JP2011205772A - インバータ保護装置及び方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】インバータの故障を防ぎつつ、インバータの能力を最大限に生かすこと。
【解決手段】直流を所望の交流に変換するインバータを構成する複数のパワー素子の過熱を保護するインバータ保護装置１０であって、パワー素子の温度を検出する温度検出部１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、温度検出部１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって検出された温度が所定温度以上であるか否かを判定する第１判定と、第１判定の結果、所定温度以上となった回数が所定回数以上であるか否かを判定する第２判定とを行う判定部１３と、第２判定で比較される所定回数が、パワー素子の寿命を維持できる回数である寿命回数よりも所定量低く設定されており、第２判定の結果、所定温度以上となった回数が所定回数以上となった場合に、インバータの保護を促す警告信号を出力する警告出力部１４と、警告信号に基づいて、パワー素子の出力を制御する制御部１５とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータ保護装置及び方法並びにプログラムに関するものである。

従来、直流を所望の交流に変換する電力変換装置であるインバータを構成する複数のパワー素子は、損失が発生するため、その損失による過熱から回路を保護することが知られている。例えば、特許文献１では、パワー素子を被覆するケース温度からジャンクション部の温度を推定し、許容値を超過した場合に、パワー素子の出力を制限することにより、パワー素子を過熱から保護する技術が提案されている。

特開２００８−１３１７２２号公報

しかしながら、パワー素子の寿命には、ジャンクション部の過渡的な温度上昇が寄与するにも関わらず、上記特許文献１の方法では、推定されたジャンクション部の温度が許容動作温度を１度でも超過した場合にパワー素子の過熱異常と判定していたため、パワー素子の過渡的な温度上昇を検出することができず、インバータの能力を最大限に生かすことができないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、インバータの故障を防ぎつつ、インバータの能力を最大限に生かすことのできるインバータ保護装置及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、直流を所望の交流に変換するインバータを構成する複数のパワー素子の過熱を保護するインバータ保護装置であって、前記パワー素子の温度を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された温度が所定温度以上であるか否かを判定する第１判定と、前記第１判定の結果、前記所定温度以上となった回数が所定回数以上であるか否かを判定する第２判定とを行う判定手段と、前記第２判定で比較される前記所定回数が、前記パワー素子の寿命を維持できる回数である寿命回数よりも所定量低く設定されており、前記第２判定の結果、前記所定温度以上となった回数が前記所定回数以上となった場合に、前記インバータの保護を促す警告信号を出力する警告出力手段と、前記警告信号に基づいて、前記インバータの出力を制御する制御手段とを具備するインバータ保護装置を提供する。

このような構成によれば、検出手段によって検出されたパワー素子の温度が、所定温度以上であるか否かが判定（第１判定）され、所定温度以上となった回数が、所定回数以上となったか否かが判定（第２判定）される。また、第２判定の結果、パワー素子の寿命を維持できる回数である寿命回数よりも所定量低く設定された所定回数を上回った場合に出力されるインバータの保護を促す警告信号に基づいて、パワー素子の出力が制御される。
このように、パワー素子の温度を検出するとともに、検出した温度が所定温度以上となる回数が、パワー素子の寿命を維持できる寿命回数よりも低く設定された所定回数と比較されるので、パワー素子の寿命を維持した状態（故障する前段階）で、寿命が近付いていることを確実に検出することができる。また、パワー素子が所定温度以上となる回数が所定回数と比較されることにより、パワー素子の過渡的な温度上昇を判定することができ、インバータの能力を最大限生かす制御ができる。さらに、警告信号に基づいて、インバータの出力が制御されるので、寿命回数を超過して使用されることによる故障を防ぐことができる。

上記インバータ保護装置の前記警告出力手段によって警告信号が出力されるタイミングにおいて、前記第２判定の結果に基づいて、単位時間当たりの前記所定温度以上となる回数であるカウントアップ数により推定される前記パワー素子の交換時期である第１交換時期を提示し、前記制御手段により前記インバータの出力を制限することにより推定される前記パワー素子の交換時期である第２交換時期を提示する提示手段を具備することとしてもよい。

