CN105142961A - 外部供电系统 - Google Patents

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Abstract

一种外部供电系统包括:蓄电装置(B);电动机;逆变器,其使用蓄电装置(B)的电力驱动电动机;以及控制装置(50),其控制逆变器。逆变器(21)包括在正电极电源线(PL2)与负电极电源线(NL)之间彼此串联连接的第一开关元件和第二开关元件。第一开关元件和第二开关元件的连接节点被连接到定子线圈中的对应一者。控制装置(50)将驱动信号输入到逆变器(21)以便驱动逆变器(21),以使中性点处的电压变为预定值。控制装置(50)在引擎被驱动的期间,基于从连接节点输入到定子线圈中的对应一者的电流或从定子线圈中的对应一者输出到连接节点的电流,补偿死区时段内的驱动信号,该死区时段是其中关断状态的驱动信号被提供给第一开关元件和第二开关元件的时段。

Description

外部供电系统
技术领域
本发明涉及外部供电系统,更具体地说,涉及被配置为经由逆变器(inverter)将蓄电装置的电力输出到外部装置的外部供电系统。
背景技术
公开号为2010-098851的日本专利申请(JP2010-098851A)描述了一种混合动力车辆,其被配置为使用连接到电动发电机的中性点的外部电源给电池充电。
可构想利用包括在JP2010-098851A中描述的配置的混合动力车辆的电动发电机的中性点将电力从电池提供给车辆外部的装置。
但是,由于在死区(deadtime)时段(该死区时段是其中关断状态的驱动信号被提供给逆变器的上臂和下臂开关元件这两者的时段)内出现误差(在下文中,此类误差被称为死区误差),因此,在来自中性点的电力输出中也会出现误差。特别是,在引擎被驱动时和引擎未被驱动时之间存在死区误差差别,因此,需要在引擎被驱动时适当地补偿死区时段内的逆变器指令值。
发明内容
本发明提供一种其中减少死区时段中输出误差的外部供电系统。
本发明的一方面提供一种外部供电系统。所述外部供电系统包括:蓄电装置;电动机;逆变器,其被配置为使用所述蓄电装置的电力驱动所述电动机;以及控制单元,其被配置为控制所述逆变器。所述电动机包括被连接到中性点的定子线圈。所述中性点是输出节点,来自所述蓄电装置的电力从该输出节点被提供给外部装置。所述逆变器包括在正电极电源线与负电极电源线之间彼此串联连接的第一开关元件和第二开关元件。所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接节点被连接到所述定子线圈中的对应一者。所述控制单元被配置为将驱动信号输入到所述逆变器以便驱动所述逆变器,以使所述中性点处的电压变为预定值。所述控制单元被配置为,在引擎被驱动的期间,基于从所述连接节点输入到所述定子线圈中的对应一者的电流或从所述定子线圈中的对应一者输出到所述连接节点的电流,补偿死区时段内的所述驱动信号,该死区时段是其中关断状态的驱动信号被提供给所述第一开关元件和所述第二开关元件的时段。
所述定子线圈可包括U相线圈、V相线圈和W相线圈,这三个线圈的一端被连接到所述中性点。所述第一开关元件和所述第二开关元件的所述连接节点可被连接到所述U相线圈的另一端。所述逆变器可进一步包括第三开关元件、第四开关元件、第五开关元件和第六开关元件,所述第三开关元件和所述第四开关元件在所述正电极电源线与所述负电极电源线之间彼此串联连接,所述第三开关元件和所述第四开关元件的连接节点被连接到所述V相线圈的另一端,所述第五开关元件和所述第六开关元件在所述正电极电源线与所述负电极电源线之间彼此串联连接,所述第五开关元件和所述第六开关元件的连接节点被连接到所述W相线圈的另一端。从所述连接节点输入到所述定子线圈中的对应一者,或从所述定子线圈中的对应一者输出到所述连接节点的电流可包括流过所述U相线圈的电流、流过所述V相线圈的电流和流过所述W相线圈的电流。
本发明的另一方面提供一种外部供电系统。所述外部供电系统包括:蓄电装置;电动机;逆变器,其被配置为使用所述蓄电装置的电力驱动所述电动机;以及控制单元,其被配置为控制所述逆变器。所述电动机包括被连接到中性点的定子线圈。所述逆变器包括在正电极电源线与负电极电源线之间彼此串联连接的第一开关元件和第二开关元件。所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接节点被连接到所述定子线圈中的对应一者。所述控制单元被配置为将驱动信号输入到所述逆变器以便驱动所述逆变器,以使所述中性点处的电压变为预定值。所述控制单元被配置为,在引擎被驱动的期间,基于所述电动机的旋转角度,补偿死区时段内的所述驱动信号,该死区时段是其中关断状态的驱动信号被提供给所述第一开关元件和所述第二开关元件的时段。
在上述外部供电系统中的任一者内,所述控制单元可被配置为,在所述引擎未被驱动的期间,基于一个周期前所述中性点处的输出电压的误差,重复地补偿所述驱动信号。
在上述外部供电系统中的任一者内,所述控制单元可被配置为,在所述引擎未被驱动的期间,当所述逆变器的输出电压和所述逆变器的载频中的一者被更改时,补偿所述死区时段内的所述驱动信号。
上述外部供电系统中的任一者可进一步包括第二电动机和第二逆变器。外部负荷可被连接在所述中性点与第二中性点之间。所述第二中性点可以是所述第二电动机的定子线圈的中性点。所述控制单元可被配置为,在所述引擎未被驱动的期间,当所述逆变器与所述第二逆变器之间的电压共用被更改时,补偿所述死区时段内的所述驱动信号。
所述外部供电系统可进一步包括引擎。所述电动机可被配置为能够在从所述引擎接收到机械的动力时产生电力。
根据本发明的各方面,减少了死区时段内的输出误差,从而改善馈送电力的质量。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业意义,在这些附图中,相同的附图标记表示相同的部件,其中:
图1是示出应用根据第一实施例的外部供电系统的车辆的整体配置的框图;
图2是用于示出转换器和逆变器的电路配置,以及在从中性点提供电力时流动的电流的视图;
图3是示意性地示出单相逆变器电路的视图;
图4是用于示出在逆变器的死区时段内出现误差的原理的波形图;
图5是用于示出由在死区时段内出现的误差导致的电压下降的视图;
图6是示出与对死区时段的补偿控制相关联的配置的框图,该补偿控制由图1所示的控制装置执行;
图7是用于示出如何使用死区时段补偿模式的表;
图8是用于示出用于切换死区时段补偿模式的控制的流程图;
