CN107225998A - 电动车辆的控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电动车辆的控制装置，包括：信息获取部分，获取与电动车辆的行驶模式的切换控制相关的信息以及上坡道路的坡度的信息；平衡驱动力计算部分，确定电动车辆在电动机行驶模式下在上坡道路上停车，并计算抵抗使电动车下滑的下滑力的平衡驱动力(F)；温度变化估计部分，估计电动机的温度(Tm)和逆变器的温度(Ti)的变化；时间计算部分，计算直至电动机的温度达到电动机侧上限允许温度(TmL)的可驱动时间(tm)以及直至逆变器的温度达到逆变器侧上限允许温度(TiL)的可加电时间(ti)；以及模式切换部分，将电动机行驶模式切换至另一行驶模式。

Description

电动车辆的控制装置

技术领域

本公开涉及一种能够切换包括电动机行驶模式的多个模式的电动车辆的控制装置，更具体地，涉及一种在电动机行驶模式下的车辆在上坡道路上停车时的控制。

背景技术

在包括发动机和电动机作为驱动源的混合动力车辆中，通常，使用多种行驶模式，并且确保舒适的驾驶操作和良好的燃料经济性。典型地，其中仅电动机作为驱动源的电动机行驶模式通常用于低速行驶，而发动机行驶模式通常用于高速行驶。另外，例如，在发动机和电动机作为驱动源的混合动力模式下，在陡峭的上坡道路上，发动机和电动机的驱动力被相加。此外，在混合动力车辆中，在制动过程中，电动机被用作发电机，并且通过执行再生发电来对电池充电。上面描述的行驶模式的切换控制等由电子式混合动力车辆的控制装置来自动地执行。

当在上坡道路上临时地使混合动力车辆停车时，期望快速地启动的驾驶员操作加速踏板而不操作制动踏板，并利用电动机行驶模式的驱动力来使车辆停车。在这种情况下，从电动机输出抵抗使车辆在上坡道路上下滑的下滑力的平衡的驱动力并且保持了停车状态。另外，由于电动机在不旋转的情况下输出驱动力，所以输入的电能大部分转换为热能，使得温度快速地上升。在JP2015-6854A(参考文献1)中公开了一种当在电动机行驶模式下在上坡道路上停车时用于估计电动机的温度上升的技术示例。

参考文献1中公开的电子控制装置包括用于确定混合动力车辆是否在电动机行驶模式下在上坡(上坡道路)上处于停车状态的装置、用于基于获得的物理量来估计电动机的温度到达温度上限的余裕时间的装置、以及用于在余裕时间达到预先设置的预定时间的情况下将模式从电动机行驶模式切换至至少使用发动机的行驶模式的装置。因此，估计直到电动机的温度到达温度上限的余裕时间并且在电动机的驱动力被限制之前驱动发动机，从而提高了燃料经济性同时抑制了车辆在上坡道路上的下滑。

然而，在参考文献1中公开的技术中，基于由传感器获得的瞬时温度来获得每单位时间的温度上升量，并且按照温度连续地线性上升来计算剩余时间。因此，即使在电动机的温度上升实际上显示出饱和的趋势并且不超过温度上限的情况下，发动机也被驱动，而这导致燃料经济性下降的缺点。另外，在JP2015-6854A中公开的技术中，仅基于发动机的温度来确定车辆是否在电动机行驶模式下在上坡道路上停车。因此，需要一些测量来防止逆变器达到高温。

另外，上面描述的问题不限于混合动力车辆，而是普遍存在于具有多种行驶模式的电动车辆中。即，上面描述的问题普遍存在于切换多个电动机的驱动的电动车辆、在电动机的输出侧包括变速器并通过切换档位(gear stage)来调节驱动力的电动车辆等电动车辆中。

发明内容

因此，需要一种电动车辆的控制装置，其中通过电动机行驶模式在上坡道路上实现车辆的停车并同时防止电动机或逆变器的高温。

本公开的一方案涉及一种电动车辆的控制装置，包括：电动机，可旋转地驱动驱动轮；逆变器，通过控制流经电动机的电流来调整输出的驱动力；以及控制装置，执行控制以使电动车辆在电动机行驶模式下在上坡道路上停车，所述电动车辆能够切换包括仅利用电动机作为驱动源来行驶的电动机行驶模式的多个行驶模式。所述控制装置包括：信息获取部分，获取与电动车辆的行驶模式的切换控制相关的信息以及上坡道路的坡度的信息；平衡驱动力计算部分，根据获取的信息确定电动车辆在电动机行驶模式下在上坡道路上停车，并计算从电动机输出的抵抗使电动车在上坡道路上下滑的下滑力的平衡驱动力；温度变化估计部分，基于计算的平衡驱动力以及温度上升的饱和性质来估计电动机的温度变化和逆变器的温度变化；时间计算部分，根据估计的温度变化，计算直至电动机的温度达到设定电动机侧上限允许温度的可驱动时间以及直至逆变器的温度达到设定逆变器侧上限允许温度的可加电时间；以及模式切换部分，如果可驱动时间和可加电时间中的较小的那个等于或小于预定时间，则将电动机行驶模式切换至另一行驶模式。

利用该构造，能够估计电动机和逆变器的温度的变化，并且基于平衡驱动力和温度上升的饱和性质来计算可驱动时间和可加电时间。因此，能够实现使车辆在电动机行驶模式下在上坡道路上停车直至预定时间的限制。另外，当达到预定时间的限制时，电动机行驶模式被切换至另一行驶模式，并且电动机的驱动力下降。因此，由于电动机和逆变器的热产生量降低，所以能够防止电动机和逆变器的高温。

根据本公开的该方案的电动车辆的控制装置可以被配置为使温度变化估计部分估计随着时间流逝一起变化的电动机的瞬时温度和在经过长时间之后的电动机的饱和温度以及随着时间流逝一起变化的逆变器的瞬时温度和在经过长时间之后的逆变器的饱和温度，并且使时间计算部分根据电动机的瞬时温度和饱和温度中的至少一个计算可驱动时间并根据逆变器的瞬时温度和饱和温度中的至少一个计算可加电时间。

