Titel

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer mehrphasigen elektrischen

Maschine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer

mehrphasigen elektrischen Maschine sowie eine Vorrichtung zum Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine. Bei der mehrphasigen elektrischen Maschine kann es sich insbesondere um eine drei-phasige, eine sechs-phasige oder eine neun-phasige elektrische Maschine handeln. Bei der mehrphasigen elektrischen Maschine kann es sich um einen mehrphasigen elektrischen Antrieb handeln.

Die Erfindung betrifft somit insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines mehrphasigen elektrischen Antriebs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs (Englisch:„hybrid electric vehicle“, HEV), insbesondere eines Plug-in-Hybrids (Englisch:„plug-in-hybrid electric vehicle“, PHEV).

Stand der Technik

Mehrphasige elektrische Maschinen werden üblicherweise über Wechselrichter, welche auch Inverter oder Inverterschaltungen genannt werden, mit für den Betrieb der elektrischen Maschine angepassten Modulationsfunktionen für jede der elektrischen Phasen versorgt. Hierbei wird herkömmlicherweise ein

Arbeitspunkt für die mehrphasige elektrische Maschine in Abhängigkeit von einem gewünschten Drehmoment der elektrischen Maschine sowie einer elektrischen Frequenz der elektrischen Maschine eingestellt. Der jeweils eingestellte Arbeitspunkt beinhaltet eine feste Schaltfrequenz für die Pulsbreitenmodulation zum Realisieren der gewünschten

Modulationsfunktionsverläufe sowie ein Ansteuerverfahren.

Beispielsweise kann bei kleinen und mittleren elektrischen Frequenzen f _ei eine Raumzeigermodulation (Englisch„space vector pulse-width modulation“, SVPWM) angewendet werden, bei höheren elektrischen Frequenzen f _ei kann eine synchrone Taktung verwendet werden und dergleichen mehr.

Die Schaltfrequenz wird dabei für gewöhnlich so gewählt, dass eine Balance eingehalten wird zwischen einerseits geringen Abweichungen der realen elektrischen Phasen von den gewünschten Modulationsfunktionsverläufen, wofür eine besonders kleine Schaltfrequenz vorteilhaft ist, und andererseits möglichst geringen Schaltungsverlusten, wofür eine möglichst große Schaltfrequenz vorteilhaft ist.

In der DE 10 2012 220 247 Al sind eine beispielhafte Inverterschaltung von elektrischem Antrieb, ein Elektrofahrzeug mit einer Inverterschaltung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Inverterschaltung beschrieben.

Grundelemente der Leistungselektronik sind beispielsweise aus Joachim

Specovius:„Grundkurs Leistungselektronik: Bauelemente, Schaltungen und Systeme“; Springer Vieweg; Auflage: 8 (24. Januar 2017); ISBN-10: 3658169109 bekannt.

Es wird stets gewünscht, eine Leistungselektronik und ein entsprechendes Betriebsverfahren bereitzustellen, welche das Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine optimieren.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des

Patentanspruchs 10. Demgemäß ist vorgesehen: Ein Verfahren zum Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine, mit den Schritten:

Bestimmen eines Arbeitspunkts der mehrphasigen elektrischen Maschine;

Bestimmen, für eine Pulsbreitenmodulation für jede der elektrischen Phasen der mehrphasigen elektrischen Maschine, einer vorläufigen Schaltfrequenz in Abhängigkeit von dem bestimmten Arbeitspunkt der mehrphasigen elektrischen Maschine;

Bestimmen je eines Modulationsfunktionsverlaufs für die Pulsbreitenmodulation für jede der elektrischen Phasen der mehrphasigen elektrischen Maschine;

Bestimmen mindestens eines Zeitabschnitts in den

Modulationsfunktionsverläufen in Abhängigkeit von den Werten der vorläufigen Modulationsfunktionsverläufe in dem Zeitabschnitt;

Verändern der vorläufigen Schaltfrequenz der Pulsbreitenmodulation hin zu einer modifizierten Schaltfrequenz in dem mindestens einen bestimmten Zeitabschnitt; und

Erzeugen eines Schaltsignals für jede der elektrischen Phasen durch

Pulsbreitenmodulation basierend auf den bestimmten

Modulationsfunktionsverläufen unter Verwendung der modifizierten

Schaltfrequenz in dem mindestens einen bestimmten Zeitabschnitt.

