JP2018113738A - Electromagnetic brake control method and electromagnetic brake control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic brake control method capable of protecting a relay which turns on and off a brake current, and saving power in addition to being independent of an electrification current of a motor, and an electromagnetic brake control device.SOLUTION: An electromagnetic brake control method which cancels actuation of an electromagnetic brake by electrifying a brake current and actuates the electromagnetic brake by cutting off the brake current includes: starting electrifying the brake current when a brake switch that is connected with a controller is turned on; cancelling the actuation of the electromagnetic brake by increasing the brake current from electrification start T0 of the brake current; and decreasing the brake current to a preset current value I2 which enables the cancellation of the actuation of the electromagnetic brake to be continued, after the lapse of a preset period P0 from the electrification start T0 of the brake current, and keeping the brake current at the preset current value I2.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、電動モータ等の回転電機の制動を制御する電磁ブレーキ制御方法および電磁ブレーキ制御装置に関する。   The present invention relates to an electromagnetic brake control method and an electromagnetic brake control device that control braking of a rotating electrical machine such as an electric motor.

従来の電磁ブレーキ制御方法および電磁ブレーキ制御装置としては、例えば、特許文献１に開示された無励磁作動ブレーキの励磁制御回路を挙げることができる。特許文献１に開示された無励磁作動ブレーキの励磁制御回路には、モータの通電電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の出力に応じて発光信号を形成する発光手段と、発光手段からの発光信号を受信する受光手段が備えられている。さらに、無励磁作動ブレーキの励磁制御回路にはブレーキ通電回路が備えられている。ブレーキ通電回路は、スイッチング素子を有し、受光手段が発光信号を受信したとき、スイッチング素子をオンさせて無励磁作動ブレーキにブレーキ解除電流を供給する。特許文献１に開示された無励磁作動ブレーキの励磁制御回路は、電磁接触器による交流モータの電源オン・オフに伴って電源オフ時にモータに取り付けられた無励磁作動ブレーキを作動させ、また電源オン時に無励磁作動ブレーキを解除する。   As a conventional electromagnetic brake control method and electromagnetic brake control device, for example, an excitation control circuit of a non-excitation actuating brake disclosed in Patent Document 1 can be cited. The excitation control circuit of the non-excitation actuating brake disclosed in Patent Document 1 includes a current detection unit that detects a motor energization current, a light emission unit that forms a light emission signal according to the output of the current detection unit, and a light emission unit. The light receiving means for receiving the light emission signal is provided. Further, the excitation control circuit of the non-excitation brake is provided with a brake energization circuit. The brake energization circuit includes a switching element, and when the light receiving means receives the light emission signal, the brake energization circuit turns on the switching element and supplies a brake release current to the non-excitation brake. The excitation control circuit of the non-excitation operation brake disclosed in Patent Document 1 operates the non-excitation operation brake attached to the motor when the power is turned off when the AC motor is turned on / off by the magnetic contactor. Sometimes release the non-excitation brake.

特開２００４−２２９３８８号公報JP 2004-229388 A

しかしながら、特許文献１に開示された無励磁作動ブレーキの励磁制御回路では、無励磁作動ブレーキに供給するブレーキ解除電流はモータの通電電流に依存している。このため、例えば、モータの通電電流がオフになると、ブレーキ解除電流が直ちに立ち下り、ブレーキが作動するという問題がある。また、ブレーキ解除電流は、三相交流のモータの通電電流の周波数に応じて電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ではチョッパされて供給されるため、変流器とフォトカプラの特性によりブレーキ解除電流の多寡が規定される。従って、ブレーキ解除電流が不足すると無励磁作動ブレーキを解除できないおそれがある。   However, in the excitation control circuit for the non-excitation operation brake disclosed in Patent Document 1, the brake release current supplied to the non-excitation operation brake depends on the energization current of the motor. For this reason, for example, when the energization current of the motor is turned off, there is a problem that the brake release current immediately falls and the brake operates. In addition, the brake release current is supplied by being chopped by the field effect transistor (FET) according to the frequency of the current flowing through the motor of the three-phase AC motor. Therefore, the brake release current varies depending on the characteristics of the current transformer and the photocoupler. It is prescribed. Therefore, if the brake release current is insufficient, the non-excitation brake may not be released.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、モータの通電電流に依存することがないほか、ブレーキ電流をオン、オフさせるリレーの保護と省電力化を可能とする電磁ブレーキ制御方法および電磁ブレーキ制御装置の提供にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is not dependent on the motor energization current, and also enables protection and power saving of the relay that turns on and off the brake current. An electromagnetic brake control method and an electromagnetic brake control device are provided.

上記の課題を解決するために、本発明は、回転電機を制動する電磁ブレーキと、電源から前記電磁ブレーキへブレーキ電流を供給するブレーキ電流回路と、前記ブレーキ電流回路におけるブレーキ電流の通電と遮断を切り換えるリレーと、前記リレーをサージ電圧から保護する保護回路と、前記ブレーキ電流を制御する電流制御手段と、前記リレーおよび前記電流制御手段を制御するコントローラと、を備え、前記ブレーキ電流の通電により前記電磁ブレーキの作動を解除し、前記ブレーキ電流の遮断により前記電磁ブレーキを作動させる電磁ブレーキ制御方法において、前記コントローラと接続されたブレーキスイッチがオンになったとき前記ブレーキ電流の通電を開始し、前記ブレーキ電流の通電開始から前記ブレーキ電流を上昇させて前記電磁ブレーキの作動を解除し、前記ブレーキ電流が予め設定した目標電流値に達した後又は前記ブレーキ電流の通電開始から予め設定した設定時間が経過した後、前記ブレーキ電流を前記電磁ブレーキの作動の解除を継続可能とする予め設定した設定電流値まで低下させ、前記ブレーキ電流を前記設定電流値に保つことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an electromagnetic brake for braking a rotating electrical machine, a brake current circuit for supplying a brake current from a power source to the electromagnetic brake, and turning on and off the brake current in the brake current circuit. A relay for switching, a protection circuit that protects the relay from a surge voltage, a current control unit that controls the brake current, and a controller that controls the relay and the current control unit. In the electromagnetic brake control method of releasing the operation of the electromagnetic brake and operating the electromagnetic brake by cutting off the brake current, energization of the brake current is started when a brake switch connected to the controller is turned on, Increase the brake current from the start of braking current application. After releasing the operation of the electromagnetic brake and the brake current reaches a preset target current value or after a preset time has elapsed since the start of energization of the brake current, the brake current is applied to the electromagnetic brake. The brake current is maintained at the set current value by lowering to a preset set current value that allows the release to be continued.

