CN101529705A - 转换器控制装置 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

转换器控制装置
技术领域
本发明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。
背景技术
在使用燃料电池的电源***中，为了对应超过燃料电池的发电能力的负载变动或使***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。
本发明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。
发明内容
本发明的转换器控制装置，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，在本发明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，在本发明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是表示包含本发明的实施方式的转换器控制装置的车辆用电源***的结构的图。
图2是本发明的实施方式的转换器控制装置的PID控制电路的框图。
图3是说明在本发明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是在本发明的实施方式中，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是表示在本发明的实施方式中积分项校正函数的例子的图。
图6是在本发明的实施方式中，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是说明在本发明的实施方式中，积分项校正函数的三个状态的图。
图8是说明在本发明的实施方式中，电抗器电流的时间变化的图。
图9是说明在本发明的实施方式中，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，对本发明的实施方式进行详细地说明。以下，作为适用转换器控制装置的电源***，说明了与车辆的驱动用电动机/发电机连接的车辆搭载用电源***，但是也可以是适用于车辆用以外的电源***的转换器控制装置。例如，也可以是固定于建筑物内的电源***等。另外，作为适用转换器控制装置的电源***，对第一电源是镍氢型二次电池、第二电源是固体高分子膜型燃料电池的情况进行了说明，但是也可以是这以外的种类的电源。例如，作为二次电池，可以是锂离子型的电池，作为燃料电池，可以是固定电解质型以外的电池。另外，以下，作为转换器装置，说明了将三个转换器电路并联连接的结构，但是构成转换器装置的转换器电路的数量也可以是三个以外的多个。另外，在以下，说明了由PID控制来控制驱动占空比而执行期望的电压转换，但是根据情况，也可以是由PI控制执行电压转换。
图1是表示包含转换器控制装置20的车辆用电源***的构成的图。在此，作为与车辆用电动机/发电机16连接的电源***，表示了作为第一电源的二次电池10、作为第二电源的燃料电池12和设于其间的转换器装置30。转换器装置30由控制部40控制其动作。因此，包含转换器装置30和控制部40而构成转换器控制装置20。
该电源***经由变换器14与电动机/发电机16连接。变换器14将上述电源***的直流电力变换为三相交流电力，供给到电动机/发电机16而作为车辆的驱动源起作用，另外，在车辆的制动时，变换器14具有将由电动机/发电机16回收的再生能量转换为直流电力，并作为充电电力向上述电源***供给的功能。
二次电池10将多个如镍氢单电池、锂离子单电池这样的单电池组合而构成，是具有期望的高电压，并可充放电的高压电源组件。例如，能够将从200V到400V左右的高电压供给到正极母线和负极母线之间。
燃料电池12对多个燃料电池单体电池进行组合，以取得期望的高电压的发电电力的方式构成的一种的组电池，被称为燃料电池组。在此，各燃料电池单体电池向阳极侧供给作为燃料气体的氢，向阴极侧供给作为氧化气体的空气，具有由通过作为固体高分子膜的电解质膜的电化学反应取得必要的电力的功能。燃料电池12例如能够将从200V到400V左右的高电压供给正极母线和负极母线之间。
