(57)【要約】【課題】前輪駆動、後輪操舵形式の電動フォークリフトにおいて、スリップ率を正確に取得する。【解決手段】第１速度センサ２５０Ｌは、左駆動輪の接地点の鉛直線上に設けられ、左駆動輪の接地点の座標における車体前後方向の対地速度である第１対地速度Ｖｌｘを検出する。第２速度センサ２５０Ｒは、右駆動輪の接地点の鉛直線上に設けられ、右駆動輪の接地点の座標における車体前後方向の対地速度である第２対地速度Ｖｒｘを検出する。スリップ率演算部２６０は、左駆動輪の現在の車輪速度Ｖｌｗと第１対地速度Ｖｌｘにもとづき、左駆動輪のスリップ率λｌを算出するとともに、右駆動輪の現在の車輪速度Ｖｒｗと第２対地速度Ｖｒｘにもとづき、右駆動輪のスリップ率λｒを算出する。【選択図】図５
2014113013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪駆動、後輪操舵形式の電動フォークリフトに搭載され、前記電動フォークリフトの目標速度を示す速度指令値にもとづいて前記電動フォークリフトの左駆動輪と右駆動輪それぞれに動力を伝達する左走行モータおよび右走行モータを制御するモータ駆動装置であって、
前記左駆動輪の接地点の実質的に鉛直線上に設けられ、前記左駆動輪の接地点の座標における車体前後方向の対地速度である第１対地速度を検出する第１速度センサと、
前記右駆動輪の接地点の実質的に鉛直線上に設けられ、前記右駆動輪の接地点の座標における車体前後方向の対地速度である第２対地速度を検出する第２速度センサと、
前記左走行モータの回転数にもとづいて計算される現在の車輪速度と前記第１速度センサにより検出された前記第１対地速度にもとづき、前記左駆動輪のスリップ率を算出するとともに、前記右走行モータの回転数にもとづいて計算される現在の車輪速度と前記第２速度センサにより検出された前記第２対地速度にもとづき、前記右駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率演算部と、
を備えることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
運転者の操作に応じた速度指令値および前記電動フォークリフトの転舵輪の転舵角にもとづき、前記左走行モータの速度を指示する左速度指令値と前記右走行モータの速度を指示する右速度指令値を計算する速度分配部と、
前記左速度指令値と前記左走行モータの現在の速度の誤差に応じて、前記左走行モータのトルクを指示する左トルク指令値を生成するとともに、前記右速度指令値と前記右走行モータの現在の速度の誤差に応じて、前記右走行モータのトルクを指示する右トルク指令値を生成するトルク指令値生成部と、
前記左駆動輪のスリップ率にもとづき、前記左トルク指令値を補正するとともに、前記右駆動輪のスリップ率にもとづき、前記右トルク指令値を補正するスリップ制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記第１、第２速度センサはそれぞれ、前記車体前後方向の対地速度に加えて、車体横方向の対地速度を検出可能であり、
前記モータ駆動装置は、
前記第１、第２速度センサそれぞれからの横方向の対地速度を微分し、前記左駆動輪、前記右駆動輪それぞれの接地点の座標における横方向の対地加速度である第１、第２加速度を計算する演算器と、
前記第１、第２加速度に応じて、左トルク指令値および右トルク指令値の少なくとも一方を補正するトルク補正部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記第１、第２速度センサはそれぞれ、前記車体前後方向の対地速度に加えて、車体横方向の対地速度を検出可能であり、
前記モータ駆動装置は、前記第１、第２速度センサそれぞれからの横方向の対地速度の差分に応じて、左トルク指令値および右トルク指令値の少なくとも一方を補正するトルク補正部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前輪駆動、後輪操舵形式の電動フォークリフトに搭載され、前記電動フォークリフトの目標速度を示す速度指令値にもとづいて前記電動フォークリフトの左駆動輪と右駆動輪それぞれに動力を伝達する左走行モータおよび右走行モータを制御するモータ駆動装置であって、
車体前後方向の座標が左駆動輪と右駆動輪の共通する車輪軸上となる所定の位置に設けられ、その位置における車体前後方向の対地速度を検出する第３速度センサと、
前記第３速度センサにより検出された対地速度および前記電動フォークリフトの転舵輪の転舵角にもとづき、前記左駆動輪の接地点の座標における車体前後方向の対地速度である第１対地速度と、前記右駆動輪の接地点の座標における車体前後方向の対地速度である第２対地速度と、を演算する座標変換部と、
前記左走行モータの回転数にもとづいて計算される現在の車輪速度と前記座標変換部により計算された前記第１対地速度にもとづき、前記左駆動輪のスリップ率を算出するとともに、前記右走行モータの回転数にもとづいて計算される現在の車輪速度と前記座標変換部により計算された前記第２対地速度にもとづき、前記右駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率演算部と、
