(57)【要約】【課題】駆動輪のスリップを好適に抑制することができる走行制御装置を提供する。【解決手段】走行制御装置１０は、アクセルレバー８の操作量に応じて仮トルク指令値Ｔ1を決定する仮トルク決定部１１と、駆動輪７の実回転速度Ｖdと目標回転速度*Ｖdとの偏差*Ｖd−Ｖdを少なくする比例積分制御により抑制トルク指令値Ｔ2を決定する抑制トルク決定部１２と、抑制トルク指令値Ｔ2に応じた量だけ仮トルク指令値Ｔ1を減じたものをトルク指令値Ｔとし、トルク指令値Ｔに基づいて走行用モータ２０を制御するモータ制御部１３とを備える。抑制トルク決定部１２は、偏差*Ｖd−Ｖdが予め決められた閾値よりも大きい場合に、積分項を積分方向にオフセットさせることにより抑制トルク指令値Ｔ2を増加させる。【選択図】図２
2015122872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪と該駆動輪を駆動する走行用モータとを有する車両において、前記走行用モータをアクセルの操作量に応じて制御する走行制御装置であって、
前記アクセルの操作量に応じて仮トルク指令値を決定する仮トルク決定部と、
前記駆動輪の実回転速度と目標回転速度との偏差を少なくする比例積分制御により抑制トルク指令値を決定する抑制トルク決定部と、
前記抑制トルク指令値に応じた量だけ前記仮トルク指令値を減じたものをトルク指令値とし、前記トルク指令値に基づいて前記走行用モータを制御するモータ制御部と、
を備え、
前記抑制トルク決定部は、前記駆動輪の前記実回転速度と前記目標回転速度との偏差が予め決められた閾値よりも大きい場合に、前記比例積分制御の式の積分項を積分方向にオフセットさせることにより前記抑制トルク指令値を増加させることを特徴とする走行制御装置。
【請求項２】
前記車両は、従動輪をさらに有し、
前記目標回転速度は、前記従動輪の実回転速度と前記駆動輪のスリップ率との既知の関係から算出されたものであることを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記抑制トルク決定部は、前記駆動輪の前記実回転速度と前記目標回転速度との偏差が予め決められた閾値よりも大きい場合に、前記積分項を所定値までオフセットさせることを特徴とする請求項１または２に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記抑制トルク決定部は、前記駆動輪の前記実回転速度と前記目標回転速度との偏差が予め決められた閾値よりも大きい場合に、前記積分項を所定量だけオフセットさせることを特徴とする請求項１または２に記載の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行用モータを制御する走行制御装置に関し、特に、駆動輪のスリップを抑制しながら走行用モータを制御する走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動輪のスリップを抑制しながら該駆動輪を駆動する走行用モータを制御する従来の走行制御装置として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。この走行制御装置は、アクセルの操作量に基づいて決定した要求モータトルクからスリップの程度に応じて決定したトルクダウン量を差し引くことでモータトルク値を求め、該モータトルク値に基づいて走行用モータを制御するよう構成されている。
【０００３】
この走行制御装置では、例えば、予め作成しておいたマップを使用して、スリップの程度に応じたトルクダウン量が決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１５５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記走行制御装置は、マップの作成に手間がかかるという問題を有している。また、上記走行制御装置は、マップの出来栄え次第では、好適にスリップを抑制できない可能性がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、予め作成したマップを使用することなく、駆動輪のスリップを好適に抑制することができる走行制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る走行制御装置は、駆動輪と該駆動輪を駆動する走行用モータとを有する車両において、走行用モータをアクセルの操作量に応じて制御するものであって、アクセルの操作量に応じて仮トルク指令値を決定する仮トルク決定部と、駆動輪の実回転速度と目標回転速度との偏差を少なくする比例積分制御により抑制トルク指令値を決定する抑制トルク決定部と、抑制トルク指令値に応じた量だけ仮トルク指令値を減じたものをトルク指令値とし、トルク指令値に基づいて走行用モータを制御するモータ制御部とを備え、抑制トルク決定部は、駆動輪の実回転速度と目標回転速度との偏差が予め決められた閾値よりも大きい場合に、比例積分制御の式の積分項を積分方向にオフセットさせることにより抑制トルク指令値を増加させることを特徴としている。