转换器装置30是包含多个转换器电路的装置。转换器电路是具有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之间进行电压转换的功能的直流电压转换电路。使用多个转换器电路是为了：不增大构成转换器电路的电子元件的额定容量即可应对较大的负载。在图1的例子中，将三个转换器电路并联连接而构成一个转换器装置30。例如，三个转换器电路相互分别错开120°相位，进行所谓的三相驱动，从而能够使各转换器电路的负载变小，另外，能够降低输出电流的波动并进行高精度的电压控制。
转换器装置30例如具有如下功能：在燃料电池12的发电能力不能应对电动机/发电机16等的负载变动时等，对二次电池10的电力进行电压转换而供给到燃料电池12一侧，作为电源***的整体与电动机/发电机16等的负载相对应。
构成转换器装置30的转换器电路由如下构造构成：包含设于第一电源侧的多个开关元件及多个整流器的一次侧开关电路；包含同样地设于第二电源侧的多个开关元件及多个整流器的二次侧开关电路；和设于一次侧开关电路和二次侧开关电路之间的电抗器。
一次侧开关电路能够由在高压线的正极母线和负极母线之间串联连接的两个开关元件和分别与各开关元件并联连接的两个整流器构成。有时将与正极母线侧连接的开关元件等称为上侧臂，将与负极母线侧连接的开关元件等称为下侧臂。二次侧开关电路也可以为同样的结构。作为开关元件，可以使用例如IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)等的高电压大功率用开关元件，可以使用大功率用二极管作为整流器。
电抗器是具有能够蓄积或放出磁能的功能的元件，使用空心线圈或具有铁心的线圈。电抗器以将一次侧开关电路的两个开关元件的连接点和二次侧开关电路的两个开关元件的连接点相连接的方式设置。
对于构成一次侧开关电路的上侧臂和下侧臂及构成二次侧开关电路的上侧臂和下侧臂，转换器电路能够分别在适当的时序进行开/关控制，从而将第一电源侧的电力转换为交流能量并暂时作为磁能蓄积在电抗器中，将该所蓄积的磁能再次转换为交流能量并作为电力供给第二电源侧。通过变更该开关的开/关比，即变更占空比，可以使第一电源侧的电压升高并供给第二电源侧，或者也可以使第一电源侧的电压降低并供给第二电源侧。同样地，可以在对第二电源侧的电力进行电压转换并供给第一电源侧。
控制部40与转换器装置30一起构成转换器控制装置20，具体而言，具有根据负载控制转换器装置30的电压转换动作的功能。控制部40能够由车辆搭载用计算机构成。控制部40也可以由独立的计算机构成，但是也可以使其他的车载用计算机具有控制部40的功能。例如，当在车辆上设置了混合CPU等时，能够使混合CPU具有控制部40的功能。
控制部40由PID控制来控制转换器装置30，包括：执行期望的电压转换的PID控制模块42；根据转换器装置30的通过电力变更转换器装置30的驱动相数的驱动相数变更模块44；和在变更驱动相数时，切换PID控制的积分项校正函数的积分项校正函数切换模块46。对于积分项校正函数的详细在后面叙述。这些功能能够由软件实现，具体而言，能够通过执行对应的转换器控制程序而实现。另外，也能够由硬件实现这些功能的一部分。
控制部40的PID控制模块42具有如下功能：由PID控制方式对构成转换器装置30的各开关元件的开/关的定时和开/关的占空比等进行控制，并在二次电池10和燃料电池12之间执行所需的电压转换。例如能够通过增大占空比来使二次电池10的电压升高而供给到燃料电池12一侧，通过减小占空比来使二次电池10的电压降低而供给到燃料电池12一侧。并且，执行如下控制：相对于所指示的占空比，反馈实际动作的占空比，使用PID控制方式抑制所指示的占空比和实际动作的占空比之间的偏差。
图2是使用PID控制方式执行电压转换控制的PID控制电路58的框图。在以下的说明中，对于各要素使用图1中说明的标号。在此，将占空比指令值表示为Vref(60)，将实际动作的占空比表示为Vraw(66)，表示基于Vraw(66)的反馈和也考虑了二次电池10的输出电压的前馈而生成向转换器装置30的输出90的情况。该框图如Vref(60)、Vraw(66)所示，是以电压为基准进行表示的，但是这是因为控制电路的结构以电压为基准便于考虑，实际的占空比是时间比或仅为数字数值。另外，图2是构成转换器装置30的三个转换器电路中的一个转换器电路的框图，但是其他的转换器电路的框图也是相同的内容。
在图2中，Vref(60)是构成转换器装置30的开关元件的开/关指令值，具体而言是占空比的指令值。所谓占空比是指开时间相对于开时间与关时间之和的比例，例如，设每隔100μsec反复进行开/关控制，在开时间是40μsec、关时间是60μsec时，占空比是40/(40+60)＝0.4。Vref(60)是将该占空比＝0.4换算为适当的电压值的数据的值。占空比指令值Vref(60)根据从燃料电池12和二次电池10的状态升压或降压到何种程度来决定。例如，能够以所需负载量、此时的燃料电池12的发电能力、二次电池10的充电状态等作为输入，使用预先确定的关系式或映射等，求出与应电压转换的升压或降压相对应的占空比。