本発明では、ブレーキ電流が通電開始され、ブレーキ電流の上昇時に電磁ブレーキの作動が解除される。電磁ブレーキの作動が解除された後に電流値が目標電流値に達した後又はブレーキ電流の通電開始から予め設定した設定時間の経過後に、ブレーキ電流は予め設定した設定電流値まで低下され、設定電流値に保たれる。設定電流値は、電磁ブレーキの作動の解除が継続可能な電流値である。設定電流値は、目標電流値又は設定時間における最高電流値と比較して低いことから、設定電流値に保たれる状態から電磁ブレーキの作動のためにブレーキ電流の通電を遮断しても、サージ電圧は抑制されてリレーを保護しやすくなるほか、保護回路における発熱を防止することができる。また、モータの通電電流に依存することがない。また、設定電流値が低いことから省電力化を実現している。   In the present invention, energization of the brake current is started, and the operation of the electromagnetic brake is released when the brake current increases. After the electromagnetic brake is released, the brake current is reduced to the preset current value after the current value reaches the target current value or after a preset time has elapsed since the start of energization of the brake current. Kept at the value. The set current value is a current value at which the release of the operation of the electromagnetic brake can be continued. Since the set current value is lower than the target current value or the maximum current value at the set time, even if the brake current is cut off for electromagnetic brake operation from the state where the set current value is maintained, the surge current The voltage is suppressed to facilitate protection of the relay, and heat generation in the protection circuit can be prevented. Moreover, it does not depend on the energization current of the motor. Moreover, since the set current value is low, power saving is realized.

また、上記の電磁ブレーキの制御方法において、前記コントローラは、前記ブレーキ電流の通電開始から前記設定電流値に低下するまでの間では、前記リレーによる前記ブレーキ電流の遮断を禁止するようにしてもよい。
この場合、ブレーキ電流が設定電流値よりも高い電流値のときに、ブレーキ電流の遮断ができないため、リレーを確実に保護することができる。 In the electromagnetic brake control method, the controller may prohibit the relay from interrupting the brake current during a period from the start of energization of the brake current to a decrease to the set current value. .
In this case, since the brake current cannot be interrupted when the brake current is higher than the set current value, the relay can be reliably protected.

また、上記の電磁ブレーキの制御方法において、前記コントローラは、前記設定時間の経過後、前記ブレーキ電流を予め設定した前記設定電流値まで低下させるようにしてもよい。
この場合、設定時間が経過するまでにブレーキ電流は、電磁ブレーキの作動を解除する電流値まで上昇するから、電流値を検出することなく電磁ブレーキの作動を確実に解除することができる。 In the electromagnetic brake control method, the controller may reduce the brake current to the preset current value after the set time has elapsed.
In this case, since the brake current rises to a current value for releasing the operation of the electromagnetic brake before the set time elapses, the operation of the electromagnetic brake can be reliably released without detecting the current value.

また、上記の電磁ブレーキの制御方法において、前記コントローラは、ブレーキスイッチのオフおよびアクセルセンサのオン信号により前記ブレーキ電流の通電を開始するようにしてもよい。
この場合、電磁ブレーキの作動の解除は、ブレーキスイッチのオフだけでなくアクセルセンサのオン信号を必要とするため、例えば、ブレーキペダルを踏むだけでは電磁ブレーキの作動は解除されることがない。 In the electromagnetic brake control method, the controller may start energization of the brake current in response to a brake switch OFF signal and an accelerator sensor ON signal.
In this case, since the release of the operation of the electromagnetic brake requires not only the brake switch OFF but also the accelerator sensor ON signal, the operation of the electromagnetic brake is not released only by stepping on the brake pedal, for example.

また、本発明は、回転電機を制動する電磁ブレーキと、電源から前記電磁ブレーキへブレーキ電流を供給するブレーキ電流回路と、前記ブレーキ電流回路におけるブレーキ電流の通電と遮断を切り換えるリレーと、前記リレーをサージ電圧から保護する保護回路と、前記ブレーキ電流を制御する電流制御手段と、前記リレーおよび前記電流制御手段を制御するコントローラと、を備え、前記ブレーキ電流の通電により前記電磁ブレーキの作動を解除し、前記ブレーキ電流の遮断により前記電磁ブレーキを作動させる電磁ブレーキ制御装置において、前記コントローラは、前記コントローラと接続されたブレーキスイッチがオンになったとき前記ブレーキ電流の通電を開始し、前記ブレーキ電流の通電開始から前記ブレーキ電流を上昇させて前記電磁ブレーキの作動を解除し、前記ブレーキ電流が予め設定した目標電流値に達した後又は前記ブレーキ電流の通電開始から予め設定した設定時間が経過した後、前記ブレーキ電流を前記電磁ブレーキの作動の解除を継続可能とする予め設定した設定電流値まで低下させ、前記ブレーキ電流を前記設定電流値に保つことを特徴とする。   The present invention also provides an electromagnetic brake that brakes the rotating electrical machine, a brake current circuit that supplies a brake current from a power source to the electromagnetic brake, a relay that switches on and off of the brake current in the brake current circuit, and the relay A protection circuit for protecting against a surge voltage; current control means for controlling the brake current; and a controller for controlling the relay and the current control means; and releasing the operation of the electromagnetic brake by energization of the brake current. In the electromagnetic brake control device that operates the electromagnetic brake by cutting off the brake current, the controller starts energization of the brake current when a brake switch connected to the controller is turned on, Before starting energization, increase the brake current before After the operation of the electromagnetic brake is canceled and the brake current reaches a preset target current value or after a preset time has elapsed since the start of energization of the brake current, the brake current is The brake current is maintained at the set current value by lowering to a preset set current value at which the release can be continued.

