通过电动机转矩制动的车辆和控制车辆的方法技术

一种在制动时能够通过电动机转矩容易地控制速度下降率的车辆，其中车辆动力系统包括，例如，发动机（１０），电动机（２０），液力变矩器（３０），变速箱（１００），和轴（１７），它们全部串联，变速箱是能够通过控制控制单元（７０）转换传动比来改变传递的转矩的机构。操作者可通过操作位于驾驶室内的变速杆来指示通过动力源的速度下降率，控制单元参照规定的图设置电动机转矩和传动比的组合以使得能够实现指示的速度下降率，并且在制动时根据部分等于加速踏板间隙的下压量修正速度下降率。从而，可容易地精确控制通过动力源制动获得的速度下降率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可通过电动机和利用摩擦力的机械制动进行制动的车辆，并且还涉及控制这种车辆的方法。更具体地，本专利技术涉及通过电动机制动以获得可任意调整的速度下降率的车辆，并且还涉及实现这种制动的控制方法。
技术介绍
已建议了一种将带有作为动力源的发动机和电动机的混合车辆的车辆。例如，在日本专利公报No.9-37407中公开的混合车辆还具有一电动机，该电动机串联置于通常车辆动力系统中的发动机和变速箱之间，其中发动机的输出轴通过变速箱与传动轴连接。这种布置方式使得混合汽车可由作为动力源的发动机和电动机驱动。通常在车辆起动时发动机燃料消耗量太大。为避免这种燃料消耗量大的驱动，混合车辆利用电动机的动力起动。当车辆的速度达到预定水平时，混合车辆起动其发动机，随后利用发动机的动力进行驱动。从而混合车辆改善了起动时的燃料消耗。混合车辆使电动机将传动轴的旋转再生为电能，这种情况可用于制动(后面将这种制动称为再生制动)。混合车辆进行再生制动并从而使动能可被没有明显损失地利用。这种特性可取地改善了混合车辆的燃料消耗。在车辆中有两种不同型式的制动。一种制动过程是根据制动踏板的启动将制动衬片压在传动轴上，以向轴施加摩擦力(后面称为车轮制动)。另一种制动过程使动力源向传动轴施加载荷，象发动机制动(后面称为动力源制动)。混合车辆利用作为动力源制动的发动机制动和再生制动，其中发动机制动是基于发动机泵动损失的，再生制动是由电动机再生载荷产生的。动力源制动不需要驾驶员将脚位置从加速踏板转换到减速踏板以进行制动。为增强动力源制动的有效性，可取的是能任意设置驾驶员要求的速度下降率。发动机制动根据发动机速度产生基本固定的速度下降率，除非改变了进气阀和排气阀的开关正时。为通过发动机制动获得希望的速度下降率，要求驾驶员操纵变速杆以改变变速箱的传动比并从而改变动力源转矩与输出到传动轴的转矩输出的比率。另一方面，电动机再生制动的优点是能够较容易地控制再生载荷，这就导致可较容易地控制速度下降率。从这个观点看，在日本专利公报No.9-37407中公开的混合车辆控制电动机的再生速度下降率，以获得由驾驶员设置的希望的速度下降率。但是，现有技术的混合车辆要求特定的操作以改变速度下降率的设置。动力源制动不能很容易地获得驾驶员希望的速度下降率，从而没有被足够有效地使用。根据车辆的行驶状态要求的速度下降率是经常变化的。在现有技术的混合车辆中，实现速度下降率的变化不能充分地跟随要求的速度下降率的变化。即现有技术混合车辆难以精细调整速度下降率。在现有技术混合车辆中，速度下降率只有被设置在电动机再生载荷的可变范围内。在某些情况下，混合车辆不能充分地获得驾驶员要求的速度下降率。不足的速度下降率特别是出现在车辆高速行驶时。利用车轮制动补偿不足的速度下降率破坏了动力源制动的优点，即在不改变脚位置的情况下所进行的制动。车轮制动使车辆的动能被以热能形式消耗掉，从而破坏了混合车辆有效利用能源的优点。在现有技术的车辆中，可通过操纵变速杆以改变变速箱传动比来获得高的速度下降率。但是在这种情况下，速度下降率随变速杆的操作剧烈变化，这会导致行驶状况变差。上述问题不仅出现在用发动机和电动机作为动力源的混合车辆中，而且还出现在任何利用电动机转矩制动的车辆中。