(57)【要約】【課題】電動フォークリフトの走行モータの駆動装置を提供する。【解決手段】第１演算部２３０は、運転者の操作に応じた速度指令値Ｖｒｅｆおよび転舵輪の転舵角δｒにもとづき、左走行モータＭ１Ｌと右走行モータＭ１Ｒの合成速度Ｖｘを指示する合成速度指令値Ｖｘｒｅｆと、それらの速度差Ｖｙを指示する速度差指令値Ｖｙｒｅｆと、を計算する。第２演算部２３２は、左走行モータＭ１Ｌと右走行モータＭ１Ｒの現在の合成速度Ｖｘを示す合成速度検出値Ｖｘｆｂと、それらの現在の速度差Ｖｙを示す速度差検出値Ｖｙｆｂと、を計算する。トルク指令値生成部２０２は、合成速度指令値Ｖｘｒｅｆ（Ｖｙｒｅｆ）と合成速度検出値Ｖｘｆｂ（Ｖｙｆｂ）の誤差に応じて、トルク指令値Ｔｘｃｏｍ（Ｔｙｃｏｍ）を生成し、左走行モータＭ１Ｌ、右走行モータＭ１Ｒそれぞれのトルクを指示するトルク指令値Ｔｌｃｏｍ、Ｔｒｃｏｍを生成する。【選択図】図６
2014128117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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、（i）前記電動フォークリフトの車体の所定の箇所における速度として定義される合成速度を指示する合成速度指令値と、（ii）前記左走行モータの速度と前記右走行モータの速度の差に応じて定義される速度差を指示する速度差指令値と、を計算する第１演算部と、
前記左走行モータの現在の速度を示す左速度検出値と、前記右走行モータの現在の速度を示す右速度検出値と、前記転舵角と、を受け、（i）現在の前記合成速度を示す合成速度検出値と、（ii）現在の前記速度差を示す速度差検出値と、を計算する第２演算部と、
（i）前記合成速度指令値と前記合成速度検出値の誤差に応じて、第１トルク指令値を生成し、(ii)前記速度差指令値と前記速度差検出値の誤差に応じて、第２トルク指令値を生成し、（iii）前記第１トルク指令値と前記第２トルク指令値にもとづき、前記左走行モータのトルクを指示する左トルク指令値および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、
を備えることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記所定の箇所は、外輪の駆動輪または内輪の駆動輪の一方であり、
前記合成速度検出値は、前記左速度検出値と前記右速度検出値のうち、外輪の駆動輪または内輪の駆動輪に対応する一方であ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】
前記合成速度検出値は、前記転舵角がゼロ近傍の所定の範囲に含まれるとき、前記左速度検出値と前記右速度検出値の重み付け平均により計算されることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記速度差検出値は、前記左速度検出値と前記右速度検出値の差分であ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モータ駆動装置。
【請求項５】
前記速度差指令値は、前記車体の前記所定の箇所が前記合成速度指令値に応じた速度で走行するときの、前記左走行モータと前記右走行モータの速度の差分に応じた値として定義されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記トルク指令値生成部は、前記左トルク指令値と前記右トルク指令値の一方を、前記第１トルク指令値と前記第２トルク指令値の加算値とし、前記左トルク指令値と前記右トルク指令値の他方を、前記第１トルク指令値と前記第２トルク指令値の差分とすることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記合成速度指令値の上限を規定する第１速度リミットカーブが、前記転舵角の関数として定義されており、前記合成速度指令値を、前記第１速度リミットカーブおよび前記転舵角に応じて定まる上限値以下に制限する第１旋回速度リミット部をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記速度差指令値の上限を規定する第２速度リミットカーブが、前記合成速度検出値と前記合成速度指令値の一方および前記転舵角の関数として定義されており、前記速度差指令値を、前記第２速度リミットカーブ、前記合成速度検出値と前記合成速度指令値の一方および前記転舵角に応じて定まる上限値以下に制限する第２旋回速度リミット部をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記合成速度指令値は、前記速度指令値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モータ駆動装置。
