KR100982868B1 - Motor control system of electric lift truck with fault detection of line contactor and power line - Google Patents

Motor control system of electric lift truck with fault detection of line contactor and power line Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동지게차의 모터 제어 시스템에 관한 것으로서, 배터리 전원 공급용 키스위치, 다이오드, 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일, 전류 제한용 저항, DC 링크 전압 평활용 커패시터, 여자코일 제어용 MOSFET, 및 주전원 공급용 라인 컨택터 등을 구비하여 배터리 전원을 3상 인터버로 공급하기 위한 DC 링크부, 배터리 전원을 변환하여 로직 제어 CPU 구동용 전압을 발생시키기 위한 SMPS, 상기 DC 링크부 제어 신호와 상기 3상 인버터 구동 신호를 발생시키기 위한 로직 제어 CPU, 및 상기 DC 링크부로부터 인가된 DC 전압을 변환하여 3상 AC 전압을 발생시키기 위한 3상 인버터를 구비한 시스템에 있어서, 상기 DC 링크부가, 상기 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일, 전류 제한용 저항, 및 DC 링크 전압 평활용 커패시터에 배터리 전원을 공급하기 위한 전원 공급용 MOSFET; 상기 전원 공급용 MOSFET와 연동하되 상기 DC 링크 전압 평활용 커패시터의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출용 Potentiometer; 및 상기 여자코일 제어용 MOSFET 및 전원 공급용 MOSFET와 연동하되 상기 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일의 전류를 검출하기 위한 전류 검출용 션트저항을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control system of an electric forklift, comprising: a key switch for battery power supply, a diode, an excitation coil for driving a line contactor contact, a current limiting resistor, a DC link voltage smoothing capacitor, an excitation coil control MOSFET, and a main power supply A DC link unit for supplying battery power to a three-phase interleaver including a supply line contactor, an SMPS for converting battery power to generate a logic control CPU driving voltage, and the DC link control signal and the three A system comprising a logic control CPU for generating a phase inverter drive signal, and a three phase inverter for converting a DC voltage applied from the DC link portion to generate a three phase AC voltage, wherein the DC link portion is the line. Power supply for supplying battery power to contactor contact excitation coils, current limiting resistors, and DC link voltage smoothing capacitors MOSFET; A voltage detection potentiometer for interlocking with the power supply MOSFET and detecting an output voltage of the DC link voltage smoothing capacitor; And a current detection shunt resistor for interlocking with the excitation coil control MOSFET and the power supply MOSFET, for detecting a current of the excitation coil for driving the line contactor contact.

배터리, 라인 컨택터, 파워라인, 오류, 인버터, 모터, 전동지게차Battery, Line Contactor, Power Line, Error, Inverter, Motor, Electric Forklift

Description

라인 컨택터와 파워라인 오류 검출이 가능한 전동지게차의 모터 제어 시스템{MOTOR CONTROL SYSTEM OF ELECTRIC LIFT TRUCK WITH FAULT DETECTION OF LINE CONTACTOR AND POWER LINE} Motor control system of electric forklift that can detect line contactor and power line error {MOTOR CONTROL SYSTEM OF ELECTRIC LIFT TRUCK WITH FAULT DETECTION OF LINE CONTACTOR AND POWER LINE}             

도 1 은 종래의 전동지게차의 모터 제어를 위한 구성도, 1 is a configuration diagram for the motor control of the conventional electric forklift,

도 2 는 종래의 전동지게차 모터 제어 시스템(DC 링크부)의 상세 회로도, 2 is a detailed circuit diagram of a conventional electric forklift motor control system (DC link unit),

도 3 은 본 발명에 따른 전동지게차 모터 제어 시스템(DC 링크부)의 상세 회로도, 3 is a detailed circuit diagram of the electric forklift motor control system (DC link unit) according to the present invention;

도 4 는 본 발명에 따른 DC 링크부의 동작 파형이다.
4 is an operating waveform of the DC link unit according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

110,210 : 배터리 120,220 : 모터 제어 시스템110,210: Battery 120,220: Motor Control System

130,230 : DC 링크부 140,240 : SMPS130,230: DC link portion 140,240: SMPS

150,250 : 로직 제어 CPU 160,260 : 3상 인버터150,250: Logic Control CPU 160,260: 3 Phase Inverter

170,270 : AC 모터
170270: AC motor

본 발명은 전동지게차의 모터 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 라인 컨택터와 파워라인의 오류를 검출할 수 있는 전동지게차의 모터 제어 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a motor control system of an electric forklift, and more particularly, to a motor control system of an electric forklift that can detect errors in line contactors and power lines.