インバータの出力を制限しない場合のパワー素子の第１交換時期と、インバータの出力を制限する場合のパワー素子の第２交換時期とが提示されるので、例えば、インバータの出力によって変化する車両の運動性能を低下させてまでもインバータを延命させるか、または、インバータの寿命は考慮せず運動性能を維持するか等のユーザによる選定ができる。

上記インバータ保護装置は、同時に駆動させることのない駆動優先度の高い装置と駆動優先度の低い装置とを切り替えて駆動させるモータと、前記モータに対応して設けられた前記インバータとを具備する産業用車両に適用され、上記インバータ保護装置の前記判定手段は、前記第２判定で比較される前記所定回数が複数設けられ、前記寿命回数までの回数が多く残されている第１所定回数と、前記第１所定回数よりも前記寿命回数寄りの回数である第２所定回数とを有している場合に、前記制御手段は、前記第１所定回数を超過し、前記駆動優先度の低い装置を駆動させる場合に、前記インバータの出力を低減させ、前記第２所定回数を超過し、前記駆動優先度の高い装置及び前記駆動優先度の低い装置を駆動させる場合に、前記インバータの出力を低減させることとしてもよい。

例えば、荷役装置と操舵装置とを切り替えて駆動させるモータである場合には、第１所定回数を超過した場合に、荷役装置の出力を低下させ、操舵装置の出力は変更させない。また、第２所定回数を超過した場合に、荷役装置及び操舵装置の出力を変更する。これにより、産業用車両に必要とされる曲がる性能をできるだけ維持しつつ、インバータの寿命を延ばすことができる。

上記インバータ保護装置は、異なる複数の装置を駆動させ、前記異なる複数の装置のそれぞれに設けられるモータと、前記モータに対応して設けられた前記インバータとを具備する産業用車両に適用され、上記インバータ保護装置の前記制御手段は、前記異なる複数の装置のうち、少なくとも１つの装置の出力制限を行う場合には、他の装置の出力制限を行うこととしてもよい。

例えば、走行用インバータの出力を制限する場合には、インバータとモータとを走行用のものと共通で使用することのないステアリング用インバータの出力をも制限する。これにより、産業用車両のインバータの寿命を延ばすとともに、安全性を確保した運転ができる。

本発明は、直流を所望の交流に変換するインバータを構成する複数のパワー素子の過熱を保護するインバータ保護方法であって、前記パワー素子の温度を検出する検出過程と、前記検出過程によって検出された温度が所定温度以上であるか否かを判定する第１判定と、前記第１判定の結果、前記所定温度以上となった回数が所定回数以上であるか否かを判定する第２判定とを行う判定過程と、前記第２判定で比較される前記所定回数が、前記パワー素子の寿命を維持できる回数である寿命回数よりも所定量低く設定されており、前記第２判定の結果、前記所定温度以上となった回数が前記所定回数以上となった場合に、前記インバータの保護を促す警告信号を出力する警告出力過程と、前記警告信号に基づいて、前記パワー素子の出力を制御する制御過程とを有するインバータ保護方法を提供する。

本発明は、直流を所望の交流に変換するインバータを構成する複数のパワー素子の過熱を保護するインバータ保護プログラムであって、前記パワー素子の温度を検出する検出手段によって検出された温度が所定温度以上であるか否かを判定する第１判定と、前記第１判定の結果、前記所定温度以上となった回数が所定回数以上であるか否かを判定する第２判定とを行う判定処理と、前記第２判定で比較される前記所定回数が、前記パワー素子の寿命を維持できる回数である寿命回数よりも所定量低く設定されており、前記第２判定の結果、前記所定温度以上となった回数が前記所定回数以上となった場合に、前記インバータの保護を促す警告信号を出力する警告出力処理と、前記警告信号に基づいて、前記パワー素子の出力を制御する制御処理とをコンピュータに実行させるためのインバータ保護プログラムを提供する。

