电力驱动系统的制作方法

专利名称：电力驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力驱动系统。具体说，本发明涉及应用在电力驱动系统中的脉冲宽 度调制(PWM)策略。
背景技术：
电动机械，尤其是电动车辆或混合动力车辆，可以通过电力驱动系统使用电能来 推动。电力驱动系统可以包含许多组件，典型地，至少包括电源电路和电机。该配置下，电 源电路可以可控地将电从电源传输到电机以驱动载荷。为电动车辆或混合动力车辆而设计 的用于电力驱动系统的电源电路通常包括用于由直流电压源提供三相电压波的逆变器。典 型地，逆变器由多个电子开关组成，这些电子开关可以以多种组合方式可控地开启和关闭 以提供所需的逆变器输出电压。利用脉冲宽度调制(PWM)技术开启和关闭这些开关是常见 做法。典型地，这些开关开启与关闭的速率由电机速度或扭矩要求以及燃油效率来确定。糟 糕的是，在很多场合，以特定频率开启和关闭不同的电子装置会产生车辆驾驶员和乘客能 听得见的噪音。此噪音会使人注意力分散和使人情绪易怒，并且此噪音经常被消费者投诉。对于减少或消除电动车辆中令人讨厌的脉冲宽度调制开关噪音已经进行了各种 各样的尝试。例如，可以在较高频下操作PWM开关，比如10kHz，其不在人类可听到的范围之 内。然而，这种解决办法也有它的不利之处。虽然较高的开关频率不再产生操作者听得到 的噪音，但是，它会引起系统的功率损失，该功率损失会减少燃油经济性，而这一直以来是 混合动力车辆所领先的，并且会增加电源电路的成本。

发明内容
在一个示例性实施例中，脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)频率自适 应装置(Frequency Adaptation Mechanism,PFAM)包含在电动车辆或混合动力车辆的电力 驱动系统(Electric drive system, EDS)中。本发明的示例性系统可以包括PFAM和用户 输入装置，PFAM配置成接收车辆状态输入和用户喜好输入并且响应接收到的输入指定一个 或多个PWM参数，用户输入装置配置成接收用户输入并将该用户输入提供给PFAM。在一个 示例性实施例中，系统还可以包括微处理器，微计算器，微控制器，或者其它配置成与所述 PFAM相互作用的处理装置。例如，PFAM可以是可以安装在车辆的微处理器上并且由车辆的 微处理器执行的软件模块形式。示例性系统可以进一步包括电源转换电路，其配置成利用 电子设备提供输出电压，这些电子设备通过脉冲宽度调制开启或关闭，而该脉冲宽度调制 由PFAM指定的一个或多个PWM参数来表征。在至少一个实施例中，示例性系统可以包括车 辆控制系统，其配置成向PFAM提供车辆状态信息。一种示例性力法包括接收车辆状态输入，并且响应接收的输入指定至少一个PWM 参数。车辆状态输入可以包含与一个或多个车辆系统或组件的当前状态相关的输入。例 如，车辆状态输入可以包含车辆运动状态，音频系统状态，车窗状态，引擎状态，通风系统状 态，以及车辆的其它组件或系统的状态信息。PWM参数可以包含PWM开关频率和/或策略，比如固定频率或随机频率。在至少一个示例性实施例中，PWM参数可以包含PWM策略。在一个示例性实施例中，PWM策略可以从包括连续的PWM，间断的PWM和随机的PWM的选项中 选择。本发明不同于传统的利用电机速度或电机扭矩要求来确定PWM开关频率的做法，而 是利用车辆状态信息来选择一个或多个PWM参数。在示例性实施例中，根据用户喜好指定 PWM参数减少与PWM相关的噪音。一种示例性方法包含接收车辆运动输入，接收引擎状态输入，接收通风系统状态 输入，接收音频系统状态输入，接收车体状态输入，并且响应接收的输入选择PWM参数。一 种示例性方法可以进一步包含接收用户喜好输入。在一个示例性实施例中，PWM开关频率 可以包含超过人类可听到的范围的高频，或者是在人类可听到的范围之内的低频。