限制器62是限制上下限以防止Vref(60)变得过大的限制电路。一次延迟要素64是一种滤波器，具有对限制器62的输出的变化比率进行限制，并构成转换器可追随的变化速度。
减法器68具有从一次延迟要素64的输出中减去Vraw(66)的值的功能。Vraw(66)是在转换器装置30中实际动作的状态的占空比。Vraw(66)能够使用从构成转换器装置30的开关元件的实际开/关波形等获得的值。利用减法器68的功能，能够相对于占空比指令值反馈实际的占空比，并输出它们之间的偏差。
从减法器68输出的占空比的偏差被输入到PID运算部69。PID运算部69包含如下要素而构成：比例运算要素70，具有用于执行比例控制的比例增益KP，所述比例控制用于抑制偏差；积分运算要素74，具有用于通过积分处理来抑制以比例控制不能抑制的要素的积分器72及积分控制增益KI；以及微分运算要素78，具有用于通过微分处理进行抑制的微分器76及微分控制增益Kd。
这样，PID运算部69包含比例控制增益KP、积分控制增益KI及微分控制增益Kd。这样的控制增益，可以对于实际的转换器装置30执行PID控制，并基于此时的响应性及控制性而通过实验方式来决定。
由加法器80对比例控制、积分控制和微分控制的各结果进行相加。这样，使用PID控制方式进行校正以抑制偏差，将校正后的开/关数据输出到加法器80。
前馈项82是将由上述指令值Vref和二次电池10的输出电压用预定的计算式求出的值反映到占空比的前馈量。加法器84具有将该前馈项加到PID控制后的加法器80的输出上的功能。限制器86是限制上下限以防止加法器84的输出过大的限制电路。各项平衡处理88具有进行如下处理的功能：与其他驱动相的转换器电路的结果一起，同时取得三个驱动相之间的占空比平衡。各项平衡处理88的结果是：作为相对于构成转换器装置的各转换器电路的开关元件的开/关信号，输出到转换器装置30(参照输出90)。
具有该框图内容的PID控制电路58能够由模拟电路或数字电路来实现。另外，能够使一部分由数字电路构成，一部分由模拟电路构成。
图3是说明PID控制方式下的作用的时间图。在这些图中，横轴是时间，纵轴是电压，时间轴的原点相同。图3(a)、图3(b)是表示假设不执行PID控制的情况的Vref和Vraw的关系的图。即，作为转换器装置30的开关元件的开/关信号的指令，给予了Vref后，在转换器装置30实际动作时变为Vraw。即，即使指示了Vref，也会产生延迟，占空比本身变化。因此，在由Vref指示的占空比和作为转换器装置30实际动作时的占空比Vraw之间产生偏差。例如，产生如下情况：即使在图3(a)中，假设Vref的指令是占空比＝0.6，在图3(b)所示的实际的Vraw中也会成为占空比＝0.4。
其原因是从算出Vref而输出的控制电路、到转换器装置30的开关元件为止，存在较多的延迟要素等。例如，Vref算出电路的输出经由光耦合器供给到图2说明的PID控制电路58，PID控制电路58的输出(90)由于经由光耦合器被供给到转换器装置30的各开关元件，因此存在伴随该光耦合器信号的收发而产生的延迟及波形的失真等。另外，设定延迟以使构成转换器装置30的上臂和下臂不同时接通，也作为一个原因起作用。另外，在转换器装置30内也存在延迟。
PID控制具有抑制作为由Vref指示的占空比和实际动作的Vraw的占空比之间的差即偏差的功能。图3(c)表示执行PID控制时的输出，即表示给予转换器装置的开/关信号。该信号相当于图2中说明的输出90。与作为原来的占空比指令的Vref的信号波形相比，该信号波形的打开时间被延长校正了Δ。该校正量Δ是基于PID控制的校正项，其大小形成为：在该输出被输入到转换器装置30时，构成转换器装置30的开关元件的实际动作时的占空比与由原来的由Vref指令的占空比相同。在图3(d)中，表示开关元件相对于校正后的输出的动作占空比，即Vraw。该Vraw的占空比与原来的由Vref指示的占空比＝0.6大致相同。
这样，能够相对于所指示的占空比，对实际动作的占空比进行反馈，使用PID控制方式抑制所指示的占空比和实际动作的占空比之间的偏差。
