转换器控制装置制造方法及图纸

在作为第一电源的二次电池（１０）和作为第二电源的燃料电池（１２）之间设有并联连接三个转换器电路而构成的转换器装置（３０）。控制部（４０）包含：ＰＩＤ控制模块（４２），由ＰＩＤ控制来控制转换器装置（３０），并执行期望的电压转换；驱动相数变更模块（４４），根据转换器装置（３０）的通过电力变更转换器装置（３０）的驱动相数；和积分项校正函数切换模块（４６），在变更驱动相数时切换ＰＩＤ控制的积分项校正函数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种转换器控制装置，特别是涉及一种如下所述的转换器控制装置：其连接于第一电源和第二电源之间，包括由多个具有多个开关元件和电抗器并双方向进行电压转换的转换器并联连接而成结构，根据转换器通过电力来变更所驱动的转换器相数。
技术介绍
在使用燃料电池的电源系统中，为了对应超过燃料电池的发电能力的负载变动或使系统效率上升或对利用可再生的马达作为负载的情况下的再生电力进行回收，设置使二次电池的输出升压或降压的电压转换器并与燃料电池的输出端子连接来供给电力。在此，电压转换器是具有直流电压转换功能的转换器，也称为DC/DC转换器，例如使用由开关元件和电抗器构成的构造。并且，考虑降低开关元件的额定容量等，并联连接多个转换器而进行使用。例如，在日本特开2006-33934号公报中公示了下述内容：为了应对超过燃料电池的充电能力的急速的负载量的变化，在燃料电池和蓄电池之间连接以多个相动作的电压转换器，预测负载量的变化而进行电压转换器的相数的变更、占空比的变更。并且，记载了如下内容：一般地，在具有多个相的电压转换器中，转换器中损失的损失电力根据与输入输出转换能量及作功量相对应的通过电力的值而变动，在通过电力较多时，相数较多的三相运转比单相运转损失小，在通过电力较少时，单相运转比三相运转的损失小。即，其原因说明如下：三相桥式转换器的损失包括由电抗器的线圈损失的电抗器铜损、由开关元件的动作损失的模块损失和由电抗器的磁性体损失的电抗器铁损，电抗器铜损及模块损失随着通过电力增大而增大，单相运转比三相运转-->大，电抗器铁损几乎不依赖于通过电力，三相运转比单相运转大。并且，记载了如下内容：在通过电力较少的区域为单相运转，在通过电力较大的区域为三相运转，在从三相运转变更为单相运转时电压转换的交流电流的有效值变动，从而在PID控制中电压、电流、电力暂时性地变动，因此使占空比暂时上升，补偿电力不足。另外，在日本特开2003-235252号公报中，公示了使设置于变换器和蓄电池之间的多个DC/DC转换器的情况下的转换效率最大化的方法。在此，记载了在多个DC/DC转换器中，作为将一个DC/DC转换器作为主DC/DC转换器的主从型DC/DC转换器，将主DC/DC转换器的输入电力或输出电力作为参考电力，确定包含主DC/DC转换器在内的动作的DC/DC转换器的个数，接着在不超过蓄电池的最大容许充电电压及最大容许充电电流的范围内增减该主从型DC/DC转换器的输出电压并计算该转换效率，调整输出电压以使其与最大转换效率几乎一致。记载了DC/DC转换器的转换效率存在一次侧的开关损失和由二次侧的整流二极管的正向的电压下降引起的损失，高输入电力时一次侧的损失增大，低输入电力时一次侧的损失减少，二次侧的损失变为主要损失。在日本特开2003-111384号公报中，公示了在用多个并联连接的DC/DC转换器转换主电源的电力的电压并供给到辅助蓄电池的情况下，特定的DC/DC转换器的使用频率不会变高的方法。在此，记述了下述内容：使多个DC/DC转换器的各起动顺序按照预定的规定顺序变化，所谓预定的规定顺序是测定各DC/DC转换器的电压-电流特性，并根据其内容来设定的顺序等。这样，在并联连接多个转换器而使用的结构中，进行根据该通过电力变更所驱动的转换器相数的控制。另外，为了进行电压转换以实现所需的升压或降压，通过控制开关的占空比来执行。该控制使用相对于占空比指令值反馈实际动作的占空比实测值以抑制其偏差的反馈-->控制等，例如，能够使用PID控制方式。然而，用于电压转换的转换器相数被变更时，其反馈过程的状态变化，在该状态下可能并不一定变为最好的反馈控制。例如，在转换器通过电力为任意的某一个值时变更转换器相数后，一个转换器电路的通过电流变化，与此相对应，PID控制的积分项校正值产生变化。这样，变更转换器相数时，该反馈过程的状态变化，在该状态下可能并不一定会变为最好的反馈控制。本专利技术的目的在于提供一种转换器控制装置，其在根据负载变更转换器的驱动相数而进行电压转换时，可以进行与该驱动相数相适的PID控制。
技术实现思路