本発明によれば、モータの通電電流に依存することがないほか、ブレーキ電流をオン、オフさせるリレーの保護と省電力化を可能とする電磁ブレーキ制御方法および電磁ブレーキ制御装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electromagnetic brake control method and an electromagnetic brake control device that do not depend on the energization current of a motor, and that can protect a relay that turns on and off a brake current and save power. it can.

本発明の実施形態に係る電磁ブレーキ制御装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the electromagnetic brake control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電磁ブレーキ制御装置のブレーキ電流と時間との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the brake current of the electromagnetic brake control apparatus which concerns on embodiment of this invention, and time. 別例に係る電磁ブレーキ制御装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the electromagnetic brake control apparatus which concerns on another example.

以下、本発明の実施形態に係る電磁ブレーキ制御装置および電磁ブレーキ制御方法について図面を参照して説明する。本実施形態の電磁ブレーキ制御装置は、産業車両としての電動フォークリフトに適用した例である。特に、ブレーキペダルの踏み込みにより電磁ブレーキの作動が解除されるリーチフォークリフトに適用した電磁ブレーキ制御装置および電磁ブレーキ制御方法の例である。   Hereinafter, an electromagnetic brake control device and an electromagnetic brake control method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The electromagnetic brake control device of this embodiment is an example applied to an electric forklift as an industrial vehicle. In particular, it is an example of an electromagnetic brake control device and an electromagnetic brake control method applied to a reach forklift in which the operation of the electromagnetic brake is released when the brake pedal is depressed.

図１に示す電磁ブレーキ制御装置１０の電気的構成について説明する。電磁ブレーキ制御装置１０は、回転電機としての電動モータ１１を制動する電磁ブレーキ１２を備えている。電磁ブレーキ１２は、電動モータ１１と機械的に連結されている。電磁ブレーキ１２が作動している状態（ブレーキオン）では電動モータ１１は制動され、電磁ブレーキ１２が作動されない解除の状態（ブレーキオフ）では、電動モータ１１は駆動可能である。図示はしないが電磁ブレーキ１２はコイル成分であるソレノイドを有している。   The electrical configuration of the electromagnetic brake control device 10 shown in FIG. 1 will be described. The electromagnetic brake control device 10 includes an electromagnetic brake 12 that brakes an electric motor 11 as a rotating electric machine. The electromagnetic brake 12 is mechanically connected to the electric motor 11. The electric motor 11 is braked when the electromagnetic brake 12 is activated (brake on), and the electric motor 11 can be driven when the electromagnetic brake 12 is released (brake off). Although not shown, the electromagnetic brake 12 has a solenoid that is a coil component.

電磁ブレーキ１２は、ブレーキ電流回路１３により電源としてのバッテリ１４と接続されている。バッテリ１４はブレーキ電流回路を１３介して電磁ブレーキ１２にブレーキ電流を供給する。バッテリ１４は直流電力を蓄えることが可能であり、充放電可能な二次電池である。ブレーキ電流回路１３では、ダイオード１５が電磁ブレーキ１２と並列接続されている。ダイオード１５はブレーキ電流の通電により電磁ブレーキ１２のコイル成分であるソレノイドに蓄えられた電磁エネルギーを吸収するフライホイールダイオードである。ブレーキ電流はバッテリ１４から電磁ブレーキ１２へ通電される電流である。   The electromagnetic brake 12 is connected to a battery 14 as a power source by a brake current circuit 13. The battery 14 supplies a brake current to the electromagnetic brake 12 through the brake current circuit 13. The battery 14 is a secondary battery that can store DC power and can be charged and discharged. In the brake current circuit 13, a diode 15 is connected in parallel with the electromagnetic brake 12. The diode 15 is a flywheel diode that absorbs electromagnetic energy stored in a solenoid that is a coil component of the electromagnetic brake 12 when a brake current is applied. The brake current is a current that is supplied from the battery 14 to the electromagnetic brake 12.

ブレーキ電流回路１３は、ブレーキ電流回路１３におけるブレーキ電流の通電と遮断を切り換えるリレーとしての第１スイッチング素子１６を備えている。第１スイッチング素子１６は半導体リレーであり、具体的には、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。第１スイッチング素子１６のオン・オフのスイッチング動作により、ブレーキ電流回路１３におけるブレーキ電流の通電と遮断を切り換えが行われる。第１スイッチング素子１６はコントローラ１７と接続されており、コントローラ１７は、第１スイッチング素子をオン・オフのスイッチング動作をさせるための駆動電圧を第１スイッチング素子１６のゲート端子に出力する。ブレーキ電流が電磁ブレーキ１２に通電されることにより電磁ブレーキ１２は解除され、電動モータ１１の制動は解除される。ブレーキ電流が遮断されることにより、電磁ブレーキ１２は作動され、電動モータ１１は制動される。   The brake current circuit 13 includes a first switching element 16 serving as a relay that switches between energization and interruption of the brake current in the brake current circuit 13. The first switching element 16 is a semiconductor relay, specifically, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). By switching the first switching element 16 on and off, the brake current circuit 13 is switched between energization and interruption. The first switching element 16 is connected to the controller 17, and the controller 17 outputs a drive voltage for causing the first switching element to perform an on / off switching operation to the gate terminal of the first switching element 16. When the brake current is applied to the electromagnetic brake 12, the electromagnetic brake 12 is released and the braking of the electric motor 11 is released. When the brake current is interrupted, the electromagnetic brake 12 is operated and the electric motor 11 is braked.