在一个 示例性实施例中，当车辆状态输入显示存在一个或多个噪音源时，PWM参数包含默认的较低 PWM开关频率，相反，当车辆状态输入显示缺少可选的噪音源时，PWM参数可以包含比默认 频率更高的PWM频率，这样可以减少可听到的PWM噪音。然而，即使当通过指定特定的低频 PWM策略来使用低PWM频率时，也可以减少PWM噪音。本发明的示例性PFAM设备配置成接收车辆状态输入，并且基于所接收的输入指 定PWM参数。在一个示例性实施例中，PFAM可以是安装在车辆的微处理器或者其它计算装 置中的软件模块的形式。软件的执行实现一种算法，该算法利用接收的输入来确定要应用 到车辆的电源转换电路中的PWM策略和/或选择PWM频率。在至少一个示例性实施例中， PFAM可以是可以安装在混合动力车辆的逆变器系统控制(ISC)的控制器上的模块的形式， 其中，ISC控制器控制向电机提供电压的ISC的运行。通过由指定的PWM参数表征的脉冲 宽度调制可以将ISC电路元件开启和关闭。在至少一个示例性实施例中，ISC PFAM(IPFAM) 模块安装在ISC控制器上，并且午辆控制系统(VCS) PFAM (VPFAM)模块安装在车辆VCS控制 器上，IPFAM和VPFAM模块配置成彼此相互作用以提供至少一个用于车辆电力驱动系统的 PWM参数。


图1是具有PWM频率自适应装置(PFAM)的车辆的示意图。图2是示例性的车辆控制系统的方框图。图3A表示示例性实施例的方框图。图3B表示示例性实施例的方框图。图4表示本发明一种示例性方法的流程图。图5表示一种示例性设备的方框图。图6表示一种示例性方法的流程图。图7表示一种示例性方法的流程图。
具体实施例方式本发明的示例性实施例阐述于此；然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发 明可以用多种可选方式来实现。为了使本发明容易理解，并且为权利要求提供基础，说明书 中包含了多个附图。这些附图并非按比例绘制，且可能省略掉了相关的元件以强调本发明 的新颖特征。提供附图中所示的结构性和功能性细节的目的是教导本领域的技术人员实施本发明而非用作对本发明的限制。例如，用于多种系统的控制模块可以进行多种排列和/ 或组合，而不应看成是对此处所提供的示例性配置的限制。图1表示示例性车辆100的示意图。车辆100可以是任何适合的类型，比如电动 车辆或混合动力车辆。在至少一个实施例中，车辆100可以包括第一车轮组112，第二车轮 组114，引擎116，混合动力车驱动桥118，电力驱动系统(EDS) 120，功率转换单元130，差速 器140，以及车辆控制系统(VCS) 150。EDS120可以配置成向第一车轮组112和/或第二车轮组114提供扭矩。例如， EDS 120可以包括高压电池组(HVB) 122和与一个或多个永磁同步电机(PMSM) 126相连接的 电力电子变换器(PEC) 121。PMSMl26可以与功率转换单元130相连接或与HEV驱动桥118 相连接，该功率转换单元130进而可以与差速器140相连以控制车轮组114，可以预期的是 PMSM126可以像电机一样工作，将电能转换成动能，或者像发电机一样工作，将动能转换成 电能。功率转换单元130可以有选择地与至少一个PMSM126相连接。功率转换单元130 可以是任何本领域技术人员所公知的适合的类型，比如多档“阶梯传动比(st印ratio)”变 速器，无级变速器，或电子无转换变速器(electronic converterless transmission)。功 率转换单元130可以适于驱动一个或多个车轮。在图1所示的实施例中，功率转换单元130 与差速器140以任意适合的方式相连接，比如通过传动轴或者其他机械装置。在一个示例性实施例中，PEC121包括含有硬件的逆变器系统控制(ISC) 123，硬件 包括逆变器电路，其配置成向PMSM126供电。ISC控制器124可以与ISC123相连接。