本专利技术的转换器控制装置，其连接于第一电源和第二电源之间，包括由多个具有多个开关元件和电抗器并双方向进行电压转换的转换器并联连接而成的结构，根据转换器通过电力来变更所驱动的转换器相数，其特征在于，具有：控制部，相对于为了进行电压转换而给予多个开关元件的占空比指令值，反馈实际动作的占空比实测值以通过PID控制抑制其偏差；存储单元，为了进行PID控制中的积分项的校正，预先对应每个驱动相数求出作为转换器通过电力和积分项校正值之间的关系的积分项校正函数并存储；和积分项校正函数切换单元，在根据转换器通过电力变更驱动相数时，切换为与变更目标的驱动相数对应的积分项校正函数。另外，在本专利技术的转换器控制装置中，优选存储单元将转换器通过电力的状态区分为电力从第一电源侧向第二电源侧通过的正状态、电力从第二电源侧向第一电源侧通过的负状态和它们中间的零交叉状态，对于各状态存储各自的积分校正值。-->另外，在本专利技术的转换器控制装置中，优选存储单元对于根据转换器通过电流波形的最大值及最小值和预先任意设定的阈值的比较来区别的转换器通过电力的各状态存储各自的积分校正值，其中，所述转换器通过电流波形根据占空比的控制周期而变化。根据上述构成，转换器控制装置预先求出并存储用于转换器的电压转换的PID控制的积分项校正函数和驱动相数的关系，在变更转换器的驱动相数时，将PID控制的积分项校正函数切换为与变更目标的驱动相数相对应的积分项校正函数。由此，根据负载变更转换器的驱动相数时，使与该驱动相数相适的PID控制成为可能。另外，存储单元将转换器通过电力的状态区分为电力从第一电源侧向第二电源侧通过的正状态、电力从第二电源侧向第一电源侧通过的负状态和它们中间的零交叉状态，对于各状态存储各自的积分校正值，因此与积分项校正函数的函数形式自身的存储相比，使存储容量变少，使与转换器的驱动相数相适的PID控制成为可能。另外，存储单元对于根据转换器通过电流波形的最大值及最小值和预先任意设定的阈值的比较来区别的转换器通过电力的各状态，存储各积分校正值，其中，所述转换器通过电流波形根据占空比的控制周期而变化，因此能够明确区别而存储积分校正值，使与转换器的驱动相数相适的PID控制成为可能。附图说明图1是表示包含本专利技术的实施方式的转换器控制装置的车辆用电源系统的结构的图。图2是本专利技术的实施方式的转换器控制装置的PID控制电路的框图。图3是说明在本专利技术的实施方式的转换器控制装置中，由PID控制方式产生的作用的时间图。-->图4是在本专利技术的实施方式中，以转换器装置的驱动相数为参数示意地说明通过转换器装置的电力和转换器装置的损失之间的关系的图。图5是表示在本专利技术的实施方式中积分项校正函数的例子的图。图6是在本专利技术的实施方式中，以一览表形式表示驱动相数和积分项校正函数的对应关系的图。图7是说明在本专利技术的实施方式中，积分项校正函数的三个状态的图。图8是说明在本专利技术的实施方式中，电抗器电流的时间变化的图。图9是说明在本专利技术的实施方式中，区别积分项校正函数的三个状态的方法的图。具体实施方式以下使用附图，对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转换器控制装置，其连接于第一电源和第二电源之间，包括由多个具有多个开关元件和电抗器并双方向进行电压转换的转换器并联连接而成的结构，根据转换器通过电力来变更所驱动的转换器相数，其特征在于，具有：　控制部，相对于为了进行电压转换而给予 多个开关元件的占空比指令值，反馈实际动作的占空比实测值以通过ＰＩＤ控制抑制其偏差；　存储单元，为了进行ＰＩＤ控制中的积分项的校正，预先对应每个驱动相数求出作为转换器通过电力和积分项校正值之间的关系的积分项校正函数并存储；和　积分 项校正函数切换单元，在根据转换器通过电力变更驱动相数时，切换为与变更目标的驱动相数对应的积分项校正函数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-10-20 286090/20061.一种转换器控制装置，其连接于第一电源和第二电源之间，包括由多个具有多个开关元件和电抗器并双方向进行电压转换的转换器并联连接而成的结构，根据转换器通过电力来变更所驱动的转换器相数，其特征在于，具有：控制部，相对于为了进行电压转换而给予多个开关元件的占空比指令值，反馈实际动作的占空比实测值以通过PID控制抑制其偏差；存储单元，为了进行PID控制中的积分项的校正，预先对应每个驱动相数求出作为转换器通过电力和积分项校正值之间的关系的积分项校正函数并存储；和积分...

【专利技术属性】
技术研发人员：真锅晃太，长谷川贵彦，前中健志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]