第１スイッチング素子１６と並列に保護回路１８が接続されている。保護回路１８は、第１スイッチング素子１６によるスイッチング動作の際に発生するサージ電圧から第１スイッチング素子１６を保護するための回路である。保護回路１８は、具体的には、ツェナーダイオード又はバリスタが用いられている。   A protection circuit 18 is connected in parallel with the first switching element 16. The protection circuit 18 is a circuit for protecting the first switching element 16 from a surge voltage generated during the switching operation by the first switching element 16. Specifically, a Zener diode or a varistor is used for the protection circuit 18.

ブレーキ電流回路１３は、電流制御手段としての第２スイッチング素子１９を備えている。第２スイッチング素子１９はコントローラ１７と接続されており、電磁ブレーキ１２へ通電するブレーキ電流をデューティ制御する。具体的には、第２スイッチング素子１９は、コントローラ１７から第２スイッチング素子１９のゲート端子へ出力されるＰＷＭ信号に基づいてオン・オフのスイッチング動作を行う。ブレーキ電流の通電のオン・オフのスイッチング動作におけるデューティ比はオンの時間割合である。コントローラ１７は電磁ブレーキ１２へ通電されるブレーキ電流が必要な電流値となるようにデューティ比を決定する。   The brake current circuit 13 includes a second switching element 19 as current control means. The second switching element 19 is connected to the controller 17 and duty-controls the brake current energized to the electromagnetic brake 12. Specifically, the second switching element 19 performs an on / off switching operation based on a PWM signal output from the controller 17 to the gate terminal of the second switching element 19. The duty ratio in the on / off switching operation of applying the brake current is the on-time ratio. The controller 17 determines the duty ratio so that the brake current supplied to the electromagnetic brake 12 becomes a necessary current value.

ところで、コントローラ１７は、ブレーキペダル（図示せず）に設けたブレーキペダルスイッチ２０と接続されている。ブレーキペダルはフォークリフトの運転席の床面に設けられている。ブレーキペダルスイッチ２０のオン信号・オフ信号はコントローラ１７へ伝達される。ブレーキペダルが踏み込まれてブレーキペダルスイッチ２０からのオン信号がコントローラ１７に伝達されると、コントローラ１７は第１スイッチング素子１６および第２スイッチング素子１９を制御し、ブレーキ電流を電磁ブレーキ１２に通電する。電磁ブレーキ１２へのブレーキ電流の通電により、電磁ブレーキ１２は解除される。コントローラ１７は、電磁ブレーキ１２の作動の解除に必要なブレーキ電流を得るために必要なデューティ比を決定し、第２スイッチング素子１９はＰＷＭ信号に基づくデューティ制御によりブレーキ電流の電流値を制御する。   Incidentally, the controller 17 is connected to a brake pedal switch 20 provided on a brake pedal (not shown). The brake pedal is provided on the floor of the driver's seat of the forklift. The on / off signal of the brake pedal switch 20 is transmitted to the controller 17. When the brake pedal is depressed and an on signal from the brake pedal switch 20 is transmitted to the controller 17, the controller 17 controls the first switching element 16 and the second switching element 19 to energize the electromagnetic brake 12 with the brake current. . The electromagnetic brake 12 is released by applying a brake current to the electromagnetic brake 12. The controller 17 determines a duty ratio necessary for obtaining a brake current necessary for releasing the operation of the electromagnetic brake 12, and the second switching element 19 controls the current value of the brake current by duty control based on the PWM signal.

逆に、ブレーキペダルの踏み込みが解除されてブレーキペダルスイッチ２０からのオフ信号がコントローラ１７に伝達されると、コントローラ１７は第１スイッチング素子１６を制御し、電磁ブレーキ１２へのブレーキ電流の通電を遮断する。電磁ブレーキ１２へのブレーキ電流の通電の遮断により、電磁ブレーキ１２は作動されて電動モータ１１を制動する。   Conversely, when the depression of the brake pedal is released and the off signal from the brake pedal switch 20 is transmitted to the controller 17, the controller 17 controls the first switching element 16 to energize the electromagnetic brake 12 with a brake current. Cut off. The electromagnetic brake 12 is actuated to brake the electric motor 11 by cutting off the supply of the brake current to the electromagnetic brake 12.

コントローラ１７は、アクセルレバー（図示せず）に設けたアクセルセンサ２１と接続されている。アクセルレバーはフォークリフトの運転席に設けられている。アクセルセンサ２１は、アクセルレバーの操作量に応じた信号をコントローラ１７へ伝達する。アクセルレバーの位置がフォークリフトを前進させる位置（以下「前進位置」）および後進させる位置（以下「後進位置」）に操作されている場合には操作量に応じた信号を発信する。アクセルレバーが中立位置に位置させるときに信号は発進されない。   The controller 17 is connected to an accelerator sensor 21 provided on an accelerator lever (not shown). The accelerator lever is provided in the driver's seat of the forklift. The accelerator sensor 21 transmits a signal corresponding to the operation amount of the accelerator lever to the controller 17. When the position of the accelerator lever is operated to a position for moving the forklift forward (hereinafter referred to as “forward position”) and a position for moving backward (hereinafter referred to as “reverse position”), a signal corresponding to the operation amount is transmitted. No signal is launched when the accelerator lever is positioned in the neutral position.

