CN113037149A - 电机驱动装置以及电机驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种电机驱动装置，其包括：动力控制单元，其通过供给根据载波频率而调制的驱动信号，从而对作为移动体的动力源的电机进行驱动；存储器；处理器，其与存储器相连接。所述处理器被构成为，对向所述电机要求的要求转矩进行预测，并在预测为向所述电机要求的要求转矩变大的情况下，对所述动力控制单元的载波频率进行变更。

Description

电机驱动装置以及电机驱动方法
技术领域
本公开涉及一种电机驱动装置以及电机驱动方法。
背景技术
在日本特开2006-288100号公报中，记载了一种如下的技术，即，对在从电机驱动系统产生的EMI(Electro Magnetic Interference：电磁干扰)噪声(也称为电磁波噪声)中的、不想使之产生的EMI噪声的频率值进行设定，并以不使之产生所设定的频率值的载波频率的方式来决定载波频率的技术。
发明内容
发明所要解决的课题
例如，在车辆来到上坡坡度较大的道路等情况下，对于作为车辆的动力源的电机而言，将被要求瞬间产生较大的转矩。在日本特开2006-288100号公报所记载的技术中，当对电机要求瞬间产生较大的转矩时，载波频率的变更有可能会来不及。由此，就会产生EMI噪声，并有可能产生给其他的设备带来不良影响等的不良状况。
本公开的目的在于，获得一种在向电机要求的要求转矩变大的情况下，能够可靠地对载波频率进行变更的电机驱动装置以及电机驱动方法。
用于解决课题的方法
本公开的第一方式的电机驱动装置，包括：
动力控制单元，其通过供给根据载波频率而调制的驱动信号，从而对作为移动体的动力源的电机进行驱动；
存储器；
处理器，其与存储器相连接，
所述处理器被构成为，对向所述电机要求的要求转矩进行预测，并在预测为向所述电机要求的要求转矩变大的情况下，对所述动力控制单元的载波频率进行变更。
在第一方式中，由于能够在向电机要求的要求转矩实际变大之前，预先对载波频率进行变更，因此在向电机要求的要求转矩变大的情况下，能够可靠地对载波频率进行变更。
本公开的第二方式的电机驱动装置为，在第一方式的电机驱动装置中，
所述处理器被构成为，在预测为向所述电机要求的要求转矩变大的情况下，将所述载波频率与变更前的所述载波频率进行比较，并变更为难以从所述电机产生电磁干扰(EMI)噪声的载波频率。
在第二方式中，由于在预测为向电机要求的要求转矩变大的情况下，变更为难以从电机产生EMI噪声的载波频率，因此能够抑制向电机要求的要求转矩变大的情况下的EMI噪声的产生。
本公开的第三方式的电机驱动装置为，在第一方式或第二方式的电机驱动装置中，
所述移动体为车辆，
所述处理器被构成为，基于所述电机的动作历史、和加速器开度、所述车辆之后将行驶的道路的坡度以及所述车辆的重量中的至少一个而对向所述电机要求的要求转矩进行预测。
在第三方式中，能够通过使用加速器开度、道路的坡度以及车辆的重量中的至少一个而提高对向电机要求的要求转矩进行预测的精度。
本公开的第三方式的电机驱动装置为，在第一方式至第三方式中的任意一个方式所述的电机驱动装置中，
所述处理器被构成为，在由表示所述电机的转速和转矩的关系的转矩曲线所规定的所述电机的驱动区域上，对向所述电机要求的要求转矩的变动进行预测，
所述驱动区域中的、至少转矩为预定值以上的高转矩区域沿着所述电机的转速的方向而被分割为多个局部区域，在所述局部区域的每一个中被预先设定有所述载波频率，
所述处理器被构成为，在被预测的向所述电机要求的要求转矩的峰值进入所述高转矩区域的情况下，通过以使所述峰值处的载波频率变低的方式而使所述局部区域的边界位置移动，从而实施所述载波频率的变更。
根据第四方式，在向电机要求的要求转矩的峰值进入高转矩区域的情况下，能够通过使局部区域的边界位置移动这样的简单的处理，而实现降低所述峰值处的载波频率并抑制EMI噪声的产生。
本公开的第五方式的电机驱动装置为，在第一方式的电机驱动装置中，
所述移动体为车辆，
所述动力控制单元对包括第一电机以及第二电机在内的多个电机进行驱动，
通过对表示所述第一电机的转速和转矩的关系的第一转矩曲线以及表示所述第二电机的转速和转矩的关系的第二转矩曲线进行变更，从而对所述车辆的行驶模式进行变更，
基于被变更的所述第一转矩曲线以及所述第二转矩曲线来实施载波频率的变更。
根据第五方式，对包括第一电机以及第二电机在内的多个电机进行驱动。因此，与将一个电机设为驱动源的车辆相比，提高了车辆的行驶性能。此外，通过对第一转矩曲线以及第二转矩曲线进行变更，从而对车辆的行驶模式进行变更。由此，能够根据耗油率优先以及加速性能优先等的驾驶员的要求，而对行驶模式进行变更。
在此，基于被变更的第一转矩曲线以及第二转矩曲线，而实施载波频率的变更。由此，即使在通过行驶模式的变更而变更了第一电机以及第二电机的各自的转矩曲线的情况下，也能够通过适当地对载波频率进行变更而抑制EMI噪声的产生。
本公开的第六方式的电机驱动装置为，在第五方式的电机驱动装置中，
所述处理器被构成为，通过对所述第一转矩曲线以及所述第二转矩曲线中的转矩的上限进行变更，从而对行驶模式进行变更。