图9是用于示出由引擎停止期间死区时段内出现的误差导致的电源波形失真的波形图;
图10是示出执行重复控制时的死区补偿控制单元的配置的框图;
图11是用于示出执行重复控制之前与之后之间的波形差别的视图;
图12是用于示出图10所示的重复控制单元的配置的框图;
图13是用于示出图12中的值L的框图;
图14是用于示出图12中的值L的波形图;
图15是示出引擎操作期间的输出电压和逆变器电流的波形图;
图16是图15中的时间t1与时间t2之间的放大波形图;
图17是用于示出引擎操作期间的逆变器输出误差的框图;
图18是用于示出引擎操作期间的逆变器输出误差的波形图;
图19是示出执行基于电流极性的补偿控制时的死区补偿控制单元的配置的框图;
图20是示出图19所示的死区补偿单元的配置的框图;
图21是示出其中电流纹波强并且电流极性以高速率波动的实例的波形图;
图22是执行基于使用MG1的旋转角度的电流极性判定的补偿控制的死区补偿控制单元的框图;
图23是用于示出利用MG1的旋转角度的逆变器误差电压计算的波形图;
图24是用于示出由图22中的死区补偿单元执行的计算补偿值的处理的流程图;
图25是用于示出中性点输出电压中出现的谐波峰值的计算的流程图;
图26是用于示出电动发电机MG1的电流峰值的计算的流程图;
图27是用于示出谐波峰值与电流峰值之间的相位差的判定的流程图;
图28是用于示出检测谐波峰值与电流峰值之间的相位差的处理的波形图;
图29是示出在第一备选实施例中使用的死区补偿控制单元的配置的框图;
图30是示出图29中的死区补偿单元的配置的框图;
图31是在采取根据第一备选实施例的措施之前的输出电压和输出电流的波形图;
图32是在采取根据第一备选实施例的措施之后的输出电压和输出电流的波形图;以及
图33是示出在第二备选实施例中使用的死区补偿控制单元的配置的框图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述本发明的实施例。在图中,相同的附图标记表示相同或相应的部件,不再重复它们的描述。
第一实施例
图1是示出应用根据第一实施例的外部供电系统的车辆的整体配置的框图。在以下实施例中,车辆为混合动力车辆。但是,根据本发明的车辆不限于混合动力车辆。如图1所示,车辆100包括:引擎2;电动发电机MG1、MG2;动力分割机构4;以及驱动轮6。车辆100进一步包括:蓄电装置B;系统主继电器SMR;转换器10;逆变器21、22;以及控制装置50。
车辆100是使用引擎2和电动发电机MG2作为动力源行驶的混合动力车辆。由引擎2和电动发电机MG2产生的驱动力被传输到驱动轮6。
引擎2是诸如汽油引擎和柴油引擎之类的内燃机,其通过燃烧燃料输出动力。引擎2被配置为通过来自控制装置50的信号在诸如节流阀开度(进气量)、燃料供给量和点火时间之类的操作状态方面电气可控。
电动发电机MG1、MG2是交流电旋转电机,例如是三相交流同步电动机。电动发电机MG1被用作由引擎2驱动的发电机,也被用作能够启动引擎2的旋转电机。通过电动发电机MG1的发电获取的电力被允许用于驱动电动发电机MG2。通过电动发电机MG1的发电获取的电力被允许提供给与车辆100连接的外部装置。电动发电机MG2主要被用作驱动车辆100的驱动轮6的旋转电机。
动力分割机构4例如包括行星齿轮机构,该机构具有三个旋转轴,即,太阳齿轮、齿轮架和齿圈。太阳齿轮被耦合到电动发电机MG1的旋转轴。齿轮架被耦合到引擎2的曲柄轴。齿圈被耦合到驱动轴。动力分割机构4将引擎2的驱动力分割为被传输到电动发电机MG1的旋转轴的动力和被传输到驱动轴的动力。驱动轴被耦合到驱动轮6。驱动轴也被耦合到电动发电机MG2的旋转轴。
蓄电装置B是可充电和可放电的直流电源,例如由诸如镍金属氢化物电池和锂离子电池之类的二次电池、电容器等形成。蓄电装置B将电力提供给转换器10,并且在电力再生期间使用来自转换器10的电力而被充电。
系统主继电器SMR被设置在将蓄电装置B连接到转换器10的正电极电源线PL1和负电极电源线NL中。系统主继电器SMR是用于将蓄电装置B电连接到电气系统或中断蓄电装置B与电气系统的连接的继电器。系统主继电器SMR的接通/关断状态由控制装置50控制。
转换器10经由正电极电源线PL1和负电极电源线NL从蓄电装置接收电力。转换器10升高来自蓄电装置B的电压,并且经由正电极电源线PL2和负电极电源线NL将升高的电压提供给逆变器21、22。负电极电源线NL是转换器10的输入侧和输出侧公共的电源线。平流电容器C1被连接在正电极电源线PL2与负电极电源线NL之间。
转换器10在降低由电动发电机MG1或电动发电机MG2产生的、且由逆变器21、22中的对应一者整流的电压的同时,给蓄电装置B充电。
逆变器21、22相互并行地连接到转换器10。逆变器21、22通过来自控制装置50的信号控制。逆变器21通过将从转换器10提供的直流电力转换为交流电力来驱动电动发电机MG1。逆变器22通过将从转换器10提供的直流电力转换为交流电力来驱动电动发电机MG2。
逆变器21、22中的每一者被配置为能够经由电动发电机MG1、MG2中的对应一者的定子线圈的中性点将电压VO提供给外部装置(未示出)。
控制装置50基于加速器操作量、制动器下压量、车速等确定被传输到驱动轮6的目标驱动力。控制装置50控制引擎2和电动发电机MG1、MG2,以实现有效输出目标驱动力的操作状态。
在上述配置中,控制装置50被要求在执行外部放电时,响应于被连接到车辆100的外部装置而控制逆变器21、22。具体而言,外部装置的要求电压和负荷装置可接受的电流的最大值(下文称为最大电流值)取决于每个外部装置。因此,控制装置50根据被连接到车辆100的外部装置的要求电压输出电压,或者限制输出电流,以使输出电流不超过最大电流值。
图2是用于示出转换器和逆变器的电路配置,以及在从中性点提供电力时流动的电流的视图。如图2所示,转换器10包括电抗器L1和开关元件Q5、Q6。二极管与开关元件Q5、Q6中的每一者进行反并联连接。
逆变器22包括上臂开关元件Q1和下臂开关元件Q2。开关元件Q1包括对应于U相、V相和W相定子线圈的三个开关元件。开关元件Q2包括对应于U相、V相和W相定子线圈的三个开关元件。
逆变器21包括上臂开关元件Q3和下臂开关元件Q4。开关元件Q3包括对应于U相、V相和W相定子线圈的三个开关元件。开关元件Q4包括对应于U相、V相和W相定子线圈的三个开关元件。
上述开关元件Q1到Q6中的每一者例如可以是IGBT元件。替代地,也可使用另一元件(MOS)等。