本実施形態では、ブレーキペダルが踏み込まれ、かつ、アクセルレバーが前進位置又は後進位置に操作されているときに、コントローラ１７がブレーキ電流を電磁ブレーキ１２へ通電するように設定されている。従って、アクセルレバーを前進位置又は後進位置となるように操作せず、ブレーキペダルを踏み込んだだけでは、ブレーキ電流は電磁ブレーキ１２へ通電されない。また、アクセルレバーを中立位置に戻すだけでは、ブレーキ電流の通電は遮断されず、アクセルレバーが中立位置に位置するとともにブレーキペダルの踏む込みが解除された場合にブレーキ電流の通電が遮断されるように設定されている。   In the present embodiment, the controller 17 is set so that the brake current is supplied to the electromagnetic brake 12 when the brake pedal is depressed and the accelerator lever is operated to the forward position or the reverse position. Therefore, the brake current is not energized to the electromagnetic brake 12 only by depressing the brake pedal without operating the accelerator lever to the forward position or the reverse position. Also, simply returning the accelerator lever to the neutral position does not cut off the brake current, but the brake current is cut off when the accelerator lever is in the neutral position and the brake pedal is released. Is set to

次に、本実施形態に係る電磁ブレーキ制御方法について説明する。フォークリフトは予め停止している状態である。オペレータが搭乗してブレーキペダルを踏み込み、アクセルレバーを前進位置へ操作すると、コントローラ１７と接続されたブレーキペダルスイッチ２０がオンになり、アクセルレバーの操作量に応じたアクセルセンサ２１の信号がコントローラ１７に伝達される。   Next, the electromagnetic brake control method according to this embodiment will be described. The forklift is stopped in advance. When the operator gets on, depresses the brake pedal, and operates the accelerator lever to the forward position, the brake pedal switch 20 connected to the controller 17 is turned on, and the signal of the accelerator sensor 21 corresponding to the operation amount of the accelerator lever is sent to the controller 17. Is transmitted to.

ブレーキペダルスイッチ２０のオン信号とアクセルセンサ２１の信号がコントローラ１７に伝達されたとき、コントローラ１７は、第１スイッチング素子１６を制御してブレーキ電流の通電を開始するとともに、ＰＷＭ信号により第２スイッチング素子１９を制御する。第２スイッチング素子１９は、ＰＷＭ信号に基づくデューティ制御により電磁ブレーキ１２へ通電するブレーキ電流を通電開始Ｔ０から上昇させる。図２に示すように、ブレーキ電流の通電開始Ｔ０から時間Ｔ１までブレーキ電流が上昇すると、ブレーキ電流の上昇過程にて電磁ブレーキ１２の作動が解除される電流値ＩＡを超え、電磁ブレーキ１２の作動が解除される。電磁ブレーキ１２の作動が解除されることによりフォークリフトはアクセルレバーの操作量に応じた速度にて走行を開始する。時間Ｔ１ではブレーキ電流が予め設定した目標電流値Ｉ１に達する。   When the ON signal of the brake pedal switch 20 and the signal of the accelerator sensor 21 are transmitted to the controller 17, the controller 17 controls the first switching element 16 to start energization of the brake current and performs the second switching by the PWM signal. The element 19 is controlled. The 2nd switching element 19 raises the brake current energized to electromagnetic brake 12 by duty control based on a PWM signal from energization start T0. As shown in FIG. 2, when the brake current increases from the start of energization T0 of the brake current to the time T1, it exceeds the current value IA at which the operation of the electromagnetic brake 12 is canceled in the process of increasing the brake current, and the operation of the electromagnetic brake 12 Is released. When the operation of the electromagnetic brake 12 is released, the forklift starts traveling at a speed corresponding to the operation amount of the accelerator lever. At time T1, the brake current reaches a preset target current value I1.

ブレーキ電流が予め設定した目標電流値Ｉ１に達した後は、ブレーキ電流は増減せず時間Ｔ２まで目標電流値Ｉ１を保つ。コントローラ１７には、通電開始Ｔ０から時間Ｔ２までの時間が設定時間Ｐ０として予め設定されて記憶されている。従って、設定時間Ｐ０が経過して時間Ｔ２に達するとコントローラ１７の指令によりブレーキ電流は低下し始め、時間Ｔ３に達するまで低下する。時間Ｔ３に達すると、ブレーキ電流は電流値Ｉ２まで低下しているが、電流値Ｉ２は電磁ブレーキ１２の作動の解除を継続可能とする下限の電流値ＩＢより高い。このため、電磁ブレーキ１２の解除は維持される。時間Ｔ３以降、ブレーキ電流は電流値Ｉ２に保つ。電流値Ｉ２は、電磁ブレーキ１２の作動の解除を継続可能とする予め設定した設定電流値に相当する。電磁ブレーキ１２の作動を解除後に解除を継続する下限の電流値ＩＢは、電磁ブレーキ１２の作動を解除する電流値ＩＡより小さい。電流値Ｉ２は電流値ＩＢより高ければ、電流値ＩＡより低くてもよい。因みに、本実施形態では、設定電流値Ｉ２は目標電流値Ｉ１の約１／３である。   After the brake current reaches the preset target current value I1, the brake current does not increase or decrease, and the target current value I1 is maintained until time T2. In the controller 17, the time from the energization start T0 to the time T2 is preset and stored as the set time P0. Therefore, when the set time P0 elapses and time T2 is reached, the brake current starts to decrease according to a command from the controller 17 and decreases until time T3 is reached. When the time T3 is reached, the brake current decreases to the current value I2, but the current value I2 is higher than the lower limit current value IB that allows the release of the operation of the electromagnetic brake 12 to be continued. For this reason, the release of the electromagnetic brake 12 is maintained. After time T3, the brake current is maintained at the current value I2. The current value I2 corresponds to a preset current value that allows the release of the operation of the electromagnetic brake 12 to be continued. The lower limit current value IB for continuing the release after releasing the operation of the electromagnetic brake 12 is smaller than the current value IA for releasing the operation of the electromagnetic brake 12. The current value I2 may be lower than the current value IA as long as it is higher than the current value IB. Incidentally, in the present embodiment, the set current value I2 is about 1/3 of the target current value I1.