【請求項１０】
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９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フォークリフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動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】
図１は、本発明者らが検討したデュアルモータ式の電動フォークリフトに搭載されるモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。デュアルモータ式の電動フォークリフトは、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に構成される。
【０００４】
図１のモータ駆動装置３００ｒ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、回転数／速度（ｎ／Ｖ）変換器２２１Ｌ、２２１Ｒ、転舵角センサ２２２を備える。
【０００５】
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（左速度検出値）Ｖｌ、右駆動輪６１０Ｒの車輪速度（右速度検出値）Ｖｒを計算する。転舵角センサ２２２は、転舵角δｒを検出する。
【０００６】
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を計算する。
【０００７】
トルク指令値生成部２０２は、左速度指令値Ｖｌｒｅｆと現在の左速度検出値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と現在の右速度検出値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。
【０００８】
トルク指令値生成部２０２は、左速度指令値Ｖｌｒｅｆと左速度検出値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。
【０００９】
トルクリミット部２０８には、トルク指令値Ｔｌｃｏｍ、Ｔｒｃｏｍ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。
【００１０】
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。
【００１１】
インバータ２１０Ｌ、２１０Ｒは、トルクリミット部２０８からのトルク指令値Ｔｌｒｅｆ、Ｔｒｒｅｆにもとづいて走行モータＭ１Ｌ、ＭＩＲを駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１８４９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図１のモータ駆動装置３００ｒでは、左右それぞれの駆動輪について、ＰＩ制御が行われる。モータ駆動装置３００ｒの制御特性は、制御の種類（Ｐ制御、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御など）、ＰＩＤ制御の比例項の係数、積分項の係数、微分項の係数などに依存するところ、左右で制御の種類、各係数は揃っていなければならない。なぜなら左右で係数が不一致であると、車両の挙動が左右非対称となるからである。
【００１４】
つまり、左右の車輪速度を制御対象とすると、左右の駆動輪に対して同じ制御特性を設定しなければならないことから、制御特性の設計の自由度が低くなってしまう。
【００１５】
