電動車輛的控制裝置的制作方法

本公開涉及一種能夠切換包括電動機行駛模式的多個模式的電動車輛的控制裝置，更具體地，涉及一種在電動機行駛模式下的車輛在上坡道路上停車時的控制。

背景技術：

在包括發動機和電動機作為驅動源的混合動力車輛中，通常，使用多種行駛模式，并且確保舒適的駕駛操作和良好的燃料經濟性。典型地，其中僅電動機作為驅動源的電動機行駛模式通常用于低速行駛，而發動機行駛模式通常用于高速行駛。另外，例如，在發動機和電動機作為驅動源的混合動力模式下，在陡峭的上坡道路上，發動機和電動機的驅動力被相加。此外，在混合動力車輛中，在制動過程中，電動機被用作發電機，并且通過執行再生發電來對電池充電。上面描述的行駛模式的切換控制等由電子式混合動力車輛的控制裝置來自動地執行。

當在上坡道路上臨時地使混合動力車輛停車時，期望快速地啟動的駕駛員操作加速踏板而不操作制動踏板，并利用電動機行駛模式的驅動力來使車輛停車。在這種情況下，從電動機輸出抵抗使車輛在上坡道路上下滑的下滑力的平衡的驅動力并且保持了停車狀態。另外，由于電動機在不旋轉的情況下輸出驅動力，所以輸入的電能大部分轉換為熱能，使得溫度快速地上升。在jp2015-6854a(參考文獻1)中公開了一種當在電動機行駛模式下在上坡道路上停車時用于估計電動機的溫度上升的技術示例。

參考文獻1中公開的電子控制裝置包括用于確定混合動力車輛是否在電動機行駛模式下在上坡(上坡道路)上處于停車狀態的裝置、用于基于獲得的物理量來估計電動機的溫度到達溫度上限的余裕時間的裝置、以及用于在余裕時間達到預先設置的預定時間的情況下將模式從電動機行駛模式切換至至少使用發動機的行駛模式的裝置。因此，估計直到電動機的溫度到達溫度上限的余裕時間并且在電動機的驅動力被限制之前驅動發動機，從而提高了燃料經濟性同時抑制了車輛在上坡道路上的下滑。

然而，在參考文獻1中公開的技術中，基于由傳感器獲得的瞬時溫度來獲得每單位時間的溫度上升量，并且按照溫度連續地線性上升來計算剩余時間。因此，即使在電動機的溫度上升實際上顯示出飽和的趨勢并且不超過溫度上限的情況下，發動機也被驅動，而這導致燃料經濟性下降的缺點。另外，在jp2015-6854a中公開的技術中，僅基于發動機的溫度來確定車輛是否在電動機行駛模式下在上坡道路上停車。因此，需要一些測量來防止逆變器達到高溫。

另外，上面描述的問題不限于混合動力車輛，而是普遍存在于具有多種行駛模式的電動車輛中。即，上面描述的問題普遍存在于切換多個電動機的驅動的電動車輛、在電動機的輸出側包括變速器并通過切換檔位(gearstage)來調節驅動力的電動車輛等電動車輛中。

技術實現要素：

因此，需要一種電動車輛的控制裝置，其中通過電動機行駛模式在上坡道路上實現車輛的停車并同時防止電動機或逆變器的高溫。

本公開的一方案涉及一種電動車輛的控制裝置，包括：電動機，可旋轉地驅動驅動輪；逆變器，通過控制流經電動機的電流來調整輸出的驅動力；以及控制裝置，執行控制以使電動車輛在電動機行駛模式下在上坡道路上停車，所述電動車輛能夠切換包括僅利用電動機作為驅動源來行駛的電動機行駛模式的多個行駛模式。所述控制裝置包括：信息獲取部分，獲取與電動車輛的行駛模式的切換控制相關的信息以及上坡道路的坡度的信息；平衡驅動力計算部分，根據獲取的信息確定電動車輛在電動機行駛模式下在上坡道路上停車，并計算從電動機輸出的抵抗使電動車在上坡道路上下滑的下滑力的平衡驅動力；溫度變化估計部分，基于計算的平衡驅動力以及溫度上升的飽和性質來估計電動機的溫度變化和逆變器的溫度變化；時間計算部分，根據估計的溫度變化，計算直至電動機的溫度達到設定電動機側上限允許溫度的可驅動時間以及直至逆變器的溫度達到設定逆變器側上限允許溫度的可加電時間；以及模式切換部分，如果可驅動時間和可加電時間中的較小的那個等于或小于預定時間，則將電動機行駛模式切換至另一行駛模式。

利用該構造，能夠估計電動機和逆變器的溫度的變化，并且基于平衡驅動力和溫度上升的飽和性質來計算可驅動時間和可加電時間。因此，能夠實現使車輛在電動機行駛模式下在上坡道路上停車直至預定時間的限制。另外，當達到預定時間的限制時，電動機行駛模式被切換至另一行駛模式，并且電動機的驅動力下降。因此，由于電動機和逆變器的熱產生量降低，所以能夠防止電動機和逆變器的高溫。

根據本公開的該方案的電動車輛的控制裝置可以被配置為使溫度變化估計部分估計隨著時間流逝一起變化的電動機的瞬時溫度和在經過長時間之后的電動機的飽和溫度以及隨著時間流逝一起變化的逆變器的瞬時溫度和在經過長時間之后的逆變器的飽和溫度，并且使時間計算部分根據電動機的瞬時溫度和飽和溫度中的至少一個計算可驅動時間并根據逆變器的瞬時溫度和飽和溫度中的至少一個計算可加電時間。