根据第六方式，例如，通过设定第一转矩曲线以及第二转矩曲线中的转矩的上限值、或者降低转矩的上限值，从而能够变更为以耗油率优先进行行驶的行驶模式。此外，相反地，通过解除第一转矩曲线以及第二转矩曲线中的转矩的上限值、或者提高转矩的上限值，从而能够变更为以加速性能优先进行行驶的行驶模式。
本公开的第七方式的电机驱动装置为，在第六方式的电机驱动装置中，
所述处理器被构成为，针对被提高了转矩的上限值的所述第一转矩曲线以及所述第二转矩曲线中的至少一方而使对所述要求转矩进行预测的定时延迟。
根据第七方式，例如，在提高了第一转矩曲线的上限值的情况下，转矩的峰值成为更高的转矩值。因此，通过使对要求转矩进行预测的定时延迟，从而能够以更高的转矩值来对要求转矩的峰值进行预测，并更准确地对峰值的位置进行预测。在提高了第二转矩曲线的上限值的情况下，也同样地通过使对要求转矩进行预测的定时延迟，从而能够更准确地对峰值的位置进行预测。
本公开的第八方式的电机驱动装置为，在第五方式至第七方式中的任意一个方式的电机驱动装置中，
所述动力控制单元被构成为，分别对作为车辆的前轮的动力源的所述第一电机以及作为车辆的后轮的动力源的所述第二电机进行驱动。
根据第八方式，车辆的前轮通过第一电机而被驱动，后轮通过第二电机而被驱动。由此，与通过电机而仅对车辆的前轮以及后轮中的一方进行驱动的结构相比，能够提高车辆的行驶性能。
发明效果
本公开能够在向电机要求的要求转矩变大的情况下，可靠地对载波频率进行变更。
附图说明
图1为表示第一实施方式所涉及的电机驱动系统的概要结构的框图。
图2为第一实施方式中的电机驱动控制ECU的功能框图。
图3为表示电动发电机(MG)的驱动区域(整体)的线图。
图4为以放大的方式表示MG的驱动区域中的、图3的放大区域的线图。
图5为表示电机驱动控制处理的流程图。
图6为表示加速器开度的历史的一个示例的线图。
图7为用于说明对针对MG的要求转矩的峰值位置进行推断的处理的线图。
图8为用于说明使局部区域的边界的位置沿着MG的转速的方向进行移动的处理的线图。
图9为应用了第二实施方式所涉及的电机驱动系统的车辆的示意图，且为表示没有乘员落座于后座上的状态的示意图。
图10为表示有乘员落座于车辆的前座以及后座上的状态的示意图。
图11为用于说明使局部区域的边界的位置相对于MG的转速的方向而倾斜并使之移动的处理的线图。
图12为表示第三实施方式所涉及的电机驱动系统的概要结构的框图。
图13为应用了第三实施方式所涉及的电机驱动系统的车辆的示意图，且为表示有乘员落座于车辆的前座以及后座上的状态的图。
图14为第三实施方式中的电机驱动控制ECU的功能框图。
图15为表示第三实施方式中的第一MG的驱动区域的线图。
图16为表示第三实施方式中的第二MG的驱动区域的线图。
图17为用于说明对针对第二MG的要求转矩的峰值位置进行推断的处理的线图。
图18为表示行驶模式变更处理的流程的一个示例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的实施方式的一个示例进行详细地说明。
〔第一实施方式〕
图1所示的电机驱动系统10包括被搭载于作为移动体的一个示例的车辆上并作为使车辆行驶的动力源即电机而进行动作或者作为发电机而进行动作的电动发电机(以下，称为“MG”)12、动力控制单元(以下，称为“PCU”)14以及蓄电池16。蓄电池16与PCU14相连接，且在PCU14上连接有MG12。另外，MG12为电机的一个示例。
PCU14包括能够进行直流电力的向交流电力的转换以及交流电力的向直流电力的转换的变换器。在MG12作为电机而进行动作的情况下，电力从蓄电池16经由PCU14而向MG12供给。此时，PCU14通过将根据从后述的电机驱动控制ECU18所输入的载波频率而调制的驱动信号向MG12进行供给，从而对MG12进行驱动。MG12为电机的一个示例，PCU14为驱动部的一个示例。另外，在MG12作为发电机而进行动作的情况下，通过将由MG12发出的电力经由PCU14而供给至蓄电池16，从而对蓄电池16进行充电。
在PCU14上连接有电机驱动控制ECU18，在电机驱动控制ECU18上连接有加速器开度传感器36、电机转速传感器38、电机转矩传感器40、坡度预测ECU44以及车重检测ECU50。另外，PCU14以及电机驱动控制ECU18为，电机驱动装置的一个示例。
加速器开度传感器36对车辆的加速器踏板的开度(加速器开度)进行检测，电机转速传感器38对MG12的输出轴的转速进行检测，电机转矩传感器40对MG12的输出轴的产生转矩进行检测。在坡度预测ECU44上，连接有对车辆的当前位置进行检测的GPS(globalpositioning system：全球定位系统)传感器42。坡度预测ECU44通过将由GPS传感器42检测出的车辆的当前位置与地图信息进行对照，从而对车辆之后将行驶的道路的坡度进行预测。
在车重检测ECU50上，连接有对车辆的车内进行拍摄的车内摄像机46以及被设置于车辆的各个座椅上的落座传感器48中的至少一方。车重检测ECU50基于由车内摄像机46以及落座传感器48中的至少一方所检测出的车辆的乘车人数，从而对车辆的重量进行检测。另外，也可以在车辆的重量的检测中使用例如车辆的悬架的行程量等的其他的参数。
