(57)【要約】【課題】作業車両に搭載される電力変換装置を、信頼性を確保しつつ、小型化する。【解決手段】電力変換装置８００は、複数の作業要素を有する作業車両に搭載され、モータを駆動する。電力変換装置８００は、密閉空間に設置される。ベースプレート１０は、作業車両の熱容量が大きな部材に直接マウントされる。基板１４は、ベースプレート１０と空間的に離間している。複数のスイッチング素子１６、１８は、基板１４上にマウントされ、モータに電力を供給する。共通のヒートシンク２０は、複数のスイッチング素子１６、１８と接触する。温度検出素子２２は、ヒートシンク２０上に設けられる。コントローラ２６は、温度検出素子２２からの温度検出信号に応じて、複数のスイッチング素子１６、１８を制御する。【選択図】図５
2015130726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともひとつの作業要素を有する作業車両であって、
前記少なくともひとつの作業要素において機械的変位を発生させる少なくともひとつのモータと、
密閉空間に設置され、前記少なくともひとつのモータを駆動する電力変換装置と、
を備え、
前記電力変換装置は、
前記作業車両の熱容量が大きな部材に直接マウントされるベースプレートと、
前記ベースプレートと空間的に離間した基板と、
前記基板上にマウントされ、前記少なくともひとつのモータのひとつに電力を供給する複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子と接触する共通のヒートシンクと、
前記ヒートシンク上に設けられた温度検出素子と、
前記温度検出素子からの温度検出信号に応じて、前記複数のスイッチング素子を制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記複数のスイッチング素子は、２つの電源ラインの間に直列に設けられた第１トランジスタおよび第２トランジスタを含みＤＣチョッパ回路を構成しており、
前記第１トランジスタと並列に前記少なくともひとつのモータのひとつが接続されることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記温度検出素子は、前記ヒートシンク上の、前記第１トランジスタと前記第２トランジスタの間に設けられることを特徴とする請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記温度検出信号が所定の制限しきい値を超えると、制御性能を低下させつつ前記複数のスイッチング素子のスイッチングを維持し、
前記温度検出信号が、前記制限しきい値より高く定められた停止しきい値を超えると、前記複数のスイッチング素子を停止することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の作業車両。
【請求項５】
前記コントローラは、前記温度検出信号が第１の制限しきい値を超えると、キャリア周波数を低下させることを特徴とする請求項４に記載の作業車両。
【請求項６】
前記コントローラは、前記温度検出信号が第２の制限しきい値を超えると、前記モータに流れる電流を制限することを特徴とする請求項４または５に記載の作業車両。
【請求項７】
前記コントローラは、前記温度検出信号が第３の制限しきい値を超えると、前記複数のスイッチング素子のターンオン時間、ターンオフ時間を短くすることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の作業車両。
【請求項８】
前記コントローラは、前記温度検出信号が第４の制限しきい値を超えると、前記複数のスイッチング素子のデッドタイムを短くすることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の作業車両。
【請求項９】
前記作業車両はフォークリフトであり、
前記熱容量が大きな部材は、カウンタウェイトであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の作業車両。
【請求項１０】
前記作業車両はフォークリフトであり、
前記少なくともひとつのモータのひとつは、パワーステアリング機構のステアリングモータであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォークリフトをはじめとする作業車両は、作業要素ごとに駆動機構を有する。フォークリフトでは、作業要素として、パワーステアリング、走行、フォークの上下動などを有しており、駆動機構は、制御可能な機械的変位を発生させる。