根據本公開的該方案的電動車輛的控制裝置可以被配置為使溫度變化估計部分使用估計等式或表格的映射，所述估計等式使用電動機和逆變器的當前溫度的估計值以及平衡驅動力，電動機和逆變器的當前溫度的估計值以及平衡驅動力是所述表格中的參數。

根據本公開的該方案的電動車輛的控制裝置可以被配置為使與電動車輛的行駛模式的切換控制相關的信息包括車重、載重、驅動輪的輪胎尺寸、驅動輪的滾動阻力的物理量、與電動機的當前溫度相關聯的溫度、與逆變器的當前溫度相關聯的溫度、當前行駛模式、以及當前車速中的至少一個信息。

根據本公開的該方案的電動車輛的控制裝置可以被配置為使其在考慮電動機和逆變器的溫度上升的情況下設置電動機側上限允許溫度和逆變器側上限允許溫度，所述溫度上升對應于在保持電動機行駛模式的情況下啟動電動車輛時的驅動力增加。

根據本公開的該方案的電動車輛的控制裝置可以被配置為進一步包括啟動模式切換部分，其使電動車輛能夠在下述情況下通過將電動機行駛模式切換至另一行駛模式來啟動，即，在假定電動車輛將在保持電動機行駛模式的情況下啟動，在電動機和逆變器中產生對應于在啟動過程中的驅動力增加的溫度上升，因而存在電動機的溫度超過電動機側上限允許溫度的可能的情況下，或者在存在逆變器的溫度超過逆變器側上限允許溫度的可能的情況下。

根據本公開的該方案的電動車輛的控制裝置可以被配置為使模式切換部分中的預定時間被設置為等于或大于用于將電動機行駛模式切換至另一行駛模式所需的切換持續時間。

根據本公開的該方案的電動車輛的控制裝置可以被配置為進一步包括：溫度下降估計部分，在模式切換部分將電動機行駛模式切換至另一行駛模式之后，估計電動機的溫度的下降和逆變器的溫度的下降；以及電動機行駛模式恢復部分，當估計的電動機的溫度降低至等于或小于電動機側恢復允許溫度并且估計的逆變器的溫度下降至等于或小于逆變器側恢復允許溫度時，使所述另一行駛模式返回至所述電動機行駛模式，電動機側恢復允許溫度低于電動機側上限允許溫度并且逆變器側恢復允許溫度低于逆變器側上限允許溫度。

附圖說明

通過下面參照附圖進行的詳細描述，本公開的上述和其它特征和優點將變得更加清楚，在附圖中：

圖1是示意性地示出應用了實施例1的電動車輛的控制裝置的混合動力車輛的驅動裝置的整體構造的圖；

圖2是描述實施例1的電動車輛的控制裝置的控制過程的過程流程圖；

圖3是示出根據平衡驅動力估計電動機的溫度變化的示例的曲線圖；

圖4是示出根據平衡驅動力估計逆變器的溫度變化的示例的曲線圖；

圖5是示出電動機行駛模式被切換至另一行駛模式的情況的時序流程的圖；

圖6是示出根據上坡道路的坡度角而改變的控制裝置的控制示例的時序流程的圖；

圖7是描述實施例2的電動車輛的控制裝置的控制操作的處理流程圖；以及

圖8是描述實施例3的電動車輛的控制裝置的控制操作的處理流程圖。

具體實施方式

將參照圖1至圖6描述本公開的實施例1的電動車輛的控制裝置1。作為電動車輛，可以以包括發動機2和電動機5作為驅動源的混合動力車輛作為示例。電動車輛包括具有主電動機和輔電動機作為驅動源的電動汽車，以及具有電動機和串聯地連接到驅動源的變速器并切換多個檔位的電動汽車等。圖1是示意性地示出應用了實施例1的電動車輛的控制裝置1的混合動力車輛的驅動裝置的整體構造的圖。在圖1中，粗實線表示裝置之間的機械連接(驅動力的傳輸路徑)，虛線箭頭表示控制信號和檢測信號的流，單點劃線箭頭表示電力的流。

如圖1中所示，混合動力車輛的驅動裝置由按照如下次序串聯地設置的發動機2、離合器3、自動變速器4、電動機5和差速裝置7構成。差速裝置7的輸出側是分支的，并且可旋轉地連接到左側驅動輪8l和右側驅動輪8r。本實施例的電動車輛的控制裝置1控制從發動機2至電動機5的裝置。對發動機2、電動機5以及驅動輪8l和8r的放置沒有限制，并且車輛可以是ff車輛、fr車輛和rr車輛中的任意一種。另外，車輛可以是通過修改電動機5的輸出側之后的輸出側而獲得的4輪驅動式的混合動力車輛。

發動機2通過輸出軸21輸出驅動力。發動機2是使用諸如汽油或柴油燃料的碳氫類液體燃料的汽油發動機或柴油發動機，或者是使用諸如天然氣或丙烷氣的碳氫氣體燃料的氣體發動機等。除了輸出軸21之外，發動機2具有節氣門22、燃料噴嘴23、轉速傳感器24和冷卻劑溫度傳感器25等。