を備えることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】
運転者の操作に応じた速度指令値と、前記電動フォークリフトの転舵輪の転舵角にもとづき、前記左走行モータの速度を指示する左速度指令値と前記右走行モータの速度を指示する右速度指令値を計算する速度分配部と、
前記左速度指令値と前記左走行モータの現在の速度の誤差に応じて、前記左走行モータのトルクを指示する左トルク指令値を生成するとともに、前記右速度指令値と前記右走行モータの現在の速度の誤差に応じて、前記右走行モータのトルクを指示する右トルク指令値を生成するトルク指令値生成部と、
前記左駆動輪のスリップ率にもとづき、前記左トルク指令値を補正するとともに、前記右駆動輪のスリップ率にもとづき、前記右トルク指令値を補正するスリップ制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
左駆動輪および右駆動輪と、
前記左駆動輪および前記右駆動輪それぞれに動力を伝達する左走行モータおよび右走行モータと、
前記左走行モータおよび前記右走行モータを駆動する請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置と、
を備えることを特徴とする電動フォークリフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォークリフト用のモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業車両のひとつに、電池を動力源とする電動フォークリフトがある。電動フォークリフト（以下単にフォークリフトとも称する）は、走行用車輪（駆動輪）である前輪に動力を伝達する走行モータと、転舵輪である後輪の転舵角（操舵角）を制御する油圧ポンプに動力を伝達する油圧アクチュエータ用モータ（ステアリングモータ）と、昇降体を制御する油圧ポンプに動力を伝達する油圧アクチュエータ用モータ（荷役モータ）と、走行モータ、ステアリングモータ、荷役モータそれぞれを駆動する電力変換装置を備える。
【０００３】
フォークリフトは、あらかじめ定められた車線を走行する一般車両と異なり、自由な空間において大きな転舵角、つまり小さな回転半径で使用されるケースが多く、また、路面状態が悪い（路面抵抗μが小さい）フィールドで使用されることも想定される。かかる事情に加えて、車両前方に重い荷物を搭載するその構造的特性から、フォークリフトは、一般車両よりもスリップしやすいといえる。
【０００４】
フォークリフトでは、スリップを抑制するためにスリップ制御が行われる。車両のスリップ率は、車輪速度Ｖｗ、車体速度（対地速度）Ｖを用いて式（１）で与えられる。
λ＝（Ｖｗ−Ｖ）／ｍａｘ（Ｖｗ、Ｖ）      …（１）
スリップ率にもとづいて、左右の走行モータそれぞれのトルクを調節することにより、車両のスリップを抑制することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
式（１）から明らかなように、スリップ率λを計算するためには、車両の対地速度を取得する必要がある。一般車両では、外乱オブザーバを利用して車体速度が推定される。したがって車体速度の推定値にもとづいてスリップ率を計算することができる。
【０００６】
一方、前輪駆動、後輪操舵型の電動フォークリフト、とりわけ右駆動輪と左駆動輪それぞれに独立したモータが設けられ、それぞれの回転速度、回転方向が独立に制御可能なデュアルモータ式の電動フォークリフトにおいては、左駆動輪の座標における車体速度と、右駆動輪の座標における車体速度と、をそれぞれ取得する必要があるところ、それらを外乱オブザーバによって精度良く推定することは難しい。
【０００７】
本発明は係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、電動フォークリフトにおいて、スリップ率を正確に取得する技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、前輪駆動、後輪操舵形式の電動フォークリフトに搭載され、電動フォークリフトの目標速度を示す速度指令値にもとづいて電動フォークリフトの左駆動輪と右駆動輪それぞれに動力を伝達する左走行モータおよび右走行モータを制御するモータ駆動装置に関する。モータ駆動装置は、左駆動輪の接地点の実質的に鉛直線上に設けられ、左駆動輪の接地点の座標における車体前後方向の対地速度である第１対地速度を検出する第１速度センサと、右駆動輪の接地点の実質的に鉛直線上に設けられ、右駆動輪の接地点の座標における車体前後方向の対地速度である第２対地速度を検出する第２速度センサと、左走行モータの回転数にもとづいて計算される現在の車輪速度と第１速度センサにより検出された第１対地速度にもとづき、左駆動輪のスリップ率を算出するとともに、右走行モータの回転数にもとづいて計算される現在の車輪速度と第２速度センサにより検出された第２対地速度にもとづき、右駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率演算部と、を備える。