図２では、通電開始Ｔ０から時間Ｔ３までの期間Ｐ１と、時間Ｔ３以降の期間Ｐ２が設定されている。期間Ｐ１は、電磁ブレーキ１２の仕様に依るものの１秒〜数秒で設定可能であり、本実施形態では約１秒に設定されている。期間Ｐ２はアクセルレバーやブレーキペダルの操作の有無に応じて変動し、ブレーキペダルが踏み込まれている限り継続する。コントローラ１７には、期間Ｐ１が予め記憶されている。コントローラ１７は、ブレーキ電流の通電開始Ｔ０から電流値Ｉ２に低下するまでの間である期間Ｐ１では、第１スイッチング素子１６によるブレーキ電流の遮断を禁止し、期間Ｐ２では、第１スイッチング素子１６によるブレーキ電流の遮断を許可する。従って、期間Ｐ１では電磁ブレーキ１２の解除が継続されるため、電動モータ１１の制動は不可能である。   In FIG. 2, a period P1 from the energization start T0 to the time T3 and a period P2 after the time T3 are set. The period P1 can be set from 1 second to several seconds depending on the specifications of the electromagnetic brake 12, and is set to about 1 second in this embodiment. The period P2 varies depending on whether the accelerator lever or the brake pedal is operated, and continues as long as the brake pedal is depressed. The controller 17 stores a period P1 in advance. The controller 17 prohibits the breaking of the brake current by the first switching element 16 in the period P1 that is from the start of energization T0 of the brake current to the current value I2, and the first switching element 16 in the period P2. Allow the brake current to be cut off. Therefore, since the release of the electromagnetic brake 12 is continued in the period P1, the braking of the electric motor 11 is impossible.

期間Ｐ１におけるブレーキ電流は、設定電流値である電流値Ｉ２より殆ど高い電流値となっている。因みに、ブレーキ電流が高い電流値の状態でブレーキ電流を遮断すると、第１スイッチング素子１６、コントローラ１７および保護回路１８に過度の発熱が生じてしまうおそれがある。そのため、コントローラ１７が期間Ｐ１ではブレーキ電流の遮断を禁止し、期間Ｐ２にてブレーキ電流の遮断を許可するように設定されている。なお、期間Ｐ１はフォークリフトの停止状態から走行開始のタイミングにあり、走行開始直後の低速時に電磁ブレーキ１２を作動する必要性は殆どない。期間Ｐ１は約１秒であるため、期間Ｐ１経過直後の期間Ｐ２にてブレーキ電流の遮断を行うことで十分であると考えられる。さらに言うと、期間Ｐ１において電動モータ１１の制動を必要とする場合、電動モータ１１の回生による制動力を利用することが可能である。   The brake current in the period P1 has a current value almost higher than the current value I2 that is the set current value. Incidentally, if the brake current is cut off in a state where the brake current is high, excessive heat may be generated in the first switching element 16, the controller 17 and the protection circuit 18. Therefore, the controller 17 is set to prohibit the breaking of the brake current in the period P1, and to permit the breaking of the brake current in the period P2. Note that the period P1 is at the start timing of travel from the stop state of the forklift, and there is almost no need to operate the electromagnetic brake 12 at a low speed immediately after the start of travel. Since the period P1 is about 1 second, it is considered sufficient to cut off the brake current in the period P2 immediately after the period P1 has elapsed. Furthermore, when braking of the electric motor 11 is required in the period P1, it is possible to use the braking force due to regeneration of the electric motor 11.

本実施形態の電磁ブレーキ制御装置１０および電磁ブレーキ制御方法によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）ブレーキ電流が通電開始され、ブレーキ電流の上昇時に電磁ブレーキ１２の作動が解除される。電磁ブレーキ１２の作動が解除され、予め設定した設定時間Ｐ０の時間の経過後に、ブレーキ電流は予め設定した設定電流値Ｉ２まで低下され、設定電流値Ｉ２に保たれる。設定電流値Ｉ２は、電磁ブレーキ１２の作動の解除が継続可能な電流値である。設定電流値Ｉ２は、目標電流値Ｉ１と比較して低い。このことから、設定電流値Ｉ２に保たれる状態から電磁ブレーキ１２の作動のためにブレーキ電流の通電を遮断しても、サージ電圧は抑制されて第１スイッチング素子１６を過度の加熱から保護しやすくなるほか、保護回路１８における発熱を防止することができる。また、ブレーキ電流は、電動モータ１１の通電電流に依存することがない。また、設定電流値Ｉ２が目標電流値Ｉ１と比べて約１／３であることから省電力化を実現している。 According to the electromagnetic brake control device 10 and the electromagnetic brake control method of the present embodiment, the following operational effects are obtained.
(1) Energization of the brake current is started, and the operation of the electromagnetic brake 12 is released when the brake current increases. After the operation of the electromagnetic brake 12 is released and the preset time P0 elapses, the brake current is lowered to the preset set current value I2 and maintained at the preset current value I2. The set current value I2 is a current value at which the release of the operation of the electromagnetic brake 12 can be continued. The set current value I2 is lower than the target current value I1. Therefore, even if the brake current is cut off for the operation of the electromagnetic brake 12 from the state where the set current value I2 is maintained, the surge voltage is suppressed and the first switching element 16 is protected from excessive heating. Besides this, heat generation in the protection circuit 18 can be prevented. Further, the brake current does not depend on the energization current of the electric motor 11. Further, since the set current value I2 is about 1/3 as compared with the target current value I1, power saving is realized.

（２）コントローラ１７は、ブレーキ電流の通電開始Ｔ０から設定電流値Ｉ２に低下するまでの間では、第１スイッチング素子１６によるブレーキ電流の遮断を禁止する。従って、ブレーキ電流が設定電流値Ｉ２よりも高い電流値のときに、ブレーキ電流の遮断ができないため、第１スイッチング素子１６を確実に保護することができる。 (2) The controller 17 prohibits the brake current from being interrupted by the first switching element 16 until the brake current is reduced to the set current value I2 from the start of energization T0 of the brake current. Therefore, since the brake current cannot be interrupted when the brake current is higher than the set current value I2, the first switching element 16 can be reliably protected.

