KR100592532B1 - 전동 지게차의 플러깅 거리 자동 조절장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주행속도나 엑셀레이터(accelerator)의 위치에 따라 플러깅 거리(plugging distance)를 자동으로 조절할 수 있는 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 장치는 차량속도를 감지하여 차량속도신호를 제공하는 차량속도 감지부, 주행모터를 구동하기 위한 소정의 PWM신호를 발생하고, 차량속도에 따라 플러깅 거리를 조절하기 위한 차량속도-기준치 테이블을 미리 내장하고 있다가 상기 차량속도 감지부로부터 입력된 차량속도에 따라 해당 기준치를 제공하는 중앙처리유니트, 및 중앙처리유니트가 제공하는 기준치를 구동모터 전류신호와 비교하여 상기 구동모터 전류신호가 상기 기준치보다 크면, 상기 중앙처리유니트가 제공하는 모터구동 PWM신호를 차단하는 모터구동신호 제어수단을 포함하여 전동 지게차에서 차량속도나 엑셀레이터의 위치에 따라 플러깅 거리를 자동으로 조정하여 플러깅 제동동작을 안정적이고도 효율적으로 수행할 수 있다.
잔동 지게차 플러깅 거리

Description

전동 지게차의 플러깅 거리 자동 조절장치{ Apparatus of adjusting plugging distance according to vehicle speed or accelerator position in a fork lift }
도 1은 본 발명이 적용되는 전형적인 전동 지게차의 전기 계통을 도시한 회로도,
도 2는 도 1에 도시된 차량 제어부의 세부 블럭도,
도 3은 본 발명에 따라 플러깅 거리를 자동으로 조절하는 절차를 도시한 순서도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 배터리 12: 주행모터
14: 전류센서 15: 트랜지스터 구동부
16: 펌프모터 및 구동회로 20: 차량 제어부
21: CPU 22: 디지털-아날로그 변환기
23: 비교기 24: 모터구동신호 출력부
본 발명은 전동 지게차의 플러깅 제동장치에 관한 것으로, 특히 주행속도나 엑셀레이터(accelerator)의 위치에 따라 플러깅 거리(plugging distance)를 자동으로 조절할 수 있는 장치에 관한 것이다.
통상의 운송기계에 있어서 제동은 브레이크 페달을 밟아 브레이크 드럼에 의해 회전하는 차량의 바퀴를 강제적으로 정지시키는 것임에 반하여 '플러깅(plugging) 제동'(이하 단순히 '플러깅'이라 한다)이란 전동차량에서 엑셀레이터를 밟은 상태에서 조정패널에 있는 방향 스위치 혹은 방향 레버를 현재 주행하고 있는 방향과 반대방향으로 움직여 전자적으로 감속과 동시에 차량이 정지하도록 하는 것이다. 이때 "플러깅 거리(plugging distance)"란 평탄한 노면에서 부하를 싣고 전진 방향으로 최대의 속력으로 주행하다가 엑셀레이터 페달을 밟은 상태에서 그대로 전후진 스위치를 후진으로 전환시켰을 때, 스위치 전환 지점에서부터 차량이 완전히 정지한 후 반대 방향으로 주행을 시작하려는 지점까지의 거리를 뜻한다.
그런데 종래의 전동식 지게차에서는 차량의 속도가 빠르거나 느리거나에 관계없이 고정된 기준값에 의해 플러깅 제동이 동작되므로 차량속도가 고속일 경우를 기준으로 기준값을 정하면 저속에서 제동이 급히 동작하게 되고, 저속일 경우를 기준으로 기준값을 정하면 고속에서 플러깅 제동거리가 길어지는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 엑셀레이터의 위치나 차량의 속도에 따라 기준값을 적절히 설정하여 플러깅 거리를 자동으로 조정할 수 있는 전동 지게차의 플러깅 거리 자동 조절장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 구동신호에 따라 주행 트랜지스터를 온/오프하여 배터리로부터 주행모터에 흐르는 전류를 제어하므로써 주행동작 및 플러깅 동작을 제어하도록 된 전동차량의 전동 제어장치에 있어서, 차량속도를 감지하여 차량속도신호를 제공하는 차량속도 감지부; 주행모터를 구동하기 위한 소정의 PWM신호를 발생하고, 차량속도에 따라 플러깅 거리를 조절하기 위한 차량속도-기준치 테이블을 미리 내장하고 있다가 상기 차량속도 감지부로부터 입력된 차량속도에 따라 해당 기준치를 제공하는 중앙처리유니트; 및 상기 중앙처리유니트가 제공하는 기준치를 구동모터 전류신호와 비교하여 상기 구동모터 전류신호가 상기 기준치보다 크면, 상기 중앙처리유니트가 제공하는 모터구동 PWM신호를 차단하는 모터구동신호 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 전동 지게차의 전기 계통의 일부를 도시한 회로도로서, 배터리(10), 퓨즈(F1), 선로접점(line contactor: RC1), 바이패스 접점(bypass contactor: RC5), 전진접점(forward contactor: RC2,RC2'), 후진접점(backward contactor: RC3,RC3'), 주행 트랜지스터(TR1), 주행모터(12), 전류센서(14), 트랜지스터 구동부(15), 펌프모터 및 구동회로(16), 차량 제어부(20), 전해 커패시터(C1), 다이오드(D1, D2)로 이루어진 것을 보여준다.
