用于环境友好车辆的逆变器控制方法和系统

1、(19)中民(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日CN 1037801112014.05.07A(21)申请号201310464863.X(22)申请日2013.10.08(30)优先权数据10-2012-0115174 2012.10.17 KR10-2013-0050340 2013.05.03 KR(71)申请人 现代自动车株式会社地址 韩国首尔(72)发明人崔远景金(74)专利机构 北京知识产权公司 11322人有限(51)Int.Cl.H02M 7/48 (2007.01)H02P 27/06 (2006.01)权利要求书3页 说明书12页附图11页(54) 发明名

2、称用于环境友好车辆的逆变器(57) 摘要方法和系统本发明提供了一种用于环境友好车辆的逆变系统和方法，通过该系统和方法，当与在整器个操作区域使用一个固定开关频率和一个固定采样频率的常规情况相比较时，能够在开关损耗、电磁性能、噪声 - 振动 - 不舒适性（NVH）性能稳定性等方面获得总体改进。为此，用于环境友好车辆的逆变器方法根据开关频率和采样频率生成脉宽调制（PWM）信号，并且开关元件的开 / 关驱动，其中器根据当前电转速改变并设定开关频率，根据开关频率改变并设定采样频率，并且根据相应于电转速的开关频率和采样频率开关元件的开 / 关驱动。CN 103780111 A权利要求书CN 1037801

3、11 A1/3 页1. 一种用于环境友好车辆的逆变器方法，所述方法根据开关频率和采样频率生成脉宽调制（PWM）信号，并且开关元件的开 / 关驱动，转速改变并设定所述开关频率，根据所述开关频率改变并其中器根据当前电设定采样频率，并且根据相应于当前电元件的开 / 关驱动。2. 根据权利要求 1 所述的逆变器设定所述开关频率。3. 根据权利要求 1 所述的逆变器增加被设定成更高。4. 根据权利要求 1 所述的逆变器转速的所述开关频率和所述采样频率开关方法，其中与电转速的改变成比例地改变并方法，其中所述开关频率随着所述电转速的方法，其中将所述开关频率与预定基准频率相比较，使得当所述开关频率低于所述预定

4、基准频率时，执行双采样，其中根据所述当前电转速设定的所述开关频率的两倍的频率被用作所述采样频率，并且当所述开关频率超出所述预定基准频率时，执行单采样的频率被用作所述采样频率。，其中等于所述开关频率5. 根据权利要求 1 所述的逆变器方法，其中通过对根据所述当前电转速确定的基本开关频率和扩频求和而获得所述开关频率。6. 根据权利要求 5 所述的逆变器转速的改变而连续变化。7. 根据权利要求 5 所述的逆变器方法，其中所述基本开关频率被设定成根据所述电方法，其中所述基本开关频率随着所述电转速的增加被设定成更高。8. 根据权利要求 5 所述的逆变器定的变量 Minj 的下列等式获得所述扩频 ：Fsw

5、_inj=MinjCOS(2finjt)，方法，其中通过包括根据所述当前电转速确其中Fsw_inj 表示扩频，Minj 表示被预设为相应于电数，并且 t 表示时间变量。转速的值的变量，finj 表示预设常9. 一种用于环境友好车辆的逆变器方法，所述方法根据开关频率和采样频率生成脉宽调制（PWM）信号，并且开关元件的开 / 关驱动，转速确定基本开关频率之后，所述其中在器根据当前电器将所述开关频率和采样频率从所述基本开关频率改变并设定成相应于当前电操作状态的值，并且根据所述开关频率和所述采样频率开关元件的开 / 关驱动。10. 根据权利要求 9 所述的逆变器并设定所述基本开关频率。11. 根据权利

6、要求 9 所述的逆变器转速的增加被设定成更高。12. 根据权利要求 9 所述的逆变器方法，其中与电转速的改变成比例地改变方法，其中所述基本开关频率随着所述电方法，其中将所述基本开关频率与预定基准频率相比较，使得当所述基本开关频率低于所述预定基准频率时，将所述开关频率和所述采样频率改变并设定成相应于当前电13. 根据权利要求 9 所述的逆变器操作状态信息的值。方法，其中如果所述基本开关频率超出所述预定基准频率，那么等于所述基本开关频率的频率被确定并用作所述开关频率和所述采样频22权利要求书CN 103780111 A2/3 页率。14. 根据权利要求 12 所述的逆变器方法，其中所述电操作状态信

7、息包括逆变器输入电压、电转速、扭矩命令或逆变器功率。15. 根据权利要求 14 所述的逆变器方法，其中当所述逆变器输入电压大于基准电压的条件、所述电转速处于预定速度范围内的条件、和所述扭矩命令的绝对值大于基准扭矩或者所述逆变器功率的绝对值大于基准功率的条件全部满足时，将所述开关频率设定成所述基本开关频率的两倍的频率，并且将所述采样频率设率。于所述开关频率的频16. 根据权利要求 14 所述的逆变器方法，其中如果所述逆变器输入电压大于基准电压的条件、所述电转速处于预定速度范围内的条件、和所述扭矩命令的绝对值大于基准扭矩或者所述逆变器功率的绝对值大于基准功率的条件中的任一者不满足，那么将所述开关频

8、率设率的两倍的频率。于所述基本开关频率的频率，并且将所述采样频率设定成所述开关频17. 根据权利要求 15 所述的逆变器方法，其中所述电操作状态信息还包括所述电的驱动操作状态 / 再生操作状态，并且所述器配置成确定所述当前电操作状态是所述驱动操作状态还是所述再生操作状态，并且确定在所确定的操作状态中是否满足所述条件，以及为了应用于所述电的驱动操作和再生操作，所述基准电压、所述速度范围、所述基准扭矩和所述基准功率被所述器分别设定成不同的值。18. 根据权利要求 9 所述的逆变器方法，其中所述器还根据所述当前电转速确定扩频，并且通过使用对所述基本开关频率和所述扩频求和所获得的开关频率，将所述开关频

9、率和所述采样频率改变并设定成相应于所述当前电操作状态的值。19. 根据权利要求 18 所述的逆变器确定的变量 Minj 的下列等式获得所述扩频 ：Fsw_inj=MinjCOS(2finjt)方法，其中通过包括根据所述当前电转速其中Fsw_inj 表示扩频，Minj 表示被预设为相应于电数，并且 t 表示时间变量。转速的值的变量，finj 表示预设常20. 根据权利要求 18 所述的逆变器方法，其中将通过对所述基本开关频率和所述扩频求和所获得的开关频率与预定基准频率相比较，使得当开关频率低于所述预定基准频率时，将所述开关频率和所述采样频率改变并设定成相应于所述当前电值。操作状态的21. 根据权

10、利要求 18 所述的逆变器方法，其中当通过对所述基本开关频率和所述扩频求和所获得的开关频率超过所述预定基准频率时，等于通过对所述基本开关频率和所述扩频求和所获得的开关频率的频率被最终确定并用作所述开关频率和所述采样频率。22. 根据权利要求 20 所述的逆变器方法，其中所述电操作状态信息包括逆变器输入电压、电转速、扭矩命令或逆变器功率。23. 根据权利要求 22 所述的逆变器方法，其中当所述逆变器输入电压大于基准电压的条件、所述电转速处于预定速度范围内的条件、和所述扭矩命令的绝对值大于基准扭矩或者所述逆变器功率的绝对值大于基准功率的条件全部满足时，将所述开关频率最33权利要求书CN 10378

11、0111 A3/3 页终确定并设定成通过对所述基本开关频率和所述扩频求和所获得的开关频率的两倍的频率，并且将所述采样频率设于所述最终确定的开关频率的频率。24. 根据权利要求 22 所述的逆变器方法，其中如果所述逆变器输入电压大于基准电压的条件、所述电转速处于预定速度范围内的条件、和所述扭矩命令的绝对值大于基准扭矩或者所述逆变器功率的绝对值大于基准功率的条件中的任一者不满足，那么将所述开关频率最终确定并设于通过对所述基本开关频率和所述扩频求和所获得的开关频率的频率，并且将所述采样频率设定成所述最终确定的开关频率的两倍的频率。25. 根据权利要求 22 所述的逆变器方法，其中当所述逆变器输入电压

12、大于基准电压的条件、所述电转速处于预定速度范围内的条件、和所述扭矩命令的绝对值小于基准扭矩或者所述逆变器功率的绝对值小于基准功率的条件全部满足时，将所述开关频率最终确定并设定成通过对所述基本开关频率和所述扩频求和所获得的开关频率的两倍的频率，并且将所述采样频率设于所述最终确定的开关频率的频率。26. 根据权利要求 22 所述的逆变器方法，其中如果所述逆变器输入电压大于基准电压的条件、所述电转速处于预定速度范围内的条件、和所述扭矩命令的绝对值小于基准扭矩或者所述逆变器功率的绝对值小于基准功率的条件中的任一者不满足，那么将所述开关频率最终确定并设于通过对所述基本开关频率和所述扩频求和所获得的开关频

13、率的频率，并且将所述采样频率设定成所述最终确定的开关频率的两倍的频率。27. 根据权利要求23 至26 中的任一项所述的逆变器方法，其中所述电操作状态信息还包括所述电的驱动操作状态 / 再生操作状态，并且所述器配置成确定所述当前电操作状态是所述驱动操作状态还是所述再生操作状态，并且确定在所确定的操作状态中是否满足所述条件，以及为了应用于所述电的驱动操作和再生操作，所述基准电压、所述速度范围、所述基准扭矩和所述基准功率被所述器分别设定成不同的值。44说明书CN 103780111 A1/12 页用于环境友好车辆的逆变器方法和系统技术领域0001本发明涉及用于环境友好车辆的逆变器方法和系统，且更具