【０００９】
この態様によると、左右それぞれの駆動輪の座標の付近に、前後方向の速度を検出するセンサを配置したことにより、旋回時においても、各駆動輪の対地速度を正確に取得することができ、ひいては左右それぞれの駆動輪のスリップ率を正確に取得できる。
【００１０】
ある態様において、モータ駆動装置は、運転者の操作に応じた速度指令値および電動フォークリフトの転舵輪の転舵角にもとづき、左走行モータの速度を指示する左速度指令値と右走行モータの速度を指示する右速度指令値を計算する速度分配部と、左速度指令値と左走行モータの現在の速度の誤差に応じて、左走行モータのトルクを指示する左トルク指令値を生成するとともに、右速度指令値と右走行モータの現在の速度の誤差に応じて、右走行モータのトルクを指示する右トルク指令値を生成するトルク指令値生成部と、左駆動輪のスリップ率にもとづき左トルク指令値を補正するとともに、右駆動輪のスリップ率にもとづき右トルク指令値を補正するスリップ制御部と、をさらに備えてもよい。
この態様によれば、正確なスリップ率にもとづいて、スリップ制御を行うことができる。
【００１１】
ある態様において、第１、第２速度センサはそれぞれ、車体前後方向の対地速度に加えて、車体横方向の対地速度を検出可能であってもよい。モータ駆動装置は、第１、第２速度センサそれぞれからの横方向の対地速度を微分し、左駆動輪、右駆動輪それぞれの接地点の座標における横方向の対地加速度である第１、第２加速度を計算する演算器と、第１、第２加速度に応じて、左トルク指令値および右トルク指令値の少なくとも一方を補正するトルク補正部と、をさらに備えてもよい。
この態様によれば、第１、第２速度センサの出力を利用して、左駆動輪と右駆動輪それぞれの位置における車両横方向の加速度を検出し、その結果に応じて左右駆動輪のトルクを補正することにより、横滑り、荷崩れ等を防止し、あるいは運転者に与える不快感を低減することができる。
【００１２】
本発明の別の態様もまた、モータ駆動装置である。モータ駆動装置は、車体前後方向の座標が左駆動輪と右駆動輪の共通する車輪軸上となる所定の位置に設けられ、その位置における車体前後方向の対地速度を検出する第３速度センサと、第３速度センサにより検出された対地速度および電動フォークリフトの転舵輪の転舵角にもとづき、左駆動輪における車体前後方向の対地速度である第１対地速度と、右駆動輪における車体前後方向の対地速度である第２対地速度と、を演算する座標変換部と、左走行モータの回転数にもとづいて計算される現在の車輪速度と座標変換部により計算された第１対地速度にもとづき、左駆動輪のスリップ率を算出するとともに、右走行モータの回転数にもとづいて計算される現在の車輪速度と座標変換部により計算された右駆動輪における第２対地速度にもとづき、右駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率演算部、を備える。
【００１３】
前輪駆動、後輪操舵形式の電動フォークリフトでは、旋回時の回転中心は、転舵角に応じて左右駆動輪の軸上を移動し、回転中心の座標は、車体の寸法とそのときの転舵角によって計算することができる。また、左駆動輪の接地点の座標、右駆動輪の接地点の座標、および第３速度センサの座標は、回転中心を通る同一直線上に位置し、各座標の回転中心からの距離は、車体の寸法から計算することができる。各座標における車体前後方向の速度は、回転中心からの距離に比例することから、第３速度センサにより検出された対地速度にもとづいて、左右駆動輪それぞれの接地点の座標における対地速度を計算することができ、それらの計算値にもとづいて左右それぞれの駆動輪のスリップ率を正確に取得できる。
【００１４】
本発明の別の態様は、電動フォークリフトに関する。電動フォークリフトは、左駆動輪および右駆動輪と、左駆動輪および右駆動輪それぞれに動力を伝達する左走行モータおよび右走行モータと、左走行モータおよび右走行モータを駆動する上述のモータ駆動装置と、を備える。
【００１５】
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】
【００１６】
本発明によれば、スリップ率を正確に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】前輪駆動、後輪操舵形式の電動フォークリフトの外観図を示す斜視図である。
【図２】フォークリフトの操縦パネルの一例を示す図である。
【図３】デュアルモータ式の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４】図４（ａ）、（ｂ）は、デュアルモータ式のフォークリフトを模式的に示す図である。
【図５】実施の形態に係るモータ駆動装置（第１電力変換装置）の構成を示すブロック図である。
【図６】第１速度センサおよび第２速度センサの配置を示す図である。
【図７】図７（ａ）は、第１の変形例に係るモータ駆動装置の一部の構成を示すブロック図であり、図７（ｂ）は、第３速度センサの配置を示す図であり、図７（ｃ）は旋回時の各座標の関係を示す図である。
【図８】第２の変形例に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２０】
