JPH11299013A - 電気車両におけるコンタクタ駆動装置、電気車両用制御装置及び電気式フォークリフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンタクタの消磁動作に伴う無駄な電力消費
を防止し、又、無駄な電力消費による熱の発生を防止す
る。 【解決手段】 バッテリ１９のプラス側とマイナス側と
の間に、チョッパ駆動されるメイントランジスタ２９
と、前進用コンタクタ１２の励磁コイル３３とを直列に
接続する。励磁コイル３３に対してメイントランジスタ
２９と反対側に回生用トランジスタ３０を直列に接続す
る。そして、直列接続された励磁コイル３３と回生用ト
ランジスタ３０に対して、順方向をマイナス側からプラ
ス側にして第１バイパスダイオード３１を接続する。
又、直列接続されたメイントランジスタ２９と励磁コイ
ル３３に対して、順方向をマイナス側からプラス側にし
て第２バイパスダイオード３２を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気式フォークリ
フト等の電気車両において使用されるコンタクタを開閉
動作させるためのコンタクタ駆動回路、同コンタクタ駆
動回路を備えた電気車両用制御装置、及び、同電気車両
用制御装置を備えた電気式フォークリフトに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気式フォークリフトでは、バッ
テリから走行用モータに供給する電流の大きさをパワー
トランジスタ等のチョッパ駆動によって制御している。
このバッテリ、走行用モータ及びパワートランジスタ等
で形成される主回路には、走行用モータに供給する電流
を遮断したり、あるいは、走行用モータに対する電流の
供給方向を転換するためのエレクトロマグネティックコ
ンタクタ（電磁接触器、以下、コンタクタ）を設けてい
る。コンタクタは、主回路とは別に設けられた操作回路
であるコンタクタ駆動回路で開閉動作させている。

【０００３】図３は、電気式フォークリフトの主回路の
一例を示す回路図である。走行用モータ１７は、アーマ
チュア１８ａ及び界磁巻線１８ｂがバッテリ１９に直列
に接続されている。アーマチュア１８ａ及び界磁巻線１
８ｂにはパワートランジスタであるモータ駆動用トラン
ジスタ１４が直列に接続されている。モータ駆動用トラ
ンジスタ１４はモータ制御ユニット１１からのパルス幅
変調信号によりアクセル開度に基づくデューティ比でチ
ョッパ駆動され、走行用モータ１７に供給する駆動電流
の大きさを制御する。

【０００４】界磁巻線１８は、その一方の端部に前進用
コンタクタ１２のＮＣ接点が接続され、他方の端部に後
進用コンタクタ１３のＮＣ接点が接続されている。そし
て、車両の前進時には、前進用コンタクタ１２が励磁さ
れ、後進用コンタクタ１３が消磁されたままとされる。
すると、後進用コンタクタ１３から前進用コンタクタ１
２側に流れる電流により、走行モータは前進に対応した
回転方向に回転する。同様に、前進用コンタクタ１２が
消磁され、後進用コンタクタ１３が励磁されると、電流
の流れる方向が反対方向となり、走行用モータ１７が後
進に対応した回転方向に回転する。

【０００５】図５は、前進用コンタクタ１２及び後進用
コンタクタ１３を励磁及び消磁するためのコンタクタ駆
動回路５０の一例を示している。コンタクタ駆動回路５
０は、例えば前進用コンタクタ１２の励磁コイル５１に
直列に接続されたスイッチングトランジスタ５２を備え
ている。このスイッチングトランジスタ５２は、モータ
制御ユニット１１からコンタクタ駆動回路５０に供給さ
れるチョッパ指令信号に基づき、コンタクタ駆動回路５
０が生成するパルス幅変調信号によってチョッパ駆動さ
れる。

【０００６】コンタクタ駆動回路５０には、励磁コイル
５１に並列に還流（フリーホイール）ダイオード５３が
接続されている。還流ダイオード５３は、チョッパ駆動
されるスイッチングトランジスタ５２がオン状態からオ
フ状態となるときに励磁コイル５１に発生する逆起電力
に基づく電流を励磁コイル５１及び還流ダイオード５３
の閉回路で流すために設けられている。このことによ
り、スイッチングトランジスタ５２の破損を防止し、
又、励磁コイル５１に励磁電流が持続して流れるように
する。

【０００７】ところで、コンタクタ１２，１３は、励磁
及び消磁時における動作の応答速度を速くすることが望
まれている。これは、前後進切り換えレバーの操作に対
し、走行用モータ１７の回転方向が迅速に切り換わるよ
うにして、レバー操作に対する車両の応答性を向上させ
るためである。特に、消磁時には、励磁コイル５１に発
生する逆起電力に基づく電流が還流ダイオード５３によ
って還流され励磁コイル５１を流れる電流が緩やかに下
降するので、コンタクタ１２，１３が励磁状態から消磁
状態となるまでに時間がかかる。