14、体地，涉及一种用于环境友好车辆的逆变器方法和系统，通过该方法和系统，当与在整个操作区域使用一个固定开关频率和一个固定采样频率的常规方法相比较时，能够在开关损耗、电磁性能、噪声 - 振动 - 不舒适性（NVH）性能稳定性等方面做出整体改进。背景技术0002众所周知，诸如纯电动车辆（EV）、混合动力电动车辆（HEV）电池电动车辆（FCEV）等的环境友好车辆使用电作为用于车辆驱动的至少一个驱动源。0003具体地在车辆的主电池中的直流（DC）电力经由电池与电之间的逆变器转换为三相交流（AC）电力并驱动电驶。0004在环境友好车辆中，动能在，并且电的驱动力被传递至驱动轮以使车辆行期间经由再生制动转换为电

15、能，并且电能被在电池中，其后，在车辆行驶时在电池中的能量被再循环回来驱动电例如，所收效率。系统具有与其集的电能被再循环为车辆所利用的动能，用以例如对电池充电），由此提高0005通常包括用作环境友好车辆的驱动源的电和逆变器的电相关的若干问题，诸如在驱动操作 / 再生操作期间发生的噪声、由开关损耗引起的效率退化、电磁性能等等。通常，如果逆变器的开关频率增加，那么噪声减小 ；随着开关频率减小，逆变器效效率可提高。也就是说，如果逆变器的开关频率被设定至低固定频率（例如，基本开关频率被固0006率和0007定至 4kHz），那么电磁性能可良好。然而，会生成大量噪声。0008当基本开关频率在整个操作区域被

16、设定至高以便减少逆变器噪声（例如，基本开关频率被固定至 8kHz）时，NVH 性能变好（即，脉宽调制（PWM）电流脉动减小），但是电磁性能并且开关损耗增加（即，导致车辆约束条件中的坡道保持性能的效率也降低。），使得逆变器效率和关于电磁性能，随着开关频率增加，所辐射的电磁噪声增加（例如，因此 AM 广播接0009收变差）；随着开关频率减小、所辐射的噪声减小且因此电磁性能变好。0010在常规的环境友好车辆中，为了减少可能被敏感地察觉或者可能使驾驶者或乘客不悦的逆变器噪声，逆变器的开关频率通常被设定至高并固定（例如，至 8kHz），并且用于获得逆变器用的诸如感测电流和（估算的）转子位置的信息的采样频

17、率被设于开关频率（8kHz）（类似于以下的单采样方案）。0011这里，开关频率（即，开关周期）可被定义为逆变器中的分立开关的开/ 关分别重复一次的周期，并且采样频率相应于逆变器电流时的周期，其中周期可被定义为重子位置信息、电流操作、占空比计算（duty calculation）和占空比更新（dutyupdate）的周期。55说明书CN 103780111 A2/12 页0012然而，在常规情况下，不考虑电驱动状态等而在整个操作区域固定并使用一个开关频率（即，使用固定频率方案），从而导致由开关元件的散热引起的高开关损耗和电磁性能的弱点。0013此外，当采样频率高时，虽然逆变器稳定性变好，但是执行

18、的处理器的负荷增加，因为处理器必须在较短时间内获得诸如感测电流、电角度信息等的参数并且计算较大量的值，所以处理器可能变得过载。0014因此，有必要通过考虑 NVH 性能、电磁性能、开关损耗稳定性、处理器负荷系数等，根据行驶状态开关频率和采样频率。0015也就是说，在常规系统中，由于开关频率在整个操作区域被设定且固定在高频率，所以存在诸如电磁性能和开关损耗增加的明显缺点以及一些优点。因此，需要为了总体性能提高根据行驶状态适当改变开关频率并根据改变的开关频率适当调整采样频率的技术。发0016因此，已做出本发明来解决上述问题，并且本发明提供了一种用于环境友好车辆的逆变器系统和方法，通过该系统和方法，

19、当与在整个操作区域使用一个固定开关频率和一个固定采样频率的常规稳定性等方面获得总体改进。方法相比较时，可在开关损耗、电磁性能、NVH 性能0017根据本发明的一方面，提供了一种用于环境友好车辆的逆变器系统和方法，其根据开关频率和采样频率生成脉宽调制（PWM）信号，并且开关元件的开 / 关驱动，其中器根据当前电转速改变并设定开关频率，根据开关频率改变并设定采样频率，并且根据相应于电转速的开关频率和采样频率开关元件的开 / 关驱动。0018根据本发明的另一方面，提供了一种用于环境友好车辆的逆变器方法，其根据开关频率和采样频率生成脉宽调制（PWM）信号，并且开关元件的开 / 关驱动，其中在器将开关频

