機構，調整車輪和車身的傾斜方向和角度，利用地面對車輛的支持力在向心方向的分力，為車輛轉彎提供更大的向心力。 該系統(tǒng)可以很好地提高車輛的轉彎性能，不僅大大減小車輛的轉彎半徑，而且非常有利于車輛高速轉彎。由于車身的傾斜，使得乘員所受外力始終垂直車輛向下，使車輛轉彎時的舒適性大為提高。傾斜轉彎方式使得本車在轉彎時比普通汽車擁有了更大的立地面積，降低了車體側翻的危險。 經實際測試，該系統(tǒng)能夠有效地控制車體傾斜，響應時間少于0.1S，傾斜度計算精確到0.1°，控制誤差小于1°，最大側傾角可達32°。安全模式會在危險狀況下自動開啟，以保護人員和車輛。此外，系統(tǒng)還擁有程序錯誤診斷以及自我修復功能，極大地提高了系統(tǒng)的安全性。 該作品的設計完全由學生耗費1年多時間獨立完成，成果具有完全自主知識產權。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 本系統(tǒng)為提高車輛在轉彎過程中的安全性、舒適性，增強車輛對地面的適應性，減小轉彎半徑，減小轉彎時的能量損失，防止車輛側翻而設計。 本系統(tǒng)通過對汽車轉彎安全的分析，運用懸掛的自動傾斜控制（ATC）系統(tǒng)，改變汽車轉彎時的傾斜度，利用地面對車輛的支持力在向心方向的分力，為車輛轉彎提供向心力。 關鍵技術: Active Tilt Control自動傾斜控制技術、雙平行四連桿平行控制技術、雙平行四連桿消除側滑量技術、NARROW式懸掛系統(tǒng)、路面傾斜自適應技術、獨立懸架設計、PWM控制技術、AVR單片機、高速運算算法設計、非接觸精確測速。 主要技術指標： 轉向角測量精度：<0.1° 加速度計算精度：<0.01N/kg 車身準確傾斜度：<0.5° 是否考慮路面傾斜：是 運算速度：8M/S 反應周期：<0.005S 液晶顯示語言：中文 安全模式：有 安全模式工作方式：限制操作+警報 安全模式反應時間：<0.05S 最小轉彎半徑：4.4m 最大側傾角：33° 最大向心加速度（無摩擦情況下）6.124m/S2 連桿機構角度變化范圍：32°-122°
科學性、先進性
- 該系統(tǒng)通過對汽車轉彎安全的分析，運用懸掛的自動傾斜控制（ATC）系統(tǒng)，改變汽車轉彎時的傾斜度，利用地面對車輛的支持力在向心方向的分力，為車輛轉彎提供向心力。 與現有車輛的轉彎系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)對地面的摩擦力需求較小，地面適應性增強；轉彎時受力均衡，對車輪系統(tǒng)的磨損降低；人員在車上感覺不到側甩造成的不適，舒適性增強；由于提高了地面對車輪的側向反作用力，使得車輛在同樣的地面上可以獲得更大的向心力，從而大大減小了車輛的轉彎半徑，也使得車輛的極限轉彎性能大為提高，提高了車輛的安全性。同時，汽車可在高速過彎時無須急劇剎車降低車速，可以減少能源消耗。 雙平行四連桿控制及消除側滑量技術將車輛側傾轉彎時的側滑量的絕大部分消除。 采用單片機控制電機-絲桿構成的執(zhí)行機構,實現行駛車輛傾斜控制，響應速度快，操作性好、靈活度高，結構輕巧、成本低廉。 采用獨立的運算控制器（AVR），運算速度達到8M/S。響應速度快、運算準確，有更好的靈活性。
獲獎情況及鑒定結果
- 2008年廣東省電子設計競賽“廣新東方杯”汽車電子專題競賽 廣東省教育廳主辦 一等獎 2009年 第十屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽 廣東省團委主辦 一等獎 2009年 “挑戰(zhàn)杯”校內大學生課外學術科技作品競賽 校團委主辦 二等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
作品可展示的形式
- 實物、產品、模型、現場演示、圖片、錄像、樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 應用ATC（自動傾斜控制技術）的車輛，基于其獨特的懸架結構，在轉彎側傾時，利用地面對車輛的支持力在向心方向的分力，增大轉彎所需的向心力。轉彎時速度越快，其車體傾斜越大，車體側傾所提供的向心力也越大。 本系統(tǒng)采用外露式懸掛系統(tǒng)，搭配可以在彎道中自動依照向心加速度進行傾斜的車身結構，使得車輪在彎道上始終保持同直線行駛時與地面接觸的面積，這樣一來汽車可在高速過彎時無須降低車速。同時，像摩托車一樣用自身的傾斜去抵消轉向時的離心作用的設計使得駕駛者的舒適性大為提高。 國內暫時還沒有此類汽車的相關報道，但是其卓越的高速轉彎性能、更好的安全性和舒適性等優(yōu)點，使其擁有了極其強大的市場競爭力。 本類產品目前的市場占有率幾乎為零，有廣闊的市場空間。因此吸引了包括梅塞德斯-奔馳、意大利APRILIA機車、TVG等大公司爭相開發(fā)。如果先于以上公司推出量產版的產品（無論是在國內還是在國外），不僅可以搶占本類汽車的市場，還可以大大擴大生產商的影響力。
同類課題研究水平概述
- 奔馳公司于1997年法蘭克福車展上推出了一款Vision F300 Life Jet三輪概念車。 F300車長3950毫米，寬1730毫米，高1530毫米，最高時速211km/h。F300最核心的技術就是ATC（Active Tilt Control自動傾斜控制技術）。系統(tǒng)由電力系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)和機械系統(tǒng)組成，通過傳感器采樣行駛狀態(tài)和路面情況，單片機對偏航角度，縱向車速，加速度，方向盤轉向角和前輪液壓氣缸的位置都可自動進行調整。類似摩托車，在過彎時速度越快，側傾越大。 除此之外，還有阿納海姆AFVI大展上展出的那羅概念車，同樣是運用了主動傾斜技術，那羅車通過計算車速和轉彎角度，會自動調整輪胎和車身的傾斜方向和角度。 2008年Automotive X Prize大賽中，出現了一款可在彎道車身傾斜的四輪小車TVA Gazelle，成為了矚目的焦點.TVA原廠表示，這輛概念車與傳統(tǒng)汽車采用一樣的四輪配置。類似于賽車的外露式懸吊結構，搭配可以在彎道中自動依照離心力與加速度進行傾斜的車身結構，使得車輪在彎道上始終保持同直線行駛時與地面接觸的面積，這樣TVA在高速過彎時無須降低車速。 國內暫時還沒有此類汽車的相關報道。