【０００８】このために、コンタクタ駆動回路５０に
は、還流ダイオード５３に直列に抵抗あるいはツェナダ
イオード等の負荷５４を接続するとともに、スイッチン
グ動作する消磁用トランジスタ５５を負荷５４に対して
並列に接続している。そして、前後進切り換えレバーが
前進側に操作されているときには消磁用トランジスタ５
５がオン状態となるように制御し、チョッパ駆動されて
いるスイッチングトランジスタ５２がオン状態からオフ
状態となったときに、励磁コイル５１の逆起電力に基づ
く電流が、励磁コイル５１、還流ダイオード５３及び消
磁用トランジスタ５５からなる閉回路を流れるようにし
ている。

【０００９】一方、前後進切り換えレバーが前進側から
中立あるいは後退側に操作されたときには、消磁用トラ
ンジスタ５５がスイッチングトランジスタ５２と共にオ
フ状態となるように制御し、励磁コイル５１の逆起電力
に基づく電流が、励磁コイル５１、還流ダイオード５３
及び負荷５４からなる閉回路を流れるようにする。そし
て、閉回路を流れる電流を負荷５４で熱として消費さ
せ、励磁コイル５１を流れる電流を早く減衰させるよう
にしている。従って、前後進切り換えレバーが前進位置
から切り換え操作されたときには、前進用コンタクタ１
２が速やかに励磁状態から消磁状態となり、走行用モー
タ１７の前進方向の回転が速やかに停止する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンタ
クタ１２，１３が消磁動作するたびに、励磁コイル５１
に磁気エネルギーとして残ったバッテリ電力を負荷で消
費させているため、バッテリ電力が無駄に消費されてい
た。

【００１１】又、電力の消費に伴い負荷５４からジュー
ル熱が発生するため、コンタクタ駆動回路を放熱を考慮
した設計とする必要があり、小型化の障害になってい
た。本発明は、上記問題点を解決するためになされたも
のであって、その目的は、コンタクタの消磁動作に伴う
無駄な電力消費を防止し、又、無駄な電力消費による熱
の発生を防止することができる電気車両におけるコンタ
クタ駆動回路、同コンタクタ駆動回路を備えた電気車両
用制御装置、及び、同電気車両用制御装置を備えた電気
式フォークリフトを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、バッテリのプラス端子側
とマイナス端子側との間に、コンタクタの励磁コイル
と、該励磁コイルに対する前記バッテリのバッテリ電圧
に基づく駆動電流の供給を制御する半導体スイッチング
素子とを直列に接続した電気車両におけるコンタクタ駆
動装置において、前記励磁コイルに対して、前記半導体
スイッチング素子が接続された側と反対側に回生用半導
体スイッチング素子を直列に接続し、直列接続された前
記励磁コイルと前記回生用半導体スイッチング素子に対
して、順方向をマイナス側からプラス側にして第１バイ
パスダイオードを並列に接続するとともに、直列接続さ
れた前記励磁コイルと前記半導体スイッチング素子に対
して、順方向をマイナス側からプラス側にして第２バイ
パスダイオードを並列に接続した。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記半導体スイッチング素子は、所定
のパルス幅変調信号でチョッパ駆動される半導体スイッ
チング素子であって、前記励磁コイルに対してプラス側
に接続され、前記第１バイパスダイオードは、前記回生
用半導体スイッチング素子がオン状態で前記半導体スイ
ッチング素子がチョッパ駆動されてオン状態からオフ状
態となったときに、前記励磁コイルに発生する逆起電力
に基づく電流を、該励磁コイル、前記回生用半導体スイ
ッチング素子及び前記第１バイパスダイオードとからな
る閉回路で還流させる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載のコンタクタ駆動装置と、前記バッテリに
直列に接続され、前記コンタクタ駆動装置にて駆動され
て励磁状態で導通するコンタクタと、前記コンタクタに
直列に接続されて前記バッテリから供給される電流が該
コンタクタにて制御されるとともに、バッテリ電圧に基
づく電流で駆動される駆動手段の制御量を制御可能な制
御用半導体スイッチング素子と、前記駆動手段を制御す
るための操作手段の操作量に基づき、前記駆動手段の制
御量を前記操作手段の操作量に対応した制御量とするよ
うに前記制御用半導体スイッチング素子をオン・オフ制
御する第１制御部と、前記第１制御部が前記制御用半導
体スイッチング素子をオン状態あるいは平均オン状態と
するときには、前記回生用半導体スイッチング素子をオ
ン状態とするとともに前記半導体スイッチング素子をオ
ン状態あるいは平均オン状態とし、同半導体スイッチン
グ素子をオフ状態とするときには前記回生用半導体スイ
ッチング素子をオフ状態とする第２制御部とを備えた。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の電気車両用制御装置を備え、前記電気車両用制御装置
は、前記操作手段としてのアクセルペダルのアクセル開
度に基づき前記駆動手段としての走行用モータの回転速
度を制御する。