电机驱动控制ECU18包括作为处理器的一个示例的CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)20、ROM(Read Only Memory：只读存储器)或RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)等的存储器22、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)或SSD(SolidState Drive：固态驱动器)等的非易失性的存储部24、和通信部26。CPU20、存储器22、存储部24以及通信部26以经由内部总线28而能够相互通信的方式被连接在一起。
在电机驱动控制ECU18的存储部24中，存储有电机驱动控制程序30以及载波频率映射图32。电机驱动控制ECU18通过从存储部24中读取电机驱动控制程序30并在存储器22中展开、且由CPU20执行在存储器22中被展开的电机驱动控制程序30，从而作为图2所示的预测部54以及控制部56而发挥功能，并执行后述的电机驱动控制处理。
预测部54基于MG12的动作历史、由加速器开度传感器36所检测出的加速器开度、由坡度预测ECU44所检测出的车辆之后将行驶的道路的坡度、以及由车重检测ECU50所检测出的车辆的重量，从而对向MG12要求的要求转矩进行预测。控制部56在通过预测部54而预测出向MG12要求的要求转矩变大的情况下，对PCU14的载波频率进行变更。
在本实施方式中，如图3以及图4所示那样，由表示MG12的转速和转矩的关系的转矩曲线60所规定的MG12的驱动区域62被分割为多个局部区域，针对各个分割区域而预先分别设定了载波频率。详细而言，MG12的驱动区域中的、转矩小于预定值的低转矩区域被设为一个局部区域62A(参照图4)，针对该局部区域而设定有考虑了PCU14或MG12的温度、电力效率等的载波频率F0。
另一方面，MG12的驱动区域中的、转矩为预定值以上的高转矩区域则沿着MG12的转速的方向被分割为多个(例如三个)局部区域62B、62C、62D。并且，考虑到EMI噪声等，针对局部区域62B而预先设定了载波频率F1、针对局部区域62C而预先设定了载波频率F2、针对局部区域62D而预先设定了载波频率F3。另外，载波频率F1、F2、F3的大小关系被设为F1＜F2＜F3。载波频率映射图32包含表示MG12的驱动区域上的多个局部区域的边界位置的信息、和表示被设定在各个分割区域上的载波频率的信息。
接下来，对本第一实施方式的作用进行说明。电机驱动控制ECU18在车辆的点火开关开启且使MG12作为电机而进行动作的期间内，执行图5所示的电机驱动控制处理。
在电机驱动控制处理的步骤100中，预测部54取得由加速器开度传感器36所检测出的加速器开度，并根据所取得的加速器开度的历史(在图6中示出一个示例)，通过例如外推法(extrapolation)等而对表示今后的加速器开度的变动的加速器举动进行推断。
在步骤102中，预测部54分别取得由电机转速传感器38所检测出的MG12的输出轴的转速、由电机转矩传感器40所检测出的MG12的输出轴的产生转矩、由坡度预测ECU44所预测出的道路的坡度、以及由车重检测ECU50所检测出的车辆的重量。然后，预测部54根据所取得的MG12的转速和产生转矩的历史、道路坡度的预测值以及车重检测值，通过使用例如预先创建的预测公式等来对表示车辆的今后的行驶负载的变动的行驶负载的推断值进行计算。另外，MG12的转速和产生转矩的历史为，电机的动作历史的一个示例。
在步骤104中，预测部54根据在步骤100中获得的加速器举动的推断值以及在步骤102中获得的行驶负载的推断值，而对针对MG12的要求转矩的、MG12的驱动区域上的变动进行预测，并对其峰值位置(参照图7)进行推断。针对MG12的要求转矩的峰值位置，例如能够使用通过机器学习而被预先创建的学习完毕模型来进行推断。上述的学习完毕模型，例如能够使用将过去的加速器举动的推断值以及行驶负载的推断值设为输入、且将过去的MG12的转速和产生转矩的历史设为输出的学习用数据来创建。
在步骤106中，控制部56基于在步骤104的处理中推断出的针对MG12的要求转矩的峰值位置，而对是否使MG12的驱动区域中的、被设定于高转矩区域的多个局部区域(被设定有不同的载波频率的区域)的边界位置移动进行判定。
在此，在针对MG12的要求转矩的峰值未达到MG12的驱动区域中的高转矩区域的情况、以及针对MG12的要求转矩的峰值虽然达到了MG12的驱动区域中的高转矩区域但是未落在局部区域的边界上的情况下，步骤106的判定被作出否定判定。在该情况下，在不使局部区域的边界位置移动的条件下，向步骤110转移。
另一方面，作为示例，如图8所示那样，在针对MG12的要求转矩的峰值达到了MG12的驱动区域中的高转矩区域、且所述峰值落在了局部区域的边界上(在图8中跨及局部区域62B和局部区域62C)的情况下，步骤106的判定被作出肯定判定并向步骤108转移。
在步骤108中，控制部56以使针对MG12的要求转矩的峰值中的载波频率降低的方式(以变更后的载波频率与变更前的载波频率相比较而成为很难从MG12中产生EMI噪声的载波频率的方式)来对载波频率映射图32进行变更。作为一个示例，在图8中，以针对MG12的要求转矩的峰值中的载波频率从载波频率F2切换为载波频率F1的方式(参照箭头标记A)，而使载波频率F1的局部区域62B和载波频率F2的局部区域62C的边界的位置沿着MG12的转速的方向进行移动。
