KR0152301B1 - 산업용 자동차의 브레이크 회생 제동 제어방법 - Google Patents

산업용 자동차의 브레이크 회생 제동 제어방법

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Abstract

본 발명은 산업용 전동차 브레이크 회생 제동 제어방법에 관한 것으로, 종래의 기술은 브레이크 회생제동을 위한 제어수단이 없으므로 배터리 에너지 절감 측면에서 효율적이지 못하고, 전기적인 제동효과를 기대할 수 없고, 기계적인 마찰 충격으로 인한 승차감이 좋지 못한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 액셀레이터 마이크로 스위치(8)의 오프상태에 의해서 판독(단계50)과, 브레이크 마이크로 스위치(7)의 온 상태 판단(60)과, 이 브레이크 마이크로 스위치(7)가 온 상태가 아니라면 역행(力行)모드 수행(단계70)과, 상기 스위치(7)가 온 상태라면 중립상태 검출용 스위치(9)가 온(ON)상태인가를 판단(단계80)과. 전·후진 절환 마이크로 스위치(17,16) 판독(단계90)과, 전·후진 마그네틱 콘텍터(2) 절환 접속(단계100)과, 계자권선(F)을 통하여 흐르게 되는 계자 예비여자 전류의 공급(단계110)과, 발전전류에 의한 제동토크가 발생하는 발전제동모드(단계120)와, 예비 여자회로 소자(6)의 오프상태(단계130)와, 상기 발전전류가 배터리 양단으로 충전되는 회생모드(140)와, 회생모드가 가능한지를 판단(단계150)의 상기 단계들을 제공함으로써 전동차가 주행중에 브레이크 페달의 작동으로 주행모터의 양단에 발전된 전류를 배터리로 회생시키거나 제동토크를 발생하기 위한 수단을 이용하여 배터리의 충전효과를 높여 에너지 절감 및 부드러운 제동력 향상을 가져온다.

Description

산업용 자동차의 브레이크 회생 제동 제어방법
제1도는 본 발명에 따른 회로도.
제2 는 본 발명에 따른 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 초퍼용 트랜지스터(FET1)
2 : 마그네틱 콘텍터(전진 또는 후진 절환용)
3 : 예비여자 회로저항(RG) 4 : 직권 전기자권선
5 : 회생역행 절환 콘텍터 6 : 예비여자 회로소자(FET2)
7 : 브레이크 마이크로 스위치 8 : 액셀레이터 마이크로 스위치(AS1)
9 : 중립상태 검출용 마이크로 스위치(DS3)
10 : 브레이크 스위치 릴레이 코일
11 : 회생역행 절환 콘텍터 여자코일
12 : 전·후진 절환 콘텍터 구동용 TR
13 : 회생역행 콘텍터 구동용 TR
14 : 주 제어장치 15 : 브레이크 릴레이
16 : 후진 절환 마이크로 스위치 17 : 전진 절환 마이크로 스위치
18,19 : 전·후진 절환 콘텍터 여자코일
BATTERY : 48V 시스템 전원
본 발명은 산업용 자동차(배터리 포크리프트) 등의 전기차에 있어서 브레이크 회생 제동 제어방법에 관한 것이다.
종래의 기술은 브레이크 회생제동을 위한 제어수단이 없으므로 즉, 주행중에 일시적인 브레이크 상태에서 발생되는 관성에 의한 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 제어장치가 없으므로 배터리(battery) 에너지 절감 측면에서 효율적이지 못하며, 전기적인 제동효과를 기대할 수 없고, 기계적인 마찰 작업중에 충격으로 인한 승차감이 좋지 못한 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전기차에 있어서, 회생 제동제어장치를 이용하여 주행중 일시적인 브레이크 상태에서 전기에너지를 회생시켜 배터리를 충전하기 위한 산업용 전동차의 브레이크 회생 제동제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 첨부된 도면에 의거하여 그 상세한 설명을 한다.
먼저, 제1도는 본 발명에 의한 제어회로도를 나타낸 것으로서, 그 구성 및 동작을 설명한다.