ISC控 制器124可以是基于微处理器的装置，其配置成控制ISC123的运行，并且包含硬件、软件、 固件或者它们的一些组合。在一个示例性实施例中，ISC123的电流和电压可通过利用脉冲 宽度调制可控地开关ISC电路元件来控制。ISC控制器124可以与车辆控制系统(VCS) 150电连接，该车辆控制系统(VCS) 150 配置成监测和/或控制车辆100的多个方面。VCS150可以包含与用于安装在车辆上的一个 或多个不同系统的一个或多个控制模块和/或与多种车辆系统相关的传感器和/或与多种 车辆组件或传感器通信连接的VCS控制器。图2提供了 VCS的示例性实施例200。VCS200 包括VCS控制模块(VCSM) 202形式的VCS控制器，其与用于提供引擎控制和监测引擎状态 的引擎控制模块(ECM) 204相连接，用于控制车辆内部温度和通风系统状态的气候控制模 块(CCM) 204，用于控制和/或监测音频系统操作的音频系统控制模块(ASCM) 206，以及用于 控制和/或监测午体各个方面的车体控制模块(BCM) 210，比如车窗操作和状态，但并不限 于此。VCSM202还可以与一个或多个传感器通信连接，比如与午辆速度传感器212通信连 接。在一个示例性实施例中，VCSM202可以是微处理器或微控制器的形式，其配置成与 图2所示的多种控制模块通信，同时也与其它图中未显示的控制模块或传感器通信。图2 中所示的控制模块组不是穷举的，而是聚焦于与教示本发明最相关的部件。例如，VCS还可 以包括用于控制提供给车辆牵引轮的扭矩的驱动桥控制模块，用于控制高压电池组运行的 高压电池组控制模块，用于监测环境属性(比如温度)和控制一个或多个电源的牵引电池 控制模块，传动系控制模块，和其它与多种其它车辆系统有关联的模块。进一步地，可以预 期的是，一个或多个系统，例如但不限于车辆音频系统，可以不由指定的模块或控制器来控制，在此情 况下，VCSM或者VCS控制器可以通过传感器或与系统组件的直接连接接收系统 状态输入。可以了解的是，与控制模块和/或图2中所示的传感器相关联的功能可以在其 它车辆模块或组件中以各种方式组合和/或实施。如示例性系统100所示，PWM频率自适应装置(PFAM) 125可以与ISC控制器124 和VCS150相连接。可以将PFAM125配置成接收由VCS150获取的车辆状态输入并且响应所 接收的输入确定至少一个PWM参数。在一个示例性实施例中，PFAMl25可以向ISC控制器 124提供至少一个PWM参数，以便ISC123可以在由PFAM125指定的PWM参数环境下运行。 PFAM125可以包含硬件，软件，固件或它们的某些组合，它可以实现为独立的单元，或实现为 结合或集成在已有车辆组件中的模块，比如微处理器装置。图3A表示示例性实施例300，其包括安装在ISC控制器302上的PFAM304。在一 个示例性实施例中，PFAM304是安装在ISC控制器302上并可在ISC控制器302执行的软 件模块的形式。ISC控制器302配置成控制ISC306的运行。用户输入装置308与PFAM304 连接，其配置成接收操作者喜好。例如，一些车辆操作者可能更喜欢噪音消减模式，该模式 下，指定的PWM频率和策略减少PWM开关噪音。另一些操作者也许更喜欢默认的运行模式， 该模式下，选择PWM参数无须考虑PWM噪音。在一个示例性实施例中，用户输入装置308可 以实现为车辆仪表盘上的按钮或者开关，最好易于被车辆驾驶员接近，其可以被用户按下 以表明希望噪音消减。在一个示例性实施例中，用户输入装置308配置成接收用户喜好输 入并将其提供给PFAM304。在一个示例性实施例中，系统可以包括含有ISC PFAM部分和VCSPFAM部分的 PFAM。参考图3B，系统320可以包括与ISC控制器324连接的ISC322。IPFAM模块326形 式的ISC PFAM部分可以安装在ISC控制器324上并可在其上执行。系统320可以包括具 有VCS控制器332的VCS330，该VCS控制器332上安装有VCS PFAM (VPFAM)模块334并且 VCS PFAM(VPFAM)模块334可以在VCS控制器332上执行。用户输入装置328可以配置成 将用户输入提供给VPFAM模块334。在一个示例性实施例中，VPFAM334可以实现为软件模块并且配置成通过VCS控制 器332接收有关多种车辆系统和设备状态的输入。例如，VCS控制器332可以配置成从车辆 速度传感器212接收车辆速度信息并将该信息提供给VPFAM334。VPFAM334可以配置成例 如通过VCS控制器332和ISC控制器324的通信连接为IPFAM326提供车辆状态输入。因 此，VPFAM334和IPFAM326可以协作来确定至少一个应用在ISC322上的P丽参数。图4表示示例性方法400的流程图。在方框402，可以在PFAM接收车辆状态输入。 参考图5，示例性的PFAM500可以接收车辆状态输入504-512并提供输出520。在一个示例 性的实施例中，多种输入504-512涉及潜在的噪音源，这些噪音源可以被车辆乘员听到。在 至少一个实施例中，对PFAM502的输入可以包括与车辆运动有关的输入504，与车辆引擎状 态有关的输入506，与车辆气候控制系统状态有关的输入508，与车辆音频系统状态有关的 输入510，与车窗状态有关的输入512和与EDS状态有关的输入514。在一个示例性实施例 中，VCS将输入504-512提供给PFAM502，同时输入514可以从EDS120中的传感器接收。典 型地，VCS可以从与其通信连接的多种午辆系统获取在输入504-512中表达的车辆状态数 据，而不需要额外的传感器或者硬件。车辆运动输入504可以包含表征车辆移动速度的信息。例如，VSC150可以从速度传感器212将速度信息提供给PFAM502。在PFAM502，车辆速度可以按类别表征为低速或高 速，用其它概括的类别表征，或者用例如英里/小时或公里/小时等定量术语表征。典型 地，在 高速时，引擎噪音和道路噪音增加，并且与PWM相关的噪音相比还大，使驾驶员免受 PWM开关声音之扰。然而，典型地，在低速时，引擎噪音和道路噪音较低，使得与PWM相关的 噪音更容易引起乘员的关注，尤其是驾驶员，因为ISC典型地位于车辆驾驶员的一侧。在一 个示例性实施例中，车辆运动输入包含车辆档位输入，它可以表明车辆是否处于驾驶模式。 当车辆处于驾驶模式时，可以选择噪音消减模式，当车辆处于非驾驶模式时，可以选择默认 模式。引擎状态输入506可以包含与车辆引擎模式有关的信息。引擎可以在若干种不同 的模式下工作。在一个示例性实施例中，当引擎处于“关闭”模式时，车辆可以通过电动机 驱动，迫使会产生用户想避免的噪音的逆变器元件的PWM开关。此外，由于引擎处于“关闭” 模式，不产生噪音，所以不能掩盖PWM开关噪音。因此，当引擎处于“关闭”模式时，可以选 择噪音消减模式。典型地，当车辆引擎处于起动模式时，引擎所产生的噪音很高，并且可以 掩盖PWM开关噪音。因此，可以选择标称的或者默认的PWM模式。当引擎处于加速或者减 速模式时，总体上优选噪音消减模式。气候控制系统状态输入508可以包含表征车辆加热/空调系统的运行的信息，车 辆加热/空调系统的运行是另一个潜在的可以保护驾驶员避免听到与PWM相关的噪音的噪 音源。在一个示例性实施例中，气候控制系统状态输入508包含表征车辆空调设备是开启 还是关闭的数据。在更进一步的示例性实施例中，输入508可以包含表征气候控制系统风 扇转速的数据，因为风扇运行既可以对轿车进行加热又可以对轿车进行降温。举例来说，但 并不限于此，风扇转速可以由概括的类别或者由特定的速度表示。本领域的技术人员也可 以想到其它表征气候控制系统的运行或者状态的方法。音频系统状态输入510可以包含与车辆音频系统有关的信息，例如，音源是否正 在向扬声器提供音频信号。车辆音频系统可以包括多种音频/视频设备，比如收音机，光盘 播放机，MP3播放器，视频播放器，以及可以向一个或多个安装在车辆上的扬声器提供音频 信号的类似物。