【００１６】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
回生用半導体スイッチング素子がオン状態で半導体スイ
ッチング素子がオフ状態からオン状態となると、コンタ
クタの励磁コイルにバッテリ電圧に基づく電流が供給さ
れ、コンタクタが励磁動作する。回生用半導体スイッチ
ング素子がオン状態のままで半導体スイッチング素子が
オン状態からオフ状態となると、励磁コイルに発生する
逆起電力に基づく電流が、励磁コイル、回生用半導体ス
イッチング素子及び第１バイパスダイオードからなる閉
回路を還流する。従って、励磁コイルに発生する逆起電
力が、オフ状態の半導体スイッチング素子に加わらな
い。又、半導体スイッチング素子がオン状態からオフ状
態となるとともに回生用半導体スイッチング素子がオン
状態からオフ状態となると、励磁コイルに発生する逆起
電力に基づく電流が、励磁コイル、第２バイパスダイオ
ード、バッテリ及び第１バイパスダイオードからなる閉
回路を流れる。従って、半導体スイッチング素子がオン
状態からオフ状態となったときに励磁コイルに磁気エネ
ルギーとして残る電力がバッテリに回生される。

【００１７】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加えて、回生用半導体スイッチン
グ素子がオン状態で、所定のパルス幅変調信号によって
チョッパ駆動される半導体スイッチング素子がオン状態
からオフ状態となると、励磁コイルに発生する逆起電力
に基づく電流が、励磁コイル、回生用半導体スイッチン
グ素子及び還流ダイオードにて形成される閉回路を還流
する。従って、半導体スイッチング素子がチョッパ駆動
されているときにオフ状態となっている間にも励磁コイ
ルに流れる電流が持続する。

【００１８】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は請求項２に記載の発明の作用を有するコンタクタ駆
動回路の半導体スイッチング素子及び回生用半導体スイ
ッチング素子が第２制御部にて制御され、制御用半導体
スイッチング素子にバッテリ電圧に基づく駆動電流が供
給される。そして、制御用半導体スイッチング素子が第
１制御部にて制御され、駆動手段に駆動電流が供給され
る。すると、駆動手段の制御量が、操作手段の操作量に
応じた制御量となる。

【００１９】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の作用を有する電気車両用制御装置にて走行用モ
ータの回転速度が、アクセルペダルのアクセル開度に応
じた回転速度に制御される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図３に従って説明する。図３は、電気式
フォークリフトに搭載された、走行用モータの回転方向
及び回転速度を制御する電気車両用制御装置としての走
行用モータ制御装置１０の電気ブロック図である。走行
用モータ制御装置１０は、モータ制御ユニット１１、コ
ンタクタとしての前進用コンタクタ１２、後進用コンタ
クタ１３、制御用半導体スイッチング素子としてのモー
タ駆動用トランジスタ１４及びバイパスダイオード１
５，１６等を備えている。

【００２１】前進用コンタクタ１２及び後進用コンタク
タ１３は、共通接点、ＮＣ接点及びＮＯ接点をそれぞれ
備えている。共通接点とＮＣ接点とは、後述する励磁コ
イルが励磁されていない消磁状態で閉じており、共通接
点とＮＯ接点とは同励磁コイルが励磁された励磁状態で
閉じる。

【００２２】駆動手段としての走行用モータ１７は、ア
ーマチャ１８ａと界磁巻線１８ｂとを備えている。アー
マチャ１８ａは、その一端がバッテリ１９のプラス側に
接続され、他端が前進用コンクタタ１２及び後進用コン
タンタ１３の各ＮＣ接点に接続されている。又、界磁巻
線１８ｂは、その一端が前進用コンタクタ１２の共通接
点に、他端が後進用コンタクタ１３の共通接点に接続さ
れている。前記バイパスダイオード１５は、前進用コン
タクタ１２の共通接点とバッテリ１９のプラス側との間
に、カソードをプラス側にして接続されている。同様
に、前記バイパスダイオード１６は、後進用コンタクタ
１３の共通接点とバッテリ１９のプラス側との間に、カ
ソードをプラス側にして接続されている。

【００２３】前記モータ駆動用トランジスタ１４はＮＰ
Ｎ形バイポーラトランジスタであって、そのコレクタが
前進用コンタクタ１２と後進用コンタクタ１３の各ＮＯ
接点に接続され、エミッタがバッテリ１９のマイナス側
に接続されている。モータ駆動用トランジスタ１４は、
チョッパ駆動されるスイッチングトランジスタである。

