(57)【要約】【課題】電動フォークリフトのスリップを抑制する。【解決手段】トルク指令値生成部は、第１、第２走行モータのトルクを指示するトルク指令値Ｔｌｒｅｆ／Ｔｒｒｅｆを生成する。スリップ検出器２３０Ｌ、Ｒは、速度検出値Ｖｌ／Ｖｒおよびトルク指令値Ｔｌｒｅｆ／Ｔｒｒｅｆにもとづき、駆動輪のスリップ状態を示すスリップ率推定値を生成する。第１、第２スリップ検出器２３０Ｌ、Ｒはそれぞれ、第１演算部２３２、第２演算部２３４を備える。第１演算部２３２は、対応する走行モータの速度検出値Ｖｌ／Ｖｒの微分値に比例した慣性力推定値＊ＭｔｒＡｃｃＴｒｑを生成する。第２演算部２３４は、対応する慣性力推定値＊ＭｔｒＡｃｃＴｒｑと対応する走行モータのトルク指令値Ｔｌｒｅｆ／Ｔｒｒｅｆの関係に応じてスリップ率推定値αＴＲＱを生成する。【選択図】図５
2014177350.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第１、第２走行モータを制御するモータ駆動装置であって、
前記第１、第２走行モータごとに設けられ、それぞれが、対応する走行モータの速度指令値と、対応する走行モータの現在の速度である速度検出値の誤差に応じて、対応する走行モータのトルクを指示するトルク指令値を生成する、第１、第２トルク指令値生成部と、
前記第１、第２走行モータごとに設けられ、それぞれが、対応する走行モータの前記速度検出値および対応する走行モータの前記トルク指令値にもとづき、対応する駆動輪のスリップ状態を示すスリップ率推定値を生成する第１、第２スリップ検出器と、
を備え、
前記第１、第２スリップ検出器はそれぞれ、
対応する走行モータの前記速度検出値の微分値に比例した慣性力推定値を生成する第１演算部と、
対応する前記慣性力推定値と対応する走行モータの前記トルク指令値の関係に応じて前記スリップ率推定値を生成する第２演算部と、
を含むことを特徴とする電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項２】
前記第２演算部は、対応する前記慣性力推定値と、対応する走行モータの前記トルク指令値の比に応じて前記スリップ率推定値を生成することを特徴とする請求項１に記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項３】
前記第１、第２スリップ検出器はそれぞれ、対応する走行モータの前記トルク指令値を受け、対応する前記第２演算部に出力するローパスフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載のに記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項４】
前記第１、第２走行モータごとに設けられ、それぞれが、対応する前記スリップ率推定値に応じたトルク補償率にもとづいて、対応する走行モータの前記トルク指令値を補正する、第１、第２スリップ補償器をさらに備え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電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項５】
前記第１、第２スリップ検出器にはそれぞれ、補正後の、対応する走行モータの前記トルク指令値が入力されることを特徴とする請求項４に記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項６】
前記第２演算部は、前記スリップ率推定値を、０〜１の値をとるトルク補償率αＴＲＱに変換して出力し、
前記第１、第２スリップ補償器はそれぞれ、Ｋｓｌｉｐを０＜Ｋｓｌｉｐ＜１の定数とするとき、対応する走行モータの前記トルク指令値の絶対値を、（１−Ｋｓｌｉｐ×αＴＲＱ）倍することを特徴とする請求項４に記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項７】
前記第２演算部は、前記スリップ率推定値の絶対値が、所定の第１しきい値より小さいとき、前記トルク補償率αＴＲＱを０とし、
前記スリップ率推定値の絶対値が所定の第２しきい値より大きいとき、前記トルク補償率αＴＲＱを１とし、
前記スリップ率推定値の絶対値が前記第１しきい値より大きく前記第２しきい値より小さいとき、前記トルク補償率αＴＲＱを０〜１の値とすることを特徴とする請求項６に記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項８】