本発明は、インバータの故障を防ぎつつ、インバータの能力を最大限に生かすことができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係るモータ制御システムの概略構成を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係るインバータ保護装置の動作フローである。 本発明の第２の実施形態に係るモータ制御システムの概略構成を示した図である。 フォークリフトの稼働時間とカウントアップ数との関係を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係るインバータ保護装置の動作フローである。 本発明の第３の実施形態に係るインバータ保護装置の動作フローである。 本発明の第４の実施形態に係るインバータ保護装置の動作フローである。

以下に、本発明に係るインバータ保護装置及び方法並びにプログラムの実施形態について、図面を参照して説明する。また、実施形態においては、インバータ保護装置を適用する産業用車両をフォークリフトとする場合を例に挙げて説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本実施形態に係るモータ制御システム１の概略構成を示した図である。
モータ制御システム１は、駆動させるモータに対応したインバータ３ａ，３ｂ，３ｃ、インバータ保護装置１０、及び入出力装置４を備えている。
図１においては、駆動させる装置に応じたモータ２ａ，２ｂ，２ｃに対応してそれぞれインバータ３ａ，３ｂ，３ｃが設けられている。例えば、図１に示されるように、走行用モータ２ａを駆動する走行用インバータ３ａ、荷役用モータ２ｂを駆動する荷役用インバータ３ｂ、操舵用モータ２ｂを駆動する操舵用インバータ３ｃがある。

インバータ保護装置１０は、各インバータ３ａ，３ｂ，３ｃにそれぞれ対応した温度検出部（検出手段）１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、駆動部１２とを備えている。以下、特に明記しない場合には、モータはモータ２、インバータはインバータ３、温度検出部は温度検出部１１として記述する。
温度検出部１１は、インバータ３を構成する複数のパワー素子の温度を検出し、検出した温度情報を駆動部１２に出力する。温度検出部１１は、例えば、パワー素子被覆等に取り付けられ、そのケース温度を検出することとしてもよいし、アルミワイヤ（ジャンクション）部に直接取り付けることによってパワー素子の温度を直接検出することとしてもよく、温度の検出方法は特に限定されない。

駆動部１２は、判定部（判定手段）１３、警告出力部（警告出力手段）１４、及び制御部（制御手段）１５を備えている。
判定部１３は、検出部１１によって検出された温度が所定温度以上であるか否かを判定する第１判定と、第１判定の結果、所定温度以上となった回数が所定回数以上であるか否かを判定する第２判定とを行う。具体的には、判定部１３は、検出部１１から入力された温度が所定温度以上か否か判定し、所定温度以上である場合には、所定温度以上となった回数を計数するカウントアップ数を１増加させる。また、判定部１３は、カウントアップ数の合計数が所定回数以上か否かを判定する。また、判定部１３は、判定結果を警告出力部１４に出力する。

ここでは、所定回数として規定される回数は、メーカ等により提供される寿命回数（所定温度を上回った場合であってもパワー素子に支障を来たさない回数）に所定量の余裕（例えば、寿命回数より２０％減）を考慮した回数（例えば、寿命回数の８０％）であることとして説明する。

警告出力部１４は、第２判定の結果、カウントアップ数の合計（所定温度以上となった回数）が所定回数以上となった場合に、インバータ３の保護を促す警告信号を出力する。例えば、所定回数が、寿命回数より２０％減と規定される場合には、第２判定の結果、カウントアップ数の合計数が寿命回数の８０％以上となった場合に、警告出力部１４から入出力装置４に対し、警告信号（アラーム）を出力するとともに、制御部１５に対し、警告信号を出力する。

制御部１５は、インバータ３の出力を制御する。具体的には、制御部１５は、インバータ３のパワー素子の出力を低減させるべく制御する。例えば、制御部１５は、警告信号に応じた出力制限値を規定する出力制限テーブルを有しており、出力制限テーブルに基づいて、警告信号に応じた出力制限値を読み出し、さらに、出力制限値に基づいて決定される制御信号を図示しないドライブ回路に出力する。
ドライブ回路は、制御信号に基づいて生成される駆動信号によって、インバータ３を制御する。