根据本公开的该方案的电动车辆的控制装置可以被配置为使温度变化估计部分使用估计等式或表格的映射，所述估计等式使用电动机和逆变器的当前温度的估计值以及平衡驱动力，电动机和逆变器的当前温度的估计值以及平衡驱动力是所述表格中的参数。

根据本公开的该方案的电动车辆的控制装置可以被配置为使与电动车辆的行驶模式的切换控制相关的信息包括车重、载重、驱动轮的轮胎尺寸、驱动轮的滚动阻力的物理量、与电动机的当前温度相关联的温度、与逆变器的当前温度相关联的温度、当前行驶模式、以及当前车速中的至少一个信息。

根据本公开的该方案的电动车辆的控制装置可以被配置为使其在考虑电动机和逆变器的温度上升的情况下设置电动机侧上限允许温度和逆变器侧上限允许温度，所述温度上升对应于在保持电动机行驶模式的情况下启动电动车辆时的驱动力增加。

根据本公开的该方案的电动车辆的控制装置可以被配置为进一步包括启动模式切换部分，其使电动车辆能够在下述情况下通过将电动机行驶模式切换至另一行驶模式来启动，即，在假定电动车辆将在保持电动机行驶模式的情况下启动，在电动机和逆变器中产生对应于在启动过程中的驱动力增加的温度上升，因而存在电动机的温度超过电动机侧上限允许温度的可能的情况下，或者在存在逆变器的温度超过逆变器侧上限允许温度的可能的情况下。

根据本公开的该方案的电动车辆的控制装置可以被配置为使模式切换部分中的预定时间被设置为等于或大于用于将电动机行驶模式切换至另一行驶模式所需的切换持续时间。

根据本公开的该方案的电动车辆的控制装置可以被配置为进一步包括：温度下降估计部分，在模式切换部分将电动机行驶模式切换至另一行驶模式之后，估计电动机的温度的下降和逆变器的温度的下降；以及电动机行驶模式恢复部分，当估计的电动机的温度降低至等于或小于电动机侧恢复允许温度并且估计的逆变器的温度下降至等于或小于逆变器侧恢复允许温度时，使所述另一行驶模式返回至所述电动机行驶模式，电动机侧恢复允许温度低于电动机侧上限允许温度并且逆变器侧恢复允许温度低于逆变器侧上限允许温度。

附图说明

通过下面参照附图进行的详细描述，本公开的上述和其它特征和优点将变得更加清楚，在附图中：

图1是示意性地示出应用了实施例1的电动车辆的控制装置的混合动力车辆的驱动装置的整体构造的图；

图2是描述实施例1的电动车辆的控制装置的控制过程的过程流程图；

图3是示出根据平衡驱动力估计电动机的温度变化的示例的曲线图；

图4是示出根据平衡驱动力估计逆变器的温度变化的示例的曲线图；

图5是示出电动机行驶模式被切换至另一行驶模式的情况的时序流程的图；

图6是示出根据上坡道路的坡度角而改变的控制装置的控制示例的时序流程的图；

图7是描述实施例2的电动车辆的控制装置的控制操作的处理流程图；以及

图8是描述实施例3的电动车辆的控制装置的控制操作的处理流程图。

具体实施方式

将参照图1至图6描述本公开的实施例1的电动车辆的控制装置1。作为电动车辆，可以以包括发动机2和电动机5作为驱动源的混合动力车辆作为示例。电动车辆包括具有主电动机和辅电动机作为驱动源的电动汽车，以及具有电动机和串联地连接到驱动源的变速器并切换多个档位的电动汽车等。图1是示意性地示出应用了实施例1的电动车辆的控制装置1的混合动力车辆的驱动装置的整体构造的图。在图1中，粗实线表示装置之间的机械连接(驱动力的传输路径)，虚线箭头表示控制信号和检测信号的流，单点划线箭头表示电力的流。

如图1中所示，混合动力车辆的驱动装置由按照如下次序串联地设置的发动机2、离合器3、自动变速器4、电动机5和差速装置7构成。差速装置7的输出侧是分支的，并且可旋转地连接到左侧驱动轮8L和右侧驱动轮8R。本实施例的电动车辆的控制装置1控制从发动机2至电动机5的装置。对发动机2、电动机5以及驱动轮8L和8R的放置没有限制，并且车辆可以是FF车辆、FR车辆和RR车辆中的任意一种。另外，车辆可以是通过修改电动机5的输出侧之后的输出侧而获得的4轮驱动式的混合动力车辆。

发动机2通过输出轴21输出驱动力。发动机2是使用诸如汽油或柴油燃料的碳氢类液体燃料的汽油发动机或柴油发动机，或者是使用诸如天然气或丙烷气的碳氢气体燃料的气体发动机等。除了输出轴21之外，发动机2具有节气门22、燃料喷嘴23、转速传感器24和冷却剂温度传感器25等。

离合器3使输入侧构件31和输出侧构件32可旋转地连接，以能够使它们之间连接或断开。输入侧构件31可旋转地连接到发动机2的输出轴21。输出侧构件32可旋转地连接到自动变速器4的输入轴41。离合器3具有致动器33，以使其能够通过驱动输入侧构件31和输出侧构件32中的至少一个来连接或断开输入侧构件31和输出侧构件32。离合器3还具有测量离合器行程量的行程传感器34。

自动变速器4在输入轴41和输出轴42之间切换多个齿轮比。作为自动变速器4，可以以行星齿轮式自动变速器或平行双轴式自动变速器为例，但是自动变速器4不限于这些示例。自动变速器4具有致动器43，以执行齿轮比的切换操作。自动变速器4还在输入轴41的附近具有转速传感器44。

