JP2014128117A - Motor drive device for electric forklift and electric forklift using the same - Google Patents

Motor drive device for electric forklift and electric forklift using the same Download PDF

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匠 伊藤
Junichi Okada
純一 岡田
Kenichi Makino
健一 牧野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive device of a running motor of a forklift.SOLUTION: A first operation part 230, based on a speed directing value Vref and a steering angle δr of a steering wheel corresponding to operation of a driver, calculate a synthesized speed directing value Vxref directing a synthesized speed Vx of the left running motor M1L and the right running motor M1R, and a speed difference directing value Vyref for directing a speed difference Vy between those. A second operation part 232 calculates a synthesized speed detecting value Vxfb representing a present synthesized speed Vx of the left running motor M1L and the right running motor M1R and a speed difference detecting value Vyfb representing those present speed difference Vy. A torque directing value generating part 202 generates a torque directing value Txcom (Tycom) corresponding to the error of the synthesized speed directing value Vxref (Vyref) and the synthesized speed detecting value Vxfb (Vyfb) and generates torque directing values Tlcom, Trcom for directing each torque of the left running motor M1L and the right running motor M1R, respectively.

Description

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。   The present invention relates to a motor drive device for an electric forklift.

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。   One of the industrial vehicles is an electric forklift that uses a battery as a power source. An electric forklift (hereinafter simply referred to as a forklift) is a traveling motor that transmits power to a front wheel that is a traveling wheel (driving wheel) and a hydraulic pump that controls a turning angle (steering angle) of a rear wheel that is a steered wheel. Hydraulic actuator motor (steering motor) that transmits power, hydraulic actuator motor (loading motor) that transmits power to the hydraulic pump that controls the lifting body, and power conversion that drives each of the travel motor, steering motor, and cargo handling motor Equipment.

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。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor driving device mounted on a dual motor type electric forklift examined by the present inventors. The dual motor type electric forklift is provided with an independent motor for each of the right drive wheel and the left drive wheel, and is configured such that the rotation speed and rotation direction of each can be controlled independently.

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。   1 includes a speed distribution unit 200, a torque command value generation unit 202, a torque limit unit 208, an inverter 210, a speed sensor 220, a rotation speed / speed (n / V) converter 221L, 221R, a steered wheel. An angle sensor 222 is provided.

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。   The speed sensor 220 is also called a resolver, and detects the rotational speeds nl and nr of the left traveling motor M1L and the right traveling motor M1R. The n / V converters 221L and 221R multiply the rotational speeds nl and nr by a coefficient according to the tire circumference, the reduction gear ratio, and the like, so that the wheel speed (left speed detection value) Vl of the left drive wheel 610L. The wheel speed (right speed detection value) Vr of the right drive wheel 610R is calculated. The turning angle sensor 222 detects the turning angle δr.

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。   The speed distribution unit 200 receives a speed command value Vref corresponding to the accelerator operation amount. The speed distribution unit 200 calculates a left speed command value Vlref that is a target speed of the left traveling motor M1L and a right speed command value Vrref that is a target speed of the right traveling motor M1R according to the current turning angle δr.

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。   The torque command value generation unit 202 generates a left torque command value Tlcom that indicates the torque of the left traveling motor M1L according to an error between the left speed command value Vlref and the current left speed detection value Vl. Similarly, a right torque command value Trcom instructing the torque of the right travel motor M1R is generated according to the error between the right speed command value Vrref and the current right speed detection value Vr.

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。   Torque command value generation unit 202 performs subtractor 204L that generates an error between left velocity command value Vlref and left velocity detection value Vl, and PI control that generates a left torque command value Tlcom by performing PI (proportional, integral) control on the error. Part 206L. The same applies to the right wheel.

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。   In the torque limit unit 208, a torque limit curve Tlim (n) that defines the upper limit value Tlim of the torque command values Tlcom and Trcom is defined as a function of the motor speed n.