入出力装置４は、キーボードやマウス等の入力部４１、及びディスプレイや警告灯等の出力部４２を備えている。また、入出力装置４は、インバータ保護装置１０と通信可能に接続されており、インバータ保護装置１０と相互に情報の授受を行う。具体的には、入出力装置４は、警告出力部１４から出力される警告信号を取得すると、取得した警告信号に基づく警告情報（アラーム情報）を、出力部４２を介してオペレータに通知する。オペレータへの通知方法は、例えば、カウントアップ数の合計数が所定回数を上回ったことを知らせる警告灯のランプを点灯させる、或いは、ディスプレイに警告メッセージを表示させる等である。

次に、本実施形態に係るインバータ保護装置１０の作用について図１及び図２を用いて説明する。
各温度検出部１１により、インバータ３のパワー素子の温度が検出されると、駆動部１２に温度情報が出力される。駆動部１２の判定部１３に温度情報が入力されると（ステップＳＡ１）、検出された温度に対し、第１判定が行われる（ステップＳＡ２）。所定温度以上である場合には、カウントアップ数が１増加され（ステップＳＡ３）、続いて、カウントアップ数に対し、第２判定が行われる（ステップＳＡ４）。第２判定の結果、カウントアップ数の合計数が所定回数以上であると判定された場合には、警告出力部１４からインバータ３の保護をオペレータに促すべく入出力装置４に警告信号が出力されるとともに、制御部１５に警告信号が出力される（ステップＳＡ５）。

入出力装置４に警告信号が入力されると、警告信号に応じた警告情報が出力部４２に出力される。これにより、オペレータは、出力部４２から提供される情報を確認することにより、インバータ３の保護が必要か否かを把握することができる。また、制御部１５に警告信号が入力されると、出力制限テーブルから警告信号に応じた出力制限値が読み出され、その出力制限値に基づいて決定される制御信号がドライブ回路に出力される。ドライブ回路は、入力された制御信号に基づいて決定されるインバータ３の駆動信号によりインバータ３を制御する（ステップＳＡ６）。

このように、警告信号が検出されるとともにインバータ３のパワー素子の出力が制限されるので、パワー素子の故障を回避することができる。これら入出力装置４による警告情報の通知、及び制御部１５による出力制限が行われると、本処理を終了する。また、ステップＳＡ２により所定温度以上でない、または、ステップＳＡ４により所定回数以上でないと判定された場合には、ステップＳＡ１に戻り、本処理を繰り返す。

なお、上述した実施形態では、インバータ保護装置としてハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。例えば、別途ソフトウェアにて処理する構成も可能である。この場合、インバータ保護装置は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の主記憶装置、及び上記処理の全て或いは一部を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、ＣＰＵが上記記憶媒体に記録されているプログラム（インバータ保護プログラム）を読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、上述のインバータ保護装置と同様の処理を実現させる。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

以上説明してきたように、本実施形態に係るインバータ保護装置１０及び方法並びにプログラムによれば、検出部１１によって検出されたパワー素子の温度が、所定温度以上であるか否かが判定（第１判定）され、所定温度以上となった回数が、所定回数以上となったか否かが判定（第２判定）される。また、第２判定の結果、パワー素子の寿命を維持できる回数である寿命回数よりも所定量低く設定された所定回数を上回った場合に出力されるインバータの保護を促す警告信号に基づいて、パワー素子の出力が制御される。

このように、パワー素子の温度を検出するとともに、検出した温度が所定温度以上となる回数（カウントアップ数の合計数）が、パワー素子の寿命を維持できる寿命回数よりも低く設定された所定回数と比較されるので、パワー素子の寿命を維持した状態（故障する前段階）で、寿命が近付いていることを確実に検出することができる。また、パワー素子が所定温度以上となる回数が所定回数と比較されることにより、パワー素子の過渡的な温度上昇を判定することができ、インバータの能力を最大限生かす制御ができる。さらに、警告信号に基づいて、パワー素子の出力が制御されるので、寿命回数を超過して使用されることによる故障を防ぐことができる。

なお、本実施形態においては、出力された警告信号に基づいて、入出力装置４における出力処理及び制御部１５によるインバータ３の制御処理を併せて行うこととして説明していたが、これに限定されない。例えば、入出力装置４における出力処理、または制御部１５によるインバータ３の制御処理の少なくともどちらか一方を実行することとしてもよい。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について、図３及び図４を用いて説明する。
本実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、警告信号が検出された場合にインバータの出力制御を行うか否かをオペレータに提示する提示部（提示手段）を駆動部１２に設ける点である。以下、本実施形態のインバータ保護装置１０´について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

