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CN111200144B - 电流控制系统、燃料电池系统以及升压转换器的控制方法 - Google Patents

电流控制系统、燃料电池系统以及升压转换器的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种抑制升压转换器输出预料之外的大电流的电流控制系统、燃料电池系统以及升压转换器的控制方法。电流控制系统具备：升压转换器；和转换器控制部，选择性地执行计算并使用连续模式用的占空比的连续模式的控制与计算并使用不连续模式用的占空比的不连续模式的控制。上述转换器控制部通过至少在计算上述连续模式用的占空比时执行上升速度调整处理来比上述不连续模式用的占空比的上升速度更为限制上述连续模式用的占空比的上升速度，上述上升速度调整处理调整在上述占空比的计算中使用的参数，以便根据预先设定的限制值来限制相对于在前一循环中使用的上述占空比的上升量。

Description

电流控制系统、燃料电池系统以及升压转换器的控制方法
技术领域
本公开涉及电流控制系统、燃料电池系统以及升压转换器的控制方法。
背景技术
例如，在专利文献1公开了一种具备通过升压转换器使燃料电池的输出电压升压的电流控制系统的燃料电池系统。通常，通过设定占空比来控制升压转换器的动作，该占空比规定在重复相对于电抗器的电能的积蓄与释放的循环中积蓄电能的期间所占的比例。这样的使用升压转换器的电流控制系统存在像专利文献1的电流控制系统那样计算连续模式用的占空比与不连续模式用的占空比并根据预先决定的条件选择任一占空比进行使用。连续模式是目标有效电流比较高并在一个循环中在电抗器连续持续流动有比0大的电流的驱动模式。不连续模式是目标有效电流比较低并在一个循环中包括电抗器所输出的电流成为0的期间的驱动模式。
专利文献1：日本特开2015-019448号公报
通常，在连续模式中，升压转换器的输出电流相对于占空比的上升量的变化量比不连续模式时大。因此，在连续模式中，例如在产生占空比的微量计算结果的偏移的情况下等，存在从升压转换器输出相比所需的电流过大的预料之外的大电流的可能性。
发明内容
本公开的技术能够实现为以下的方式。
(1)第一方式被提供为电流控制系统。该方式的电流控制系统具备：升压转换器，具备电抗器，重复进行电能相对于上述电抗器的积蓄与释放的一个循环的动作而使输入电压升压；和转换器控制部，计算规定一个循环中相对于上述电抗器输入并积蓄上述电能的期间所占的比例的占空比，利用上述占空比控制上述升压转换器的升压动作，上述转换器控制部选择性地执行连续模式用的控制与不连续模式用的控制，上述连续模式用的控制中，作为上述占空比使用一个循环中在上述电抗器连续地持续流动有比0大的电流的连续模式用的占空比，上述不连续模式用的控制中，作为上述占空比使用一个循环中包括上述电抗器所输出的电流成为0的期间的不连续模式用的占空比。上述转换器控制部通过至少在计算上述连续模式用的占空比时执行上升速度调整处理而相比上述连续模式用的占空比的上升速度更为限制上述不连续模式用的占空比的上升速度，上述上升速度调整处理调整是以根据预先设定的限制值限制本次计算的上述占空比相对于在前一循环中使用的上述占空比的上升量的方式调整在上述占空比的计算中使用的参数的处理。
根据该方式的电流控制系统，能够相比不连续模式用的占空比的上升速度更为限制连续模式用的占空比的每单位时间的上升量亦即上升速度。因此，在选择了连续模式的占空比时，能够抑制输出电流急剧增大。另外，能够大幅度限制不连续模式用的占空比的上升速度，因而在不连续模式中，能够抑制无法获得作为目标的输出电流的增加量。
(2)在上述方式的电流控制系统中，在计算上述连续模式用的占空比时以及计算上述不连续模式用的占空比时，上述转换器控制部执行上述上升速度调整处理，计算上述连续模式用的占空比时的上述限制值比计算上述不连续模式用的占空比时的上述限制值小。
根据该方式的电流控制系统，通过使用不同的值的限制值，能够相比不连续模式用的占空比更为大幅度地限制连续模式用的占空比的上升速度。因此，在选择了连续模式的占空比时，能够抑制输出电流急剧增大。另外，能够抑制不连续模式用的占空比的上升速度大幅度受到限制，因而在不连续模式中，能够抑制无法获得作为目标的输出电流的增加量。
(3)在上述方式的电流控制系统中，对于计算上述连续模式用的占空比时以及计算上述不连续模式用的占空比时而言，上述转换器控制部仅在计算上述连续模式用的占空比时执行上述上升速度调整处理。