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。   The torque limit unit 208 limits the left torque command value Tlcom to an upper limit value Tllim which is determined according to the current speed nl of the left traveling motor M1L and the torque limit curve Tlim (n). Similarly, the torque limit unit 208 limits the right torque command value Trcom to an upper limit value Trlim determined according to the current speed nr of the right traveling motor M1R and the torque limit curve Tlim (n).

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。   Inverters 210L and 210R drive travel motors M1L and MIR based on torque command values Tlref and Trref from torque limit unit 208.

特開2005−184978号公報JP 2005-184978 A

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。   In the motor drive device 300r of FIG. 1, PI control is performed for the left and right drive wheels. The control characteristics of the motor drive device 300r depend on the type of control (P control, PI control, PID control, etc.), the proportional term coefficient of the PID control, the integral term coefficient, the differential term coefficient, etc. The type and each coefficient must be complete. This is because if the left and right coefficients do not match, the vehicle behavior becomes asymmetrical.

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。   In other words, if the left and right wheel speeds are controlled, the same control characteristics must be set for the left and right drive wheels, so the degree of freedom in designing the control characteristics is low.

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。   The present invention has been made in such a situation, and one of exemplary purposes of an embodiment thereof is to provide a driving device for a travel motor of a forklift that can realize a high degree of freedom by an approach different from the conventional one. .

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。   An aspect of the present invention includes a left traveling motor and a right traveling motor that are mounted on an electric forklift and transmit power to each of a left driving wheel and a right driving wheel of the electric forklift based on a speed command value indicating a target speed of the electric forklift. The present invention relates to a motor drive device to be controlled. The motor drive device instructs (i) a combined speed defined as a speed at a predetermined position of the vehicle body of the electric forklift based on a speed command value according to a driver's operation and a turning angle of a steered wheel of the electric forklift. A first calculation unit that calculates a combined speed command value and (ii) a speed difference command value that indicates a speed difference defined according to a difference between the speed of the left traveling motor and the right traveling motor; A left speed detection value indicating the current speed of the motor, a right speed detection value indicating the current speed of the right traveling motor, and a turning angle; and (i) a combined speed detection value indicating the current combined speed; , (Ii) a second calculation unit for calculating a speed difference detection value indicating the current speed difference, and (i) generating a first torque command value according to an error between the combined speed command value and the combined speed detection value (Ii) Depending on the error between the speed difference command value and the speed difference detection value, A torque command value is generated. (Iii) Based on the first torque command value and the second torque command value, a left torque command value for instructing the torque of the left traveling motor and a right torque command value for instructing the torque of the right traveling motor are obtained. A torque command value generation unit for generating.

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。   According to this aspect, since the feedback control is performed using the speed at a predetermined position of the vehicle body and the speed difference between the left and right traveling motors as a monitoring amount, the feedback control characteristics of the combined speed and the speed difference can be independently designed. Higher degree of freedom.

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。   The synthesized speed detection value may be defined as one of the left speed detection value and the right speed detection value corresponding to the outer ring or the inner ring.

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。   The predetermined portion may be one of an outer wheel or an inner wheel. The synthesized speed detection value may be one of the left speed detection value and the right speed detection value corresponding to the outer driving wheel or the inner driving wheel.

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。
The combined speed detection value may be calculated by a weighted average of the left speed detection value and the right speed detection value when the turning angle is included in a predetermined range near zero.
Thereby, it can prevent that control becomes discontinuous.

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。   The speed difference detection value may be a difference between the left speed detection value and the right speed detection value.

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。   The speed difference command value is a value corresponding to the difference between the speed assumed for the left travel motor and the speed assumed for the right travel motor when the predetermined part of the vehicle travels at a speed corresponding to the combined speed command value. May be defined as

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。   The torque command value generation unit sets one of the left torque command value and the right torque command value as an addition value of the first torque command value and the second torque command value, and sets the other of the left torque command value and the right torque command value as the first torque command value. It is good also as a difference of 1 torque command value and 2nd torque command value.

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。   In a drive device according to a certain aspect, a first speed limit curve that defines an upper limit of a combined speed command value is defined as a function of a turning angle, and the combined speed command value is converted into a first speed limit curve and a turning angle. You may further provide the 1st turning speed limit part restrict | limited below the upper limit determined according to it.