図３に示されるように、インバータ保護装置１０´は、上記第１の実施形態の構成に加え、提示部１６と計時部１７とを備えている。
判定部１３は、第２判定の結果、カウントアップ数の合計数が所定回数以上となった場合に、その回数情報を提示部１６に出力する。
計時部１７は、フォークリフトの稼働時間を計測し、計測した時間情報を提示部１６に出力する。

提示部１６は、警告出力部１４によって警告信号が出力されるタイミングにおいて、第２判定の結果に基づいて、単位時間当たりのカウントアップ数により推定されるパワー素子の交換時期である第１交換時期を提示し、制御部１５によりインバータ３のパワー素子の出力を制限することにより推定されるパワー素子の交換時期である第２交換時期を提示する。

提示部１６は、例えば、警告信号が出力されるタイミングまでのフォークリフトの稼働時間と、判定部１３から取得したカウントアップ数の合計数とに基づいて、単位時間当たりのカウントアップ数を算出し、算出結果からインバータ３のパワー素子の交換寿命時期（以下「第１交換時期」という）を推定し、提示する。
図４には、横軸にフォークリフトの稼働時間、縦軸にカウントアップ数を示した図の一例が示されている。図４に示されるグラフに基づいて、インバータ３の出力制限をせずにそのままインバータ３を駆動させた場合（図４のライン（ａ）参照）には、時刻ｔ１において、パワー素子の第１交換時期に到達することが推定され、提示部１６は、その推定結果を入出力装置４に出力する。

また、提示部１６は、警告信号が出力されるタイミングにおいて、制御部１５によってインバータ３の出力を制限する度合いと、その制限の度合いに応じて推定される交換寿命時期（以下「第２交換時期」という）とを提示する。ここで、制限する度合いと度合いに応じた交換寿命時期とは、例えば、荷役用インバータ３の荷役性能を２０％制限（低減）させると、第２交換時期は時刻ｔ２（例えば、時刻ｔ１より２週間延長）となり（図４のライン（ｂ）参照）、荷役用インバータ３の荷役性能を５０％制限（低減）させると、第２交換時期は時刻ｔ３（例えば、時刻ｔ１より１カ月延長）となる（図４のライン（ｃ）参照）等のように推定される情報である。

制御部１５は、入出力装置４から取得する制御モードの情報に基づいてインバータ３を駆動させるドライブ回路の制御信号を出力する。ここで、制御モードとは、上述したようにインバータ３の出力を制限する度合いに応じて規定されるモータ２の運転制御モードである。
入出力装置４は、提示部１６から取得した第１交換時期及び第２交換時期にそれぞれ対応する制御モードの情報を出力部４２に出力する。また、出力部４２から提示した第１交換時期及び第２交換時期に対応する制御モードのうち、オペレータにより制御モードが選定され、入力部４１を介して入力されると、入出力装置４は、選定された制御モードの情報をインバータ保護装置１０に出力する。

次に、本実施形態に係るインバータ保護装置１０´の作用について図３から図５を用いて説明する。なお、走行用モータ２ａに対応する走行用インバータ３ａ、走行用モータ２ｂに対応する走行用インバータ３ｂ、走行用モータ２ｃに対応する走行用インバータ３ｃについて、それぞれ独立して同様の処理が並行に行われるが、ここでは、走行用モータ２ａ及び走行用インバータ３ａに着目して説明することとする。

温度検出部１１により、インバータ３のパワー素子の温度が検出されると、駆動部１２に温度情報が出力される。駆動部１２の判定部１３に温度情報が入力されると（ステップＳＢ１）、検出された温度に対し、第１判定が行われる（ステップＳＢ２）。所定温度以上である場合には、カウントアップ数が１増加され（ステップＳＢ３）、続いて、カウントアップ数に対し、第２判定が行われる（ステップＳＢ４）。