前記第２演算部は、前記スリップ率推定値の絶対値が、前記第１しきい値より大きく前記第２しきい値より小さいとき、前記トルク補償率αＴＲＱを前記比の絶対値に対して線形に変化させることを特徴とする請求項７に記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項９】
前記第１、第２走行モータごとに設けられ、それぞれが、対応する走行モータの前記トルク指令値を、対応する走行モータの前記速度検出値および所定のトルクリミットカーブに応じて定まる上限値以下に制限する、第１、第２トルク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８のいずれかに記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記第１、第２スリップ補償器はそれぞれ、前記第１、第２トルクリミット部の後段に設けられることを特徴とする請求項９に記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項１１】
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第１走行モータおよび第２走行モータと、
前記第１走行モータおよび前記第２走行モータを駆動する請求項１から１０のいずれかに記載の電動フォークリフト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。
【請求項１２】
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駆動輪に動力を伝達する走行モータを制御するモータ駆動装置であって、
前記走行モータの速度指令値と、前記走行モータの現在の速度である速度検出値の誤差に応じて、前記走行モータのトルクを指示するトルク指令値を生成するトルク指令値生成部と、
前記速度検出値および前記トルク指令値にもとづき、前記駆動輪のスリップ状態を示すスリップ率推定値を生成するスリップ検出器と、
を備え、
前記スリップ検出器は、
前記速度検出値の微分値に比例した慣性力推定値を生成する第１演算部と、
前記慣性力推定値と前記トルク指令値の関係に応じて前記スリップ率推定値を生成する第２演算部と、
を含むことを特徴とする電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項１３】
前記第２演算部は、前記慣性力推定値と前記トルク指令値の比に応じて前記スリップ率推定値を生成することを特徴とする請求項１２に記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項１４】
前記スリップ検出器は、前記トルク指令値を受け、前記第２演算部に出力するローパスフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載のに記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項１５】
前記スリップ率推定値に応じたトルク補償率にもとづいて前記トルク指令値を補正するスリップ補償器をさらに備えることを特徴とする請求項１２から１４のいずれかに記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項１６】
前記スリップ検出器には、補正後の前記トルク指令値が入力されることを特徴とする請求項１５に記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項１７】
前記トルク指令値を、前記速度検出値および所定のトルクリミットカーブに応じて定まる上限値以下に制限するトルクリミット部をさらに備えることを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項１８】
前記スリップ補償器は、前記トルクリミット部の後段に設けられることを特徴とする請求項１７に記載の電動フォークリフトのモータ駆動装置。
【請求項１９】
駆動輪と、
前記駆動輪に動力を伝達する走行モータと、
前記走行モータを駆動する請求項１２から１８のいずれかに記載の電動フォークリフト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、電動フォークリフト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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８６９２８号公報
【特許文献２】特開２００８−２３６９１４号公報