另外，虽然如上述那样移动局部区域的边界位置而对载波频率进行变更的目的是减少EMI噪声，但EMI噪声成为峰值的位置有可能与针对MG12的要求转矩成为峰值的位置稍稍偏离开来。因此，为了使来自MG12的EMI噪声成为峰值的位置处的载波频率降低，优选为，以在包括将针对MG12的要求转矩成为峰值的位置设为基准的前后预定范围在内的范围内使载波频率降低的方式，来对载波频率映射图32进行变更。
在步骤110中，控制部56从载波频率映射图32中读取与MG12的当前的转速以及转矩的组合相对应的载波频率，并将从载波频率映射图32中读取的载波频率向PCU14输出。由此，PCU14通过将根据被输入的载波频率而调制的驱动信号向MG12进行供给，从而对MG12进行驱动。
当实施步骤110的处理时，返回至步骤100。由此，在将MG12作为电机而使其进行动作的期间内，反复执行上述的步骤100～步骤110的处理。并且，由于在预测出了针对MG12的要求转矩的峰值达到高转矩区域、且所述峰值落在局部区域的边界上的情况下，以使所述峰值处的载波频率降低的方式而使局部区域的边界的位置移动，因此能够抑制EMI噪声的产生。
〔第二实施方式〕
接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。另外，由于第二实施方式为与第一实施方式相同的结构，因此对各个部分标记相同的符号并省略结构的说明。
在第一实施方式中，对如下形态进行了说明，即，在满足了“预测出了针对MG12的要求转矩的峰值达到高转矩区域、且所述峰值落在局部区域的边界上”这样的第一条件的情况下，以使所述峰值处的载波频率降低的方式而使局部区域的边界位置移动的形态。
相对于此，第二实施方式所涉及的控制部56在除了上述的第一条件之外，还满足“预测出针对MG12的要求转矩的峰值达到高转矩区域，且有乘员落座在接近EMI噪声的产生源的位置上”这样的第二条件的情况下，通过步骤106的判定被作出肯定判定，从而以使针对MG12的要求转矩的峰值处的载波频率降低的方式来使局部区域的边界位置移动。
作为一个示例，在图9中示出了如下结构，即，在车辆V的地板下配置有蓄电池16，在车辆V的发动机罩内配置有PCU14，在对车辆V的后轮66进行驱动的位置处配置有MG12的结构。在该结构中，虽然在车辆V的行驶时，分别会从蓄电池16、PCU14以及MG12发射电磁波，但与车辆的前座相比，后座更接近EMI噪声的产生源(MG12等)。
因此，在第二实施方式中，从车重检测ECU50中取得车辆的车厢内的乘员的落座状态。并且，在乘员落座于车辆V的后座上的情况(参照图10)下，当预测出针对MG12的要求转矩的峰值达到高转矩区域时，将由于满足前述的第二条件，而以使针对MG12的要求转矩的峰值处的载波频率降低的方式而使局部区域的边界位置移动。由此，能够抑制由EMI噪声产生的对落座于接近EMI噪声的产生源的车辆V的后座上的乘员的影响。
另外，在没有乘员落座于车辆V的后座上的情况(参照图9)下，由于即使预测出针对MG12的要求转矩的峰值达到高转矩区域，也不满足前述的第二条件，因此局部区域的边界位置的移动不会被实施。
如以上说明的那样，在上述的实施方式中，PCU14通过供给根据载波频率而调制的驱动信号，从而对作为车辆的动力源的MG12进行驱动，预测部54对向MG12要求的要求转矩进行预测。并且，控制部56在通过预测部54而预测出向MG12要求的要求转矩变大的情况下，对PCU14的载波频率进行变更。由此，在因例如车辆突然起动或来到坡度较大的道路等而使向MG12要求的要求转矩变大的情况下，能够可靠地对载波频率进行变更。
此外，在上述的实施方式中，控制部56在通过预测部54而预测出向MG12要求的要求转矩变大的情况下，将载波频率与变更前的载波频率进行比较，并变更为难以使之从MG12中产生EMI噪声的载波频率。由此，能够抑制向MG12要求的要求转矩变大的情况下的EMI噪声的产生。
此外，在上述的实施方式中，预测部54基于MG12的动作历史和加速器开度、车辆之后将行驶的道路的坡度、以及车辆的重量中的至少一个而对向MG12要求的要求转矩进行预测。由此，能够提高对向MG12要求的要求转矩进行预测的精度。
此外，在上述的实施方式中，预测部54在由表示MG12的转速和转矩的关系的转矩曲线所规定的MG12的驱动区域上，对向MG12要求的要求转矩的变动进行预测。此外，MG12的驱动区域中的、至少转矩在预定值以上的高转矩区域沿着MG12的转速的方向而被分割为多个局部区域，针对所述局部区域的每一个而预先设定有载波频率。并且，控制部56在通过预测部54而预测出的向MG12要求的要求转矩的峰值进入高转矩区域的情况下，通过以使所述峰值处的载波频率变低的方式而使所述局部区域的边界位置移动，从而实施载波频率的变更。由此，在向MG12要求的要求转矩的峰值进入高转矩区域的情况下，通过使局部区域的边界位置移动这样的简单的处理，从而能够实现降低所述峰值处的载波频率而抑制EMI噪声的产生的效果。