Der Begriff der Modulationsfunktion, deren zeitlicher Verlauf vorliegend betrachtet und modifiziert wird, wird beispielsweise in Abschnitt 13.1.4 des eingangs zitierten Buchs„Grundkurs Leistungselektronik: Bauelemente,

Schaltungen und Systeme“ ausführlich erläutert. Die Modulationsfunktion kann als ein kurzzeitiger Spannungs-Mittelwert einer Zwischenkreisspannung über eine Schaltperiode hinweg bezeichnet werden.

Der mindestens eine Zeitabschnitt, welcher bestimmt wird, und in welchem die Schaltfrequenz verändert oder modifiziert wird, kann auch als

„Modifikationszeitabschnitt“ bezeichnet werden.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zum Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine vorgesehen mit:

einer Recheneinrichtung, welche ausgebildet ist zum: Bestimmen eines Arbeitspunkts der mehrphasigen elektrischen Maschine; Bestimmen, für eine Pulsbreitenmodulation für jede der elektrischen Phasen der mehrphasigen elektrischen Maschine, einer vorläufigen Schaltfrequenz in Abhängigkeit von dem bestimmten Arbeitspunkt der mehrphasigen elektrischen Maschine;

Bestimmen je eines Modulationsfunktionsverlaufs für die

Pulsbreitenmodulation für jede der elektrischen Phasen der mehrphasigen elektrischen Maschine;

Bestimmen mindestens eines Zeitabschnitts in den

Modulationsfunktionsverläufen in Abhängigkeit von den Werten der vorläufigen Modulationsfunktionsverläufe in dem Zeitabschnitt;

Verändern der vorläufigen Schaltfrequenz der Pulsbreitenmodulation hin zu einer modifizierten Schaltfrequenz in dem mindestens einen bestimmten Zeitabschnitt;

einer Schaltungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, den

Modulationsfunktionsverlauf für jede der elektrischen Phasen der mehrphasigen elektrischen Maschine durch die Pulsbreitenmodulation zu realisieren; und einer Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Schaltsignals für die Schaltungseinrichtung für die Pulsbreitenmodulation für jede der elektrischen Phasen basierend auf den bestimmten Modulationsfunktionsverläufen unter Verwendung der modifizierten Schaltfrequenz in dem mindestens einen bestimmten Zeitabschnitt.

Die Vorrichtung zum Betreiben der mehrphasigen elektrischen Maschine ist auch als Inverter oder als Inverterschaltung bezeichenbar.

Die Erfindung stellt weiterhin ein Fahrzeug bereit, welches eine

erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine sowie die zu betreibende elektrische Maschine umfasst. Bei der zu betreibenden mehrphasigen elektrischen Maschine kann es sich insbesondere um einen Antrieb des Fahrzeugs handeln. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein Hybridfahrzeug (HEV) oder einen Plug-in-Hybrid (PHEV) handeln.

Vorteile der Erfindung Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass die Schaltfrequenz für die Pulsbreitenmodulation einen zusätzlichen, bisher nicht berücksichtigten Freiheitsgrad beim Ansteuern oder Betreiben einer

mehrphasigen elektrischen Maschine darstellt.

Durch das Verändern der ursprünglichen, vorläufigen Schaltfrequenz, wie sie herkömmlicherweise eingestellt wird, hin zu einer modifizierten Schaltfrequenz unter bestimmten Bedingungen und für bestimmte Zeiträume, kann eine

Verlustleistung für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Antrieb, verringert oder minimiert werden.

Mit anderen Worten besteht ein Kerngedanke der Erfindung darin, dass die Schaltfrequenz für eine Pulsbreitenmodulation für einen Betrieb der elektrischen Maschine nicht über eine Schaltperiode l/f _ei hinweg fest ist, sondern zumindest einmal modifiziert wird.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Bestimmen des mindestens einen Zeitabschnitts basierend auf mindestens einer Differenz zwischen mindestens zwei Modulationsfunktionsverläufen. Es wurde nämlich erkannt, dass sich durch die relative Beziehung der Werte der Modulationsfunktionsverläufe zueinander solche Zeitabschnitte identifizieren bzw. bestimmen lassen, in welchen das Verändern der vorläufigen Schaltfrequenz besonders vorteilhaft ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Bestimmen des mindestens einen Zeitabschnitts basierend auf allen möglichen Differenzen zwischen je zwei Modulationsfunktionsverläufen. Auf diese Weise können möglichst viele Zeitabschnitte bestimmt werden, in denen die vorläufige

Schaltfrequenz hin zu der modifizierten Schaltfrequenz verändert wird. Somit kann insgesamt eine weitere Reduzierung der Verlustleistung bzw. der

Schaltungsverluste realisiert werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird, als der mindestens eine bestimmte Zeitabschnitt („Modifikationszeitabschnitt“), jeder Zeitabschnitt bestimmt, in welchem eine beliebige Differenz zwischen zwei beliebigen

Modulationsfunktionsverläufen einen Absolutbetrag (abs) kleiner oder gleich (<) einem Schwellwert aufweist.