本発明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、従来とは別のアプローチにより、高い自由度を実現可能なフォークリフトの走行モータの駆動装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のある態様は、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、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、（i）電動フォークリフトの車体の所定の箇所における速度として定義される合成速度を指示する合成速度指令値と、（ii）左走行モータの速度と右走行モータの速度の差に応じて定義される速度差を指示する速度差指令値と、を計算する第１演算部と、左走行モータの現在の速度を示す左速度検出値と、右走行モータの現在の速度を示す右速度検出値と、転舵角と、を受け、（i）現在の合成速度を示す合成速度検出値と、（ii）現在の速度差を示す速度差検出値と、を計算する第２演算部と、（i）合成速度指令値と合成速度検出値の誤差に応じて、第１トルク指令値を生成し、(ii)速度差指令値と速度差検出値の誤差に応じて、第２トルク指令値を生成し、（iii）第１トルク指令値と第２トルク指令値にもとづき、左走行モータのトルクを指示する左トルク指令値および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、を備える。
【００１７】
この態様によると、車体の所定位置の速度と、左右の走行モータの速度差を監視量として、フィードバック制御を行うことにより、合成速度と速度差それぞれのフィードバック制御特性を独立に設計できるため、従来よりも高い自由度を実現できる。
【００１８】
合成速度検出値は、左速度検出値と右速度検出値のうち、外輪または内輪に対応する一方として定義されてもよい。
【００１９】
所定の箇所は、外輪の駆動輪または内輪の駆動輪の一方であってもよい。合成速度検出値は、左速度検出値と右速度検出値のうち、外輪の駆動輪または内輪の駆動輪に対応する一方であってもよい。
【００２０】
合成速度検出値は、転舵角がゼロ近傍の所定の範囲に含まれるとき、左速度検出値と右速度検出値の重み付け平均により計算されてもよい。
これにより、制御が不連続となるのを防止できる。
【００２１】
速度差検出値は、左速度検出値と右速度検出値の差分であってもよい。
【００２２】
速度差指令値は、車体の前記所定の箇所が合成速度指令値に応じた速度で走行するときの、左走行モータに想定される速度と右走行モータに想定される速度の差分に応じた値として定義されてもよい。
【００２３】
トルク指令値生成部は、左トルク指令値と右トルク指令値の一方を、第１トルク指令値と第２トルク指令値の加算値とし、左トルク指令値と右トルク指令値の他方を、第１トルク指令値と第２トルク指令値の差分としてもよい。
【００２４】
ある態様の駆動装置は、合成速度指令値の上限を規定する第１速度リミットカーブが、転舵角の関数として定義されており、合成速度指令値を、第１速度リミットカーブおよび転舵角に応じて定まる上限値以下に制限する第１旋回速度リミット部をさらに備えてもよい。
【００２５】
ある態様の駆動装置は、速度差指令値の上限を規定する第２速度リミットカーブが、合成速度検出値と合成速度指令値の一方および転舵角の関数として定義されており、速度差指令値を、第２速度リミットカーブ、合成速度検出値と合成速度指令値の一方および転舵角に応じて定まる上限値以下に制限する第２旋回速度リミット部をさらに備えてもよい。
【００２６】
本発明の別の態様は、フォークリフトに関する。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いずれかのモータ駆動装置と、を備える。
【００２７】
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】
【００２８】
本発明によれば、フォークリフトを制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明者らが検討したデュアルモータ式の電動フォークリフトに搭載されるモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】フォークリフトの外観図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】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５】図５（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６】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７】重み付け係数を示す図である。