扬声器传出的声音如果足够响亮，其可以掩盖由PWM开关运行所产生的噪 音。举例来说，音频系统输入可以包括车辆收音机的当前运行状态。在一个示例性实施例中，音频系统状态输入可以包含对音频系统的扬声器的音量 设置，其可以与车辆音频/视频系统的多种组件一起使用。典型地，单一音量控制，比如收 音机的音量控制旋钮，可以对一组一个或多个扬声器控制扬声器音量。然而，当情况并非如 此时，例如，当内置的视频播放器有独立的音量控制时，或者当后排座位乘客具有独立的音 量控制时，音频状态输入308可以包含多于一个的音量设置。除了音量设置，音频系统输入 510还可以包括音频或音频/视频播放器是否实际上提供音频信号。例如，可以打开CD播 放器并且调大音量控制旋钮，但是没有CD唱片，因此播放器不会放出声音。降下的车窗对于那些乘坐汽车的人来说也可以认为是噪音的来源。除了产生它自 己的“道路噪音”之外，敞开的车窗还可以将乘员暴露在车外的多种声音和噪音中。车窗状 态输入512包括与一个或多个车窗是否降下有关的信息；即是否至少一个车窗是敞开的。 在一个示例性实施例中，车窗状态输入512可以包括车窗敞开的程度和/或确认敞开的车 窗。例如，与完全降下的驾驶员车窗相比，厢式货车后部的小通风窗的敞开可以引起更少的使驾驶员分心的噪音。在一个示例性实施例中，EDS状态输入514可以包含表明EDS是否满负荷的信息。 举例来讲，但并不限于此，输入514可以包含来自于固定在EDS上，例如在ISC123内部或者 PMSM126上的传感器的温度数据。高温读数可以表明EDS120满负荷，在这种情况下，功率需 求和/或损失可以在选择PWM参数时加以考虑。在方框404 ；利用输入504-514，PFAM502可以确定PWM参数。PWM参数可以是任 何表征或者量化PWM性能的属性。例如，PWM参数可以包含PWM开关频率，PWM策略或者两 者兼有。举例来讲，但并不限于此，PWM策略可以包含连续的，非连续的，或者随机的策略。 在过去，PWM频率基于电机状态或者扭矩需求进行选择。本发明提供了基于车辆状态信息 指定PWM频率的系统和方法。在一个示例性实施例中，可以选择减少噪音的同时优化ISC 和车辆性能的PWM频率。比如，基于表明一组特定条件生效的车辆状态输入，可以选择高于 1. 25kHz-5. OkHz的默认开关频率的7. 5kHz_10. OkHz的PWM频率。在一个示例性实施例中， 无论是否指定高或低的PWM开关频率，都可以指定优化性能的P丽策略。本发明提供了可以利用车辆状态信息确定在噪音消减模式还是在默认模式下执 行PWM的方法和系统。在一个示例性实施例中，当选择噪音消减模式时，PFAM提供一个或 多个可以消减能被驾驶员听到的PWM开关噪音的PWM参数。举例来讲，但并不限于此，当选 择默认模式时，执行脉冲宽度调制而不考虑PWM噪音的影响。例如，可以基于燃油经济性指 定PWM参数。

图6表示示例性方法600的流程图。在方框602，PFAM可以接收用户输入。例如， PFAM502可以接收用户喜好输入516。参考图3A和图5，用户输入516可以通过用户输入装 置308接收并且提供给PFAM304。在一个示例性实施例中，用户输入装置308是按钮或者开 关的形式，或者是其它可以被驾驶员操纵以表明PWM噪音消减期望的硬件装置。作为进一 步的实例，可以将用户输入程序化，消除对硬件输入装置的需要，并且可以将用户喜好存储 在软件中，不是在PFAM304上就是在另外与PFAM304通信的软件模块上。例如，可以在VCS 控制器332或者在仪表盘信息中心将用户喜好程序化。在一个示例性实施例中，用户喜好 输入516包含驾驶员运行模式喜好；例如，是喜好噪音消减模式还是喜好默认模式。一些驾 驶员可能对于与PWM相关的噪音关注少一些或者不关注，也许实际上更乐于听到它。另外 一些驾驶员也许发现PWM噪音非常恼人。在方框606，PFAM可以基于用户喜好和车辆状态输入指定PWM运行模式。