図１は、前輪駆動、後輪操舵形式の電動フォークリフトの外観図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、駆動輪である前輪６１０、操舵輪（転舵輪）である後輪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１に不図示、図３の１１６）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。
【００２１】
図２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。
【００２２】
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、運転者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。運転者がブレーキペダル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。そのほか、図示しないインチングペダルが設けられてもよい。
【００２３】
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３は、デュアルモータ式のフォークリフト６００の電気系統、機械系統の構成を示すブロック図である。ＥＣＵ（電子制御コントローラ）１１０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。
【００２４】
電池１０６は、Ｐ線およびＮ線の間に、電池電圧ＶＢＡＴを出力する。
第１電力変換装置１００、第２電力変換装置１０２、第３電力変換装置１０４は、モータ駆動装置３００を構成する。モータ駆動装置３００は、ＥＣＵ１１０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Ｍ１Ｌ、Ｍ１Ｒ、荷役モータＭ２、ステアリングモータＭ３それぞれを駆動する。第１電力変換装置１００、第２電力変換装置１０２、第３電力変換装置１０４はそれぞれ、電池電圧ＶＢＡＴを受け、３相交流信号に変換して、対応するモータＭ１Ｌ、Ｍ１Ｒ、Ｍ２、Ｍ３に供給する。
【００２５】
（走行）
ＥＣＵ１１０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に応じて左走行モータＭ１Ｌ、右走行モータＭ１Ｒそれぞれ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は、左走行モータＭ１Ｌの動力により回転し、右前輪（右駆動輪）６１０Ｒは、右走行モータＭ１Ｒの動力により回転する。
【００２６】
（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。ＥＣＵ１１０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１０２に出力する。第２電力変換装置１０２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１１６と連結される。油圧アクチュエータ１１６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。
【００２７】
（操舵）
エンコーダ１２２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ＥＣＵ１１０に出力する。ＥＣＵ１１０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１０４に出力する。第３電力変換装置１０４は、第３制御指令値Ｓ３に応じた電力をステアリングモータＭ３に供給し、その回転数を制御する。転舵輪である後輪６１２は、タイロッド１２６を介してギアボックス１２４と連結される。ステアリングモータＭ３の回転運動は、油圧アクチュエータ１１８およびギアボックス１２４を介して、タイロッド１２６に伝達され、操舵が制御される。
【００２８】
図４（ａ）、（ｂ）は、デュアルモータ式のフォークリフト６００を模式的に示す図である。Ｌはホイールベース、Ｔｒｆは前トレッド、Ｔｒｒは後トレッド、ｎｌ（ｒｐｍ）は左駆動輪６１０Ｌの回転速度を、ｎｒ（ｒｐｍ）は右駆動輪６１０Ｒの回転速度を、Ｖｌ（ｍ／ｓ）は左駆動輪６１０Ｌの速度（車輪速度）を、Ｖｒ（ｍ／ｓ）は右駆動輪６１０Ｒの速度（車輪速度）を示す。
【００２９】
転舵輪である後輪６１２Ｌ、６１２Ｒは、アッカーマンステアリング機構によって転舵角が制御可能となっている。後輪６１２Ｌ、６１２Ｒそれぞれの車軸の交点が、車体の回転中心Ｏとなり、回転中心Ｏは、転舵角δｒに応じて、前輪６１０Ｌ、６１０Ｒの軸上を左右に移動する。本実施の形態では、転舵角δｒを右後輪の回転角として定義しているが、当業者には、転舵角δｒの定義がそれには限定されないことが理解される。転舵角δｒは、図４（ａ）に示す左旋回時に正、図４（ｂ）に示す左旋回時に負をとるものとする。
ρｘは、回転中心Ｏと、前輪６１０Ｌ、６１０Ｒの中点の距離である。
【００３０】