第２判定の結果、カウントアップ数の合計数が所定回数以上であると判定された場合には、警告出力部１４からインバータ３の保護をオペレータに促すべく入出力装置４に警告信号が出力されるとともに、その回数情報が提示部１６に出力される。また、計時部１７により計測されたフォークリフトの稼働時間の情報が提示部１６に出力される。提示部１６において、取得した稼働時間の情報と回数情報とに基づいて、第１寿命時期及び第２寿命時期が推定されるとともに、提示される（ステップＳＢ５）。

入出力装置４は、提示部１６から取得された第１寿命時期及び第２寿命時期の情報を表示させる。オペレータは入出力装置４の出力部４２に出力された情報に基づいて、荷役用インバータ３ｂの制御モードを選定し、入力部４１から入力する（ステップＳＢ６）。入力部４１は、オペレータによって選定された制御モードの情報をインバータ保護装置１０に出力する。制御部１５は、入出力装置４から取得した制御モードの情報に基づいてインバータ３ｂを制御し、オペレータにより選定された制御モードに応じてインバータ３ｂの出力を制限し（ステップＳＢ７）、本処理を終了する。また、ステップＳＢ２により所定温度以上でない、または、ステップＳＢ４により所定回数以上でないと判定された場合には、ステップＳＢ１に戻り本処理を繰り返す。

このように、インバータの出力を制限しない場合のパワー素子の第１交換時期と、インバータの出力を制限する場合のパワー素子の第２交換時期とが提示され、オペレータに提供されるので、例えば、インバータの出力によって変化する車両の運動性能を低下させてまでもインバータを延命させるか、または、インバータの寿命は考慮せず運動性能を維持するか等の制御が、オペレータ側で選定できる。

なお、本実施形態においては、提示部１６によって入出力装置４に提示させる情報は、図４に示されるようなグラフを例に挙げて説明していたが、これに限定されない。例えば、交換寿命時期を数値等の一覧表で示すこととしてもよい。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態では、１組のインバータとモータとを切り替えて異なる装置を駆動するフォークリフトである場合において、判定部の判定結果に応じて装置の制御を段階的に行う点において第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる。以下、本実施形態のインバータ保護装置について、第１の実施形態、第２の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

なお、本実施形態における異なる装置とは、同時に駆動させることのない駆動優先度の高い装置と駆動優先度の低い装置である。また、本実施形態のインバータ保護装置は、異なる装置として、荷役装置と操舵装置とを切り替えて駆動させるモータと、モータに対応して設けられたインバータとを具備する産業用車両（例えば、フォークリフト）に適用される場合を例に挙げて説明する。

判定部は、第２判定で比較される所定回数が複数設けられ、寿命回数までの回数が多く残されている第１所定回数と、第１所定回数よりも寿命回数寄りの回数である第２所定回数とを有している。ここで、第１所定回数は、駆動優先度の低い装置（例えば、荷役装置）を稼働させる場合にインバータ出力を低減させるか否かを判定する回数であり、第２所定回数は、駆動優先度の低い装置を稼働させる場合のインバータ出力低減に加え、駆動優先度の高い装置（例えば、操舵装置）を稼働させる場合にインバータ出力を低減させるか否かを判定する回数である。

また、判定部によってカウントアップ数の合計数が第１所定回数以上であり、第２所定回数より小さい場合のフォークリフトの運転モード（つまり、駆動優先度の低い装置の出力を低減させる運転モード）をモード１とし、第１所定回数以上であり、かつ、第２所定回数以上である場合のフォークリフトの運転モード（つまり、駆動優先度の低い装置と駆動優先度の高い装置との出力を低減させる運転モード）をモード２とする。

制御部は、カウントアップ数が第１所定回数以上となり、駆動優先度の低い装置（例えば、荷役装置）を駆動させる場合に、インバータの出力を低減させるべくドライブ回路に制御信号を出力する。また、制御部は、カウントアップ数が第２所定回数以上となり、駆動優先度の高い装置（例えば、操舵装置）及び駆動優先度の低い装置を駆動させる場合に、インバータの出力を低減させる。

