JPS61150691A - 交流モ−タ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、交流モータを正逆転制御できる交流モータ制
御装置に係り、特にフｔ−クリフト等の車両に適用する
のに最適な交流モータ制御装置に関するものである。

（発明の背景） 従来のこの種の装置においては以下のようにして交流モ
ータの制御が行なわれていた（例えば特開昭５９−１２
２７０３号）。

第２図において誘導モータ１０は車両の走行駆動源とさ
れており、インバータブリッジ１２から供給された三相
交流の駆動電流により駆動されている。

このインバータブリッジ１２は車載のバッテリ１４から
供給された直流電流を三相交流の駆動電流に変換でき、
そのＰＷＭインバータ動作はインバータ制御回路１６に
より制御されている。

インバータ制御回路１６はすべり周波数制御形のもので
、アクセルペダル踏込み量検出器１８で得られたトルク
指令Ｔ８・に応じて誘導モータ１６のすべりを例えば第
３図においてＯ−Ａの範囲で制御することにより誘導モ
ータ１０の発生トルクＴを同図の特性１００のように制
御できる。

また制動時にはブレーキペダル踏込み量検出器２０の検
出信号がマイナスのトルク指令−Ｔ８としてインバータ
制御回路１６で利用される。

このマイナストルク指令−Ｔ８によりインバータ制御回
路１６においてマイナスのすべり周波数指令が生成され
、これに従いインバータブリッジ１２のインバータ動作
が制御されることにより誘導モータ１０においてマイナ
ストルクが発生し、その回生制動が行なわれる。

そして、−導モータ１０の正逆転は、前進−後退切替ス
イッチ２２の操作によりインバータ制御回路１６に対し
て指令されており、その指令に従いインバータ制御回路
１６では、インバータブリッジ１２から誘導モータ１０
に供給される三相交流の駆動電流のうち二相を入替える
ことにより誘導モータ１０の逆転制御が行なわれる。

ここで、誘導モータ１０の回転方向をその回転中に切替
える場合には、まずブレーキペダルが操作されてその踏
込み量に応じた制動トルクの回生が行なわれ、その後モ
ータ回転が停止したときに前進−後退切替スイッチ２２
が操作され、これによりモータ駆動電流のうち二相が入
替えられていた。

このようにモータ回転停止を待ってモータ逆転の指令操
作を行なわなければならないのは、モータ回転中にその
駆動電流のうち二相が入替えられると、その入替え直後
に大きな異常トルクが発生するとともにインバータ制御
回路１６にダメージが与えられ、またそのときのすべり
が不適切なものとなるためである。

これに対し直流モータの場合にはモータ回転中の指令操
作のみによって逆転制動から逆転制動へスムーズに移行
することが可能であり、このためブラシ等がなく保守が
容易な交流モータを車両に適用した従来装置にあっては
、回転中の誘導モータ１０を逆転する際の操作上におい
て不都合が生じていた。

このことは電気自動車の走行方向が走行中に切替えられ
る（プランギング走行）際において運転操作上で支障と
なり、特にフォークリフトにおいては前進と後退の切替
えが頻繁に行なわれるので、その作業効率を大きく低下
させていた。

（発明の目的） 本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたものであり、
その目的は、モータ回転中におけるモータの回転方向の
切替を異常トルクが発生することなく安定して、かつ容
易に達成できるこの種の装置を提供することにある。

（発明の概略） 上記目的を達成するために本発明は第１図に示されるよ
うに、 モータ回転を検出する回転検出手段ａと、モータの回転
方向を切替える指令を出力する切。

替手段すと、 モータ回転時に前記切替手段すからの指令を受けたとき
、モータｄへ制動指令を、モータ停止後は前記切替手段
すにより指令された回転方向にモータを駆動する駆動指
令を発生する指令発生手段Ｃと、 を含むことを特徴とする。

（実施例の説明） 以下図面に基づいて本発明に係る装置の好適な実施例を
説明する。

第４図には本発明に係る装置の好適な実施例が示されて
おり、そのインバータ制御回路１６は誘導モータ１０に
供給される三相交流の駆動電流をフィードバック制御す
る電流制御回路２４を備えている。

この電流制御回路２４は電流制御信号を発生する電流制
御器、その電流制御信号と三角波の搬送波との比較によ
りスイッチング制御信号を発生するドライバ（何れも図
示されていない）を有しており、このスイッチング制御
信号によりインバータブリッジ１２の各主スイツチング
素子（例えばパワートランジスタ）がＰＷＭスイッチン
グ駆動されている。

なお、それらのスイッチングにより得られた三相交流の
駆動電流は電流検出器１３により検出されており、その
検出信号は前記電流制御回路２４にフィードバックされ
ている。