（３）コントローラ１７は、設定時間Ｐ０の経過後、ブレーキ電流を予め設定した設定電流値Ｉ２まで低下させる。通電開始Ｔ０から時間Ｔ２までの時間が経過するまでにブレーキ電流は、電磁ブレーキ１２の作動を解除する電流値ＩＡまで上昇するから、電流値を検出して確認することなく電磁ブレーキ１２の作動を確実に解除することができる。 (3) After the set time P0 has elapsed, the controller 17 reduces the brake current to a preset set current value I2. The brake current rises to the current value IA that releases the operation of the electromagnetic brake 12 by the time from the start of energization T0 to the time T2, so that the operation of the electromagnetic brake 12 can be performed without detecting and checking the current value. It can be released reliably.

（４）コントローラ１７は、ブレーキペダルスイッチ２０のオフおよびアクセルセンサ２１のオン信号によりブレーキ電流の通電を開始する。このため、電磁ブレーキ１２の作動の解除は、ブレーキペダルスイッチ２０のオフだけでなくアクセルセンサ２１のオン信号を必要とするため、例えば、単にブレーキペダルを踏むだけでは電磁ブレーキ１２の作動は解除されることがない。 (4) The controller 17 starts energization of the brake current when the brake pedal switch 20 is turned off and the accelerator sensor 21 is turned on. For this reason, the release of the operation of the electromagnetic brake 12 requires not only the brake pedal switch 20 to be turned off but also the accelerator sensor 21 on signal. For example, the operation of the electromagnetic brake 12 is released simply by stepping on the brake pedal. There is nothing to do.

（５）電磁ブレーキ１２へ通電されるブレーキ電流は、電動モータ１１に通電されるモータ電流に依存されない。このため、モータ電流の低下によって電磁ブレーキ１２が電動モータ１１を制動することはなく、モータ電流の低下による意図しない急停止を防止することができる。 (5) The brake current supplied to the electromagnetic brake 12 does not depend on the motor current supplied to the electric motor 11. For this reason, the electromagnetic brake 12 does not brake the electric motor 11 due to a decrease in the motor current, and an unintended sudden stop due to a decrease in the motor current can be prevented.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the invention. For example, the following modifications may be made.

○ 上記の実施形態では、リレーとして半導体リレーであるスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）を用いたが、リレーは半導体リレーに限定されない。例えば、図３に示す変形例のように、機械式のリレー３１を用いてもよい。この場合、リレー３１の接点の開閉を制御するスイッチ回路３２を設ければよい。コントローラ１７は、ブレーキスイッチの信号およびアクセルセンサの信号に基づいてスイッチ回路３２を制御する。これにより、半導体リレーを用いた実施形態の場合と同等の作用効果を奏する。また、半導体リレーを用いる場合、リレーはＭＯＳＦＥＴの代わりにＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いてもよい。
○ 上記の実施形態では、コントローラが、予め設定した設定時間（通電開始Ｔ０から時間Ｔ２までの時間Ｐ０）が経過した後、ブレーキ電流を電磁ブレーキの作動の解除を継続可能とする予め設定した設定電流値まで低下させるとしたが、この限りではない。例えば、ブレーキ電流の目標電流値を設定しておき、ブレーキ電流が予め設定した目標電流値に達した後、ブレーキ電流を電磁ブレーキの作動の解除を継続可能とする予め設定した設定電流値まで低下させてもよい。
○ 上記の実施形態では、コントローラは、ブレーキスイッチのオフおよびアクセルセンサのオン信号によりブレーキ電流の通電を開始するとしたがこの限りではない。コントローラは、例えば、ブレーキスイッチのオン信号によりブレーキ電流の通電を開始してもよい。
○ 上記の実施形態では、電流制御手段としてスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）を用いたが、ＭＯＳＦＥＴの代わりにＩＧＢＴを用いてもよい。 In the above embodiment, a switching element (MOSFET) that is a semiconductor relay is used as a relay, but the relay is not limited to a semiconductor relay. For example, a mechanical relay 31 may be used as in the modification shown in FIG. In this case, a switch circuit 32 that controls the opening and closing of the contacts of the relay 31 may be provided. The controller 17 controls the switch circuit 32 based on the brake switch signal and the accelerator sensor signal. Thereby, there exists an effect equivalent to the case of embodiment using a semiconductor relay. When a semiconductor relay is used, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) may be used instead of the MOSFET.
In the above-described embodiment, the controller sets the preset brake current so that the release of the electromagnetic brake can be continued after a preset set time (the time P0 from the energization start T0 to the time T2) has elapsed. The current value is reduced, but this is not the case. For example, the target current value of the brake current is set, and after the brake current reaches the preset target current value, the brake current is reduced to the preset set current value that allows the release of the electromagnetic brake operation to be continued. You may let them.
In the above embodiment, the controller starts energization of the brake current by turning off the brake switch and turning on the accelerator sensor, but this is not restrictive. For example, the controller may start energization of the brake current by an on signal of the brake switch.
In the above embodiment, the switching element (MOSFET) is used as the current control unit, but an IGBT may be used instead of the MOSFET.