在中性点发电中,U相、V相和W相开关元件共同执行切换。因此,逆变器电流在各相之间相等,直到引擎停止。也就是说,如图2中的箭头所示,具有相同相位和相同振幅的电流流过U相、V相和W相。
图3是示意性地示出单相逆变器电路的视图。图4是用于示出在逆变器的死区时段内出现误差的原理的波形图。
将参考图3和图4描述逆变器中死区误差的发生机制。时间t1和时间t3是开关元件Q1、Q4中每一者的理想的接通/关断开关点,在这两个时间点处,电压指令Vn与载波信号Vc交叉。
但是,如果逆变器的上臂和下臂同时被接通,则发生短路状态。因此,实际上,开关元件Q1的栅极在时间t1处被关断,开关元件Q4的栅极在时间t2处被接通。时间t1与时间t2之间的时间为死区。
类似地,开关元件Q4的栅极在时间t3处被关断,开关元件Q1的栅极在时间t4处被接通。时间t3与时间t4之间的时间为死区。
在此,当电流的方向如图3所示为-Ia时,逆变器输出电压Vao在时间t1处从+0.5Vd更改为-0.5Vd,并且逆变器输出电压Vao在时间t3处从-0.5Vd更改为+0.5Vd。在这种情况下,如斜线所示,当电压Vao升高时,波形早于理想时间t4发生变化,并且出现由死区导致的输出误差电压。电压Vao的零电位设定在电压VH的中间电位处。由图3中的虚线假想地指示的两个电容器的连接节点对应于电压Vao的零电位。
另一方面,当电流的方向如图3所示为+Ia时,逆变器输出电压Vao在时间t2处从+0.5Vd更改为-0Vd,并且逆变器输出电压Vao在时间t4处从-0.5Vd更改为+0.5Vd。在这种情况下,如斜线所示,当电压Vao降低时,波形晚于理想时间t1发生变化,并且出现由死区导致的输出误差电压。
图5是用于示出由死区时段内出现的误差导致的电压下降的视图。如图5所示,对应于中性点输出电压指令值的电压由虚线Vn指示,实际中性点输出电压由实线Vm指示。在其中电流极性为+Ia的时段TA内,实线Vm高于虚线Vn。在其中电流极性为-Ia的时段TB内,实线Vm低于虚线Vn。在任一情况下,作为实际电压的实线Vm的绝对值都小于作为指令值的虚线Vn的绝对值。在Vm接近零的部分处,电流极性和输出误差的极性频繁地重复反转,因此在预定时段内出现这样的部分:在此部分中,Vm固定为0。
例如,当指令值Vn为AC200V(峰值283V)时,实际中性点输出电压Vm降到AC172V(峰值243V)。在这种情况下,峰值上的下降量Vtd为40V。Vtd是逆变器的输出误差电压。
逆变器的输出误差电压Vtd被允许通过以下数学表达式(1)计算。
Vtd(V)=VH(V)×td(sec)×fc(Hz)(1)
在此,Vtd表示输出误差电压,VH表示图3所示的逆变器电源电压VH,td表示相对于图4所示的理想时间的时间差(td1或td2),fc表示载频。
当VH=500V、td=8μs,以及fc=10kHz时,Vtd根据数学表达式(1)被计算为40V。
图6是示出与对死区时段的补偿控制相关联的配置的框图,该补偿控制由图1所示的控制装置50执行。如图6所示,控制装置50包括:发电机控制指令输出单元51;电动机控制指令输出单元52;死区补偿控制单元53、54;死区控制切换单元55和PWM控制单元56、57。
PWM控制单元56将PWM信号输出到驱动电动发电机MG1的逆变器21。PWM控制单元57将PWM信号输出到驱动电动发电机MG2的逆变器22。
死区控制切换单元55基于所述引擎的状态和所述供电系统的状态,选择性地激活用于执行重复控制的死区补偿控制单元53和用于执行电流极性控制的死区补偿控制单元54中的一者。
图7是用于示出如何使用死区时段补偿模式的表。图6所示的死区控制切换单元55基于图7所示的情况,判定是使用基于重复控制的死区补偿控制单元53还是使用基于逆变器输出电流极性的死区补偿控制单元54。
在引擎操作期间,当引擎转速被固定并且蓄电装置B通过引擎发电而被最大程度地充电时,使用基于重复控制的死区补偿控制单元53。
在引擎操作期间,当引擎转速波动时,或者当即使引擎转速被固定,也会出现预定状况时,使用基于逆变器输出电流极性的死区补偿控制单元54。此处的预定状况是电压VH、载频fc和中性点电压共用(voltageshare)k中的任一者被更改的状况。
另一方面,在引擎停止期间,总是使用基于重复控制的死区补偿控制单元53。在引擎停止期间,不使用基于逆变器输出电流极性的死区补偿控制单元54。
图8是用于示出用于切换死区时段补偿模式的控制的流程图。流程图中的处理被从主例程调用,并且以恒定的时间间隔执行或在每次满足预定条件时执行。流程图中的处理具体对应于图6所示的死区控制切换单元55(位于图1所示的控制装置50内)所执行的处理。
如图1和图8所示,首先,当处理开始时,在步骤S1判定引擎是否正在执行操作。当在步骤S1判定引擎未执行操作(停止)时,处理继续到步骤S9,并且采用基于重复控制的死区补偿。另一方面,当在步骤S1判定引擎正在执行操作时,处理继续到步骤S2。
在步骤S2,判定蓄电装置B的电池电量(也称为充电状态(SOC))是否低于预定的百分比(例如,74%)。
当在步骤S2,SOC不低于74%时,处理继续到步骤S10,并且采用基于逆变器输出电流极性的死区补偿。另一方面,在步骤S2,SOC低于74%时,处理继续到步骤S3。预定的百分比不限于74%,并且可被更改为适当的值。
在步骤S3,判定充电电力Pchg是否为5.5kW(预定值,当SOC低时以此执行充电)。当在步骤S3,Pchg不为5.5kW时,处理继续到步骤S4。当在步骤S3,Pchg为5.5kW时,处理继续到步骤S5。
在步骤S4,判定引擎转速是否有波动。当在步骤S4判定引擎转速有波动时,处理继续到步骤S10,并且采用基于逆变器输出电流极性的死区补偿。另一方面,当在步骤S4,引擎转速没有波动时,处理继续到步骤S9,并且采用基于重复控制的死区补偿。
在步骤S5,判定逆变器的载频是否有变化。当在步骤S5判定载频有变化时,处理继续到步骤S10,并且采用基于逆变器输出电流极性的死区补偿。另一方面,当在步骤S5,载频没有变化时,处理继续到步骤S6。
在步骤S6,判定由转换器10控制的电压VH是否存在变化。当在步骤S6判定电压VH存在变化时,处理继续到步骤S10,并且采用基于逆变器输出电流极性的死区补偿。另一方面,当在步骤S6判定电压VH没有变化时,处理继续到步骤S7。
在步骤S7,判定将在后面参考框图描述的电压共用k是否存在变化。当在步骤S7判定电压共用k存在变化时,处理继续到步骤S10,并且采用基于逆变器输出电流极性的死区补偿。另一方面,当在步骤S7判定电压共用k没有变化时,处理继续到步骤S8。