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。   In one aspect of the drive device, the second speed limit curve that defines the upper limit of the speed difference command value is defined as a function of one of the synthesized speed detection value and the synthesized speed command value and the turning angle, and the speed difference command value May be further provided with a second turning speed limit unit that restricts the second speed limit curve, one of the combined speed detection value and the combined speed command value, and an upper limit value determined according to the turning angle.

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。   Another aspect of the present invention relates to a forklift. The forklift includes a left driving wheel and a right driving wheel, a left traveling motor and a right traveling motor that transmit power to the left driving wheel and the right driving wheel, and any one of the motors described above that drives the left traveling motor and the right traveling motor. A driving device.

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。   Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、フォークリフトを制御できる。   According to the present invention, a forklift can be controlled.

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。It is a block diagram which shows the structure of the motor drive device mounted in the dual motor type electric forklift which the present inventors examined. フォークリフトの外観図を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external view of a forklift. フォークリフトの操縦パネルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control panel of a forklift. 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。It is a block diagram which shows the structure of the electric system of a dual motor type forklift, and a mechanical system. 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。FIGS. 5A and 5B are views schematically showing a dual motor type forklift. 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。It is a block diagram which shows the structure of the motor drive device (1st power converter device) which concerns on embodiment. 重み付け係数を示す図である。It is a figure which shows a weighting coefficient. 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。It is a block diagram which shows the structure of a part of motor drive device which concerns on a modification.

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。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

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。
In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected to each other in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as their electric It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.

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。   FIG. 2 is a perspective view showing an external view of the forklift. The forklift 600 includes a vehicle body (chassis) 602, a fork 604, a lifting body (lift) 606, a mast 608, and wheels 610 and 612. The mast 608 is provided in front of the vehicle body 602. The lifting body 606 is driven by a power source such as a hydraulic actuator (not shown in FIG. 2, 116 in FIG. 4) and moves up and down along the mast 608. A fork 604 for supporting a load is attached to the elevating body 606.

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。   FIG. 3 is a view showing an example of the control panel 700 of the forklift. The control panel 700 includes an ignition switch 702, a steering wheel 704, a lift lever 706, an accelerator pedal 708, a brake pedal 710, a dashboard 714, and a forward / reverse lever 712.

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。   The ignition switch 702 is a switch for starting the forklift 600. The steering wheel 704 is an operation means for steering the forklift 600. The lift lever 706 is an operation means for moving the elevating body 606 up and down. The accelerator pedal 708 is an operating means that controls the rotation of the traveling wheels, and the travel of the forklift 600 is controlled by the user adjusting the amount of depression. When the user depresses the brake pedal 710, the brake is applied. The forward / reverse lever 712 is a lever for switching the traveling direction of the forklift 600 between forward and reverse. In addition, an inching pedal (not shown) may be provided.

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。   Next, the configuration of the forklift 600 will be described for traveling, cargo handling, and steering. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an electric system and a mechanical system of the dual motor type forklift 600. The ECU (electronic control controller) 110 is a processor for controlling the forklift 600 as a whole.

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。
Battery 106 outputs battery voltage V BAT between P line and N line.
The first power conversion device 100, the second power conversion device 102, and the third power conversion device 104 constitute a motor drive device 300. Motor drive device 300 drives travel motors M1L, M1R, cargo handling motor M2, and steering motor M3 based on first control command value S1 to third control command value S3 from ECU 110, respectively. The first power conversion device 100, a second power converter 102, respectively the third power converter 104 receives the battery voltage V BAT, is converted into three-phase alternating current signal, the corresponding motor M1L, the M1R, M2, M3 Supply.

(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。
(Running)
The ECU 110 receives a signal for instructing forward and backward from the forward / reverse lever 712 and a signal indicating a travel operation amount corresponding to the depression amount from the accelerator pedal 708, and receives a first control command value S1 corresponding to the first control command value S1 as a first value. It outputs to the power converter 100. The first power conversion device 100 controls the power supplied to each of the left traveling motor M1L and the right traveling motor M1R according to the first control command value S1. The first control command value S1 has a correlation with the speed command value that instructs the target speed of the traveling motor M1. The left front wheel (left drive wheel) 610L, which is a drive wheel, is rotated by the power of the left travel motor M1L, and the right front wheel (right drive wheel) 610R is rotated by the power of the right travel motor M1R.