根据该方式的电流控制系统，只有连续模式用的占空比的上升速度被限制，因而在选择了连续模式的占空比时，能够抑制输出电流急剧增大。另外，不连续模式用的占空比的上升速度不被要求基于上升速度调整处理的限制，因而在不连续模式中，能够抑制无法获得作为目标的输出电流的增加量。
(4)在上述方式的电流控制系统中，可以构成为在上述占空比的计算中使用的上述参数是使用上述升压转换器的输入电压与输出电压计算的前馈项，在计算出上述前馈项之后，在上述上升速度调整处理中，上述转换器控制部调整上述前馈项以使在前一循环中使用的上述占空比与上述前馈项的差不超过上述限制值，并使用调整后的上述前馈项计算上述占空比。
根据该方式的电流控制系统，能够通过前馈项的调整简易地限制连续模式用的占空比的上升速度。
(5)在上述方式的电流控制系统中，可以构成为对于上述转换器控制部而言，在上述上升速度调整处理中，在前一循环中使用的上述占空比与上述前馈项的差比上述限制值小时，不变更上述前馈项，在前一循环中使用的上述占空比与上述前馈项的差比上述限制值大时，将上述限制值与在前一循环中使用的上述占空比与上述限制值相加所得的值设定为上述前馈项。
根据该方式的电流控制系统，能够将前馈项在允许范围内最大限度地设定得较大，因而通过上升速度调整处理能够抑制将占空比设定得过小。
(6)在上述方式的电流控制系统中，可以构成为上述转换器控制部检测上述升压转换器的输出电流与输出电压的至少一方，在上述上升速度调整处理的执行后，通过将与上述升压转换器的输出电流相对于目标输出电流的偏差对应的反馈项和上述前馈项相加来计算上述占空比。
根据该方式的电流控制系统，反馈项未受到限制值的限制，因而在占空比的计算时，能够通过反馈项高精度地补偿实际的输出电流相对于目标输出电流的偏差。因此，能够提高升压转换器的输出电流的控制精度。
(7)第二方式被提供为燃料电池系统。该方式的燃料电池系统具备燃料电池；和上述的任一方式所记载的电流控制系统，使上述燃料电池的输出电压升压来控制上述燃料电池的输出电流。
根据该方式的电流控制系统，在使燃料电池的输出电压升压时，能够抑制产生过大的大电流。
本公开的技术还能够以电流控制系统、燃料电池系统以外的各种方式实现。例如能够以升压转换器的控制方法、电流控制系统的控制方法、燃料电池系统的控制方法、燃料电池的输出电流的控制方法、实现上述控制方法的控制装置、计算机程序、记录该计算机程序的非暂时性记录介质、燃料电池车辆等方式实现。
附图说明
图1是具备电流控制系统的燃料电池系统的简图。
图2是表示升压转换器的结构的简图。
图3A是表示连续模式下的电抗器电流的时间变化的说明图。
图3B是表示不连续模式下的电抗器电流的时间变化的说明图。
图4是例示占空比与升压转换器的输出电流的关系的趋势的说明图。
图5是表示第一实施方式的升压控制的流程的说明图。
图6是表示第一实施方式的上升速度调整处理的流程的说明图。
图7是表示第二实施方式的上升速度调整处理的流程的说明图。
附图标记说明：
10…电流控制系统；11…升压转换器；11U…U相电路部；11V…V相电路部；11W…W相电路部；11X…X相电路部；12…输入电压测量部；13…输出电压测量部；20…燃料电池；21…逆变器；23…驱动马达；25…二次电池；27…二次电池转换器；50…控制部；55…转换器控制部；61…电抗器；62…二极管；63…开关元件；64…晶体管；65…保护用二极管；66…平滑电容器；67…电流测量部；100…燃料电池系统；AP…加速踏板；L1…第一直流导线；L2…第二直流导线；L3…第三直流导线；L4…第四直流导线；L5a…第一电源线；L5b…第二电源线；L6…地线。
具体实施方式
1.第一实施方式：
1-1.电流控制系统以及燃料电池系统的概要：
图1是表示具备第一实施方式的电流控制系统10的燃料电池系统100的电构成的简图。电流控制系统10具备升压转换器11，利用升压转换器11来使燃料电池系统100所具备的燃料电池20的输出电压升压，由此控制燃料电池20的输出电流。燃料电池系统100搭载于燃料电池车辆，根据经由加速踏板AP受理到的驾驶员的请求、通过自动控制等内部地产生的请求使燃料电池20发电。以下，在对电流控制系统10以外的燃料电池系统100的结构进行了说明之后，对电流控制系统10的结构进行说明。
1-2.电流控制系统以外的结构：
燃料电池20是作为反应气体接受氢与氧的供给来发电的固体高分子型燃料电池。作为燃料电池20，并不限定于固体高分子型燃料电池。在其他实施方式中，作为燃料电池20，能够采用各种类型的燃料电池。例如，作为燃料电池20可以采用固体氧化物型燃料电池。燃料电池20经由第一直流导线L1与电流控制系统10的升压转换器11的输入端子连接。