このフォークリフト６００のステアリング機構は、回転中心Ｏが、前輪６１０Ｌ、６１０Ｒの間に移動することを許容する。この場合、左右の駆動輪６１０Ｌ、６１０Ｒは逆回転するよう制御される。
【００３１】
図５は、実施の形態に係るモータ駆動装置３００（第１電力変換装置１００）の構成を示すブロック図である。
モータ駆動装置３００は、速度分配部２００、トルク指令値生成部２０２、トルクリミット部２０８、インバータ２１０、速度センサ２２０、転舵角センサ２２２、第１速度センサ２５０Ｌ、第２速度センサ２５０Ｒ、回転数／速度（ｎ／Ｖ）変換器２２１Ｌ、２２１Ｒ、スリップ率演算部２６０、スリップ制御部２７０を備える。
【００３２】
転舵角センサ２２２は、図３に示す転舵角δｒを検出する。速度センサ２２０は、レゾルバとも称され、左走行モータＭ１Ｌ、右走行モータＭ１Ｒそれぞれの回転速度ｎｌ、ｎｒを検出する。ｎ／Ｖ変換器２２１Ｌ、２２１Ｒは、回転速度ｎｌ、ｎｒに、タイヤの周長、減速ギア比などに応じた係数を乗算することにより、左駆動輪６１０Ｌの車輪速度Ｖｌ、右駆動輪６１０Ｒの車輪速度Ｖｒを計算する。
【００３３】
速度分配部２００は、アクセルの操作量に応じた速度指令値Ｖｒｅｆを受ける。速度分配部２００は、現在の転舵角δｒに応じて、左走行モータＭ１Ｌの目標速度である左速度指令値Ｖｌｒｅｆと、右走行モータＭ１Ｒの目標速度である右速度指令値Ｖｒｒｅｆを、以下の式にもとづいて計算する。
【００３４】
１．  δｒ＝０  （直進）
Ｖｌｒｅｆ＝Ｖｒｒｅｆ＝Ｖｒｅｆ
【００３５】
２．  δｒ＞０  （左旋回）
Ｖｒｒｅｆ＝Ｖｒｅｆ
Ｖｌｒｅｆ＝（ρｘ−Ｔｒｆ／２）／（ρｘ＋Ｔｒｆ／２）×Ｖｒｅｆ
ただし、ρｘ＝Ｌ／ｔａｎ（δｒ）−Ｔｒｒ／２である。
【００３６】
３．  δｒ＜０  （右旋回）
Ｖｒｒｅｆ＝（ρｘ−Ｔｒｆ／２）／（ρｘ＋Ｔｒｆ／２）×Ｖｒｅｆ
Ｖｌｒｅｆ＝Ｖｒｅｆ
ただし、δｒ≠−π／２のとき、ρｘ＝−Ｌ／ｔａｎ（δｒ）＋Ｔｒｒ／２であり、δｒ＝−π／２のとき、ρｘ＝Ｔｒｒ／２である。
【００３７】
なお、速度分配部２００は公知の技術を用いればよく、その構成や計算アルゴリズムは上記のそれに限定されない。
【００３８】
トルク指令値生成部２０２は、左速度指令値Ｖｌｒｅｆと左走行モータＭ１Ｌの現在の速度Ｖｌの誤差に応じて、左走行モータＭ１Ｌのトルクを指示する左トルク指令値Ｔｌｃｏｍを生成する。同様に、右速度指令値Ｖｒｒｅｆと右走行モータＭ１Ｒの現在の速度Ｖｒの誤差に応じて、右走行モータＭ１Ｒのトルクを指示する右トルク指令値Ｔｒｃｏｍを生成する。
【００３９】
トルク指令値生成部２０２は、左速度指令値Ｖｌｒｅｆと左走行モータＭ１Ｌの現在の速度Ｖｌの誤差を生成する減算器２０４Ｌと、誤差をＰＩ（比例、積分）制御し、左トルク指令値Ｔｌｃｏｍを生成するＰＩ制御部２０６Ｌを含む。右輪についても同様である。
【００４０】
トルクリミット部２０８には、トルク指令値Ｔｃｏｍｌ、Ｔｃｏｍｒの上限値Ｔｌｉｍを規定するトルクリミットカーブＴｌｉｍ（ｎ）がモータの速度ｎの関数として定義されている。
【００４１】
トルクリミット部２０８は、左トルク指令値Ｔｌｃｏｍを、現在の左走行モータＭ１Ｌの速度ｎｌおよびトルクリミットカーブＴｌｉｍ（ｎ）に応じて定まる上限値Ｔｌｌｉｍ以下に制限する。同様に、トルクリミット部２０８は、右トルク指令値Ｔｒｃｏｍを、現在の右走行モータＭ１Ｒの速度ｎｒおよびトルクリミットカーブＴｌｉｍ（ｎ）に応じて定まる上限値Ｔｒｌｉｍ以下に制限する。トルクリミットカーブＴｌｉｍ（ｎ）は、テーブルとして保持されてもよいし、近似式として保持されてもよい。
【００４２】
図６は、第１速度センサ２５０Ｌおよび第２速度センサ２５０Ｒの配置を示す図である。第１速度センサ２５０Ｌは、左駆動輪６１０Ｌの接地点２３６Ｌの実質的に鉛直線上、言い換えればｘ−ｙ平面において左駆動輪６１０Ｌの接地点２３６Ｌと実質的に同一座標に設けられ、左駆動輪６１０Ｌの接地点２３６Ｌの座標における車体前後方向（ｘ方向）の対地速度である第１対地速度Ｖｌｘを検出する。第２速度センサ２５０Ｒは、右駆動輪６１０Ｒの接地点２３６Ｒの実質的に鉛直線上、言い換えればｘ−ｙ平面において右駆動輪６１０Ｒの接地点２３６Ｒと実質的に同一座標に設けられ、右駆動輪６１０Ｒの接地点２３６Ｒの座標における車体前後方向の対地速度である第２対地速度Ｖｒｘを検出する。
【００４３】
スリップ率演算部２６０は、左走行モータＭ１Ｌの回転数にもとづいて計算される現在の車輪速度Ｖｌｗと第１速度センサ２５０Ｌにより検出された第１対地速度Ｖｌｘにもとづき、左駆動輪６１０Ｌのスリップ率λｌを算出する。またスリップ率計算部２６２は、右走行モータＭ１Ｒの回転数にもとづいて計算される現在の車輪速度Ｖｒｗと第２速度センサ２５０Ｒにより検出された第２対地速度Ｖｒｘにもとづき、右駆動輪６１０Ｒのスリップ率λｒを算出する。
λｌ＝（Ｖｌｗ−Ｖｌｘ）／ｍａｘ（Ｖｌｗ、Ｖｌｘ、ε）    …（２）
λｒ＝（Ｖｒｗ−Ｖｒｘ）／ｍａｘ（Ｖｒｗ、Ｖｒｘ、ε）    …（３）
εは、ゼロより大きな微少な定数であり、ゼロ割防止のために挿入されている。なお、スリップ率λの定義は式（２）、（３）には限定されない。
【００４４】