在步骤S8,判定引擎转速是否有波动,当在步骤S8,引擎转速有波动时,处理继续到步骤S10,并且采用基于逆变器输出电流极性的死区补偿。另一方面,当在步骤S8,引擎转速没有波动时,处理继续到步骤S9,并且采用基于重复控制的死区补偿。
当在步骤S9或步骤S10判定执行任一模式的死区补偿时,处理继续到步骤S11,并且控制转移到主例程。
在上述处理中,引擎转速是否有波动、载频是否有变化、电压VH是否有变化以及电压共用k是否有变化分别可以在波动量或变化量小于预定的阈值时被判定为没有波动或没有变化。
引擎停止期间的死区误差补偿
图9是用于示出由引擎停止期间死区时段内出现的误差导致的电源波形失真的波形图。如图9所示,示出中性点输出电压VO和中性点输出电流IO。在引擎停止期间,死区误差在每个时段内相同,因此在中性点输出电压VO的虚线部A1、A2处具有相同的失真。
图10是示出执行重复控制时的死区补偿控制单元53的配置的框图。如图10所示,死区补偿控制单元53包括减法器62、重复控制单元64和共用(share)确定单元66。减法器62计算输出电压指令值Vsr与输出电压监测值Vs之差。重复控制单元64接收减法器62的输出。共用确定单元66在接收到重复控制单元64的输出时,基于电压共用k产生对应于逆变器21与逆变器22之间的电压共用的输出。
死区补偿控制单元53进一步包括加法器67和加法器68。加法器67将共用确定单元66的输出(k)和发电机控制指令输出单元51的输出进行相加,然后将相加的结果输出到PWM控制单元56。加法器68将共用确定单元66的输出(1-k)和电动机控制指令输出单元52的输出进行相加,然后将相加的结果输出到PWM控制单元56。
图11是用于示出执行重复控制之前与之后之间的波形差别的视图。如图11所示,不带重复控制的波形在时段T1中示出,带有重复控制的波形在时段T2内示出。在时段T1内,存在输出值W5相对于指令值W4的偏差ΔV1。
与之相反,在时段T2内,虚线W6所指示的输出应该是在没有重复控制的情况下的输出;但是,由于应用了重复控制,因此校正了已存储的一个周期前的偏差ΔV1,并且中性点输出电压W5与指令值W4一致。
重复控制的原理是针对在每个周期内发生的输出误差存储一个周期前的输出偏差,然后补偿指令值。在下文中,将更具体地描述重复控制。
图12是用于示出图10所示的重复控制单元64的配置的框图。如图12所示,重复控制单元64包括加法器71和框72到75。
加法器71将中性点电压指令值Vsr与输出电压监测值Vs之间的差值与框74的输出相加。框72存储一个周期前中性点电压输出的电压偏差V1。也就是说,框72进行采样并存储M个中性点输出指令,并且通过与从逆变器输出到中性点负荷电压的延迟对应的采样数量L来提取具有相位延迟的样本。
图13是用于示出图12中的值L的框图。图14是用于示出图12中的值L的波形图。如图13和图14所示,相对于刚从逆变器21输出的电压VINV,中性点输出电压VO的输出电压相位被LC滤波器延迟了延迟量Td。延迟量Td对应于采样数量L。
返回参考图12,框73通过移动平均从框72的输出ev中去除噪声。在n点采样的情况下,当所存储的输出值ev为ev1到evn时,移动平均值被表示为(ev1+ev2+...+evn)/n。
框74执行将框73的输出转换为逆变器输出电压的处理。具体而言,提取样本ev,该样本ev在相位上提早了采样数量L,该采样数量L与中性点负荷电压离逆变器输出的延迟对应。
框75用输出ev乘以增益Kr,然后输出所获取的结果作为补偿的电压指令值ev0。
在框图中,F(z)指示移动平均滤波器,Z-L指示中性点输出(逆变器输出电压),以及Z-M+L指示一个周期前的中性点输出(中性点负荷电压)。
引擎操作期间的死区误差补偿
图15是示出引擎操作期间的输出电压和逆变器电流的波形图。图15示出中性点输出电压VO以及U相、V相和W相位逆变器电流的电流值IU、IV、IW。逆变器电流值直接与引擎转速成比例,并且在频率上波动。
图16是图15中的时间t1与时间t2之间的放大波形图。中性点输出电压VO以每个逆变器电流的频率的三倍频率发生脉动。中性点处的电压根据相电流的极性而波动。发生波动的原因将更具体地进行描述。
如图15和图16所示,在逆变器电流中出现脉动。因此,每个逆变器电流波形并非相对于电流为零的直线完全垂直地对称。时段TP1是其中电流IU和电流IV为正,且电流IW为负的时段。在时段TP1内,逆变器输出误差电压为+(Vtd/3)。时段TP2是其中电流IV为正,且电流IU和电流IW为负的时段。在时段TP2内,逆变器输出误差电压为-(Vtd/3)。将进一步描述这些逆变器输出误差电压。
图17是用于示出引擎操作期间的逆变器输出误差的框图。图18是用于示出引擎操作期间的逆变器输出误差的波形图。
如图17所示,为方便起见,电动发电机MG2侧的逆变器22的输出总是固定为电位N。
在图18的情况i)下,假设逆变器21的U相输出电压VU、V相输出电压VV和W相输出电压VW全部为电压VH。三相输出中的每一者的三分之一的总和为中性点输出,因此在情况i)下,中性点输出为电压VH。
在图18的情况ii)下,假设逆变器21的U相输出电压VU和V相输出电压VV全部为电压VH,且W相输出电压VW为电位N。三相输出中的每一者的三分之一的总和为中性点输出,因此在情况ii)下,中性点输出为电压2/3VH。
将理解,死区时段内在图3所示的电路中,当电流的方向为+Ia并且输出具有值VH的Vao时,二极管D1处于正向中,而当电流的方向为-Ia并且输出具有值N的Vao时,二极管D4处于正向中。
返回参考图16,在时段TP1内,两相电流极性为正,并且剩余的单相电流极性为负。电流极性为正的情况下的输出误差为+Vtd,电流极性为负的情况下的输出误差为-Vtd。如参考图17和图18所述,中性点输出是三相输出电压中的每一者的三分之一的总和,因此,中性点输出的误差也以类似的方式计算,并且时段TP1内的中性点输出误差Ve(TP1)通过以下数学表达式(2)表示。
Ve(TP1)=1/3×(+Vtd)+1/3×(+Vtd)+1/3×(-Vtd)
Ve(TP1)=1/3×(+Vtd)(2)
在时段TP2内,两相电流极性为负,并且剩余的单相电流极性为正。当按照上述情况考虑时,时段TP2内的中性点输出误差Ve(TP2)通过以下数学表达式(3)表示。
Ve(TP2)=1/3×(-Vtd)+1/3×(-Vtd)+1/3×(+Vtd)
Ve(TP2)=1/3×(-Vtd)(3)
根据上述电流极性与死区误差之间的关联,可在其中重复时段不稳定的引擎操作期间有效地执行基于电流极性的补偿控制。