またインバータ制御回路１６は指令発生回路２６を備え
ている。

この指令発生回路２６はｌ１０２８、ＣＰｔＪ３０、記
憶回路３２（ＲＯＭおよびＲＡＭからなる）を有してお
り、ｌ１０２Ｂにはアクセルペダル踏込み量検出器１８
からトルク指令Ｔ８が、また前進−後退切替スイッチ２
２から切替指令が、そして誘導モータ１０の回転センサ
３４から回転検出信号が各々供給されている。

モしてＣＰｕ３０はｌ１０２８を介して取込まれたそれ
らの入力信号に基づいて所定の演算を記憶回路３２の記
憶内容に基づいて行なうことにより電流指令１８を発生
でき、その電流指令１８は電流制御回路２４の前記電流
制御器に供給されている。

なお、本実施例においては、ブレーキペダル踏込み量検
出器２０は設けられておらず、インバータ制御回路１６
においてはその検出信号が誘導モータ１０の制御のため
に用いられていない。

本実施例は以上の構成からなり、以下その作用を説明す
る。

第５図には第４図におけるＣＰｔＪ３０で行なわれる処
理の手順が示されており、最初のステップ２００では回
転センサ３４で検出されたモータ回転数（Ｎ）が読込ま
れる。

そしてステップ２０２ではアクセルペダル踏込み量（指
令Ｔ”）が読込まれ、ステップ２０４では前記ステップ
２０２で読込まれたモータ回転数（Ｎ＞から誘導モータ
１０が回転中であるか否かが判定される。

このステップ２０４で誘導モータ１０が停止中との判定
が行なわれたときにはステップ２０６へ進み、前進−後
退切替スイッチ２２の指令が読込まれる。

次のステップ２０８ではその指令がセットされ、　　　
　・ステップ２１０ではカ行トルク指令Ｔ８８がアクセ
ルペダル踏込み量検出器１８のトルク指令Ｔ８に基づい
て生成される。

なお本実施例においては、アクセルペダル踏込み量検出
器１８のトルク指令Ｔ８を変数とする関数値と回転セン
サ３４のモータ回転数（Ｎ＞を変数とする関数値（トル
ク係数）とが乗算されており、これらの処理により入力
指令Ｔ８に所定の遅延時間が与えられて誘導モータ１０
のソフトスタートが可能とされるとともに、そのときの
回転数（Ｎ＞にとって最適なカ行トルク指令Ｔ８８が求
められている。

このようにしてカ行トルク指令Ｔ８８が求められると、
ステップ２１２では回転センサ３４で検出されたモータ
回転数（Ｎ）に基づいて二次磁束指令Φ８が求められる
。

本実施例においては、モータ回転数（Ｎ＞と二次磁束指
令Φ８との関係を示す関数が予め設定されており、この
ステップ２１２では回転センサ３４で検出された誘導モ
ータ１０の回転数（Ｎ）に対応する二次磁束指令Φ８が
求められている。なお、この関数によりいわゆる弱め界
磁制御が誘導モータ１０に対して行なわれている。

更にステップ２１４では誘導モータ１０に対するすべり
周波数指令ωＳが求められており、本実施例においては
、カ行トルク指令Ｔ８８が二次磁束指令Φ８で除され、
その除算値ｆ２Ｑ”がｆｊｉＲ２（誘導モータ１０の二
次抵抗）倍され、その乗算値が二次磁束Φ８で除される
ことによりすべり周波数指令ωＳが求められている。

そして次のステップ２１６．２１８では電流指令１８の
位相成分θ１８と振幅成分ＩＩ８とが各々求められてい
る。

本実施例においては、 θ＋”＝ｔａｎ−’　（ｉ　＋ｄ／ｉ　１ｑ＞・・・第
（１）式 ％式％ ・・・第（２）式 の演算式に従ってこれら成分θ１８、Ｉ＋”が求められ
ている。

ただし上記第（１）式、第（２）式における値’Ｉｄ、
ｉＮＱは各々−次磁束電流指令、−次トルク成分電流指
令であり、それらは、 ｉ　＋　ｄ　＝　（Ｌ２　／Ｍ）・（Ｔ””／Φ８）・
・・第（３）式 ＋＋ａ＝１／Ｍ・（Φ”　＋　（Ｌ２　／Ｒ２＞・（ｄ
Φ”／ｄｔ））　　・・・第（４）式の演算式に従って
各々求められている。なお、値１２、Ｍは各々誘導モー
ター０の二次インダクタンス、相互インダクタンスであ
る。

以上のようにして各指令が求められると、ステップ２２
０では前記ステップ２０８でセットされた指令が参照さ
れて前進−後退切替スイッチ２２により指示された回転
方向が前進方向か後退方向かが判定される。