【特許文献３】特開２００７−３３６６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、路面状態が悪いフィールドで使用されることも想定される。かかる事情から、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。
【０００５】
一般車両では、スリップを抑制するために、車体速度（車速）と車輪速度をそれぞれ検出し、それらを比較することによりスリップが発生しているか否かを判定し、駆動トルクを低下させたり、トルク指令値を変更することが提案されている。
【０００６】
一方、フォークリフトにおいて、車体速度を検出するために速度センサを搭載すると、コストが高くなるという問題がある。また、フォークリフトは、小回りや旋回など一般車両とは異なる特殊な動きが多いため、速度センサでは、車体速度を正しく検出できない場合が想定される。
【０００７】
本発明は係る課題に鑑み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、車体速度を利用せずに、スリップを検出可能な電動フォークリフトの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、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第１、第２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、第１、第２走行モータごとに設けられ、それぞれが、対応する走行モータの速度指令値と、対応する走行モータの現在の速度である速度検出値の誤差に応じて、対応する走行モータのトルクを指示するトルク指令値を生成する、第１、第２トルク指令値生成部と、第１、第２走行モータごとに設けられ、それぞれが、対応する走行モータの速度検出値および対応する走行モータのトルク指令値にもとづき、対応する駆動輪のスリップ状態を示すスリップ率推定値を生成する第１、第２スリップ検出器と、を備える。第１、第２スリップ検出器はそれぞれ、対応する走行モータの速度検出値の微分値に比例した慣性力推定値を生成する第１演算部と、対応する慣性力推定値と、対応する走行モータのトルク指令値との関係に応じてスリップ率推定値を生成する第２演算部と、を含む。
【０００９】
この態様によると、左右それぞれの駆動輪について、車輪の回転数から導出される速度検出値を微分し、微分値に車輪イナーシャを乗ずることにより、車輪の慣性力トルクを推定することができる。完全空転状態においては、慣性力トルクとモータトルクが等しくなり、完全粘着状態となると、それらの値は乖離する。したがって、それらの関係にもとづいて、スリップ状態を検出することができる。
【００１０】
第２演算部は、対応する慣性力推定値と、対応する走行モータのトルク指令値の比に応じてスリップ率推定値を生成してもよい。
完全空転状態においては、慣性力トルクとモータトルクの比が１に近づき、完全粘着状態となると、それらの比はゼロに近づくため、それらの比を計算することにより、スリップ状態を検出することができる。
【００１１】
第１、第２スリップ検出器はそれぞれ、対応する走行モータのトルク指令値を受け、対応する第２演算部に出力するローパスフィルタをさらに含んでもよい。
【００１２】
ある態様のモータ駆動装置は、第１、第２走行モータごとに設けられ、それぞれが、対応するスリップ率推定値に応じたトルク補償率にもとづいて、対応する走行モータのトルク指令値を補正する、第１、第２スリップ補償器をさらに備えてもよい。第１、第２スリップ検出器にはそれぞれ、補正後の、対応する走行モータのトルク指令値が入力されてもよい。
この態様によれば、第１、第２スリップ検出器によって検出されたスリップ率推定値に応じて、スリップ状態を解消することができる。
【００１３】
第２演算部は、スリップ率推定値＊κを、０〜１の値をとるトルク補償率αＴＲＱに変換して出力してもよい。第１、第２スリップ補償器はそれぞれ、Ｋｓｌｉｐを０＜Ｋｓｌｉｐ＜１の定数とするとき、対応する走行モータのトルク指令値の絶対値を、（１−Ｋｓｌｉｐ×αＴＲＱ）倍してもよい。
【００１４】
第２演算部は、スリップ率推定値の絶対値が、所定の第１しきい値より小さいとき、トルク補償率αＴＲＱを０とし、スリップ率推定値の絶対値が、所定の第２しきい値より大きいとき、トルク補償率αＴＲＱを１とし、スリップ率推定値の絶対値が、第１しきい値より大きく第２しきい値より小さいとき、トルク補償率αＴＲＱを０〜１の値としてもよい。
【００１５】
第２演算部は、スリップ率推定値の絶対値が、第１しきい値より大きく第２しきい値より小さいとき、トルク補償率αＴＲＱを、スリップ率推定値の絶対値に対して線形に変化させてもよい。