电动机5将驱动力输出至差速装置7而不通过离合器3。作为电动机5，可以以三相同步电动机为例，在该三相同步电动机中能够进行利用电输入来输出驱动力的驱动模式和利用驱动力输入来发电的电力模式的切换。电动机5由主轴51、转子和定子(未示出)形成。主轴51可旋转地连接到自动变速器4的输出轴42，并且还可旋转地连接到差速装置7的输入轴71。围绕主轴51一体地提供具有永磁体的转子。另一方面，具有定子线圈的定子固定在壳体侧上。

逆变器52和电池54被附于电动机5。逆变器52将从电池54供应的DC电力变换为AC电力并将AC电力供应至定子线圈。因此，电动机5从主轴51输出驱动力。另外，在制动过程中，驱动力从驱动轮8L和8R输入到主轴51中，并且电动机5执行再生发电。此外，在行驶过程中，驱动力从发动机2输入到主轴51，并且电动机5可以执行发电。逆变器52将通过电力从定子线圈输出的AC电力变换为DC电力并将DC电力供应到电池54。因此，电池54被充电。当逆变器52不工作时，主轴51简单地作为传动轴。逆变器52由冷却液冷却，并且设置冷却液温度传感器53。

控制装置1控制混合动力车辆的驱动装置。控制装置1是具有CPU并且通过软件来操作的电子控制装置。控制器1控制发动机2的节气阀22和燃料喷嘴23，并从转速传感器24和冷却剂温度传感器25接收检测信号。控制装置1控制离合器3的致动器33并从行程传感器34接收检测信号。控制装置1控制自动变速器4的致动器43并从转速传感器44接收检测信号。控制装置1控制逆变器52的双向电力转换功能并从冷却液温度传感器53接收检测信号。

控制装置1从左轮速传感器61L和右轮速传感器61R接收左轮速和右轮速的检测信号。另外，控制装置1从检测发动机舱(电动机5被装配在发动机舱中)内部的温度的温度传感器62接收检测信号。另外，控制装置1从检测制动踏板63的操作量的制动传感器64和检测加速踏板65的操作量的加速传感器66的每个接收每个检测信号。

另外，与混合动力车辆的行驶模式的切换相关的一些信息被储存在附连于控制装置1的存储器11中。作为这样的信息，可以以车重WB、驱动轮8L和8R的轮胎尺寸Dd、驱动轮8L和8R的滚动阻力的物理量Rd等作为示例。作为示例的信息是不随时间变化的恒定信息，但是可变的信息可以被包括在与行驶模式的切换控制相关的信息中。

控制装置1针对混合动力车辆的驱动装置的控制执行行驶模式的切换控制。作为行驶模式，可以以电动机行驶模式、发动机行驶模式、混合动力行驶模式这三种作为示例。在电动机行驶模式中，控制装置1停止发动机2、切断离合器3并且使车辆仅通过电动机5的驱动力行驶。在发动机行驶模式中，控制装置1使发动机2旋转，使离合器3接合，使电动机5停止，并且使车辆仅通过发动机2的驱动力行驶。在混合动力行驶模式中，控制装置1使发动机2旋转，使离合器3接合，还使电动机5旋转，并且使车辆在能够一起使用发动机2和电动机5的驱动力的情况下行驶。

接下来，将描述实施例1的电动车辆的控制装置1的控制操作。当混合动力车辆在电动机行驶模式下在上坡道路上停车时，控制装置1执行控制。具体地说，控制装置1执行电动机5和逆变器52的温度监控，并且如果必要则控制电动机行驶模式的切换。图2是描述实施例1的电动车辆的控制装置1的控制过程的处理流程图。控制装置1以恒定的控制循环间隔重复地执行该处理流程。

在图2的步骤S1中，控制装置1获取与混合动力车辆的行驶模式的切换控制相关的信息。也就是说，控制装置1从存储器11获取车重Wb、轮胎尺寸Dd以及滚动阻力的物理量Rd。另外，控制装置1从左轮速传感器61L和右轮速传感器61R接收每个检测信号。因此，控制装置1能够计算混合动力车辆的当前车速。

另外，控制装置1能够通过接收来自温度传感器62的检测信号来检测发动机舱(电动机5被装配在发动机舱中)内部的温度。发动机舱内部的温度对应于使电动机5散热的环境温度。另外，控制装置1把握流经过电动机5的电流的历史。此外，预先了解电动机5的热特性，例如热容量、热产生特性以及散热特性。因此，控制器1基于发动机舱内部的温度获得热产生量，基于发动机舱内部的温度获得散热量，估计温度变化的历史，并能够估计电动机5的当前温度Tm1。

另外，控制装置1可以通过从冷却液温度传感器53接收检测信号来检测逆变器52的冷却液的温度。冷却液的温度对应于逆变器52的冷却的参考温度。另外，流经逆变器52的电流与流经电动机5的电流匹配。另外，预先了解逆变器52的热特性，例如热容量、热产生特性以及散热特性。因此，控制装置1基于电流历史获得热产生量，基于冷却液的温度获得散热量，估计温度变化的历史，并能够估计逆变器52的当前温度Ti1。

接下来，在步骤S2中，控制装置1获取载重Ws，载重Ws通过组合乘坐混合动力车辆的人员以及装载在混合动力车辆上的货物来获得。载重Ws可以通过提供例如负载传感器来获得。另外，载重Ws可以通过如JP2001-304948A中所示的计算方法来获得。简言之，该计算方法是这样的方法：如果在行驶过程中出现的加速度相对较大，则载重Ws小；如果加速度相对较小，则载重Ws大。此外，在简单安全方面的计算方法中，混合动力车辆中规定的最大载重可以被用作载重Ws。

接下来，在步骤S3中，控制装置1获取表示上坡道路的坡度的坡度角A的信息。例如，坡度角A可以通过提供能够检测重力加速度的方向的加速度传感器来检测。另外，控制装置1可以从安装在车辆上的导航装置获得车辆的当前位置的坡度。