燃料电池系统100除了具备燃料电池20之外，还具备将直流电流变换为交流的逆变器21和产生燃料电池车辆的驱动力的驱动马达23。逆变器21是DC/AC逆变器。逆变器21的直流端子经由第二直流导线L2与升压转换器11的输出端子连接。在逆变器21与升压转换器11之间可以设置有继电电路。驱动马达23是三相交流马达，经由交流导线与逆变器21的交流端子连接。逆变器21将经由第二直流导线L2供给的直流变换为三相交流供给至驱动马达23。另外，逆变器21将在驱动马达23产生的再生电流变换为直流输出至第二直流导线L2。
此外，在逆变器21可以连接有驱动马达23以外的外部负载。另外，燃料电池系统100可以具备与第二直流导线L2连接的多个逆变器21。此时，驱动马达23以外的其它辅机类(图示省略)、燃料电池车辆的电装件可以经由各逆变器21与第二直流导线L2电连接。
燃料电池系统100还具备二次电池25和二次电池转换器27。二次电池25例如由锂离子电池构成。在二次电池25蓄电有燃料电池20所发电的电力的一部分、上述的再生电力。二次电池25将其蓄电的电力放电，与燃料电池20一同作为燃料电池系统100的电力源发挥功能。二次电池25经由第三直流导线L3与二次电池转换器27的输入端子连接。
二次电池转换器27是升压型的转换器装置。二次电池转换器27的输出端子经由第四直流导线L4跟将升压转换器11与逆变器21连接的第二直流导线L2连接。二次电池转换器27在控制部50的控制下与电流控制系统10的升压转换器11配合，调整逆变器21的输入电压亦即第二直流导线L2中的电压，控制二次电池25的充放电。在来自升压转换器11的输出电力相对于目标输出电力不足的情况下，二次电池转换器27使二次电池25放电。另一方面，在驱动马达23产生再生电力的情况下，二次电池转换器27将该再生电力蓄电至二次电池25。
燃料电池系统100具备控制燃料电池系统100整体的控制部50。控制部50由具备至少一个处理器和主存储装置的ECU(Electronic Control Unit)构成。控制部50通过处理器执行读入至主存储装置上的程序、命令来发挥用于控制燃料电池20的发电的各种功能。控制部50的功能的至少一部分可以由硬件电路构成。
控制部50根据向燃料电池系统100请求的目标输出电力控制燃料电池20的运转。具体而言，控制部50控制反应气体相对于燃料电池20的供给量、供给压力。控制部50作为电流控制系统10所具备的后述的转换器控制部55的上位的控制部发挥功能，控制燃料电池20的输出电力以及向逆变器21的输入电力。具体而言，控制部50将升压转换器11的目标输出电流It输入至转换器控制部55。另外，控制部50从转换器控制部55取得燃料电池20的输出电压、升压转换器11的输出电流的测量结果并使用在燃料电池20的运转控制中。除此之外，控制部50控制二次电池转换器27来控制来自二次电池25的输出电力。另外，控制部50根据驾驶员引起的加速踏板AP的开度控制逆变器21所输出的交流的大小。
1-3.电流控制系统的结构：
对电流控制系统10进行说明。升压转换器11根据升压转换器11的目标输出电流It使经由第一直流导线L1从燃料电池20输入的输入电压升压，控制燃料电池20的输出电流。升压转换器11例如可以使用智能功率模块(Intelligent Power Module；IPM)构成。升压转换器11的详细结构、其控制方法后述。
电流控制系统10除了具备升压转换器11之外，还具备输入电压测量部12、输出电压测量部13以及转换器控制部55。两个电压测量部12、13例如分别由电压传感器构成。输入电压测量部12与第一直流导线L1连接，测量相对于升压转换器11的输入电压VL，并将其测量结果输出至转换器控制部55。输出电压测量部13与第二直流导线L2连接，测量升压转换器11的输出电压VH，将其测量结果输出至转换器控制部55。
转换器控制部55由具备至少一个处理器和主存储装置的计算机构成。在第一实施方式中，转换器控制部55构成为构成控制部50的ECU的一部分。转换器控制部55通过处理器执行读入至主存储装置上的程序、命令来发挥用于控制升压转换器11的升压动作的各种功能。转换器控制部55的功能的至少一部分可以由硬件电路构成。在其他实施方式中，转换器控制部55可以构成为与控制部50分离的另外的单元。
转换器控制部55对与用于实现目标输出电流It的升压转换器11的目标输入电流对应的占空比进行计算，使升压转换器11按照该占空比进行驱动，由此执行控制升压转换器11的输入电流的升压控制。转换器控制部55将用于使升压转换器11按照计算出的占空比进行驱动的控制信号S发送至升压转换器11。转换器控制部55将从输入电压测量部12以及输出电压测量部13输入的输入电压VL以及输出电压VH使用在占空比的计算中。另外，转换器控制部55经由信号线接收由升压转换器11所具备的后述的电流测量部测量的电抗器电流IL，并将之使用在占空比的计算中。占空比的详情后述。