離合器3使輸入側構件31和輸出側構件32可旋轉地連接，以能夠使它們之間連接或斷開。輸入側構件31可旋轉地連接到發動機2的輸出軸21。輸出側構件32可旋轉地連接到自動變速器4的輸入軸41。離合器3具有致動器33，以使其能夠通過驅動輸入側構件31和輸出側構件32中的至少一個來連接或斷開輸入側構件31和輸出側構件32。離合器3還具有測量離合器行程量的行程傳感器34。

自動變速器4在輸入軸41和輸出軸42之間切換多個齒輪比。作為自動變速器4，可以以行星齒輪式自動變速器或平行雙軸式自動變速器為例，但是自動變速器4不限于這些示例。自動變速器4具有致動器43，以執行齒輪比的切換操作。自動變速器4還在輸入軸41的附近具有轉速傳感器44。

電動機5將驅動力輸出至差速裝置7而不通過離合器3。作為電動機5，可以以三相同步電動機為例，在該三相同步電動機中能夠進行利用電輸入來輸出驅動力的驅動模式和利用驅動力輸入來發電的電力模式的切換。電動機5由主軸51、轉子和定子(未示出)形成。主軸51可旋轉地連接到自動變速器4的輸出軸42，并且還可旋轉地連接到差速裝置7的輸入軸71。圍繞主軸51一體地提供具有永磁體的轉子。另一方面，具有定子線圈的定子固定在殼體側上。

逆變器52和電池54被附于電動機5。逆變器52將從電池54供應的dc電力變換為ac電力并將ac電力供應至定子線圈。因此，電動機5從主軸51輸出驅動力。另外，在制動過程中，驅動力從驅動輪8l和8r輸入到主軸51中，并且電動機5執行再生發電。此外，在行駛過程中，驅動力從發動機2輸入到主軸51，并且電動機5可以執行發電。逆變器52將通過電力從定子線圈輸出的ac電力變換為dc電力并將dc電力供應到電池54。因此，電池54被充電。當逆變器52不工作時，主軸51簡單地作為傳動軸。逆變器52由冷卻液冷卻，并且設置冷卻液溫度傳感器53。

控制裝置1控制混合動力車輛的驅動裝置。控制裝置1是具有cpu并且通過軟件來操作的電子控制裝置。控制器1控制發動機2的節氣閥22和燃料噴嘴23，并從轉速傳感器24和冷卻劑溫度傳感器25接收檢測信號。控制裝置1控制離合器3的致動器33并從行程傳感器34接收檢測信號。控制裝置1控制自動變速器4的致動器43并從轉速傳感器44接收檢測信號。控制裝置1控制逆變器52的雙向電力轉換功能并從冷卻液溫度傳感器53接收檢測信號。

控制裝置1從左輪速傳感器61l和右輪速傳感器61r接收左輪速和右輪速的檢測信號。另外，控制裝置1從檢測發動機艙(電動機5被裝配在發動機艙中)內部的溫度的溫度傳感器62接收檢測信號。另外，控制裝置1從檢測制動踏板63的操作量的制動傳感器64和檢測加速踏板65的操作量的加速傳感器66的每個接收每個檢測信號。

另外，與混合動力車輛的行駛模式的切換相關的一些信息被儲存在附連于控制裝置1的存儲器11中。作為這樣的信息，可以以車重wb、驅動輪8l和8r的輪胎尺寸dd、驅動輪8l和8r的滾動阻力的物理量rd等作為示例。作為示例的信息是不隨時間變化的恒定信息，但是可變的信息可以被包括在與行駛模式的切換控制相關的信息中。

控制裝置1針對混合動力車輛的驅動裝置的控制執行行駛模式的切換控制。作為行駛模式，可以以電動機行駛模式、發動機行駛模式、混合動力行駛模式這三種作為示例。在電動機行駛模式中，控制裝置1停止發動機2、切斷離合器3并且使車輛僅通過電動機5的驅動力行駛。在發動機行駛模式中，控制裝置1使發動機2旋轉，使離合器3接合，使電動機5停止，并且使車輛僅通過發動機2的驅動力行駛。在混合動力行駛模式中，控制裝置1使發動機2旋轉，使離合器3接合，還使電動機5旋轉，并且使車輛在能夠一起使用發動機2和電動機5的驅動力的情況下行駛。

接下來，將描述實施例1的電動車輛的控制裝置1的控制操作。當混合動力車輛在電動機行駛模式下在上坡道路上停車時，控制裝置1執行控制。具體地說，控制裝置1執行電動機5和逆變器52的溫度監控，并且如果必要則控制電動機行駛模式的切換。圖2是描述實施例1的電動車輛的控制裝置1的控制過程的處理流程圖。控制裝置1以恒定的控制循環間隔重復地執行該處理流程。

在圖2的步驟s1中，控制裝置1獲取與混合動力車輛的行駛模式的切換控制相關的信息。也就是說，控制裝置1從存儲器11獲取車重wb、輪胎尺寸dd以及滾動阻力的物理量rd。另外，控制裝置1從左輪速傳感器61l和右輪速傳感器61r接收每個檢測信號。因此，控制裝置1能夠計算混合動力車輛的當前車速。

另外，控制裝置1能夠通過接收來自溫度傳感器62的檢測信號來檢測發動機艙(電動機5被裝配在發動機艙中)內部的溫度。發動機艙內部的溫度對應于使電動機5散熱的環境溫度。另外，控制裝置1把握流經過電動機5的電流的歷史。此外，預先了解電動機5的熱特性，例如熱容量、熱產生特性以及散熱特性。因此，控制器1基于發動機艙內部的溫度獲得熱產生量，基于發動機艙內部的溫度獲得散熱量，估計溫度變化的歷史，并能夠估計電動機5的當前溫度tm1。