接下来，在步骤S4中，首先，控制装置1确定是否满足“车辆在电动机行驶模式下在上坡道路上停车”的先决条件。由于控制装置1控制其自身的行驶模式，所以控制装置1能够容易地确定是否处于电动机行驶模式，并且能够识别制动踏板63未***作。另外，控制装置1能够基于在步骤S3中获得的坡度角A的信息来确定是否为上坡道路。另外，控制装置能够基于通过计算获得的车速来确定混合动力车辆是否停车。在先决条件未满足的情况下，控制装置1通过省略其后的每个步骤来完成该处理流程。

如果满足了该先决条件，则控制装置1利用下面的表达式(表达式1)来计算平衡驱动力F。其中，g表示重力加速度。

F＝g×{(Wb+Ws)×sinA+Rd} (表达式1)

平衡驱动力F是从电动机5输出的抵抗导致混合动力车辆在上坡道路上下滑的下滑力的驱动力。

接下来，在步骤S5中，控制装置1根据平衡驱动力F来估计电动机5的温度Tm的变化。在混合动力车辆在上坡道路上停车时，平衡驱动力F基本保持恒定值，并且电动机5的每单位时间的热产生量也变为基本恒定的值。因此，控制装置1能够基于电动机5的热特性和热产生量来估计在经过一段长时间之后的饱和温度TmF。

另外，理论上，随着时间流逝而变化的电动机5的瞬时温度Tm(使用与温度Tm相同的标号)由使用电动机5的当前温度Tm1与饱和温度TmF以及热时间常量的估计等式来表达，其中该热时间常量是电动机5的热特性的一个要素(component)。因此，控制装置1能够利用表示温度上升的饱和特性的估计等式来估计电动机5的瞬时温度Tm的变化。另外，控制装置1可以不使用该估计等式，而是利用表格形式(电动机5的当前温度Tm1的估计值与平衡驱动力F是该表格中的参数)的映射来估计瞬时温度Tm的变化。

图3是示出根据平衡驱动力F来估计电动机5的温度Tm变化的示例的曲线图。在图3中，水平轴表示从当前时间t1流逝的时间t，竖直轴表示电动机5的估计温度Tm。另外，实线的曲线表示平衡驱动力FL1大的情况，单点划线的曲线表示平衡驱动力FS1小的情况。在平衡驱动力FL1大的情况下，与在平衡驱动力FS1小的情况下相比，电动机5的饱和温度TmF大。另外，在平衡驱动力FL1大的情况下，与在平衡驱动力FS1小的情况下相比，电动机5的瞬时温度Tm随时间上升更快。

接下来，在步骤S6中，控制装置1根据平衡驱动力F来估计逆变器52的温度Ti的变化。控制装置1也能够使用与电动机的估计方法相同的估计方法，即，使用表示温度上升的饱和特性的估计等式或者使用表格形式的映射的方法，来执行逆变器52的饱和温度TiF和瞬时温度Ti(使用与温度Ti相同的标号)的估计。

图4是示出根据平衡驱动力F来估计逆变器52的温度Ti的变化的示例的曲线图。图4的水平轴、竖直轴、实线以及单点划线的曲线以与图3中相同的显示方法来指示。在平衡驱动力FL2大的情况下，与在平衡驱动力FS2小的情况下相比，逆变器52的饱和温度TiF大。另外，在平衡驱动力FL2大的情况下，与在平衡驱动力FS2小的情况下相比，逆变器52的瞬时温度Ti随时间上升更快。此外，在图4的示例中，逆变器52的热时间常数小于电动机5的热时间常数。因此，与电动机5的瞬时温度Tm相比，逆变器52的瞬时温度Ti表现出在短时间内的饱和趋势。

接下来，在步骤S7中，控制装置1计算电动机5的可驱动时间tm。可驱动时间tm表示从当前时间t1开始直至电动机5的温度Tm达到电动机侧上限允许温度TmL的时间。图3中示出了预先设置的电动机侧上限允许温度TmL。在平衡驱动力FL1大的情况下，电动机5的温度Tm在时间t2达到电动机侧上限允许温度TmL。因此，可驱动时间tm是从当前时间t1到时间t2的时间。另一方面，在平衡驱动力FS1小的情况下，饱和温度小于电动机侧上限允许温度TmL，并且电动机5的温度Tm不会达到电动机侧上限允许温度TmL。因此，可驱动时间tm无限长。

接下来，在步骤S8中，控制装置1计算逆变器52的可加电时间ti。可加电时间ti表示从当前时间t1开始直至逆变器52的温度Ti达到逆变器侧上限允许温度TiL的时间。在图4中示出了预先设置的逆变器侧上限允许温度TiL。在平衡驱动力FL2大的情况下，逆变器的温度Ti在时间t3达到逆变器侧上限允许温度TiL。因此，可加电时间ti为从当前时间t1到时间t3的时间。另一方面，在平衡驱动力FS2小的情况下，饱和温度小于逆变器侧上限允许温度TiL，并且逆变器52的温度Ti不会达到逆变器侧上限允许温度TiL。因此，可加电时间ti无限长。

接下来，在步骤S9中，控制装置1比较可驱动时间tm与可加电时间ti的大小。在步骤S10或步骤S11中，控制装置1使可驱动时间tm和可加电时间ti中的较小的那一个成为可保持时间t(on)。可保持时间t(on)表示即使保持电动机行驶模式，电动机5的温度Tm和逆变器5的温度Ti也不会达到上限允许温度TmL和TiL的限制时间。

接下来，在步骤S12中，控制装置1比较可保持时间t(on)和预定时间t(th)的大小。预定时间t(th)被设置为等于或大于将电动机行驶模式切换至另一行驶模式所需的切换持续时间。优选地，除了直到离合器3连同发动机2的启动一起滑动的同时被接合的半离合状态的时间之外，还考虑余裕时间来设置预定时间t(th)。