20、率和采样频率从基本器根据当前电转速确定基本开关频率之后开关频率改变并设定成相应于当前电制开关元件的开 / 关驱动。操作状态的值，并且根据开关频率和采样频率控附图说明0019在下00200021可变0022现在将参照附图中示出的示例性实施例详细说明本发明的上述及其他特征，附图以例示的方式给出，因此不限制本发明，并且其中 ：图 1 是根据本发明的第一示例性实施例的逆变器方法的流程图 ；图 2 是示出在根据本发明的第一示例性实施例的逆变器方法中开关频率被连续可变）的状态的图 ；图 3 是示出根据本发明的第一示例性实施例的逆变器方法中的采样频率的转换方案的图 ；图 4 是示出根据本发明的第二示例性实施

21、例的逆变器图 5 是示出在根据本发明的第二示例性实施例的逆变器方法的流程图 ；方法中开关频率被00230024可变阶跃转换（step transition）的状态的图 ；66说明书CN 103780111 A3/12 页0025图 6 是示意性地示出在根据本发明的第二示例性实施例的逆变器进行开关频率的阶跃转换时进行单采样 / 双采样转换的图 ；方法中在0026图 7A 和 7B 是示出根据本发明的第三示例性实施例的基本开关频率和扩频的图 ；0027图 8 是示出根据本发明的第三示例性实施例的逆变器0028图 9 是示出根据本发明的第三示例性实施例的逆变器切换方案的图 ；0029图 10 是示出

22、根据本发明的第四示例性实施例的逆变器方法的流程图 ；方法中的采样频率的方法的流程图 ；0030图 11A 和 11B 是示意性地示出在根据本发明的第四示例性实施例的逆变器方法中开关频率被可变的图 ；并且通过开关频率的阶跃转换执行单采样 / 双采样转换的状态0031图 12 是示出根据本发明的第五示例性实施例的逆变器方法的流程图 ；0032图 13A 和 13B 是示意性地示出在根据本发明的第五示例性实施例的逆变器方法中开关频率被可变的图 ；并且并且通过开关频率的阶跃转换执行单采样 / 双采样转换的状态0033图 14 是示出根据本发明的示例性实施例的开关频率的阶跃切换区域的图。具体实施方式00

23、34在下文中，将参照附图详细说明本发明，以使本领域的普通技术实现本发明。能够容易地0035应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他类似术语包括通常的机动车辆，例如包括运动型多功能车（SUV）、客车、货车、各种车辆在内的载客车辆、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆及其他代用车辆（例如，从石油以外的取得的）。如动力又有本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或电动力的车辆。0036另外，应当理解以下方法由至少一个种动力源的车辆，例如既有器执行。术语器是指包括器和处理器的硬件装置。器配置成模块，并且处理器具体配置成执

24、行所述模块，以便执行以下进一步描述的一个或处理。0037此外，本发明的逻辑可实施为包含由处理器器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡数据装置。计算机可读介质也可分布在网络连接的计算中，以便计算机可读介质例如通过信息处理服务器或器局域网（CAN），以分布式方式和执行。0038本文所使用的术语仅用于说明特定的实施例，而不意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意在同样包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。还将理解的是，术语“包含”和 / 或“包

25、括”，当在本说明书中使用时，具体指所述特征、整体、步骤、操作、元件和 / 或组件的存在，但不排除一个或其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和 / 或其组合的存在或增加。如本文所使用的，词语“和 / 或”包括一个或关列出项目的任何和全部组合。相77说明书CN 103780111 A4/12 页0039 除非具体陈述或从上下文显而易见，如本文所使用的，术语“大约”被理解为在本领域的正常容许限度的范围内，例如在平均值的 2 倍标准偏差内。“大约”可被理解为在所述值的 10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05% 或 0.01% 内。除非从上下文另外明

26、确，否则本文提供的所有数值均由术语“大约”修饰。0040图 1 是根据本发明的第一示例性实施例的逆变器方法的流程图，并且图 2 是示出在根据本发明的第一实施例的逆变器）的状态的图。方法中开关频率 Fsw 被可变连续可变0041在图 2 中，还示出了常规的固定开关频率（例如，大约 8kHz）。0042图 3 是示出在根据本发明的第一示例性实施例的逆变器方法中采样频率Fsamp的转换方案的图，其中采样频率 Fsamp 随开关频率 Fsw 改变，并且在特定条件下执行转换（单采样 < > 双采样）。在本发明的第一示例性实施例中，逆变器开关频率可根据车辆的行驶状态而被可0043变地，并且采样

27、频率可根据改变的开关频率而被适当地，由此实现开关损耗减少和电磁性能改进。0044首先器可配置成监测当前电转速 Wrpm 并根据当前电转速 Wrpm 可变地逆变器开关频率 Fsw。0045这里，电转速 Wrpm 可以是由速度计算器（由器内的处理器执行的微分器） 转速。上的旋转变压器检测到绝对角基于由电的旋转变压器检测的绝对角位置计算的电0046在标准电和逆变器中，一旦安装在电位置 ，便将其输入至速度计算器，然后速度计算器计算电转速 Wrpm 用于开关频率 Fsw。因此，在示例性实施例中器可根据电转速 Wrpm 可变地0047开关频率Fsw 被计算为随电变，开关频率 Fsw 也相应地改变。转速Wr