另外，控制裝置1可以通過從冷卻液溫度傳感器53接收檢測信號來檢測逆變器52的冷卻液的溫度。冷卻液的溫度對應于逆變器52的冷卻的參考溫度。另外，流經逆變器52的電流與流經電動機5的電流匹配。另外，預先了解逆變器52的熱特性，例如熱容量、熱產生特性以及散熱特性。因此，控制裝置1基于電流歷史獲得熱產生量，基于冷卻液的溫度獲得散熱量，估計溫度變化的歷史，并能夠估計逆變器52的當前溫度ti1。

接下來，在步驟s2中，控制裝置1獲取載重ws，載重ws通過組合乘坐混合動力車輛的人員以及裝載在混合動力車輛上的貨物來獲得。載重ws可以通過提供例如負載傳感器來獲得。另外，載重ws可以通過如jp2001-304948a中所示的計算方法來獲得。簡言之，該計算方法是這樣的方法：如果在行駛過程中出現的加速度相對較大，則載重ws小；如果加速度相對較小，則載重ws大。此外，在簡單安全方面的計算方法中，混合動力車輛中規定的最大載重可以被用作載重ws。

接下來，在步驟s3中，控制裝置1獲取表示上坡道路的坡度的坡度角a的信息。例如，坡度角a可以通過提供能夠檢測重力加速度的方向的加速度傳感器來檢測。另外，控制裝置1可以從安裝在車輛上的導航裝置獲得車輛的當前位置的坡度。

接下來，在步驟s4中，首先，控制裝置1確定是否滿足“車輛在電動機行駛模式下在上坡道路上停車”的先決條件。由于控制裝置1控制其自身的行駛模式，所以控制裝置1能夠容易地確定是否處于電動機行駛模式，并且能夠識別制動踏板63未被操作。另外，控制裝置1能夠基于在步驟s3中獲得的坡度角a的信息來確定是否為上坡道路。另外，控制裝置能夠基于通過計算獲得的車速來確定混合動力車輛是否停車。在先決條件未滿足的情況下，控制裝置1通過省略其后的每個步驟來完成該處理流程。

如果滿足了該先決條件，則控制裝置1利用下面的表達式(表達式1)來計算平衡驅動力f。其中，g表示重力加速度。

f＝g×{(wb+ws)×sina+rd}(表達式1)

平衡驅動力f是從電動機5輸出的抵抗導致混合動力車輛在上坡道路上下滑的下滑力的驅動力。

接下來，在步驟s5中，控制裝置1根據平衡驅動力f來估計電動機5的溫度tm的變化。在混合動力車輛在上坡道路上停車時，平衡驅動力f基本保持恒定值，并且電動機5的每單位時間的熱產生量也變為基本恒定的值。因此，控制裝置1能夠基于電動機5的熱特性和熱產生量來估計在經過一段長時間之后的飽和溫度tmf。

另外，理論上，隨著時間流逝而變化的電動機5的瞬時溫度tm(使用與溫度tm相同的標號)由使用電動機5的當前溫度tm1與飽和溫度tmf以及熱時間常量的估計等式來表達，其中該熱時間常量是電動機5的熱特性的一個要素(component)。因此，控制裝置1能夠利用表示溫度上升的飽和特性的估計等式來估計電動機5的瞬時溫度tm的變化。另外，控制裝置1可以不使用該估計等式，而是利用表格形式(電動機5的當前溫度tm1的估計值與平衡驅動力f是該表格中的參數)的映射來估計瞬時溫度tm的變化。

圖3是示出根據平衡驅動力f來估計電動機5的溫度tm變化的示例的曲線圖。在圖3中，水平軸表示從當前時間t1流逝的時間t，豎直軸表示電動機5的估計溫度tm。另外，實線的曲線表示平衡驅動力fl1大的情況，單點劃線的曲線表示平衡驅動力fs1小的情況。在平衡驅動力fl1大的情況下，與在平衡驅動力fs1小的情況下相比，電動機5的飽和溫度tmf大。另外，在平衡驅動力fl1大的情況下，與在平衡驅動力fs1小的情況下相比，電動機5的瞬時溫度tm隨時間上升更快。

接下來，在步驟s6中，控制裝置1根據平衡驅動力f來估計逆變器52的溫度ti的變化。控制裝置1也能夠使用與電動機的估計方法相同的估計方法，即，使用表示溫度上升的飽和特性的估計等式或者使用表格形式的映射的方法，來執行逆變器52的飽和溫度tif和瞬時溫度ti(使用與溫度ti相同的標號)的估計。

圖4是示出根據平衡驅動力f來估計逆變器52的溫度ti的變化的示例的曲線圖。圖4的水平軸、豎直軸、實線以及單點劃線的曲線以與圖3中相同的顯示方法來指示。在平衡驅動力fl2大的情況下，與在平衡驅動力fs2小的情況下相比，逆變器52的飽和溫度tif大。另外，在平衡驅動力fl2大的情況下，與在平衡驅動力fs2小的情況下相比，逆變器52的瞬時溫度ti隨時間上升更快。此外，在圖4的示例中，逆變器52的熱時間常數小于電動機5的熱時間常數。因此，與電動機5的瞬時溫度tm相比，逆變器52的瞬時溫度ti表現出在短時間內的飽和趨勢。

