齿波形状或其它形状的信号。底线是三次谐波信号Vh2需要是三相电压指令信号或这样的信号:在该信号中，相同波形模式(优选地为其中信号电平变化的相同波形模式)以与为三相电流值的频率三倍的频率对应的周期周期性地出现。同样适用于三次谐波信号Vhl。
[0094]此外，上面的解释描述了其中车辆1包括单个电动发电机14的情况。但是，车辆1也可包括多个电动发电机14。在上述情况下，车辆1优选地包括每个电动发电机14的对应逆变器13。而且，在上述情况下，EOT 15也可针对每个逆变器13独立地执行上述逆变器控制操作。另外，除了电动发电机14之外，车辆1还可以包括引擎。换言之，车辆1也可以是混合动力车辆。
[0095]此外，上述解释描述了其中逆变器13和电动发电机14被安装在车辆1中的情况。但是，逆变器13和电动发电机14也可被安装在车辆1之外的任意设备中(例如，借助逆变器13和电动发电机14执行操作的设备;例如，空调设备)。不言而喻，在其中逆变器13和电动发电机14被安装在车辆1之外的任意设备中的情况下，也可产生上述各种效果。
[0096](2)第二实施例
[0097]现在参考图8、9以及10A到10C解释第二实施例。需要指出，相同的参考标号和步骤标号被赋予第一实施例中的车辆1的构成部件和操作，而省略详细解释。
[0098](2-1)第二实施例的车辆的配置
[0099]首先参考图8解释第二实施例的车辆2的配置。图8是示出第二实施例的车辆2的配置的框图。
[0100]如图8所示，第二实施例的车辆2与第一实施例的车辆1的不同之处在于ECU25替代ECU 15。更具体地说，第二实施例的车辆2与第一实施例的车辆1(其中ECU 15不一定配备频率调整单元258)的不同之处在于ECU 25包括作为“调整装置”的具体实例的频率调整单元258。第二实施例的车辆2的其它构成部件与第一实施例的车辆1的其它构成部件相同。
[0101]频率调整单元258调整载波信号C的载波频率f。需要指出，由频率调整单元258执行的载波频率f的调整操作将在下面详细地解释(参考图9以及图10A到10C)。
[0102](2-2)第二实施例中的逆变器控制操作的流程
[0103]现在参考图9解释在第二实施例的车辆2中执行的逆变器控制操作(S卩，ECU25执行的逆变器控制操作)的流程。图9是示出在第二实施例的车辆2中执行的逆变器控制操作(即，ECU 25执行的逆变器控制操作)的流程的流程图。
[0104]如图9所示，同样在第二实施例中，与第一实施例类似，执行步骤S11到步骤S14的操作。换言之，产生三相电压指令信号(步骤S11)，产生三次谐波信号Vhl(步骤S12)，产生三次谐波信号Vh2(步骤S13)，以及产生三相调制信号(步骤S14)。
[0105]在第二实施例中，在P丽变换单元157产生P丽信号之前，频率调整单元258调整载波信号C的载波频率f(步骤S21)。接下来，PWM变换单元157使用具有频率调整单元258所调整的载波频率f的载波信号C产生PWM信号(步骤S15)。
[0106]在此，频率调整单元258所执行的载波频率f的调整操作参考图10A到10C来解释。图10A到10C是示出U相电压指令信号Vu和U相调制信号Vmu与载波信号C的大小关系，以及基于上述大小关系产生的U相PWM信号Gup和Gun的图形。
[0107]如图10A所示，假设U相PWM信号Gup和Gun基于U相电压指令信号Vu与载波信号C(但前提是载波频率f = fl)的大小关系产生。当P侧开关元件Qup和η侧开关元件Qun使用图10A所示的U相PWM信号Gup和Gun而被驱动时，p侧开关元件Qup和η侧开关元件Qun每个周期分别执行24次开关。
[0108]同时，如图10B所示，在第二实施例中，与第一实施例类似，U相PWM信号Gup和Gun基于U相调制信号Vmu与载波信号C(但前提是载波频率f = f!)的大小关系产生。当p侧开关元件Qup和η侧开关元件Qun使用图10B所示的U相PWM信号Gup和Gun而被驱动时，p侧开关元件Qup和η侧开关元件Qun每个周期分别执行20次开关。换言之，当使用三次谐波信号Vh2时，与不使用三次谐波信号Vh2的情况相比，p侧开关元件Qup和η侧开关元件Qun的开关计数减少。其原因是因为U相调制信号Vmu的信号电平的绝对值以三次谐波信号Vh2加到U相电压指令信号Vu上的量增加，因此，使U相调制信号Vmu超过载波信号C的顶点变得更容易。
[0109]因此，如果频率调整单元258不调整载波频率f，则逆变器13的损耗以开关计数减少的量减小。换言之，当加上三次谐波信号Vh2时，与未加上三次谐波信号Vh2的情况相比，逆变器13的损耗减小。这种效果在不包括频率调整单元258的第一实施例的车辆1中实现。
[0110]同时，在第二实施例中，频率调整单元258优先增大载波频率f，同时保持开关计数，而不是尝试通过减少开关计数来减小逆变器13的损耗。具体而言，如图10C所示，在第二实施例中，频率调整单元258增大载波频率f，直到加上三次谐波信号Vh2时的开关计数与未加上三次谐波信号Vh2时的开关计数一致。例如，在图10C所示的实例中，频率调整单元258将载波频率f从fl增大到f2(但前提是f2>fl)。在上述情况下，产生图10C中所示的U相PWM信号Gup和Gun。当p侧开关元件Qup和η侧开关元件Qun使用图10C中所示的U相P丽信号Gup和Gun而被驱动时，p侧开关元件Qup和η侧开关元件Qun每个周期分别执行24次开关。