【０００８】
上記走行制御装置は、車両が従動輪をさらに有している場合に、従動輪の実回転速度と駆動輪のスリップ率との既知の関係から目標回転速度を算出することが好ましい。
【０００９】
なお、抑制トルク決定部は、例えば、駆動輪の実回転速度と目標回転速度との偏差が予め決められた閾値よりも大きい場合に、（１）積分項を所定値までオフセットさせるか、または、（２）積分項を所定量だけオフセットさせることにより、抑制トルク指令値を増加させればよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、予め作成したマップを使用することなく、駆動輪のスリップを好適に抑制することができる走行制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る走行制御装置が備えられた車両の斜視図である。
【図２】実施例に係る走行制御装置およびその周辺部のブロック図である。
【図３】実施例に係る走行制御装置が参照する、従動輪の実回転速度とスリップ率の関係を示すグラフである。
【図４】実施例に係る走行制御装置における積分項のオフセットの一例を示すグラフである。
【図５】実施例に係る走行制御装置における積分項のオフセットの他の一例を示すグラフである。
【図６】実施例に係る走行制御装置を備えた車両における駆動輪および従動輪の実回転速度の関係を示すグラフである。
【図７】比較例に係る走行制御装置を備えた車両における駆動輪および従動輪の実回転速度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る走行制御装置の実施例について説明する。
【００１３】
図１は、実施例に係る走行制御装置１０によって走行制御されるフォークリフト１である。同図に示すように、フォークリフト１は、車両本体２と、車両本体２から前方に突き出した脚部３と、脚部３に沿って前後に移動するマスト４と、マスト４に沿って上下に移動するフォーク５と、脚部３の前端に設けられた従動輪６と、車両本体２の下部に設けられた駆動輪７とを備えている。車両本体２にはオペレータが搭乗する運転席があり、該運転席にはフォークリフト１を走行させるためのアクセルレバー８が設けられている。走行制御装置１０および駆動輪７を駆動する走行用モータ２０は、車両本体２内に設けられている。
【００１４】
図２に示すように、走行制御装置１０は、仮トルク決定部１１と、抑制トルク決定部１２と、モータ制御部１３とを備える。走行制御装置１０は、アクセルレバー８の操作量、センサ２１によって検出された駆動輪７の実際の回転速度（実回転速度Ｖd）、およびセンサ２２によって検出された従動輪６の実際の回転速度（実回転速度Ｖ）に基づいて走行用モータ２０を制御する。
【００１５】
仮トルク決定部１１は、アクセルレバー８の操作量に応じて仮トルク指令値Ｔ1を決定するとともに、該仮トルク指令値Ｔ1に関する信号をモータ制御部１３に送出する。仮トルク指令値Ｔ1は、アクセルレバー８の操作量が多いと大きくなり、操作量が少ないと小さくなる傾向にある。
【００１６】
抑制トルク決定部１２は、従動輪６の実回転速度Ｖから算出した駆動輪７の目標回転速度*Ｖdと駆動輪７の実回転速度Ｖdとの偏差*Ｖd−Ｖdを少なくする比例積分制御により抑制トルク指令値Ｔ2を決定するとともに、該抑制トルク指令値Ｔ2に関する信号をモータ制御部１３に送出する。抑制トルク決定部１２が使用する比例積分制御の式は、次式の通りである。
【数１】
2015122872.tif 000003
ここで、式（１）のＫpは比例係数（ただし、Ｋp＞０）、Ｋiは積分係数（ただし、Ｋi＞０）である。式（１）から明らかなように、実回転速度Ｖdが目標回転速度*Ｖdよりも大きい場合、抑制トルク指令値Ｔ2は負の値をとる。例えば、滑りやすい路面で駆動輪７が空転したときや、静止状態から走行を開始させるときに、実回転速度Ｖdは目標回転速度*Ｖdよりも大きくなる。
【００１７】
抑制トルク決定部１２は、駆動輪７の目標回転速度*Ｖdを算出する際に、図３に一例を示す従動輪６の実回転速度Ｖとスリップ率λの関係を参照する。一般に、路面の状態および駆動輪の状態が理想的であったとしても、駆動輪の表面を覆うゴムの変形等により車両は多かれ少なかれスリップする。そして、このスリップの程度を示すスリップ率λは、従動輪の実回転速度Ｖ（すなわち、車両速度）が小さい程大きくなる傾向にある。図３に示す両者の関係は予め実験等により測定される。この関係は、車両に固有のものである。