スリップ制御部２７０は、トルクリミット部２０８の前段に設けられ、左駆動輪６１０Ｌのスリップ率λｌにもとづき、左トルク指令値Ｔｌｃｏｍを補正するとともに、右駆動輪６１０Ｒのスリップ率λｒにもとづき、右トルク指令値Ｔｒｃｏｍを補正する。
【００４５】
より具体的には、スリップ制御部２７０は、補正量演算部２７２、減算器２７４Ｌ、２７４Ｒを含む。補正量演算部２７２は、スリップ率λｌにもとづいて、補正量ΔＴｌを演算し、スリップ率λｒにもとづいて、補正量ΔＴｒを演算する。減算器２７４Ｌは、左トルク指令値Ｔｌｃｏｍから補正量ΔＴｌを減算し、減算器２７４Ｒは、右トルク指令値Ｔｒｃｏｍから補正量ΔＴｒを減算する。なお補正量ΔＴｌ、ΔＴｒの計算方法は公知のアルゴリズムを用いればよく、特に限定されない。
【００４６】
以上がモータ駆動装置３００の構成である。
このモータ駆動装置３００によれば、左右それぞれの駆動輪６１０Ｌ、６１０Ｒの接地点２３６Ｌ、２３６Ｒの座標の付近に、前後方向（ｘ軸方向）の速度Ｖｘを検出するセンサを配置したことにより、旋回時においても、各駆動輪の対地速度Ｖｌｘ、Ｖｒｘを正確に取得することができ、ひいては左右駆動輪それぞれにおけるスリップ率λｌ、λｒを正確に取得できる。
【００４７】
前輪駆動の一般車両は、前輪操舵、前輪駆動である。したがって、左右の前輪の接地点（回転軸）はそれぞれ、転舵角に応じて移動するため、前輪の接地点における対地速度を速度センサを用いて検出しようとすれば、速度センサを転舵角に応じて移動させなければならず現実的ではない。これに対して、デュアルモータ方式の電動フォークリフトにおいては、前輪である駆動輪の接地点は車両のシャーシに対して固定されている。なお、かかる認識を当業者の一般的な技術常識ととらえてはならず、本発明者が独自に認識したものである。
【００４８】
本実施の形態では、接地点に対応する座標に速度センサを固定的に配置することができ、駆動輪の接地点における対地速度を直接的に、正確に検出することができ、ひいては左右駆動輪それぞれのスリップ率λｌ、λｒを正確に取得できる。
【００４９】
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の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【００５０】
（第１の変形例）
実施の形態では、第１速度センサ２３２Ｌ、第２速度センサ２３２Ｒの接地点の鉛直線上に速度センサを配置する場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。図７（ａ）は、第１の変形例に係るモータ駆動装置３００ａの一部の構成を示すブロック図であり、図７（ｂ）は、第３速度センサ２５０の配置を示す図であり、図７（ｃ）は旋回時の各座標の関係を示す図である。
【００５１】
第３速度センサ２５０は、その車体前後方向の座標（ｘ座標）が左駆動輪６１０Ｌと右駆動輪６１０Ｒの共通する車輪軸のｘ座標と一致する所定の位置に設けられる。第３速度センサ２５０は、その位置における車体前後方向の対地速度Ｖｘを検出する。
【００５２】
座標変換部２５２は、第３速度センサ２５０により検出された対地速度Ｖｘと、フォークリフト６００の転舵輪δｒと、にもとづき、（i）左駆動輪６１０Ｌの接地点２３６Ｌの座標における車体前後方向の対地速度である第１対地速度Ｖｌｘと、（ii）右駆動輪６１０Ｒの接地点２３６Ｒの座標における車体前後方向の対地速度である第２対地速度Ｖｒｘと、を演算する。
【００５３】
図７（ｃ）に示すように、前輪駆動、後輪操舵形式の電動フォークリフトでは、旋回時の回転中心Ｏは、転舵角δｒに応じて、左右駆動輪の軸上を、車体横方向（ｙ軸方向）に移動する。座標変換部２５２は、転舵角δｒと、既知の車体の寸法とにもとづいて、現在の回転中心Ｏの座標を計算する。回転中心Ｏの座標が求まると、座標変換部２５２は、回転中心Ｏと左駆動輪６１０Ｌの接地点２３６Ｌの座標との距離ｌ１、回転中心Ｏと第３速度センサ２５０の座標との距離ｌ２、回転中心Ｏと右駆動輪６１２Ｒの接地点２３６Ｒの座標との距離ｌ３、をそれぞれ計算する。
【００５４】
ここで、左駆動輪６１０Ｌの接地点２３６Ｌの座標、右駆動輪６１０Ｒの接地点２３６Ｒの座標、および第３速度センサ２５０の座標は、回転中心Ｏを通る同一直線上に位置し、各座標における車体前後方向の速度Ｖｘは、回転中心Ｏからの距離ｌに比例する。そこで座標変換部２５２は、第３速度センサ２５０により検出された対地速度Ｖｘにもとづいて、左右駆動輪それぞれの接地点２３６Ｌ、２３６Ｒの座標における対地速度Ｖｌｘ（＝Ｖｘ×ｌ１／ｌ２）、Ｖｒｘ（＝Ｖｘ×ｌ３／ｌ２）を計算する。なお、座標変換部２５２における計算アルゴリズムは特に限定されない。
【００５５】
スリップ率演算部２６０は、（i）左走行モータＭ１Ｌの回転数ｎｌにもとづいて計算される現在の車輪速度Ｖｌｗと、座標変換部２５２により計算された第１対地速度Ｖｌｘにもとづき、左駆動輪６１０Ｌのスリップ率λｌを算出するとともに、（ii）右走行モータＭ１Ｒの回転数ｎｒにもとづいて計算される現在の車輪速度Ｖｒｗと、座標変換部２５２により計算された第２対地速度Ｖｒｘにもとづき、右駆動輪６１０ｒのスリップ率λｒを算出する。
【００５６】