【０００３】
電動フォークリフトは、走行用モータ、荷役用モータ、ステアリング用モータと、各モータを駆動するための電力変換装置と、を備える。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明者が検討した電力変換装置を示す斜視図である。
【０００４】
図１（ａ）の電力変換装置８００ｒは、熱伝導率が高いベースプレート１０と、ベースプレート１０と熱的に結合された状態で配置される複数の回路素子１２を備える。ベースプレート１０は、フォークリフト上の熱容量が大きな部材にマウントされる。複数の回路素子１２は、バイパスコンデンサや、パワーモジュール、その周辺部品等を含む。この構成では、すべての素子をベースプレート上に配置することになるため、専有面積が大きくなるという問題が生ずる。
【０００５】
図１（ｂ）の電力変換装置８００ｓは、ベースプレート１０とは別に設けられた基板１４を備える。基板４上には、発熱が相対的に小さな回路素子１２が配置される。発熱が相対的に小さな回路素子１２は、マイコン、パワートランジスタ（パワーモジュール）のゲート駆動回路、電源回路等である。この構成では、３次元的に空間を有効利用できるため、図１（ａ）よりも専有面積を小さくすることができる。なお、図１（ａ）、（ｂ）には、電力変換装置の構成が模式的に示されており、理解の容易化、説明の簡素化のために、複数の回路素子の種類、大きさ、個数、レイアウトは簡略化されており、実際のそれらとは異なっている。なお、図１（ａ）、（ｂ）を公知技術と認定してはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、かかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、作業車両に搭載される電力変換装置を、信頼性を確保しつつ、小型化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、少なくともひとつの作業要素を有する作業車両に関する。作業車両は、少なくともひとつの作業要素において機械的変位を発生させる少なくともひとつのモータと、密閉空間に設置され、少なくともひとつのモータを駆動する電力変換装置と、を備える。電力変換装置は、作業車両の熱容量が大きな部材に直接マウントされるベースプレートと、ベースプレートと空間的に離間した基板と、基板上にマウントされ、少なくともひとつのモータのひとつに電力を供給する複数のスイッチング素子と、複数のスイッチング素子と接触する共通のヒートシンクと、ヒートシンク上に設けられた温度検出素子と、温度検出素子からの温度検出信号に応じて、複数のスイッチング素子を制御するコントローラと、を備える。
【０００８】
この態様によると、モータを駆動するためのスイッチング素子を、ベースプレートではなく、それと独立した基板に設けることにより、電力変換装置の専有面積を小さくできる。基板の放熱性はベースプレートのそれと比べて劣るが、その代わりに、複数のスイッチング素子にヒートシンクを接続し、かつ温度検出素子によってスイッチング素子の温度を監視し、スイッチング素子の制御に反映させることにより、信頼性の損なうことなく、小型化が可能となる。
【０００９】
複数のスイッチング素子は、２つの電源ラインの間に直列に設けられた第１トランジスタおよび第２トランジスタを含み、ＤＣチョッパ回路を構成してもよい。少なくともひとつのひとつは、第１トランジスタと並列に接続されてもよい。
【００１０】
温度検出素子は、ヒートシンク上の、第１トランジスタと第２トランジスタの間に設けられてもよい。
これにより、ひとつの温度検出素子により、第１トランジスタと第２トランジスタの温度状態を検出することが可能となる。
【００１１】
コントローラは、温度検出信号が所定の制限しきい値を超えると、制御性能を低下させつつ複数のスイッチング素子のスイッチングを維持し、温度検出信号が、制限しきい値より高く定められた停止しきい値を超えると、複数のスイッチング素子を停止してもよい。
これにより、温度が制限しきい値を超えたときは完全に停止して回路保護を図るとともに、温度検出信号が制限しきい値に達するまでは、操作性、性能を犠牲にしつつも可能な範囲でモータに対応する作業要素の動作を維持できる。