图19是示出执行基于电流极性的补偿控制时的死区补偿控制单元54的配置的框图。
如图19所示,死区补偿控制单元54包括:减法器81;电压控制单元82;死区补偿单元83;加法器84、85、87、88和共用确定单元86。减法器81计算输出电压指令值Vsr与输出电压监测值Vs之差。电压控制单元82接收减法器81的输出。死区补偿单元83基于从逆变器21、22输出到电动发电机的相电流输出补偿值。
死区补偿单元83包括死区补偿单元91和死区补偿单元92。死区补偿单元91响应于从逆变器21输出到电动发电机MG1的相电流igu、igv、igw而将补偿值输出到加法器85。死区补偿单元92响应于从逆变器22输出到电动发电机MG2的相电流imu、imv、imw而将补偿值输出到加法器84。
加法器84将通过对电压控制单元82的输出和死区补偿单元92的输出进行相加而获取的结果输出到共用确定单元86。加法器85将通过对电压控制单元82的输出和死区补偿单元91的输出进行相加而获取的结果输出到共用确定单元86。
共用确定单元86将加法器85的输出乘以共用k,然后将所获取的结果输出到加法器87。加法器87对共用确定单元86所提供的值和发电机控制指令输出单元51的输出进行相加,然后将所获取的结果输出到PWM控制单元56。共用确定单元86将加法器84的输出乘以(1-k),然后将所获取的结果输出到加法器88。加法器88对从共用确定单元86提供的值和电动机控制指令输出单元52的输出进行相加,然后将所获取的结果输出到PWM控制单元57。
图20是示出图19所示的死区补偿单元83的配置的框图。如图20所示,死区补偿单元83包括死区补偿单元91和死区补偿单元92。死区补偿单元91执行与电动发电机MG1关联的补偿。死区补偿单元92执行与电动发电机MG2关联的补偿。
死区补偿单元91包括比较器101到103、乘法器105到107、加法器108和系数乘法器109。比较器101到103分别将相电流igu、igv、igw与零进行比较。乘法器105到107分别将比较器101到103的输出乘以死区误差电压Vtd(=VH×td×fc)。加法器108计算乘法器105到107的输出的总和。系数乘法器109将加法器108的输出乘以系数1/3。系数乘法器109的输出被输入到图19所示的加法器85,作为电动发电机MG1的电压补偿值。
死区补偿单元92包括比较器111到113、乘法器115到117、加法器118和系数乘法器119。比较器111到113分别将相电流imu、imv、imw与零进行比较。乘法器115到117分别将比较器111到113的输出乘以死区误差电压Vtd(=VH×td×fc)。加法器118计算乘法器115到117的输出的总和。系数乘法器119将加法器118的输出乘以系数1/3。系数乘法器119的输出被输入到图19所示的加法器84,作为电动发电机MG2的电压补偿值。
在第一实施例中,基于重复控制的死区补偿控制(对补偿稳定的周期性误差特别有效)和基于电流极性的控制(对补偿在引擎操作期间周期出现波动的误差有效)相互结合。因此,可以防止从中性点输出的电压中出现明显的误差。
第二实施例
在第一实施例中,为了补偿引擎操作期间的输出电压误差等,应用基于逆变器电流极性执行的控制。但是,当电流极性以高速率变化时,如果在每次判定电流极性之后执行控制,则控制延迟影响电压补偿。
图21是示出其中电流纹波较强并且电流极性以高速率波动的实例的波形图。图21示出中性点输出电压VO和逆变器输出电流igv。在虚线G包围的部分中,电流在过零期间改变,并且以高速率重复地将其极性从正极性反转为负极性,或者从负极性反转为正极性。在这种情况下,很难执行对电流极性的反馈控制。在第二实施例中,不是基于电流传感器的输出执行电流极性判定,而是基于电动发电机MG1的旋转角度判定电流极性。
图22是执行基于使用MG1的旋转角度的电流极性判定的补偿控制的死区补偿控制单元54A的框图。
如图22所示,死区补偿控制单元54A包括:减法器81;电压控制单元82;死区补偿单元83A、加法器84、85、87、88以及共用确定单元86。减法器81计算输出电压指令值Vsr与输出电压监测值Vs之差。电压控制单元82接收减法器81的输出。死区补偿单元83A基于检测电动发电机MG1的旋转角度的解角器130的输出和从逆变器22输出到电动发电机MG2的相电流输出补偿值。
死区补偿单元83包括死区补偿单元91A和死区补偿单元92。死区补偿单元91A响应于解角器130检测到的电动发电机MG1的旋转角度而将补偿值输出到加法器85。死区补偿单元92响应于从逆变器22输出到电动发电机MG2的相电流imu、imv、imw而将补偿值输出到加法器84。
加法器84将通过对电压控制单元82的输出和死区补偿单元92的输出进行相加而获取的结果输出到共用确定单元86。加法器85将通过对电压控制单元82的输出和死区补偿单元91A的输出进行相加而获取的结果输出到共用确定单元86。
共用确定单元86将加法器85的输出乘以共用k,然后将所获取的结果输出到加法器87。加法器87对从共用确定单元86提供的值和发电机控制指令输出单元51的输出进行相加,然后将所获取的结果输出到PWM控制单元56。共用确定单元86将加法器84的输出乘以(1-k),然后将所获取的结果输出到加法器88。加法器88对从共用确定单元86提供的值和电动机控制指令输出单元52的输出进行相加,然后将所获取的结果输出到PWM控制单元57。
如图22所示,可以从解角器130获取电动发电机MG1的旋转角度,然后像在判定逆变器电流极性的情况下那样,对用于校正电压误差的校正值和指令值进行相加。由于在电动发电机MG2提供电力时车辆停止,因此逆变器电流为锁定电流(DC电流)并且电流极性固定,因此可以像在第一实施例的情况下那样,使用死区补偿单元92,通过监测电流极性来执行死区补偿。
图23是用于示出利用MG1的旋转角度的逆变器误差电压计算的波形图。如图23所示,中性点输出电压谐波峰值的间隔(周期)Ta、每个逆变器相电流的峰值与中性点输出电压谐波峰值之间的时差Tc、以及谐波电压的有效值ΔVb被用于补偿。
当逆变器输出的电流极性以高速率变化时,执行检测中性点输出的谐波与电动发电机MG1的V相电流之间的相位差的处理,此处理的计算速度比电流极性的变化慢。当图23的时段TP1、TP2根据所检测到的相位差来定义,然后应用校正值+(Vtd/3)、-(Vtd/3)时,可以执行基本等同于基于逆变器电流极性的死区误差电压补偿的处理。