이에 앞서, 회생역행의 의미는 부하에 동력을 전달하는 역행(力行)동작 상태에서 직권 전기자에 의한 유기 기전력을 배터리에 충전시키는 회생(回生)동작을 의미한다.
그 구성은 전·후진 절환콘텍터 구동용 트랜지스터(이하, TR이라함)(2), 후진절환 마이크로 스위치(16), 전진절환 마이크로 스위치(17), 전진 절환 콘텍터 여자코일(Magnetic Forward)(18), 후진 절환 콘텍터 여자코일(Magnetic Forward)(19)들로 구성된 전·후진방향 절환 수단(30)과, 브레이크 페달에 연결된 브레이크 마이크로 스위치(7), 브레이크 스위치 릴레이 코일(10), 브레이크 릴레이(15)와, 액셀레이터(accelator)에 연결된 액셀레이터 마이크로 스위치(8)와, 회생역행 콘텍터 구동용 TR(13), 회생역행 절환 콘텍터 여자코일(11) 및 회생역행 절환 콘텍터(15)로 이루어진 회생역행 절환수단(40)과, 초퍼(chopper)용 트랜지스터(1)의 펄스(pulse)를 제어하는 주 제어장치(14)인 제어수단의 주요부분으로 구성되었다.
다음에 상기 구성에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.
산업용 전동차의 한 예인 배터리 포크리프트는 전·후진방향 절환수단(30)에 의해 전진상태로 되는 경우와 브레이크 페달을 밟을 경우가 있다.
이때, 전진주행(역행) 상태에서 액셀레이터 마이크로 스위치(8)는 온(on) 상태를 유지하고, 다이오드(D1)을 통해 48V 전원이 공급되어 중립상태를 검출하기 위한 마이크로 스위치(DS3)(9)에 의해 역행 상태임을 주 제어장치(14)는 감지한다.
그리고, 전진절환 마이크로 스위치(17)의 접점에 의해 전진상태를 상기 주 제어장치(14)는 감지한다(제1도에 도시되지 않음).
상기 주 제어장치(14)는 전진절환 콘텍터 여자코일(MF)(18)을 여자(勵磁)시켜 마그네틱 콘텍터(magnetic contactor)를 전진 절환 시킨다.
이때, 회생역행 절환 콘텍터(5)도 역행(力行)상태인 접점을 닫는상태(close)로 유지하게 된다.
상기 초퍼용 트랜지스터(1)의 초퍼 타임(time)을 가변적으로 제어하여 직류직권 모터의 전기자권선(4)에 소정의 전류를 공급하여 배터리 포크리프트가 주행상태를 유지하도록 한다.
그러나, 상기 배터리 포크리프트에 탑승한 운전자가 전진 주행중에 액셀레이터 페달을 놓고, 브레이크 페달을 밟을 때 액셀레이터 마이크로 스위치(3)는 오프(off)상태를 유지하고, 회생역행 절환 콘텍터 여자코일(11)의 여자전류 및 전진절환 마이크로 스위치(17)에 의한 전진절환 콘텍터 여자코일(18)의 전류를 차단한다.
그리고, 브레이크 마이크로 스위치(7)에 의해 구동된 브레이크 릴레이(15) 접점을 통해 브레이크 온(brake on)신호를 주 제어장치(14)에 전달하고, 다이오드(D2)를 통해 중립상태 검출용 마이크로 스위치(9)에 의해 역행 상태를 판단한 후, 후진 절환 마이크로 스위치(16) 접점 위치에 따라 직권계자권선(F)의 극성을 절환하는 마그네틱 콘텍터(MG,MF)(2)에 의해 직권계자 권선(F)의 극성이 반전된다.
이때, 초퍼용 트랜지스터(1)와 예비여자 회로 소자인 트랜지스터(6)가 동시에 온(ON)상태를 소정의 설정기간동안에 유지하며, 직권 전기자권선(4)에 의해 발전된 전류가 전류검출기(CS;Current Sensor), 회생다이오드(D5), 휴즈(fuse)(20), 초퍼용 트랜지스터(1), 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(MR)(2), 직권계자권선(F), 다른 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(MR), 직권 전기자권선(4)으로 이루어진 폐회로를 따라 발전전류가 흐르므로, 이로 인한 제동토크(torque)가 발생하는 제동모드가 존재한다.