도 1을 참조하면, 도시되지 않은 키 스위치가 온되면 선로접점(RC1)이 연결되어 배터리(10)로부터 휴즈(F1)를 통해 주행 트랜지스터(TR1)의 콜랙터측에 +전압이 인가된다. 주행 트랜지스터(TR1)의 에미터측에는 주행모터(12)가 연결되어 있고, 주행모터(12)는 계자권선(L1)과 아마츄어(A)로 이루어지는 데, 아마추어(A)를 흐르는 전류의 방향은 방향접점(directional contactor: RC2, RC2', RC3, RC3')들의 동작에 의해 정해지며 아마추어(A)를 흐르는 전류의 방향에 의해 전동 지게차의 주행방향이 정해진다. 예컨대, 조작패널에서 방향 레버를 "전진(Forward)"으로 선택할 경우에 전진접점(RC2)과 전진접점(RC2')이 연결(閉)되고, 후진접점(RC3)과 후진접점(RC3')은 차단(開)되어 전진접점을 통해 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 전동 지게차는 전진하게 된다. 반대로, 조작패널에서 방향레버를 "후진(Backward)"으로 선택할 경우에 후진접점(RC3)과 후진접점(RC3')이 연결(閉)되고, 전진접점(RC2)과 전진접점(RC2')은 차단(開)되어 후진접점을 통해 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 전동 지게차는 후진하게 된다.
주행모터(12)는 배터리(10)의 -단자와 연결되고, 주행모터(12)를 통해 흐르는 전류는 전류센서(CT:14)에 의해 감지되어 차량 제어부(20)로 입력된다. 주행모터 계자권선(L1)의 일단과 다이오드의 케소드가 공통 연결되는 선로ⓑ는 플러깅동 작을 검출하기 위하여 차량 제어부(20)에 연결된다.
주행 트랜지스터(TR1)의 베이스에는 주행 트랜지스터(TR1)를 구동하기 위한 구동부(15)가 연결되어 차량 제어부(20)가 제공하는 주행 트랜지스터 구동신호에 따라 주행 트랜지스터(TR1)를 온/오프하게 된다. 주행 트랜지스터(TR1)가 온되면 배터리(10)로부터 선로접점(RC1)과 주행 트랜지스터(TR1)를 통해 주행모터(12)에 전원이 인가되어 주행모터(12)가 방향접점들의 연결상태에 따라 해당 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 전동 지게차는 전진 혹은 후진하게 된다. 주행 트랜지스터(TR1)가 오프되면 주행모터에는 전원이 인가되지 않으나 통상 관성과 권선에 유기된 에너지에 의해 계속 회전을 유지하게 된다. 따라서 주행모터의 회전속도는 주행 트랜지스터의 온타임(즉, 구동신호의 온 듀티비)에 비례하게 된다.
한편, 주행 트랜지스터(TR1)와 병렬로 바이패스 접점(RC5)이 연결되어 있는데, 최대의 전력으로 주행하고자할 경우에 바이패스 접점(RC5)을 연결하여 주행 트랜지스터(TR1)를 거치지 않고 배터리의 전원이 직접 주행모터(12)에 인가되게 한다. 그리고 회생접점(RC4)은 플러깅시 회생모드에서 차단(開)되어 회생 다이오드(D3)를 통해 배터리(10)를 충전할 수 있게 한다.
차량 제어부(20)는 전류센서를 통해 감지된 전류신호를 선로ⓒ를 통해 입력받아 과전류상태를 검출하고, 선로ⓑ를 통해 플러깅신호를 입력받아 플러깅 여부를 판단하며, 도시되지 않은 엑셀레이터의 조작에 대응하여 온듀티비가 가변되는 PWM신호를 발생한 후 주행트랜지스터를 구동하기 위한 구동신호를 선로ⓐ를 통해 구동부(15)에 출력한다. 따라서 주행 트랜지스터(TR1)는 차량 제어부(20)가 제공하는 구동신호에 따라 온/오프된다. 이때, 차량 제어부(20)는 본 발명에 따라 전류센서(14)를 통해 과전류상태가 검출되면 주행트랜지스터(TR1)를 오프시키도록 구동신호를 제공한다.