これにより、不感帯を設けることができる。
【００１６】
ある態様のモータ駆動装置は、第１、第２走行モータごとに設けられ、それぞれが、対応する走行モータのトルク指令値を、対応する走行モータの速度検出値および所定のトルクリミットカーブに応じて定まる上限値以下に制限する、第１、第２トルクリミット部をさらに備えてもよい。
【００１７】
第１、第２スリップ補償器はそれぞれ、第１、第２トルクリミット部の後段に設けられてもよい。
【００１８】
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第１、第２走行モータと、第１、第２走行モータを駆動するモータ駆動装置と、を備える。
【００１９】
本発明の別の態様も、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駆動輪に動力を伝達する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、走行モータの速度指令値と、走行モータの現在の速度である速度検出値の誤差に応じて、走行モータのトルクを指示するトルク指令値を生成するトルク指令値生成部と、速度検出値およびトルク指令値にもとづき、駆動輪のスリップ状態を示すスリップ率推定値を生成するスリップ検出器と、を備える。スリップ検出器は、速度検出値の微分値に比例した慣性力推定値を生成する第１演算部と、慣性力推定値とトルク指令値の関係に応じてスリップ率推定値を生成する第２演算部と、を含む。
機械ギア等を介在させて左右輪をひとつの走行モータで駆動するこの態様においても、車輪の回転数から導出される速度検出値を微分し、微分値に車輪イナーシャを乗ずることにより、車輪の慣性力トルクを推定することができる。完全空転状態においては、慣性力トルクとモータトルクが等しくなり、完全粘着状態となると、それらの値は乖離する。したがって、それらの関係にもとづいて、スリップ状態を検出することができる。
【００２０】
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】
【００２１】
本発明によれば、電動フォークリフトのスリップ状態を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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】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５】スリップ検出器の構成例を示すブロック図である。
【図６】スリップ率推定値の絶対値｜＊κ｜とトルク補償率αＴＲＱの関係の一例を示す図である。
【図７】スリップ補償器の構成例を示すブロック図である。
【図８】図４のモータ駆動装置において、スリップ制御を行わないときの波形図である。
【図９】図４のモータ駆動装置において、スリップ制御を行ったときの波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
なお、以下の説明では、本願発明が最も効果的である、左右輪に独立したモータを設けて駆動するデュアルモータ式のフォークリフトについて説明する。
【００２５】
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。
【００２６】
図１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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。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。
【００３０】
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、コントローラ１１０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。
【００３１】
（走行）
コントローラ１１０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に応じて第１走行モータ（左走行モータ）Ｍ１Ｌ、第２走行モータ（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、第１走行モータＭ１Ｌの動力により回転し、右前輪（右駆動輪）６１０Ｒは、第２走行モータＭ１Ｒの動力により回転する。
【００３２】