１０ 電磁ブレーキ制御装置
１１ 電動モータ
１２ 電磁ブレーキ
１３ ブレーキ電流回路
１４ バッテリ（電源）
１５ ダイオード
１６ 第１スイッチング素子（リレー）
１７ コントローラ
１８ 保護回路
１９ 第２スイッチング素子（電流制御手段）
２０ ブレーキペダルスイッチ
２１ アクセルセンサ
３１ リレー（機械式）
３２ スイッチ回路
Ｔ０ 通電開始
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 時間
Ｉ１ 電流値（目標電流値）
Ｉ２ 電流値（設定電流値）
ＩＡ、ＩＢ 電流値
Ｐ０ 期間（設定時間）
Ｐ１、Ｐ２ 期間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electromagnetic brake control apparatus 11 Electric motor 12 Electromagnetic brake 13 Brake current circuit 14 Battery (power supply)
15 Diode 16 First switching element (relay)
17 controller 18 protection circuit 19 second switching element (current control means)
20 Brake pedal switch 21 Accelerator sensor 31 Relay (mechanical)
32 Switch circuit T0 Energization start T1, T2, T3 Time I1 Current value (target current value)
I2 Current value (set current value)
IA, IB Current value P0 Period (set time)
P1, P2 period

Claims (5)

回転電機を制動する電磁ブレーキと、
電源から前記電磁ブレーキへブレーキ電流を供給するブレーキ電流回路と、
前記ブレーキ電流回路におけるブレーキ電流の通電と遮断を切り換えるリレーと、
前記リレーをサージ電圧から保護する保護回路と、
前記ブレーキ電流を制御する電流制御手段と、
前記リレーおよび前記電流制御手段を制御するコントローラと、を備え、
前記ブレーキ電流の通電により前記電磁ブレーキの作動を解除し、前記ブレーキ電流の遮断により前記電磁ブレーキを作動させる電磁ブレーキ制御方法において、
前記コントローラと接続されたブレーキスイッチがオンになったとき前記ブレーキ電流の通電を開始し、
前記ブレーキ電流の通電開始から前記ブレーキ電流を上昇させて前記電磁ブレーキの作動を解除し、
前記ブレーキ電流が予め設定した目標電流値に達した後又は前記ブレーキ電流の通電開始から予め設定した設定時間が経過した後、
前記ブレーキ電流を前記電磁ブレーキの作動の解除を継続可能とする予め設定した設定電流値まで低下させ、
前記ブレーキ電流を前記設定電流値に保つことを特徴とする電磁ブレーキ制御方法。 An electromagnetic brake that brakes the rotating electrical machine;
A brake current circuit for supplying a brake current from a power source to the electromagnetic brake;
A relay for switching between energization and interruption of the brake current in the brake current circuit;
A protection circuit for protecting the relay from surge voltage;
Current control means for controlling the brake current;
A controller for controlling the relay and the current control means,
In the electromagnetic brake control method of releasing the operation of the electromagnetic brake by energizing the brake current and operating the electromagnetic brake by cutting off the brake current,
When the brake switch connected to the controller is turned on, energization of the brake current is started,
Release the operation of the electromagnetic brake by increasing the brake current from the start of energization of the brake current,
After the brake current reaches a preset target current value or after a preset time has elapsed since the start of energization of the brake current,
Reducing the brake current to a preset set current value that allows the release of the electromagnetic brake to continue,
An electromagnetic brake control method characterized by maintaining the brake current at the set current value. 前記コントローラは、前記ブレーキ電流の通電開始から前記設定電流値に低下するまでの間では、前記リレーによる前記ブレーキ電流の遮断を禁止することを特徴とする請求項１記載の電磁ブレーキの制御方法。   2. The electromagnetic brake control method according to claim 1, wherein the controller prohibits interruption of the brake current by the relay from a start of energization of the brake current to a decrease to the set current value. 3. 前記コントローラは、前記設定時間の経過後、前記ブレーキ電流を予め設定した前記設定電流値まで低下させることを特徴とする請求項１又は２記載の電磁ブレーキ制御方法。   The electromagnetic brake control method according to claim 1, wherein the controller reduces the brake current to the preset set current value after the set time has elapsed. 前記コントローラは、ブレーキスイッチのオフおよびアクセルセンサのオン信号により前記ブレーキ電流の通電を開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電磁ブレーキ制御方法。   The electromagnetic brake control method according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller starts energization of the brake current in response to an off signal of a brake switch and an on signal of an accelerator sensor. 回転電機を制動する電磁ブレーキと、
電源から前記電磁ブレーキへブレーキ電流を供給するブレーキ電流回路と、
前記ブレーキ電流回路におけるブレーキ電流の通電と遮断を切り換えるリレーと、
前記リレーをサージ電圧から保護する保護回路と、
前記ブレーキ電流を制御する電流制御手段と、
前記リレーおよび前記電流制御手段を制御するコントローラと、を備え、
前記ブレーキ電流の通電により前記電磁ブレーキの作動を解除し、前記ブレーキ電流の遮断により前記電磁ブレーキを作動させる電磁ブレーキ制御装置において、
前記コントローラは、前記コントローラと接続されたブレーキスイッチがオンになったとき前記ブレーキ電流の通電を開始し、
前記ブレーキ電流の通電開始から前記ブレーキ電流を上昇させて前記電磁ブレーキの作動を解除し、
前記ブレーキ電流が予め設定した目標電流値に達した後又は前記ブレーキ電流の通電開始から予め設定した設定時間が経過した後、
前記ブレーキ電流を前記電磁ブレーキの作動の解除を継続可能とする予め設定した設定電流値まで低下させ、
前記ブレーキ電流を前記設定電流値に保つことを特徴とする電磁ブレーキ制御装置。 An electromagnetic brake that brakes the rotating electrical machine;
A brake current circuit for supplying a brake current from a power source to the electromagnetic brake;
A relay for switching between energization and interruption of the brake current in the brake current circuit;
A protection circuit for protecting the relay from surge voltage;
Current control means for controlling the brake current;
A controller for controlling the relay and the current control means,
In the electromagnetic brake control device that releases the operation of the electromagnetic brake by energizing the brake current and operates the electromagnetic brake by cutting off the brake current,
The controller starts energizing the brake current when a brake switch connected to the controller is turned on,
Release the operation of the electromagnetic brake by increasing the brake current from the start of energization of the brake current,
After the brake current reaches a preset target current value or after a preset time has elapsed since the start of energization of the brake current,
Reducing the brake current to a preset set current value that allows the release of the electromagnetic brake to continue,
An electromagnetic brake control device that maintains the brake current at the set current value.
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