该问题还存在于这样的车辆中，即车辆的电动机在行驶中不是作为动力源，而是用于进行再生制动。本专利技术的公开因此，本专利技术的一个目的是提供一车辆和控制这种车辆的方法，该车辆在利用电动机转矩制动过程中通过相容的操作容易地调整速度下降率，这不会使驾驶员感觉不适。本专利技术的另一个目的是提供一种车辆，该车辆能根据驾驶员的指令在大的可能设置范围内平滑调整速度下降率，以及获得这种制动的控制方法。本专利技术采用下列布置方式以获得至少一部分上述目的及其它相关目的。因此，本专利技术涉及这样一种车辆，即其在行驶时通过操作加速器单元调整从动力源向传动轴的动力输出。车辆包括能够向传动轴施加制动力的电动机；测量加速器单元操作量的减速单元；目标速度下降率设置单元，当观察到的加速器单元操作量不大于预定水平时，该单元根据操作量和速度下降率之间的预设关系，设置对应于观察到的操作量的车辆目标速度下降率；电动机驱动状态规定单元，其规定电动机目标驱动状态以向传动轴施加需要的制动力，以获得速度下降率的设置；控制单元，其控制要被以目标驱动状态驱动的电动机，以制动车辆。电动机的目标驱动状态是用各种不同的驱动状态相关参数规定的，例如，目标转矩，电动机再生的电能量，流经电动机的电流值。在本专利技术的车辆中，目标速度下降率是相应于观察到的加速器单元操作量来设置的。车辆是用目标速度下降率设置值进行制动控制的。操纵加速器单元以规定需要从动力源输出的动力的大小。加速器单元通常具有称为间隙的操纵容限。当加速器单元的操作量足够小到位于间隙范围内时，加速器单元不起作用去规定输出动力的大小。本专利技术的车辆使驾驶员能够根据在该间隙范围内的加速器单元操作量设置目标速度下降率。因此，该布置方式允许驾驶员在行驶过程中容易地调整速度下降率而不会感到任何不相容性。加速器单元是在行驶过程中被常常操作的操纵单元。因此，本专利技术的车辆确保对目标速度下降率的调整，其很好地跟随随车辆行驶状态变化改变的要求的速度下降率，同时有利地允许精细调整目标速度下降率。本专利技术的原理不局限于根据在间隙范围内的加速器单元操作量设置目标速度下降率。操作量的预定水平可设置为超过间隙范围的值。在本专利技术的车辆中，被操纵以规定所需动力的变化的加速器单元也用于设置目标速度下降率。对使冲突的指令能相容，根据加速器单元的操作范围，在所需输出动力大小的规定值和目标速度下降率设置值之间改变被实施的指令。这种布置方式保证了上述本专利技术的效果。因此，操作量的预定水平不局限于间隙的范围，而是可以被设置在适合所需动力规定值和目标速度下降率设置值的任何范围内。下面详细地解释了布置方式的优点，即允许根据加速器单元的操作设置目标速度下降率。加速器单元通常构造为加速踏板。根据加速踏板下压量的减少实现利用电动机转矩的制动控制。当下压量的减少不能提供相应于驾驶员要求的希望的速度下降时，驾驶员踩制动踏板以实现车轮制动并从而提高速度下降率。这需要将脚的位置从加速踏板移到制动踏板上。减速后的加速需要再一次将脚的位置从制动踏板移到加速踏板上。这种脚位置的频繁移动使车辆可操纵性变坏。但是，在本专利技术的车辆中，如上所述，对应驾驶员要求的希望的速度下降率是根据加速踏板减少的下压量获得的。因此，驾驶员可使车辆制动并在减速后立即使车辆重新加速，而不用在加速踏板和制动踏板之间移动脚的位置。改变加速踏板的踩踏量允许精细调整速度下降率。因此，本专利技术的布置方式明显地改善了车辆的可操作性。上面的描述是关于构造成加速踏板的加速器单元的。但是，上述优点不局限于如踏板的这种构造。发动机制动施加对应车辆速度的几乎明确固定的速度下降率。需要特殊的机构以改变动力源制动的速度下降率；例如，改变车辆进气阀和排气阀开关正时的机械。另一方面，通过电动机获得的速度下降率可相当容易地进行调整并具有较高的响应。基于电动机制动制动控制的这些优点，本专利技术的车辆获得了对应驾驶员要求的希望的速度下降率。