1-4.升压转换器的结构：
图2是表示升压转换器11的结构的简图。升压转换器11构成为四相电桥转换器，具备U相电路部11U、V相电路部11V、W相电路部11W以及X相电路部11X。在以下的说明中，标注于附图标记的末尾的U、V、W、X表示与各相电路部11U、11V、11W、11X的对应。
各相电路部11U、11V、11W、11X与第一电源线L5a、第二电源线L5b以及地线L6连接。第一电源线L5a是与燃料电池20连接的输入侧的电源线，第二电源线L5b是与逆变器21连接的输出侧的电源线。地线L6相对于燃料电池20与逆变器21共通地给予基准电位。
各相电路部11U、11V、11W、11X分别具备电抗器61、输出用的二极管62以及开关元件63。电抗器61是积蓄电能的元件。电抗器61的输入端子与第一电源线L5a连接。电抗器61的输出端子经由二极管62与第二电源线L5b连接，并且经由开关元件63与地线L6连接。
二极管62将从电抗器61朝向第二电源线L5b的方向设置为正向。通过二极管62来限制电流从第二电源线L5b向电抗器61流动。
开关元件63由晶体管64、保护用二极管65构成。晶体管64是npn类型的晶体管，例如由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、电力用MOS(Metal OxideSemiconductor)晶体管、电力用双极型晶体管等构成。晶体管64被连接成电抗器61侧为集电极、地线L6侧为发射极。保护用二极管65在晶体管64的集电极-发射极间连接为与集电极电流流动的方向反向。
从转换器控制部55发送至升压转换器11的控制信号S包括各相电路部11U、11V、11W、11X各自的控制信号SU、SV、SW、SX。在各相电路部11U、11V、11W、11X的晶体管64的基极端子输入控制信号SU、SV、SW、SX中的对应的一个。各相电路部11U、11V、11W、11X的开关元件63根据输入至各自的控制信号SU、SV、SW、SX重复接通与断开。
在本实施方式中，在各相电路部11U、11V、11W、11X的电抗器61的输出侧分别设置有电流测量部67。各电流测量部67例如由电流传感器构成。各电流测量部67将在对应的各相电路部11U、11V、11W、11X的电抗器61流动的电流亦即电抗器电流ILU、ILV、ILW、ILX的测量结果发送至控制部50。在本说明书中，在不需要区别各相的电抗器电流ILU、ILV、ILW、ILX的情况下，统称为“电抗器电流IL”。电抗器电流IL通过开关元件的通断的动作周期性地增减。
在比各相电路部11U、11V、11W、11X靠输出端子侧设置有平滑电容器66。平滑电容器66跟第二电源线L5b和地线L6连接。平滑电容器66起到减少第二电源线L5b与地线L6之间的电压变动的作用。
1-5.升压转换器的升压动作以及占空比：
参照图3A，对用于驱动升压转换器11的占空比进行说明。图3A图示了表示开关元件63的通断时机与电抗器电流IL的时间变化的时间图的一个例子。
若开关元件63接通，则从燃料电池20经由电抗器61向开关元件63开始流动有电流，电抗器电流IL增大。在此期间，在电抗器61积蓄有直流励磁引起的磁能。若开关元件63断开，则电抗器电流IL开始逐渐降低。此时的电抗器电流IL是因在接通的期间积蓄在电抗器61的磁能的释放而产生的。
在开关元件63断开时，因释放积蓄在电抗器61的磁能而产生的感应电压重叠至燃料电池20的输出电压。各相电路部11U、11V、11W、11X的开关元件63接通的时机按照预先决定的间隔偏移，各相电路部11U、11V、11W、11X的输出电压依次重叠至燃料电池20的输出电压。由此，燃料电池20的输出电压被升压输入至逆变器21。
如上述那样，升压转换器11重复进行相对于电抗器61的电能的积蓄与释放的一个循环的动作来进行升压。占空比规定在该升压动作的一个循环中、开关元件63接通而在电抗器61积蓄电能的积蓄期间所占的比例。在将升压转换器11的升压动作的一个循环的周期设为T、开关元件63接通的期间设为TON、断开的期间设为TOFF时，占空比D表达为D＝TON/T。
在电流控制系统10中，转换器控制部55通过分别按照每一个循环设定各相电路部11U～11X的占空比D来控制升压转换器11的输出电流Ie。此外，也可以按照例如每2～5个循环等每多个循环设定占空比。升压转换器11的输出电流Ie是根据电抗器电流IL的时间平均求出的有效电流。若使占空比D上升，则一个循环的周期T内的开关元件63的接通的期间TON所占的比例变大，因而积蓄在电抗器61的电能变大，升压转换器11的输出电流Ie变大。若使占空比D降低，则一个循环的周期T内的开关元件63的接通的期间TON所占的比例变小，因而积蓄在电抗器61的电能变小，升压转换器11的输出电流Ie变小。