接下來，在步驟s7中，控制裝置1計算電動機5的可驅動時間tm。可驅動時間tm表示從當前時間t1開始直至電動機5的溫度tm達到電動機側上限允許溫度tml的時間。圖3中示出了預先設置的電動機側上限允許溫度tml。在平衡驅動力fl1大的情況下，電動機5的溫度tm在時間t2達到電動機側上限允許溫度tml。因此，可驅動時間tm是從當前時間t1到時間t2的時間。另一方面，在平衡驅動力fs1小的情況下，飽和溫度小于電動機側上限允許溫度tml，并且電動機5的溫度tm不會達到電動機側上限允許溫度tml。因此，可驅動時間tm無限長。

接下來，在步驟s8中，控制裝置1計算逆變器52的可加電時間ti。可加電時間ti表示從當前時間t1開始直至逆變器52的溫度ti達到逆變器側上限允許溫度til的時間。在圖4中示出了預先設置的逆變器側上限允許溫度til。在平衡驅動力fl2大的情況下，逆變器的溫度ti在時間t3達到逆變器側上限允許溫度til。因此，可加電時間ti為從當前時間t1到時間t3的時間。另一方面，在平衡驅動力fs2小的情況下，飽和溫度小于逆變器側上限允許溫度til，并且逆變器52的溫度ti不會達到逆變器側上限允許溫度til。因此，可加電時間ti無限長。

接下來，在步驟s9中，控制裝置1比較可驅動時間tm與可加電時間ti的大小。在步驟s10或步驟s11中，控制裝置1使可驅動時間tm和可加電時間ti中的較小的那一個成為可保持時間t(on)。可保持時間t(on)表示即使保持電動機行駛模式，電動機5的溫度tm和逆變器5的溫度ti也不會達到上限允許溫度tml和til的限制時間。

接下來，在步驟s12中，控制裝置1比較可保持時間t(on)和預定時間t(th)的大小。預定時間t(th)被設置為等于或大于將電動機行駛模式切換至另一行駛模式所需的切換持續時間。優選地，除了直到離合器3連同發動機2的啟動一起滑動的同時被接合的半離合狀態的時間之外，還考慮余裕時間來設置預定時間t(th)。

在步驟s13中，在可保持時間t(on)大于預定時間t(th)的情況下，控制裝置1保持電動機行駛模式。在步驟s14中，在可保持時間t(on)等于或小于預定時間t(th)的情況下，控制裝置1將電動機行駛模式切換至發動機行駛模式或混合動力行駛模式。因此，消除或降低了電動機5的平衡驅動力f。因此，在電動機5和逆變器52中，熱產生量減少，并且溫度tm和ti的升高停止。

圖5是示出電動機行駛模式被切換至另一行駛模式的情況的時序流程的圖。圖5的水平軸是共同經過的時間t，上面的曲線表示電動機5的溫度tm，中間的曲線表示逆變器52的溫度ti，下面的曲線表示行駛模式。在圖5中，從當前時間t1到時間t6的逆變器52的可加電時間ti小于從當前時間t1到時間t7的電動機5的可驅動時間tm。因此，可加電時間ti成為可保持時間t(on)。相反，可以出現可驅動時間tm小于可加電時間ti并且可驅動時間tm成為可保持時間t(on)的情況。在當前時間t1，可加電時間ti大于預定時間t(th)，并且保持電動機行駛模式。

然后，當當前時間前進至時間t4時，從時間t4到時間t6的可加電時間ti4與預定時間t(th)相匹配。因此，控制裝置1在時間t4發出模式切換命令。電動機行駛模式被實際切換至混合動力行駛模式的時間t5晚于時間t4但早于時間t6。因此，在時間t5之后，電動機5和逆變器52的溫度tm和ti不上升，并且不超過上限允許溫度tml和til。因此，可靠地防止電動機5和逆變器52的高溫。

另外，在考慮電動機5和逆變器52的溫度上升的情況下設置電動機側上限允許溫度tml和逆變器側上限允許溫度til，該溫度上升對應于在保持電動機行駛模式的情況下啟動混合動力車輛時的驅動力增加。具體地說，當在電動機行駛模式下在上坡道路上啟動時，需要的驅動力大于在停止期間所需的驅動力。因此，電動機5和逆變器52的溫度tm和ti瞬時快速地上升。考慮這種情況，電動機側上限允許溫度tml和逆變器側上限允許溫度til被設置為降低瞬時快速地上升的溫度的量。因此，即使在混合動力車輛啟動時，電動機5和逆變器52也不會陷入高溫狀態。

圖2的處理流程的步驟s1至步驟s3的處理功能對應于本公開的信息獲取部分。相似地，步驟s4的處理功能對應于平衡驅動力計算部分，步驟s5和步驟s6的處理功能對應于溫度變化估計部分。另外，步驟s7和步驟s8的處理功能對應于時間計算部分。另外，步驟s9至步驟s14的處理功能對應于模式切換部分。

接下來，圖6是示出根據上坡道路的坡度角a而改變的控制裝置1的控制示例的時序流程的圖。圖6的水平軸是共同經過的時間t，并且按時間序列示出了三個情況下的控制示例。按照下面的順序，五條曲線從上開始分別表示上坡道路的坡度角a、平衡驅動力f、電動機5的溫度tm、電動機5的可驅動時間tm以及行駛模式。對于電動機5的溫度tm，利用單點劃線表示隨著時間流逝一起變化的瞬時溫度tm1、tm2和tm3。利用實線表示在經過長時間之后的飽和溫度tmf1、tmf2和tmf3。另外，在控制示例中，省略了逆變器52的溫度ti以及可加電時間ti(溫度ti以及可加電時間ti的溫度上升特性的限制以及上限允許溫度均慢于電動機5)，因為它們不與控制實質性相關。