このとき前進−後退切替スイッチ２２で指示された回転
方向が前進方向であるとの判定がステップ２２０で行な
われたときにはステップ２２２へ進み、電流指令１８の
うち三相分ｉ　ｕ”、ｉｖ”が ｉ　　ｕ”　＝　Ｉ　＋　”　Ｓｉｎ　　（ｆＮｄｔ＋
ｆ（ｃ）Ｓ　ｄｔ十〇、８）　　　　　　・・・第（５
）式％式％ ＋θ、ｔ＋２π／３）　・・・第（６）式の演算式に従
って求められる。

また、前進−後退切替スイッチ２２による指示方向が後
退方向との判定がステップ２２０において行なわれたと
きにはステップ２２４へ進み、ステップ２２４において
は電流指令１８のうち三相分ＩＵ８、ｉｖ８が Ｉ　ｕ”　＝　Ｉ　＋　”　ｓｉｎ　　（ｆＮｄｔ＋ｆ
ＯＤｓ　ｄｔ＋０１８＋２π／３）　・・・第（７）式
％式％ ＋０１＊）　　　　　　・・・第（８）代演算式に従っ
て求められてＵ相とＶ相とが入替えられる。

なお、残りの一相分ｉｗ８は他の三相分ＩＵ８、ｉｖ８
から自動的に決定される。

以上のように、誘導モータ１０の停止中には、アクセル
ペダル（図示されていない）の踏込み量に応じた値であ
って前進−後退切替スイッチ２２で指示された方向のト
ルクが誘導モータ１０で発生する制御が行なわれ、これ
により本装置の搭載車両は前進方向または後退方向へ始
動される。

そしてその始動後はステップ２０４において肯定的な判
定が行なわれ、ステップ２２６において前進−後退切替
スイッチ２２の操作の有無が監視される。

このステップ２２６で前進−後退切替スイッチ２２が操
作されていないとの判定が行なわれたときにはステップ
２１０へ進み、従ってアクセルペダル踏込み量に応じた
値でそれまでと同一の回転方向のトルクが誘導モータ１
０で発生する制御が行なわれる。

ここで、車両の走行中（ステップ２０４において肯定的
な判定）に前進−後退切替スイッチ２２が操作されたと
き（ステップ２２６で肯定的な判定）には、ステップ２
２８へ進んでカ行トルク指令Ｔ８８が反転された回生ト
ルク指令−Ｔ８８が求められる。

このため、車両走行中に前進−後退切替スイッチ２２が
操作されるとアクセルペダル踏込み量に応じた値の回生
トルクが誘導モータ１０において発生し、その回生トル
クにより車両が減速される。

その後に誘導モータ１０が停止すると（ステップ２０４
で否定的な判定）、前進−後退切替スイッチ２２の切替
操作に従いそれまでの回転方向とは逆の回転方向のトル
クが誘導モータ１０において発生するカ行運転が開始さ
れる。

このように本実施例においては、車両の走行中に前進−
後退切替スイッチ２２が操作されると、モータ駆動電流
の二相入れ替えが保留されるとともにその時から回生ト
ルク指令にしたがった回生制動により車両の減速が開始
され、その後車両が停止したときにモータ駆動電流の二
相入替が初めて行なわれてそれまでの走行方向とは逆方
向への車両のカ行運転が開始される。

以上説明したように本実施例によれば、車両走行中にお
ける切替スイッチの操作のみにより、回生制動による安
定した減速が行なわれるとともに車両停止後にそれまで
とは逆方向への走行が自動的に開始されるので、その際
の操作が容易化されてスムーズな前進−後退の切替が可
能となり、従って車両の運転上極めて好適である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、回転中におけるモ
ータの逆転制御を容易な操作で異常トルクが発生するこ
となく行なうことか可能となるので、電気自動車などの
運転操作上において極めて好適な装置を提供することが
可能となり、特にフォークリフトの作業効率を大幅に向
上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は従来装置の
構成説明図、第３図はすベリートルク特性図、第４図は
本発明に係る装置の好適な実施例を示すブロック構成図
、第５図は第４図におけるＣＰＵ３０の処理手順を説明
するフローチャートである。 １０・・・誘導モータ １２・・・インバータブリッジ １４・・・バッテリ １６・・・インバータ制御回路 １８・・・踏込み量検出器 ２２・・・前進−後退切替スイッチ ３４・・・回転センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータ回転を検出する回転検出手段と、モータの
   回転方向を切替える指令を出力する切替手段と、 モータ回転時に前記切替手段からの指令を受けたとき、
   モータへ制動指令を、モータ停止後は前記切替手段によ
   り指令された回転方向にモータを駆動する駆動指令を発
   生する指令発生手段と、を含むことを特徴とする交流モ
   ータ制御装置。
2. （２）前記指令発生手段は、アクセル踏込み量に応じた
   制動指令を発生する、ことを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の交流モータ制御装置。