전동지게차의 구동원은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 하나는 차량의 전진 및 후진 방향 움직임을 제어하는 주행용 모터이고, 다른 하나는 마스트(Mast)의 상승 및 하강, 마스트의 전후 경사각 조정, 마스트의 좌우 이동, 구동 바퀴 조향각 조절 등의 유압 파워를 생성해 내는 유압펌프 구동용 모터이다. 그런데, 이러한 두 개의 모터는 배터리로부터 전원을 공급받아 모터 구동에 적합한 형태로 변환하여 공급해주는 제어 시스템을 필요로 한다.The driving source of the electric forklift can be divided into two types. One is the motor for driving to control the forward and backward movement of the vehicle, and the other is the rise and fall of the mast, the tilt angle adjustment of the mast, the It is a hydraulic pump driving motor that generates hydraulic power such as left and right movement and steering wheel steering angle adjustment. However, these two motors require a control system that receives power from a battery and converts the same into a form suitable for driving the motor.

도 1 은 종래의 전동지게차의 모터 제어를 위한 구성도로서, 모터 제어 시스템(120)은 DC 링크부(130), SMPS(140:Switching Mode Power Supply), 로직 제어 CPU(150), 및 3상 인버터(160)를 포함한다. 1 is a configuration diagram for controlling the motor of a conventional electric forklift, the motor control system 120 is a DC link unit 130, SMPS (140: Switching Mode Power Supply (140), logic control CPU 150, and three-phase) Inverter 160 is included.

DC 링크부(130)는 제어 신호에 따라 배터리(110)의 전원을 3상 인터버(160)로 공급하고, SMPS(140)는 배터리(110)의 전원을 변환하여 로직 제어 CPU(150) 구동용 전압을 발생시킨다. 로직 제어 CPU(150)는 상기 DC 링크부(130)를 제어하는 신호와 상기 3상 인버터(160)를 구동시키는 신호를 발생시키고, 3상 인버터(160)는 상기 DC 링크부(130)로부터 인가된 DC 전압을 변환하여 3상 AC 전압을 발생시켜 AC 모터(170)를 구동시킨다. The DC link unit 130 supplies power of the battery 110 to the three-phase interleaver 160 according to a control signal, and the SMPS 140 converts the power of the battery 110 to drive the logic control CPU 150. Generate a voltage. The logic control CPU 150 generates a signal for controlling the DC link unit 130 and a signal for driving the three-phase inverter 160, and the three-phase inverter 160 is applied from the DC link unit 130. The DC voltage is converted to generate a three-phase AC voltage to drive the AC motor 170.

도 2 는 종래의 전동지게차 모터 제어 시스템(DC 링크부)의 상세 회로도로서, DC 링크부(130)는 배터리 전원 공급용 키스위치(SW), 역전압 결선 보호용 다이오드(D1,D2), 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L), 전류 제한용 저항(Rc), DC 링크 전압 평활용 커패시터(C), 여자코일 제어용 MOSFET(Q1), 및 주전원 공급용 라인 컨택터(MC) 등으로 이루어진다.
2 is a detailed circuit diagram of a conventional electric forklift motor control system (DC link unit), wherein the DC link unit 130 includes a key switch SW for battery power supply, reverse voltage connection protection diodes D1 and D2, and line contacts. And a contact contact driving excitation coil L, a current limiting resistor Rc, a DC link voltage smoothing capacitor C, an excitation coil control MOSFET Q1, and a main power supply line contactor MC.

도 1, 2 를 참조하여 종래의 전동지게차 모터 제어 시스템을 설명하기로 한다. 운전자로부터 배터리 전원 공급용 키스위치(SW)가 눌러지면 배터리(110) 전원이 역전압 결선 보호용 다이오드(D2)를 통해서 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L), 전류 제한용 저항(RC), 및 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)에 공급된다. 이와 동시에, 배터리(110) 전원이 이중 보호장치인 역전압 결선 보호용 다이오드(D1)를 통해서 SMPS(140)에 전달되어, SMPS(140)에서 로직 제어 CPU(150)의 동작에 필요한 제어 전원을 생성한다. 1 and 2, a conventional electric forklift motor control system will be described. When the key switch (SW) for battery power supply is pressed from the driver, the battery 110 is powered through the reverse voltage connection protection diode (D2), the excitation coil (L) for driving the line contactor, and the resistor ( C ) for limiting the current. And a DC link voltage smoothing capacitor (C). At the same time, the power of the battery 110 is transferred to the SMPS 140 through the reverse voltage connection protection diode D1, which is a dual protection device, to generate the control power required for the operation of the logic control CPU 150 in the SMPS 140. do.