28、pm 改变的值，使得随着电转速Wrpm 的改0048参照图 1，在步骤 S11 中，根据电转速Wrpm 计算开关频率Fsw，其中开关频率 Fsw通过电转速 Wrpm 的绝对值即 Wrpm 的函数来确定。0049一旦以这种方式根据电转速确定了开关频率的改变值，即通过使用改变后的开关频率，通过生成脉宽调制（PWM）信号的处理，来将直流（DC）电力转换为三相交流（AC）电力的逆变器中的开关元件（例如，绝缘栅双极晶体管（的开 / 关驱动。）电源模块的）0050图 2 是示出开关频率的连续可变状态的图，其中如图 2 中所示，预先限定相应于电转速Wrpm 的开关频率Fsw 的数据信息（或者限定电转速与开关

29、频率之间的关系的函数式（等式）信息）可用于根据电转速连续地改变开关频率，并且通过使用该数据信息（预先在率。器中的器内）器相应于当前电转速来计算并改变开关频0051参照图2，示出了开关频率Fsw 根据电转速Wrpm 的增减而连续增减的图形，并且在本发明中，逆变器的开关频率 Fsw 由电根据电转速 Wrpm 而连续变化的图形。转速Wrpm 确定，并且开关频率 Fsw 被成具有0052当根据电转速Wrpm 确定并可变地开关频率Fsw 时，如图2 中所示，开关频率被成与电转速的增减成比例地增减。也就是，随着电转速增加，相应于电88说明书CN 103780111 A5/12 页转速的开关速度被确定并为更

30、高的值（同样，随着电转速减小，开关频率也减小）。0053图 2 的数据信息被预先设定成使得随着电转速 Wrpm（更具体地，电转速的绝对值）增加，开关频率 Fsw 具有更高的值，并且在实际车辆的中，通过使用预先设定的数据信息，开关频率根据电转速的改变而成比例地连续改变。0054在图 2 中，8kHz 是常规的固定基本开关频率值。在本发明中，根据行驶状态，即电转速 Wrpm，将开关频率 Fsw 可变地在常规的基本开关频率值以下，使得在电的低速区域，适当地减小开关频率，由此减小开关损耗并确保电磁性能。0055采样频率Fsamp 可根据由电转速Wrpm 确定的开关频率Fsw 可变地确定，并且可在步骤

31、S12 中将开关频率 Fsw 与预先设定的基准频率 FSD 相比较。当开关频率低于基准频率时，在步骤 S13 中以使用为开关频率两倍的频率作为采样频率的双采样模式（Fsamp=2×Fsw）逆变器。0056也就是，如果开关频率 Fsw 低于基准频率FSD，那么采样频率 Fsamp 被确定为开关频率Fsw 的两倍，即 2×Fsw。0057另一方面，在开关频率Fsw 超出基准频率FSD 的区域，在步骤S14 中采样频率Fsamp 被确定为与开关频率相同的频率，并且以使用与开关频率相同的频率作为采样频率的单采样模式（Fsamp=Fsw）逆变器。0058这里，基准频率用作单采样模式（

32、Fsamp=Fsw）与双采样模式（Fsamp=2×Fsw）之间转换的标准，并且基准频率在对于具有相同规格的电系统的试之后被预先确定。0059参照图 3，在开关频率 Fsw 低于基准频率 FSD 的区域，以及在开关频率 Fsw 超出基准频率 FSD 的区域，分别以双采样模式（步骤 S13）和单采样模式（步骤 S14）逆变器。转速的增减0060由于开关频率随电转速的增减而改变，因此采样频率也随电而改变。然而，根据开关频率低于还是高于基准频率来确定双采样和单采样，并且当开关频率基准频率增减时，发生采样频率的不连续改变，即双采样与单采样之间的模式转换。0061如此，在本发明的第一示例性实施例

33、中，开关频率随电转速连续变化，并且基于特定的电转速进行双采样与单采样之间的模式转换。0062也就是，在电的低速区域（其中相应于电转速的开关频率小于基准频率），以其中采样频率被设定为开关频率的两倍的双采样模式逆变器，并且在高速区域（即，当开关频率超出基准频率时），以其中采样频率被设定为等于开关频率的单采样模式逆变器。0063在本发明中，单采样模式可被定义为其中在一个开关周期期间发生一个的数字模式，并且双采样模式可被定义为其中在一个开关周期期间发生两个周期周期的数字模式。在双采样模式中，对于各个打开序列和关闭序列的能的。占空比变化是可0064通过根据本发明的方法，可在电的低速区域使用比常规情况低的