【図８】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る。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図２は、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、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。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。
【００３５】
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、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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
（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。
【００３９】
（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。
【００４０】
図５（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の速度を、ｎｒ（ｒｐｍ）は右駆動輪６１０Ｒの速度を、Ｖｌ（ｍ／ｓ）は左駆動輪６１０Ｌの速度を、Ｖｒ（ｍ／ｓ）は右駆動輪６１０Ｒの速度を示す。
【００４１】
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５（ａ）に示す左旋回時に正、図５（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（車体代表点Ｘという）の距離である。
【００４２】
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。
【００４３】
図６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、第１演算部２３０、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、ｎ／Ｖ変換器２２１、転舵角センサ２２２、第２演算部２３２を備える。
【００４４】
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（左速度検出値）Ｖｌｆｂ、右駆動輪６１０Ｒの車輪速度（左速度検出値）Ｖｒｆｂを計算する。転舵角センサ２２２は、転舵角δｒを検出する。
【００４５】
このモータ駆動装置３００は、車両の合成速度Ｖｘと、左右の駆動輪の速度差Ｖｙを、フィードバックの制御対象とする。具体的には、モータ駆動装置３００は、合成速度Ｖｘの検出値（合成速度検出値Ｖｘｆｂ）が、その目標値（合成速度指令値Ｖｘｃｏｍ）と一致するように、また速度差Ｖｙの検出値（速度差検出値Ｖｙｆｂ）が、その目標値（速度差指令値Ｖｙｃｏｍ）と一致するように、フィードバックによって左右の走行モータＭ１Ｌ、Ｍ１Ｒの回転数を調節する。
【００４６】
合成速度Ｖｘは、車体の所定の箇所の速度として定義され、速度差Ｖｙは、外輪と内輪の速度の差分に応じた値として定義される。より具体的には、本実施の形態では、所定の箇所は、外輪の駆動輪であり、合成速度Ｖｘは、外輪の駆動輪の速度として定義される。
【００４７】
第１演算部２３０は、運転者の操作に応じた速度指令値Ｖｒｅｆおよびフォークリフト６００の転舵輪の転舵角δｒにもとづき、（i）左走行モータＭ１Ｌの速度Ｖｌと右走行モータＭ１Ｒの速度Ｖｒの合成速度Ｖｘを指示する合成速度指令値Ｖｘｒｅｆと、（ii）左走行モータＭ１Ｌの速度Ｖｌと右走行モータＭ１Ｒの速度Ｖｒとの速度差Ｖｙを指示する速度差指令値Ｖｙｒｅｆと、を計算する。