이와 같은 전동 지게차의 전/후진 및 플러깅 동작을 좀더 살펴보면 다음과 같다.
초기상태에서 바이패스 접점(RC5) 및 방향접점들은 모두 열려있다. 전동 지게차를 기동하기 위하여 키 스위치를 온하면 선로접점(RC1)이 연결되어 주행 트랜지스터(TR1)에 배터리전원이 인가되게 되고, 방향레버가 "전진"으로 선택되면 전진접점(RC2,RC2')이 연결되며 엑셀레이터가 눌려지면 그에 대응하는 주행 트랜지스터 구동신호가 차량 제어부(20)로부터 구동부(15)를 통해 주행 트랜지스터(TR1)를 온/오프시키게 된다. 주행 트랜지스터(TR1)가 온되면 배터리(10) +단자로부터 흘러나온 전류는 휴즈(F1)와, 선로접점(RC1), 주행 트랜지스터(TR1), 주행모터(12)의 계자권선(L1), 전진접점(RC2), 주행모터의 아마춰(A), 전진접점(RC2')을 통해 다시 배터리(10)의 -단자로 흐르게 되고, 이에 따라 전동 지게차는 전진 주행을 하게 된다.
전진주행 주기에서 주행 트랜지스터(TR1)가 오프되면 계자권선(L1)에서 발생되는 역기전력에 의해 다이오드(D1)가 도통되게 되고, 따라서 계자권선(L1), 전진접점(RC2), 아마춰(A), 전진접점(RC2'), 다이오드(D1), 계자권선(L1)으로 이어지는 폐루프가 형성되고. 이 루프를 따라 전류가 흐르게 된다. 이러한 전류를 플라이백 전류라고 하고, D1 다이오드를 플라이백 다이오드라고도 한다.
상기와 같이 주행 트랜지스터가 온/오프를 반복하면서 전진주행을 하는데, 만일 플러깅 제동을 하고자 할 경우에는 운전자가 엑셀레이터를 밟은 상태에서 방향레버를 전진에서 중립을 거쳐 후진으로 전환하게 된다.
이와 같이 플러깅 제동을 위하여 엑셀레이터를 밟은 상태에서 방향레버를 전진에서 중립을 거쳐 후진으로 전환하면, 이에 따라 전진접점(RC2,RC2')은 열리게 되고, 후진접점(RC3,RC3')은 연결되어 아마춰(A)를 흐르는 전류의 방향이 바뀌게 된다. 이때 중립을 지나게 되면 차량 제어부(20)는 선로ⓑ로부터 플러깅검출신호를 입력받아 플러깅 동작을 인지하게 된다. 즉, 선로ⓑ에는 전진 주행시 양의 전압이 나타나다가 후진으로 전환되어 플러깅이 시작되면 부의 전압이 나타나게 된다.
도 1에 있어서, 펌프모터 및 구동회로(16)는 전동 지게차에서 유압에 의한 조작을 위한 회로로서, 펌프모터가 기동되면 유압을 발생시켜 리프트를 조작하여 물건을 들어올리거나 내린다. 그리고 주행모터(12)에 병렬로 전해 커패시터(C1)가 연결되어 있고, 주행모터(12)를 통해 흐르는 전류는 전류센서(14)에 의해 감지되어 차량 제어부(20)에 제공된다.
도 2는 도 1에 도시된 차량 제어부(20)의 상세 회로도로서, 차량 제어부(20)는 중앙처리유니트(CPU:21), 디지털-아날로그 변환기(D/A: 22), 비교기(23), 모터구동신호 출력부(24)로 구성된다.
도 1 및 도 2에서, 차량속도 감지부(도1의 32)는 차량속도를 감지하여 차량속도신호를 CPU(21)에 제공하고, 엑셀레이터 위치 감지부(도1의 34)는 엑셀레이터 페달의 위치를 감지하여 엑셀위치신호를 CPU(21)에 제공한다.
CPU(21)는 주행모터를 구동하기 위한 소정의 PWM신호를 발생하고, 차량속도에 따라 플러깅 거리를 조절하기 위한 차량속도-기준치 테이블과 엑셀위치신호에 따라 플러깅 거리를 조절하기 위한 엑셀위치-기준치 테이블을 미리 내장하고 있다가 동작모드에 따라 차량속도모드에서는 상기 차량속도 감지부로부터 입력된 차량속도에 따라 해당 기준치를 제공하고, 엑셀위치모드에서는 상기 엑셀레이터 위치 감지부로부터 입력된 엑셀위치신호에 따라 해당 기준치를 제공한다.