此外，在第二实施方式中，控制部56在预测出针对MG12的要求转矩的峰值达到高转矩区域，且有乘员落座于接近EMI噪声的产生源的位置上的情况下，也以使针对MG12的要求转矩的峰值处的载波频率降低的方式而使局部区域的边界位置移动。由此，能够抑制由EMI噪声造成的对落座于接近EMI噪声的产生源的位置上的乘员的影响。
另外，虽然在上述内容中，对在预测出针对MG12的要求转矩的峰值达到高转矩区域、且所述峰值落在局部区域的边界上的情况下，使局部区域的边界位置沿着MG12的转速的方向移动的方式进行了说明，但并未被限定于此。作为一个示例，也可以采用如下方式，即，如图11中箭头标记B所示那样，使局部区域的边界位置相对MG12的转速的方向而倾斜并移动。
此外，虽然在上述内容中，对通过机器学习而对针对MG12的要求转矩的变动进行预测的形态进行了说明，但本发明并未被限定于此。例如，也可以采用如下方式，即，基于加速器开度的历史、车辆的行驶负载、MG12的极限值、轮胎的滚动阻力、车辆的cd值等的各种参数中的至少一个，而预先创建对针对MG12的要求转矩的变动进行预测的预测公式，并基于该预测公式来对MG12的要求转矩的变动进行预测。
此外，虽然在上述内容中，对作为移动体而应用了车辆的形态进行了说明，但本公开并未被限定于此，只要是将电机设为动力源的移动体，则均能够应用。
〔第三实施方式〕
接下来，参照图12至图18来对第三实施方式所涉及的电机驱动系统70进行说明。另外，关于与第一实施方式以及第二实施方式相同的结构，将标记相同的符号并适当省略说明。
如图12所示那样，第三实施方式所涉及的电机驱动系统70包括PCU14、蓄电池16、第一电动发电机(以下称为“第一MG”)72、以及第二电动发电机(以下称为“第二MG”)74。蓄电池16与PCU14相连接。此外，在PCU14上，连接有第一MG72以及第二MG74。另外，第一MG72以及第二MG74为，电机的一个示例。
如图13所示那样，第一MG72为车辆V的前轮68的动力源，且被配置在车辆V的前部。第二MG74为车辆V的后轮66的动力源，且被配置在车辆V的后部。并且，通过从蓄电池16经由PCU14而向第一MG72以及第二MG74供给电力，从而对第一MG72以及第二MG74进行驱动。另外，在本实施方式中，作为一个示例，第一MG72为，与第二MG74相比较大型的电机。即，第一MG72为，与第二MG74相比输出较大且提高了动力性能的电机。另一方面，第二MG74为，与第一MG72相比输出较小且低消耗电力的电机。
在PCU14上，连接有第一MG72以及第二MG74。PCU14将根据从电机驱动控制ECU18输入的载波频率而调制的驱动信号向第一MG72进行供给。此外，PCU14将根据从电机驱动控制ECU18输入的载波频率而调制的驱动信号向第二MG74进行供给。通过这样的方式，PCU14对第一MG72以及第二MG74进行驱动。另外，通过将由第一MG72以及第二MG74发出的电力经由PCU14而供给至蓄电池16，从而对蓄电池16进行充电。
如图12所示那样，在电机驱动控制ECU18的存储部24中，存储有电机驱动控制程序30以及行驶模式变更程序71。并且，通过CPU20加载电机驱动控制程序30以及行驶模式变更程序7并执行，从而实现了图14所示的功能。
如图14所示那样，作为功能结构，电机驱动控制ECU18被构成为，包括预测部54、控制部56、行驶模式变更部76、行驶模拟部78以及重新计划部80。各个功能结构通过CPU20读取电机驱动控制程序30以及行驶模式变更程序71并执行而被实现。
行驶模式变更部76通过对第一MG72的第一转矩曲线、以及第二MG74的第二转矩曲线进行变更，从而对车辆V的行驶模式进行变更。例如，行驶模式变更部76被构成为，能够变更为在通常的驾驶时被选择的正常模式、低消耗电力的经济模式、以及提高了动力性能的运动模式这三种行驶模式。此外，车辆V刚起动后的行驶模式被设定为正常模式。
作为一个示例，对行驶模式变更部76将行驶模式从正常模式变更为经济模式的情况进行说明。在该情况下，行驶模式变更部76针对输出较大的第一MG72而降低第一转矩曲线的转矩的上限值。此外，行驶模式变更部76针对输出较小的第二MG74而提高第二转矩曲线的转矩的上限值。以此方式，通过降低输出较大的第一MG72的转矩的上限值、且提高输出较小的第二MG74的转矩的上限值，从而减少车辆V行驶时的消耗电力。此外，行驶模式变更部76也可以通过从在正常模式下向第一MG72以及第二MG74分别分配各50的驱动力的状态而变更为分配给第一MG72以及第二MG74的驱动力分别为各40，从而减少电力消耗量。此外，例如，行驶模式变更部76也可以当在经济模式下在上坡坡道上行驶的情况下，向第一MG72分配30的驱动力、向第二MG74分配50的驱动力。
如图15所示那样，针对第一MG72而设定了表示转速和转矩的关系的第一转矩曲线82。并且，通过行驶模式变更部76降低第一转矩曲线82的上限值，从而使第一转矩曲线82从图中的双点划线的状态变更为实线的状态。由此，第一MG72的驱动区域84被缩小。另外，第一MG72的驱动区域84与第一实施方式同样地被分割为多个局部区域，并针对各个分割区域而分别预先设定了载波频率。
如图16所示那样，针对第二MG74而设定了表示转速和转矩的关系的第二转矩曲线86。并且，通过行驶模式变更部76提高第二转矩曲线86的上限值，从而使第二转矩曲线86从图中的双点划线的状态变更为实线的状态。