【００４８】
本実施の形態において、合成速度指令値Ｖｘｒｅｆは、速度指令値Ｖｒｅｆである。
Ｖｘｒｅｆ＝Ｖｒｅｆ
【００４９】
速度差指令値Ｖｙｒｅｆは、車両の所定の箇所（ここでは外側駆動輪）が、合成速度指令値Ｖｘｒｅｆに応じた速度で走行するときの、左走行モータＭ１Ｌに想定される速度Ｖｌと右走行モータＭ１Ｒに想定される速度の差分Ｖｒに応じた値として定義される。
Ｖｙｒｅｆ＝Ｖｒ−Ｖｌ
【００５０】
なお、当業者であれば、Ｖｙｒｅｆ＝Ｖｌ−Ｖｒで定義してもよいことが理解され、その場合、その他の変数についても適宜正負の符号を反転すればよい。
【００５１】
図５（ａ）、（ｂ）を参照して、速度差指令値Ｖｙｒｅｆについて説明する。
【００５２】
１．  δｒ＝０  （直進）
直進時において、理想的には左走行モータＭ１Ｌおよび右走行モータＭ１Ｒそれぞれの速度は等しい。したがって直進時の速度差指令値Ｖｙｒｅｆは０である。
Ｖｙｒｅｆ＝０
【００５３】
２．  δｒ≠０  （旋回時）
旋回時においては、外輪の速度Ｖｏと内輪の速度Ｖｉに速度差が生ずる。右旋回時、左旋回時それぞれについて具体的に説明する。
【００５４】
２．１．  δｒ＞０  （左旋回）
このときは、右走行モータが外輪に、左走行モータが内輪に対応する。
Ｖｏ＝Ｖｒ
Ｖｉ＝Ｖｌ＝η×Ｖｏ
ただし、係数ηは、（ρｘ−Ｔｒｆ／２）／（ρｘ＋Ｔｒｆ／２）で与えられる。ρｘ＝Ｌ／ｔａｎ（δｒ）−Ｔｒｒ／２である。
【００５５】
したがって左旋回時における速度差指令値Ｖｙｒｅｆは、
Ｖｙｒｅｆ＝Ｖｒ−Ｖｌ＝（１−η）×Ｖｏ
＝Ｔｒｆ／（ρｘ＋Ｔｒｆ／２）×Ｖｏ
となる。本実施の形態では、外輪の速度Ｖｏは、合成速度指令値Ｖｘｒｅｆ＝Ｖｒｅｆである。したがって、左旋回時における速度差指令値Ｖｙｒｅｆは、以下の式で計算される。
Ｖｙｒｅｆ＝Ｔｒｆ／（ρｘ＋Ｔｒｆ／２）×Ｖｒｅｆ
【００５６】
２．２．  δｒ＜０  （右旋回）
このときは、右走行モータが内輪に、左走行モータが外輪に対応する。
Ｖｏ＝Ｖｌ
Ｖｉ＝Ｖｒ＝η×Ｖｌ
【００５７】
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。
【００５８】
したがって右旋回時における速度差指令値Ｖｙｒｅｆは、
Ｖｙｒｅｆ＝Ｖｒ−Ｖｌ＝（η−１）×Ｖｏ
＝−Ｔｒｆ／（ρｘ＋Ｔｒｆ／２）×Ｖｏ
となる。本実施の形態では、外輪の速度Ｖｏは、合成速度指令値Ｖｘｒｅｆ＝Ｖｒｅｆである。したがって、右旋回時における速度差指令値Ｖｙｒｅｆは、以下の式で計算される。
Ｖｙｒｅｆ＝Ｔｒｆ／（ρｘ＋Ｔｒｆ／２）×Ｖｒｅｆ
【００５９】
図６に戻る。第２演算部２３２は、左走行モータＭ１Ｌの現在の速度Ｖｌを示す左速度検出値Ｖｌｆｂと、右走行モータＭ１Ｒの現在の速度Ｖｒを示す右速度検出値Ｖｒｆｂと、転舵角δｒと、を受ける。第２演算部２３２は、（i）現在の左走行モータＭ１Ｌの速度Ｖｌと右走行モータＭ１Ｒの速度Ｖｒの合成速度Ｖｘを示す合成速度検出値Ｖｘｆｂと、（ii）現在の左走行モータＭ１Ｌの速度Ｖｌと右走行モータＭ１Ｒの速度Ｖｒの速度差Ｖｙを示す速度差検出値Ｖｙｆｂと、を計算する。
【００６０】
具体的には、速度差検出値Ｖｙｆｂは、右速度検出値Ｖｒｆｂと左速度検出値Ｖｌｆｂの差分Ｖｌｆｂ−Ｖｒｆｂに応じている。
Ｖｙｆｂ＝Ｖｒｆｂ−Ｖｌｆｂ
【００６１】
また、合成速度検出値Ｖｘｆｂは、左速度検出値Ｖｌｆｂと右速度検出値Ｖｒｆｂのうち、外輪に対応する一方である。
【００６２】
最も簡易には、δｒ≧０のとき、Ｖｘｆｂ＝Ｖｒｆｂ、δｒ＜０のとき、Ｖｘｆｂ＝Ｖｌｆｂとしてもよい。あるいは、δｒ＞０のとき、Ｖｘｆｂ＝Ｖｒｆｂ、δｒ≦０のとき、Ｖｘｆｂ＝Ｖｌｆｂとしてもよい。ただしこれらの制御では、直進時（δｒ＝０）と旋回時（δｒ≠０）において、制御が不連続となるという問題がある。
【００６３】
この問題を解決するために、δｒがゼロ近傍の所定の範囲内（−α＜δｒ＜α）であるとき、左速度検出値Ｖｌｆｂと右速度検出値Ｖｒｆｂを係数Ｋｌ、Ｋｒによって重み付け平均することにより、合成速度検出値Ｖｘｆｂを計算することが望ましい。
Ｖｘｆｂ＝Ｖｌｆｂ×Ｋｌ＋Ｖｒｆｂ×Ｋｒ
【００６４】
図７は、重み付け係数を示す図である。
【００６５】
係数Ｋｌ、Ｋｒは、転舵角δｒの関数として定義される。
Ｋｌ＝１  （δｒ＜−α）
Ｋ１＝０  （δｒ＞α）