（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１１０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。
【００３３】
（操舵）
回転センサ（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コントローラ１１０に出力する。コントローラ１１０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１１８を介して、操舵が制御される。
【００３４】
図４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、スリップ検出器２３０、スリップ補償器２４０、速度センサ２２０、回転数／速度（ｎ／Ｖ）変換器２２１、転舵角センサ２２２、を備える。
【００３５】
第１速度センサ２２０Ｌ、第２速度センサ２２０Ｒは、第１走行モータＭ１Ｌ、第２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。
【００３６】
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、第１走行モータＭ１Ｌの目標速度である左速度指令値Ｖｌｒｅｆと、第２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。
【００３７】
なお、速度分配部２００は公知の技術を用いればよい。
【００３８】
モータ駆動装置３００は、第１走行モータＭ１Ｌを駆動するユニットと、第２走行モータＭ１Ｒを駆動するユニットが同様に構成される。
【００３９】
第１トルク指令値生成部２０２Ｌ、第２トルク指令値生成部２０２Ｒは、第１走行モータＭ１Ｌ、第２走行モータＭ１Ｒごとに設けられる。第１トルク指令値生成部２０２Ｌ（第２トルク指令値生成部２０２Ｒ）はそれぞれ、対応する走行モータＭ１Ｌ（Ｍ１Ｒ）の速度指令値Ｖｌｒｅｆ（Ｖｒｒｅｆ）と、対応する走行モータＭ１Ｌ（Ｍ１Ｒ）の現在の速度Ｖｌ（Ｖｒ）の誤差に応じて、対応する走行モータＭ１Ｌ（Ｍ１Ｒ）のトルクを指示するトルク指令値Ｔｌｃｏｍ（Ｔｒｃｏｍ）を生成する。
【００４０】
第１トルク指令値生成部２０２Ｌ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。右輪の第２トルク指令値生成部２０２Ｒについても同様であり、右トルク指令値Ｔｒｃｏｍを生成する
【００４１】
なお左右のトルク指令値Ｔｌｃｏｍ、Ｔｒｃｏｍを演算する方法は、図４のそれには限定されず、公知の、あるいは将来利用可能な別の方法を利用してもよい。
【００４２】
第１トルクリミット部２０８Ｌ、第２トルクリミット部２０８Ｒは、第１走行モータＭ１Ｌ、第２走行モータＭ１Ｒごとに設けられる。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。
第１トルクリミット部２０８Ｌ（第２トルクリミット部２０８Ｒ）はそれぞれ、対応する走行モータＭ１Ｌ（Ｍ１Ｒ）のトルク指令値Ｔｌｃｏｍ（Ｔｒｃｏｍ）を、対応する走行モータＭ１Ｌ（Ｍ１Ｒ）の速度検出値ｎｌ（ｎｒ）および所定のトルクリミットカーブＴｌｉｍ（ｎ）に応じて定まる上限値Ｔｌｌｉｍ（Ｔｒｌｉｍ）以下に制限する。
【００４３】
第１スリップ検出器２３０Ｌ、第２スリップ検出器２３０Ｒは、第１走行モータＭ１Ｌ、第２走行モータＭ１Ｒごとに設けられる。
第１スリップ検出器２３０Ｌ（第２スリップ検出器２３０Ｒ）はそれぞれ、対応する走行モータＭ１Ｌ（Ｍ１Ｒ）の速度検出値Ｖｌ（Ｖｒ）および対応する走行モータＭ１Ｌ（Ｍ１Ｒ）のトルク指令値Ｔｌｒｅｆ（Ｔｒｒｅｆ）にもとづき、対応する駆動輪のスリップ状態を示すスリップ率推定値＊Ｋｌ（＊Ｋｒ）を生成する。
【００４４】
第１スリップ補償器２４０Ｌ、第２スリップ補償器２４０Ｒは、第１走行モータＭ１Ｌ、第２走行モータＭ１Ｒごとに設けられる。第１スリップ補償器２４０Ｌ（第２スリップ補償器２４０Ｒ）はそれぞれ、対応するスリップ率推定値＊Ｋｌ（＊Ｋｒ）に応じたトルク補償率αＴＲＱ＿Ｌ（αＴＲＱ＿Ｒ）にもとづいて、対応する走行モータＭ１Ｌ（Ｍ１Ｒ）のトルク指令値Ｔｌｒｅｆ（Ｔｒｒｅｆ）を補正する。
【００４５】
第１スリップ検出器２３０Ｌ（第２スリップ検出器２３０Ｒ）にはそれぞれ、補正後の、対応する走行モータＭ１Ｌ（Ｍ１Ｒ）のトルク指令値Ｔｌｒｅｆ’（Ｔｒｒｅｆ’）が入力される。
【００４６】
図５は、スリップ検出器２３０の構成例を示すブロック図である。第１スリップ検出器２３０Ｌ、第２スリップ検出器２３０Ｒは同様に構成される。