图24是用于示出由图22中的死区补偿单元91A执行的计算补偿值的处理的流程图。如图24所示,首先,当处理开始时,在步骤S21,从安装在电动发电机MG1的转子接收轴中的解角器130接收旋转角度。接下来,在步骤S22,根据每单位时间的旋转角度计算转速。
在步骤S23,计算中性点输出电压谐波的周期Ta。周期Ta通过下面描述的图25中的处理来计算。电动发电机MG1的电角频率高达中性点电力中出现的谐波频率的三倍。当电动发电机MG1是8极PM电动机时,电动发电机MG1的电角频率高达电动发电机MG1的转速的四倍。
之后,在步骤S24,获取电压VH、死区td和载频fc,电压VH、死区td和载频fc是用于驱动电动发电机MG1的ECU的内部信息。在步骤S25,根据图23所示的ΔVb计算在中性点输出电压上叠加的谐波的电压有效值。
在步骤S26,基于图23所示的时差Tc计算相位差。时差Tc的计算将在下面参考图27和图28描述。
在计算所需信息之后,在步骤S27计算死区补偿值。死区补偿值Vd根据以下数学表达式(4)计算。
V d = 2 · V a · s i n ( 3 × 2 π f t + φ ) - - - ( 4 )
在此,Va表示中性点输出电压的谐波的振幅,f表示MG1电流的电角频率,ф表示根据中性点输出电压的谐波与MG1电流之间的相位差而获取的值,t表示时间。
此外,在步骤S28,步骤S27中计算的死区补偿值Vd被提供给图22所示的加法器85,然后与来自电压控制单元82的值进行相加。
当步骤S28的处理结束时,处理在步骤S29再次返回到开始,然后重复图24所示的流程图的处理。
图25是用于示出中性点输出电压中出现的谐波峰值的计算的流程图。处理的结果在图24的步骤S23中使用。
如图25所示,首先,在步骤S41,执行捕获中性点电压输出V(0)(瞬时值)的处理。在步骤S42,执行计算ΔV(0)的处理,ΔV(0)是上一值V(-1)与当前值V(0)之间的差分值。
在步骤S43,判定所计算的差分值ΔV(0)是否大于0。当在步骤S43不满足关系ΔV(0)>0时,处理继续到步骤S44,并且将差分值ΔV(0)为零或负数的事实存储在存储器中。另一方面,当在步骤S43满足关系ΔV(0)>0时,处理继续到步骤S45,并且将差值ΔV(0)为正数的事实存储在存储器中。存储内容例如可被配置为使得预定的标志对应于0或1。
在步骤S44或S45的处理之后,在步骤S46,执行捕获中性点电压输出V(n)(瞬时值)的处理。在此,n的初始值被设定为1。在步骤S47,执行计算ΔV(n)的处理,ΔV(n)是上一值V(n-1)与当前值V(n)之间的差分值。
在步骤S48,判定所计算的差分值ΔV(n)是否大于0。当在步骤S48不满足关系ΔV(n)>0时,处理继续到步骤S49,并且将差分值ΔV(n)为零或负数的事实存储在存储器中。另一方面,当在步骤S48满足关系ΔV(n)>0时,处理继续到步骤S50,并且将差分值ΔV(n)为正数的事实存储在存储器中。存储内容例如可被配置为使得预定的标志对应于0或1。
当执行步骤S49的处理时,接下来在步骤S51判定上一差分值ΔV(n-1)是否为正数。当差分值ΔV(n-1)为正数时,处理继续到步骤S53。当差分值ΔV(n-1)为零或负数时,处理继续到步骤S57。
在步骤S53判定那时的输出值V(n)是中性点输出的谐波电压的峰值(负侧),在步骤S54输出脉冲输出A,然后处理继续到步骤S57。
另一方面,当执行步骤S50的处理时,接下来在步骤S52判定上一差分值ΔV(n-1)是否为正数。当差分值ΔV(n-1)为正数时,处理继续到步骤S57。当差分值ΔV(n-1)为零或负数时,处理继续到步骤S55。
在步骤S55判定那时的输出值V(n)是中性点输出的谐波电压的峰值(正侧),在步骤S56输出脉冲输出B,然后处理继续到步骤S57。
在步骤S57,将变量n加上1,然后再次执行步骤S46的处理。
通过这种方式,重复地观察中性点电力输出值的变化,并且在每次检测到峰值时输出脉冲输出。
接下来,将描述计算电动发电机MG1的电流峰值的处理。与图25所示的处理情况一样,此处理也基本是通过观察电流变化来检测峰值的处理。
图26是用于示出电动发电机MG1的电流峰值的计算的流程图。如图26所示,首先,在步骤S81,执行捕获电动发电机MG1的V相电流值I(0)(瞬时值)的处理。在步骤S82,执行计算ΔI(0)的处理,ΔI(0)是上一值I(-1)与当前值I(0)之间的差分值。
在步骤S83,判定所计算的差分值ΔI(0)是否小于0。当在步骤S83不满足关系ΔI(0)>0时。处理继续到步骤S84,并且将差分值ΔI(0)为零或负数的事实存储在存储器中。另一方面,当在步骤S83满足关系ΔI(0)>0时,处理继续到步骤S85,并且将差分值ΔI(0)为正数的事实存储在存储器中。存储内容例如可被配置为使得预定的标志对应于0或1。
在步骤S84或S85的处理之后,在步骤S86,执行捕获电动发电机MG1的V相电流值I(n)(瞬时值)的处理。在此,n的初始值被设定为1。在步骤S87,执行计算ΔI(n)的处理,ΔI(n)是上一值I(n-1)与当前值I(n)之间的差分值。
在步骤S88,判定所计算的差分值ΔI(n)是否大于0。当在步骤S88不满足关系ΔI(n)>0时,处理继续到步骤S89,并且将差分值ΔI(n)为零或负数的事实存储在存储器中。另一方面,当在步骤S88满足关系ΔI(n)>0时,处理继续到步骤S90,并且将差分值ΔI(n)为正数的事实存储在存储器中。存储内容例如可被配置为使得预定的标志对应于0或1。
当执行步骤S89的处理时,接下来在步骤S91判定上一差分值ΔI(n-1)是否为正数。当差分值ΔI(n-1)为正数时,处理继续到步骤S93。当差分值ΔI(n-1)为零或负数时,处理继续到步骤S97。
在步骤S93判定那时的输出值I(n)是电动发电机MG1的V相电流值的峰值(负侧),在步骤S94输出脉冲输出C,然后处理继续到步骤S97。
另一方面,当执行步骤S90的处理时,接下来在步骤S92判定上一差分值ΔI(n-1)是否为正数。当差分值ΔI(n-1)为正数时,处理继续到步骤S97。当差分值ΔI(n-1)为零或负数时,处理继续到步骤S95。
在步骤S95判定那时的输出值I(n)是电动发电机MG1的V相电流值的峰值(正侧),在步骤S96输出脉冲输出D,然后处理继续到步骤S97。
在步骤S97,将变量n加上1,然后再次执行步骤S86的处理
通过这种方式,重复地观察电动发电机MG1的V相电流值的变化,并且在每次检测到峰值时输出脉冲输出。
图27是用于示出谐波峰值与电流峰值之间的相位差的判定的流程图。流程图中的处理与图25(输出脉冲A)和图26(输出脉冲C)并行执行。
