齒波形狀或其它形狀的信號(hào)。底線是三次諧波信號(hào)Vh2需要是三相電壓指令信號(hào)或這樣的信號(hào):在該信號(hào)中，相同波形模式(優(yōu)選地為其中信號(hào)電平變化的相同波形模式)以與為三相電流值的頻率三倍的頻率對(duì)應(yīng)的周期周期性地出現(xiàn)。同樣適用于三次諧波信號(hào)Vhl。
[0094]此外，上面的解釋描述了其中車輛1包括單個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)14的情況。但是，車輛1也可包括多個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)14。在上述情況下，車輛1優(yōu)選地包括每個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)14的對(duì)應(yīng)逆變器13。而且，在上述情況下，EOT 15也可針對(duì)每個(gè)逆變器13獨(dú)立地執(zhí)行上述逆變器控制操作。另外，除了電動(dòng)發(fā)電機(jī)14之外，車輛1還可以包括引擎。換言之，車輛1也可以是混合動(dòng)力車輛。
[0095]此外，上述解釋描述了其中逆變器13和電動(dòng)發(fā)電機(jī)14被安裝在車輛1中的情況。但是，逆變器13和電動(dòng)發(fā)電機(jī)14也可被安裝在車輛1之外的任意設(shè)備中(例如，借助逆變器13和電動(dòng)發(fā)電機(jī)14執(zhí)行操作的設(shè)備;例如，空調(diào)設(shè)備)。不言而喻，在其中逆變器13和電動(dòng)發(fā)電機(jī)14被安裝在車輛1之外的任意設(shè)備中的情況下，也可產(chǎn)生上述各種效果。
[0096](2)第二實(shí)施例
[0097]現(xiàn)在參考圖8、9以及10A到10C解釋第二實(shí)施例。需要指出，相同的參考標(biāo)號(hào)和步驟標(biāo)號(hào)被賦予第一實(shí)施例中的車輛1的構(gòu)成部件和操作，而省略詳細(xì)解釋。
[0098](2-1)第二實(shí)施例的車輛的配置
[0099]首先參考圖8解釋第二實(shí)施例的車輛2的配置。圖8是示出第二實(shí)施例的車輛2的配置的框圖。
[0100]如圖8所示，第二實(shí)施例的車輛2與第一實(shí)施例的車輛1的不同之處在于ECU25替代ECU 15。更具體地說，第二實(shí)施例的車輛2與第一實(shí)施例的車輛1(其中ECU 15不一定配備頻率調(diào)整單元258)的不同之處在于ECU 25包括作為“調(diào)整裝置”的具體實(shí)例的頻率調(diào)整單元258。第二實(shí)施例的車輛2的其它構(gòu)成部件與第一實(shí)施例的車輛1的其它構(gòu)成部件相同。
[0101]頻率調(diào)整單元258調(diào)整載波信號(hào)C的載波頻率f。需要指出，由頻率調(diào)整單元258執(zhí)行的載波頻率f的調(diào)整操作將在下面詳細(xì)地解釋(參考圖9以及圖10A到10C)。
[0102](2-2)第二實(shí)施例中的逆變器控制操作的流程
[0103]現(xiàn)在參考圖9解釋在第二實(shí)施例的車輛2中執(zhí)行的逆變器控制操作(S卩，ECU25執(zhí)行的逆變器控制操作)的流程。圖9是示出在第二實(shí)施例的車輛2中執(zhí)行的逆變器控制操作(即，ECU 25執(zhí)行的逆變器控制操作)的流程的流程圖。
[0104]如圖9所示，同樣在第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例類似，執(zhí)行步驟S11到步驟S14的操作。換言之，產(chǎn)生三相電壓指令信號(hào)(步驟S11)，產(chǎn)生三次諧波信號(hào)Vhl(步驟S12)，產(chǎn)生三次諧波信號(hào)Vh2(步驟S13)，以及產(chǎn)生三相調(diào)制信號(hào)(步驟S14)。
[0105]在第二實(shí)施例中，在P麗變換單元157產(chǎn)生P麗信號(hào)之前，頻率調(diào)整單元258調(diào)整載波信號(hào)C的載波頻率f(步驟S21)。接下來，PWM變換單元157使用具有頻率調(diào)整單元258所調(diào)整的載波頻率f的載波信號(hào)C產(chǎn)生PWM信號(hào)(步驟S15)。
[0106]在此，頻率調(diào)整單元258所執(zhí)行的載波頻率f的調(diào)整操作參考圖10A到10C來解釋。圖10A到10C是示出U相電壓指令信號(hào)Vu和U相調(diào)制信號(hào)Vmu與載波信號(hào)C的大小關(guān)系，以及基于上述大小關(guān)系產(chǎn)生的U相PWM信號(hào)Gup和Gun的圖形。
[0107]如圖10A所示，假設(shè)U相PWM信號(hào)Gup和Gun基于U相電壓指令信號(hào)Vu與載波信號(hào)C(但前提是載波頻率f = fl)的大小關(guān)系產(chǎn)生。當(dāng)P側(cè)開關(guān)元件Qup和η側(cè)開關(guān)元件Qun使用圖10A所示的U相PWM信號(hào)Gup和Gun而被驅(qū)動(dòng)時(shí)，p側(cè)開關(guān)元件Qup和η側(cè)開關(guān)元件Qun每個(gè)周期分別執(zhí)行24次開關(guān)。