【００１８】
抑制トルク決定部１２は、駆動輪７の目標回転速度*Ｖdを算出する際に、さらにスリップ率λに関する式（２）を変形してなる式（３）を使用する。
【数２】
2015122872.tif 000004
【００１９】
目標回転速度*Ｖdの算出手順をまとめると以下の通りとなる。すなわち、抑制トルク決定部１２は、まず、センサ２２が検出した従動輪６の実回転速度Ｖ（例えば、Ｖ1）と図３に示された関係とから当然に発生するスリップのスリップ率λ（例えば、λ1）を求める。そして、抑制トルク決定部１２は、求めたスリップ率λ1および実回転速度Ｖ1を式（３）に代入する。これにより、従動輪６の実回転速度ＶがＶ1であるときの、駆動輪７の目標回転速度*Ｖdが算出される。
【００２０】
既に説明したように、本発明に係る走行制御装置１０は、偏差*Ｖd−Ｖdが少なくなるように走行用モータ２０を制御する。そして、上記の通り、目標回転速度*Ｖdは、当然に発生するスリップを考慮したものとなっている。このため、本発明に係る走行制御装置１０が走行用モータ２０を制御した結果、偏差*Ｖd−Ｖdが完全にゼロになったとしても、当然に発生するスリップが抑制されることはない。言い換えると、本発明に係る走行制御装置１０は、当然に発生するスリップを超える大きなスリップが発生した場合に、超えた分のスリップを抑制するのである。
【００２１】
モータ制御部１３は、仮トルク指令値Ｔ1に関する信号および抑制トルク指令値Ｔ2に関する信号を受け取る。そして、モータ制御部１３は、抑制トルク指令値Ｔ2に応じた量だけ仮トルク指令値Ｔ1を減じたものを最終のトルク指令値Ｔとし、該トルク指令値Ｔに基づいて走行用モータ２０を制御する。トルク指令値Ｔは、例えば、式（４）または式（５）により求めることができる。
【数３】
2015122872.tif 000005
ここで、式（５）のｋは、任意の係数（ただし、ｋ＋Ｔ2＞０）である。
【００２２】
このように、本実施例に係る走行制御装置１０は、駆動輪７がスリップして抑制トルク指令値Ｔ2が負の値をとった場合に、仮トルク指令値Ｔ1よりも小さなトルク指令値Ｔに基づいて走行用モータ２０を制御することで、仮トルク指令値Ｔ1に基づいて制御を行った場合に比べて走行用モータ２０が発生せる駆動力を抑制する。したがって、本実施例に係る走行制御装置１０によれば、駆動輪７の実回転速度Ｖdが目標回転速度*Ｖdを超えることが抑制され、駆動輪７のスリップが抑制される。
【００２３】
ところで、比例積分制御の式（１）を構成する比例項と積分項のうち、積分項は偏差*Ｖd−Ｖdに応じてゆっくりと変動するので、抑制トルク指令値Ｔ2も偏差*Ｖd−Ｖdに応じてゆっくりと変動する。このため、上記の制御のみでは、スリップ率λが急激に大きくなった場合、すなわち、偏差*Ｖd−Ｖdが急激に大きくなった場合に、スリップを好適に抑制することができない。
【００２４】
そこで、本実施例に係る走行制御装置１０の抑制トルク決定部１２は、上記制御遅れの問題を解消するべく、偏差*Ｖd−Ｖdが予め決められた閾値よりも大きい場合に、比例積分制御の式（１）を構成する比例項および積分項のうち、ゆるやかに変動する積分項を積分方向にオフセットさせる。ここで、積分方向とは、これまでの積分により積分項の値が正側に増加していた場合は正方向を意味し、反対に、積分項の値が負側に増加していた場合は負方向を意味する。
【００２５】
図４に、抑制トルク決定部１２によるオフセットの一例を示す。走行開始（時間ｔ０）の直後から増加し続けていた偏差*Ｖd−Ｖdが時間ｔ１において閾値を超えると、抑制トルク決定部１２は、積分項を所定値αまでオフセットさせる。その結果、抑制トルク指令値Ｔ2が急激に負側に増加し、指令トルクＴが急激に減少する。
【００２６】
図５に、抑制トルク決定部１２によるオフセットの他の一例を示す。走行開始（時間ｔ０）の直後から増加し続けていた偏差*Ｖd−Ｖdが時間ｔ１において閾値を超えると、抑制トルク決定部１２は、積分項を所定量βだけオフセットさせる。その結果、抑制トルク指令値Ｔ2が急激に負側に増加し、指令トルクＴが急激に減少する。
【００２７】
図７に、比較例として、積分項をオフセットさせない場合の駆動輪７の実回転速度Ｖdと従動輪６の実回転速度Ｖとの関係を示す。同図は、走行開始直後に発生したスリップにより、一時的に駆動輪７の実回転速度Ｖdが従動輪６の実回転速度Ｖの１０倍以上になったことを示している。なお、当然に発生し得るスリップはそれほど大きくないので、同図に示されている従動輪６の実回転速度Ｖは、駆動輪７の目標回転速度*Ｖdにほぼ等しいと考えることができる。