−α＜δｒ＜αの範囲において、Ｋｌはδｒに応じて単調増加するよう定められる。たとえば、Ｋｌは、δｒに対して線形に変化する。
Ｋ１＝−（δｒ／２α）＋０．５    （−α＜δｒ＜α）
【００６６】
Ｋｒ＝１  （δｒ＞α）
Ｋｒ＝０  （δｒ＜α）
Ｋｒ＝（δｒ／２α）＋０．５    （−α＜δｒ＜α）
【００６７】
したがって、−α＜δｒ＜αの範囲において、以下の式で与えられる。
Ｖｘｆｂ＝｛−（δｒ／２α）＋０．５｝×Ｖｌｆｂ＋｛（δｒ／２α）＋０．５｝×Ｖｒｆｂ
【００６８】
重み付け平均処理を行うことにより、制御の不連続を防止でき、系を安定化できる。
【００６９】
図６に戻る。トルク指令値生成部２０２は、（i）合成速度指令値Ｖｘｒｅｆと合成速度検出値Ｖｘｆｂの誤差に応じて、第１トルク指令値Ｔｘｃｏｍを生成し、(ii)速度差指令値Ｖｙｒｅｆと速度差検出値Ｖｙｆｂの誤差に応じて、第２トルク指令値Ｔｙｃｏｍを生成する。そしてトルク指令値生成部２０２は、（iii）第１トルク指令値Ｔｘｃｏｍと第２トルク指令値Ｔｙｃｏｍにもとづき、左走行モータＭ１Ｌのトルクを指示する左トルク指令値Ｔｌｃｏｍおよび右走行モータＭ１Ｒのトルクを指示する右トルク指令値Ｔｒｃｏｍを生成する。
【００７０】
トルク指令値生成部２０２は、たとえばＰＩ制御によりトルク指令値を生成する。トルク指令値生成部２０２は、加減算器２０４ｘ、２０４ｙ、ＰＩ制御部２０６ｘ、２０６ｙ、加減算器２０５Ｌ、２０５Ｒ、係数回路２０７Ｌ、２０７Ｒを含む。
【００７１】
加減算器２０４ｘは、合成速度指令値Ｖｘｒｅｆと合成速度検出値Ｖｘｆｂの差分ΔＶｘを演算する。ＰＩ制御部２０６ｘは、誤差ΔＶｘをＰＩ（比例、積分）制御し、第１トルク指令値Ｔｘｃｏｍを生成する。加減算器２０４ｙは、速度差指令値Ｖｙｒｅｆと速度差検出値Ｖｙｆｂの差分ΔＶｙを演算する。ＰＩ制御部２０６ｙは、誤差ΔＶｙをＰＩ（比例、積分）制御し、第２トルク指令値Ｔｙｃｏｍを生成する。
【００７２】
なお、ＰＩ制御部２０６ｘ、２０６ｙの制御方式は、ＰＩ制御には限定されず、その他の制御（ＰＩＤ制御など）を用いてもよい。
【００７３】
トルク指令値生成部２０２は、左トルク指令値Ｔｌｃｏｍと右トルク指令値Ｔｒｃｏｍの一方を、第１トルク指令値Ｔｘｃｏｍと第２トルク指令値Ｔｙｃｏｍの加算値とし、それらの他方を、第１トルク指令値Ｔｘｃｏｍと第２トルク指令値Ｔｙｃｏｍの差分とする。本実施の形態においては、加減算器２０５Ｌ、２０６Ｒは、以下の演算により左右のトルク指令値Ｔｌｃｏｍ、Ｔｒｃｏｍを生成する。
Ｔｌｃｏｍ＝Ｔｘｃｏｍ＋Ｔｙｃｏｍ
Ｔｒｃｏｍ＝Ｔｘｃｏｍ−Ｔｙｃｏｍ
【００７４】
係数回路２０７Ｌ、２０７Ｒはそれぞれ、トルク指令値Ｔｌｃｏｍ、Ｔｒｃｏｍに、所定の係数を乗算する。なお係数回路２０７Ｌ、２０７Ｒの位置は図６のそれには限定されず、別の位置に設けてもよい。
【００７５】
トルクリミット部２０８には、トルク指令値Ｔｌｃｏｍ、Ｔｒｃｏｍ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。
【００７６】
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。
【００７７】
インバータ２１０Ｌ、２１０Ｒは、トルクリミット部２０８からのトルク指令値Ｔｌｒｅｆ、Ｔｒｒｅｆにもとづいて走行モータＭ１Ｌ、ＭＩＲを駆動する。
【００７８】
以上がモータ駆動装置３００の構成である。
【００７９】
このモータ駆動装置３００によれば、左右の走行モータそれぞれの回転速度をフィードバックの制御対象とする代わりに、それらの合成速度と速度差を制御対象とする。その結果、直進時、旋回時とももに、車両を、運転者の操作に応じて制御することができる。
【００８０】
特に、図１のモータ駆動装置３００ｒでは、左右の走行モータそれぞれについて、制御の種類、ＰＩ制御の係数を一致させる必要がある。これに対して、図６のモータ駆動装置３００によれば、ＰＩ制御部２０６ｘ、２０６ｙそれぞれの比例項の係数を異なる値に最適化し、および／または、ＰＩ制御部２０６ｘ、２０６ｙそれぞれの積分項の係数を異なる値に最適化することができ、設計の自由度を高めることができる。さらに言えば、ＰＩ制御部２０６ｘとＰＩ制御部２０６ｙに、異なる制御方式（Ｐ制御、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御など）を選択することもできる。