【００２４】前記モータ制御ユニット１１は、制御部２
０、コンタクタ駆動装置としてのコンタクタ駆動回路２
１及びベース駆動回路２２等を備えている。尚、コンタ
クタ駆動回路２１は前進用コンタクタ１２を駆動するも
のであり、後進用コンタクタ１３は図示しないコンタク
タ駆動回路にて駆動される。このコンタクタ駆動回路
は、コンタクタ駆動回路２１と基本的に同一の構成であ
り、制御部２０によって制御されるタイミングが異なる
だけなので、以下、コンタクタ駆動回路２１についての
み説明する。

【００２５】制御部２０には、キースイッチ２３、前後
進スイッチ２４、アクセルポテンショメータ２５等が電
気的に接続されている。本実施の形態では、制御部２０
及びベース駆動回路２２にて第１制御部が構成され、
又、制御部２０にて第２制御部が構成されている。本実
施の形態では、第２制御部としての制御部２０と、コン
タクタ駆動回路２１とにて第１制御部が構成されてい
る。

【００２６】キースイッチ２３はオフ位置あるいはオン
位置に切り換えれ、オン位置に操作された状態でオン状
態となる。前後進スイッチ２４は図示しない前後進切り
換えレバーによって切り換えられ、該前後進切り換えレ
バーが前進位置のとき前進オン状態、中立位置のときオ
フ状態、又、後進位置のとき後進オン状態となる。アク
セルポテンショメータメータ２５は、操作手段としての
アクセル２６の踏み込み量に対応して「０」から大きく
なるアクセル開度信号ＡＳを出力する。

【００２７】制御部２０は、キースイッチ２３がオン状
態でかつ前後進スイッチ２４が前進オン状態のときに、
アクセルポテンショメータメータ２５が出力するアクセ
ル開度信号ＡＳが「０」よりも大きくなると、前進オン
信号ＳＦをコンタクタ駆動回路２１に出力する。

【００２８】同時に、制御部２０は、予め設定された出
力パターンのデューティ比のチョッパ指令信号ＣＤ１を
コンタクタ駆動回路２１に出力する。このチョッパ指令
信号ＣＤ１にて指令されるデューティ比の出力パターン
は、最初の所定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ．）の間
はデューティ比１００％を指令し、所定時間経過後は制
限したデューティ比（例えば、デューティ比２５％）を
指令するものである。デューティ比１００％は前進用コ
ンタクタ１２を確実に励磁動作させるために必要な駆動
電流を供給するために設定され、デューティ比２５％は
一旦励磁動作した前進用コンタクタ１２をその励磁状態
のままで保持するために必要なだけの駆動電流を供給す
るために設定されている。

【００２９】又、制御部２０は、アクセル開度信号ＡＳ
が「０」となったとき、あるいは、前後進スイッチ２４
が前進オン状態でなくなったときには、チョッパ指令信
号ＣＤ１の出力を停止するとともに前進オン信号ＳＦの
出力を停止する。

【００３０】制御部２０は、前後進スイッチ２４が前進
オン状態であるときには、アクセル開度信号ＡＳの大き
さに対応したデューティ比でモータ制御用トランジスタ
１４をチョッパ駆動するためのチョッパ指令信号ＣＤ２
をベース駆動回路２２に出力する。

【００３１】図１は、前進用コンタクタ１２を駆動する
コンタクタ駆動回路２１を示している。コンタクタ駆動
回路２１は、パルス信号生成部２７、駆動信号生成部２
８、半導体スイッチング素子としてのメイントランジス
タ２９、回生用半導体スイッチング素子としての回生用
トランジスタ３０、第１バイパスダイオード３１及び第
２バイパスダイオード３２を備えている。

【００３２】パルス信号生成部２７は、制御部２０が出
力するチョッパ指令信号ＣＤ１にて指令されるデューテ
ィ比でメイントランジスタ２９をオン・オフ駆動するた
めのパルス幅変調信号ＶＰ１を生成し、このパルス幅変
調信号ＶＰ１をメイントランジスタ２９のベースに出力
する。又、駆動信号生成部２８は、制御部２０が出力す
る前進オン信号ＳＦが入力される間だけ回生用トランジ
スタ３０をオン状態とする駆動信号ＶＳを生成し、この
駆動信号ＶＳを回生用トランジスタ３０のベースに出力
する。

【００３３】メイントランジスタ２９はＰＮＰ形バイポ
ーラトランジスタであって、バッテリ１９のプラス側と
マイナス側との間に、前進用コンタクタ１２の励磁コイ
ル３３と共に直列に接続されている。又、メイントラン
ジスタ２９は、パルス信号生成部２７が出力するパルス
幅変調信号ＶＰ１でチョッパ駆動される半導体スイッチ
ング素子であって、励磁コイル３３に対してバッテリ１
９のプラス側に接続されている。

【００３４】回生用トランジスタ３０はＮＰＮ形バイポ
ーラトランジスタであって、励磁コイル３３に対してメ
イントランジスタ２９が接続された側と反対側に直列に
接続されている。回生用トランジスタ３０は、駆動信号
生成部２８からの駆動信号ＶＳによってオン・オフ動作
する。