전원 투입 초기 상태에서는 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L)을 구동시키기 위한 여자코일 제어용 MOSFET(Q1)이 Off 상태이고, 여자코일(L)에 흐르는 전류가 0(Zero) 상태임에 따라 라인 주전원 공급용 라인 컨택터(MC)의 접점은 차단 상태가 된다. 그리고, DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)는 배터리(110)와 전류 제한용 저항(RC)을 통해 서서히 전하를 충전함으로써 전압이 증가하게 된다. In the initial power-on state, the excitation coil control MOSFET (Q1) for driving the excitation coil (L) for driving the line contactor contact is Off, and the current flowing through the excitation coil (L) is 0 (Zero). The contacts of the main power supply line contactor MC are cut off. In addition, the DC link voltage smoothing capacitor C gradually increases the voltage by charging the charge through the battery 110 and the current limiting resistor R C.

그런데, DC 링크에 사용된 전류 제한용 저항(RC)이 없을 경우에는 평활용 커패시터(C)의 초기 충전 전하가 0(Zero) 상태임에 따라 실질적으로 단락 상태와 같음으로써 배터리(110)의 전원이 인가되는 순간에 큰 돌입 전류가 흘러 부품의 파손을 초래할 수 있다. 따라서, 전류 제한용 저항(RC)과 평활용 커패시터(C)의 직렬 연결을 통해 충전 전류를 일정값 이하로 제한하여 정상상태에 이르게 하는 것이 필요하다.
However, when there is no current limiting resistor R C used in the DC link, the initial charging charge of the smoothing capacitor C is zero, so that the battery 110 is substantially shorted. Large inrush currents can flow through the moment the power is applied, resulting in component breakage. Therefore, it is necessary to reach the steady state by limiting the charging current to a predetermined value or less through the series connection of the current limiting resistor R C and the smoothing capacitor C.

한편, 평활용 커패시터(C)가 배터리(110) 전압과 동일하게 충전되었다고 생각되는 일정 시간(별도의 전압 검출회로가 적용되지 않았기 때문에 CPU 내부에 충전 특성 평균값이 저장되어 사용됨)이 경과하면, 로직 제어 CPU(150)는 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L)을 구동시키기 위해 여자코일 제어용 MOSFET(Q1)의 게이트 전극에 PWM 신호를 인가한다. 그러면, 여자코일(L)에 전류가 흘러 전자기력에 의해 라인 컨택터(MC)의 접점이 닫히게 되고, 그에 따라 전류 제한용 저항(RC)이 단락되어 손실이 발생하지 않음과 동시에 배터리(110)로부터 전원이 평활용 커패시터(C)에 직접 공급되어 AC 모터(170)에 전원을 공급할 수 있게 된다. On the other hand, when a certain time (the average value of the charge characteristic is stored and used in the CPU because no voltage detecting circuit is applied) is elapsed when the smoothing capacitor C is charged equal to the voltage of the battery 110, the logic The control CPU 150 applies a PWM signal to the gate electrode of the excitation coil control MOSFET Q1 to drive the excitation coil L for driving the line contactor contact. Then, the current flows through the excitation coil L, and the contact of the line contactor MC is closed by the electromagnetic force. Accordingly, the current limiting resistor R C is short-circuited so that no loss occurs and at the same time the battery 110 is closed. Power is supplied directly from the smoothing capacitor C to supply power to the AC motor 170.

이러한 일련의 동작 과정 중 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L)이 단락되거나 개방되는 경우에는 제어 시퀀스가 깨지게 된다. 그에 따라 라인 컨택터(MC)의 접점이 닫히지 않은 상태에서 3상 인버터(160)를 구동하게 되면 AC 모터(170)에 공급되는 전원의 경로가 키스위치(SW), 역전압 결선 보호용 다이오드(D2), 전류 제한 용 저항(RC)을 따라 구성됨으로써 과전류에 의한 부품 사양을 초과하게 되어 부품 파손에 이를 수 있다. If the excitation coil L for driving the line contactor contact is shorted or opened during the series of operations, the control sequence is broken. Accordingly, when the three-phase inverter 160 is driven while the contact of the line contactor MC is not closed, the path of the power supplied to the AC motor 170 is the key switch SW and the reverse voltage connection protection diode D2. ) And the current limiting resistor (R C ) can be used to exceed the component specification caused by overcurrent, resulting in component damage.