34、开关频率，从而减少开关损耗并确保电磁性能。0065接着，将说明本发明的第二示例性实施例。0066图 4 是示出根据本发明的第二示例性实施例的逆变器方法的流程图，并且图5 是示出在根据本发明的第二示例性实施例的逆变器方法中开关频率被可变阶跃转换）的状态的图。99说明书CN 103780111 A6/12 页0067图 6 是示意性地示出在根据本发明的第二示例性实施例的逆变器进行开关频率的阶跃转换时进行单采样 / 双采样转换的图。方法中在0068如图 4 中所示器在步骤 S11中监测当前电转速Wrpm，并且根据当前电动机转速 Wrpm 确定基本开关频率 Fsw_base。0069基本开关频率 Fs

35、w_base 被确定为电转速 Wrpm 的绝对值即 Wrpm 的函数，并且为此，可使用预先限定相应于电转速的基本开关频率的数据信息（例如，限定电转在控速与开关频率之间的关系的函数式（等式）信息），并且通过使用该数据信息（预先制器的0070器中）器确定相应于当前电转速 Wrpm 的基本开关频率 Fsw_base。该数据信息可与图 2 中所示的第一实施例的数据信息相似，其中基本开关频率Fsw_base 随着电转速 Wrpm 增加而被设定为更高。0071也就是，随着数据信息中的电转速（其绝对值）增加，相应于电转速的基本开关频率被按比例设定为更高，并且在实际车辆中，基本开关频率根据该数据信息被确定为与

36、电转速改变成比例连续改变的值。0072如此，一旦根据电转速Wrpm 确定了基本开关频率Fsw_base，在步骤 S12中将基本开关频率 Fsw_base 与预先设定的基准频率 FSD 相比较。当基本开关频率 Fsw_base 超出基准频率FSD 时，在步骤 S14中实际用于逆变器base=Fsw）。的开关频率 Fsw 被最终确定为基本开关频率（Fsw_0073如在第一示例性实施例中那样，在步骤 S14”中，以其中采样频率 Fsamp 被确定为等于开关频率 Fsw 以供使用的单采样模式（Fsamp=Fsw）逆变器。0074第二示例性实施例还提供了复杂分段逻辑，其中器确定当前电操作状态是处于驱动操

37、作状态还是再生操作状态，并且对于驱动操作状态和再生操作状态，分别根据基本开关频率 Fsw_base 确定开关频率 Fsw 和采样频率 Fsamp。另外，在第二实施例中，根据当前逆变器输入电压、电转速、扭矩命令、或逆变器功率，确定是否进行开关频率的阶跃转换，并且选择单采样模式和双采样模式中的一种。0075也就是，当电处于驱动操作状态时，在步骤 S16、S17、S18 和 S19-1 中，当 i.)逆变器输入电压 VDC 大于预设的第一基准电压 VDC_cal1 ；ii.) 电转速 Wrp（m 例如，其绝对值）是在预设的第一速度范围内的值（在第一基准速度 Wrpm_cal1 与第二基准速度 Wrp

38、m_cal2 之间的值）；以及 iii.) 扭矩命令的绝对值 |e*| 大于第一基准扭矩 e_cal1，或者逆变器功率的绝对值 |Power| 大于第一基准功率 Power_cal1，上述三个条件全部满足时，将开关频率Fsw 最终确定为基本开关频率的两倍 2×Fsw_base，并且进行逆变器中使用的开关频率的阶跃转换（Fsw=2×Fsw_base）。在步骤 S19-2 中，将采样频率 Fsamp 设定为等于单采样模式的频率的频率（Fsamp=Fsw），也就是开关频率，以供逆变器中使用。0076另一方面，当三个条件中的任一者不满足时，在步骤 S20-1 中将开关频率最终确定为

39、基本开关频率，而不进行开关频率的阶跃转换（Fsw=Fsw_base），并且在此情况下，对于采样频率 Fsamp，在步骤 S20-2 中以双采样模式（Fsamp=2×Fsw）执行。0077换言之，将开关频率两倍的频率确定为采样频率并用于逆变器。0078当电处于再生操作状态时，在步骤 S16、S17、S18和 S19-1 中，当 ：逆变器输入电压 VDC 大于预设的第二基准电压 VDC_cal2 ；电转速 Wrpm（其绝对值）是在预设的第二速度范围内的值（在第三基准速度 Wrpm_cal3 与第四基准速度Wrpm_cal4 之间的值）；以及扭矩1100说明书CN 103780111 A7

40、/12 页命令的绝对值|e*| 大于第二基准扭矩e_cal2，或者逆变器功率的绝对值 |Power| 大于第二基准功率 Power_cal2，上述三个条件全部满足时，将开关频率 Fsw 最终确定为基本开关频率的两倍 2×Fsw_base，并且进行逆变器中使用的开关频率的阶跃转换（Fsw=2×Fsw_base）。0079在步骤 S19-2 中，将采样频率 Fsamp 设定为等于单采样模式的频率的频率（Fsamp=Fsw），也就是开关频率，以供逆变器中使用。0080当三个条件中的任一者不满足时，在步骤 S20-1 中将开关频率最终确定为基本开关频率，而不进行开关频率的阶跃转换（