再次返回图1，控制部40的驱动相数变更模块44具有如下功能：根据通过转换器装置30的电力，对构成转换器装置30的三个转换器电路变更驱动的数量。通过转换器装置30的电力，例如，能够通过使用映射等运算求得。举例为由二次电池10的输出电压和输出电流的测定值求出二次电池10向转换器装置30输出的电力，从其中减去负载损失，将其与转换器装置30的转换效率相乘，从而能够计算求出转换器装置30的通过电力。另外，转换器装置30的通过电力是通过构成转换器装置30的电抗器的电力，因此也可以在电抗器上设置适当的电流检测传感器来检测出流过电抗器的电流，并基于此检测数据求出转换器装置30的通过电力。
图4是以转换器装置30的驱动相数为参数，示意地说明通过转换器装置30的电力和转换器装置30的损失之间的关系的图。在图4中，横轴是转换器通过电力，纵轴是转换器装置30的损失。关于转换器通过电力的符号，将电流从二次电池侧向燃料电池侧流动时设为“+”，将电流从燃料电池侧向二次电池侧流动时设为“-”。在此，表示在转换器装置30中，仅驱动一个转换器电路的单相驱动的情况的损失特性曲线51、驱动两个转换器电路的二相驱动的情况的损失特性曲线52和驱动三个转换器电路的三相驱动的情况的损失特性曲线53。
如上述日本特开2006-33934号公报所述，使用开关元件和电抗器的转换器装置的损失包括：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。并且，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。在图4中表示了该情况。即，在通过电力较小、且位于A范围内时，单相驱动的损失特性曲线51的损失最小。接着，通过电流增加，当位于B范围内时，二相驱动的损失特性曲线52的损失最小。通过电力进一步增加，当位于C范围内时，三相驱动的损失特性曲线53的损失最小。
基于图4的结果，控制部40的驱动相数变更模块44，根据转换器装置30的通过电力，在通过电力位于A范围内时指示单相驱动，在通过电力位于B范围内时指示二相驱动，在通过电力位于C范围内时指示三相驱动。
在此，单相驱动时的损失特性曲线51和二相驱动时的损失特性曲线52的交点是A范围和B范围的分叉点，二相驱动时的损失特性曲线52和三相驱动时的损失特性曲线53的交点是B范围和C范围的分叉点。由于能够预先求出各损失特性曲线，因此可以分别设定以下值：作为A范围和B范围的分叉点的单相驱动-二相驱动变更的通过电力的值；作为B范围和C范围的分叉点的二相驱动-三相驱动变更的通过电力的值。如果设前者的绝对值是单相-二相变更阈值P12，设后者的绝对值是二相-三相变更阈值P23，则在求出转换器装置30的通过电力的绝对值P、且P≤P12时能够指示单相驱动，在P12＜P＜P23时能够指示二相驱动，在P≥P23时能够指示三相驱动。
再次返回图1，控制部40的积分项校正函数切换模块46具有如下功能：在变更驱动相数时，切换PID控制的积分项校正函数。所谓积分项校正函数是用函数的形式表示转换器通过电力和积分项校正值之间的关系。在此，所谓积分项校正值是在PID控制中，为了抑制偏差而由积分控制执行的校正值，因此相当于图2的积分运算要素74算出的校正量。
积分项校正函数能够实验性地求出。例如，在实际是三相驱动的情况下，能够改变转换器通过电力而执行PID控制，求出在抑制占空比的指令值和实际的占空比之间的偏差的控制下的积分项校正值，将此作为三相驱动时的积分项校正函数。
图5是表示积分项校正函数的例子的图。图5的横轴是转换器装置30的通过电力，纵轴是PID控制的积分项校正值。横轴的标号与图4中说明的相同，将电流从二次电池侧向燃料电池侧流动时设为“+”，将电流从燃料电池侧向二次电池侧流动时设为“-”。在此，表示了与转换器装置30的驱动相数对应的积分项校正函数。即，分别表示单相驱动时的积分项校正函数91、二相驱动时的积分项校正函数92和三相驱动时的积分项校正函数93。
转换器装置30的通过电力和构成转换器装置30的一个转换器电路的通过电力根据驱动相数的数量而不同。例如，如果设转换器装置30的通过电力为P，则三相驱动的情况下的一个转换器电路的通过电力为P/3，单相驱动的情况下该一个转换器电路的通过电力为P。即，从三相驱动变更为单相驱动后，通过一个转换器电路的电力变为3倍。PID控制的积分项校正是与一个转换器电路的通过电力相对应而进行，因此从三相驱动变更为单相驱动后，需要以三相驱动时的积分项校正值为基准，变更为与通常电力的三倍的情况相对应的积分项校正值。即，在横轴为转换器装置30的通过电力的情况下，单相驱动的情况下的积分项校正函数形成将三相驱动的情况下的积分项校正函数的横轴缩小1/3后的形态。这样，图5的三个积分项校正函数91、92、93根据该通过电力的大小的不同相互之间横轴伸缩。