在步骤S13中，在可保持时间t(on)大于预定时间t(th)的情况下，控制装置1保持电动机行驶模式。在步骤S14中，在可保持时间t(on)等于或小于预定时间t(th)的情况下，控制装置1将电动机行驶模式切换至发动机行驶模式或混合动力行驶模式。因此，消除或降低了电动机5的平衡驱动力F。因此，在电动机5和逆变器52中，热产生量减少，并且温度Tm和Ti的升高停止。

图5是示出电动机行驶模式被切换至另一行驶模式的情况的时序流程的图。图5的水平轴是共同经过的时间t，上面的曲线表示电动机5的温度Tm，中间的曲线表示逆变器52的温度Ti，下面的曲线表示行驶模式。在图5中，从当前时间t1到时间t6的逆变器52的可加电时间ti小于从当前时间t1到时间t7的电动机5的可驱动时间tm。因此，可加电时间ti成为可保持时间t(on)。相反，可以出现可驱动时间tm小于可加电时间ti并且可驱动时间tm成为可保持时间t(on)的情况。在当前时间t1，可加电时间ti大于预定时间t(th)，并且保持电动机行驶模式。

然后，当当前时间前进至时间t4时，从时间t4到时间t6的可加电时间ti4与预定时间t(th)相匹配。因此，控制装置1在时间t4发出模式切换命令。电动机行驶模式被实际切换至混合动力行驶模式的时间t5晚于时间t4但早于时间t6。因此，在时间t5之后，电动机5和逆变器52的温度Tm和Ti不上升，并且不超过上限允许温度TmL和TiL。因此，可靠地防止电动机5和逆变器52的高温。

另外，在考虑电动机5和逆变器52的温度上升的情况下设置电动机侧上限允许温度TmL和逆变器侧上限允许温度TiL，该温度上升对应于在保持电动机行驶模式的情况下启动混合动力车辆时的驱动力增加。具体地说，当在电动机行驶模式下在上坡道路上启动时，需要的驱动力大于在停止期间所需的驱动力。因此，电动机5和逆变器52的温度Tm和Ti瞬时快速地上升。考虑这种情况，电动机侧上限允许温度TmL和逆变器侧上限允许温度TiL被设置为降低瞬时快速地上升的温度的量。因此，即使在混合动力车辆启动时，电动机5和逆变器52也不会陷入高温状态。

图2的处理流程的步骤S1至步骤S3的处理功能对应于本公开的信息获取部分。相似地，步骤S4的处理功能对应于平衡驱动力计算部分，步骤S5和步骤S6的处理功能对应于温度变化估计部分。另外，步骤S7和步骤S8的处理功能对应于时间计算部分。另外，步骤S9至步骤S14的处理功能对应于模式切换部分。

接下来，图6是示出根据上坡道路的坡度角A而改变的控制装置1的控制示例的时序流程的图。图6的水平轴是共同经过的时间t，并且按时间序列示出了三个情况下的控制示例。按照下面的顺序，五条曲线从上开始分别表示上坡道路的坡度角A、平衡驱动力F、电动机5的温度Tm、电动机5的可驱动时间tm以及行驶模式。对于电动机5的温度Tm，利用单点划线表示随着时间流逝一起变化的瞬时温度Tm1、Tm2和Tm3。利用实线表示在经过长时间之后的饱和温度TmF1、TmF2和TmF3。另外，在控制示例中，省略了逆变器52的温度Ti以及可加电时间ti(温度Ti以及可加电时间ti的温度上升特性的限制以及上限允许温度均慢于电动机5)，因为它们不与控制实质性相关。

在图6的时间t11，混合动力车辆在电动机行驶模式下在第一上坡道路上停车。第一上坡道路的坡度角A1小并且平衡驱动力F1也小。在紧临时间t11之前估计的电动机5的饱和温度TmF1远小于电动机侧上限允许温度TmL。另外，随着时间流逝而一起变化的瞬时温度Tm1也远小于电动机侧上限允许温度TmL。因此，电动机5的可驱动时间tm无限增大。因此，在第一上坡道路上，不切换电动机行驶模式。

在图6的时间t12，混合动力车辆在电动机行驶模式下在第二上坡道路上停车。第二上坡道路的坡度角A2适中并且平衡驱动力F2也适中。在紧临时间t12之后估计的电动机5的饱和温度TmF2稍小于电动机侧上限允许温度TmL。另外，随着时间流逝而一起变化的瞬时温度Tm2在时间t13之后暂时地超过电动机侧上限允许温度TmL，然而最终回落至饱和温度TmF2。因此，控制装置1确定不需要行驶模式的切换并且电动机5的可驱动时间tm无限增大。因此，在第二上坡道路上，也不切换电动机行驶模式。

在图6的时间t14，混合动力车辆在电动机行驶模式下在第三上坡道路上停车。第三上坡道路的坡度角A3大并且平衡驱动力F3也大。在紧临时间t14之后估计的电动机5的饱和温度TmF3超过电动机侧上限允许温度TmL。另外，随着时间流逝而一起变化的瞬时温度Tm3在时间t15超过电动机侧上限允许温度TmL。在时间t14之后立即计算有限值tm3，然后，逐渐地降低电动机5的可驱动时间tm。因此，控制装置1执行控制，其中行驶模式在时间t14时没有立即切换，并且在时间t15之前完成模式切换。因此，在第三上坡道路上，电动机行驶模式在时间t15之前切换至混合动力行驶模式。