Wenn der Schwellwert als mTol bezeichnet wird, und die

Modulationsfunktionsverläufe mit m, für die i-te elektrische Phase bezeichnet werden, kann also jeder Zeitabschnitt als der mindestens eine bestimmte Zeitabschnitt bestimmt werden (d.h. als Modifikationszeitabschnitt bestimmt werden), in welchem für ein beliebiges i und ein beliebiges j gilt: abs(rrii(t) - rri _j (t)) < mTol.

Für den speziellen Fall mit drei elektrischen Phasen gibt es somit drei

Modulationsfunktionsverläufe mi(t), m ₂ (t) und rri3(t), und jeder Zeitabschnitt wird als Modifikationszeitabschnitt bestimmt, in welchem gilt: abs(ml(t)-m2(t) < mTol || abs(ml(t)-m3(t) < mTol || abs(m2(t)-m3(t) < mTol, wobei das Zeichen„||“ für„oder“ steht.

Es versteht sich, dass die oben aufgeführte Formel auch für mehr als drei elektrische Phasen, beispielsweise für sechs oder neun elektrische Phasen, entsprechend angewendet werden kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das

erfindungsgemäße Verfahren den Schritt: Bestimmen des Schwellwerts, mTol, basierend auf einem Drehmoment und/oder einer Drehzahl der mehrphasigen elektrischen Maschine. Das Bestimmen des Schwellwerts kann beispielsweise unter Verwendung einer vorgefertigten Lookup-Tabelle (Englisch: lookup table, LUT) erfolgen. Lookup-Tabellen, welche auch Umsetzungstabellen genannt werden, werden häufig in der Informatik und in der Digitaltechnik verwendet, um Informationen statisch zu definieren und diese zur Laufzeit eines Programms, zur Vermeidung aufwändiger Berechnungen oder hohen Speicherverbrauchs, zu benutzen. Eine Vorrichtung, welche zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist, kann somit mit vergleichsweise geringeren Ressourcen ausgeführt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das

erfindungsgemäße Verfahren den Schritt: Bestimmen der modifizierten

Schaltfrequenz basierend auf einem Drehmoment und/oder einer Drehzahl der mehrphasigen elektrischen Maschine. Das Bestimmen der modifizierten

Schaltfrequenz kann beispielsweise unter Verwendung einer Lookup-Tabelle erfolgen. Auch hierdurch ist es möglich, aufwändige Berechnungen zu vermeiden und einen Arbeitsspeicherverbrauch zum Durchführen des Verfahrens zu reduzieren. Dementsprechend kann eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit geringeren Ressourcen auskommen bzw. mit weniger anspruchsvoller Hardware realisiert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird bei dem Erzeugen des Schaltsignals für jede der elektrischen Phasen in all denjenigen Zeitabschnitten, welche nicht innerhalb eines der Modifikationszeitabschnitte, das heißt nicht innerhalb des mindestens einen bestimmten Zeitabschnitts, liegen, die vorläufige Schaltfrequenz beibehalten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die modifizierte

Schaltfrequenz kleiner als die vorläufige Schaltfrequenz. Auf diese Weise können Schaltungsverluste minimiert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird für die

Pulsbreitenmodulation eine Raumzeigermodulation oder eine Sinusmodulation eingesetzt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm zum Erläutern einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung von Modulationsfunktionsverläufen für eine dreiphasige elektrische Maschine.

Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll insbesondere nicht, sofern nichts anderes angegeben ist, eine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere

Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine gemäß einer

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Obgleich die Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit einer dreiphasigen elektrischen Maschine erläutert werden, versteht es sich, dass die genannten Elemente, Eigenschaften und Verfahrensschritte analog auch für mehrphasige elektrische Maschinen mit mehr als drei Phasen eingesetzt werden können (z.B. sechs- oder neunphasige elektrische Maschinen).