[0111]如上所述，在第二实施例中，当加上三次谐波信号Vh2时，与未加上三次谐波信号Vh2的情况相比，p侧开关元件Qup和η侧开关元件Qun的开关计数不增加。因此，在第二实施例中，可以在不导致与开关计数增加相关联的逆变器13的损耗增加的情况下，实现载波频率f的增大(所谓的载波增大)。因此，可以通过保持开关计数来实现不增加逆变器13中的损耗的效果，并且实现载波增大导致的逆变器13中的噪声减小的效果。
[0112]需要指出，在图10A到10C中，尽管通过重点描述U相来提供解释，但是不言而喻，同样适用于V相和W相。
[0113]此外，频率调整单元258也可增大载波频率f，以便使用三次谐波信号Vh2的情况下的开关计数接近不使用三次谐波信号Vh2的情况下的开关计数(S卩，两者之间的差值减小)。换言之，频率调整单元258可以在保持这样的状态的同时增大载波频率f:在此状态下，使用三次谐波信号Vh2的情况下的开关计数将小于不使用三次谐波信号Vh2的情况下的开关计数。在上述情况下，可以通过减少开关计数来实现减小逆变器13中的损耗的效果，并且实现载波增大导致的逆变器13中的噪声减小的效果。
[0114]本发明不限于上述实施例，并且可以被适当地修改到该修改不偏离可以从所附权利要求以及整个说明书中理解的本发明的主旨或理念的程度，基于前述修改的电动机控制器也被本发明的技术范围涵盖。
【主权项】
1.一种用于电动机系统的电动机控制器，该电动机系统包括:DC电源；电力变换器，其被配置为将从所述DC电源提供的DC电力转换为AC电力;平滑电容器，其与所述电力变换器并联地电连接；以及三相AC电动机，其通过从所述电力变换器输出的所述AC电力而被驱动，所述电动机控制器包括: 电子控制单元，其被配置为: (a)通过将三次谐波信号加到相电压指令信号上来产生调制信号，该相电压指令信号定义所述三相AC电动机的操作，所述三次谐波信号包括第一信号分量，当在所述三相AC电动机的各相中被提供给所述三相AC电动机的相电流的信号电平的绝对值变为最小值时，该第一信号分量使所述调制信号的信号电平的绝对值大于所述相电压指令信号的信号电平的绝对值；以及 (b)使用所述调制信号控制所述电力变换器的操作。2.根据权利要求1所述的电动机控制器， 其中所述第一信号分量包括这样的信号分量:当预期相的所述相电流的信号电平的绝对值变为最小值时，在该信号分量中，(i)信号电平的绝对值变得大于零，并且(ii)该信号电平的极性变为与所述预期相的所述相电压指令信号的极性相同。3.根据权利要求1所述的电动机控制器， 其中所述第一信号分量包括这样的信号分量:当预期相的所述相电流的信号电平的绝对值变为最小值时，在该信号分量中，(i)信号电平的绝对值变为最大值，并且(ii)该信号电平的极性变为与所述预期相的所述相电压指令信号的极性相同。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机控制器， 其中所述三次谐波信号包括第二信号分量，当所述相电压指令信号的信号电平的绝对值变为最小值时，在该第二信号分量中，信号电平的绝对值变为最小值。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机控制器，其中: 所述电力变换器包括开关元件， 所述电子控制单元通过以下方式控制所述电力变换器的操作:即，根据所述调制信号与具有预定频率的载波信号的大小关系来控制所述开关元件，并且 所述电子控制单元调整所述载波信号的频率，以便基于所述调制信号而被控制的所述开关元件的开关计数接近基于所述相电压指令信号而被控制的所述开关元件的开关计数。6.根据权利要求5所述的电动机控制器， 其中所述电子控制单元调整所述载波信号的频率，以便基于所述调制信号而被控制的所述开关元件的开关计数与基于所述相电压指令信号而被控制的所述开关元件的开关计数一致。7.根据权利要求5或6所述的电动机控制器， 其中所述电子控制单元增大所述载波信号的频率。
【专利摘要】提供一种用于控制电动机系统的电动机控制器，该电动机系统包括电力变换器、平滑电容器、以及三相AC电动机。电动机控制器包括：生成单元，其被配置为通过将三次谐波信号加到相电压指令信号上来产生调制信号；以及控制单元，其被配置为使用调制信号控制电力变换器的操作。三次谐波信号包括第一信号分量，当在各相中相电流的信号电平的绝对值变为最小值时，该第一信号分量使调制信号的信号电平的绝对值大于相电压指令信号的信号电平的绝对值。
【IPC分类】H02P27/06
【公开号】CN105453414
【申请号】CN201480044180
【发明人】山川隼史, 冈村贤树, 高松直义
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年7月30日
【公告号】US20160190971, WO2015019143A2, WO2015019143A3