依次参照图3A以及图3B、图4，对升压转换器11的驱动模式进行说明。图3A所示的电抗器电流IL的时间变化是连续模式时的一个例子。图3B示出了不连续模式下的电抗器电流IL的时间变化的一个例子。升压转换器11的驱动模式存在连续模式和不连续模式。连续模式是在升压转换器11的升压动作的一个循环中在电抗器61连续地持续流动有比0大的电流的驱动模式。不连续模式是升压转换器11的升压动作的一个循环中包括电抗器61所输出的电流成为0的期间的驱动模式。
图4是例示占空比D与升压转换器11的输出电流Ie的关系的趋势的说明图。在升压转换器11中，在占空比D较小的范围中，成为电抗器电流IL断续地成为0的不连续模式，因而升压转换器11的输出电流Ie只能够相对于占空比D的增加而比较缓慢地增加。另一方面，在占空比D较大的范围中，电抗器电流IL总是比0大，因而升压转换器11的输出电流Ie相对于占空比D的上升量比较急剧地增加。这样，在连续模式的情况下，与不连续模式的情况相比，输出电流Ie相对于占空比D的上升量的增加量显著变大。
在电流控制系统10中，利用基于不连续模式与连续模式各自的特性的不同的公式计算占空比D。以下，将利用反映连续模式的特性的公式求出的占空比D称为“连续模式用的占空比D”，将利用反映不连续模式下的特性的公式求出的占空比D称为“不连续模式用的占空比D”。
在以下说明的电流控制系统10的升压控制中，为了适当地切换连续模式与不连续模式，按照升压动作的每一个循环计算各模式的占空比D，选择性地使用任一方。另外，在升压控制中，为了抑制升压转换器11的输出电流的急剧增大，执行抑制占空比D的上升速度过大的上升速度调整处理。
1-6.升压控制：
图5是表示转换器控制部55所执行的第一实施方式的升压控制的流程的说明图。若启动燃料电池系统100开始燃料电池20的发电，则转换器控制部55开始该升压控制的执行。在步骤S10中，转换器控制部55检测相对于电流控制系统10的请求输出。更具体地说，转换器控制部55对通过控制部50输入的升压转换器11的目标输出电流It进行检测。
接下来的步骤S20～S60是占空比D的计算工序。使用反映升压转换器11的目标输出的参数亦即前馈项计算占空比D。在第一实施方式中，在计算占空比D时，将反映升压转换器11的当前的输出的参数亦即反馈项与该前馈项相加。此外，按照各相电路部11U、11V、11W、11X各自计算占空比D。
在步骤S20中，转换器控制部55计算在连续模式用的占空比D的计算中使用的连续模式用的前馈项FFC。转换器控制部55使用当前的输入电压VL与输出电压VH计算前馈项FFC。转换器控制部55例如利用下述的公式(1)计算前馈项FFC。
[式1]
Figure BDA0002274738530000101
在步骤S30中，转换器控制部55计算在不连续模式用的占空比D的计算中使用的不连续模式用的前馈项FFD。转换器控制部55使用输入电压VL、输出电压VH以及目标相电流IeT计算前馈项FFD。目标相电流IeT是根据目标输出电流It求出的按照各相电路部11U、11V、11W、11X各自输出的有效电流的指令值。转换器控制部55例如利用下述的公式(2)计算前馈项FFD。公式(2)中的L是电抗器61的电感，f是升压转换器11的频率。
[式2]
Figure BDA0002274738530000111
参照图6，对在步骤S40中转换器控制部55执行的第一实施方式的上升速度调整处理进行说明。图6是表示上升速度调整处理的流程的说明图。在该上升速度调整处理中，通过根据后述的限制值LC、LD限制当前循环的占空比D相对于在前一循环使用的占空比D的上升量来抑制占空比D的上升速度的急剧增加。占空比D的上升速度是指每单位时间的占空比D的上升量。在电流控制系统10中，通过上升速度调整处理的执行，连续模式用的占空比D的上升速度比不连续模式用的占空比D的上升速度更被限制。此外，在升压转换器11的目标输出电流It比前一循环降低的情况下，可以省略步骤S40的上升速度调整处理的执行。
在步骤S110中，转换器控制部55将为了在前一循环驱动升压转换器11而使用的占空比D取得为前次值Dp。具体而言，转换器控制部55读出在前次的循环中存储于未图示的存储部的前一循环的占空比D，代入至变量亦即前次值Dp。
在步骤S120中，转换器控制部55取得预先决定的连续模式用的限制值LC和不连续模式用的限制值LD。转换器控制部55读出预先储存于未图示的存储部的各限制值LC、LD。在第一实施方式中，连续模式用的限制值LC是比不连续模式用的限制值LD小的值。这样将各模式的限制值LC、LD设计为不同的值的理由后述。