(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。
(Handling)
The vertical movement of the elevating body 606 is controlled by the inclination of the lift lever 706. The ECU 110 detects the tilt of the lift lever 706 and outputs a second control command value S <b> 2 indicating a cargo handling operation amount corresponding to the tilt to the second power conversion device 102. The second power converter 102 supplies power corresponding to the second control command value S2 to the cargo handling motor M2, and controls its rotation. The elevating body 606 is connected to the hydraulic actuator 116. The hydraulic actuator 116 converts the rotary motion generated by the cargo handling motor M2 into a linear motion and controls the lifting body 606.

(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。
(steering)
The encoder 122 detects the rotation angle of the steering wheel 704 and outputs a signal indicating the rotation angle to the ECU 110. ECU 110 outputs third control command value S3 corresponding to the rotation angle to third power conversion device 104. The third power converter 104 supplies power corresponding to the third control command value S3 to the steering motor M3, and controls the number of rotations thereof. A rear wheel 612 that is a steered wheel is connected to a gear box 124 via a tie rod 126. The rotational motion of the steering motor M3 is transmitted to the tie rod 126 via the hydraulic actuator 118 and the gear box 124, and the steering is controlled.

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。   FIGS. 5A and 5B are diagrams schematically showing a dual motor type forklift 600. L is the wheel base, Trf is the front tread, Trr is the rear tread, nl (rpm) is the speed of the left driving wheel 610L, nr (rpm) is the speed of the right driving wheel 610R, and Vl (m / s) is the left driving. The speed of the wheel 610L and Vr (m / s) indicate the speed of the right drive wheel 610R.

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。
The turning angles of the rear wheels 612L and 612R which are steered wheels can be controlled by the Ackerman steering mechanism. The intersection of the axles of the rear wheels 612L and 612R becomes the rotation center O of the vehicle body, and the rotation center O moves left and right on the axes of the front wheels 610L and 610R in accordance with the turning angle δr. In the present embodiment, the turning angle δr is defined as the rotation angle of the right rear wheel, but those skilled in the art understand that the definition of the turning angle δr is not limited thereto. The steered angle δr is positive when turning left as shown in FIG. 5A and negative when turning left as shown in FIG. 5B.
ρx is the distance between the rotation center O and the midpoint (referred to as the vehicle body representative point X) of the front wheels 610L and 610R.

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。   The steering mechanism of the forklift 600 allows the rotation center O to move between the front wheels 610L and 610R. In this case, the left and right drive wheels 610L and 610R are controlled to rotate in the reverse direction.

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。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a motor drive device 300 (first power conversion device 100) according to the embodiment. The motor drive device 300 includes a first calculation unit 230, a torque command value generation unit 202, a torque limit unit 208, an inverter 210, a speed sensor 220, an n / V converter 221, a turning angle sensor 222, and a second calculation unit 232. Prepare.

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。   The speed sensor 220 is also called a resolver, and detects the rotational speeds nl and nr of the left traveling motor M1L and the right traveling motor M1R. The n / V converters 221L and 221R multiply the rotational speeds nl and nr by a coefficient corresponding to the tire circumference, the reduction gear ratio, and the like, so that the wheel speed (left speed detection value) Vlfb of the left drive wheel 610L. The wheel speed (left speed detection value) Vrfb of the right drive wheel 610R is calculated. The turning angle sensor 222 detects the turning angle δr.

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。   This motor drive device 300 uses the combined speed Vx of the vehicle and the speed difference Vy between the left and right drive wheels as feedback control targets. Specifically, the motor driving device 300 adjusts the detected value of the speed difference Vy so that the detected value of the combined speed Vx (the combined speed detected value Vxfb) matches the target value (the combined speed command value Vxcom). The rotational speeds of the left and right traveling motors M1L and M1R are adjusted by feedback so that the speed difference detection value Vyfb) matches the target value (speed difference command value Vycom).