在实施例1的电动车辆的控制装置1中，电动车辆包括可旋转地驱动驱动轮8L和8R的电动机5、通过控制流经电动机5的电流来调节驱动力的逆变器52、以及执行控制来使电动车辆停车的控制装置1，所述控制装置1能够在电动机行驶模式下，在上坡道路上切换多个行驶模式，所述多个行驶模式包括仅由电动机5作为驱动源来行驶的电动机行驶模式。控制装置1包括：信息获取部分(步骤S1至步骤S3)，获取与电动车辆的行驶模式的切换控制相关的信息以及上坡道路的坡度的信息；平衡驱动力计算部分(步骤S4)，根据获取到的信息确定电动车辆是否在电动机行驶模式下在上坡道路上停车，并计算从电动机5输出的抵抗使电动车辆在上坡道路上下滑的下滑力的平衡驱动力F；温度变化估计部分(步骤S5和步骤S6)，基于计算的平衡驱动力F和温度上升的饱和特性来估计电动机5的温度Tm的变化和逆变器52的温度Ti的变化；时间计算部分(步骤S7和步骤S8)，根据估计的温度变化，计算直至电动机5的温度Tm达到设定的电动机侧上限允许温度TmL的可驱动时间tm以及直至逆变器52的温度Ti达到设定的逆变器侧上限允许温度TiL的可加电时间ti；以及模式切换部分(步骤S9至步骤S14)，如果可驱动时间tm和可加电时间ti中的较小的那个(可保持时间t(on))等于或小于预定时间t(th)，则将电动机行驶模式切换为另一行驶模式。

因此，能够估计电动机5和逆变器52的温度Tm和Ti的变化，并且基于平衡驱动力的大小和温度上升的饱和特性来计算可驱动时间tm和可加电时间ti。因此，能够实现在电动机行驶模式下使混合动力车辆在上坡道路上停车直至预定时间t(th)的限度。因此，能够执行混合动力车辆在上坡道路上的快速启动。另外，与利用发动机2的驱动力来停车的情况相比，提高了燃料经济性。此外，当到达预定时间t(th)的限度时，电动机行驶模式被切换至另一行驶模式，从而降低电动机5的驱动力。因此，电动机5和逆变器52的热产生量降低，从而能够防止它们的高温。

另外，温度变化估计部分估计随着时间流逝一起变化的电动机5的瞬时温度Tm和在经过长时间之后的电动机的饱和温度TmF，以及随着时间流逝一起变化的逆变器52的瞬时温度Ti和在经过长时间之后的逆变器的饱和温度TiF。时间计算部分根据电动机5的瞬时温度Tm和饱和温度TmF中的至少一个计算可驱动时间tm，并根据逆变器52的瞬时温度Ti和饱和温度TiF中的至少一个计算可加电时间ti。

因此，能够考虑温度上升的饱和特性，高精确度地估计温度Tm和Ti的变化并且高精确度地计算可驱动时间tm和可加电时间ti。因此，能够可靠且显著地实现使电动机行驶模式最大化的效果以及防止高温的效果。

此外，温度变化估计部分使用估计等式或表格的映射，其中该估计等式使用电动机5和逆变器52的当前温度Tm1和Ti1的估计值以及平衡驱动力F，且在该表格中电动机5和逆变器52的当前温度Tm1和Ti1的估计值以及平衡驱动力F是参数。因此，由于不需要检测电动机5和逆变器52的当前温度Tm1和Ti1的专用的温度传感器，所以能够减少成本。

此外，与混合动力车辆(电动车辆)的行驶模式的切换控制相关的信息包括车重Wb、载重Ws、驱动轮8L和8R的轮胎尺寸Dd、驱动轮8L和8R的滚动阻力的物理量Rd、与电动机5的当前温度Tm1相关联的发动机舱内的温度、与逆变器52的当前温度Ti1相关联的冷却液的温度、当前行驶模式、以及当前车速中的至少一个信息。通过获得这些信息，提高了平衡驱动力计算部分、温度变化估计部分以及时间计算部分的计算精确度和估计精确度，并且进一步提高了控制的精确度。

此外，在考虑电动机5和逆变器52的温度上升的情况下设置电动机侧上限允许温度TmL和逆变器侧上限允许温度TiL，该温度上升对应于在保持电动机行驶模式的情况下启动混合动力车辆(电动车辆)时的驱动力增加。因此，无论混合动力车辆何时启动，电动机5和逆变器52也不会陷入高温状态。

另外，在模式切换部分中的预定时间t(th)被设置为等于或大于将电动机行驶模式切换至另一行驶模式所需的切换持续时间。因此，在电动机5和逆变器52的温度达到上限允许温度TmL和TiL之前完成行驶模式的切换。因此，可靠地防止了电动机5和逆变器52的高温。

接下来，将描述实施例2的电动车辆的控制装置与实施例1的主要区别。在实施例2中，混合动力车辆的驱动装置的整体构造与图1中示出的实施例1的整体构造相同，电动机侧上限允许温度TmL和逆变器侧上限允许温度TiL的设置以及控制装置的处理流程与实施例1不同。

在实施例2中，电动机侧上限允许温度Tml和逆变器侧上限允许温度TiL被设置为上限，而不考虑在启动过程中的额外的和急剧的温度上升。因此，如果混合动力车辆在保持电动机行驶模式的情况下启动，则有陷入高温状态的担心。在实施例2的控制装置中，在存在高温状态的可能的情况下，通过在切换电动机行驶模式的情况下启动来预先避免高温状态。图7示出了描述实施例2的电动车辆的控制装置的控制操作的处理流程图。在附图中，从步骤S1至步骤S14的步骤与实施例1的步骤是相同的处理内容。

在图7中的步骤S13之后的步骤S21中，控制装置1确定存在启动请求还是不存在启动请求。例如，当加速踏板65的操作量增大时，控制装置1确定存在启动请求。当不存在启动请求时，控制装置1完成处理流程，如果存在启动请求，则继续执行处理流程至步骤S22。在步骤S22中，控制装置确定在启动过程中是否可能出现高温。具体地说，控制装置假设混合动力车辆在保持电动机行驶模式的情况下启动，并估计电动机5和逆变器52中产生对应于在启动过程中的驱动力增加的温度上升。控制装置基于估计结果来确定是否存在电动机5的温度Tm超过电动机侧的上限允许温度TmL的可能，并确定是否存在逆变器52的温度Ti超过逆变器侧上限允许温度TiL的可能。