如图27所示,首先,当在步骤S110接收到脉冲输出A时,ECU中的定时计数器(未示出)在步骤S111被重置。接下来,在步骤S112开始定时计数器的计数。
之后,当在步骤S113接收到脉冲输出C时,计数器值增加直到在步骤S114捕获到该时间,然后基于所捕获的计数器值计算时间Tc(图23)。
在步骤S115,计算中性点输出电压的谐波(其有效值ΔVb被计算)的周期(图23中的Ta)。此外,在步骤S116,使用计数时间Tc和周期Ta,从以下数学表达式(5)计算相位差φ。
φ=Tc×2π/Ta(5)
当在步骤S116计算相位差φ时,在步骤S117再次接收脉冲输出A,重复从S111开始的计数器重置和计数递增。
图28是用于示出检测谐波峰值与逆变器电流峰值之间的相位差的处理的波形图。
如图28所示,当脉冲A在中性点输出电压的本地最小值处被输出时,计数器被相应地重置为零,然后开始计数递增。当脉冲C在电动发电机MG1的V相电流的本地最小值处被输出时,相应地获取时间Tc。上述处理在图27的流程图中执行。
如上所述,在第二实施例中,当逆变器输出的电流极性以高速率变化时,执行检测中性点输出的谐波与电动发电机MG1的V相电流之间的相位差的处理,此处理的计算速度比电流极性的变化慢。图23中的时段TP1、TP2根据检测到的相位差而定义,基本等同于基于逆变器电流极性的死区误差电压补偿的处理是可能的。
第一备选实施例
图29是示出在第一备选实施例中使用的死区补偿控制单元54B的配置的框图。死区补偿控制单元54B与图19所示的死区补偿控制单元54的不同之处在于省略了基于MG2的电流的死区补偿。
如图29所示,死区补偿控制单元54B包括:减法器81;电压控制单元82;死区补偿单元83B;加法器85、87、88和共用确定单元86。减法器81计算输出电压指令值Vsr与输出电压监测值Vs之差。电压控制单元82接收减法器81的输出。死区补偿单元83B基于从逆变器21输出到电动发电机的相电流输出补偿值。
死区补偿单元83B响应于从逆变器21输出到电动发电机MG1的相电流igu、igv、igw而将补偿值输出到加法器85。
加法器85将通过对电压控制单元82的输出和死区补偿单元83B的输出进行相加而获取的结果输出到共用确定单元86。
共用确定单元86将加法器85的输出乘以共用k,然后将所获取的结果输出到加法器87。加法器87对从共用确定单元86提供的值和发电机控制指令输出单元51的输出进行相加,然后将所获取的结果输出到PWM控制单元56。共用确定单元86将电压控制单元82的输出乘以(1-k),然后将所获取的结果输出到加法器88。加法器88对从共用确定单元86提供的值和电动机控制指令输出单元52的输出进行相加,然后将所获取的结果输出到PWM控制单元57。
图30是示出图29所示的死区补偿单元83B的配置的框图。死区补偿单元83B与图20所示的死区补偿单元83的不同之处在于省略了MG2的死区补偿单元92。
死区补偿单元83B包括比较器101到103、乘法器105到107、加法器108和系数乘法器109。比较器101到103分别将相电流igu、igv、igw与零进行比较。乘法器105到107分别将比较器101到103的输出乘以死区误差电压Vtd(=VH×td×fc)。加法器108计算乘法器105到107的输出的总和。系数乘法器109将加法器108的输出乘以系数1/3。系数乘法器109的输出被输入到图29所示的加法器85,作为电动发电机MG1的电压补偿值。
图31是采取根据第一备选实施例的措施之前的输出电压和输出电流的波形图。图32是采取根据第一备选实施例的措施之后的输出电压和输出电流的波形图。
如图31和图32所示,在采取措施之前,输出电压是振幅的有效值,即186V,并且失真系数为5.3%;而在采取措施之后,输出电压是振幅的有效值,即200V,并且失真系数改善为1.3%。
在此方式中,仅通过基于用于驱动电动发电机MG1的逆变器输出电流的极性执行校正,便可显著提高从中性点提供的电压质量。
第二备选实施例
图33是示出在第二备选实施例中使用的死区补偿控制单元54C的配置的框图。死区补偿控制单元54C与图22所示的死区补偿控制单元54的不同之处在于省略了基于MG2的电流的死区补偿。
如图33所示,死区补偿控制单元54C包括:减法器81;电压控制单元82;死区补偿单元83A;加法器85、87、88和共用确定单元86。减法器81计算输出电压指令值Vsr与输出电压监测值Vs之差。电压控制单元82接收减法器81的输出。死区补偿单元83A基于检测电动发电机MG1的旋转角度的解角器130的输出而输出补偿值。
死区补偿单元83C响应于解角器130检测到的电动发电机MG1的旋转角度而将补偿值输出到加法器85。
加法器85将通过对电压控制单元82的输出和死区补偿单元83C的输出进行相加而获取的结果输出到共用确定单元86。
共用确定单元86将加法器85的输出乘以共用k,然后将所获取的结果输出到加法器87。加法器87对从共用确定单元86提供的值和发电机控制指令输出单元51的输出进行相加,然后将所获取的结果输出到PWM控制单元56。共用确定单元86将电压控制单元82的输出乘以(1-k),然后将所获取的结果输出到加法器88。加法器88对从共用确定单元86提供的值和电动机控制指令输出单元52的输出进行相加,然后将所获取的结果输出到PWM控制单元57。
在死区补偿单元83C中执行的补偿值的计算是与在死区补偿单元91A中执行、并且在第二实施例中参考图23到图28描述的处理类似的处理,因此不再重复此描述。
即使同样通过像图33所示的第二备选实施例的那样的配置,也可从中性点提供其中死区误差被改善的电力。
最后,再次参考附图总结本说明书的实施例。如图1和图2所示,外部供电系统包括:蓄电装置B;电动机(电动发电机MG1);逆变器,其使用蓄电装置B的电力驱动电动机MG1;以及控制装置50,其控制逆变器。电动机MG1包括被连接到中性点的定子线圈。该中性点是输出节点,来自蓄电装置B的电力被从该输出节点提供给外部装置。逆变器21包括在正电极电源线PL2与负电极电源线NL之间彼此串联连接的第一开关元件Q1和第二开关元件Q2。第一开关元件Q1和第二开关元件Q2的连接节点被连接到定子线圈中的对应一者。控制装置50将驱动信号输入到逆变器21以便驱动逆变器21,以使中性点处的电压变为预定值。控制装置50在引擎被驱动的期间,基于从连接节点输入到定子线圈中的对应一者的电流或从定子线圈中的对应一者输出到连接节点的电流,补偿死区时段内的驱动信号,该死区时段是其中关断状态的驱动信号被提供给第一开关元件Q1和第二开关元件Q2的时段。