In einem Schritt S10 wird ein Arbeitspunkt der mehrphasigen elektrischen Maschine bestimmt. Wie im Stand der Technik bereits bekannt, kann der Arbeitspunkt insbesondere in Abhängigkeit von einer elektrischen Frequenz f _ei und/oder einem gewünschten oder aktuellen Drehmoment M und/oder einer Drehzahl der mehrphasigen elektrischen Maschine bestimmt werden. Bei der mehrphasigen elektrischen Maschine kann es sich insbesondere um einen elektrischen Antrieb, bevorzugt für ein Fahrzeug, besonders bevorzugt für ein HEV oder PHEV, handeln. In einem Schritt S20 wird für eine Pulsbreitenmodulation für jede der elektrischen Phasen der mehrphasigen elektrischen Maschine eine vorläufige Schaltfrequenz f _s bestimmt. Für die Pulsbreitenmodulation kann beispielsweise eine

Raumzeigermodulation oder eine Sinusmodulation verwendet werden. Die vorläufige Schaltfrequenz wird in Abhängigkeit von dem bestimmten Arbeitspunkt der mehrphasigen elektrischen Maschine bestimmt, wobei beispielsweise eine Lookup-Tabelle verwendet werden kann.

In einem Schritt S30 wird je ein Modulationsfunktionsverlauf (in Abhängigkeit von der Zeit) für eine jeweilige Pulsbreitenmodulation für jede der elektrischen Phasen der mehrphasigen elektrischen Maschine bestimmt. Zur Erläuterung solcher bestimmten Modulationsfunktionsverläufe für die Pulsbreitenmodulation für jede der elektrischen Phasen der mehrphasigen elektrischen Maschine sind in Fig. 3 dargestellt.

In Fig. 3 bezeichnet ml den zeitlichen Modulationsfunktionsverlauf für eine erste elektrische Phase, m2 den zeitlichen Modulationsfunktionsverlauf für eine zweite elektrische Phase und m3 den zeitlichen Modulationsfunktionsverlauf für eine dritte elektrische Phase.

Das Bestimmen der Modulationsfunktionsverläufe kann so erfolgen wie dies auch bisher im Stand der Technik üblicherweise erfolgt.

In einem Schritt S40 wird nun mindestens ein Zeitabschnitt Tmod in den

Modulationsfunktionsverläufen ml, m2, m3 in Abhängigkeit von den Werten der vorläufigen Modulationsfunktionsverläufe ml(t), m2(t), m3(t) bestimmt, d.h.

identifiziert und ausgewählt. Der mindestens eine bestimmte Zeitabschnitt Tmod kann auch als Modifikationszeitabschnitt Tmod bezeichnet werden, denn in diesem Zeitabschnitt oder in diesen Zeitabschnitten wird später die vorläufige Schaltfrequenz verändert werden.

Bevorzugt erfolgt das Bestimmen des Modifikationszeitabschnitts Tmod bzw. der Modifikationszeitabschnitte Tmod derart, dass jeder Zeitabschnitt als ein

Modifikationszeitabschnitt Tmod bestimmt wird, in welchem eine beliebige Differenz zwischen zwei beliebigen Modulationsfunktionsverläufen ml, m2, m3 einen Betrag kleiner oder gleich einem Schwellwert mTol aufweist. Mit anderen Worten:

Jeder Zeitpunkt t wird als zu einem Modifikationszeitabschnitt Tmod zugehörig bestimmt, in welchem gilt: abs(ml(t)-m2(t) < mTol || abs(ml(t)-m3(t) < mTol || abs(m2(t)-m3(t) < mTol, wobei das Zeichen„||“ für„oder“ steht, und wobei jeder Modifikationszeitabschnitt Tmod durch die Gesamtheit der als zu ihm gehörig bestimmten

zusammenhängenden Zeitpunkte t definiert wird.

Der Schwellwert mTol kann vorbestimmt und fix sein, wobei der Schwellwert mTol auf die jeweilige zu betreibende mehrphasige elektrische Maschine hin optimiert sein kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass in einem optionalen Schritt S35 der Schwellwert mTol basierend auf einem Drehmoment und/oder einer Drehzahl der mehrphasigen elektrischen Maschine bestimmt wird, beispielsweise unter Verwendung einer Lookup-Tabelle. In diesem Fall kann der Schwellwert mTol bevorzugt für jede Schaltperiode l/f _ei neu bestimmt werden.