설령, 라인 컨택터(MC)와 여자코일(L)이 정상인 경우에도 전류 제한용 저항(RC)이 파손되었거나 개방 상태일 경우에는 평활용 커패시터(C)에 충전이 불가능하게 되어 초기 충전 전하가 0(Zero)인 단락 상태가 될 수 있다. 따라서, DC 링크 전압을 검출하지 않고 일정한 시간이 경과한 후 라인 컨택터 구동용 여자코일(L)에 신호를 가하여 라인 컨택터(MC)의 접점을 닫게 되면 기동 돌입 전류가 흐르게 됨으로써 DC 링크부(130)의 부품을 파손에 이르게 할 수 있다.
Even when the line contactor MC and the excitation coil L are normal, the smoothing capacitor C cannot be charged when the current limiting resistor R C is broken or in an open state. It can be a short state which is zero. Therefore, when a certain time elapses without detecting the DC link voltage and a signal is applied to the line contactor driving excitation coil L to close the contact of the line contactor MC, a starting inrush current flows, thereby causing the DC link unit ( 130) may lead to breakage.

상술한 바와 같이, 종래의 전동지게차 제어 시스템에서는 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L)의 동작 오류(개방 또는 단락 오류) 검출 및 전류 제한용 저항(RC)의 동작 오류(개방 오류) 검출 회로가 적용되지 않아 동작의 안정성 및 신뢰성을 보장할 수 없으며, 오류 발생시 신속한 후속 처리의 부재로 인하여 전동지게차의 오동작을 유발하여 운전자의 안전을 위협할 수 있는 가능성이 있다. As described above, in the conventional electric forklift control system, an operation error (open or short error) of the excitation coil L for driving the line contactor contact is detected and an operation error (open error) of the current limiting resistor R C. Since the circuit is not applied, it is not possible to guarantee the stability and reliability of the operation, and there is a possibility of causing a malfunction of the electric forklift due to the absence of quick follow-up in case of an error, which may threaten the driver's safety.

또한, 동작 오류가 발생한 상태에서 오류 검출 정보 부재로 인하여 운전자용 모니터 표시장치에 정보 제공이 불가능할 뿐 만 아니라, A/S 서비스시 고장 발생 개소의 불명확성으로 인하여 정보에 소요되는 시간이나 비용이 증가하는 문제가 있다.
In addition, it is not only possible to provide information to the driver's monitor display device due to the absence of error detection information in an operation error state, but also to increase the time or cost required for information due to the uncertainty of a failure point in the after-sales service. there is a problem.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 라인 컨택터와 파워라인의 오동작을 검출하여 모터 제어 시스템의 안정성 및 신뢰성을 보장하면서 오류 발생시 신속한 후속 처리가 가능하고 전동지게차의 오동작을 미연에 방지하여 운전자의 안전을 보장할 수 있는 라인 컨택터와 파워라인 오류 검출이 가능한 전동지게차의 모터 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, it is possible to detect the malfunction of the line contactor and power line to ensure the stability and reliability of the motor control system and to quickly follow up in the event of an error and to prevent the malfunction of the electric forklift. The purpose of the present invention is to provide a motor control system of an electric forklift truck capable of detecting line faults and power line faults, which can be prevented in advance to ensure driver safety.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 라인 컨택터와 파워라인 오류 검출이 가능한 전동지게차의 모터 제어 시스템은, 배터리 전원 공급용 키스위치, 역전압 결선 보호용 다이오드, 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일, 전류 제한용 저항, DC 링크 전압 평활용 커패시터, 여자코일 제어용 MOSFET, 및 주전원 공급용 라인 컨택터 등을 구비하여 제어 신호에 따라 배터리 전원을 3상 인터버로 공급하기 위한 DC 링크부, 배터리 전원을 변환하여 로직 제어 CPU 구동용 전압을 발생시키기 위한 SMPS, 상기 DC 링크부를 제어하는 신호와 상기 3상 인버터를 구동시키는 신호를 발생시키기 위한 로직 제어 CPU, 및 상기 DC 링크부로부터 인가된 DC 전압을 변환하여 3상 AC 전압을 발생시켜 AC 모터를 구동시키기 위한 3상 인버터를 구비하여 전동지게차의 모터를 제어하는 시스템에 있어서, 상기 DC 링크부가, 상기 로직 제어 CPU의 제어 신호에 따라 상기 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일, 전류 제한용 저항, 및 DC 링크 전압 평활용 커패시터에 배터리 전원을 공급하기 위한 전원 공급용 MOSFET; 상기 전원 공급용 MOSFET와 연동하되 상기 DC 링크 전압 평활용 커패시터의 출력 전압을 검출하여 상기 전류 제한용 저항과 DC 링크 전압 평활용 커패시터의 동작 오류를 검출하기 위한 전압 검출용 Potentiometer; 및 상기 여자코일 제어용 MOSFET 및 전원 공급용 MOSFET와 연동하되 상기 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일의 전류를 검출하여 상기 주전원 공급용 라인 컨택터의 동작 오류를 검출하기 위한 전류 검출용 션트저항을 더 포함한 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, the motor control system of an electric forklift capable of detecting a line contactor and a power line error according to the present invention includes a key switch for supplying battery power, a diode for protecting a reverse voltage connection, and an excitation for driving a line contactor contact. DC link unit for supplying battery power to three-phase interleaver according to control signal with coil, current limiting resistor, DC link voltage smoothing capacitor, excitation coil control MOSFET, and main power supply line contactor SMPS for converting power to generate a voltage for driving a logic control CPU, a logic control CPU for generating a signal for controlling the DC link unit and a signal for driving the three-phase inverter, and a DC voltage applied from the DC link unit. Is equipped with a three-phase inverter for driving the AC motor by generating a three-phase AC voltage to The power supply for supplying battery power to the DC link unit, the excitation coil for driving the line contactor contact, the current limiting resistor, and the DC link voltage smoothing capacitor according to a control signal of the logic control CPU. Supply MOSFET; A voltage detection potentiometer for detecting an operation error of the current limiting resistor and the DC link voltage smoothing capacitor by detecting an output voltage of the DC link voltage smoothing capacitor in association with the power supply MOSFET; And a current detection shunt resistor for interlocking with the excitation coil control MOSFET and the power supply MOSFET to detect a current of the excitation coil for driving the line contactor contact to detect an operation error of the main power supply line contactor. It is characterized by.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 3 은 본 발명에 따른 전동지게차 모터 제어 시스템(DC 링크부)의 상세 회로도로서, DC 링크부(230)는 배터리 전원 공급용 키스위치(SW), 역전압 결선 보호용 다이오드(D1,D2), 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L), 전류 제한용 저항(Rc), DC 링크 전압 평활용 커패시터(C), 여자코일 제어용 MOSFET(Q1), 전원 공급용 MOSFET(Q2), 전압 검출용 Potentiometer(RP), 전류 검출용 션트저항(RS), 및 주전원 공급용 라인 컨택터(MC) 등으로 이루어진다. 3 is a detailed circuit diagram of an electric forklift motor control system (DC link unit) according to the present invention. The DC link unit 230 includes a key switch SW for battery power supply, diodes for reverse voltage connection protection D1 and D2, Excitation coil (L) for driving line contactors, resistor (Rc) for current limiting, capacitor (C) for DC link voltage smoothing, MOSFET (Q1) for controlling excitation coil, MOSFET (Q2) for power supply, potentiometer for voltage detection R P , a current detecting shunt resistor R S , a main power supply line contactor MC, and the like.

이처럼, DC 링크부(230)는 종래의 구성요소와는 별도로 라인 컨택터와 파워라인의 오동작을 검출하고 보호하기 위해, 전원 공급용 MOSFET(Q2), 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L)의 전류 검출용 션트저항(RS), 및 DC 링크 전압 검출을 위한 Potentiometer(RP)가 추가되어 이루어진다. As such, the DC link unit 230 separates the power supply MOSFET Q2 and the line contactor contact excitation coil L to detect and protect malfunctions of the line contactor and the power line separately from the conventional components. A shunt resistor (R S ) for current detection and a potentiometer (R P ) for DC link voltage detection are added.

이러한 구성을 통해, 상기 전압 검출용 Potentiometer(RP)가 전원 공급용 MOSFET(Q2)와 연동하여 상기 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)의 출력 전압을 검출하여 상기 전류 제한용 저항(Rc)과 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)의 동작 오류를 검출할 수 있다. 또한, 전류 검출용 션트저항(RS)은 상기 여자코일 제어용 MOSFET(Q1) 및 전원 공급용 MOSFET(Q2)와 연동하여 상기 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L)의 전류를 검출하여 상기 주전원 공급용 라인 컨택터(MC)의 동작 오류를 검출할 수 있다.
Through such a configuration, the voltage detecting potentiometer R P detects the output voltage of the DC link voltage smoothing capacitor C in conjunction with the power supply MOSFET Q2 and the current limiting resistor Rc. An operation error of the DC link voltage smoothing capacitor C may be detected. In addition, the current detection shunt resistor R S detects the current of the line contactor contact driving excitation coil L in conjunction with the excitation coil control MOSFET Q1 and the power supply MOSFET Q2 to detect the current. An operation error of the supply line contactor MC can be detected.

이제, 도 3 을 참조하여 본 발명에 따른 전동지게차의 모터 제어 시스템을 설명하기로 한다. 먼저, 운전자로부터 배터리 전원 공급용 키스위치(SW)가 눌러지면 배터리(210) 전원이 역전압 결선 보호용 다이오드(D1)를 통해 SMPS(240)에 전달되어 로직 제어 CPU(250) 동작에 필요한 제어 전원을 생성하게 된다. 로직 제어 CPU(250)는 각종 내부 레지스터, 메모리, 및 입출력 포트의 초기화를 실시하여 이상이 없으면 전원 공급용 MOSFET(Q2)의 게이트 전극에 On 신호를 인가한다. 그러면, 배터리(210) 전원이 역전압 결선 보호용 다이오드(D2), 전원 공급용 MOSFET(Q2)를 통해 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L), 전류 제한용 저항(RC), 및 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)에 공급된다. Now, with reference to Figure 3 will be described a motor control system of the electric forklift according to the present invention. First, when the key switch SW for battery power is pressed from the driver, the power of the battery 210 is transferred to the SMPS 240 through the reverse voltage connection protection diode D1 to control power required for the operation of the logic control CPU 250. Will generate The logic control CPU 250 initializes various internal registers, memories, and input / output ports, and if there is no error, applies the On signal to the gate electrode of the power supply MOSFET Q2. Then, the battery 210 power is supplied via the reverse voltage connection protection diode (D2), the power supply MOSFET (Q2), the excitation coil (L) for driving the line contactor contacts, the resistor for limiting the current (R C ), and the DC link. The voltage smoothing capacitor C is supplied.

전원 투입 초기 상태에서는 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L)을 구동시키기 위한 여자코일 제어용 MOSFET(Q1)이 Off 상태이므로, 여자코일(L)의 전류는 0(Zero)이 되어 라인 컨택터(MC)의 접점은 차단 상태가 되고 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)는 배터리(210)와 전류 제한용 저항(RC)을 통해 서서히 충전된다. In the initial power-on state, since the excitation coil control MOSFET Q1 for driving the excitation coil L for driving the line contactor contact is turned off, the current of the excitation coil L becomes zero (Zero) so that the line contactor ( The contact of MC) is cut off and the DC link voltage smoothing capacitor C is gradually charged through the battery 210 and the current limiting resistor R C.

로직 제어 CPU(250)는 전압 검출용 Potentiometer(RP)를 통해 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)의 출력 전압을 검출할 수 있는데, 이 과정에서 MOSFET(Q1)이 On 되었을 때 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)에 충전되어 검출된 전압이 일정시간 경과한 후에도 배터리(210)의 전압과 동일하게 충전되지 않고 영전압(0V) 또는 배터리(210) 전압 이하의 값을 유지하고 있으면 파워라인에 오류가 있음을 인식하여 전류 제한용 저항(RC)의 개방 및 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)의 이상에 따른 후속 처리를 실시한다. 이 때, 운전자가 운전을 중지할 수 있도록 운전자용 표시장치를 통해 검출된 오류 정보를 제공하는 것이 바람직하다.
The logic control CPU 250 may detect the output voltage of the DC link voltage smoothing capacitor C through the voltage detection potentiometer R P. In this process, when the MOSFET Q1 is turned on, the DC link voltage rating is measured. If the voltage detected by the utilization capacitor C is not charged the same as the voltage of the battery 210 even after a predetermined time has elapsed and the value is maintained below the zero voltage (0 V) or the voltage of the battery 210, the power line Recognizing that there is an error, subsequent processing is performed according to the opening of the current limiting resistor R C and the abnormality of the DC link voltage smoothing capacitor C. At this time, it is desirable to provide the detected error information through the driver display device so that the driver can stop the driving.

한편, 전류 제한용 저항(RC) 및 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)에 이상이 없을 경우에는 평활용 커패시터(C)에 전하가 서서히 충전되어 전압이 증가하게 된다. 만약에 충전된 전압이 배터리 전압의 90%가 되는 시점에 도달하면, 로직 제어 CPU(250)는 여자코일 제어용 MOSFET(Q1)의 게이트 전극에 PWM 신호를 인가하고 여자코일(L)에 전류가 흐르게 하여 전자기력에 의해 라인 컨택터(MC)의 접점을 닫아 평활용 커패시터(C)로 하여금 배터리(210)로부터 전원을 직접 공급받아 AC 모터(270)에 공급할 수 있도록 한다.On the other hand, when there is no abnormality in the current limiting resistor R C and the DC link voltage smoothing capacitor C, the charge is gradually charged in the smoothing capacitor C to increase the voltage. If the charged voltage reaches 90% of the battery voltage, the logic control CPU 250 applies a PWM signal to the gate electrode of the excitation coil control MOSFET Q1 and causes a current to flow in the excitation coil L. By closing the contact of the line contactor (MC) by the electromagnetic force so that the smoothing capacitor (C) can be supplied directly from the battery 210 to the AC motor 270.

그런데, MOSFET(Q1)과 MOSFET(Q2)가 각각 PWM 상태 및 On 상태로 동작되고 있을 때 션트저항(RS)의 검출 전류값이 0(Zero)이면 여자코일이 개방 오류 상태임을 의미하고, MOSFET(Q1)과 MOSFET(Q2)가 각각 PWM 상태 및 On 상태로 동작되고 있을 때 션트저항(RS)에서 검출된 전류값이 일정값 이상이면 여자코일(L)이 단락 오류 상태임을 의미하게 되어, 전류 제한용 저항(RC) 오류의 경우와 마찬가지로 후속 처리를 실시한다.
However, if the detection current value of the shunt resistor (R S ) is 0 (Zero) when the MOSFET Q1 and the MOSFET Q2 are operated in the PWM state and the On state, respectively, it means that the excitation coil is in an open error state. When (Q1) and MOSFET (Q2) are operating in the PWM state and the On state, respectively, if the current value detected from the shunt resistor (R S ) is a predetermined value or more, it means that the excitation coil (L) is a short-circuit error state, Follow up as in the case of the current limiting resistor (R C ) error.

상술한 내용을 요약하자면, 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L)의 개방 오류 검출은 여자코일 제어용 MOSFET(Q1)과 전원 공급용 MOSFET(Q2)가 각각 PWM 상태 및 On 상태로 동작되고 있을 때 션트저항(RS)의 검출 전류값이 0(Zero)이면 개방 오류가 발생된 것으로 처리하고, 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일(L)의 단락 오류 검출은 여자코일 제어용 MOSFET(Q1)과 전원 공급용 MOSFET(Q2)가 각각 PWM 상태 및 On 상태로 동작되고 있을 때 션트저항(RS)의 검출 전류값이 일정값 이상으로 검출되면 단락 오류가 발생된 것으로 처리한다. In summary, the open error detection of the excitation coil L for driving the line contactor contact is performed when the excitation coil control MOSFET Q1 and the power supply MOSFET Q2 are operated in the PWM and On states, respectively. If the detection current value of the shunt resistor (R S ) is 0 (Zero), an open error is generated, and short-circuit error detection of the excitation coil L for driving the line contactor contact is performed by the excitation coil control MOSFET Q1 and the power supply. If the detection current value of the shunt resistor R S is detected to be higher than or equal to a predetermined value when the supply MOSFET Q2 is operated in the PWM state and the On state, respectively, the short circuit error is processed.

또한, 전류 제한용 저항(RC) 및 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)의 오류 검출은 전원 공급용 MOSFET(Q2)가 On 상태로 동작되고 있을 때 DC 링크 전압 평활용 커패시터(C)에 충전되어 검출된 전압이 일정시간이 경과한 후에도 배터리 전압과 동일하게 충전되지 않고 영전압 또는 배터리 전압 이하의 값을 유지하고 있으면 파워라인에 오류가 발생된 것으로 처리한다.
In addition, error detection of the current limiting resistor (R C ) and the DC link voltage smoothing capacitor (C) charges the DC link voltage smoothing capacitor (C) when the power supply MOSFET (Q2) is operating in the ON state. If the detected voltage is not charged the same as the battery voltage even after a predetermined time has elapsed, and the value is maintained below the zero voltage or the battery voltage, an error is generated in the power line.

도 4 는 본 발명에 따른 DC 링크부의 동작 파형으로서, DC 링크부(230)에 오류 발생이 없을 경우에 로직 제어 CPU(250)의 동작 시퀀스와 DC 링크부(230) 각 부분의 동작 파형을 나타낸다.
4 is an operating waveform of the DC link unit according to the present invention, and shows an operation waveform of the logic control CPU 250 and an operation waveform of each part of the DC link unit 230 when there is no error in the DC link unit 230. .

이상에서 설명한 바와 같이, 라인 컨택터와 파워라인 오류 검출이 가능한 전동지게차의 모터 제어 시스템은 라인 컨택터 및 파워라인의 오동작을 검출하고 보호함으로써 동작의 안정성 및 신뢰성을 보장할 수 있으며, 오류 발생시에 신속한 후속 처리를 함으로써 전동지게차의 오동작을 미연에 방지하여 운전자의 안전을 보장할 수 있다. 또한, 동작 오류에 대한 검출 정보를 모니터 표시장치를 통해 제공함으로써 A/S 서비스시 고장 발생 개소를 정확하게 파악하여 정비에 소요되는 시간이나 비용을 절감할 수 있다. As described above, the motor control system of the electric forklift truck capable of detecting the line contactor and the power line error can ensure the stability and reliability of the operation by detecting and protecting the malfunction of the line contactor and the power line. By fast follow-up, the driver's safety can be guaranteed by preventing the malfunction of the electric forklift. In addition, by providing the detection information on the operation error through the monitor display device, it is possible to accurately identify the location of the failure during the after-sales service to reduce the time or cost required for maintenance.

Claims (2)

배터리 전원 공급용 키스위치, 역전압 결선 보호용 다이오드, 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일, 전류 제한용 저항, DC 링크 전압 평활용 커패시터, 여자코일 제어용 MOSFET, 및 주전원 공급용 라인 컨택터 등을 구비하여 제어 신호에 따라 배터리 전원을 3상 인터버로 공급하기 위한 DC 링크부, 배터리 전원을 변환하여 로직 제어 CPU 구동용 전압을 발생시키기 위한 SMPS, 상기 DC 링크부를 제어하는 신호와 상기 3상 인버터를 구동시키는 신호를 발생시키기 위한 로직 제어 CPU, 및 상기 DC 링크부로부터 인가된 DC 전압을 변환하여 3상 AC 전압을 발생시켜 AC 모터를 구동시키기 위한 3상 인버터를 구비하여 전동지게차의 모터를 제어하는 시스템에 있어서, Key switch for battery power supply, reverse voltage protection diode, line contactor contact excitation coil, current limiting resistor, DC link voltage smoothing capacitor, excitation coil control MOSFET, and main power supply line contactor. A DC link unit for supplying battery power to a three-phase interleaver according to a control signal, an SMPS for generating a logic control CPU driving voltage by converting battery power, a signal for controlling the DC link unit, and driving the three-phase inverter A system for controlling a motor of an electric forklift truck comprising a logic control CPU for generating a signal to generate a signal and a three-phase inverter for converting a DC voltage applied from the DC link unit to generate a three-phase AC voltage to drive an AC motor. To 상기 DC 링크부가,The DC link unit, 상기 로직 제어 CPU의 제어 신호에 따라 상기 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일, 전류 제한용 저항, 및 DC 링크 전압 평활용 커패시터에 배터리 전원을 공급하기 위한 전원 공급용 MOSFET; A power supply MOSFET for supplying battery power to the line contactor contact driving excitation coil, the current limiting resistor, and the DC link voltage smoothing capacitor according to a control signal of the logic control CPU; 상기 전원 공급용 MOSFET와 연동하되 상기 DC 링크 전압 평활용 커패시터의 출력 전압을 검출하여 상기 전류 제한용 저항과 DC 링크 전압 평활용 커패시터의 동작 오류를 검출하기 위한 전압 검출용 Potentiometer; 및 A voltage detection potentiometer for detecting an operation error of the current limiting resistor and the DC link voltage smoothing capacitor by detecting an output voltage of the DC link voltage smoothing capacitor in association with the power supply MOSFET; And 상기 여자코일 제어용 MOSFET 및 전원 공급용 MOSFET와 연동하되 상기 라인 컨택터 접점 구동용 여자코일의 전류를 검출하여 상기 주전원 공급용 라인 컨택터 의 동작 오류를 검출하기 위한 전류 검출용 션트저항을 더 포함한 것을 특징으로 하는 라인 컨택터와 파워라인 오류 검출이 가능한 전동지게차의 모터 제어 시스템.And a current detection shunt resistor interlocked with the excitation coil control MOSFET and the power supply MOSFET, for detecting a current of the excitation coil for driving the line contactor contact to detect an operation error of the main contact supply line contactor. A motor control system for an electric forklift truck capable of detecting line contactors and power line faults. 제 1 항에 있어서 상기 전동지게차의 모터 제어 시스템은, According to claim 1, The motor control system of the electric forklift, 연결된 운전자용 표시장치를 통해 검출된 동작 오류 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 라인 컨택터와 파워라인 오류 검출이 가능한 전동지게차의 모터 제어 시스템.A motor control system for an electric forklift truck capable of detecting a line contactor and a power line error, wherein the error information detected by the connected driver display device is provided.
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