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。   The combined speed Vx is defined as the speed of a predetermined part of the vehicle body, and the speed difference Vy is defined as a value corresponding to the difference between the speeds of the outer ring and the inner ring. More specifically, in the present embodiment, the predetermined portion is the outer drive wheel, and the combined speed Vx is defined as the speed of the outer drive wheel.

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。   Based on the speed command value Vref according to the driver's operation and the turning angle δr of the steered wheels of the forklift 600, the first calculation unit 230 (i) the speed Vl of the left traveling motor M1L and the speed Vr of the right traveling motor M1R. And (ii) a speed difference command value Vyref indicating the speed difference Vy between the speed Vl of the left traveling motor M1L and the speed Vr of the right traveling motor M1R is calculated. .

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
In the present embodiment, the combined speed command value Vxref is the speed command value Vref.
Vxref = Vref

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
The speed difference command value Vyref is the speed Vl assumed for the left travel motor M1L and the right travel motor when a predetermined portion of the vehicle (in this case, the outer drive wheel) travels at a speed corresponding to the combined speed command value Vxref. It is defined as a value corresponding to the speed difference Vr assumed in M1R.
Vyref = Vr−Vl

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。   A person skilled in the art understands that Vyref = Vl−Vr may be defined. In this case, the sign of other variables may be appropriately reversed for other variables.

図5(a)、(b)を参照して、速度差指令値Vyrefについて説明する。   With reference to FIGS. 5A and 5B, the speed difference command value Vyref will be described.

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
1. δr = 0 (straight)
When traveling straight, ideally, the speeds of the left traveling motor M1L and the right traveling motor M1R are equal. Therefore, the speed difference command value Vyref when traveling straight is zero.
Vyref = 0

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。
2. δr ≠ 0 (when turning)
At the time of turning, there is a speed difference between the outer ring speed Vo and the inner ring speed Vi. Each of the right turn and the left turn will be specifically described.

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。
2.1. δr> 0 (turn left)
At this time, the right traveling motor corresponds to the outer ring, and the left traveling motor corresponds to the inner ring.
Vo = Vr
Vi = Vl = η × Vo
However, the coefficient η is given by (ρx−Trf / 2) / (ρx + Trf / 2). ρx = L / tan (δr) −Trr / 2.

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
Therefore, the speed difference command value Vyref when turning left is
Vyref = Vr−Vl = (1−η) × Vo
= Trf / (ρx + Trf / 2) × Vo
It becomes. In the present embodiment, the outer wheel speed Vo is a combined speed command value Vxref = Vref. Accordingly, the speed difference command value Vyref at the time of turning left is calculated by the following equation.
Vyref = Trf / (ρx + Trf / 2) × Vref

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
2.2. δr <0 (turn right)
At this time, the right travel motor corresponds to the inner ring and the left travel motor corresponds to the outer ring.
Vo = Vl
Vi = Vr = η × Vl

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。   However, when δr ≠ −π / 2, ρx = −L / tan (δr) + Trr / 2, and when δr = −π / 2, ρx = Trr / 2.

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
Therefore, the speed difference command value Vyref when turning right is
Vyref = Vr−Vl = (η−1) × Vo
= −Trf / (ρx + Trf / 2) × Vo
It becomes. In the present embodiment, the outer wheel speed Vo is a combined speed command value Vxref = Vref. Therefore, the speed difference command value Vyref at the time of turning right is calculated by the following formula.
Vyref = Trf / (ρx + Trf / 2) × Vref

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。   Returning to FIG. The second calculation unit 232 calculates a left speed detection value Vlfb indicating the current speed Vl of the left travel motor M1L, a right speed detection value Vrfb indicating the current speed Vr of the right travel motor M1R, and the turning angle δr. receive. The second calculation unit 232 includes (i) a combined speed detection value Vxfb indicating a combined speed Vx of the current speed Vl of the left traveling motor M1L and the speed Vr of the right traveling motor M1R, and (ii) the current left traveling motor M1L. A speed difference detection value Vyfb indicating a speed difference Vy between the speed Vl and the speed Vr of the right traveling motor M1R is calculated.