In einem Schritt S50 wird in dem mindestens einen bestimmten Zeitabschnitt, das heißt in dem bestimmten Modifikationszeitabschnitt Tmod oder den mehreren bestimmten Modifikationszeitabschnitten Tmod, die vorläufige

Schaltfrequenz der Pulsbreitenmodulation hin zu einer modifizierten

Schaltfrequenz verändert. Bei der modifizierten Schaltfrequenz kann es sich insbesondere um eine Schaltfrequenz handeln, welche kleiner ist als die vorläufige Schaltfrequenz, so dass in den Modifikationszeitabschnitten Tmod geringere Schaltungsverluste ergeben.

Vorteilhaft wird in allen Modifikationszeitabschnitten die vorläufige Schaltfrequenz zu der modifizierten Schaltfrequenz hin verändert, während in allen

Zeitabschnitten, welche nicht Modifikationszeitabschnitte Tmod sind, das heißt welche nicht mit einem beliebigen Modifikationszeitabschnitt Tmod überlappen, die ursprüngliche, vorläufige Schaltfrequenz beibehalten wird. Auf diese Weise werden die Schaltverluste minimiert in Zeitabschnitten, in welchen eine reduzierte Schaltfrequenz geringe Auswirkungen hat, während in den übrigen Zeitabschnitten, wo sich eine Reduzierung der Schaltfrequenz stärker auswirken würde, die zuvor bestimmte vorläufige Schaltfrequenz verwendet wird, welche auf den bestimmten Arbeitspunkt hin optimiert wurde. Somit lässt sich insgesamt eine vorteilhafte Balance zwischen den Bestrebungen einerseits nach besonders präzise realisierten Modulationsfunktionsverläufen für die Pulsbreitenmodulation und andererseits möglichst geringen

Schaltungsverlusten eingestellt werden.

Das Bestimmen der Modifikationszeitabschnitte Tmod kann dadurch erfolgen, dass bei Vorliegen der oben genannten Bedingungen zum Bestimmen der Modifikationszeitabschnitte Tmod eine Flagge gesetzt wird (beispielsweise ein Flaggenbit von 0 auf 1 gesetzt wird), wobei die aktivierte Flagge (zum Beispiel das Flaggenbit) bedeutet, dass ein Modifikationszeitabschnitt Tmod vorliegt und eine nicht aktivierte Flagge (zum Beispiel ein auf 0 gesetztes Flaggenbit) bedeutet, dass kein Modifikationszeitabschnitt Tmod vorliegt, das heißt, dass die ursprüngliche vorläufige Schaltfrequenz zu verwenden ist.

Die modifizierte Schaltfrequenz kann fest vorgegeben sein, beispielsweise als ein Absolutwert. Alternativ kann die modifizierte Schaltfrequenz als ein fest vorgegebener Relativwert bestimmt sein, beispielsweise als ein vorbestimmter Prozentsatz der jeweiligen bestimmten vorläufigen Schaltfrequenz. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass in dem Schritt S50 die vorläufige

Schaltfrequenz innerhalb der Modifikationszeitabschnitte Tmod jeweils auf einen vorbestimmten Prozentsatz der vorläufigen Schaltfrequenz gesenkt wird. Bei dem vorbestimmten Prozentsatz kann es sich beispielsweise um einen

Prozentsatz von 75 % oder weniger, bevorzugt von 50 % oder weniger, besonders bevorzugt von 25 % oder weniger handeln.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die modifizierte Schaltfrequenz in einem optionalen Schritt S45 bestimmt wird, beispielsweise in Abhängigkeit von einem Drehmoment und/oder von einer Drehzahl der mehrphasigen elektrischen Maschine. Besonders bevorzugt ist eine Lookup-Tabelle vorgesehen, in welcher Werte für die modifizierte Schaltfrequenz jeweils in Abhängigkeit von dem Drehmoment und/oder von der Drehzahl der mehrphasigen elektrischen

Maschine vorgegeben sind.

Die modifizierte Schaltfrequenz, welche auch als optimierte Schaltfrequenz bezeichenbar ist, kann außerdem in Abhängigkeit von weiteren Parametern bestimmt werden oder kann unter Verwendung einer Lookup-Tabelle bestimmt werden, welche weitere Parameter enthält, beispielsweise den Schwellwert, insbesondere wenn der optionale Verfahrensschritt S35 zum Bestimmen des Schwellwerts mTol durchgeführt wird. Falls die modifizierte Schaltfrequenz nicht fix ist, kann diese bevorzugt für jede Schaltperiode l/f _ei erneut bestimmt werden.