次に、本実施形態に係るインバータ保護装置の作用について図１及び図６を用いて説明する。
温度検出部１１により、インバータ３のパワー素子の温度が検出されると、駆動部１２に温度情報が出力される。駆動部１２の判定部１３に温度情報が入力されると（ステップＳＣ１）、検出された温度に対し、第１判定が行われる（ステップＳＣ２）。所定温度以上である場合には、カウントアップ数が１増加され（ステップＳＣ３）、続いて、この増加後のカウントアップ数が第２判定の第１所定回数か否かが判定される（ステップＳＣ４）。

第２判定の第１所定回数以上であると判定された場合には、フォークリフトの運転モードをモード１とし、荷役装置を駆動させる場合のみインバータの出力を低減する（ステップＳＣ５）。また、カウントアップ数が第２判定の第２所定回数か否かが判定される（ステップＳＣ６）。第２判定の第２所定回数以上であると判定された場合には、フォークリフトの運転モードをモード２とし、荷役装置を駆動させる場合と、操舵装置を駆動させる場合との場合にインバータの出力を低減し（ステップＳＣ７）、本処理を終了する。また、ステップＳＣ２により所定温度以上でない、ステップＳＣ４により第２判定の第１所定回数以上でない、またはステップＳＣ６により第２判定の第２所定回数以上でないと判定された場合には、ステップＳＣ１に戻り、本処理を繰り返す。

このように、出力を制限するか否かを判定する第２判定の閾値を複数設けることにより、段階的なインバータの出力制限を行うことができ、パワー素子の故障を回避することができる。これにより、産業用車両に必要とされる曲がる性能（操舵装置の性能）をできるだけ維持しつつ、インバータの寿命を延ばすことができる。

また、１組のインバータとモータとを切り替えて駆動する異なる装置以外の他の装置については、第１の実施形態で説明したように警告信号に応じた規定の処理をすることとしてもよいし、第２の実施形態で説明したようにオペレータにより制御方法を選定させることとしてもよい。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態では、異なる複数の装置を駆動させる場合に、共通のインバータとモータとを使用せず、一方の装置の出力制限にともなって他方の装置の出力をも制限する点で第１の実施形態、第２の実施形態、及び第３の実施形態と異なる。以下、本実施形態のインバータ保護装置について、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

本実施形態においては、共通のインバータとモータとを使用しない異なる複数の装置は、フォークリフトの走行装置と操舵装置である場合を例に挙げて説明する。
制御部は、異なる複数の装置のうち、少なくとも１つの装置の出力制限を行う場合には、他の装置の出力制限を行う。具体的には、図２及び図７に示される本実施形態の動作フローを用いて説明する。

図７の紙面左側には、走行装置を制御する場合の動作フロー、紙面右側には、操舵装置を制御する場合の動作フローが示されている。
ステップＳＤ１からステップＳＤ６、及びステップＳＥ１からステップＳＥ６については、第２の実施形態のステップＳＢ１からステップＳＢ６と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳＤ６において、オペレータにより選定された運転モードＡが、寿命を延ばすべくインバータ出力を制限させる運転モードである場合には、その運転モードＡに応じて操舵装置の出力が制限されるとともに、操舵装置の出力を制限させる運転モードＡの情報が、走行装置の制御部に出力され（ステップＳＤ７）、本処理を終了する。また、走行装置の制御部は、走行用インバータの運転モードとしてオペレータから選定された運転モードＢの情報と、操舵装置の制御部から取得した運転モードＡの情報とを取得すると、他の装置の出力制限された運転モードである運転モードＡの情報に基づいて決定される出力制限値により走行装置のインバータの出力を制限し（ステップＳＥ７）、本処理を終了する。

このように、インバータとモータとを共有しない異なる装置を駆動させる場合に、一方の装置の出力を低減させた場合に、他方の装置の出力をも低減させることにより、産業用車両のインバータの寿命を延ばすとともに、安全性を確保した運転ができる。

１ モータ制御システム
４ 入出力装置
１０，１０´ インバータ保護装置
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 温度検出部
１３ 判定部
１４ 警告出力部
１５ 制限部
１６ 提示部

Claims (6)