在此，在车辆V的行驶模式被变更后的状态下，第二MG74的驱动区域88中的、转矩小于预定值的低转矩区域被设为一个局部区域88A。另一方面，第二MG74的驱动区域88中的、转矩在预定值以上的高转矩区域沿着第二MG74的转速的方向而被分割为多个局部区域。在本实施方式中，作为一个示例，而将高转矩区域分割为局部区域88B、88C、88D这三个局部区域。并且，考虑EMI噪声等而在局部区域88B中预先设定了载波频率F1。此外，在局部区域88C中预先设定了载波频率F2。而且，在局部区域88D中预先设定了载波频率F3。
另外，当车辆V在经济模式下进行行驶的情况下，行驶模式变更部76通过针对每个行驶区间而对第一转矩曲线82以及第二转矩曲线86进行变更，从而减小消耗电力。即，行驶模式变更部76针对每个行驶区间而对驱动力的分配进行变更。例如，行驶模式变更部76也可以考虑由GPS传感器42所检测出的车辆V的当前位置处的限制速度而对第一转矩曲线82以及第二转矩曲线86进行变更。此外，行驶模式变更部76也可以根据由坡度预测ECU44所预测出的坡度而对第一转矩曲线82以及第二转矩曲线86进行变更。而且，行驶模式变更部76也可以在行驶于高速道路等的汽车专用道路上的情况、和行驶于市区中的情况下，对第一转矩曲线82以及第二转矩曲线86进行变更。
图14所示的行驶模拟部78基于被登记在导航系统等中的信息，而制定以经济模式行驶到目的地为止的情况下的驱动力的分配计划。并且，行驶模拟部78基于所制定出的驱动力的分配计划，而对至到达目的地为止的所需时间、和为了行驶到目的地而需要的消耗电力进行计算。另外，在本实施方式中，作为一个示例，行驶模拟部78在接收到来自乘员的指示的情况下，制定驱动力的分配计划。此外，行驶模拟部78也对以正常模式行驶的情况下的所需时间以及消耗电力进行计算。并且，行驶模拟部78在以正常模式行驶的情况和以经济模式行驶的情况的各个情况下，将与到达预定时刻以及剩余电力相关的信息通知给乘员。例如，也可以通过在被设置于车厢内的监视器上显示与到达预定时刻以及剩余电力相关的信息来进行通知。此外，也可以通过被设置于车厢内的扬声器而以语音来通知与到达预定时刻以及剩余电力相关的信息。
重新计划部80在向乘员通知了与到达预定时刻以及剩余电力相关的信息之后，在以经济模式进行行驶的状态下，在与通知的信息之间的误差变大的情况下，对驱动力的分配进行重新计划。例如，有时会因驾驶员的加速器操作以及加减速而使消耗电力与预测相比变大。此外，有时会因空调装置的运转状況而使消耗电力与预测相比变大。在这样的情况下，重新计划部80对至目的地为止的驱动力的分配进行重新计划，并将所计算出的与到达预定时刻以及剩余电力相关的信息通知给乘员。此外，重新计划部80也可以仅在到达目的地之前剩余电力会用尽的情况下，对驱动力的分配进行重新计划。而且，重新计划部80也可以在判断为在到达目的地之前剩余电力会用尽的情况下，建议乘员进行空调装置的设定温度的变更。此外，在除了空调装置之外还有消耗电力较大的车载设备正在工作的情况下，也可以作出建议，以使该车载设备停止。
在此，在本实施方式中，控制部56在通过预测部54而预测出针对第一MG72的要求转矩变大的情况下，对PCU14的载波频率进行变更。此外，控制部56在通过预测部54而预测出针对第二MG74的要求转矩变大的情况下，对PCU14的载波频率进行变更。此时，控制部56基于通过行驶模式变更部76而被变更的第一转矩曲线82以及第二转矩曲线86来实施载波频率的变更。
此外，在本实施方式中，预测部54针对行驶模式变更部76提高了转矩的上限值的第二转矩曲线86，而使对要求转矩进行预测的定时延迟。详细而言，如在图17中以双点划线所示出的那样，在行驶模式为正常模式的第二转矩曲线86中，在电机转矩为P1的时间点下对要求转矩的峰值位置进行推断。另一方面，如在图17中以实线所示出的那样，在行驶模式被变更从而第二转矩曲线86中的转矩的上限值提高了的状态下，在与P1相比成为高转矩的P2的时间点下对要求转矩的峰值位置进行推断。
接下来，对第三实施方式所涉及的电机驱动系统70的作用进行说明。由于本实施方式的电机驱动控制处理与第一实施方式同样地基于图5所示的流程图而被实施，因此省略说明。图18为，表示由电机驱动控制ECU18实施的行驶模式变更处理的流程的一个示例的流程图。该行驶模式变更处理通过CPU20从存储部24读取行驶模式变更程序71并执行而被执行。此外，本实施方式的行驶模式变更处理在驾驶员指示了经济模式的行驶模拟的情况下被执行。另外，也可以采用如下方式，即，在剩余电力少于预定值的情况下，即使未接收到来自驾驶员的指示，也实施行驶模式变更处理。
如图18所示那样，CPU20在步骤202中取得至目的地为止的路径信息。详细而言，CPU20基于被登记在导航系统等中的信息而取得与目的地以及至目的地为止的路径相关的信息。另外，也可以采用如下方式，即，在未设定目的地的情况下，CPU20将不能实施行驶模拟的主旨通知给乘员。
CPU20基于在步骤204中所取得的路径信息来制定驱动力的分配计划。详细而言，CPU20通过行驶模式变更部76的功能，从而针对每个对至目的地为止的路径进行划分而得到的行驶区间来设定第一转矩曲线82以及第二转矩曲线86。