例如， PFAM304可以利用用户喜好和车辆状态输入执行算法以确定是在噪音消减模式下还是在默 认模式下执行ISC的脉冲宽度调制。在一个示例性实施例中，如果用户更倾向于默认模式， 在PFAM304选择默认模式。噪音消减模式和默认模式可以灵活地定义。在至少一个实施例中，可以通过默认 的开关频率和/或默认的PWM策略来表征默认模式，并且噪音消减模式可以定义为其PWM 开关频率和/或策略不同于默认模式的PWM开关频率和/或策略。作为进一步的实例，默 认模式可以是其PWM开关频率由PFAM指定的5. OkHz或者小于5. OkHz,同时噪音消减模式 可以是其PWM开关频率指定大于7. 5kHz。一种可选方案是，在默认模式中，可以使用处于可 听到的波段内的PWM开关频率，同时在噪音消减模式中，可以使用处于可听到的波段范围 之外的PWM开关频率。作为进一步的实例，默认模式可以包括第一组PWM频率和策略，噪音消减模式可以包括不同的PWM频率和策略。本领域的技术人员也可以想到其它区分默认模 式和噪音消减模式的方法。举例来讲，但不限于此，当默认模式不是用户喜好或没有被PFAM 选择时，可以选择减少噪音或减少功率损失的PWM参数。在方框608，根据选择的运行模式至少指定一个PWM参数。例如，基于接收的输入 504-514，如果指定噪音消减模式，输出330可以包含可以减少PWM开关期间产生的噪音的 PWM参数。例如，输出330可以包含高的PWM开关频率，该频率比较低的默认开关频率更不 容易被听到。类似地，输出330可以包含PWM策略，比如围绕指定频率(无论高或低)快速 移动的随机频率，其可以减少操作者感知到的噪音。在一个示例性实施例中，可以将PWM参 数提供给控制ISC运行的ISC控制器。例如，PFAM212可以指定PWM策略并且将其提供给 ISC控制器210，以便ISC216可以执行指定的PWM策略。图7表示示例性方法700。在方框702，输入电力驱动运行模式。在判断方框704， 确定用户是否优选默认模式。在一个示例性实施例中，用户可以通过用户输入装置328选 择喜好的运行模式，该用户输入装置328可以向IPFAM326提供用户喜好。举例来讲，但不 限于此，默认模式的激活选择和/或用户指定不同于默认模式的喜好模式的失败，导致选 择默认模式，其中，在方框726选择默认的PWM参数。例如，IPFAM326输出可以包含预定的 默认PWM策略。在一个示例性实施例中，IPFAM326可以向ISC控制器324提供默认PWM策 略，以便可以在ISC322执行默认策略。如果没有选择默认模式，例如用户指明更喜好噪音消减模式，方法700继续与多 种车辆或组件的状态有关的判断方框。优选地，车辆状态输入包含用于非车辆电机的车辆 组件的状态信息。在一个示例性实施例中，当车辆状态信息表明来自于另一个噪音源的噪 音存在时，选择默认的PWM参数。然而，如果用户选择噪音消减模式，并且车辆状态输入表 明没有其它噪音时，可以选择噪音消减模式的PWM参数，而不是默认的PWM参数。 例如，在判断方框706，确定车窗是否敞开。作为一个实例，PFAM304可以从VCS控 制器310接收通风状态输入508，该通风状态输入508可以包括有关车窗状态的数据。如果 至少一个车窗是敞开的，在方框726，PFAM304可以指定默认的PWM参数作为输出。如果没 有车窗是敞开的，示例性方法700可以继续至判断方框708，在判断方框708，确定车辆空调 是否开启。例如，PFAM125可以接收通风系统输入508，其可以是传达空调是否开启的信息 的形式。由于运行的空调可以产生能掩盖PWM开关噪音的风扇噪音，确定空调打开可以导 向方框730，在方框730，指定默认的PWM参数。由默认的PWM参数表征的脉冲宽度调制可 以在ISC123上执行。如果空调没有开启，方法700可以继续至方框710，在方框710可以确定车辆收音 机是否打开。例如，可以由VCSM202获取并提供给PFAM304的音频系统输入510可以包含 有关车辆收音机是否打开的信息。