如果至少一个存在高温的可能，则在步骤S23中，控制装置将电动机行驶模式切换至另一行驶模式。在完成步骤S23之后，处理进行至步骤S24，并且控制装置控制混合动力车辆的启动。因此，在启动过程中，与保持电动机行驶模式的情况相比，电动机5需要的驱动力降低。因此，不用担心电动机5和逆变器52陷入高温状态。另外，在步骤S22中，在没有高温担忧的情况下，在步骤S24中，控制装置控制混合动力车辆在电动机行驶模式下启动。同样在该情况下，不用担心电动机5和逆变器52陷入高温状态。

另一方面，同样地，在步骤S14之后的步骤S25中，控制装置确定是否存在启动请求或不存在启动请求。当不存在启动请求时，控制装置完成处理流程，如果存在启动请求，则控制装置继续执行处理流程至步骤S24。在步骤S24中控制启动之后，控制装置完成处理流程。图7的处理流程中的步骤S21至步骤S24的处理功能对应于本公开的启动模式切换部分。

实施例2的电动车辆的控制装置还包括启动模式切换部分(步骤S21至步骤S24)，使电动车辆能够在下述情况下通过将电动机行驶模式切换至另一行驶模式来启动，即，在假定混合动力车辆(电动车辆)在保持电动机行驶模式的情况下启动，在电动机5和逆变器52中产生对应于在启动过程中的驱动力增加的温度上升，因而存在电动机5的温度Tm超过电动机侧上限允许温度TmL的可能，或者存在逆变器52的温度Ti超过逆变器侧上限允许温度TiL的情况。

因此，由于电动机侧上限允许温度TmL和逆变器侧上限允许温度TiL可以被设置得比实施例1的上限允许温度高，所以能够最大限度地实现使电动车辆在电动机行驶模式下在上坡道路上停车。然而，根据电动机5和逆变器52的温度条件，需要在启动过程中将电动机行驶模式切换至另一行驶模式。

接下来，将描述实施例3的电动车辆的控制装置与第一实施例和第二实施例的主要区别。在实施例3中，混合动力车辆的驱动装置的整体构造与图1中示出的实施例1的整体构造相同，控制装置的处理流程与第一实施例和第二实施例不同。在实施例3中，如果在电动机行驶模式被切换至另一行驶模式之后，电动机5和逆变器52的温度Tm和Ti降低，则控制装置恢复电动机行驶模式。图8是描述实施例3的电动车辆的控制装置的控制操作的处理流程图。在附图中的步骤S1至步骤S14的步骤与实施例1的步骤的处理内容相同。

在图8的步骤S3之后的步骤S31中，控制装置确定当前行驶模式是否是电动机行驶模式。在电动机行驶模式期间，控制装置通过执行与实施例1的步骤S4至S14相同的处理来完成该处理流程。在步骤S32中，在另一行驶模式期间，控制装置计算降低后的平衡驱动力F。例如，在发动机行驶模式的情况下，由电动机5输出的平衡驱动力F为0。另外，例如，在混合动力行驶模式的情况下，平衡驱动力F被分配至发动机2和电动机5。控制装置能够通过控制发动机2和电动机5两者来容易地计算电动机5的降低后的平衡驱动力F。

接下来，在步骤S33中，控制装置1根据降低后的平衡驱动力F来估计电动机5的温度Tm的下降。在下一步骤S34中，控制装置1根据降低后的平衡驱动力F来估计逆变器52的温度Ti的下降。虽然存在上升和下降的区别，但是温度Tm和Ti的下降的估计方法与实施例1中描述的步骤S5和步骤S6相同。

接下来，在步骤S35中，控制装置比较电动机5的温度Tm与电动机侧恢复允许温度TmR的大小。另外，在下一步骤S36中，控制装置比较逆变器52的温度Ti与逆变器侧恢复允许温度TiR的大小。如果电动机5和逆变器52的温度Tm和Ti降低至等于或小于恢复允许温度TmR和TiR，则在步骤S37中，控制装置将另一行驶模式返回至电动机行驶模式。另外，电动机5和逆变器52的温度Tm和Ti中的至少一个未降低至恢复允许温度TmR和TiR，则在步骤S38中，控制装置保持另一行驶模式。

在步骤S37或步骤S38完成之后，控制装置完成处理流程。图9的处理流程从步骤S32至步骤S34的处理功能对应于本公开的温度下降估计部分。从步骤S35至步骤S37的处理功能对应于本公开的电动机行驶模式恢复部分。

此外，电动机侧恢复允许温度TmR被设置为低于电动机侧上限允许温度TmL。相似地，逆变器侧恢复允许温度TiR也被设置为低于逆变器侧上限允许温度TiL。如果提供了其中包括上述延迟的设置，则可以防止下述事件：其中由于电动机5和逆变器52的温度Tm和Ti的上升和下降跨过上限允许温度TmL和TiL而导致行驶模式被频繁地切换。

实施例3的电动车辆的控制装置还包括：温度下降估计部分(步骤S32到步骤S34)，其在模式切换部分将电动机行驶模式切换至另一行驶模式之后，估计电动机5的温度Tm的下降和逆变器52的温度Ti的下降；以及电动机行驶模式恢复部分(步骤S34至步骤S37)，当估计的电动机5的温度Tm降低至等于或小于电动机侧恢复允许温度TmR(电动机侧恢复允许温度TmR低于电动机侧上限允许温度TmL)并且估计的逆变器52的温度Ti下降至等于或小于逆变器侧恢复允许温度TiR(逆变器侧恢复允许温度TiR低于逆变器侧上限允许温度TiL)时，使另一行驶模式返回至电动机行驶模式。

因此，即使被切换至另一行驶模式之后，如果电动机5和逆变器52的温度Tm和Ti降低，则恢复电动机行驶模式。因此，最大化地实现了电动机行驶模式，并且有效地防止了高温。