【００１２】
コントローラは、温度検出信号が第１の制限しきい値を超えると、キャリア周波数を低下させてもよい。キャリア周波数を低下させることで、さらなる温度上昇を抑制できる。
【００１３】
コントローラは、温度検出信号が第２の制限しきい値を超えると、モータに流れる電流を制限してもよい。電流を制限することで、さらなる温度上昇を抑制できる。
【００１４】
コントローラは、温度検出信号が第３の制限しきい値を超えると、複数のスイッチング素子のターンオン時間、ターンオフ時間を短くしてもよい。
ターンオン時間、ターンオフ時間を短くすることで、さらなる温度上昇を抑制できる。ターンオン時間、ターンオフ時間を短くしすぎるとサージノイズが問題となるが、電流制限と組み合わせた場合には、サージ振幅が小さくなるため、問題はなくなる。
【００１５】
コントローラは、温度検出信号が第４の制限しきい値を超えると、複数のスイッチング素子のデッドタイムを短くしてもよい。デッドタイムを短くすることで損失を低減できるためさらなる温度上昇を抑制できる。
【００１６】
作業車両はフォークリフトであり、熱容量が大きな部材は、カウンタウェイトであってもよい。この場合、ベースプレート上の回路素子が発生する熱は、ベースプレートを介してカウンタウェイトに伝導するため、大がかりな冷却機構が不要となる。
【００１７】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、作業車両に搭載される電力変換装置を、信頼性を確保しつつ、小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明者が検討した電力変換装置を示す斜視図である。
【図２】フォークリフトの外観を示す斜視図である。
【図３】フォークリフトの操縦パネルの一例を示す図である。
【図４】フォークリフトの電気系統、機械系統の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態に係る電力変換装置を示す斜視図である。
【図６】フォークリフトの後方からの斜視図である。
【図７】ステアリングモータを駆動する電力変換装置の回路図である。
【図８】コントローラの状態遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２１】
以下、実施の形態に係る電力変換装置８００について説明する。たとえば電力変換装置８００は、フォークリフトなどの作業車両に搭載される。はじめにフォークリフトの全体構成について説明する。
【００２２】
図２は、フォークリフトの外観を示す斜視図である。フォークリフト６００は、車体（シャーシ）６０２、フォーク６０４、昇降体（リフト）６０６、マスト６０８、車輪６１０、６１２を備える。マスト６０８は車体６０２の前方に設けられる。昇降体６０６は、油圧アクチュエータ（図２に不図示、図４の８１６）などの動力源によって駆動され、マスト６０８に沿って昇降する。昇降体６０６には、荷物を支持するためのフォーク６０４が取り付けられている。
【００２３】
図３は、フォークリフトの操縦パネル７００の一例を示す図である。操縦パネル７００は、イグニッションスイッチ７０２、ステアリングホイール７０４、リフトレバー７０６、アクセルペダル７０８、ブレーキペダル７１０、ダッシュボード７１４、前後進レバー７１２を備える。
【００２４】
イグニッションスイッチ７０２は、フォークリフト６００の起動用のスイッチである。ステアリングホイール７０４は、フォークリフト６００の操舵を行うための操作手段である。リフトレバー７０６は、昇降体６０６を上下に移動させるための操作手段である。アクセルペダル７０８は、走行用の車輪の回転を制御する操作手段であり、ユーザが踏み込み量を調節することでフォークリフト６００の走行が制御される。ユーザがブレーキペダル７１０を踏み込むと、ブレーキがかかる。前後進レバー７１２は、フォークリフト６００の走行方向を、前進と後進で切りかえるためのレバーである。
【００２５】
続いて、フォークリフト６００の構成を、走行、荷役、操舵それぞれについて説明する。図４は、フォークリフト６００の電気系統、機械系統の構成を示すブロック図である。コントローラ８１０は、フォークリフト６００全体を制御するためのプロセッサである。
【００２６】
電池８０６は、Ｐ線およびＮ線の間に、電池電圧ＶＢＡＴを出力する。