【００２８】
図６に、積分項をオフセットさせる場合の駆動輪７の実回転速度Ｖdと従動輪６の実回転速度Ｖとの関係を示す。図６に示されている駆動輪７の実回転速度Ｖdは、図７のものと比較して０．５［ｓｅｃ］付近のピーク値が約半分となっている。これは、積分項をオフセットさせたことにより、走行開始直後のスリップが大幅に抑制されたことを示している。
【００２９】
以上、本発明に係る走行制御装置の実施例について説明してきたが、本発明は実施例の構成に限定されるものではない。
【００３０】
例えば、本発明に係る走行制御装置は、フォークリフト以外の車両において走行用モータを制御することもできる。また、走行を指示するための手段は、アクセルレバーに限定されない。
【００３１】
上記実施例では、駆動輪の実回転速度Ｖdおよび目標回転速度*Ｖdと従動輪の実回転速度Ｖとを使用して制御を行ったが、これらに代えて、各回転速度Ｖd、*ＶdおよびＶのそれぞれを車両速度に換算したものを使用して制御を行ってもよい。回転速度を使用して制御を行うことと車両速度を使用して制御を行うこととは等価といえる。したがって、本発明には、車両速度を使用して制御を行う構成も含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１    フォークリフト
２    車両本体
３    脚部
４    マスト
５    フォーク
６    従動輪
７    駆動輪
８    アクセルレバー
１０    走行制御装置
１１    仮トルク決定部
１２    抑制トルク決定部
１３    モータ制御部
２０    走行用モータ
２１    センサ
２２    センサ
【図１】
2015122872.tif 000006
【図２】
2015122872.tif 000007
【図３】
2015122872.tif 000008
【図４】
2015122872.tif 000009
【図５】
2015122872.tif 000010
【図６】
2015122872.tif 000011
【図７】
2015122872.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月21日(2014.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
駆動輪と該駆動輪を駆動する走行用モータとを有する車両において、前記走行用モータをアクセルの操作量に応じて制御する走行制御装置であって、
前記アクセルの操作量に応じて仮トルク指令値を決定する仮トルク決定部と、
前記駆動輪の実回転速度と目標回転速度との偏差を少なくする比例積分制御により抑制トルク指令値を決定する抑制トルク決定部と、
前記抑制トルク指令値に応じた量だけ前記仮トルク指令値を低下させたものをトルク指令値とし、前記トルク指令値に基づいて前記走行用モータを制御するモータ制御部と、
を備え、
前記抑制トルク決定部は、前記駆動輪の前記実回転速度と前記目標回転速度との偏差が予め決められた閾値よりも大きい場合は、前記比例積分制御の式の積分項を積分方向にオフセットさせ、オフセットされた前記積分項を含む式に基づいて前記比例積分制御を行うことにより前記抑制トルク指令値を増加させ、前記駆動輪の前記実回転速度と前記目標回転速度との偏差が前記閾値よりも小さい場合は、オフセットされていない前記積分項を含む式に基づいて前記比例積分制御を行うことにより前記抑制トルク指令値を決定することを特徴とする走行制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る走行制御装置は、駆動輪と該駆動輪を駆動する走行用モータとを有する車両において、走行用モータをアクセルの操作量に応じて制御するものであって、アクセルの操作量に応じて仮トルク指令値を決定する仮トルク決定部と、駆動輪の実回転速度と目標回転速度との偏差を少なくする比例積分制御により抑制トルク指令値を決定する抑制トルク決定部と、抑制トルク指令値に応じた量だけ仮トルク指令値を低下させたものをトルク指令値とし、トルク指令値に基づいて走行用モータを制御するモータ制御部とを備え、抑制トルク決定部は、駆動輪の実回転速度と目標回転速度との偏差が予め決められた閾値よりも大きい場合は、比例積分制御の式の積分項を積分方向にオフセットさせ、オフセットされた積分項を含む式に基づいて比例積分制御を行うことにより抑制トルク指令値を増加させ、駆動輪の実回転速度と目標回転速度との偏差が上記閾値よりも小さい場合は、オフセットされていない積分項を含む式に基づいて比例積分制御を行うことにより抑制トルク指令値を決定することを特徴としている。