升压器控制装置以及升压器控制装置的电压控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及升压器控制装置以及升压器控制装置的电压控制方法，升压器控制装置包括：升压器（26），其是将具有多个开关元件的两组桥式电路通过变压器耦合而成的变压器耦合型的DC‑DC转换器，根据各个桥式电路输出的电压的相位差来改变输出电压；升压器电压检测传感器（53），其检测升压器（26）的输出电压（Vo）；电容器电压传感器（28），其检测电容器电压（Vcm）；以及相位差控制部（101），其以使对升压器（26）的输出电压指令值（Vcom）和输出电压（Vo（Vsm））之间的差为零的方式，来对升压器（26）的输出电压进行反馈控制，相位差控制部（101）基于升压器输出相对于升压器（26）的相位差的输入输出特性的电容器电压依赖性，以使升压器输出为由相位差唯一地决定控制增益而与电容器电压（Vcm）无关的方式，来与电容器电压（Vcm）对应地修正控制增益，并向升压器（26）输出控制相位差（Da）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够抑制升压器的控制响应性的降低并且确保控制稳定性的升压器控制装置以及升压器控制装置的电压控制方法。
技术介绍
搭载有发动机以及旋转电动机作为驱动源的混合动力作业车辆，具备一方面向旋转电动机供给电源，另一方面对由旋转电动机发电产生的电力进行蓄电的电池等蓄电器。在具有这种结构的混合动力作业车辆中，一般会着眼于驱动旋转电动机的逆变器的效率来进行旋转电动机的电压控制。专利文献1记载了一种升压器，其是将具有多个开关元件的两组桥式电路通过变压器耦合而成的变压器耦合型的DC-DC转换器，设置在与旋转电动机连接的逆变器和对旋转电动机提供电力的蓄电器之间，根据各个桥式电路输出的电压的相位差来改变输出电压。专利文献1：日本特开2015-6037号公报
技术实现思路
此外，对上述升压器进行控制的升压器控制部，以使对升压器的输出电压指令值与对升压器的输出电压进行检测的输出电压检测部检测出的检测输出电压之间的误差为零的方式，来对上述升压器的输出电压进行反馈控制。在此，由于升压器控制部的PI控制部是使用了电阻或电容的硬件结构，因此基于升压器输出相对于向升压器输入的相位差的输入输出特性，来将控制增益设定成恒定。但是，上述变压器耦合型的升压器的输入输出特性具有根据电容器电压的大小而不同的特性。具体而言，其输入输出特性具有下述的电容器电压依赖性：与电容器电压较低时相比，在电容器电压较高时，升压器输出相对于相位差的变化即增益较大。因此，例如若以电容器电压较高时为基准来设定控制增益，则电容器电压较低时的控制增益较小，因此对于输出电压指令值的追踪性降低。相反地，若以电容器电压较低时为基准来设定控制增益，则电容器电压较高时的控制增益会变得过大，而可能产生波动(hunting)或者振荡。另外，因为以往的升压器控制部是硬件结构，所以变更PI控制部的控制增益会花费时间和精力。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制升压器控制响应性的降低并且确保控制稳定性的升压器控制装置以及升压器控制装置的电压控制方法。为了解决上述问题，实现专利技术目的，本专利技术涉及的升压器控制装置包括：输出电压检测部，其检测升压器的输出电压，上述升压器是将具有多个开关元件的两组桥式电路通过变压器耦合而成的变压器耦合型的DC-DC转换器，设置在与旋转电动机连接的逆变器和对上述旋转电动机提供电力的蓄电器之间，根据各个桥式电路输出的电压的相位差来改变输出电压；蓄电器电压检测部，其检测上述蓄电器的蓄电器电压；以及升压器控制部，其以使对上述升压器的输出电压指令值和上述输出电压检测部检测出的检测输出电压之间的差为零的方式，来对上述升压器的输出电压进行反馈控制，上述升压器控制部具备增益控制部，上述增益控制部基于升压器输出相对于上述升压器的相位差的输入输出特性的蓄电器电压依赖性，以使上述升压器输出为由上述相位差唯一地决定控制增益而与蓄电器电压无关的方式，来与上述蓄电器电压检测部检测出的蓄电器电压对应地修正控制增益，并向上述升压器输出控制相位差。此外，本专利技术涉及的升压器控制装置，在上述专利技术中，上述升压器控制部具备非线性修正部，上述非线性修正部以使上述升压器输出相对于上述升压器的相位差的输入输出特性的非线性变为线性的方式，来修正上述控制相位差。此外，本专利技术涉及的升压器控制装置，在上述专利技术中，上述升压器控制部具备输出限制部，上述输出限制部将每个控制周期的控制相位差的输出的变化量限制到规定值以下。此外，本专利技术涉及的升压器控制装置，在上述专利技术中，上述蓄电器是电容器。此外，在本专利技术涉及的升压器控制装置的电压控制方法中，上述升压器控制装置包括：输出电压检测部，其检测升压器的输出电压，上述升压器是将具有多个开关元件的两组桥式电路通过变压器耦合而成的变压器耦合型的DC-DC转换器，设置在与旋转电动机连接的逆变器和对上述旋转电动机提供电力的蓄电器之间，根据各个桥式电路输出的电压的相位差来改变输出电压；蓄电器电压检测部，其检测上述蓄电器的蓄电器电压；以及升压器控制部，其以使对上述升压器的输出电压指令值和上述输出电压检测部检测出的检测输出电压之间的差为零的方式，来对上述升压器的输出电压进行反馈控制，上述升压器控制装置的电压控制方法中：上述升压器控制部基于升压器输出相对于上述升压器的相位差的输入输出特性的蓄电器电压依赖性，以使上述升压器输出为由上述相位差唯一地决定控制增益而与蓄电器电压无关的方式，来与上述蓄电器电压检测部检测出的蓄电器电压对应地修正控制增益，并向上述升压器输出控制相位差。