【００３５】第１バイパスダイオード３１は、直列接続
された励磁コイル３３と回生用トランジスタ３０に対
し、順方向をバッテリ１９のマイナス側からプラス側と
して並列に接続されている。

【００３６】第２バイパスダイオード３２は、直列接続
されたメイントランジスタ２９と励磁コイル３３に対
し、順方向をバッテリ１９のマイナス側からプラス側と
して並列に接続されている。

【００３７】ベース駆動回路２２は、図３に示すよう
に、制御部２０が出力するチョッパ指令信号ＣＤ２にて
指令されるデューティ比でモータ駆動用トランジスタ１
４をオン・オフ駆動するためのパルス幅変調信号ＶＰ２
を生成し、このパルス幅変調信号ＶＰ２をモータ駆動用
トランジスタ１４のベースに出力する。

【００３８】従って、制御部２０は、モータ制御用トラ
ンジスタ１４をチョッパ駆動、即ち、平均オン状態とす
るときには、コンタクタ駆動回路２１の回生用トランジ
スタ３０をオン状態とするとともにメイントランジスタ
２９をチョッパ駆動、即ち、平均オン状態とする。又、
制御部２０は、メイントランジスタ２９をオフ状態とす
るときには回生用トランジスタ３０をオフ状態とする。

【００３９】次に、以上のように構成されたモータ制御
装置及びコンタクタ駆動回路の作用について説明する。
キースイッチ２３をオフ位置からオン位置とし前後進ス
イッチ２４を中立位置から前進位置に切り換えた状態で
アクセルペダル２６を踏み込むと、制御部２０は、前進
オン信号ＳＦ及びチョッパ指令信号ＣＤ１をコンタクタ
駆動回路２１に出力するとともにチョッパ指令信号ＣＤ
２をベース駆動回路２２に出力する。

【００４０】コンタクタ駆動回路２１において、駆動信
号生成部２８は、前進オン信号ＳＦが入力される間は回
生用トランジスタ３０に駆動信号ＶＳを出力し、パルス
信号生成部２７は、チョッパ指令信号ＣＤ１が入力され
る間はメイントランジスタ２９にパルス幅変調信号ＶＰ
１を出力する。そして、回生用トランジスタ３０がオフ
状態からオン状態になるとともにメイントランジスタ２
９がチョッパ指令信号ＣＤ１に基づくデューティ比でチ
ョッパ駆動される。すると、バッテリ電圧に基づく電流
が、バッテリ１９、メイントランジスタ２９、励磁コイ
ル３３及び回生用トランジスタ３０からなる閉回路に流
れ、前進用コンタクタ１２が消磁状態から励磁状態とな
る。このとき、後進用コンタクタ１３は、消磁状態のま
まとされる。従って、アーマチャ１８ａ及び界磁巻線１
８ｂに、走行用モータ１７が前進方向に回転するように
駆動電流が供給される状態となる。このとき、図２に示
すように、励磁コイル３３には次第に大きくなるように
電流が流れる。

【００４１】一方、ベース駆動回路２２は、チョッパ指
令信号ＣＤ２が入力される間はパルス幅変調信号ＶＰ２
をモータ駆動用メイントランジスタ１４に出力する。す
ると、モータ駆動用トランジスタ１４は、チョッパ指令
信号ＣＤ２に基づくデューティ比でチョッパ駆動され
る。従って、アーマチャ１８ａ及び界磁巻線１８ｂに供
給される前進方向の駆動電流が、アクセル開度に応じた
大きさに制御される。

【００４２】ここで、回生用トランジスタ３０がオン状
態のままで、チョッパ駆動されているメイントランジス
タ２９がオン状態からオフ状態となると、励磁コイル３
３に発生する逆起電力に基づく電流が、励磁コイル３
３、回生用トランジスタ３０及び第１バイパスダイオー
ド３１からなる閉回路を流れる。即ち、第１バイパスダ
イオード３１は、電流を閉回路で還流させる。従って、
メイントランジスタ２９がオフ状態となったとき励磁コ
イル３３に発生する逆起電力が、オフ状態となったメイ
ントランジスタ２９に加わらない。又、チョッパ駆動さ
れているメイントランジスタ２９がオフ状態となってい
る間にも、図２に示すように、励磁コイル３３には電流
が次第に下降しながら持続して流れる。そして、メイン
トランジスタ２９の繰り返しオン・オフ動作に伴って流
れる平均電流によって前進用コンタクタ１２の励磁状態
が保持される。

【００４３】前後進スイッチ２４を前進位置から中立位
置あるいは後進位置に切り換えると、制御部２０はコン
タクタ駆動回路２１への前進オン信号ＳＦの出力を停止
するとともにチョッパ指令信号ＣＤ１の出力を停止す
る。すると、コンタクタ駆動回路２１では、パルス信号
生成部２７がメイントランジスタ２９へのパルス幅変調
信号ＶＰ１の出力を停止し、駆動信号生成部２８が回生
用トランジスタ３０への駆動信号ＶＳの出力を停止す
る。その結果、メイントランジスタ２９がオフ状態とな
るとともに回生用トランジスタ３０がオフ状態となり、
励磁コイル３３への電流の供給が停止して前進用コンタ
クタ１２が励磁状態から消磁動作となる。又、後進用コ
ンタクタ１３は、消磁状態のままとなるか、あるいは、
励磁状態に切り換えられる。従って、アーマチャ１８ａ
及び界磁巻線１８ｂへの走行用モータ１７の前進側に回
転駆動する駆動電流の供給が停止する。

【００４４】このとき、回生用トランジスタ３０がオン
状態からオフ状態となるととともにメイントランジスタ
２９がオフ状態となると、励磁コイル３３に発生した逆
起電力に基づく電流が、励磁コイル３３、第２バイパス
ダイオード３２、バッテリ１９及び第１バイパスダイオ
ード３１からなる閉回路を流れる。即ち、第２バイパス
ダイオード３２は、電流をバッテリ１９にフライバック
する。従って、メイントランジスタ２９のチョッパ駆動
が停止され前進用コンタクタ１２が励磁状態から消磁状
態となったときに、励磁コイル３３に磁気エネルギーと
して残るバッテリ電力がバッテリ１９に回生される。

【００４５】又、従来のように、閉回路中に設けた負荷
５４で励磁コイルの逆起電力に基づく電流を消費させる
場合に比較して、図２に示すように、メイントランジス
タ２９がオフ状態となった時点Ｔから電流がより速やか
に減衰する。従って、前進用コンタクタ１２が励磁状態
から消磁状態となるまでの時間が短縮される。

【００４６】以上詳述したように、本実施の形態のコン
タクタ駆動回路及びモータ制御装置によれば、以下の効
果を得ることができる。 （１） 回生用半導体スイッチング素子（回生用トラン
ジスタ３０）がオン状態で半導体スイッチング素子（メ
イントランジスタ２９）がオン状態からオフ状態となる
と、コンタクタ（前進用コンタクタ１２）の励磁コイル
３３に発生する逆起電力に基づく電流が、励磁コイル３
３、回生用半導体スイッチング素子及び第１バイパスダ
イオード３１からなる閉回路で還流する。半導体スイッ
チング素子がオン状態からオフ状態となるとともに回生
用半導体スイッチング素子がオン状態からオフ状態とな
ると、励磁コイル３３に発生する逆起電力に基づく電流
が、励磁コイル３３、第２バイパスダイオード３２、バ
ッテリ１９及び第１バイパスダイオード３１からなる閉
回路を流れる。

【００４７】従って、半導体スイッチング素子のオン・
オフ駆動が停止されたときに励磁コイル３３に磁気エネ
ルギーとして残る電力がバッテリ１９に回生される。そ
の結果、コンタクタの消磁動作に伴う無駄な電力消費を
防止し、バッテリ１９の稼動時間を長くすることができ
る。又、無駄な電力消費による熱の発生を防止すること
ができることから、コンタクタ駆動装置２１に放熱のた
めの手段を設ける必要がなくその小型化を図ることがで
きる。

【００４８】又、従来例のように、励磁コイル３３に発
生する逆起電力に基づく電流を負荷を含む閉回路で還流
させて負荷に消費させる場合に比較して、電流がより速
やかに減衰する。その結果、コンタクタの消磁動作時の
応答速度をさらに速くすることができる。

【００４９】（２） 回生用半導体スイッチング素子が
オン状態で、所定のパルス幅変調信号でチョッパ駆動さ
れている半導体スイッチング素子（メイントランジスタ
２９）がオン状態からオフ状態となると、励磁コイル３
３に発生する逆起電力に基づく電流が、励磁コイル３
３、回生用半導体スイッチング素子及び第１バイパスダ
イオードにて形成される閉回路を流れる。従って、チョ
ッパ駆動されている半導体スイッチング素子がオフ状態
となっている間にも励磁コイル３３に流れる電流が持続
する。その結果、半導体スイッチング素子がチョッパ駆
動されるときにコンタクタの励磁コイルに電流が持続し
て流れるようにすることができる。

【００５０】（３） 電気車両用制御装置（走行モータ
制御装置１０）の第１制御部（制御部２０、ベース駆動
回路２２）が、操作手段（アクセルペダル２６）の操作
量（アクセル開度）に基づき制御用半導体スイッチング
素子（モータ制御メイントランジスタ１４）をオン・オ
フ制御して、駆動手段の制御量（回転速度）を前記操作
手段の操作量に応じた制御量とする。そして、第２制御
部（制御部２０）が、コンタクタ駆動回路２１の半導体
スイッチング素子（メイントランジスタ２９）をオフ状
態とするときには回生用半導体スイッチング素子（回生
用トランジスタ３０）をオフ状態とするようにした。

【００５１】従って、駆動手段の制御量を操作手段の操
作量に応じた制御量に制御する電気車両制御装置におい
て、コンタクタ駆動回路２１での無駄な電力消費を防止
し、又、無駄な電力消費に伴う熱の発生を防止すること
ができる。

【００５２】（４） 電気式フォークリフトにおいて、
アクセルペダル２６のアクセル開度に基づき走行用モー
タ１７の回転速度を制御する電気車両用制御装置に実施
した。従って、走行用モータ１７の回転速度制御に伴う
コンタクタ駆動回路２１でのコンタクタの消磁動作時の
無駄な電力消費を防止し、又、無駄な電力消費による熱
の発生を防止することができる。

【００５３】尚、実施の形態は上記実施の形態に限ら
ず、以下のように変更してもよい。 ○ 電気車両用制御装置は、電気式フォークリフトにお
いてアクセルペダル２６の操作量に基づいて走行用モー
タの回転速度を制御するモータ制御装置１０に限らな
い。その他例えば、図４に示すように、図示しないリフ
トレバーの操作量に基づき駆動手段としての油圧ポンプ
モータ４０の回転速度を制御する油圧制御装置４１に実
施してもよい。この電気車両用制御装置では、油圧ポン
プモータ４０に供給する駆動電流を半導体スイッチング
素子としてのモータ駆動用トランジスタ４２で制御し、
このモータ駆動用トランジスタ４２に供給する電流をコ
ンタクタ駆動回路にて駆動されるコンタクタ４３で制御
する。

【００５４】○ コンタクタ駆動回路は、制御用半導体
スイッチング素子をオン・オフ制御して、駆動手段の制
御量を操作手段の操作量に対応した制御量とする電気車
両用制御装置に備えられたコンタクタ駆動回路に限らな
い。その他例えば、図４に示すように、バッテリ１９に
対して、走行用モータのアーマチャ１８ａ、界磁巻線１
８ｂ、モータ駆動用メイントランジスタ１４に直列に設
けられ、非回生制動時には、アーマチャ１８ａ及び界磁
巻線１８ｂを、バッテリ１９に対して回生用トランジス
タ４４を介せずに接続し、回生制動時には、アーマチャ
１８ａ及び界磁巻線１８ｂを回生用トランジスタ４４を
介して接続する回生用コンタクタ４５の駆動回路に実施
してもよい。

【００５５】○ コンタクタ駆動回路の半導体スイッチ
ング素子は、パルス幅変調信号によりチョッパ駆動され
るスイッチングトランジスタに限らず、コンタクタを励
磁しているときには継続的にオン状態とされる半導体ス
イッチング素子であってもよい。この場合にも、コンタ
クタの消磁動作に伴う無駄な電力消費を防止し、又、無
駄な電力消費に伴う熱の発生を防止することができる。

【００５６】○ コンタクタ駆動回路にて駆動されるコ
ンタクタは、上記実施の形態のように、共通接点、ＮＯ
接点及びＮＣ接点を備えたコンタクタ１２，１３に限ら
ない。上記図４に示す油圧制御装置４１に使用されたコ
ンタクタ４３のように、励磁状態でオンとなり消磁状態
でオフとなるａ接点のみを備えたものであってもよく、
反対に、励磁状態でオフとなり消磁状態でオンとなるｂ
接点のみを備えたものであってもよい。

【００５７】○ 電気式フォークリフトに限らず、その
他、電気モータを備えた電気式搬送台車、電気式運搬
車、電気式牽引トラクタ等の産業車両や、電気自動車、
電気式軌道車等の電気式車両に備えられたコンタクタの
コンタクタ駆動回路あるいは電気車両用制御装置に実施
してもよい。

【００５８】○ 半導体スイッチング素子はスイッチン
グ動作によってコンタクタの励磁コイルへの電流の供給
を制御するものであればよく、バイポーラ型トランジス
タに限らず、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ形電界効果型トラン
ジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラ型トランジ
スタ）、ＳＩＴ（静電誘導型トランジスタ）、トライア
ック等の半導体スイッチング素子であってもよい。

【００５９】以下、前記実施の形態から把握できる請求
項以外の技術的思想をその効果と共に記載する。 （１） 請求項１に記載のコンタクタ駆動回路におい
て、前記半導体スイッチング素子は、コンタクタを励磁
しているときには継続的にオン状態とされる半導体スイ
ッチング素子である。このような構成によれば、継続的
にオン状態とされる半導体スイッチング素子にてコンタ
クタが励磁されるコンタクタ駆動回路において、コンタ
クタの消磁動作に伴う無駄な電力消費を防止し、又、無
駄な電力消費による熱の発生を防止することができる。

【００６０】

【発明の効果】請求項１又は請求項２に記載の発明によ
れば、コンタクタの消磁動作に伴う無駄な電力消費を防
止し、又、無駄な電力消費による熱の発生を防止するこ
とができる。

【００６１】請求項２に記載の発明によれば、半導体ス
イッチング素子がチョッパ駆動されるときに励磁コイル
に電流が持続して流れるようにすることができる。請求
項３に記載の発明によれば、駆動手段の制御量を操作手
段に操作量に応じた制御量に制御する電気車両制御装置
において、コンタクタ駆動回路でのコンタクタの消磁動
作に伴う無駄な電力消費を防止し、又、無駄な電力消費
に伴う熱の発生を防止することができる。

【００６２】請求項４に記載の発明によれば、走行用モ
ータの回転速度制御に伴うコンタクタ駆動回路でのコン
タクタの消磁動作時の無駄な電力消費を防止し、又、無
駄に電力消費による熱の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 モータ制御装置のコンタクタ駆動回路を示す
回路図。

【図２】 励磁コイルに流れる電流を示すグラフ。

【図３】 モータ制御装置の要部電気回路図。

【図４】 別例の走行用モータ及び油圧ポンプモータ制
御装置の電気回路図。

【図５】 従来例のコンタクタ駆動回路を示す回路図。

【符号の説明】

１２…コンタクタとしての前進用コンタクタ、１４…制
御用半導体スイッチング素子としてのモータ駆動用トラ
ンジスタ、１７…駆動手段としての走行用モータ、１９
…バッテリ、２０…第１制御部を構成する第２制御部と
しての制御部、２１…第１制御部を構成するコンタクタ
駆動装置としてのコンタクタ駆動回路、２６…操作手段
としてのアクセルペダル、２９…半導体スイッチング素
子としてのメイントランジスタ、３０…回生用半導体ス
イッチング素子としての回生用トランジスタ、３１…還
流ダイオードとしての第１バイパスダイオード、３２…
第２バイパスダイオード、３３…励磁コイル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリのプラス端子側とマイナス端子
   側との間に、コンタクタの励磁コイルと、該励磁コイル
   に対する前記バッテリのバッテリ電圧に基づく駆動電流
   の供給を制御する半導体スイッチング素子とを直列に接
   続した電気車両におけるコンタクタ駆動装置において、 前記励磁コイルに対して、前記半導体スイッチング素子
   が接続された側と反対側に回生用半導体スイッチング素
   子を直列に接続し、直列接続された前記励磁コイルと前
   記回生用半導体スイッチング素子に対して、順方向をマ
   イナス側からプラス側にして第１バイパスダイオードを
   並列に接続するとともに、直列接続された前記励磁コイ
   ルと前記半導体スイッチング素子に対して、順方向をマ
   イナス側からプラス側にして第２バイパスダイオードを
   並列に接続した電気車両におけるコンタクタ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記半導体スイッチング素子は、所定の
   パルス幅変調信号でチョッパ駆動される半導体スイッチ
   ング素子であって、前記励磁コイルに対してプラス側に
   接続され、 前記第１バイパスダイオードは、前記回生用半導体スイ
   ッチング素子がオン状態で前記半導体スイッチング素子
   がチョッパ駆動されてオン状態からオフ状態となったと
   きに、前記励磁コイルに発生する逆起電力に基づく電流
   を、該励磁コイル、前記回生用半導体スイッチング素子
   及び前記第１バイパスダイオードとからなる閉回路で還
   流させる請求項１に記載の電気車両におけるコンタクタ
   駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のコンタク
   タ駆動装置と、 前記コンタクタ駆動装置にて駆動され、励磁状態で導通
   するコンタクタと、 前記コンタクタに直列に接続されて前記バッテリから供
   給される電流が該コンタクタにて制御されるとともに、
   駆動手段の制御量を制御可能な制御用半導体スイッチン
   グ素子と、 前記駆動手段を制御するための操作手段の操作量に基づ
   き、前記駆動手段の制御量を前記操作手段の操作量に対
   応した制御量とするように前記制御用半導体スイッチン
   グ素子をオン・オフ制御する第１制御部と、 前記第１制御部が前記制御用半導体スイッチング素子を
   オン状態あるいは平均オン状態とするときには、前記回
   生用半導体スイッチング素子をオン状態とするとともに
   前記半導体スイッチング素子をオン状態あるいは平均オ
   ン状態とし、同半導体スイッチング素子をオフ状態とす
   るときには前記回生用半導体スイッチング素子をオフ状
   態とする第２制御部とを備えた電気車両用制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の電気車両用制御装置を
   備え、 前記電気車両用制御装置は、前記操作手段としてのアク
   セルペダルのアクセル開度に基づき前記駆動手段として
   の走行用モータの回転速度を制御する電気式フォークリ
   フト。