電力変換装置８００は、コントローラ８１０からの、第１制御指令値Ｓ１〜第３制御指令値Ｓ３にもとづき、走行モータＭ１、荷役モータＭ２、ステアリングモータ（操舵モータ）Ｍ３それぞれを駆動する。電力変換装置８００は、第１電力変換装置１００、第２電力変換装置２００、第３電力変換装置３００を含む。第１電力変換装置１００は、電池電圧ＶＢＡＴを３相交流信号に変換して、走行モータＭ１に供給する。第２電力変換装置２００は、電池電圧ＶＢＡＴを３相交流信号に変換して、荷役モータＭ２に供給する。第３電力変換装置３００は、電池電圧ＶＢＡＴを受け、チョッパ制御によりＤＣモータであるステアリングモータＭ３を駆動する。
【００２７】
（走行）
コントローラ８１０は、前後進レバー７１２からの前進、後進を指示する信号と、アクセルペダル７０８からの、踏み込み量に応じた走行操作量を示す信号を受け、それに応じた第１制御指令値Ｓ１を第１電力変換装置１００に出力する。第１電力変換装置１００は、第１制御指令値Ｓ１に応じて走行モータＭ１に供給する電力を制御する。第１制御指令値Ｓ１は、走行モータＭ１の目標速度を指示する速度指令値と相関を有する。駆動輪である左前輪（左駆動輪）６１０Ｌおよび右前輪（右駆動輪）６１０Ｒは、ディファレンシャルギア８２８を介して走行モータＭ１の動力により回転する。
【００２８】
（荷役）
リフトレバー７０６の傾きによって、昇降体６０６の上下動が制御される。コントローラ８１０は、リフトレバー７０６の傾きを検出し、傾きに応じた荷役操作量を示す第２制御指令値Ｓ２を第２電力変換装置２００に出力する。第２電力変換装置２００は、第２制御指令値Ｓ２に応じた電力を荷役モータＭ２に供給し、その回転を制御する。昇降体６０６は、油圧アクチュエータ８１６と連結される。油圧アクチュエータ８１６は、荷役モータＭ２が生成する回転運動を、直線運動に変換し、昇降体６０６を制御する。
【００２９】
（操舵）
回転センサ８２２は、ステアリングホイール７０４の回転角を検出し、回転角を示す信号をコントローラ８１０に出力する。コントローラ８１０は、回転角に応じた第３制御指令値Ｓ３を第３電力変換装置３００に出力する。第３電力変換装置３００は、第３制御指令値Ｓ３に応じてステアリングモータＭ３を制御する。ステアリングモータＭ３の回転運動によって、油圧アクチュエータ８１８を介して、操舵が制御される。電力変換装置３００、ステアリングモータＭ３、油圧アクチュエータ８１８は、いわゆるパワーステアリング機構を構成する。
【００３０】
このようにフォークリフト６００は、複数の作業要素に対応づけられた駆動軸を備え、駆動軸ごとに、モータおよびその駆動回路（電力変換装置）を備える。以下、実施の形態に係る電力変換装置８００について詳細に説明する。
【００３１】
図５は、実施の形態に係る電力変換装置８００を示す斜視図である。電力変換装置８００は、上述のように複数のモータ、具体的には走行モータＭ１、荷役モータＭ２、ステアリングモータＭ３を駆動する。図５には、電力変換装置の構成が模式的に示されており、理解の容易化、説明の簡素化のために、複数の回路素子の種類、大きさ、個数、レイアウトは簡略化されており、実際のそれらとは異なっている。
【００３２】
後述のように、電力変換装置８００は密閉空間に配置される。その一方でモータＭ１〜Ｍ３を駆動する電力変換装置には大電流が流れるため、特にパワートランジスタ（パワーモジュール）の発熱が問題となる。パワートランジスタの発熱は、それ自身の信頼性に影響を及ぼすほか、その他の回路部品にも影響を及ぼすため、電力変換装置８００の冷却技術は、フォークリフトなどの作業車両の設計における重要な関心事項である。
【００３３】
電力変換装置８００は、主としてベースプレート１０、複数の回路素子１２、基板１４を備える。ベースプレート１０は、作業車両であるフォークリフト６００の熱容量が大きな部材に直接マウントされる。たとえばベースプレート１０は熱伝導率の高い金属材料、たとえばアルミなどで構成される。
【００３４】
フォークリフト６００の熱容量が大きな部材としては、カウンタウェイトが好適である。図６は、フォークリフト６００の後方からの斜視図である。カウンタウェイト６１４は、前方に搭載される荷物との重さのバランスをとるために、フォークリフト６００の後方の筐体６０３の内部に設けられる。上述の電力変換装置８００は、ベースプレート１０の底面がカウンタウェイト６１４と接触するように配置される。電力変換装置８００は、後部筐体６０３により密閉された空間に配置される。かかる事情から、電力変換装置８００は厳しい熱的環境において使用される。