如果收音机打开，示例性方法700可以继续至方框726。 在方框726，选择默认的PWM参数。如果收音机没有打开，方法700可以继续至判断方框712，在判断方框712，确定车 辆是否处于驾驶模式。在一个示例性实施例中，基于提供给PFAM的车辆档位输入进行确 定；例如，车辆运动输入504可以包含车辆档位输入。如果车辆没有处于驾驶模式，方法700 可以继续至方框726，在方框726指定默认的PWM参数。如果车辆处于驾驶模式，方法可以继续至判断方框714，在判断方框714确定车辆是否正加速或者减速。由PWM开关引起的噪音在加速或者减速阶段会更加明显；因此，总体上讲，在这些阶段需要选择噪音消减模式。因此，方法700可以继续至方框716，在方框716 选择噪音消减PWM参数。举例来讲，噪音消减PWM参数可以包含高的PWM开关频率。也举例 来讲，噪音消减PWM参数可以包含使用高的PWM开关频率执行的PWM策略。高频可以灵活 地定义。例如，它可以是任何高于用于方框726的默认频率的频率。它也可以定义为高于 预定阈值的频率，或者在预定频率范围之内的频率。优选地，高的PWM频率高于人类耳朵能 听到的频率波段。在一个示例性实施例中，高频可以是高于7. 5kHz的频率。在一个示例性 实施例中，PFAM包括低频和高频查阅表，通过该查阅表，可以选择PWM开关频率。使用指定 的高频的PWM策略就可以在ISC123上执行。作为一个实例，可以执行使用高频的随机PWM 策略。如果车辆以恒定速度移动，也就是既不加速也不减速，方法可以继续至方框718， 在方框718，确定车辆是否以低速移动。车辆运动输入504可以包含车辆速度信息，该信息 可以从车辆速度传感器，例如车辆速度传感器212接收。举例来说，但并不限于此，可以将 高速定义为大于预定阈值的速度。例如，高于40mph的速度可以认为是高速。典型地，在高 速时，引擎产生足够的噪音掩盖PWM开关的声音，所以当车辆以高速移动时方法700可以继 续至方框726。一种可选方案是，当车辆以低速移动时，方法700可以继续至判断方框720， 在判断方框720，确定电力驱动装置是否处于极度地满载。电力驱动装置极度地满载的一 种迹象是ISC内部和/或PMSM的温度变高。例如，ISC大约110°C可以表明电力驱动装置 极度地满载。在一个示例性实施例中，ISC控制器124可以监控传感器提供的ISC电力模 组和/或电机定子绕组内部的温度，并且将EDS状态输入514提供给PFAM502。进一步举 例来说，PFAM502可以直接地从EDS内部的传感器接收输入514。当电力驱动装置极度地满 载时，使用高的PWM频率可能会引起ISC过热，因此，可以在方框722选择损失消减PWM参 数，比如低的PWM频率和/或随机PWM策略。虽然低频在减少噪音时总体上效果欠佳，这是 因为低频可能仍然在使用者可听到的波段范围内，但低的PWM频率噪音的影响可以通过对 PWM策略的恰当选择来减轻。例如，采用随机跳频PWM策略可以在低频范围内扩展功率谱， 从而减少由PWM产生的噪音。如果电力驱动没有极度地满载，提供更佳的噪音消减的噪音 消减PWM参数，比如像高PWM开关频率的噪音消减PWM频率，可以被ISC接纳并且因此可以 在方框724选择。无论指定的PWM频率是高或是低，PWM参数的选择可以包括对要在ISC123执行的 PWM策略的选择。如前所述，PWM策略可以包括，但并不限于，连续的PWM，非连续的PWM或 随机的PWM。随机的PWM可以通过在查阅表里随机选择频率来实现。一种可选方案是，随机 的PWM可以通过围绕指定频率的快速移动来实现以扩展功率谱。本发明公开了使用车辆状态输入指定一个或多个用于ISC的脉冲宽度调制开关 运行的PWM参数的示例性方法。使用车辆状态输入和/或用户喜好输入确定用于混合动力 车辆的电力驱动系统的脉冲宽度调制的特征与现有技术采用的方法形成了鲜明的对照，现 有技术使用电机速度和扭矩需求为基础来指定PWM开关频率、策略或其它PWM特征。