图6是以一览表的形式表示驱动相数和积分项校正函数的对应关系的图。这样，变更驱动相数后，应适用的积分项校正函数不同。在各驱动相数中应适用的积分项校正函数，例如，实验性地求出三相驱动时的积分项校正函数，基于此，能够如上所述伸缩横轴而获得单相驱动及二相驱动时的积分项校正函数。优选将这样预先求得的各积分项校正函数以驱动相数作为检索关键词而存储在适当的存储装置中，在驱动相数发生变更时读出而加以利用。作为存储装置，能够使用适当的半导体存储器等，例如能够使用具有控制部40的存储器。
只要知道对应于驱动相数的积分项校正函数，就能够如下所述地进行存在驱动相数的变更时的积分项校正函数的切换或积分项校正值的切换。例如，在图5中，设转换器通过电力为P，将驱动相数在该状态下从三相驱动变更为单相驱动后，积分项校正值从积分项校正函数93的转换器通过电力P时的值切换为积分项校正函数91的转换器通过电力P时的值。
具体而言，优选执行如下的处理顺序。即，在转换器装置30中变更驱动相数时，首先，判断在转换器装置30中被驱动的相数(相数判断工序)。并且，将积分项校正函数切换为与在相数判断工序中判断的驱动相数对应的函数。因此，例如，在存储预先求出的各积分项校正函数的存储装置中，以驱动相数为检索关键词，读出并取得对应于驱动相数的积分项校正函数(对应积分项校正函数取得工序)。并且，将在此前的驱动相数的情况下使用的积分校正项函数切换为取得的积分校正项函数(积分校正项函数切换工序)。并且执行PID控制(PID控制工序)。
在存储积分项校正函数上能够使用更简单的方法。即，如图7所示，积分项校正函数可示意性地分为三个状态。即，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94、电力从第二电源侧向第一电源侧通过的负状态96和它们中间的零交叉状态98后，在各状态中，变为相对于通过电力具有一定的倾斜的积分项校正值。或在各状态中，也能够使积分项校正值作为一定值来进行近似。因此，在各状态中，如果存储各积分校正值，则与以函数形的方式存储的积分项校正函数相比较，能够削减需要的存储容量。
正状态94、负状态96和零交叉状态98的区别能够基于应对占空比的控制周期的转换器通过电流的最大值及最小值和预先任意设定的阈值相比较来确定。
流过电抗器的电流能够通过在电抗器上安装电流检测传感器而检测出。图8表示流过进行占空比控制时的电抗器的电流的状态。图8以时间作为横轴，以通过电抗器的电流作为纵轴。这样，通过电抗器的电流的大小在占空比的打开时间时增加，在关闭时间时减少。因此，根据占空比的控制周期，转换器通过电流的波形在最大值和最小值之间变化。
在此，观察在转换器装置30中改变通过电力时的电抗器电流波形的变化时，示意性地如图9所示。图9横轴为转换器通过电力，纵轴为流过转换器装置30的电流，例如为流过电抗器的电流。在转换器装置30中改变通过电力时的电抗器电流波形的变化，如图8所示，随着通过电力增加，平均电流增加，并且根据占空比的控制周期，在波形的最大值和最小值之间反复增减。因此，考虑图7的积分项校正函数的三个状态，设定两个阈值为I-和I+，基于应对占空比的控制周期而变化的转换器通过电流波形的最大值及最小值和该阈值之间的比较来区别该三种状态。即，将电抗器电流的峰侧的峰值低于阈值I-时设为负状态96，将电抗器电流的谷侧的峰值超过阈值I+时设为正状态94，在均不属于上述情况时，可以考虑过渡宽度而使其内侧为零交叉状态98。
这样，对于基于与占空比的控制周期对应地、通过转换器的电力变化的峰值和预先任意设定的阈值之间的比较区别的转换器通过电力的各状态，通过存储各自的积分校正值，能够明确地区别并存储积分校正值。
本发明用于转换器控制装置。特别是利用于如下转换器控制装置中：其连接于第一电源和第二电源之间，包括将具有多个开关元件和电抗器并双方向进行电压转换的多个转换器并联连接的结构，根据转换器通过电力来变更所驱动的转换器相数。

Claims (3)

1.一种转换器控制装置，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。
2.如权利要求1所述的转换器控制装置，其特征在于，
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。
3.如权利要求2所述的转换器控制装置，其特征在于，
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。
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