然而，本公开也能够在除了混合动力车辆之外的电动车辆中执行。例如，本公开也能够在包括主电动机和辅电动机作为驱动源的电动车辆中执行，该电动车辆切换仅主电动机作为驱动源的电动机行驶模式以及两个电动机均作为驱动源的并联行驶模式。此外，例如，本公开也能够在包括电动机和连接到电动机的变速器作为串联连接的驱动源的电动车辆中，该电动车辆切换其中电动车辆以变速器的特定档位行驶的电动机行驶模式以及其中电动车辆以除了该特定档位之外的档位行驶的另一行驶模式。

另外，为了估计电动机5和逆变器52的当前温度Tm1和Ti1，可以使用除了温度传感器62和冷却液温度传感器53之外的温度检测单元。另外，在本公开中可以进行各种改变和应用。

已经在前面的说明书中描述了本发明的原理、优选实施例和操作模式。然而，意图被保护的本发明不应被解释为局限于所公开的特定实施例。另外，这里描述的实施例应被理解为说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明的精神的情况下，他人可以进行变化和改变以及应用等同物。因此，明确地意图将落入权利要求所限定的本发明的精神和范围内的全部的这些变化、改变和等同物包括于此。

Claims (8)

1.一种电动车辆的控制装置，所述电动车辆包括：

电动机(5)，可旋转地驱动驱动轮(8L，8R)，

逆变器(52)，通过控制流经所述电动机的电流来调整驱动力输出，以及

控制装置(1)，执行控制以使所述电动车辆在电动机行驶模式下在上坡道路上停车，其中所述电动车辆能够切换包括仅利用所述电动机作为驱动源来行驶的电动机行驶模式的多个行驶模式，

所述控制装置包括：

信息获取部分(S1)，获取与所述电动车辆的行驶模式的切换控制相关的信息以及所述上坡道路的坡度的信息；

平衡驱动力计算部分(S4)，根据获取的信息确定所述电动车辆在所述电动机行驶模式下在所述上坡道路上停车，并计算从所述电动机输出的抵抗使所述电动车辆在所述上坡道路上下滑的下滑力的平衡驱动力(F)；

温度变化估计部分(S5，S6)，基于计算的平衡驱动力以及温度上升的饱和特性来估计所述电动机的温度(Tm)变化和所述逆变器的温度(Ti)变化；

时间计算部分(S7，S8)，根据估计的温度变化，计算直至所述电动机的温度达到设定的电动机侧上限允许温度(TmL)的可驱动时间(tm)以及直至所述逆变器的温度达到设定的逆变器侧上限允许温度(TiL)的可加电时间(ti)；以及

模式切换部分(S12)，如果所述可驱动时间和所述可加电时间中的较小的一个等于或小于预定时间，则将所述电动机行驶模式切换至另一行驶模式。

2.根据权利要求1所述的电动车辆的控制装置，

其中所述温度变化估计部分估计随着时间流逝一起变化的电动机的瞬时温度(Tm)和在经过长时间之后的电动机的饱和温度(TmL)，以及随着时间流逝一起变化的逆变器的瞬时温度(Ti)和在经过长时间之后的逆变器的饱和温度(TiL)，以及

其中所述时间计算部分根据所述电动机的瞬时温度和饱和温度中的至少一个计算所述可驱动时间，并根据所述逆变器的瞬时温度和饱和温度中的至少一个计算所述可加电时间。

3.根据权利要求1或2所述的电动车辆的控制装置，

其中所述温度变化估计部分使用估计等式或表格的映射，其中所述估计等式使用所述电动机和所述逆变器的当前温度的估计值以及所述平衡驱动力，且在所述表格中所述电动机和所述逆变器的当前温度的估计值以及所述平衡驱动力是参数。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的电动车辆的控制装置，

其中与所述电动车辆的行驶模式的切换控制相关的信息包括车重、载重、驱动轮的轮胎尺寸、驱动轮的滚动阻力的物理量、与电动机的当前温度相关联的温度、与逆变器的当前温度相关联的温度、当前行驶模式、以及当前车速中的至少一个信息。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的电动车辆的控制装置，

其中在考虑所述电动机和所述逆变器的温度上升的情况下设置所述电动机侧上限允许温度和所述逆变器侧上限允许温度，所述温度上升对应于在保持所述电动机行驶模式的情况下启动所述电动车辆时的驱动力增加。

6.根据利要求1-4中的任一项所述的电动车辆的控制装置，还包括：

启动模式切换部分，使所述电动车辆在下述情况下通过将所述电动机行驶模式切换至另一行驶模式来启动，所述情况为：假定所述电动车辆在保持所述电动机行驶模式的情况下启动，在所述电动机和所述逆变器中产生对应于在启动过程中的驱动力增加的温度上升，因而存在所述电动机的温度超过所述电动机侧上限允许温度的可能的情况；或者存在所述逆变器的温度超过所述逆变器侧上限允许温度的可能的情况。

7.根据利要求1-6中的任一项所述的电动车辆的控制装置，

其中所述模式切换部分中的所述预定时间被设置为等于或大于用于将所述电动机行驶模式切换至另一行驶模式所需的切换持续时间。

8.根据权利要求1所述的电动车辆的控制装置，还包括：

温度下降估计部分，在所述模式切换部分将所述电动机行驶模式切换至另一行驶模式之后，估计所述电动机的温度的下降和所述逆变器的温度的下降；以及

电动机行驶模式恢复部分，当估计的所述电动机的温度降低至等于或小于电动机侧恢复允许温度并且估计的所述逆变器的温度下降至等于或小于逆变器侧恢复允许温度时，使所述另一行驶模式返回至所述电动机行驶模式，其中所述电动机侧恢复允许温度低于所述电动机侧上限允许温度并且所述逆变器侧恢复允许温度低于所述逆变器侧上限允许温度。