41、Fsw=Fsw_base），并且在此情况下，对于采样频率Fsamp，在步骤 S20-2 中以双采样模式（Fsamp=2×Fsw）执行。0081以这种方式，对于电的驱动操作和再生操作，可分别根据基本开关频率确定开关频率和采样频率，并且在此情况下，为了应用于电的驱动操作和再生操作，可分别以不同的值设定基准电压（即，分别为第一基准电压和第二基准电压）、速度范围（即，分别为第一速度范围和第二速度范围）、基准扭矩（即，分别为第一基准扭矩和第二基准扭矩）以及基准功率（即，分别为第一基准功率和第二基准功率）。0082 因此，在第二示例性实施例中，根据有关驱动操作和再生操作的、包括逆变器输入电压、电

42、转速、扭矩命令或逆变器功率的当前电操作状态信息，可变地进行开关频率的阶跃转换和单 / 双采样转换。0083参照图 5，在电的特定速度区域满足三个条件，使得进行开关频率 Fsw 的阶跃转换，并且在此情况下，开关频率具有不连续变化的图形。0084与如图 3 中所示进行不连续的单 / 双采样转换的第一示例性实施例相比，在第二示例性实施例中，以上述方式进行的单 / 双采样转换提供了如图 6 中所示的连续的采样图形。0085而且在第二示例性实施例中，根据电操作状态适当地改变开关频率，并且对于采样频率进行双采样模式与单采样模式之间的适当转换，从而当与其中在整个操作区域使用一个开关频率和一个采样频率的常规情

43、况相比较时，在开关损耗、电磁性能、NVH 性能、稳定性等方面获得了总体改进。0086接着，将说明本发明的第三示例性实施例。0087图 7A 和 7B 是示出根据本发明的第三示例性实施例的基本开关频率和扩频的图，并且图 8 是示出根据本发明的第三示例性实施例的逆变器方法的流程图。0088在本发明的第三示例性实施例中，基本开关频率 Fsw_base 和扩频 Fsw_inj 均为从当前电转速 Wrpm 获得的频率值，并且在当前的示例性实施例中，引入扩频的概念。也就是，在本发明的第三示例性实施例中，另外反映相应于当前电转速Wrpm 的扩频Fsw_inj 来获得开关频率。此开关频率通过对根据电求和而获得

44、。转速所确定的基本开关频率 Fsw_base 和扩频 Fsw_inj因而，通过对基本开关频率 Fsw_base 和扩频 Fsw_inj 求和而获得的开关频率也是根据转速来确定的，并且在以下说明中，通过对基本开关频率 Fsw_base 和扩频Fsw_inj 求0089当前电和所获得的开关频率将由“Fsw_nom”表示。0090用于计算开关频率 Fsw_nom 的等式可表示如下 ：0091Fsw_nom=f1( Wrpm )+f2( Wrpm )=f( Wrpm )=Fsw_base+Fsw_inj(1)，0092其中 Fsw_base=f1( Wrpm )，且 Fsw_inj=f2( Wrpm

45、)。1111说明书CN 103780111 A8/12 页0093如在根据第一示例性实施例的图 2 中那样，基本开关频率 Fsw_base 是根据电转速 Wrpm 被连续可变Fsw_base。的开关频率，使得器从当前电转速 Wrpm 确定基本开关频率0094在此情况下，可使用将基本开关频率 Fsw_base 限定为相应于电转速的值的数据信息（或者限定电信息（例如，预先转速与基本开关频率之间的关系的等式信息），并且通过使用该数据在器的器或装置中）器获得相应于当前电转速 Wrpm 的基本开关频率 Fsw_base。0095图 7A 示出根据电转速Wrpm 连续可变基本开关频率Fsw_base 的状

46、态，其中还示出常规固定的开关频率值（8kHz）。如图 7A 中所示，基本开关频率 Fsw_base 可随着电转速Wrpm 增加而被设定成更高。也就是，随着数据信息中的电转速（例如，其绝对值）增加，相应于电转速的基本开关频率被按比例设定成更高，并且在实际车辆中，基本开关频率根据该数据信息被确定为与电转速改变成比例连续改变的值。0096如此，在第三示例性实施例中，通过进一步反映扩频 Fsw_inj，也就是，通过对根据电转速被连续可变的基本开关频率 Fsw_base 和同样根据电转速所确定的扩频 Fsw_inj 求和，而获得用于确定采样频率的开关频率 Fsw_nom。0097以这种方式，在本发明的第