In einem Schritt S60 wird für jede der elektrischen Phasen durch

Pulsbreitenmodulation ein Schaltsignal erzeugt, und zwar basierend auf den bestimmten Modulationsfunktionsverläufen unter Verwendung der modifizierten Schaltfrequenz in dem mindestens einen bestimmten Zeitabschnitt, das heißt in dem Modifikationszeitabschnitt Tmod oder in den Modifikationszeitabschnitten Tmod.

Der Übergang zwischen der ursprünglichen, vorläufigen Schaltfrequenz und der modifizierten Schaltfrequenz erfolgt vorteilhaft symmetrisch, so dass keine Sprünge in Schaltvorgängen vorliegen. Mit anderen Worten erfolgt der Übergang bevorzugt, wenn ein Nullzeiger gestellt wird.

Es versteht sich, dass die erzeugten Schaltsignale nach ihrer Erzeugung an eine Schaltungseinrichtung zum Realisieren der Modulationsfunktionsverläufe (optionaler Schritt S70) durch die entsprechende Pulsbreitenmodulation gesendet werden können, und dass die mehrphasige elektrische Maschine unter Verwendung der realisierten Modulationsfunktionsverläufe betrieben werden kann (optionaler Schritt S80).

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild zum Erläutern einer Vorrichtung 10 zum Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine 20 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Recheneinrichtung 12, eine

Schaltungseinrichtung 16 sowie eine Signalerzeugungseinrichtung 14.

Die Recheneinrichtung 10 ist ausgebildet zum Durchführen der

Verfahrensschritte S10 bis S50, wahlweise inklusive der optionalen

Verfahrensschritte S35 und S45, wie im Voranstehenden mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Die Signalerzeugungseinrichtung 14 ist zum Durchführen des Verfahrensschritts S60 wie im Voranstehenden beschrieben ausgebildet, das heißt, zum Erzeugen eines Schaltsignals 71 für die Schaltungseinrichtung 16 für die Pulsbreitenmodulation für jede der elektrischen Phasen basierend auf den bestimmten Modulationsfunktionsverläufen unter Verwendung der modifizierten Schaltfrequenz in dem mindestens einen bestimmten Zeitabschnitt, das heißt in dem bestimmten Modifikationszeitabschnitt oder den bestimmten

Modifikationszeitabschnitten.

Die Schaltungseinrichtung 16 ist dazu ausgebildet, die

Modulationsfunktionsverläufe ml, m2, m3 für jede der elektrischen Phasen der mehrphasigen elektrischen Maschine 20 durch die Pulsbreitenmodulation basierend auf den von der Signalerzeugungseinrichtung 14 erzeugten

Schaltsignalen 71 zu realisieren (siehe Schritt S70 im Voranstehenden). Die mehrphasige elektrische Maschine 20 kann mit der Vorrichtung 10 so gekoppelt sein, dass die mehrphasige elektrische Maschine mit den realisierten

Modulationsfunktionsverläufen betrieben wird.

In Fig. 2 ist außerdem dargestellt, dass weiterhin auch ein System 100 bereitgestellt wird welches die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 sowie die mittels der Vorrichtung 10 betriebene mehrphasige elektrische Maschine 20 umfasst. Bei dem System 100 kann es sich insbesondere um ein Elektrofahrzeug (EV), besonders bevorzugt um ein Hybridfahrzeug (HEV), ganz besonders bevorzugt um ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV) handeln. Bei dem Realisieren S70 der Modulationsfunktionsverläufe werden insbesondere die entsprechenden Tastgrade (oder Aussteuergrade, Englisch„duty factor“ oder„duty cycle“) als Schaltsignale 71 an einzelne Schalter als Teil der Schaltungseinrichtung 16 ausgegeben. Bei der Recheneinrichtung kann es sich insbesondere um einen Mikrocontroller, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Englisch„application-specific integrated Circuit“, ASIC) handeln. Die Schaltungseinrichtung 16 kann insbesondere in Zweipunkttechnik oder Mehrpunkttechnik ausgeführt sein. Die Schaltungseinrichtung 16 kann insbesondere einen Brückenzweig mit zwei in Reihe geschalteten Schaltelementen für jede der elektrischen Phasen der mehrphasigen elektrischen Maschine aufweisen, wobei insbesondere eine Mittelpunktschaltung verwendet werden kann.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Ein Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass die Schaltfrequenz für eine Pulsbreitenmodulation für einen Betrieb einer mehrphasigen elektrischen Maschine nicht über eine Schaltperiode l/f _ei hinweg fest ist, sondern zumindest einmal modifiziert wird, bevorzugt für einen bestimmten Zeitabschnitt

(„Modifikationszeitabschnitt“) verringert wird.