CPU20在步骤206中，对到达预定时刻以及预计剩余电力进行通知。详细而言，CPU2通过行驶模拟部78的功能，从而针对以正常模式进行行驶的情况和以经济模式进行行驶的情况的每一种情况，而将与到达预定时刻以及剩余电力相关的信息通知给乘员。例如，CPU20通过在被设置于车厢内的监视器上显示信息，从而进行通知。此外，也可以采用如下方式，即，在监视器上，实施用于输入乘员是否同意经济模式的情况的操作受理用的显示。
CPU20在步骤208中，对是否选择了经济模式进行判定。详细而言，CPU20在接收到了同意经济模式的内容的操作的情况下，使步骤208的判定作出肯定判定，从而向步骤210的处理转移。另一方面，CPU20在接受到了不同意经济模式的内容的操作的情况、或者在实施了操作受理用的显示之后经过了预定时间的情况下，使步骤208的判定作出否定判定，从而结束行驶模式变更处理。
CPU20在步骤210中，针对每个行驶区间而对转矩的上限值进行变更。详细而言，CPU20基于在步骤204中制定出的分配计划，而针对每个行驶区间来对第一转矩曲线82的转矩上限值以及第二转矩曲线86的转矩上限值进行变更。由此，与正常模式相比，减少了车辆V的行驶时的消耗电力。
CPU20在步骤212中，对电力消耗量的误差是否大于阈值进行判定。详细而言，CPU20取得从开始进行经济模式下的行驶之后直至当前为止的电力消耗量。此外，CPU20对在步骤204中制定驱动力的分配计划时的电力消耗量和实际的电力消耗量进行比较。并且，CPU20在计划时的电力消耗量和实际的电力消耗量的误差大于预定的阈值的情况下，使步骤212的判定作出肯定判定，从而向步骤214的处理转移。另一方面，CPU20在计划时的电力消耗量与实際的电力消耗量的误差小于预定的阈值的情况下，使步骤212的判定作出否定判定，从而在直至车辆V到达目的地为止的期间内，重复执行步骤210和步骤212的处理。
另外，CPU20也可以针对每个行驶区间而执行步骤212的处理。在该情况下，例如，也可以在行驶区间切换的定时下对电力消耗量进行比较从而对误差进行计算。此外，CPU20也可以始终对电力消耗量进行比较从而对误差进行计算。
CPU20在步骤214中，对驱动力的分配进行重新计划。详细而言，CPU20通过重新计划部80的功能，并基于当前的车辆V的行驶状态而对至目的地为止的驱动力的分配进行重新计划。例如，CPU20为了延长续航距离，而将分配给第一MG72以及第二MG74的驱动力一起降低。
CPU20在步骤216中，对重新计划后的到达预定时刻以及预计剩余电力进行通知。详细而言，CPU20在被设置于车厢内的监视器上显示与到达预定时刻以及剩余电力相关的信息。此时，CPU20也可以在判断为在到达目的地之前剩余电力将用尽的情况下，在监视器上显示建议进行空调装置的设定温度的变更以及车载设备的停止等内容。在空调装置的设定温度和外部空气温度之间差异较大的情况下，电力消耗量较多。因此，通过CPU20显示使设定温度接近外部空气温度的建议，从而启发乘员能够延长可以剩余电力进行行驶的续航距离。同样地，通过CPU20显示停止包括空调装置在内的车载设备的建议，从而启发乘员能够延长可以剩余电力进行行驶的续航距离。
如上文那样，在本实施方式中，通过行驶模式变更部76对第一转矩曲线82以及第二转矩曲线86进行变更而对车辆V的行驶模式进行变更，从而能够根据耗油率优先以及加速性能优先等驾驶员的要求而对行驶模式进行变更。
此外，本实施方式的控制部56基于通过行驶模式变更部76而被变更的第一转矩曲线82以及第二转矩曲线86来实施载波频率的变更。由此，即使在通过行驶模式的变更而变更了第一电机72以及第二电机74的各自的转矩曲线的情况下，也能够通过控制部56适当地对载波频率进行变更而抑制EMI噪声的产生。
而且，在本实施方式中，通过行驶模式变更部76降低第一转矩曲线82以及第二转矩曲线86中的转矩的上限值，从而能够变更为以耗油率优先进行行驶的行驶模式。此外，相反地，通过行驶模式变更部76提高第一转矩曲线82以及第二转矩曲线86中的转矩的上限值，从而能够变更为以加速性能优先进行行驶的行驶模式。
而且，在本实施方式中，由于在行驶模式变更部76提高了第一转矩曲线82的上限值的情况下使对要求转矩进行预测的定时延迟而以更高的转矩值来对要求转矩的峰值进行预测，因此能够更准确地对峰值的位置进行预测。行驶模式变更部76提高了第二转矩曲线86的上限值的情况也是同样的。
而且，此外，在本实施方式中，由于车辆V的前轮68通过第一电机72而被驱动、后轮66通过第二电机74而被驱动，因此与通过电机而仅对车辆V的前轮68以及后轮66中的一方进行驱动的结构相比，能够提高车辆V的行驶性能。
另外，虽然在上述第三实施方式中，对在车辆V的前后搭载了第一MG72以及第二MG74这两个电机的结构进行了说明，但并未被限定于此。例如，也可以设为如下的结构，即，在车辆V的左侧的后轮处搭载作为第一电机的轮内装式电机，在车辆V的右侧的后轮处搭载作为第二电机的轮内装式电机。在该情况下，PCU14将根据从电机驱动控制ECU18输入的载波频率而调制的驱动信号供给给左右各自的轮内装式电机。
此外，也可以在具备三个以上的电机的车辆上应用电机驱动系统。例如，也可以设为如下的结构，即，在左右一对前轮以及左右一对后轮的全部车轮处搭载有轮内装式电机的结构。在该情况下，PCU14将根据从电机驱动控制ECU18输入的载波频率而调制的驱动信号供给给四个轮内装式电机。