この変形例によっても、左右駆動輪それぞれの接地点の座標における車体前後方向の速度を計算することができ、それらの計算値にもとづいて左右それぞれの駆動輪のスリップ率を正確に取得できる。図５のモータ駆動装置３００では、２個の速度センサ２５０Ｌ、２５０Ｒが必要であったのに対して、図７のモータ駆動装置３００によれば、速度センサが１個で足りるため、コストを下げることができる。
【００５７】
（第２の変形例）
速度センサの中は、直交する２次軸、あるいは３軸それぞれの方向の速度を検出可能なものが存在する。このような速度センサを使用する場合、図５の第１速度センサ２５０Ｌ、第２速度センサ２５０Ｒはそれぞれ、車体前後方向（ｘ軸方向）の対地速度Ｖｌｘ、Ｖｒｘに加えて、車体横方向（ｙ軸方向）の対地速度Ｖｌｙ、Ｖｒｙも同時に検出できる。そこで第２の変形例では、横方向の対地速度を利用した制御について説明する。
【００５８】
図８は、第２の変形例に係るモータ駆動装置３００ｂの構成を示すブロック図である。モータ駆動装置３００ｂは、図５のモータ駆動装置３００に加えて、演算器２３４、トルク補正部２４０を備える。
【００５９】
第１速度センサ２５０Ｌは、車体前後方向（ｘ軸方向）の対地速度Ｖｌｘに加えて、車体横方向（ｙ軸方向）の対地速度Ｖｌｙを検出する。同様に第２速度センサ２５０Ｒは、車体前後方向（ｘ軸方向）の対地速度Ｖｒｘに加えて、車体横方向（ｙ軸方向）の対地速度Ｖｒｙを検出する。
【００６０】
演算器２３４は、第１速度センサ２５０Ｌ、第２速度センサ２５０Ｒそれぞれにより検出された横方向の対地速度Ｖｌｙ、Ｖｒｙを微分し、左駆動輪６１０Ｌ、右駆動輪６１０Ｒそれぞれの接地点２３６Ｌ、２３６Ｒの座標における横方向の対地加速度である第１加速度αｌｙ、第２加速度αｒｙを計算する。たとえば演算器２３４は微分器で構成でき、伝達関数Ｈ（ｓ）＝ｓ・τ／（１＋ｓ・τ）を有する一次ハイパスフィルタが好適に利用できる。τはフィルタの時定数である。
【００６１】
トルク補正部２４０は、スリップ制御部２７０の後段、トルクリミット部２０８の前段に設けられ、第１加速度αｌｙおよび第２加速度αｒｙに応じて、より具体的にはそれらの差分Δαｙ＝αｌｙ−αｒｙに応じて、左トルク指令値Ｔｌｃｏｍおよび右トルク指令値Ｔｒｃｏｍの少なくとも一方を補正し、補正後のトルク指令値Ｔｌｃｏｍ、Ｔｒｃｏｍを、トルクリミット部２０８に出力する。スリップ制御部２７０とトルク補正部２４０は入れ替えてもよい。
【００６２】
より具体的には、トルク補正部２４０は、差分Δαｙに所定の係数Ｋを乗じた補正値ΔＴを、左トルク指令値Ｔｌｃｏｍおよび右トルク指令値Ｔｒｃｏｍの少なくとも一方に加算または減算する。トルク補正部２４０の減算器２４２は、第１加速度αｌｙおよび第２加速度αｒｙの差分Δαｙを計算する。乗算器２４４は、差分Δαｙに係数Ｋを乗算し、補正値ΔＴを生成する。
【００６３】
そしてトルク補正部２４０は、差分Δαｙに応じた補正値ΔＴを、外輪となる駆動輪のトルク指令値から減算する。すなわち、ハンドルが左に切られており、車体が左旋回しているとき（δｒ＞０）には、外輪である右前輪６１０Ｒに対する補正値ΔＴｒがＫ×ΔＴとなり、内輪である左前輪６１０Ｌに対する補正値ΔＴｌがゼロとなる。
反対に、ハンドルが右に切られており、車体が右旋回しているとき（δｒ＜０）には、外輪である左前輪６１０Ｌに対する補正値ΔＴｌがＫ×ΔＴとなり、内輪である右前輪６１０Ｒに対する補正値ΔＴｒがゼロとなる。
【００６４】
減算器２４６Ｌ、２４６Ｒはそれぞれ、トルク指令値Ｔｌｃｏｍ、Ｔｒｃｏｍから、補正量ΔＴｌ、ΔＴｒを減算する。トルク補正部２４０により補正されたトルク指令値Ｔｌｃｏｍ、Ｔｒｃｏｍは、後段のトルクリミット部２０８に入力される。
【００６５】
好ましくはトルク補正部２４０は、差分Δαｙが所定のしきい値Δｔｈより大きいときに、左トルク指令値Ｔｌｃｏｍおよび右トルク指令値Ｔｒｃｏｍを補正し、差分Δαｙがしきい値Δｔｈより小さいときには、補正値ΔＴｌ、ΔＴｒをゼロとし、補正を行わないこととする。
【００６６】
以上がモータ駆動装置３００ｂの構成である。続いてその動作を説明する。
【００６７】
（１）  δｒ＞０  （左旋回時）
この場合、外輪である右駆動輪６１０Ｒの速度の方が、内輪である左駆動輪６１０Ｌよりも大きくなり、ｎｌ＜ｎｒ（Ｖｌ＜Ｖｒ）が成り立つ。このとき、外側駆動輪６１０Ｒの接地点鉛直線上の横方向加速度｜αｒｙ｜が、内側駆動輪６１０Ｌの接地点鉛直線上の横方向加速度｜αｌｙ｜より大きいとき、その差分Δαｙ＝（｜αｒｙ｜−｜αｌｙ｜）に応じて補正値ΔＴｒが計算され、右トルク指令値Ｔｒｃｏｍから補正値ΔＴｒが減算される。
【００６８】
（２）  δｒ＜０  （右旋回時）
この場合、外輪である左駆動輪６１０Ｌの速度の方が、内輪である右駆動輪６１０Ｒよりも大きくなり、ｎｌ＞ｎｒ（Ｖｌ＞Ｖｒ）が成り立つ。このとき、外側駆動輪６１０Ｌの接地点鉛直線上の横方向加速度｜αｌｙ｜が、内側駆動輪６１０Ｒの接地点鉛直線上の横方向加速度｜αｒｙ｜より大きいとき、その差分Δαｙ＝（｜αｌｙ｜−｜αｒｙ｜）に応じて補正値ΔＴｌが計算され、左トルク指令値Ｔｌｃｏｍから補正値ΔＴｌが減算される。
【００６９】
以上がモータ駆動装置３００ｂの動作である。
実施の形態で説明したスリップ制御に加えて、以下の効果を得ることができる。