在圖6的時間t11，混合動力車輛在電動機行駛模式下在第一上坡道路上停車。第一上坡道路的坡度角a1小并且平衡驅動力f1也小。在緊臨時間t11之前估計的電動機5的飽和溫度tmf1遠小于電動機側上限允許溫度tml。另外，隨著時間流逝而一起變化的瞬時溫度tm1也遠小于電動機側上限允許溫度tml。因此，電動機5的可驅動時間tm無限增大。因此，在第一上坡道路上，不切換電動機行駛模式。

在圖6的時間t12，混合動力車輛在電動機行駛模式下在第二上坡道路上停車。第二上坡道路的坡度角a2適中并且平衡驅動力f2也適中。在緊臨時間t12之后估計的電動機5的飽和溫度tmf2稍小于電動機側上限允許溫度tml。另外，隨著時間流逝而一起變化的瞬時溫度tm2在時間t13之后暫時地超過電動機側上限允許溫度tml，然而最終回落至飽和溫度tmf2。因此，控制裝置1確定不需要行駛模式的切換并且電動機5的可驅動時間tm無限增大。因此，在第二上坡道路上，也不切換電動機行駛模式。

在圖6的時間t14，混合動力車輛在電動機行駛模式下在第三上坡道路上停車。第三上坡道路的坡度角a3大并且平衡驅動力f3也大。在緊臨時間t14之后估計的電動機5的飽和溫度tmf3超過電動機側上限允許溫度tml。另外，隨著時間流逝而一起變化的瞬時溫度tm3在時間t15超過電動機側上限允許溫度tml。在時間t14之后立即計算有限值tm3，然后，逐漸地降低電動機5的可驅動時間tm。因此，控制裝置1執行控制，其中行駛模式在時間t14時沒有立即切換，并且在時間t15之前完成模式切換。因此，在第三上坡道路上，電動機行駛模式在時間t15之前切換至混合動力行駛模式。

在實施例1的電動車輛的控制裝置1中，電動車輛包括可旋轉地驅動驅動輪8l和8r的電動機5、通過控制流經電動機5的電流來調節驅動力的逆變器52、以及執行控制來使電動車輛停車的控制裝置1，所述控制裝置1能夠在電動機行駛模式下，在上坡道路上切換多個行駛模式，所述多個行駛模式包括僅由電動機5作為驅動源來行駛的電動機行駛模式。控制裝置1包括：信息獲取部分(步驟s1至步驟s3)，獲取與電動車輛的行駛模式的切換控制相關的信息以及上坡道路的坡度的信息；平衡驅動力計算部分(步驟s4)，根據獲取到的信息確定電動車輛是否在電動機行駛模式下在上坡道路上停車，并計算從電動機5輸出的抵抗使電動車輛在上坡道路上下滑的下滑力的平衡驅動力f；溫度變化估計部分(步驟s5和步驟s6)，基于計算的平衡驅動力f和溫度上升的飽和特性來估計電動機5的溫度tm的變化和逆變器52的溫度ti的變化；時間計算部分(步驟s7和步驟s8)，根據估計的溫度變化，計算直至電動機5的溫度tm達到設定的電動機側上限允許溫度tml的可驅動時間tm以及直至逆變器52的溫度ti達到設定的逆變器側上限允許溫度til的可加電時間ti；以及模式切換部分(步驟s9至步驟s14)，如果可驅動時間tm和可加電時間ti中的較小的那個(可保持時間t(on))等于或小于預定時間t(th)，則將電動機行駛模式切換為另一行駛模式。

因此，能夠估計電動機5和逆變器52的溫度tm和ti的變化，并且基于平衡驅動力的大小和溫度上升的飽和特性來計算可驅動時間tm和可加電時間ti。因此，能夠實現在電動機行駛模式下使混合動力車輛在上坡道路上停車直至預定時間t(th)的限度。因此，能夠執行混合動力車輛在上坡道路上的快速啟動。另外，與利用發動機2的驅動力來停車的情況相比，提高了燃料經濟性。此外，當到達預定時間t(th)的限度時，電動機行駛模式被切換至另一行駛模式，從而降低電動機5的驅動力。因此，電動機5和逆變器52的熱產生量降低，從而能夠防止它們的高溫。

另外，溫度變化估計部分估計隨著時間流逝一起變化的電動機5的瞬時溫度tm和在經過長時間之后的電動機的飽和溫度tmf，以及隨著時間流逝一起變化的逆變器52的瞬時溫度ti和在經過長時間之后的逆變器的飽和溫度tif。時間計算部分根據電動機5的瞬時溫度tm和飽和溫度tmf中的至少一個計算可驅動時間tm，并根據逆變器52的瞬時溫度ti和飽和溫度tif中的至少一個計算可加電時間ti。

因此，能夠考慮溫度上升的飽和特性，高精確度地估計溫度tm和ti的變化并且高精確度地計算可驅動時間tm和可加電時間ti。因此，能夠可靠且顯著地實現使電動機行駛模式最大化的效果以及防止高溫的效果。