在步骤S130中，转换器控制部55进行针对在图5的步骤S20中计算的连续模式用的前馈项FFC的判定。转换器控制部55对连续模式用的前馈项FFC相对于前次值Dp的上升量即从连续模式用的前馈项FFC减去前次值Dp所得的值是否为连续模式用的限制值LC以下进行判定。
在上升量不超过限制值LC、满足FFC-Dp≤LC即FFC≤Dp+LC的关系的情况下，在步骤S140中，转换器控制部55决定不变更前馈项FFC。在上升量超过限制值LC、不满足FFC-Dp≤LC的关系的情况下，在步骤S145中，转换器控制部55将限制值LC与前次值Dp相加所得的值重新设定为前馈项FFC。
在步骤S150中，转换器控制部55进行针对在图5的步骤S30中计算出的不连续模式用的前馈项FFD的判定。转换器控制部55对不连续模式用的前馈项FFD相对于前次值Dp的上升量即从不连续模式用的前馈项FFD减去前次值Dp所得的值是否为不连续模式用的限制值LD以下进行判定。
在上升量不超过限制值LD、满足FFD-Dp≤LD即FFD≤Dp+LD的关系的情况下，在步骤S160中，转换器控制部55决定不变更前馈项FFD。在上升量超过限制值LD、不满足FFD-Dp≤LD的关系的情况下，在步骤S165中，转换器控制部55将限制值LD与前次值Dp相加所得的值重新设定为前馈项FFD。这样，限制值LC、LD表示针对用于计算占空比D的参数亦即前馈项FFC、FFD的每一个循环的上升量的上限值。即，能够解释为限制值LC、LD表示每单位时间的前馈项FFC、FFD的上升速度的上限值。
参照图5。在步骤S50中，转换器控制部55执行用于选择进行连续模式与不连续模式中的哪一控制的判定。具体而言，转换器控制部55根据预先决定的判定条件对在当前循环中使用计算出的两个前馈项FFC、FFD中的哪一个进行判定。在第一实施方式中，转换器控制部55将两个前馈项FFC、FFD中的较小的一方选择为用于计算在当前循环中使用的占空比D的参数。此外，在其他实施方式中，转换器控制部55可以按照与上述的不同的判定条件选择所使用的前馈项FFC、FFD。例如，转换器控制部55可以选择更接近预先决定的判定值的前馈项FFC、FFD。
在步骤S60中，转换器控制部55通过将反馈项FB与前馈项FFC、FFD中的选择的一方相加来计算在当前循环中使用的占空比D。反馈项FB是为了补偿升压转换器11的输出电流Ie相对于目标输出电流It的偏差而相加的参数。在第一实施方式中，使用目标输出电流It与输出电流Ie的差计算反馈项FB。
在步骤S70中，转换器控制部55使用在步骤S60中计算出的占空比D来控制升压转换器11。此外，基于使用连续模式用的前馈项FC计算出的占空比D的控制是连续模式的控制，基于使用不连续模式用的前馈项FD计算出的占空比D的控制是不连续模式的控制。这样，转换器控制部55选择性地执行连续模式的控制与不连续模式的控制。转换器控制部55将在当前周期中使用的占空比D进行存储以便在下一周期中读出为前次值Dp。
转换器控制部55在步骤S80中对是否输出了来自控制部50的升压转换器11的驱动停止的指令进行判定。转换器控制部55重复步骤S10以后的处理，直至输出升压转换器11的驱动停止的指令为止。在输出了升压转换器11的驱动停止的指令的情况下，转换器控制部55结束升压控制。
1-7.第一实施方式的总结：
像以上那样，在第一实施方式的电流控制系统10中，在上升速度调整处理中，在计算连续模式用的前馈项FFC时使用的限制值LC比在计算不连续模式用的前馈项FFD时使用的限制值LD小。因此，连续模式用的占空比D的上升速度相比不连续模式用的占空比D的上升速度更为大幅度地受到限制。因此，在输出电流Ie相对于占空比D的变化量的增加量较大的连续模式中，抑制占空比D以过大的上升速度增大，能够抑制从升压转换器11输出预料之外的大电流。
另外，在第一实施方式的电流控制系统10中，限制值LD设定为比较小的值，因而抑制不连续模式用的占空比D的上升速度大幅度受到限制。因此，能够使不连续模式用的占空比D大幅度上升，在不连续模式中，抑制无法获得谋求的升压转换器11的输出电流Ie的增加量。除此之外，在第一实施方式中，通过上升速度调整处理，分别根据限制值LC、LD限制连续模式用的占空比D与不连续模式用的占空比D的上升速度。因此，即便选择了连续模式与不连续模式中的任一控制，也能够抑制占空比D的上升速度过度变大而从升压转换器11输出预料之外的大电流。
在第一实施方式的上升速度调整处理的步骤S145、165中，调整成用于计算占空比D的参数亦即前馈项FFC、FFD不超过限制值LC、LD。通常，对于占空比D而言，前馈项FFC、FFD所占的比例较大。因此，通过将前馈项FFC、FFD调整成不超过限制值LC、LD能够容易地进行与限制值LC、LD对应的占空比D的上升速度的调整。