Claims (16)

1.一种电机驱动装置，包括：
动力控制单元，其通过供给根据载波频率而调制的驱动信号，从而对作为移动体的动力源的电机进行驱动；
存储器；
处理器，其与存储器相连接，
所述处理器被构成为，对向所述电机要求的要求转矩进行预测，并在预测为向所述电机要求的要求转矩变大的情况下，对所述动力控制单元的载波频率进行变更。
2.如权利要求1所述的电机驱动装置，其中，
所述处理器被构成为，在预测为向所述电机要求的要求转矩变大的情况下，将所述载波频率与变更前的所述载波频率进行比较，并变更为难以从所述电机产生电磁干扰噪声的载波频率。
3.如权利要求1或权利要求2所述的电机驱动装置，其中，
所述移动体为车辆，
所述处理器被构成为，基于所述电机的动作历史、和加速器开度、所述车辆之后将行驶的道路的坡度以及所述车辆的重量中的至少一个而对向所述电机要求的要求转矩进行预测。
4.如权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的电机驱动装置，其中，
所述处理器被构成为，在由表示所述电机的转速和转矩的关系的转矩曲线所规定的所述电机的驱动区域上，对向所述电机要求的要求转矩的变动进行预测，
所述驱动区域中的、至少转矩为预定值以上的高转矩区域沿着所述电机的转速的方向而被分割为多个局部区域，在所述局部区域的每一个中被预先设定有所述载波频率，
所述处理器被构成为，在被预测的向所述电机要求的要求转矩的峰值进入所述高转矩区域的情况下，通过以使所述峰值处的载波频率变低的方式而使所述局部区域的边界位置移动，从而实施所述载波频率的变更。
5.如权利要求1所述的电机驱动装置，其中，
所述移动体为车辆，
所述动力控制单元对包括第一电机以及第二电机在内的多个电机进行驱动，
通过对表示所述第一电机的转速和转矩的关系的第一转矩曲线以及表示所述第二电机的转速和转矩的关系的第二转矩曲线进行变更，从而对所述车辆的行驶模式进行变更，
基于被变更的所述第一转矩曲线以及所述第二转矩曲线来实施载波频率的变更。
6.如权利要求5所述的电机驱动装置，其中，
所述处理器被构成为，通过对所述第一转矩曲线以及所述第二转矩曲线中的转矩的上限进行变更，从而对行驶模式进行变更。
7.如权利要求6所述的电机驱动装置，其中，
所述处理器被构成为，针对被提高了转矩的上限值的所述第一转矩曲线以及所述第二转矩曲线中的至少一方而使对所述要求转矩进行预测的定时延迟。
8.如权利要求5至权利要求7中的任意一项所述的电机驱动装置，其中，
所述动力控制单元被构成为，分别对作为车辆的前轮的动力源的所述第一电机以及作为车辆的后轮的动力源的所述第二电机进行驱动。
9.一种电机驱动方法，在该方法中，
对向电机要求的要求转矩进行预测，
在预测为向所述电机要求的要求转矩变大的情况下，通过供给根据载波频率而调制的驱动信号，从而对驱动作为移动体的动力源的所述电机的动力控制单元的载波频率进行变更。
10.如权利要求9所述的电机驱动方法，其中，
在预测为向所述电机要求的要求转矩变大的情况下，将所述载波频率与变更前的所述载波频率进行比较，并变更为难以从所述电机产生电磁干扰噪声的载波频率。
11.如权利要求9或权利要求10所述的电机驱动方法，其中，
所述移动体为车辆，
基于所述电机的动作历史、和加速器开度、所述车辆之后将行驶的道路的坡度以及所述车辆的重量中的至少一个而对向所述电机要求的要求转矩进行预测。
12.如权利要求9至权利要求11中的任意一项所述的电机驱动方法，其中，
在由表示所述电机的转速和转矩的关系的转矩曲线所规定的所述电机的驱动区域上，对向所述电机要求的要求转矩的变动进行预测，
所述驱动区域中的、至少转矩为预定值以上的高转矩区域沿着所述电机的转速的方向而被分割为多个局部区域，在所述局部区域的每一个中被预先设定有所述载波频率，
在被预测的向所述电机要求的要求转矩的峰值进入所述高转矩区域的情况下，通过以使所述峰值处的载波频率变低的方式而使所述局部区域的边界位置移动，从而实施所述载波频率的变更。
13.如权利要求9所述的电机驱动方法，其中，
所述移动体为车辆，
所述动力控制单元对包括第一电机以及第二电机在内的多个电机进行驱动，
通过对表示所述第一电机的转速和转矩的关系的第一转矩曲线以及表示所述第二电机的转速和转矩的关系的第二转矩曲线进行变更，从而对所述车辆的行驶模式进行变更，
基于被变更的所述第一转矩曲线以及所述第二转矩曲线来实施载波频率的变更。
14.如权利要求13所述的电机驱动方法，其中，
通过对所述第一转矩曲线以及所述第二转矩曲线中的转矩的上限进行变更，从而对行驶模式进行变更。
15.如权利要求14所述的电机驱动方法，其中，
针对被提高了转矩的上限值的所述第一转矩曲线以及所述第二转矩曲线中的至少一方而使对所述要求转矩进行预测的定时延迟。
16.如权利要求13至权利要求15中的任意一项所述的电机驱动方法，其中，
所述动力控制单元分别对作为车辆的前轮的动力源的所述第一电机以及作为车辆的后轮的动力源的所述第二电机进行驱动。
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