优选 地，车辆状态输入包含与车辆潜在的噪音源有关的信息，用户喜好输入包含用户对噪音消 减模式的期望。可以使用多种输入来选择用户需要时可以减少与PWM有关的噪音的PWM参 数。此外，本发明的方法可以包括在预定条件下有效地输入噪音消减模式，否则，就在默认模式下运行，从而减少高开关频率下带来的损失，这与现有技术的系统不同，现有技术的系 统不管车辆状态或者用户喜好都会始终采用高开关频率。 优选实施例依赖软件执行本发明的方法，消除了对额外硬件或者定制硬件的需 要。这里所包括的流程图代表了控制逻辑，其可以使用硬件、软件或者硬件与软件的组合来 执行。该控制逻辑可以使用多种公知的程序化或处理技术或策略来实施，并不限于所述的 次序或顺序。可以以所述的顺序实质上同时执行各种功能，或者可以以不同的顺序执行各 种功能，同时实 现本发明的特征和益处。在不脱离本发明的精神或范围情况下，可以对所述 的功能进行修改或者在一些情况下将其省略。
权利要求
1.一种系统，其特征在于，包含脉冲宽度调制频率自适应装置，其配置成接收用户喜好输入和车辆状态输入并响应所 述接收的输入提供至少一个脉冲宽度调制参数，所述车辆状态输入包含与车辆或者所述车 辆组件的当前状态有关的输入；用户输入装置，其配置成向所述频率自适应装置提供所述用户喜好输入； 其中，所述车辆组件是所述车辆的电动机之外的组件。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包含第一微处理器，其配置成与所述 频率自适应装置相互作用并且控制电路，该电路中的元件通过由所述脉冲宽度调制参数表 征的脉冲宽度调制来开启和关闭。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电路配置成向所述电动机提供电压。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述频率自适应装置包含可在所述微处理 器中执行的软件。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述频率自适应装置包含在所述第一微控 制器的第一部分和在第二微控制器的第二部分，所述第一和第二部分配置成彼此相互作 用，所述第二部分配置成向所述第一部分提供所述车辆状态输入。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括车辆控制系统控制器，其配置成 向所述频率自适应装置提供所述车辆状态输入。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脉冲宽度调制参数包含脉冲宽度调制 开关频率。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脉冲宽度调制参数包含脉冲宽度调制策略。
全文摘要
本发明涉及电力驱动系统，具体地，涉及一种脉冲宽度调制(PWM)频率自适应装置(PFAM)，其配置成接收车辆状态输入，并且响应车辆状态输入提供PWM参数，该PWM参数用于在混合动力车辆的电力驱动系统(EDS)的功率转换电路中的电子设备的PWM开关。减少由PWM开关产生的可听到的噪音的PWM参数可以由PFAM来指定。PFAM可以配置成接收有关用户对于默认模式或者噪音消减模式的喜好的用户输入。车辆状态输入可以包括与车辆运行，气候控制系统状态，引擎状态，EDS状态，车辆车体状态和音频系统状态有关的输入。PWM噪音消减参数可以包含高PWM开关频率，或围绕低PWM开关频率快速移动的随机频率。
文档编号B60L15/00GK102145661SQ20111002063
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月12日 优先权日2010年1月12日
发明者乔·翔, 温卡特斯瓦兰·桑卡兰 申请人:福特全球技术公司