第１スリップ検出器２３０Ｌは、第１演算部２３２、第２演算部２３４、ローパスフィルタ２３６を含む。第１演算部２３２は、対応する走行モータＭ１Ｌの速度検出値Ｖｌの微分値に比例した慣性力推定値＊ＭｔｒＡｃｃＴｒｑ［Ｎｍ］を生成する。具体的には第１演算部２３２は、微分器２３２ａおよび乗算器２３２ｂを含む。第１演算部２３２は、たとえば速度検出値Ｖｌを微分する１次ハイパスフィルタであり、その伝達関数Ｈ（ｓ）は、
Ｈ（ｓ）＝ｓ／（ＴＳＬＩＰ・ｓ＋１）
である。ＴＳＬＩＰは、所定の時定数［ｓｅｃ］である。
【００４７】
乗算器２３２ｂは、微分器２３２ａの出力値に、係数Ｊｗを乗算する。Ｊｗは、車輪イナーシャ［ｋｇｍ２］である。
【００４８】
ローパスフィルタ２３６は、対応する走行モータＭ１Ｌのトルク指令値Ｔｌｒｅｆ’を受け、対応する第２演算部２３４に出力する。ローパスフィルタ２３６を設けることにより、ノイズの影響を低減できる。
たとえばローパスフィルタ２３６は、１次のローパスフィルタであり、その伝達関数Ｈ（ｓ）は、
Ｈ（ｓ）＝１／（ＴＳＬＩＰ・ｓ＋１）
である。ローパスフィルタ２３６を通過したトルク指令値＊Ｔｒｅｆが、第２演算部２３４に入力される。
【００４９】
第２演算部２３４は、対応する慣性力推定値＊ＭｔｒＡｃｃＴｒｑと、対応する走行モータのトルク指令値＊Ｔｒｅｆの比に応じて、スリップ率推定値＊κｌを生成する。第２演算部２３４は、除算器２３４ａ、絶対値回路２３４ｂ、リミット部２３４ｃ、ローパスフィルタ２３４ｄを含む。
【００５０】
除算器２３４ａは、以下の式により、スリップ率推定値＊κを生成する。
＊κｌ＝＊ＭｔｒＡｃｃＴｒｑ／＊Ｔｒｅｆ
ローパスフィルタ２３４ｄは、除算器２３４ａの後段に設けられる。
【００５１】
本実施の形態において、第２演算部２３４は、スリップ率推定値＊κを、０〜１の値をとるトルク補償率αＴＲＱに変換して出力する。たとえば絶対値回路２３４ｂは、スリップ率推定値＊κの絶対値｜＊κ｜を生成する。リミット部２３４ｃは、絶対値｜＊κ｜とトルク補償率αＴＲＱの関係を示すテーブルあるいは関係式を含む。
【００５２】
図６は、スリップ率推定値の絶対値｜＊κ｜とトルク補償率αＴＲＱの関係の一例を示す図である。
第２演算部２３４のリミット部２３４ｃは、スリップ率推定値の絶対値｜＊κ｜が、所定の第１しきい値ＴＨ１より小さいとき、トルク補償率αＴＲＱを０とし、スリップ率推定値の絶対値｜＊κ｜が、所定の第２しきい値ＴＨ２より大きいとき、トルク補償率αＴＲＱを１とし、スリップ率推定値の絶対値｜＊κ｜が、第１しきい値ＴＨ１より大きく第２しきい値ＴＨ２より小さいとき、トルク補償率αＴＲＱを０〜１の値としてもよい。
リミット部２３４ｃは、スリップ率推定値の絶対値｜＊κ｜が、第１しきい値ＴＨ１より大きく第２しきい値ＴＨ２より小さいとき、トルク補償率αＴＲＱを、スリップ率推定値の絶対値｜＊κ｜に対して線形に変化させてもよい。
【００５３】
リミット部２３４ｃを設けることで、スリップ補償器２４０におけるトルクの補償量に上限を定めることができ、また不感帯を設けることができる。
【００５４】
図４に戻る。第１スリップ補償器２４０Ｌ、第２スリップ補償器２４０Ｒはそれぞれ、以下の式にしたがって、トルク指令値Ｔｌｒｅｆ、Ｔｒｒｅｆを補正する。
Ｔｌｒｅｆ’＝ｓｉｇｎ（Ｔｌｒｅｆ）・｛１−Ｋｓｌｉｐ・αＴＲＱ＿Ｌ｝
Ｔｒｒｅｆ’＝ｓｉｇｎ（Ｔｒｒｅｆ）・｛１−Ｋｓｌｉｐ・αＴＲＱ＿Ｒ｝
ただしＫｓｌｉｐは、０＜Ｋｓｌｉｐ＜１の定数である。ｓｉｇｎ（Ｘ）は、Ｘの符号を示す演算子である。
ｓｉｇｎ（Ｘ）＝１  （Ｘ＞０）
ｓｉｇｎ（Ｘ）＝−１  （Ｘ＜０）
【００５５】
すなわち第１スリップ補償器２４０Ｌ（第２スリップ補償器２４０Ｒ）はそれぞれ、対応する走行モータＭ１Ｌ（Ｍ１Ｒ）のトルク指令値の符号を維持したまま、その絶対値を（１−Ｋｓｌｉｐ×αＴＲＱ）倍する。
【００５６】
図７は、スリップ補償器２４０の構成例を示すブロック図である。第１スリップ補償器２４０Ｌおよび第２スリップ補償器２４０Ｒは同様に構成される。
【００５７】
乗算器２４２は、トルク補償率αＴＲＱに係数Ｋｓｌｉｐを乗算する。絶対値回路２４４は、トルク指令値Ｔｌｒｅｆの絶対値｜Ｔｌｒｅｆ｜を生成する。符号器２４６は、トルク指令値Ｔｌｒｅｆの符号ｓｉｇｎ（Ｔｌｒｅｆ）を生成する。乗算器２４８は、絶対値回路２４４の出力と、乗算器２４２の出力を乗算する。減算器２５０は、絶対値回路２４４の出力から、乗算器２４８の出力を減算する。乗算器２５２は、符号器２４６の出力と、減算器２５０の出力を乗算し、補正されたトルク指令値Ｔｌｒｅｆ’を生成する。
【００５８】