그리고 비교기는 상기 중앙처리유니트가 제공하는 기준치를 구동모터 전류신호와 비교하고, 모터구동신호 출력부는 상기 비교기의 출력에 따라 상기 중앙처리유니트가 제공하는 모터구동신호를 출력 혹은 차단한다.
도 3은 본 발명에 따라 플러깅 거리를 자동으로 조절하는 절차를 도시한 순서도로서, 동작모드를 판별하는 단계(S0)와 엑셀위치신호모드에서 동작하는 단계들(S1~S6), 차량속도신호모드에서 동작하는 단계들(S11~S16)로 이루어져 있다.
도 3을 참조하면, 단계 S0에서는 제어모드가 엑셀위치신호로 플러깅 거리를 정하는 엑셀위치신호모드인지 혹은 차량속도로 플러깅 거리를 정하는 차량속도모드인지를 판별한다. 판별결과 엑셀위치신호모드이면, 단계 S1에서 엑셀위치신호를 독출하고, 단계 S2에서 입력된 엑셀위치신호를 테이블에서 찾아 검색하고, 단계 S3에서는 입력엑셀위치신호에 해당되는 기준 데이터를 테이블로부터 D/A변환기로 출력한다. 단계 S4에서는 전류치와 기준치를 비교하여 플러깅여부를 판단하고, 플러깅모드이면 단계 S5에서 모터구동신호를 출력한 후 상기 과정을 반복하고, 플러깅이 아니면 단계 S6에서 모터구동신호를 차단한 후 종료한다.
한편, 단계 S0에서 판별결과 차량속도 신호모드이면 단계 S11에서 차량속도신호를 독출하고, 단계 S12에서 입력된 차량속도신호를 테이블에서 찾아 검색하고, 단계 S13에서는 입력된 차량속도신호에 해당되는 기준 데이터를 테이블로부터 D/A변환기로 출력한다. 단계 S14에서는 전류치와 기준치를 비교하여 플러깅 여부를 판단하고, 플러깅모드이면 단계 S15에서 모터구동신호를 출력한 후 상기 과정을 반복하고, 플러깅모드가 아니면 단계 S16에서 모터구동신호를 차단한 후 종료한다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따르면 전동 지게차에서 차량속도나 엑셀레이터의 위치에 따라 플러깅 거리를 자동으로 조정하여 플러깅 제동 동작을 안정적이고도 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 구동신호에 따라 주행 트랜지스터를 온/오프하여 배터리로부터 주행모터에 흐르는 전류를 제어하므로써 주행동작 및 플러깅 동작을 제어하도록 된 전동차량의 제어장치에 있어서,
    차량속도를 감지하여 차량속도신호를 제공하는 차량속도 감지부;
    주행모터를 구동하기 위한 소정의 PWM신호를 발생하고, 차량속도에 따라 플러깅 거리를 조절하기 위한 차량속도-기준치 테이블을 미리 내장하고 있다가 상기 차량속도 감지부로부터 입력된 차량속도에 따라 해당 기준치를 제공하는 중앙처리유니트; 및
    상기 중앙처리유니트가 제공하는 기준치를 구동모터 전류신호와 비교하여 상기 구동모터 전류신호가 상기 기준치보다 크면, 상기 중앙처리유니트가 제공하는 모터구동 PWM신호를 차단하는 모터구동신호 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 지게차의 플러깅 거리 자동 조절장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모터구동신호 제어수단은 상기 중앙처리유니트가 제공하는 기준치를 구동모터 전류신호와 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력에 따라 상기 중앙처리유니트가 제공하는 모터구동신호를 출력 혹은 차단하는 모터구동신호 출력부로 구성된 것을 특징으로 하는 전동 지게차의 플러깅 거리 자동 조절장치.
  3. 구동신호에 따라 주행 트랜지스터를 온/오프하여 배터리로부터 주행모터에 흐르는 전류를 제어하므로써 주행동작 및 플러깅 동작을 제어하도록 된 전동차량의 전동 제어장치에 있어서,
    엑셀레이터 페달의 위치를 감지하여 엑셀위치신호를 제공하는 엑셀레이터 위치 감지부;
    주행모터를 구동하기 위한 소정의 PWM신호를 발생하고, 엑셀위치신호에 따라 플러깅 거리를 조절하기 위한 엑셀위치-기준치 테이블을 미리 내장하고 있다가 상기 엑셀레이터 위치 감지부로부터 입력된 엑셀위치신호에 따라 해당 기준치를 제공하는 중앙처리유니트; 및
    상기 중앙처리유니트가 제공하는 기준치를 구동모터 전류신호와 비교하여 상기 구동모터 전류신호가 상기 기준치보다 크면, 상기 중앙처리유니트가 제공하는 모터구동 PWM신호를 차단하는 모터구동신호 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 지게차의 플러깅 거리 자동 조절장치.
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