[0108]同時(shí)，如圖10B所示，在第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例類似，U相PWM信號(hào)Gup和Gun基于U相調(diào)制信號(hào)Vmu與載波信號(hào)C(但前提是載波頻率f = f!)的大小關(guān)系產(chǎn)生。當(dāng)p側(cè)開關(guān)元件Qup和η側(cè)開關(guān)元件Qun使用圖10B所示的U相PWM信號(hào)Gup和Gun而被驅(qū)動(dòng)時(shí)，p側(cè)開關(guān)元件Qup和η側(cè)開關(guān)元件Qun每個(gè)周期分別執(zhí)行20次開關(guān)。換言之，當(dāng)使用三次諧波信號(hào)Vh2時(shí)，與不使用三次諧波信號(hào)Vh2的情況相比，p側(cè)開關(guān)元件Qup和η側(cè)開關(guān)元件Qun的開關(guān)計(jì)數(shù)減少。其原因是因?yàn)閁相調(diào)制信號(hào)Vmu的信號(hào)電平的絕對(duì)值以三次諧波信號(hào)Vh2加到U相電壓指令信號(hào)Vu上的量增加，因此，使U相調(diào)制信號(hào)Vmu超過載波信號(hào)C的頂點(diǎn)變得更容易。
[0109]因此，如果頻率調(diào)整單元258不調(diào)整載波頻率f，則逆變器13的損耗以開關(guān)計(jì)數(shù)減少的量減小。換言之，當(dāng)加上三次諧波信號(hào)Vh2時(shí)，與未加上三次諧波信號(hào)Vh2的情況相比，逆變器13的損耗減小。這種效果在不包括頻率調(diào)整單元258的第一實(shí)施例的車輛1中實(shí)現(xiàn)。
[0110]同時(shí)，在第二實(shí)施例中，頻率調(diào)整單元258優(yōu)先增大載波頻率f，同時(shí)保持開關(guān)計(jì)數(shù)，而不是嘗試通過減少開關(guān)計(jì)數(shù)來減小逆變器13的損耗。具體而言，如圖10C所示，在第二實(shí)施例中，頻率調(diào)整單元258增大載波頻率f，直到加上三次諧波信號(hào)Vh2時(shí)的開關(guān)計(jì)數(shù)與未加上三次諧波信號(hào)Vh2時(shí)的開關(guān)計(jì)數(shù)一致。例如，在圖10C所示的實(shí)例中，頻率調(diào)整單元258將載波頻率f從fl增大到f2(但前提是f2>fl)。在上述情況下，產(chǎn)生圖10C中所示的U相PWM信號(hào)Gup和Gun。當(dāng)p側(cè)開關(guān)元件Qup和η側(cè)開關(guān)元件Qun使用圖10C中所示的U相P麗信號(hào)Gup和Gun而被驅(qū)動(dòng)時(shí)，p側(cè)開關(guān)元件Qup和η側(cè)開關(guān)元件Qun每個(gè)周期分別執(zhí)行24次開關(guān)。
[0111]如上所述，在第二實(shí)施例中，當(dāng)加上三次諧波信號(hào)Vh2時(shí)，與未加上三次諧波信號(hào)Vh2的情況相比，p側(cè)開關(guān)元件Qup和η側(cè)開關(guān)元件Qun的開關(guān)計(jì)數(shù)不增加。因此，在第二實(shí)施例中，可以在不導(dǎo)致與開關(guān)計(jì)數(shù)增加相關(guān)聯(lián)的逆變器13的損耗增加的情況下，實(shí)現(xiàn)載波頻率f的增大(所謂的載波增大)。因此，可以通過保持開關(guān)計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)不增加逆變器13中的損耗的效果，并且實(shí)現(xiàn)載波增大導(dǎo)致的逆變器13中的噪聲減小的效果。
[0112]需要指出，在圖10A到10C中，盡管通過重點(diǎn)描述U相來提供解釋，但是不言而喻，同樣適用于V相和W相。
[0113]此外，頻率調(diào)整單元258也可增大載波頻率f，以便使用三次諧波信號(hào)Vh2的情況下的開關(guān)計(jì)數(shù)接近不使用三次諧波信號(hào)Vh2的情況下的開關(guān)計(jì)數(shù)(S卩，兩者之間的差值減小)。換言之，頻率調(diào)整單元258可以在保持這樣的狀態(tài)的同時(shí)增大載波頻率f:在此狀態(tài)下，使用三次諧波信號(hào)Vh2的情況下的開關(guān)計(jì)數(shù)將小于不使用三次諧波信號(hào)Vh2的情況下的開關(guān)計(jì)數(shù)。在上述情況下，可以通過減少開關(guān)計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)減小逆變器13中的損耗的效果，并且實(shí)現(xiàn)載波增大導(dǎo)致的逆變器13中的噪聲減小的效果。
[0114]本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且可以被適當(dāng)?shù)匦薷牡皆撔薷牟黄x可以從所附權(quán)利要求以及整個(gè)說明書中理解的本發(fā)明的主旨或理念的程度，基于前述修改的電動(dòng)機(jī)控制器也被本發(fā)明的技術(shù)范圍涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制器，該電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括:DC電源；電力變換器，其被配置為將從所述DC電源提供的DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力;平滑電容器，其與所述電力變換器并聯(lián)地電連接；以及三相AC電動(dòng)機(jī)，其通過從所述電力變換器輸出的所述AC電力而被驅(qū)動(dòng)，所述電動(dòng)機(jī)控制器包括: 