なお、当業者によれば、スリップ補償器２４０の構成が図７のそれには限定されず、同じ結果をもたらす別の変形例が存在することが理解され、こうした変形例も本発明の範囲に含まれる。
【００５９】
図４に戻る。第１インバータ２１０Ｌ、第２インバータ２１０Ｒは、第１走行モータＭ１Ｌ、第２走行モータＭ１Ｒごとに設けられる。第１インバータ２１０Ｌ（第２インバータ２１０Ｒ）はそれぞれ、対応する第１スリップ補償器２４０Ｌ（第２スリップ補償器２４０Ｒ）からのトルク指令値Ｔｌｒｅｆ’（Ｔｒｒｅｆ’）にもとづいて、対応する走行モータＭ１Ｌ（ＭＩＲ）を駆動する。
【００６０】
以上がモータ駆動装置３００の構成である。続いてその原理を説明する。
車両が横方向に対称であると仮定し、直進している状態を考える。片側の走行モータおよび駆動輪を含む車輪イナーシャをＪｗ［ｋｇｍ２］、車両重量をＭ［ｋｇ］、モータトルクをＴｍ［Ｎｍ］、車両駆動反力トルクをＴｄ［Ｎｍ］、車輪速度ωｗ［ｍ／ｓｅｃ］、車体速度ｖ［ｍ／ｓｅｃ］、減速比ｎ、有効タイヤ径をｒ［ｍ］とすると、車両の運動方程式は以下で与えられる。ただし、左側には添え字のｌを、右側には添え字のｒを付す。また、「’」は時間微分を示す。
【００６１】
Ｊｗｒ・ωｗｒ’＝Ｔｍｒ−Ｔｄｒ
Ｊｗｌ・ωｗｌ’＝Ｔｍｌ−Ｔｄｌ
Ｍ・ｖ’＝（Ｔｄｒ＋Ｔｄｌ）×ｎ／ｒ
【００６２】
スリップにより、タイヤが完全に空転している状況では、以下の式が成り立つ。
Ｔｄｒ＝０、Ｔｄｌ＝０
Ｊｗｒ・ωｗｒ’＝Ｔｍｒ
Ｊｗｌ・ωｗｌ’＝Ｔｍｌ
Ｍ・ｖ’＝０
【００６３】
走行モータの慣性力トルクとモータトルクの比が１の場合、完全空転状態であり、それらの値が近いほど、言い換えればそれらの比が１に近いほど、スリップに近い状態といえる。このことから、車輪速度から、慣性力トルクを推定し、慣性力トルクとモータトルクとの関係（本実施の形態ではそれらの比）を求めることにより、スリップ状態（推定スリップ率＊κ）を検出することができる。図４のスリップ検出器２３０Ｌ、２３０Ｒは、この原理にもとづいて、推定スリップ率＊κを計算することができる。
【００６４】
また、タイヤが完全粘着状態であると、運動方程式は以下で与えられる。
ｒ／ｎ×ωｗｒ＝ｒ／ｎ×ωｗｌ＝ｖ
｛Ｊｗｒ＋Ｍ／２×（ｒ／ｎ）２｝ωｗｒ’＝Ｔｍｒ
｛Ｊｗｌ＋Ｍ／２×（ｒ／ｎ）２｝ωｗｌ’＝Ｔｍｌ
【００６５】
完全粘着状態では、完全空転状態と比べて、モータ制御系からみたイナーシャが大きくなる。言い換えると、完全スリップ状態では、モータ速度制御系のイナーシャが小さい状態となり、制御系ループゲインが過大な状態といえる。したがって、スリップ状態が完全空転状態に近い（スリップ度合いが大きい）ほど、制御系のループゲインを小さくすれば、スリップしていない状態と同じ応答を得ることができる。
図４のスリップ補償器２４０Ｌ、２４０Ｒは、この原理にもとづいて、スリップ状態において、非スリップ状態と同等の状態を実現できる。
【００６６】
以上がモータ駆動装置３００の原理である。続いてその動作を説明する。
モータ駆動装置３００の有効性を検証するため、左駆動輪を、低摩擦路面（無負荷）に接し、スリップしやすい状態とし、右駆動輪を路面に対してグリップした状態とし、個の状態でスイッチバックを行った。スイッチバックとは、ギアをバックに入れ、アクセルを大きく踏み込んた状態から、ギアをフロントに切りかえる動作をいう。
【００６７】
図８は、図４のモータ駆動装置３００において、スリップ制御を行わないときの波形図である。図９は、図４のモータ駆動装置３００において、スリップ制御を行なったときの波形図である。図８、図９はそれぞれ、上から順に、左右の速度検出値Ｖｌ、Ｖｒ、左右の走行モータの駆動電流を示す。
【００６８】
図８に示すように、スリップ制御を行わない場合、すなわち、図４のスリップ補償器２４０によるトルク補償を行わない場合、左駆動輪のみがスリップするため、その速度検出値の絶対値が、右駆動輪のそれに比べて大きくなる。また、左駆動輪のみ、反力が小さいため、第１走行モータＭ１Ｌの駆動電流は、第２走行モータＭ１Ｒのそれに比べて小さくなる。
【００６９】
図９を参照する。スリップ制御によって、スリップ状態にある左駆動輪に対して、トルクが小さくなるように駆動電流を低減できる。これにより、左右の駆動輪の速度検出値を、実質的にほとんど同一とすることができる。
【００７０】
加えて、図９に示すように、スリップ補償器２４０によるスリップ制御が適切に動作していることは、スリップ検出器２３０によるスリップ状態の推定が、適切に行われていることを意味している。
【００７１】