【００８１】
加えて、図６のモータ駆動装置３００によれば、以下で説明する旋回速度リミット部２３４を導入することにより、旋回速度（ヨーレート）をより適切に制御、制限することができる。以下、この利点について説明する。
【００８２】
図８は、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る。
モータ駆動装置３００ａは、図６のモータ駆動装置３００に加えて、旋回速度リミット部２３４を備える。
【００８３】
旋回速度リミット部２３４は、第１旋回速度リミット部２３４ｘ、第２旋回速度リミット部２３４ｙを備える。第１旋回速度リミット部２３４ｘには、合成速度指令値Ｖｘｒｅｆの上限Ｖｘｌｉｍを規定する第１速度リミットカーブｆｘｌｉｍが、転舵角δｒの関数として定義されいる。第１旋回速度リミット部２３４ｘは、第１演算部２３０からの合成速度指令値Ｖｘｒｅｆを、第１速度リミットカーブｆｘｌｉｍおよび転舵角に応じて定まる上限値Ｖｘｌｉｍ以下に制限する。
【００８４】
第２旋回速度リミット部２３４ｙには、速度差指令値Ｖｙｒｅｆの上限Ｖｙｌｉｍを規定する第２速度リミットカーブｆｙｌｉｍが、合成速度検出値Ｖｘｆｂと合成速度指令値Ｖｘｒｅｆの一方および転舵角δｒの関数として定義されている。第２旋回速度リミット部２３４ｙは、速度差指令値Ｖｙｒｅｆを、第２速度リミットカーブｆｙｌｉｍ、合成速度検出値Ｖｘｆｂと合成速度指令値Ｖｘｒｅｆの一方および転舵角δｒに応じて定まる上限値Ｖｙｌｉｍ以下に制限する。
【００８５】
旋回速度リミット部２３４ｘ、２３４ｙにより制限された合成速度指令値Ｖｘｒｅｆ’速度差指令値Ｖｙｒｅｆ’は、トルク指令値生成部２０２に入力される。
【００８６】
以上が変形例に係るモータ駆動装置３００ａの構成である。
【００８７】
フォークリフトは狭い作業領域で使用されるため、一般的な車両に比べて小回りが効き、言い換えれば旋回半径が非常に小さくできる。したがって何らの制限もかけない場合、旋回半径が小さいときにアクセルを踏み込むと、車両の姿勢が不安定になるおそれがある。
【００８８】
旋回速度リミット部２３４を導入することにより、旋回時の速度を、転舵角δｒに応じて適切に制限することができるため、ユーザが受ける不快感を低減できる。
【００８９】
なお、速度リミットカーブｆｘｌｉｍおよびｆｙｌｉｍは、回転中心（図５（ａ）のＯ）に対する角速度ωが、あるしきい値以下となるように定義してもよい。
【００９０】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、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、こうした変形例を説明する。
【００９１】
（変形例１）
実施の形態では、合成速度Ｖｘを、外輪の速度として定義したが、本発明はそれには限定されない。たとえば合成速度Ｖｘは、電動フォークリフトの車体の所定の箇所の速度として定義されればよく、外輪の速度に限定されない。
たとえば所定の箇所を内輪とし、合成速度Ｖｘを内輪の速度として定義してもよい。あるいは、所定の箇所を、左駆動輪と右駆動輪の軸上の任意の点、たとえば左駆動輪と右駆動輪の中点とし、合成速度Ｖｘを、左右の駆動輪の速度の平均値としてもよい。
【００９２】
本発明は、電動フォークリフトには限定されず、それと類似する機構を有するさまざまな産業車両に適用できる。
【符号の説明】
【００９３】
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…加減算器、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、２２１…ｎ／Ｖ変換器、２２２…転舵角センサ、２３０…第１演算部、２３２…第２演算部、２３４…旋回速度リミット部、２３４ｘ…第１旋回速度リミット部、２３４ｙ…第２旋回速度リミット部、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】
2014128117.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】
2014128117.tif 000009
【図８】
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