此外，溫度變化估計部分使用估計等式或表格的映射，其中該估計等式使用電動機5和逆變器52的當前溫度tm1和ti1的估計值以及平衡驅動力f，且在該表格中電動機5和逆變器52的當前溫度tm1和ti1的估計值以及平衡驅動力f是參數。因此，由于不需要檢測電動機5和逆變器52的當前溫度tm1和ti1的專用的溫度傳感器，所以能夠減少成本。

此外，與混合動力車輛(電動車輛)的行駛模式的切換控制相關的信息包括車重wb、載重ws、驅動輪8l和8r的輪胎尺寸dd、驅動輪8l和8r的滾動阻力的物理量rd、與電動機5的當前溫度tm1相關聯的發動機艙內的溫度、與逆變器52的當前溫度ti1相關聯的冷卻液的溫度、當前行駛模式、以及當前車速中的至少一個信息。通過獲得這些信息，提高了平衡驅動力計算部分、溫度變化估計部分以及時間計算部分的計算精確度和估計精確度，并且進一步提高了控制的精確度。

此外，在考慮電動機5和逆變器52的溫度上升的情況下設置電動機側上限允許溫度tml和逆變器側上限允許溫度til，該溫度上升對應于在保持電動機行駛模式的情況下啟動混合動力車輛(電動車輛)時的驅動力增加。因此，無論混合動力車輛何時啟動，電動機5和逆變器52也不會陷入高溫狀態。

另外，在模式切換部分中的預定時間t(th)被設置為等于或大于將電動機行駛模式切換至另一行駛模式所需的切換持續時間。因此，在電動機5和逆變器52的溫度達到上限允許溫度tml和til之前完成行駛模式的切換。因此，可靠地防止了電動機5和逆變器52的高溫。

接下來，將描述實施例2的電動車輛的控制裝置與實施例1的主要區別。在實施例2中，混合動力車輛的驅動裝置的整體構造與圖1中示出的實施例1的整體構造相同，電動機側上限允許溫度tml和逆變器側上限允許溫度til的設置以及控制裝置的處理流程與實施例1不同。

在實施例2中，電動機側上限允許溫度tml和逆變器側上限允許溫度til被設置為上限，而不考慮在啟動過程中的額外的和急劇的溫度上升。因此，如果混合動力車輛在保持電動機行駛模式的情況下啟動，則有陷入高溫狀態的擔心。在實施例2的控制裝置中，在存在高溫狀態的可能的情況下，通過在切換電動機行駛模式的情況下啟動來預先避免高溫狀態。圖7示出了描述實施例2的電動車輛的控制裝置的控制操作的處理流程圖。在附圖中，從步驟s1至步驟s14的步驟與實施例1的步驟是相同的處理內容。

在圖7中的步驟s13之后的步驟s21中，控制裝置1確定存在啟動請求還是不存在啟動請求。例如，當加速踏板65的操作量增大時，控制裝置1確定存在啟動請求。當不存在啟動請求時，控制裝置1完成處理流程，如果存在啟動請求，則繼續執行處理流程至步驟s22。在步驟s22中，控制裝置確定在啟動過程中是否可能出現高溫。具體地說，控制裝置假設混合動力車輛在保持電動機行駛模式的情況下啟動，并估計電動機5和逆變器52中產生對應于在啟動過程中的驅動力增加的溫度上升。控制裝置基于估計結果來確定是否存在電動機5的溫度tm超過電動機側的上限允許溫度tml的可能，并確定是否存在逆變器52的溫度ti超過逆變器側上限允許溫度til的可能。

如果至少一個存在高溫的可能，則在步驟s23中，控制裝置將電動機行駛模式切換至另一行駛模式。在完成步驟s23之后，處理進行至步驟s24，并且控制裝置控制混合動力車輛的啟動。因此，在啟動過程中，與保持電動機行駛模式的情況相比，電動機5需要的驅動力降低。因此，不用擔心電動機5和逆變器52陷入高溫狀態。另外，在步驟s22中，在沒有高溫擔憂的情況下，在步驟s24中，控制裝置控制混合動力車輛在電動機行駛模式下啟動。同樣在該情況下，不用擔心電動機5和逆變器52陷入高溫狀態。

另一方面，同樣地，在步驟s14之后的步驟s25中，控制裝置確定是否存在啟動請求或不存在啟動請求。當不存在啟動請求時，控制裝置完成處理流程，如果存在啟動請求，則控制裝置繼續執行處理流程至步驟s24。在步驟s24中控制啟動之后，控制裝置完成處理流程。圖7的處理流程中的步驟s21至步驟s24的處理功能對應于本公開的啟動模式切換部分。

實施例2的電動車輛的控制裝置還包括啟動模式切換部分(步驟s21至步驟s24)，使電動車輛能夠在下述情況下通過將電動機行駛模式切換至另一行駛模式來啟動，即，在假定混合動力車輛(電動車輛)在保持電動機行駛模式的情況下啟動，在電動機5和逆變器52中產生對應于在啟動過程中的驅動力增加的溫度上升，因而存在電動機5的溫度tm超過電動機側上限允許溫度tml的可能，或者存在逆變器52的溫度ti超過逆變器側上限允許溫度til的情況。

因此，由于電動機側上限允許溫度tml和逆變器側上限允許溫度til可以被設置得比實施例1的上限允許溫度高，所以能夠最大限度地實現使電動車輛在電動機行駛模式下在上坡道路上停車。然而，根據電動機5和逆變器52的溫度條件，需要在啟動過程中將電動機行駛模式切換至另一行駛模式。