상기 설정기간의 경과후 초퍼용 트랜지스터(1)와 예비여자용 트랜지스터(6)를 동시에 오프 상태로 하면, 상기 폐회로로 따라 흐르던 발전전류(제동전류)는 인덕턴스(inductance)에 축적된 에너지를 전원으로 되돌리기 위한 플라이 휠 다이오드(fly wheel diode)(D3), 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(2), 직권계자권선(F), 나머지 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(2), 직권전기자권선(4), 전류검출수단인 전류검출기(CS), 회생다이오드(D5)를 통해 배터리(Battery) 양단으로 회생전류가 충전되는 회생모드가 발생하여 브레이크 회생제동 제어가 된다.
또한, 상기 회로도에서 플러깅 다이오드(D4)는 역행역전시에만 전기자로 플러깅(plugging)전류가 흐르도록 한다.
다음에, 제2도는 본 발명에 따른 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 배터리 포트리프트에 탑승한 운전자의 조작이 전진주행 상태인가 역행 상태인가를 액셀레이터 마이크로 스위치(8)의 오프(off)상태에 의해서 판독한다(단계50).
상기 액셀레이터 마이크로 스위치(8)가 오프 상태이므로 브레이크 마이크로 스위치(7)가 온(on) 상태인가를 판단(단계60)하여 온 상태가 아니면 현재의 역행모드에 따른 제어를 그대로 수행한다(단계70).
반면에, 브레이크 마이크로 스위치(7)가 온 상태이면 중립상태인가를 검출하기 위한 마이크로 스위치(9)에 의해 온 상태인가를 판단하여 역행상태임을 제어수단인 주 제어장치(14)가 감지함으로써 상기 역행모드를 수행하는 단계(71)로 귀환한다(단계80).
상기 중립상태 검출용 마이크로 스위치(9)가 온 상태가 아니면 주 제어장치(14)는 전진 절환 마이크로 스위치(17)(또는 후진 절환 마이크로 스위치(16)가 동작되었는가를 판독한다(단계90).
상기 전진 절환 마이크로 스위치(17)이거나 후진 절환 마이크로 스위치(16) 중 어느 하나에 상응하여 주 제어장치(14)는 전진(또는 후진) 절환 콘텍터 여자코일(18,19)을 여자시켜 계자권선의 극성을 절환하는 마그네틱 콘텍터(2)를 전진(또는 후진) 절환해서 접속한다(단계100).
이때, 주 제어장치(14)로부터 제공되는 소정의 제어신호를 응답하여 초퍼용 트랜지스터(1)의 초퍼 타임을 가변적으로 제어함으로써 후진(또는 전진)절환용 마그네틱 콘텍터(MR) 사이에 계자권선(F)을 통하여 흐르게 되는 계자 예비 여자전류의 양을 배터리 포크리프트의 속도에 적합하도록 공급한다(단계110).
그리고, 직권 전기자권선(4)에 의해 발전된 전류가 전류검출기(CS), 회생다이오드(D5), 휴즈(20), 초퍼용 트랜지스터(1), 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(2), 직권계자권선(F), 다른 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(MR), 직권 전기자권선(4)으로 이루어진 폐회로를 따라 발전전류가 흐르기 때문에 제동토크가 발생하는 발전제동모드가 존재한다(단계120).
소정 설정기간 경과후, 상기 초펴용 트랜지스터(1)와 예비여자 회로소자(FET2)(6)를 동시에 오프(OFF) 상태로 만든다(단계130).
상기 폐회로를 따라 흐르던 발전전류(제동전류)는 플라이 휠다이오드(fly wheel diode)(D3), 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(2), 직권계자권선(F), 다른 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(MR)(2), 직권 전기자권선(4), 전류 검출기(CS), 회생(regeneration) 다이오드(D5)를 통해 배터리 양단으로 회생전류가 충전되는 회생모드가 발생한다(단계140).