定子线圈包括U相线圈(U)、V相线圈(V)和W相线圈(W),这三个线圈的一端被连接到中性点。第一开关元件Q1和第二开关元件Q2的连接节点被连接到U相线圈的另一端。如图2所示,逆变器21进一步包括第三和第四开关元件(V相,Q1、Q2)以及第五和第六开关元件(W相,Q1、Q2)。第三和第四开关元件在正电极电源线与负电极电源线之间彼此串联连接,第三和第四开关元件的连接节点被连接到V相线圈的另一端。第五和第六开关元件(W相,Q1、Q2)在正电极电源线与负电极电源线之间彼此串联连接,第五和第六开关元件的连接节点被连接到W相线圈的另一端。从连接节点输入到定子线圈中的对应一者,或从定子线圈中的对应一者输出到连接节点的电流包括流过U相线圈的电流、流过V相线圈的电流和流过W相线圈的电流。
图22或图33所示的外部供电系统的另一方面包括蓄电装置B、电动机MG1、逆变器21和控制装置50。逆变器21使用蓄电装置B的电力驱动电动机MG1。控制装置50控制逆变器21。电动机MG1包括被连接到中性点的定子线圈。逆变器21包括在正电极电源线与负电极电源线之间彼此串联连接的第一开关元件Q1和第二开关元件Q2。第一开关元件Q1和第二开关元件Q2的连接节点被连接到定子线圈中的对应一者。控制装置50将驱动信号输入到逆变器以便驱动逆变器21,以使中性点处的电压变为预定值。控制装置50在引擎被驱动的期间,基于电动机MG1的旋转角度,补偿死区时段内的驱动信号,该死区时段是其中关断状态的驱动信号被提供给第一开关元件Q1和第二开关元件Q2的时段。
在上述外部供电系统中的任一者内,控制装置50可在引擎未被驱动的期间,如参考图10到图12描述的那样,基于一个周期前中性点处的输出电压的误差,重复地补偿驱动信号。
在上述外部供电系统中的任一者内,控制装置50可在引擎未被驱动的期间,当逆变器的输出电压和逆变器的载频中的一者被更改时,补偿死区时段内的驱动信号,如图7和图8所示。
上述外部供电系统中的任一者进一步包括第二电动机(电动发电机MG2)和第二逆变器。外部负荷被连接在中性点与第二中性点之间。第二中性点是第二电动机MG2的定子线圈的中性点。如图7和图8所示,控制装置50可在引擎未被驱动的期间,当逆变器与第二逆变器之间的电压共用被更改时,补偿死区时段内的驱动信号。
如图1所示,外部供电系统进一步包括引擎2。电动机MG1可被配置为在从引擎2接收到机械的动力时产生电力。
上述实施例是示例性的,并非在所有方面进行限制。本发明的范围由所附权利要求,而非上述描述定义。本发明的范围旨在包含位于所附权利要求及其等同物的范围内的所有修改。

Claims (7)

1.一种外部供电系统,包括:
蓄电装置;
电动机,其包括被连接到中性点的定子线圈,所述中性点是输出节点,来自所述蓄电装置的电力从该输出节点被提供给外部装置;
逆变器,其被配置为使用所述蓄电装置的电力驱动所述电动机,所述逆变器包括在正电极电源线与负电极电源线之间彼此串联连接的第一开关元件和第二开关元件,所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接节点被连接到所述定子线圈中的对应一者;以及
控制单元,其被配置为控制所述逆变器,所述控制单元被配置为将驱动信号输入到所述逆变器以便驱动所述逆变器,以使所述中性点处的电压变为预定值,所述控制单元被配置为,在引擎被驱动的期间,基于从所述连接节点输入到所述定子线圈中的对应一者的电流或从所述定子线圈中的对应一者输出到所述连接节点的电流,补偿死区时段内的所述驱动信号,该死区时段是其中关断状态的驱动信号被提供给所述第一开关元件和所述第二开关元件的时段。
2.根据权利要求1所述的外部供电系统,其中
所述定子线圈包括U相线圈、V相线圈和W相线圈,这三个线圈的一端被连接到所述中性点,
所述第一开关元件和所述第二开关元件的所述连接节点被连接到所述U相线圈的另一端,
所述逆变器进一步包括第三开关元件、第四开关元件、第五开关元件和第六开关元件,所述第三开关元件和所述第四开关元件在所述正电极电源线与所述负电极电源线之间彼此串联连接,所述第三开关元件和所述第四开关元件的连接节点被连接到所述V相线圈的另一端,所述第五开关元件和所述第六开关元件在所述正电极电源线与所述负电极电源线之间彼此串联连接,所述第五开关元件和所述第六开关元件的连接节点被连接到所述W相线圈的另一端,并且
从所述连接节点输入到所述定子线圈中的对应一者,或从所述定子线圈中的对应一者输出到所述连接节点的电流包括流过所述U相线圈的电流、流过所述V相线圈的电流和流过所述W相线圈的电流。
3.一种外部供电系统,包括:
蓄电装置;
电动机,其包括被连接到中性点的定子线圈;
逆变器,其被配置为使用所述蓄电装置的电力驱动所述电动机,所述逆变器包括在正电极电源线与负电极电源线之间彼此串联连接的第一开关元件和第二开关元件,所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接节点被连接到所述定子线圈中的对应一者;以及
控制单元,其被配置为控制所述逆变器,所述控制单元被配置为将驱动信号输入到所述逆变器以便驱动所述逆变器,以使所述中性点处的电压变为预定值,所述控制单元被配置为,在引擎被驱动的期间,基于所述电动机的旋转角度,补偿死区时段内的所述驱动信号,该死区时段是其中关断状态的驱动信号被提供给所述第一开关元件和所述第二开关元件的时段。
4.根据权利要求1或3所述的外部供电系统,其中
所述控制单元被配置为,在所述引擎未被驱动的期间,基于一个周期前所述中性点处的输出电压的误差,重复地补偿所述驱动信号。
5.根据权利要求1或3所述的外部供电系统,其中
所述控制单元被配置为,在所述引擎未被驱动的期间,当所述逆变器的输出电压和所述逆变器的载频中的一者被更改时,补偿所述死区时段内的所述驱动信号。
6.根据权利要求1或3所述的外部供电系统,进一步包括:
第二电动机和第二逆变器,其中
外部负荷被连接在所述中性点与第二中性点之间,
所述第二中性点是所述第二电动机的定子线圈的中性点,并且
所述控制单元被配置为,在所述引擎未被驱动的期间,当所述逆变器与所述第二逆变器之间的电压共用被更改时,补偿所述死区时段内的所述驱动信号。
7.根据权利要求1或3所述的外部供电系统,进一步包括:
引擎,其中
所述电动机被配置为能够在从所述引擎接收到机械的动力时产生电力。
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