接下來，將描述實施例3的電動車輛的控制裝置與第一實施例和第二實施例的主要區別。在實施例3中，混合動力車輛的驅動裝置的整體構造與圖1中示出的實施例1的整體構造相同，控制裝置的處理流程與第一實施例和第二實施例不同。在實施例3中，如果在電動機行駛模式被切換至另一行駛模式之后，電動機5和逆變器52的溫度tm和ti降低，則控制裝置恢復電動機行駛模式。圖8是描述實施例3的電動車輛的控制裝置的控制操作的處理流程圖。在附圖中的步驟s1至步驟s14的步驟與實施例1的步驟的處理內容相同。

在圖8的步驟s3之后的步驟s31中，控制裝置確定當前行駛模式是否是電動機行駛模式。在電動機行駛模式期間，控制裝置通過執行與實施例1的步驟s4至s14相同的處理來完成該處理流程。在步驟s32中，在另一行駛模式期間，控制裝置計算降低后的平衡驅動力f。例如，在發動機行駛模式的情況下，由電動機5輸出的平衡驅動力f為0。另外，例如，在混合動力行駛模式的情況下，平衡驅動力f被分配至發動機2和電動機5。控制裝置能夠通過控制發動機2和電動機5兩者來容易地計算電動機5的降低后的平衡驅動力f。

接下來，在步驟s33中，控制裝置1根據降低后的平衡驅動力f來估計電動機5的溫度tm的下降。在下一步驟s34中，控制裝置1根據降低后的平衡驅動力f來估計逆變器52的溫度ti的下降。雖然存在上升和下降的區別，但是溫度tm和ti的下降的估計方法與實施例1中描述的步驟s5和步驟s6相同。

接下來，在步驟s35中，控制裝置比較電動機5的溫度tm與電動機側恢復允許溫度tmr的大小。另外，在下一步驟s36中，控制裝置比較逆變器52的溫度ti與逆變器側恢復允許溫度tir的大小。如果電動機5和逆變器52的溫度tm和ti降低至等于或小于恢復允許溫度tmr和tir，則在步驟s37中，控制裝置將另一行駛模式返回至電動機行駛模式。另外，電動機5和逆變器52的溫度tm和ti中的至少一個未降低至恢復允許溫度tmr和tir，則在步驟s38中，控制裝置保持另一行駛模式。

在步驟s37或步驟s38完成之后，控制裝置完成處理流程。圖9的處理流程從步驟s32至步驟s34的處理功能對應于本公開的溫度下降估計部分。從步驟s35至步驟s37的處理功能對應于本公開的電動機行駛模式恢復部分。

此外，電動機側恢復允許溫度tmr被設置為低于電動機側上限允許溫度tml。相似地，逆變器側恢復允許溫度tir也被設置為低于逆變器側上限允許溫度til。如果提供了其中包括上述延遲的設置，則可以防止下述事件：其中由于電動機5和逆變器52的溫度tm和ti的上升和下降跨過上限允許溫度tml和til而導致行駛模式被頻繁地切換。

實施例3的電動車輛的控制裝置還包括：溫度下降估計部分(步驟s32到步驟s34)，其在模式切換部分將電動機行駛模式切換至另一行駛模式之后，估計電動機5的溫度tm的下降和逆變器52的溫度ti的下降；以及電動機行駛模式恢復部分(步驟s34至步驟s37)，當估計的電動機5的溫度tm降低至等于或小于電動機側恢復允許溫度tmr(電動機側恢復允許溫度tmr低于電動機側上限允許溫度tml)并且估計的逆變器52的溫度ti下降至等于或小于逆變器側恢復允許溫度tir(逆變器側恢復允許溫度tir低于逆變器側上限允許溫度til)時，使另一行駛模式返回至電動機行駛模式。

因此，即使被切換至另一行駛模式之后，如果電動機5和逆變器52的溫度tm和ti降低，則恢復電動機行駛模式。因此，最大化地實現了電動機行駛模式，并且有效地防止了高溫。

然而，本公開也能夠在除了混合動力車輛之外的電動車輛中執行。例如，本公開也能夠在包括主電動機和輔電動機作為驅動源的電動車輛中執行，該電動車輛切換僅主電動機作為驅動源的電動機行駛模式以及兩個電動機均作為驅動源的并聯行駛模式。此外，例如，本公開也能夠在包括電動機和連接到電動機的變速器作為串聯連接的驅動源的電動車輛中，該電動車輛切換其中電動車輛以變速器的特定檔位行駛的電動機行駛模式以及其中電動車輛以除了該特定檔位之外的檔位行駛的另一行駛模式。

另外，為了估計電動機5和逆變器52的當前溫度tm1和ti1，可以使用除了溫度傳感器62和冷卻液溫度傳感器53之外的溫度檢測單元。另外，在本公開中可以進行各種改變和應用。

已經在前面的說明書中描述了本發明的原理、優選實施例和操作模式。然而，意圖被保護的本發明不應被解釋為局限于所公開的特定實施例。另外，這里描述的實施例應被理解為說明性的而不是限制性的。在不脫離本發明的精神的情況下，他人可以進行變化和改變以及應用等同物。因此，明確地意圖將落入權利要求所限定的本發明的精神和范圍內的全部的這些變化、改變和等同物包括于此。