상기 전류검출기(CS)로부터 제공되는 플러깅(plugging) 다이오드(D4) 전류의 증분율이 소정의 설정치 이상이면 회생 가능한 것을 나타내는 것으로서, 회생가능하면 상기 회생모드가 발생되도록 하는 단계140으로 귀환하고, 반면에 회생 가능하지 않으면 상기 현재의 역행모드(70)를 그대로 수행한다(단계150).
이상과 같이 본 발명은 산업용 전동차에 브레이크 회생 제동 제어장치를 이용하여 주행중 일시적인 브레이크 상태에서 전기에너지를 회생시켜 배터리를 충전함으로써 배터리 수명 및 작업시간의 연장효과 외에 제동력을 향상시켜 운전자에 의한 브레이크 작동시에 향상된 제동효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

  1. 산업용 전동차에 탑승한 운전자의 조작이 주행상태인가를 액셀레이터 마이크로 스위치(8)의 오프 상태에 의해서 판독하는 단계(50)와. 상기 액셀레이터 마이크로 스위치(8)가 오프 상태이므로 브레이크 마이크로 스위치(7)가 온 상태인가를 판단(단계60)하여 온 상태가 아니면 현재의 역행(力行)모드에 따른 제어를 그대로 수행하는 단계(70)와, 상기 브레이크 마이크로 스위치(7)가 온 상태이면 중립상태 검출용 마이크로 스위치(9)에 의해 온 상태인가를 판단하여 역행(力行)상태임을 제어수단(14)이 감지함에 따라 상기 역행모드를 수행하는 단계(71)로 귀환하는 단계(80)와, 상기 중립상태 검출용 마이크로 스위치(9)가 온 상태가 아니면 제어수단(14)은 전진(또는 후진) 절환 마이크로 스위치(17,16)가 동작되었는가를 판독하는 단계(90)와, 상기 전진 및 후진 절환 마이크로 스위치(17,16) 중 어느 하나에 상응하여 제어수단(14)은 전진(또는 후진) 절환 콘텍터 여자코일(18,19)을 여자시켜 마그네틱 콘텍터(2)를 전진(또는 후진) 절환해서 접속하는 단계(100)와, 상기 제어수단(14)에 의해서 제공되는 소정의 제어신호에 응답하여 초퍼 타임을 가변적으로 제어하여 후진(또는 전진)절환용 마그네틱 콘텍터(MR,MF) 사이에 계자권선(F)을 통하여 흐르는 계자 예비 여자전류의 양을 산업용 전동차의 속도에 상응하게 공급하는 단계(110)와, 직권 전기자권선(4)에 의해 발전된 전류가 전류검출수단(CS), 회생다이오드(D6), 휴즈(20), 초퍼용 트랜지스터(1), 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(2), 직권계자권선(F), 초퍼용 트랜지스터(1), 나머지 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(MR)(2), 직권 전기자권선(4)으로 이루어진 폐회로를 따라 흐르는 발전전류로 제동토크가 발생하여 발전제동모드가 존재하는 단계(120)와, 소정 설정기간 경과후 상기 초펴용 트랜지스터(1)와 예비여자 회로소자(6)를 동시에 오프 상태로 만드는 단계(130)와, 상기 폐회로의 발전전류는 플라이 휠다이오드(D3), 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(2), 직권 계자권선(F), 나머지 후진 절환용 마그네틱 콘텍터(MR)(2), 직권 전기자권선(4), 전류 검출수단(CS), 회생다이오드(D6)를 통해 배터리 양단으로 회생전류가 충전되는 회생모드가 발생하는 단계(140)와, 상기 전류검출수단(CS)로부터 제공되는 플러깅 다이오드(D4) 전류의 증분율이 소정의 설정치 이상이면 회생 가능하면 상기 회생모드(단계140)으로 진행하고, 회생 가능하지 않으면 상기 현재의 역행모드(단계70)을 그대로 수행하는 단계(150)를 포함하는 산업용 자동차의 브레이크 회생 제동 제어방법.
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