47、三示例性实施例中，通过反映扩频而根据电转速改变开关频率，因而利用扩频实现 NVH 性能改进（通过实时开关频率改变使噪声源分散）。0098在第三示例性实施例中，可使用预定等式，例如，类似于等式 2 的包含变量 Minj 的余弦函数来获得扩频 Fsw_inj，其中 Minj 是根据电转速确定的值。0099Fsw_inj=MinjCOS(2finjt)(2),0100其中 finj 表示预先设定的常数且 t 表示时间变量。0101图 7B 示出Minj 被设定为相应于电转速Wrpm 的值的实例。在本发明的第三示例性实施例中，如图 7B 中所示，根据电转速 Wrpm 预先设定 Minj，然后通过使用根

48、据实时改变的电转速 Wrpm 获得的 Minj，基于等式 2 获得扩频 Fsw_inj。0102图 9 是示出根据本发明的第三示例性实施例的逆变器方法中的采样频率Fsamp的切换方案的图。如图 9 中所示，在第三示例性实施例中，通过使用对基本开关频率 Fsw_base和扩频 Fsw_inj 求和所获得的开关频率 Fsw_nom，来确定采样频率 Fsamp。0103 此时，除了采样频率 Fsamp 的确定使用通过对基本开关频率 Fsw_base 和扩频 Fsw_inj 求和所获得的开关频率Fsw_nom 之外，采样频率 Fsamp 根据开关频率Fsw_nom 改变和在特定条件下执行转换（例如，单

49、采样 < > 双采样）的方案与第一示例性实施例相同。0104参照图 8，以下将关于根据本发明的第三实施例的逆变器机转速执行单采样与双采样之间的转换的处理做出说明。方法中的基于电动0105首先器监测当前电转速 Wrpm 并根据当前电转速 Wrpm 可变逆变器开关频率Fsw_nom。如上所述，通过对基本开关频率 Fsw_base 和扩频Fsw_inj 求和而获得开关频率Fsw_nom，并且基本开关频率 Fsw_base 和扩频Fsw_inj 均被计算为随电转速Wrpm 而改变的值，使得当电转速 Wrpm 改变时，开关频率 Fsw_nom 也相应地改变。0106参照图 8，在其中开关频率

50、 Fsw_nom 被计算为相应于电转速 Wrpm 的值的步骤 S11中，开关频率 Fsw_nom 被确定为电转速绝对值 Wrpm 的函数。如此，一旦确定了相应于电转速的开关频率改变值，即通过使用改变后的开关频率生成三角波并生成脉宽调制1122说明书CN 103780111 A9/12 页（PWM）信号，来中的开关元件（将直流（DC）电力逆变成用于电驱动的三相交流（AC）电力的逆变器电源模块的的开 / 关驱动。0107根据通过电转速Wrpm 确定的开关频率Fsw_nom 可变地设定采样频率Fsamp，并且在步骤 S12 中将开关频率Fsw_nom 与预设的基准频率FSD 相比较。如果开关频率低于

51、基准频率，则在步骤 S13 中以使用为开关频率两倍的频率作为采样频率的双采样模式（Fsamp=2×Fsw_nom）逆变器。0108另一方面，在开关频率 Fsw_nom 超过基准频率 FSD 的区域，在步骤 S14 中将采样频率Fsamp 确定为与开关频率相同的频率，并且以使用与开关频率相同的频率作为采样频率的单采样模式（Fsamp=Fsw_nom）逆变器。0109这里，基准频率用作单采样模式（Fsamp=Fsw_nom）与双采样模式（Fsamp=2×Fsw_nom）之间转换的标准，并且基准频率在关于具有相同规格的电系统的试之后被预先确定。0110参照图 9，在开关频率 Fs

52、w_nom 低于基准频率FSD 的区域，以及在开关频率 Fsw_nom 超过基准频率 FSD 的区域，分别以双采样模式和单采样模式逆变器。如此，在本发明的第三示例性实施例中，开关频率随电转速连续变化，并且基于特定的电转速（特定的开关频率）进行双采样与单采样之间的模式转换。0111接着，将说明本发明的第四示例性实施例。0112图 10 是示出根据本发明的第四示例性实施例的逆变器图 11 是示意性地示出在根据本发明的第四示例性实施例的逆变器方法的流程图，并且方法中开关频率被可变阶跃转换）以及在逆变器方法中进行开关频率的阶跃转换时进行单采样 / 双采样转换的状态的图。0113本发明的第四示例性实施例也使用第三示例性实施例中所述的相应于电转速的开关频率，也就是，通过对根据电转速Wrpm 由各自的计算方法确定的基本开关频率Fsw_base 和扩频 Fsw_inj 求和而获得的开关频率 Fsw_nom。0114除了取代第二示例性实施例的基本开关频率，使用通过对基本开关频率 Fsw_base 和扩频Fsw_inj 求和所获得的开关频率Fsw_nom 之外，第四示例性实施例在整体方法方面与第二示例性实施例并非十分不同。0115首先，如图 10 中所示，在步骤 S11中器在监测当前电转速 Wrpm 的同时，根据当前电频率 Fsw_nom。转速 Wrpm 确定通过对基本开关频率 Fsw_