従来ではヨーモーメントの制御をするために、ヨーセンサを搭載し、その結果を利用して左右のトルク指令値を補正していた。これに対してモータ駆動装置３００ｂによれば、左右の駆動輪における横方向の加速度の偏差を計算し、それを用いて左右のトルクバランスが補正される。かかる制御は、必ずしもヨーレートにもとづくヨーモーメント制御と同じ結果をもたらすものではないが、広義のヨーモーメント制御と理解することができ、横滑りや荷崩れを防止し、あるいは運転者に与える不快感を低減できる。
【００７０】
また、左右の駆動輪の接地点の鉛直線上に、第１速度センサ２５０Ｌ、第２速度センサ２５０Ｒを配置し、それらの位置の横方向速度を直接取得することにより、ヨーセンサを用いる場合に比べて、正確な横方向加速度（横Ｇ）を取得することができる。
【００７１】
また、このモータ駆動装置３００ｂでは、ヨーモーメントの制御のための高価なヨーセンサ（ジャイロセンサ）が不要となり、スリップ制御のためのセンサを流用でき、図５のモータ駆動装置３００からの追加の構成要素は、デジタル信号処理を行う演算器２３４、トルク補正部２４０のみである。したがってモータ駆動装置３００と同程度のコストで、スリップ制御とヨーモーメント制御が可能となる。
【００７２】
また、フォークリフトは走行時において、左右のトルク指令値が常時トルクリミットを受けながら動作するのが一般的である。したがって、旋回時に外側となる駆動輪のトルク指令値から補正値ΔＴを減算することにより、内側の駆動輪にトルク補正値を加算する場合に比べて、トルク補正を確実に反映させることができる。なお、トルクリミットがかからない領域でモータが動作するフォークリフトにおいては、内側の駆動輪にトルク補正値を加算してもよい。あるいは、外側の駆動輪のトルク指令値からトルク補正値を減算し、内側の駆動輪のトルク指令値にトルク補正値を加算してもよい。
【００７３】
横滑りや荷崩れ、あるいは運転者に対する不快感は、差分Δαｙが、あるしきい値を超えると発生する傾向にある。そこで事前の実験により、あるいはシミュレーションによって、そのしきい値を事前に取得しておき、横方向加速度αｙの差分Δαｙが所定のしきい値より大きいとき、トルクを補正することにより、必要なときだけトルク制御が実行され、不要なあるいは余剰なトルク補正制御を防止できる。
【００７４】
（第３の変形例）
第２の変形例において、演算器２３４は、第１速度センサ２５０Ｌ、第２速度センサ２５０Ｒそれぞれにより検出された横方向の対地速度Ｖｌｙ、Ｖｒｙを微分し、左駆動輪６１０Ｌ、右駆動輪６１０Ｒそれぞれの接地点２３６Ｌ、２３６Ｒの座標における横方向の対地加速度である第１加速度αｌｙ、第２加速度αｒｙを計算した。これに対して、第３の変形例では、演算器２３４が省略される。すなわち、横方向の対地速度Ｖｌｙ、Ｖｒｙがトルク補正部２４０に入力される。トルク補正部２４０は、対地速度Ｖｌｙ、Ｖｒｙに応じて、より具体的にはそれらの差分ΔＶｙ＝Ｖｌｙ−Ｖｒｙに応じて、左トルク指令値Ｔｌｃｏｍおよび右トルク指令値Ｔｒｃｏｍの少なくとも一方を補正し、補正後のトルク指令値Ｔｌｃｏｍ、Ｔｒｃｏｍを、トルクリミット部２０８に出力する。スリップ制御部２７０とトルク補正部２４０は入れ替えてもよい。
【００７５】
（第４の変形例）
実施の形態では、スリップ率λをスリップ制御に使用する場合について説明したが、本発明はそれには限定されず、これに類する、あるいは全く別の制御、たとえばＡＢＳ（Anti-lock Braking System）制御に用いてもよい。
【００７６】
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】
【００７７】
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、１０６…電池、１００…第１電力変換装置、１０２…第２電力変換装置、１０４…第３電力変換装置、１１０…ＥＣＵ、１１６，１１８…油圧アクチュエータ、１２０…ステアリングシャフト、１２２…レゾルバ、１２４…ギアボックス、１２６…タイロッド、２００…速度分配部、２０２…トルク指令値生成部、２０４…減算器、２０６…ＰＩ制御部、２０８…トルクリミット部、２１０…インバータ、２２０…速度センサ、２２２…転舵角センサ、２３４…演算器、２４０…トルク補正部、２４２…減算器、２４４…乗算器、２５０Ｌ…第１速度センサ、２５０Ｒ…第２速度センサ、２５０…第３速度センサ、２５２…座標変換部、２６０…スリップ率演算部、２７０…スリップ制御部、２７２…補正量演算部、２７４Ｌ，２７４Ｒ…減算器、Ｍ１…走行モータ、Ｍ１Ｌ…左走行モータ、Ｍ１Ｒ…右走行モータ、Ｍ２…荷役モータ、Ｍ３…ステアリングモータ、３００…モータ駆動装置、７００…操縦パネル、６１０Ｌ…左駆動輪、６１０Ｒ…右駆動輪、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】
2014113013.tif 000003
【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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