【００３５】
図５に戻る。支持部材１５は、基板１４を、ベースプレート１０と空間的に離間した状態で、投影面にてベースプレート１０とオーバーラップするようにして支持、固定する。
【００３６】
複数の回路素子１２のうち、相対的に発熱量の少ない素子１２ａは、基板１４上に配置される。素子１２ａは、マイコン（ＣＰＵ）であるコントローラ、パワートランジスタのゲート駆動回路、電源回路等の構成部品である。基板１４は、図示しないカバーで覆ってもよい。
【００３７】
基板１４上に実施奏される部品１２ａに加えて、基板１４上には、複数のスイッチング素子（パワートランジスタ）１６、１８が搭載される。複数のスイッチング素子１６、１８は、複数のモータＭ１〜Ｍ３のひとつ（本実施の形態では、ステアリングモータＭ３）に電力を供給する電力変換装置の出力段を構成する。詳しくは後述するが、スイッチング素子１６は、ＤＣチョッパ回路の上アームトランジスタであり、スイッチング素子１８は、下アームトランジスタである。
【００３８】
走行モータＭ１、荷役モータＭ２、ステアリングモータＭ３を比較すると、ステアリングモータＭ３に流れる電流は、そのほかに比べて相対的に小さく、したがってステアリングモータＭ３の駆動回路（電力変換装置３００）に流れる電流も、走行モータＭ１、荷役モータＭ２の駆動回路（電力変換装置１００、２００）に流れる電流よりも相対的に小さくなる。つまり、基板１４には、複数のモータＭ１〜Ｍ３を駆動する電力変換装置１００、２００、３００のうち、もっとも電流量が小さなひとつ３００の構成部品１６、１８が実装される。
基板１４は、他の機能（図４のコントローラ８１０）で使用している基板と一体化されてもよい。この場合、部品点数を減らすことができる。
【００３９】
図７は、ステアリングモータＭ３を駆動する電力変換装置３００の回路図である。電力変換装置３００は、第１トランジスタ１６、第２トランジスタ１８、温度検出素子２２、ゲート駆動回路２４を備える。
【００４０】
第１トランジスタ１６および第２トランジスタ１８は、いわゆるＤＣチョッパ回路を構成している。第１トランジスタ１６および第２トランジスタ１８は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、バイポーラトランジスタなどのパワートランジスタであり、電源ラインと接地ラインの間に直列に設けられる。ステアリングモータＭ３は、第１トランジスタ１６と並列に接続される。各トランジスタ１６、１８には、整流用のダイオードが並列に接続される。温度検出素子２２は、たとえばサーミスタであり、第１トランジスタ１６、第２トランジスタ１８の近傍に設けられ、それらの温度を示す温度検出信号Ｓ５を生成する。ステアリングモータＭ３に流れる駆動電流ＩＤＲＶの経路上には、電流検出用の抵抗が挿入されてもよい。
【００４１】
ゲート駆動回路２４は、コントローラ２６からの指令値Ｓ４にもとづいて、第１トランジスタ１６および第２トランジスタ１８それぞれのゲート電圧（あるいはベース電圧）を変化させ、第１トランジスタ１６および第２トランジスタ１８それぞれのオン、オフ状態を切りかえる。
【００４２】
コントローラ２６には、上位のコントローラ８１０からの制御信号Ｓ３が入力される。またコントローラ２６には、温度検出素子２２からの温度検出信号Ｓ５が入力される。コントローラ２６は、制御信号Ｓ３および温度検出信号Ｓ５にもとづいて、ゲート駆動回路２４に対する指令値Ｓ４を生成する。
【００４３】
以上が電力変換装置３００の構成である。電力変換装置３００は、２つのトランジスタ１６、１８を相補的にスイッチングし、オン、オフのデューティ比を変化させることにより、ステアリングモータＭ３に流れる電流ＩＤＲＶを調節し、ステアリングモータＭ３の回転を制御する。
【００４４】
図５に戻る。第１トランジスタ１６および第２トランジスタ１８の背面には、それらに共通して設けられたヒートシンク２０が接触している。温度検出素子２２は、ヒートシンク２０上に設けられる。温度検出素子２２は、第１トランジスタ１６と第２トランジスタ１８の間に設けることが望ましい。温度検出素子２２によって、ヒートシンク２０の温度が測定される。基板１４上には、ゲート駆動回路２４およびコントローラ２６が実装される。
【００４５】
ヒートシンク２０の温度は、第１トランジスタ１６および第２トランジスタ１８のデバイス温度と相関を有する。コントローラ２６は、温度検出素子２２からの温度検出信号Ｓ５に応じて、複数のスイッチング素子である第１トランジスタ１６、第２トランジスタ１８のオン、オフ状態を制御する。
【００４６】
以上が電力変換装置８００の構成である。続いて、コントローラ２６による制御を説明する。図８は、コントローラ２６の状態遷移図である。
【００４７】
コントローラ２６は、温度検出信号Ｓ５が所定の制限しきい値ＴＨａより低いとき（Ｓ１１）、通常状態φ１であり、制限無く第１トランジスタ１６、第２トランジスタ１８を駆動する。
【００４８】
温度検出信号Ｓ５がしきい値ＴＨａを超えると（Ｓ１２）、制限状態φ２に遷移し、制御性能を低下させつつ複数のスイッチング素子１６、１８のスイッチングを維持する。制限状態φ２は、ＴＨａ＜Ｓ５＜ＴＨｂの間持続する（Ｓ１３）。Ｓ５＜ＴＨａとなると（Ｓ１４）、通常状態φ１に復帰する。
【００４９】
さらに温度検出信号Ｓ５が上昇し、温度検出信号Ｓ５が、制限しきい値より高く定められた停止しきい値ＴＨｂを超えると（Ｓ１３）、コントローラ２６は複数のスイッチング素子１６、１８のスイッチングが停止する停止状態φ３に遷移する。停止状態φ３は、ＴＨｂ＜Ｓ５の間、持続する（Ｓ１６）。停止状態φ３においてＳ５＜ＴＨｂとなると（Ｓ１７）、制限状態φ２に戻る。停止状態φ３においてＳ５＜ＴＨａとなると（Ｓ１８）、通常状態φ１に直接戻ってもよい。
【００５０】
続いて制限状態φ２について説明する。
【００５１】
コントローラ２６には、制限状態φ２において以下の処理Ｓ１１〜Ｓ１４を順に実行してもよい。
【００５２】
処理Ｓ１１  コントローラ２６は、温度がしきい値ＴＨａを超えるとまず、キャリア周波数（スイッチング周波数）を低下させる。
処理Ｓ１２  それでもなお温度が低下しない場合、コントローラ２６は、モータＭ３に流れる電流ＩＤＲＶを制限する。
【００５３】
処理Ｓ１３  さらにコントローラ２６は、複数のスイッチング素子のターンオン時間、ターンオフ時間を短くする。ターンオン時間、ターンオフ時間は、ゲート電圧のライズタイム、フォールタイムに相当する。
【００５４】
処理Ｓ１４  さらにコントローラ２６は、複数のスイッチング素子１６、１８が両方同時にオフとなるデッドタイムを短くする（Ｓ２４）。
【００５５】
これらの処理Ｓ１１〜Ｓ１４を組み合わせることで、温度の上昇を抑制し、停止状態φ３に遷移するのを防止することができ、可能な限り、パワーステアリングの動作を維持し続けることができる。
【００５６】
たとえば、しきい値ＴＨａとＴＨｂの間に、複数の処理Ｓ１１〜Ｓ１４と対応づけられる複数の中間しきい値を設定してもよい。すなわち、温度が第１しきい値ＴＨａ１を超えると処理Ｓ１１を行い、温度が第２しきい値ＴＨａ２を超えると、処理Ｓ１２を行い、温度が第３しきい値ＴＨａ３を超えると、処理Ｓ１３を行い、温度が第４しきい値ＴＨａ４を超えると、処理Ｓ１４を行ってもよい。
【００５７】
以上、実施の形態に係る電力変換装置８００について説明した。
この電力変換装置８００では、モータＭ３を駆動するためのスイッチング素子（トランジスタ）１６、１８を、ベースプレート１０ではなく、それと離間した基板１４に設けることにより、電力変換装置８００の専有面積（投影面の面積）を小さくできる。基板１４の放熱性はベースプレート１０のそれと比べて劣るが、その代わりに、複数のスイッチング素子１６、１８に対してヒートシンク２０を設けたことで、放熱性を確保している。
【００５８】
ここで、第１トランジスタ１６と第２トランジスタ１８に個別のヒートシンクを実装することも考えられる。しかしながらＤＣチョッパ回路では、第１トランジスタ１６と第２トランジスタ１８のオン時間（デューティ比）が異なる場合が多く、平均的には下アームである第２トランジスタ１８の方が発熱量が多く、大きなヒートシンクが必要となる。つまり第１トランジスタ１６と第２トランジスタ１８に個別にヒートシンクを設ける場合、サイズの異なる２つのヒートシンクを設計する必要があり、コストが高くなる。これに対して実施の形態に係る電力変換装置８００では、第１トランジスタ１６と第２トランジスタ１８でヒートシンクを共有することで、単一のヒートシンクを設計すれば足りるため、コストを下げることができる。
【００５９】
加えて、ヒートシンク２０上に温度検出素子２２を設け、検出された温度を、第１トランジスタ１６および第２トランジスタ１８のスイッチング制御に反映させることとした。これにより温度の上昇を抑制することが可能となる。もし温度をスイッチング制御に反映させない場合、大型のヒートシンク２０のが必要となり、実装面積およびコストが高くなる。これに対して電力変換装置８００によれば、温度検出を行うことで、ヒートシンク２０を小型化することができる。
【００６０】
作業車両において、パワーステアリングは極めて重要な作業要素であり、ステアリング操作が停止することは避けなければならない。電力変換装置８００によれば、第１トランジスタ１６および第２トランジスタ１８の温度を監視し、パワーステアリング機構を完全に停止する前に、操作性、制御性能を犠牲にしつつも複数のスイッチング素子１６、１８を動作させる領域（ＴＨａ〜ＴＨｂ）を設けることで、ステアリング操作が効かなくなるのを防止できる。
【００６１】
制限状態φ２となる温度領域ＴＨａ〜ＴＨｂにおいて、上述した処理Ｓ１１〜Ｓ１４を行うことで、多くの場合、停止状態φ３に遷移するのを防止できる。
【００６２】
このように、電力変換装置８００によれば、温度検出素子２２によってスイッチング素子の温度を監視し、スイッチング素子の制御に反映させることにより、信頼性の損なうことなく、小型化が可能となる。
【００６３】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセス、それらの組み合わせには、さまざまな変形例が存在しうる。以下、こうした変形例について説明する。
【００６４】
（第１の変形例）
実施の形態では、フォークリフトを例に、パワーステアリング用のモータの駆動回路（電力変換装置）の出力段のＤＣチョッパ回路（トランジスタ１６、１８）を、基板１４上に搭載する場合を説明したが本発明はそれには限定されない。ＤＣチョッパ回路に代えて、その他の形式の駆動回路を採用してもよい。
あるいは、パワーステアリング用モータ以外のモータの駆動回路の出力段を構成する複数のスイッチング素子を、実施の形態におけるトランジスタ１６、１８と同様にして、基板１４に実装してもよい。
【００６５】
（第２の変形例）
実施の形態では、制限状態φ２において、処理Ｓ１１〜Ｓ１４を順に実行する場合を説明したが本発明はそれには限定されない。たとえば処理Ｓ１１〜Ｓ１４の順序はいれかえてもよい。また必ずしもすべての処理を併用する必要はなく、任意の処理を単独で、あるいは組み合わせて採用してもよい。また、複数のしきい値ＴＨａ１〜ＴＨａ４のうちいくつかを同じ値に設定してもよい。
【００６６】
（第３の変形例）
本発明は、筐体を用いた密閉構造を有する電力変換装置８００において特に有効である。たとえば、電力変換装置２は、屋外で使用され、防塵性、防滴性（あるいは防水性）が要求される車両や機器、たとえば上述したフォークリフトや建機などの産業車両に好適である。あるいは、駅構内を清掃する無人／有人の清掃車両などにも、フォークリフトと同様の機構が搭載されるものであり、そうした用途にも本発明は有用である。
【００６７】
（第４の変形例）
図８の状態遷移では、２つの状態の間のしきい値を、双方向で同じものとして説明したが、ヒステリシスを設定してもよい。
【００６８】
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００６９】
２…電力変換装置、１０…ベースプレート、１２…回路素子、１４…基板、１５…支持部材、１６…第１トランジスタ、１８…第２トランジスタ、２０…ヒートシンク、２２…温度検出素子、２４…ゲート駆動回路、２６…コントローラ、６００…フォークリフト、６０２…車体、６０４…フォーク、６０６…昇降体、６０８…マスト、６１０…前輪、６１２…後輪、６１４…カウンタウェイト、１００…第１電力変換装置、２００…第２電力変換装置、３００，８００…電力変換装置、８０６…電池、８１０…コントローラ、８１６，８１８…油圧アクチュエータ、８２０…ステアリングシャフト、８２２…回転センサ、８２４…ギアボックス、８２６…タイロッド、Ｍ１…走行モータ、Ｍ２…荷役モータ、Ｍ３…ステアリングモータ、７００…操縦パネル、７０２…イグニッションスイッチ、７０４…ステアリングホイール、７０６…リフトレバー、７０８…アクセルペダル、７１０…ブレーキペダル、７１２…前後進レバー、７１４…ダッシュボード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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