このように、実施の形態に係るモータ駆動装置３００によれば、車体の速度ｖを検出する速度センサを搭載することなく、スリップ状態を適切に検出することができる。また、検出結果を利用することにより、スリップ制御を行うことが可能となる。
【００７２】
また、実施の形態に係るモータ駆動装置３００では、スリップ状態の検出やスリップ制御に際して、車両の重量Ｍ［ｋｇ］が不要であり、車輪イナーシャＪｗが必要となる。車両の重量Ｍは、フォークリフトの積載荷重に応じて変化するところ、車輪イナーシャＪｗは、積載荷重によらずに、実質的に一定となる。したがって、重量センサなどが不要となる。
【００７３】
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。
【００７４】
（変形例１）
実施の形態では、スリップ補償器２４０によってトルクを補正してスリップ制御する場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえばスリップ検出器２３０によってスリップ状態を検出し、その結果をユーザに通知してもよい。この場合、スリップ補償器２４０を省略してもよく、第１スリップ検出器２３０Ｌ（第２スリップ検出器２３０Ｒ）には、トルクリミット部２０８Ｌ（２０８Ｒ）からのトルク指令値Ｔｌｒｅｆ（Ｔｒｒｅｆ）を入力すればよい。
【００７５】
（変形例２）
実施の形態では、トルクリミット部２０８の後段において、トルク補償を行ったが、本発明はそれには限定されず、その他の箇所、たとえばトルクリミット部２０８の前段にスリップ補償器２４０を配置してもよい。
【００７６】
（変形例３）
実施の形態では、慣性力推定値とトルク指令値の比の値（＝慣性力推定値／トルク指令値）にもとづいてスリップ率推定値を計算する場合を説明したが、トルク指令値と慣性力推定値の比の値（＝トルク指令値／慣性力推定値）を計算してもよい。あるいは、それらの比に代えて、別の演算式によって、スリップ状態と相関を有する推定値を計算してもよく、この場合も本発明の範囲に含まれる。
【００７７】
（変形例４）
実施の形態では、デュアルモータ式のフォークリフトにおけるスリップ推定およびスリップ制御について説明した。本発明はデュアルモータ式において最も効果を発揮するものであるが、本発明はそれには限定されず、シングルモータ式のフォークリフトにも適用可能である。シングルモータ式のフォークリフトでは、左右の駆動輪と単一のモータが、ディファレンシャルギアなどの機械ギアを介して連結される。この場合、左右の駆動輪の速度の平均値を速度検出値としてもよいし、内輪側の駆動輪の速度を速度平均値としてもよいし、外輪側の速度を速度平均値としてもよい。
【００７８】
（変形例５）
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】
【００７９】
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…コントローラ、１１６，１１８…油圧アクチュエータ、１２０…ステアリングシャフト、１２２…回転センサ、１２６…タイロッド、２００…速度分配部、２０２…トルク指令値生成部、２０２Ｌ…第１トルク指令値生成部、２０２Ｒ…第２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、２０８Ｌ…第１トルクリミット部、２０８Ｒ…第２トルクリミット部、２１０…インバータ、２１０Ｌ…第１インバータ、２１０Ｒ…第２インバータ、２２０…速度センサ、２２０Ｌ…第１速度センサ、２２０Ｒ…第２速度センサ、２２１…ｎ／Ｖ変換器、２２２…転舵角センサ、２３０…スリップ検出器、２３０Ｌ…第１スリップ検出器、２３０Ｒ…第２スリップ検出器、２３２…第１演算部、２３２ａ…微分器、２３２ｂ…乗算器、２３４…第２演算部、２３４ａ…除算器、２３４ｂ…絶対値回路、２３４ｃ…リミット部、２３６…ローパスフィルタ、２４０…スリップ補償器、２４０Ｌ…第１スリップ補償器、２４０Ｒ…第２スリップ補償器、Ｍ１…走行モータ、Ｍ１Ｌ…第１走行モータ、Ｍ１Ｒ…第２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】
2014177350.tif 000003
【図２】
2014177350.tif 000004
【図３】
2014177350.tif 000005
【図４】
2014177350.tif 000006
【図５】
2014177350.tif 000007
【図６】
2014177350.tif 000008
【図７】
2014177350.tif 000009
【図８】
2014177350.tif 000010
【図９】
2014177350.tif 000011