1. 直流を所望の交流に変換するインバータを構成する複数のパワー素子の過熱を保護するインバータ保護装置であって、
   前記パワー素子の温度を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された温度が所定温度以上であるか否かを判定する第１判定と、前記第１判定の結果、前記所定温度以上となった回数が所定回数以上であるか否かを判定する第２判定とを行う判定手段と、
   前記第２判定で比較される前記所定回数が、前記パワー素子の寿命を維持できる回数である寿命回数よりも所定量低く設定されており、前記第２判定の結果、前記所定温度以上となった回数が前記所定回数以上となった場合に、前記インバータの保護を促す警告信号を出力する警告出力手段と、
   前記警告信号に基づいて、前記インバータの出力を制御する制御手段と
   を具備するインバータ保護装置。
2. 前記警告出力手段によって警告信号が出力されるタイミングにおいて、前記第２判定の結果に基づいて、単位時間当たりの前記所定温度以上となる回数であるカウントアップ数により推定される前記パワー素子の交換時期である第１交換時期を提示し、前記制御手段により前記インバータの出力を制限することにより推定される前記パワー素子の交換時期である第２交換時期を提示する提示手段を具備する請求項１に記載のインバータ保護装置。
3. 同時に駆動させることのない駆動優先度の高い装置と駆動優先度の低い装置とを切り替えて駆動させるモータと、前記モータに対応して設けられた前記インバータとを具備する産業用車両に適用され、
   前記判定手段は、
   前記第２判定で比較される前記所定回数が複数設けられ、前記寿命回数までの回数が多く残されている第１所定回数と、前記第１所定回数よりも前記寿命回数寄りの回数である第２所定回数とを有している場合に、
   前記制御手段は、
   前記第１所定回数を超過し、前記駆動優先度の低い装置を駆動させる場合に、前記インバータの出力を低減させ、
   前記第２所定回数を超過し、前記駆動優先度の高い装置及び前記駆動優先度の低い装置を駆動させる場合に、前記インバータの出力を低減させる請求項１または請求項２に記載のインバータ保護装置。
4. 異なる複数の装置を駆動させ、前記異なる複数の装置のそれぞれに設けられるモータと、前記モータに対応して設けられた前記インバータとを具備する産業用車両に適用され、
   前記制御手段は、前記異なる複数の装置のうち、少なくとも１つの装置の出力制限を行う場合には、他の装置の出力制限を行う請求項１から請求項３のいずれかに記載のインバータ保護装置。
5. 直流を所望の交流に変換するインバータを構成する複数のパワー素子の過熱を保護するインバータ保護方法であって、
   前記パワー素子の温度を検出する検出過程と、
   前記検出過程によって検出された温度が所定温度以上であるか否かを判定する第１判定と、前記第１判定の結果、前記所定温度以上となった回数が所定回数以上であるか否かを判定する第２判定とを行う判定過程と、
   前記第２判定で比較される前記所定回数が、前記パワー素子の寿命を維持できる回数である寿命回数よりも所定量低く設定されており、前記第２判定の結果、前記所定温度以上となった回数が前記所定回数以上となった場合に、前記インバータの保護を促す警告信号を出力する警告出力過程と、
   前記警告信号に基づいて、前記パワー素子の出力を制御する制御過程と
   を有するインバータ保護方法。
6. 直流を所望の交流に変換するインバータを構成する複数のパワー素子の過熱を保護するインバータ保護プログラムであって、
   前記パワー素子の温度を検出する検出手段によって検出された温度が所定温度以上であるか否かを判定する第１判定と、前記第１判定の結果、前記所定温度以上となった回数が所定回数以上であるか否かを判定する第２判定とを行う判定処理と、
   前記第２判定で比較される前記所定回数が、前記パワー素子の寿命を維持できる回数である寿命回数よりも所定量低く設定されており、前記第２判定の結果、前記所定温度以上となった回数が前記所定回数以上となった場合に、前記インバータの保護を促す警告信号を出力する警告出力処理と、
   前記警告信号に基づいて、前記パワー素子の出力を制御する制御処理と
   をコンピュータに実行させるためのインバータ保護プログラム。

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