此外，本专利技术涉及的升压器控制装置的电压控制方法，在上述专利技术中，上述升压器控制部以使上述升压器输出相对于上述升压器的相位差的输入输出特性的非线性变为线性的方式，来修正上述控制相位差。此外，本专利技术涉及的升压器控制装置的电压控制方法，在上述专利技术中，上述升压器控制部将每个控制周期的控制相位差的输出的变化量限制到规定值以下。根据本专利技术，因为升压器控制部基于升压器输出相对于升压器的相位差的输入输出特性的蓄电器电压依赖性，以使升压器输出为由相位差唯一地决定控制增益而与蓄电器电压无关的方式，来与蓄电器电压检测部检测出的蓄电器电压对应地修正控制增益，并向升压器输出控制相位差，所以能够抑制升压器控制响应性的降低并且确保控制稳定性。附图说明图1是表示搭载有作为本专利技术的实施方式的电压控制装置的混合动力液压挖掘机的整体结构的立体图。图2是表示图1所示的混合动力液压挖掘机的装置结构的框图。图3是表示升压器的结构的图。图4是说明升压器的动作的时序图。图5是表示升压器输出与相位差之间的关系的图。图6是表示混合动力控制器具有的升压器控制部以及升压器的结构的图。图7是包括相位差控制部的详细结构的框图。图8是表示升压器输出相对于升压器的相位差的输入输出特性的一个示例的图。图9是表示比例增益以及积分增益相对于增益控制部所参照的电容器电压的修正特性的修正表的图。图10是表示基于电容器电压进行了增益修正时的效果的说明图。图11是表示升压器输出相对于升压器的相位差的输入输出特性是非线性的图。图12是表示基于输入输出特性的非线性来修正增益变化的修正表的一个示例的图。图13是表示由非线性修正部进行了增益修正时的效果的说明图。图14是表示由输出限制部进行了输出限制时的效果的说明图。符号说明1混合动力液压挖掘机2车辆主体3作业机4下部行走体4a行走装置4b履带5上部回转体6驾驶室7燃料箱8液压油箱9发动机室10配重体11动臂12斗杆13铲斗14动臂用液压缸15斗杆用液压缸16铲斗用液压缸17发动机18a斜盘18液压泵19发电电动机20驱动轴21第一逆变器22第二逆变器23回转马达24回转机构25电容器25a正极端子25b负极端子26升压器27接触器28电容器电压传感器30监视装置31钥匙开关32操作杆33操作阀34右行走用液压马达35左行走用液压马达40燃料喷射装置41旋转传感器52电流计53升压器电压检测传感器54、55旋转传感器60正极线61负极线62低压侧逆变器63高压侧逆变器64变压器65低压侧线圈66高压侧线圈67、68电容器75～78、85～88二极管91、93正极线92负极线100处理部101相位差控制部102开关模式生成部120差分器121本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压器控制装置，其特征在于，包括：输出电压检测部，其检测升压器的输出电压，所述升压器是将具有多个开关元件的两组桥式电路通过变压器耦合而成的变压器耦合型的DC‑DC转换器，设置在与旋转电动机连接的逆变器和对所述旋转电动机提供电力的蓄电器之间，根据各个桥式电路输出的电压的相位差来改变输出电压；蓄电器电压检测部，其检测所述蓄电器的蓄电器电压；以及升压器控制部，其以使对所述升压器的输出电压指令值和所述输出电压检测部检测出的检测输出电压之间的差为零的方式，来对所述升压器的输出电压进行反馈控制，所述升压器控制部具备增益控制部，所述增益控制部基于升压器输出相对于所述升压器的相位差的输入输出特性的蓄电器电压依赖性，以使所述升压器输出为由所述相位差唯一地决定控制增益而与蓄电器电压无关的方式，来与所述蓄电器电压检测部检测出的蓄电器电压对应地修正控制增益，并向所述升压器输出控制相位差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种升压器控制装置，其特征在于，包括：输出电压检测部，其检测升压器的输出电压，所述升压器是将具有多个开关元件的两组桥式电路通过变压器耦合而成的变压器耦合型的DC-DC转换器，设置在与旋转电动机连接的逆变器和对所述旋转电动机提供电力的蓄电器之间，根据各个桥式电路输出的电压的相位差来改变输出电压；蓄电器电压检测部，其检测所述蓄电器的蓄电器电压；以及升压器控制部，其以使对所述升压器的输出电压指令值和所述输出电压检测部检测出的检测输出电压之间的差为零的方式，来对所述升压器的输出电压进行反馈控制，所述升压器控制部具备增益控制部，所述增益控制部基于升压器输出相对于所述升压器的相位差的输入输出特性的蓄电器电压依赖性，以使所述升压器输出为由所述相位差唯一地决定控制增益而与蓄电器电压无关的方式，来与所述蓄电器电压检测部检测出的蓄电器电压对应地修正控制增益，并向所述升压器输出控制相位差。2.根据权利要求1所述的升压器控制装置，其特征在于：所述升压器控制部具备非线性修正部，所述非线性修正部以使所述升压器输出相对于所述升压器的相位差的输入输出特性的非线性变为线性的方式，来修正所述控制相位差。3.根据权利要求1或者2所述的升压器控制装置，其特征在于：所述升压器控制部具备输出限制部，所述输出限制部将每个控制周期的控制相位差的输出的变化量限制到规定值以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的升压...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐川智彦，茂木淳，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP