JPH0744764B2 - 直流モータの回生判別方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は直流モータの回生判別
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電気車の走行用の直流モー
タにおいて同モータを発進加速させる場合又は逆転駆動
させる場合、まず、現時点で回生制動が可能かどうか判
断し、可能な場合には回生制動を実行しやがて回生制動
ができなくなった時、力行（プラギング）に移るように
なっている。反対に、可能でない場合には直ちに力行
（プラギング）を行うようになっている。

【０００３】そして、前記回生制動が可能かどうかの判
断は、まず、回生コンタクタを離落した状態で走行用モ
ータの界磁巻線を一定時間予備励磁しその予備励磁に基
づいて生じた発電電流の値が予め定めたレベル以上の場
合には回生制動が可能と判断し、反対にレベル以下の場
合には回生制動ができないと判断するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記したよ
うに判断するにあたっては、一定時間（５０〜１００ミ
リ秒）、走行用モータの界磁巻線を予備励磁する必要が
あることから、回生制動すべきか、力行（プラギング）
すべきかの判断はその予備励磁をしている時間遅れてい
た。

【０００５】特に発進加速すべき場合には、その判断後
に回生コンタクタを投入し力行状態にするため回生制動
の無い車両の制御と比較して前記予備励磁期間＋判別期
間＋電源励磁のための回生コンタクタ投入遅れ期間の合
計時間（約３００ミリ秒程度）の分だけ遅れるため、通
常の車両よりも操作性が劣り省エネ効果の高い回生制動
の普及の妨げとなっていた。

【０００６】この発明は上記の問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、従来の判別方法と全く異な
る方法を採用して、回生制動が可能か否かの判断をより
迅速かつ確実に行い得る直流モータの回生判別方法を提
供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、直流モータを静止した状態から一定
時間だけ直流電源を投入した後遮断し、直流電源を投入
した時点又は遮断した時点から予め定めた時間経過後の
電機子電流値を求め基準値として用意し、直流モータの
直流電源を投入する際、前記一定時間だけ直流電源を投
入した後遮断し、その投入遮断後であって前記予め定め
た時間経過後における直流モータの電機子電流を検出
し、その検出値と前記予め用意した基準値と比較し、検
出値が基準値より大きいとき、回生制動が可能とし、検
出値が基準値より小さいとき、回生制動ができないとす
る直流モータの回生判別方法をその要旨とする。

【０００８】又、第２の発明は、直流モータを静止した
状態から予め定めた第１の時間だけ直流電源を投入した
後遮断し、直流電源を投入した時点又は遮断した時点か
ら直流モータの電機子電流が消失する前の予め定めた第
２の時間経過後に予め定めた第３の時間だけ直流電源を
投入した後遮断し、第３の時間に基づいて直流電源を投
入した時点又は遮断した時点から予め定めた第４の時間
経過後の電機子電流値を予め求め基準値として用意し、
直流モータの直流電源を投入する際、前記第１の時間だ
け直流電源を投入した後遮断し、直流電源を投入した時
点又は遮断した時点から前記第２の時間経過後に、前記
第３の時間だけ直流電源を投入した後遮断し、その投入
遮断後であって前記第４の時間経過後における直流モー
タの電機子電流を検出し、その検出値と前記予め用意し
た基準値と比較し、検出値が基準値より大きいとき、回
生制動が可能とし、検出値が基準値より小さいとき、回
生制動ができないとする直流モータの回生判別方法をそ
の要旨とする。

【０００９】

【作用】第１の発明において、直流モータの電源を一定
時間投入した後遮断すると、直流モータの電機子電流の
立下りは同モータの回転方向とトルクの方向の相違に基
づく電機子電圧によって異なり、回転方向とトルクの方
向が異なる場合にはその立下りが緩やかになり、反対に
方向が同じ場合にはその立下りが急になる。そして、そ
の投入遮断後であって予め定めた時間経過後における直
流モータの電機子電流を検出し、その検出値が予め用意
した基準値より大きいとき回生制動が可能であると判断
し、検出値が予め用意した基準値より小さいとき回生制
動が不可能であると判断する。

【００１０】又、第２の発明において、直流モータの電
源を第１の時間投入した後遮断すると、直流モータの電
機子電流の立下りは同モータの回転方向とトルクの方向
の相違に基づく電機子電圧によって異なり、回転方向と
トルクの方向が異なる場合にはその立下りが緩やかにな
り、反対に方向が同じの場合にはその立下りが急にな
る。そして、その投入遮断後であって予め定めた第２の
時間経過後に予め定めた第３の時間だけ再度電源を投入
した後遮断し、更に第４の時間経過後における直流モー
タの電機子電流を検出する。このように所定時間を隔て
て２回電源を投入することにより、その検出値が予め用
意した基準値より大きいとき回生制動が可能であると判
断し、検出値が予め用意した基準値より小さいとき回生
制動が不可能であると判断する判別精度が向上する。

【００１１】本発明は以下のような実験結果に基づいて
なされたものである。すなわち、第６図に示す回路構成
でスイッチ１をオンして直巻直流モータ２を２０００ｒ
ｐｍ以上に正回転させた後、スイッチ１をオフさせると
ともに、正逆転切換用のコンタクタ３，４を矢印方向に
切換える（逆方向励磁）。モータ２が前記２０００ｒｐ
ｍにまで減速した時、スイッチングトランジスタ５を１
ミリ秒間ドライブさせる。そして、スイッチングトラン
ジスタ５がドライブしたと同時にモータ２の電機子に流
れる電流を測定した結果、第７図に示す波形Ｐｒ２００
０となった。

【００１２】同様に、モータ２が１０００ｒｐｍ及び０
ｒｐｍに減速した場合にも前記と同様にスイッチングト
ランジスタ５をドライブしてモータ２の電機子に流れる
電流を測定しその波形Ｐｒ１０００、Ｐ０を求めた。

【００１３】次に、スイッチ１をオンして直巻直流モー
タ２を２０００ｒｐｍ以上に正回転させた後、正逆転切
換用のコンタクタ３，４をそのまま（順方向励磁）にし
てスイッチ１のみをオフさせる。モータ２が前記２００
０ｒｐｍにまで減速した時、スイッチングトランジスタ
５を１ミリ秒間ドライブさせる。そして、スイッチング
トランジスタ５をドライブすると、モータ２の電機子に
流れる電流は第７図に示す波形Ｐｆ２０００となった。

【００１４】同様に、モータが１０００ｒｐｍに減速し
た場合にも前記と同様にスイッチングトランジスタ５を
ドライブしてモータ２の電機子に流れる電流を測定しそ
の波形Ｐｆ１０００を求めた。

【００１５】この実験結果から、モータ２の回転数、励
磁方向と電機子電流との関係は電流の立上り、立下りで
電機子電圧の影響を受け、逆方向励磁においては２００
０ｒｐｍと１０００ｒｐｍにおける電機子に流れる電流
値は０ｒｐｍにおける電機子に流れる電流値より大きく
回転数が大きい程、電機子に流れる電流の立下りは緩や
かになり、順方向励磁においては２０００ｒｐｍと１０
００ｒｐｍにおける電機子に流れる電流値は０ｒｐｍに
おける電機子に流れる電流値より小さく回転数が大きい
程、電機子に流れる電流の立下りは急となることがわか
った。

【００１６】又、残留磁気の大小、モータの回転方向の
相違、及びフライホイールの電圧降下の差等の諸条件を
変化させた場合においても上記とほぼ同様な波形が求め
られた。

【００１７】すなわち、モータ２を逆方向励磁して求め
た電流波形の立下り状態において０ｒｐｍの回転数にお
ける電機子に流れる電流値より大きい電流値の状態にあ
るモータ２は同モータ２の回転方向とトルクの方向が逆
となりそれに基づく電機子電圧によってその立下りが緩
やかになり、その結果、回生制動が可能となることがわ
かる。

【００１８】従って、前記トランジスタ５のドライブ開
始後、一定時間経過した時の電機子に流れている電流値
と予め求めた前記０ｒｐｍの回転数におけるその時の電
流値の大小を比較することによってその時点において回
生制動が可能か、それとも、力行（プラギング）でなけ
ればならないかどうか判別できることがわかる。

【００１９】さらに、本願発明者は前記トランジスタ５
を１ミリ秒間ドライブさせた後、電機子電流が立下って
行く途中でドランジスタ５を３ミリ秒間再びドライブさ
せその電機子電流の立下りを０ｒｐｍ、８００ｒｐｍ及
び１６００ｒｐｍの回転数の場合について比較した結
果、第８図に示すように０ｒｐｍにおける立下りの電機
子電流の値と各回転数における立下りの電機子電流の値
との差が大きくなることを見い出した。従って、このこ
とからトランジスタ５を２回ドライブさせて、その電機
子電流値を用いて回生制動が可能か、それとも、力行
（プラギング）でなければならないかどうか判別を行う
ものとすればより精度の高い判別ができることがわか
る。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の直流モータの回生判別方法
をバッテリフォークリフトに適用した一実施例を図面に
従って説明する。

【００２１】第１図はバッテリフォークリフトにおける
走行用モータの駆動回路を示し、走行用モータ１１は回
生用コンタクタ１２を介して直流電源としてのバッテリ
ー１３に接続されている。走行用のモータ１１は直巻の
直流電動機であって、図示しない駆動輪を駆動させるよ
うになっている。

【００２２】前記走行用モータ１１の界磁巻線１１ａに
は前進用コンタクタ１４及び後進用コンタクタ１５が接
続され、両コンタクタ１４，１５の切換え動作に基づい
て走行用モータ１１を正逆回転、すなわち、フォークリ
フトを前後進させるようになっている。

【００２３】スイッチング素子としての走行用スイッチ
ングトランジスタ（以下、走行用トランジスタという）
１６は前記走行用モータ１１に対して直列に接続されて
いて、そのベース端子に入力される公知のチョッパ信号
に基づいてオン・オフし同走行用モータ１１を駆動制御
する。

【００２４】第１の走行フライホイールダイオード（以
下、第１の走行フライホイールという）１７は前記界磁
巻線１１ａの前進用コンタクタ１４側と前記バッテリー
１３のプラス端子との間に接続され、第２の走行フライ
ホイールダイオード（以下、第２の走行フライホイール
という）１８は前記界磁巻線１１ａの後進用コンタクタ
１５側と前記バッテリー１３のプラス端子との間に接続
されている。又、走行用モータ１１の電機子１１ｂと前
記回生用コンタクタ１２との間には回生フライホイール
ダイオード（以下、回生フライホイールという）１９の
一端が接続され、そのフライホイール１９の他端はバッ
テリー１３のマイナス端子に接続されている。

【００２５】又、走行用モータ１１の電機子１１ｂには
電流検出器２０が設けられ、同電機子１１ｂに流れる電
流を検出する。次に、上記のように構成した駆動回路に
接続した各コンタクタ及びトランジスタを動作制御して
走行用モータ１１の回生制動が可能かどうかを判断する
電気回路を第２図に従って説明する。

【００２６】第２図において、アクセル操作量検出装置
２１はポテンショメータよりなり、運転席に設けられた
アクセルペダル２２の操作量を検出し、その操作量検出
信号をＡ／Ｄ変換器２３を介して後記する中央処理装置
２７に出力する。又、前記電流検出器２０は前記走行用
モータ１１の電機子１１ｂに流れる電流Ｉを検出し、そ
の電流検出信号を同じくＡ／Ｄ変換器２３を介して中央
処理装置２７に出力するようになっている。

【００２７】前後進検出器２４はリミットスイッチより
なり、運転席に設けた前後進レバー２５の操作位置（前
進、中立、後進）を検知し、その位置信号をインターフ
ェイス２６を介して中央処理装置２７に出力する。

【００２８】コントローラ１０は、中央処理装置（以
下、ＣＰＵという）２７、プログラムメモリ２８及び作
業用メモリ３８から構成されており、プログラムメモリ
２８は読み出し専用のメモリ（ＲＯＭ）よりなり、作業
用メモリ３８は読み出し及び書き替え可能なメモリ（Ｒ
ＡＭ）よりなる。そして、前記ＣＰＵ２７はプログラム
メモリ２８に記憶された制御プログラムに従って動作す
るとともに、前記ＣＰＵ２７が演算した演算結果等を作
業用メモリ３８に一時記憶するようになっている。

【００２９】ＣＰＵ２７は前記アクセル操作量検出装置
２１から出力される操作量検出信号に基づいてその時の
アクセルペダル２２の操作量を割り出すようになってい
る。この割り出しは前記プログラムメモリ２８に予め記
憶されている操作量検出信号に対する操作量データに基
づいて割り出すようになっている。

【００３０】そして、ＣＰＵ２７はこの割り出したアク
セルペダル２２の操作量に対応する走行用モータ１１の
回転速度に同モータ１１を制御するための制御信号をプ
ログラマブルタイマ（以下、ＰＴＭという）２９に出力
する。ＰＴＭ２９はこの制御信号に基づいて、すなわ
ち、アクセルペダル２２の操作量に応じてパルス幅変調
されたパルス信号を出力するようになっている。

【００３１】このパルス信号はトランジスタ３０に出力
され、同トランジスタ３０をオン・オフさせることによ
って、前記走行用トランジスタ１６のベース端子にチョ
ッパ信号を出力するようになっている。

【００３２】又、ＣＰＵ２７は前記電流検出器２０から
出力される電流検出信号に基づいてその時の走行用モー
タ１１の電機子１１ｂに流れる電流Ｉを割り出すように
なっている。この割り出しは前記プログラムメモリ２８
に予め記憶されている電流検出信号に対する電流値デー
タに基づいて割り出すようになっている。

【００３３】又、ＣＰＵ２７は前記前後進検出器２４か
ら出力される位置信号に基づいてその時の前後進レバー
２５の操作位置を割り出すようになっている。そして、
前後進レバー２５の操作位置が後進位置から前進位置に
なった場合には、ＣＰＵ２７はフォークリフトを前進走
行、すなわち、走行用モータ１１を正転させるための制
御信号をインターフェイス３１を介して各トランジスタ
３２，３３に出力し、それぞれの前進用コンタクタ及び
後進用コンタクタコイル３４，３５を励磁制御する。そ
して、この励磁制御に基づいて前記前進用コンタクタ１
４は電機子側接点に、又、後進用コンタクタ１５は走行
用トランジスタ側接点に接続保持されるようになってい
る。

【００３４】反対に、前後進レバー２５の操作位置が前
進位置から後進位置になった場合には、ＣＰＵ２７はフ
ォークリフトを後進走行、すなわち、走行用モータ１１
を逆転させるための制御信号をインターフェイス３１を
介して各トランジスタ３２，３３に出力し、それぞれの
前進用コンタクタ及び後進用コンタクタコイル３４，３
５を励磁制御する。そして、この励磁制御に基づいて前
進用コンタクタ１４は走行用トランジスタ側接点に、
又、後進用コンタクタ１５は電機子側接点に接続保持さ
れるようになっている。

【００３５】又、前後進レバー２５が前進（又は後進）
から後進（又は前進）になった時、及び、中立位置から
前進又は後進になった時には、ＣＰＵ２７は回生判別処
理動作を実行する。

【００３６】この回生判別処理において、まず、ＣＰＵ
２７は走行用トランジスタ１６をオフさせるとともに、
前述した走行用モータ１１の界磁巻線１１ａを前後進レ
バー２５によって選択された方向に駆動するように励磁
すべく前記前進及び後進用コンタクタ１４，１５を切換
えるべく前記トランジスタ３２，３３を制御する。又、
回生コンタクタ１２を閉路すべく回生コンタクタコイル
３７を励磁すべくトランジスタ３６を制御する。前記各
トランジスタ３２，３３，３６及び各コンタクタコイル
３４，３５，３７によりコンタクタ駆動回路が構成され
ている。

【００３７】次に、ＣＰＵ２７は前記走行用トランジス
タ１６を一定時間（本実施例では１ミリ秒）オンさせ、
以後オフ状態にするための制御信号を前記ＰＴＭ２９に
出力する。従って、例えば、前後進レバー２５を前進か
ら後進に切り換え前記コンタクタ１４，１５を切り換え
た場合において、この１ミリ秒の間に電機子１１ｂに流
れる電流は第３図に示す経路Ｉ１を流れ、１ミリ秒後の
電機子１１ｂに流れる電流は第３図に示す経路Ｉ２を流
れることになる。

【００３８】前記１ミリ秒間のトランジスタ１６のドラ
イブ開始後所定時間（本実施例では７ミリ秒）経過する
と、ＣＰＵ２７は前記電流検出器２０から出力されてく
る電流検出信号に基づいて割り出したその時の電機子１
１ｂに流れている電流値Ｉが予め設定された基準値ｋよ
り大きいかどうかを判別するようになっている。

【００３９】基準値ｋは予め前記プログラムメモリ２８
に記憶されていて、本実施例では前記第７図に示した逆
方向励磁における０ｒｐｍの回転数でトランジスタ１６
のドライブ開始後７ミリ秒経過した立下り時点における
電機子に流れる電流の値より僅か（σ）に大きい値を基
準値ｋとしている。

【００４０】そして、電流値Ｉが基準値ｋより大きい時
（Ｉ＞ｋ）、すなわち、モータ１１の回転方向とトルク
の方向が逆でそれに基づく電機子電圧によって電流Ｉの
立下りが緩やかな時、ＣＰＵ２７はその時の走行用モー
タ１１の状態が回生制動を行なえる状態と判断する。反
対に、電流値Ｉが基準値ｋより小さい時（Ｉ≦ｋ）、す
なわち、モータ１１の回転方向とトルクの方向が同じで
それに基づく電機子電圧によって電流Ｉの立下りが急な
時、走行用モータ１１の状態が回生制動を行なえない状
態と判断するようになっている。

【００４１】回生制動を行なえる状態と判断した時、Ｃ
ＰＵ２７は直ちに前記回生コンタクタ１２を離落させる
ために制御信号をインターフェイス３１を介してトラン
ジスタ３６に出力していたのを遮断し、回生コンタクタ
コイル３７を離落制御するようになっている。そして、
この離落制御に基づいて回生コンタクタ１２は離落され
る。

【００４２】回生コンタクタ１２が離落されると、第４
図に示すように経路Ｉ３で回生電流が流れ、回生制動が
開始する。この時、ＣＰＵ２７は前記アクセルペダル２
２の操作量に相対した制御信号をＰＴＭ２９に出力し走
行用トランジスタ１６を制御して、同トランジスタ１６
を介してフライホイール電流を経路Ｉ４で流してその回
生制動による制動量を制御するようになっている。

【００４３】この回生制動時において、ＣＰＵ２７は前
記電流検出器２０からの検出信号に基づいて逐次その時
の電機子１１ｂの電機子電流の電流値Ｉを割り出す。そ
して、その電流値Ｉが予め設定された回生下限電流以下
になった時、ＣＰＵ２７は回生制動が不能と判断し、直
ちに回生コンタクタコイル３７を励磁制御する。そし
て、この励磁制御に基づいて回生コンタクタ１２は閉路
される。

【００４４】回生コンタクタ１２が閉路されると、力行
（プラギング）が開始する。この時、ＣＰＵ２７はアク
セルペダル２２の操作量に相対した制御信号をＰＴＭ２
９に出力し走行用トランジスタ１６を制御して力行を制
御するようになっている。

【００４５】なお、前記電流値Ｉと基準値ｋとの判断に
おいて、電流値Ｉが基準値ｋより小さい時、ＣＰＵ２７
はその時の走行用モータ１１の状態が回生制動を行なえ
ない状態と判断し、前記回生制動することなく直ちに力
行に移るように制御するようになっている。すなわち、
前後進コンタクタ１４，１５、回生コンタクタ１２は開
閉路の切換えを行なわずそのままの状態を維持する。

【００４６】次に上記のように構成したフォークリフト
に具体化した直流モータの回生判別方法の作用について
説明する。今、アクセルペダル２２の操作量に基づいて
前進走行している状態において、前後進レバー２５を前
進から後進に切換えると、ＣＰＵ２７は前後進検出器２
４からの検出信号を入力し前後進レバー２２が前進から
後進に切換わったことを判断して回生判別処理動作を実
行する。

【００４７】ＣＰＵ２７は走行用トランジスタ１６を直
ちにオフさせるとともに、走行用モータ１１の界磁巻線
１１ａを逆方向に励磁すべく前進及び後進用コンタクタ
コイル３４，３５を励磁制御して前進及び後進用コンタ
クタ１４，１５を切換える。従って、この時点で走行用
モータ１１の電源は遮断される。

【００４８】次に、ＣＰＵ２７はＰＴＭ２９に制御信号
を出力して走行用トランジスタ１６を１ミリ秒の間ドラ
イブさせる。この１ミリ秒間のドライブ中の電機子１１
ｂに流れる電流は第３図に示す経路Ｉ１を流れ、ドライ
ブ（１ミリ秒）後は同トランジスタ１６がオフするた
め、電機子１１ｂのフライホイール電流は経路Ｉ２を流
れる。従って、その電機子電流の電流波形は第７図に示
すようにドライブ中は立上り、ドライブ後は立下る。

【００４９】この立下りは走行用モータ１１の回転方向
とトルクの方向とが逆の場合にはそれに基づく電機子電
圧によって緩やかになり、反対に両方向が同じ場合には
急になる。

【００５０】そして、ドライブ開始して７ミリ秒経過し
た時、その立下って行く電流値ＩをＣＰＵ２７が割り出
す。この時、電流値Ｉが基準値ｋより大きい時、ＣＰＵ
２７はその時の走行用モータ１１の状態が回生制動を行
なえる状態と判断し、反対に電流値Ｉが基準値ｋより小
さい時、走行モータ１１の状態が回生制動を行なえない
状態と判断する。

【００５１】回生制動を行なえる状態と判断した時、Ｃ
ＰＵ２７は直ちに回生コンタクタコイル３７を励磁制御
して回生コンタクタ１２を離落させる。回生コンタクタ
１２が離落されると、電機子１１ｂのフライホイール電
流は第４図に示す経路Ｉ３を流れ、回生制動が開始され
る。この時、ＣＰＵ２７はその時のアクセルペダル２２
の操作量に相対した制御信号をＰＴＭ２９に出力し走行
用トランジスタ１６を制御して、同トランジスタ１６を
介してフライホイール電流を流してその回生制動による
制動量を制御する。

【００５２】やがて、フライホイール電流が予め設定し
た電流レベル以下になると、ＣＰＵ２７は回生制動が不
能と判断し、直ちに回生コンタクタコイル３７を励磁制
御して回生コンタクタ１２を閉路させる。

【００５３】回生コンタクタ１２が閉路されると、ＣＰ
Ｕ２７は力行を開始する。この時、ＣＰＵ２７はアクセ
ルペダル２２の操作量に相当した制御信号をＰＴＭ２９
に出力し走行用トランジスタ１６を制御して力行を制御
する。

【００５４】一方、前記電流値Ｉと基準値ｋとの判断に
おいて、電流値Ｉが基準値ｋより小さい時、ＣＰＵ２７
はその時の走行用モータ１１の状態が回生制動を行なえ
ない状態と判断し、前記回生制動することなく直ちに力
行（プラギング）に移る。

【００５５】このように、本実施例では前進及び後進用
コンタクタ１４，１５を切換え、１ミリ秒の間走行用ト
ランジスタ１６をドライブした後、７ミリ秒経過した時
の立下って行く電機子電流の値Ｉを予め定めた基準値ｋ
と比較することによって回生制動が可能かどうかを判断
するので、従来のように回生制動が行なえるかどうかの
判断するにあたって、一定時間、走行用モータの界磁巻
線を予備励磁して回生制動すべきか、プラギングすべき
か判断するのに比べて非常にその判断は速くなる。

【００５６】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、前記走行用トランジスタ１６のドライブ
時間を数ミリ秒の範囲で適宜変更して実施してもよい
し、勿論、１ミリ秒以下のオーダで走行用トランジスタ
１６をドライブさせるようにしてもよい。

【００５７】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。前記実施例が直流電源の遮断後、トランジスタ
１６を１ミリ秒間オンさせ、７ミリ秒経過した立下り時
点における電機子に流れる電流値を基準値ｋと比較した
ものであったが、本実施例ではこの７ミリ秒経過した立
下り時点における電機子に流れる電流値が予め定めた範
囲（回生制動にすべきか力行にすべきか精度的に判断が
できない誤差範囲）の値である場合、もう一度同じよう
な電流検出を行ない、回生制動が行なえるかどうかの判
断の精度をより一層向上させるようにしたものである。

【００５８】なお、本実施例では回路構成はＣＰＵ２７
の処理動作と作業用メモリ３８に記憶するデータが増え
ることを除いて前記実施例とほぼ同じなので、その相違
した構成のみ説明する。

【００５９】ＣＰＵ２７が回生判別処理を行なって、７
ミリ秒経過後の電機子に流れる電流値Ｉを割り出した
時、ＣＰＵ２７はその値Ｉが予め定めた上限値ｋａ（本
実施例では４３アンペア）と下限値ｋｂ（本実施例では
３２アンペア；＝基準値ｋ）の中間の第１の基準値ｋ１
（本実施例では３７アンペア）と同じかそれより大きい
かどうか判断する。

【００６０】この上限値ｋａと下限値ｋｂの範囲は回生
か力行かの判断が精度上誤差のある領域であって、経験
的に求めた値であり、その第１の基準値ｋ１のデータは
予めプログラムメモリ２８に記憶されている。

【００６１】そして、電機子電流Ｉが第１の基準値ｋ１
と同じ若しくはそれより大きいと判断した時には、ＣＰ
Ｕ２７は回生可能と判断して前記実施例と同様な回生制
御を行うようになっている。

【００６２】反対に、電機子電流Ｉが第１の基準値ｋ１
より小さいと判断したときには、ＣＰＵ２７は直ちにト
ランジスタ１６を所定時間（本実施例では３ミリ秒）ド
ライブさせるべくＰＴＭ２９に制御信号を出力する。

【００６３】トランジスタ１６のドライブ後所定時間
（本実施例では７ミリ秒）経過した時、ＣＰＵ２７は前
記電流検出器２０からの検出信号に基づいて割り出した
その時の電機子１１ｂに流れている電流Ｉが予め定めた
第２の基準値ｋ２（本実施例では１０５アンペア）と同
じかそれより大きいかどうか判断する。

【００６４】この第２の基準値ｋ２は経験的に求めた値
であり、その第２の基準値ｋ２のデータは予めプログラ
ムメモリ２８に記憶されている。そして、電機子電流Ｉ
が第２の基準値ｋ２と同じ若しくはそれより大きいと判
断した時には、ＣＰＵ２７は回生可能と判断して前記実
施例と同様な回生制御を行うようになっている。

【００６５】反対に、電機子電流Ｉが第２の基準値ｋ２
より小さいと判断した時には、ＣＰＵ２７は回生制動が
できないと判断して直ちに前記実施例と同様に力行制御
に移るようになっている。

【００６６】次に、上記のように構成した直流モータの
回生判別方法の作用について説明する。今、アクセルペ
ダル２２の操作量に基づいて前進走行している状態にお
いて、前後進レバー２５を中立から後進に切換えると、
ＣＰＵ２７は前後進検出器２４からの検出信号に基づい
て前後進レバー２５が中立から後進に切換わったことを
判断して回生判別処理動作を実行する。

【００６７】ＣＰＵ２７は回生コンタクタ１２を投入し
た状態で走行用トランジスタ１６を直ちにオフさせると
ともに、前進及び後進用コンタクタ１４，１５を後進状
態に切換え回生コンタクタ１２を投入確認した後、１０
ミリ秒待つ。

【００６８】従って、この時点でトランジスタ１２がオ
フ状態であることに基づいて走行用モータ１１の電源は
遮断される。次に、ＣＰＵ２７はアクセルペダル２２が
踏込まれているかどうかチェックした後、ＰＴＭ２９に
制御信号を出力して走行用トランジスタ１６を１ミリ秒
の間ドライブさせる。従って、前記実施例と同様にその
電機子電流の電流波形はドライブ中は立上り、ドライブ
後は立下る。

【００６９】そして、ドライブ開始後７ミリ秒経過した
時、ＣＰＵ２７はその立下って行く電流値ＩをＣＰＵ２
７が割り出し、その電流値Ｉと第１の基準値ｋ１の大小
を比較する。そして、第１の基準値ｋ１と同じかそれよ
り大きいと判断した時、ＣＰＵ２７はその時の走行用モ
ータ１１の状態が回生制動を行なえる状態と判断する。

【００７０】反対に、電流値Ｉが基準値Ｉが基準値ｋ１
より小さい時、ＣＰＵ２７は再びＰＴＭ２９に制御信号
を出力して走行用トランジスタ１６を３ミリ秒の間ドラ
イブさせる。従って、その電機子電流の電流波形は第８
図に示すようにドライブ中は前記以上に立上り、ドライ
ブ後は立下る。そして、ドライブ後１１ミリ秒経過した
時、ＣＰＵ２７はその立下って行く電流値Ｉを割り出
し、その電流値Ｉと第２の基準値ｋ２の大小を比較す
る。そして、第２の基準値ｋ２と同じかそれより大きい
と判断した時、ＣＰＵ２７はその時の走行用モータ１１
の状態が回生制動を行なえる状態と判断する。

【００７１】回生制動を行なえる状態と判断した時、Ｃ
ＰＵ２７は直ちに走行用モータ１１の界磁巻線１１ａを
逆方向に励磁すべく前進及び後進用コンタクタ１４，１
５を切換えるとともに、回生コンタクタ１２を離落させ
る。

【００７２】回生コンタクタ１２が離落されると、ＣＰ
Ｕ２７はトランジスタ１２をドライブさせ界磁巻線１１
ａを予備励磁させて回生制動を実行させる。この時、Ｃ
ＰＵ２７はその時のアクセルペダル２２の操作量に相対
した制御信号をＰＴＭ２９に出力し走行用トランジスタ
１６を制御して、同トランジスタ１６を介してフライホ
イール電流を流してその回生制動による制動量を制御し
ている。

【００７３】やがて、フライホイール電流が予め設定し
た電流レベル以下になると、ＣＰＵ２７は回生制動の終
了を判断し直ちに走行用モータ１１の界磁巻線１１ａを
元の方向に励磁すべく前進及び後進用コンタクタ１４，
１５を切換えるとともに、回生コンタクタ１２を閉路さ
せる。以後、ＣＰＵ２７はアクセルペダル２２の操作量
に相対した制御信号をＰＴＭ２９に出力し走行用トラン
ジスタ１６を制御して力行を制御する。

【００７４】一方、前記電流値Ｉと第２の基準値ｋ２と
の判断において、電流値Ｉが第２の基準値ｋ２より小さ
いと判断した時、ＣＰＵ２７はその時の走行用モータ１
１の状態が回生制動を行なえない状態と判断し、前記回
生制動することなく直ちに力行に移る。

【００７５】このように本実施例では前記実施例の効果
に加えてトランジスタ１６を２回ドライブさせて走行用
モータ１１の各状態における電機子１１ｂに流れる電流
値Ｉの変化の差を大きくするようにしたので、回生制動
が可能かどうかの判別精度を一層向上させることができ
る。

【００７６】なお、本実施例では２回目のトランジスタ
１６のドライブ時間（３ミリ秒）を１回目のドライブ時
間（１ミリ秒）より長くしたが、これは１回目のドライ
ブ後の電機子１１ｂの電流の減衰分が２回目のドライブ
の始まりで残るためその分を考慮したためで、その考慮
の範囲で２回目のトランジスタ１６のドライブ時間を適
宜変更してもよい。

【００７７】又、前記各実施例ではフォークリフトに応
用したが、その他の電気車の走行用の直流モータに応用
したり、その他電気車以外のものに使用される直流モー
タに応用してもよい。

【００７８】

【発明の効果】以上詳述したように、第１の発明によれ
ば、回生制動可能か否かの判断を従来に比べてより迅速
に行うことができるという優れた効果を奏する。

【００７９】又、第２の発明によれば、上記の効果に加
え、回生制動が可能か否かの判別精度を向上させること
ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化したフォークリフトの走行用モ
ータのモータ駆動回路図である。

【図２】フォークリフトの電気ブロック回路図である。

【図３】力行時の電機子電流の流れを説明するための説
明図である。

【図４】回生制動時の電機子電流の流れを説明するため
の説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例を説明するためのフロー
チャート図である。

【図６】本発明を説明するための電気回路図である。

【図７】本発明を説明するための電機子電流の波形図で
ある。

【図８】本発明を説明するための電機子電流の波形図で
ある。

【符号の説明】

１１…直流モータ、１３…直流電源としてのバッテリ
ー、２０…電流検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 智彦 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社 豊田自動織機製作所 内 (72)発明者 尾関 峰夫 愛知県一宮市浅井町河田54 (72)発明者 鈴木 哲治 愛知県西春日井郡西枇把島町押花５ 若竹 寮

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流モータ（１１）を静止した状態から
   一定時間だけ直流電源を投入した後遮断し、直流電源を
   投入した時点又は遮断した時点から予め定めた時間経過
   後の電機子電流値を求め基準値として用意し、 直流モータ（１１）の直流電源（１３）を投入する際、
   前記一定時間だけ直流電源（１３）を投入した後遮断
   し、その投入遮断後であって前記予め定めた時間経過後
   における直流モータ（１１）の電機子電流を検出し、 その検出値と前記予め用意した基準値と比較し、検出値
   が基準値より大きいとき、回生制動が可能とし、検出値
   が基準値より小さいとき、回生制動ができないとする直
   流モータの回生判別方法。
2. 【請求項２】 直流モータ（１１）を静止した状態から
   予め定めた第１の時間だけ直流電源を投入した後遮断
   し、直流電源を投入した時点又は遮断した時点から直流
   モータ（１１）の電機子電流が消失する前の予め定めた
   第２の時間経過後に予め定めた第３の時間だけ直流電源
   を投入した後遮断し、第３の時間に基づいて直流電源を
   投入した時点又は遮断した時点から予め定めた第４の時
   間経過後の電機子電流値を予め求め基準値として用意
   し、 直流モータ（１１）の直流電源（１３）を投入する際、
   前記第１の時間だけ直流電源（１３）を投入した後遮断
   し、直流電源（１３）を投入した時点又は遮断した時点
   から前記第２の時間経過後に、前記第３の時間だけ直流
   電源（１３）を投入した後遮断し、その投入遮断後であ
   って前記第４の時間経過後における直流モータ（１１）
   の電機子電流を検出し、 その検出値と前記予め用意した基準値と比較し、検出値
   が基準値より大きいとき、回生制動が可能とし、検出値
   が基準値より小さいとき、回生制動ができないとする直
   流モータの回生判別方法。