特别地，在第一实施方式的上升速度调整处理中，在前次值Dp与前馈项FFC、FFD的差比限制值LC、LD大时，前馈项FFC、FFD设定为限制值LC、LD与前次值Dp相加所得的值。由此，能够将前馈项FFC、FFD在允许范围内最大限度地设定得较大，因而通过上升速度调整处理能够抑制将占空比D设定得过小。
在第一实施方式的升压控制的步骤S60中，将反馈项FB与在上升速度调整处理中调整后的前馈项FFC、FFD相加来计算占空比D。由此，能够不受上升速度调整处理的限制值LC、LD引起的限制地高精度使反馈项FB补偿因电流值、电压值的测量误差、电抗器61的个体差等产生的输出电流Ie与目标输出电流It的偏差。因此，既抑制占空比D的上升速度过度变大，又能够抑制输出电流Ie与目标输出电流It的偏差变大，能够提高升压转换器11的输出电流的控制精度。另外，若这样的输出电流Ie与目标输出电流It的偏差减少，则抑制产生相对于驱动马达23的目标扭矩的扭矩不足。因此，能够抑制燃料电池车辆的驾驶员感受到所谓的扭矩冲击。
根据第一实施方式的燃料电池系统100，由于具备电流控制系统10，所以在使燃料电池20的输出电压升压时，能够抑制产生过大的大电流。除此之外，根据第一实施方式的电流控制系统10、燃料电池系统100以及通过压电控制实现的升压转换器11的控制方法，能够起到在第一实施方式中说明过的各种作用效果。
2.第二实施方式：
图7是表示第二实施方式的上升速度调整处理的流程的说明图。在与在第一实施方式中说明过的同样的流程的压电控制中执行第二实施方式的上升速度调整处理。在与在第一实施方式中说明过的相同的结构的电流控制系统10中执行第二实施方式的压电控制。电流控制系统10搭载于与在第一实施方式中说明过的相同的结构的燃料电池系统100。
除了设置仅取得连续模式用的限制值LC的步骤S122代替步骤S120这点和省略步骤S150～S165这点以外，第二实施方式的上升速度调整处理与第一实施方式的上升速度调整处理大致相同。仅在计算连续模式用的占空比D时执行第二实施方式的上升速度调整处理。在第二实施方式中，计算不连续模式用的占空比D而不调整其上升速度。
根据第二实施方式的压电控制，能够仅限制连续模式用的占空比D的上升速度。因此，与第一实施方式同样，在选择连续模式的前馈项FFC计算占空比D时，能够抑制升压转换器11的输出电流Ie急剧增大。另外，针对使用不连续模式用的前馈项FFD计算的占空比D的上升速度不要求上升速度调整处理的限制，因而能够使不连续模式用的占空比D大幅度变化。因此，在不连续模式中，抑制无法获得作为目标的输出电流的增加量。除此之外，根据第二实施方式的电流控制系统10、燃料电池系统100、以及升压转换器11的控制方法，能够起到与在第一实施方式中说明过的同样的各种作用效果。
3.其他实施方式：
在上述的各实施方式中说明过的各种结构例如能够像以下那样改变。以下说明的其他实施方式均与上述的各实施方式同样，定位为用于实施本公开的技术的方式的一个例子。
(1)其他实施方式1：
在上述的各实施方式中，除了执行上升速度调整处理之外，还可以执行相对于计算后的占空比D进而进行修正的处理以便占空比D不超过预先决定的上限值。该修正处理例如可以是在计算后的占空比D超过预先设定的上限值的情况下将计算后的占空比D的值置换为该上限值的处理。
(2)其他实施方式2：
在上述的各实施方式中，可以通过上述的公式(1)、(2)以外的公式导出用于计算占空比D的参数亦即前馈项FFC、FFD。另外，在占空比D的计算时，可以不与反馈项FB相加，可以与反馈项FB以外的参数相加。也可以不使用公式计算占空比D。例如使用设定了与公式相当的关系的设定表计算占空比D。在占空比D的计算包括前馈项FFC、FFD以外的参数的情况下可以代替前馈项FFC、FFD而相对于该参数应用在上述的各实施方式中说明过的上升速度调整处理。在上述的各实施方式中，可以在使用前馈项FFC、FFD计算出连续模式用与不连续模式用的两个占空比D之后选择使用哪一者。
(3)其他实施方式3：
在上升速度调整处理中，可以通过在上述的各实施方式中说明过的方法以外的方法调整用于计算占空比D的参数。例如可以在前馈项FFC、FFD等用于计算占空比D的参数超过限制值时，执行将该参数乘以预先决定的比例来使其缩小的处理。或者，可以在计算出的占空比D超过限制值时，执行从该占空比D减去相对于限制值唯一决定的值的处理。
(4)其他实施方式4：
升压转换器11并不限定于四相式的转换器。升压转换器11可以由二相式、三相式的转换器构成，也可以由四相式以上的转换器构成。
(5)其他实施方式5：
上述的电流控制系统10可以安装于燃料电池系统100以外的系统使燃料电池20以外的电力源的输出电压升压。上述的电流控制系统10例如可以使二次电池、太阳光发电机的输出电压升压。