電子控制單元，其被配置為: (a)通過將三次諧波信號(hào)加到相電壓指令信號(hào)上來產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，該相電壓指令信號(hào)定義所述三相AC電動(dòng)機(jī)的操作，所述三次諧波信號(hào)包括第一信號(hào)分量，當(dāng)在所述三相AC電動(dòng)機(jī)的各相中被提供給所述三相AC電動(dòng)機(jī)的相電流的信號(hào)電平的絕對(duì)值變?yōu)樽钚≈禃r(shí)，該第一信號(hào)分量使所述調(diào)制信號(hào)的信號(hào)電平的絕對(duì)值大于所述相電壓指令信號(hào)的信號(hào)電平的絕對(duì)值；以及 (b)使用所述調(diào)制信號(hào)控制所述電力變換器的操作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制器， 其中所述第一信號(hào)分量包括這樣的信號(hào)分量:當(dāng)預(yù)期相的所述相電流的信號(hào)電平的絕對(duì)值變?yōu)樽钚≈禃r(shí)，在該信號(hào)分量中，(i)信號(hào)電平的絕對(duì)值變得大于零，并且(ii)該信號(hào)電平的極性變?yōu)榕c所述預(yù)期相的所述相電壓指令信號(hào)的極性相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制器， 其中所述第一信號(hào)分量包括這樣的信號(hào)分量:當(dāng)預(yù)期相的所述相電流的信號(hào)電平的絕對(duì)值變?yōu)樽钚≈禃r(shí)，在該信號(hào)分量中，(i)信號(hào)電平的絕對(duì)值變?yōu)樽畲笾?，并?ii)該信號(hào)電平的極性變?yōu)榕c所述預(yù)期相的所述相電壓指令信號(hào)的極性相同。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)控制器， 其中所述三次諧波信號(hào)包括第二信號(hào)分量，當(dāng)所述相電壓指令信號(hào)的信號(hào)電平的絕對(duì)值變?yōu)樽钚≈禃r(shí)，在該第二信號(hào)分量中，信號(hào)電平的絕對(duì)值變?yōu)樽钚≈怠?.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)控制器，其中: 所述電力變換器包括開關(guān)元件， 所述電子控制單元通過以下方式控制所述電力變換器的操作:即，根據(jù)所述調(diào)制信號(hào)與具有預(yù)定頻率的載波信號(hào)的大小關(guān)系來控制所述開關(guān)元件，并且 所述電子控制單元調(diào)整所述載波信號(hào)的頻率，以便基于所述調(diào)制信號(hào)而被控制的所述開關(guān)元件的開關(guān)計(jì)數(shù)接近基于所述相電壓指令信號(hào)而被控制的所述開關(guān)元件的開關(guān)計(jì)數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)機(jī)控制器， 其中所述電子控制單元調(diào)整所述載波信號(hào)的頻率，以便基于所述調(diào)制信號(hào)而被控制的所述開關(guān)元件的開關(guān)計(jì)數(shù)與基于所述相電壓指令信號(hào)而被控制的所述開關(guān)元件的開關(guān)計(jì)數(shù)一致。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電動(dòng)機(jī)控制器， 其中所述電子控制單元增大所述載波信號(hào)的頻率。
【專利摘要】提供一種用于控制電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制器，該電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括電力變換器、平滑電容器、以及三相AC電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)控制器包括：生成單元，其被配置為通過將三次諧波信號(hào)加到相電壓指令信號(hào)上來產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)；以及控制單元，其被配置為使用調(diào)制信號(hào)控制電力變換器的操作。三次諧波信號(hào)包括第一信號(hào)分量，當(dāng)在各相中相電流的信號(hào)電平的絕對(duì)值變?yōu)樽钚≈禃r(shí)，該第一信號(hào)分量使調(diào)制信號(hào)的信號(hào)電平的絕對(duì)值大于相電壓指令信號(hào)的信號(hào)電平的絕對(duì)值。
【IPC分類】H02P27/06
【公開號(hào)】CN105453414
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480044180
【發(fā)明人】山川隼史, 岡村賢樹, 高松直義
【申請(qǐng)人】豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2014年7月30日
【公告號(hào)】US20160190971, WO2015019143A2, WO2015019143A3