本专利技术的车辆还在能量效率方面具有优点。车轮制动通常通过传动轴与制动垫片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆，该车辆在行驶的同时，通过操作加速器单元调整从动力源向驱动轴输出的动力，所述车辆包括： 一电动机，其能够向所述驱动轴施加制动力； 一检测单元，其测量所述加速器单元的操作量； 一目标速度下降率设置单元，当观察到的所述加速器单元的操作量不大于预定水平时，其根据操作量和速度下降率之间的关系设置对应观察到的操作量的所述车辆的目标速度下降率； 一电动机驱动状态规定单元，其规定所述电动机的目标驱动状态以向所述驱动轴施加需要的制动力，以获得目标速度下降率的设置； 一控制单元，其控制要被以目标驱动状态驱动的所述电动机，以制动所述车辆。

【技术特征摘要】
JP 1999-2-8 30019/991.一种车辆，该车辆在行驶的同时，通过操作加速器单元调整从动力源向驱动轴输出的动力，所述车辆包括一电动机，其能够向所述驱动轴施加制动力；一检测单元，其测量所述加速器单元的操作量；一目标速度下降率设置单元，当观察到的所述加速器单元的操作量不大于预定水平时，其根据操作量和速度下降率之间的关系设置对应观察到的操作量的所述车辆的目标速度下降率；一电动机驱动状态规定单元，其规定所述电动机的目标驱动状态以向所述驱动轴施加需要的制动力，以获得目标速度下降率的设置；一控制单元，其控制要被以目标驱动状态驱动的所述电动机，以制动所述车辆。2.根据权利要求1中所述的车辆，其特征在于，由所述目标速度下降率设置单元参考的预定关系随操作量的减少增加速度下降率。3.根据权利要求2中所述的车辆，其特征在于，由所述目标速度下降率设置单元参考的预定关系与操作量成反比地减少速度下降率。4.根据权利要求1中所述的车辆，其特征在于，在基本对应零操作量的特殊状态所述目标速度下降率设置单元参考的预定关系给出的速度下降率明显大于其它状态的速度下降率。5.根据权利要求1中所述的车辆，所述车辆还包括一制动机构，其利用机械摩擦力，其中，由所述目标速度下降率设置单元参考的预定关系是根据所述制动机构的操作状态规定的，这样在所述制动机构的操作状态通过所述电动机获得的速度下降率大于非操作状态的速度下降率。6.根据权利要求1中所述的车辆，所述车辆还包括一车速检测单元，其测量所述车辆的车速，其中，所述目标速度下降率设置单元根据观察到的操作量和观察到的车速设置目标速度下降率。7.根据权利要求1中所述的车辆，所述车辆还包括一变速箱，其能够在施加制动力的过程中从多个不同传动比中选择一个传动比，并且置于所述电动机和所述驱动轴之间；一选择单元，其选择目标传动比以通过所述电动机的转矩获得目标速度下降率；一变速控制单元，其控制所述变速箱以实现目标传动比。8.根据权利要求7中所述的车辆，其特征在于，所述目标速度下降率设置单元根据观察到的操作量和目标传动比设置目标速度下降率。9.根据权利要求8中所述的车辆，其特征在于，由所述目标速度下降率设置单元参考的预定关系是这样规定的，即使得在所述变速箱的固定传动比可以有对应操作量的可变速度下降率范围。10.根据权利要求1中所述的车辆，所述车辆备有所述电动机和发动机作为动力源。11.根据权利要求1中所述的车辆，所述车辆还包括一操纵单元，其独立于所述加速器单元，并在利用所述电动机进行制动控制的过程中允许所述车辆的驾驶员规定希望的速度下降率；一改变单元，其响应所述操纵单元的操作，根据所述加速器单元的操作量改变所述车辆的目标速度下降率的设置范围。12.根据权利要求11中所述的车辆，其特征在于，所述操纵单元包括第一开关和第二开关，其中第一开关在增加速度下降率的方向上以阶梯方式转换设置范...

【专利技术属性】
技术研发人员：田端淳，多贺丰，中村诚志，天野正弥，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]