4.其它：
在上述实施方式中，通过软件实现的功能以及处理的一部分或者全部可以通过硬件实现。另外，通过硬件实现的功能以及处理的一部分或者全部可以通过软件实现。作为硬件，例如能够使用集成电路、分立电路或者组合上述电路的电路模块等各种电路。
本公开的技术并不局限于上述的实施方式、实施例、变形例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，与发明概要栏记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征能够为了解决上述的课题的一部分或全部、或者为了实现上述的效果的一部分或者全部适当地进行替换、组合。另外，并不局限于该技术特征在本说明书中说明为不必需的技术特征，只要该技术的特征在本说明书中未别说明为必需的技术特征，就能够适当地删除。

Claims (6)

1.一种电流控制系统，其中，具备：
升压转换器，具备电抗器，重复进行电能相对于上述电抗器的积蓄与释放的一个循环的动作而使输入电压升压；和
转换器控制部，计算规定一个循环中上述电能相对于上述电抗器输入并积蓄的期间所占的比例的占空比，利用上述占空比控制上述升压转换器的升压动作，上述转换器控制部选择性地执行连续模式的控制与不连续模式的控制，上述连续模式的控制中，作为上述占空比，使用一个循环中在上述电抗器连续地持续流动有比0大的电流的连续模式用的占空比，上述不连续模式的控制中，作为上述占空比，使用一个循环中包括上述电抗器所输出的电流成为0的期间的不连续模式用的占空比，
上述转换器控制部通过至少在计算上述连续模式用的占空比时执行上升速度调整处理而相比上述不连续模式用的占空比的上升速度更为限制上述连续模式用的占空比的上升速度，上述上升速度调整处理是以根据预先设定的限制值限制本次计算的上述占空比相对于在前一循环使用的上述占空比的上升量的方式调整在上述占空比的计算中使用的参数的处理，
对于计算上述连续模式用的占空比时以及计算上述不连续模式用的占空比时而言，上述转换器控制部仅在计算上述连续模式用的占空比时执行上述上升速度调整处理。
2.根据权利要求1所述的电流控制系统，其中，
在上述占空比的计算中使用的上述参数是使用上述升压转换器的输入电压与输出电压计算的前馈项，
在计算出上述前馈项之后，在上述上升速度调整处理中，上述转换器控制部调整上述前馈项以使在前一循环中使用的上述占空比与上述前馈项的差不超过上述限制值，并使用调整后的上述前馈项计算上述占空比。
3.根据权利要求2所述的电流控制系统，其中，
对于上述转换器控制部而言，在上述上升速度调整处理中，在前一循环中使用的上述占空比与上述前馈项的差比上述限制值小时，不变更上述前馈项，在前一循环中使用的上述占空比与上述前馈项的差比上述限制值大时，将上述限制值与在前一循环中使用的上述占空比相加所得的值设定为上述前馈项。
4.根据权利要求2或3所述的电流控制系统，其中，
上述转换器控制部检测上述升压转换器的输出电流与输出电压中的至少一方，在上述上升速度调整处理的执行后，通过将与上述升压转换器的输出电流相对于目标输出电流的偏差对应的反馈项和上述前馈项相加来计算上述占空比。
5.一种燃料电池系统，其中，具备：
燃料电池；和
权利要求1～4中任一项所述的电流控制系统，使上述燃料电池的输出电压升压来控制上述燃料电池的输出电流。
6.一种控制方法，利用占空比控制升压转换器，该升压转换器具备电抗器，重复进行电能相对于上述电抗器的积蓄与释放的一个循环的动作而使输入电压升压，上述占空比规定上述一个循环中上述电能相对于上述电抗器输入并积蓄的期间所占的比例，
其中，
具备选择性地执行连续模式的控制与不连续模式的控制的工序，上述连续模式的控制中，作为上述占空比，计算并使用上述一个循环中在上述电抗器连续地持续流动有比0大的电流的连续模式用的占空比，上述不连续模式的控制中，作为上述占空比，计算并使用上述一个循环中包括上述电抗器所输出的电流成为0的期间的不连续模式用的占空比，
在计算上述占空比时，通过至少在计算上述连续模式用的占空比时执行上升速度调整处理而相比上述不连续模式用的占空比的上升速度更为限制上述连续模式用的占空比的上升速度，上述上升速度调整处理是以根据预先设定的限制值限制本次计算的上述占空比相对于在前一循环中使用的上述占空比的上升量的方式调整在上述占空比的计算中使用的参数的处理，
对于计算上述连续模式用的占空比时以及计算上述不连续模式用的占空比时而言，仅在计算上述连续模式用的占空比时执行上述上升速度调整处理。
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