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
Specifically, the speed difference detection value Vyfb corresponds to the difference Vlfb−Vrfb between the right speed detection value Vrfb and the left speed detection value Vlfb.
Vyfb = Vrfb−Vlfb

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。   The combined speed detection value Vxfb is one of the left speed detection value Vlfb and the right speed detection value Vrfb that corresponds to the outer ring.

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。   Most simply, Vxfb = Vrfb when δr ≧ 0, and Vxfb = Vlfb when δr <0. Alternatively, Vxfb = Vrfb when δr> 0, and Vxfb = Vlfb when δr ≦ 0. However, in these controls, there is a problem that the control becomes discontinuous when traveling straight (δr = 0) and when turning (δr ≠ 0).

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
In order to solve this problem, when δr is within a predetermined range near zero (−α <δr <α), the left speed detection value Vlfb and the right speed detection value Vrfb are weighted and averaged by coefficients Kl and Kr. Thus, it is desirable to calculate the composite speed detection value Vxfb.
Vxfb = Vlfb × Kl + Vrfb × Kr

図7は、重み付け係数を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating weighting coefficients.

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)
The coefficients Kl and Kr are defined as a function of the turning angle δr.
Kl = 1 (δr <−α)
K1 = 0 (δr> α)
In the range of −α <δr <α, Kl is determined to increase monotonously according to δr. For example, Kl varies linearly with δr.
K1 = − (δr / 2α) +0.5 (−α <δr <α)

Kr=1 (δr>α)
Kr=0 (δr<α)
Kr=(δr/2α)+0.5 (−α<δr<α)
Kr = 1 (δr> α)
Kr = 0 (δr <α)
Kr = (δr / 2α) +0.5 (−α <δr <α)

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
Therefore, in the range of −α <δr <α, the following equation is given.
Vxfb = {− (δr / 2α) +0.5} × Vlfb + {(δr / 2α) +0.5} × Vrfb

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。   By performing the weighted average processing, discontinuity of control can be prevented and the system can be stabilized.

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。   Returning to FIG. The torque command value generation unit 202 (i) generates a first torque command value Txcom according to an error between the combined speed command value Vxref and the combined speed detection value Vxfb, and (ii) detects the speed difference command value Vyref and the speed difference. A second torque command value Tycom is generated according to the error of the value Vyfb. Then, the torque command value generation unit 202 (iii) generates the torque of the left torque command value Tlcom and the torque of the right travel motor M1R for instructing the torque of the left travel motor M1L based on the first torque command value Txcom and the second torque command value Tycom. A right torque command value Trcom to be instructed is generated.

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。   The torque command value generation unit 202 generates a torque command value by PI control, for example. The torque command value generator 202 includes adders / subtractors 204x and 204y, PI controllers 206x and 206y, adders / subtractors 205L and 205R, and coefficient circuits 207L and 207R.

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。   The adder / subtractor 204x calculates a difference ΔVx between the combined speed command value Vxref and the combined speed detection value Vxfb. The PI control unit 206x performs PI (proportional, integral) control on the error ΔVx to generate a first torque command value Txcom. The adder / subtractor 204y calculates a difference ΔVy between the speed difference command value Vyref and the speed difference detection value Vyfb. The PI control unit 206y performs PI (proportional, integral) control on the error ΔVy to generate a second torque command value Tycom.

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。   The control method of the PI control units 206x and 206y is not limited to PI control, and other control (PID control or the like) may be used.

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
The torque command value generation unit 202 sets one of the left torque command value Tlcom and the right torque command value Trcom as an addition value of the first torque command value Txcom and the second torque command value Tycom, and sets the other one as the first torque command value. The difference between the value Txcom and the second torque command value Tycom is used. In the present embodiment, the adders / subtractors 205L and 206R generate the left and right torque command values Tlcom and Trcom by the following calculation.
Tlcom = Txcom + Tycom
Trcom = Txcom-Tycom

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。   The coefficient circuits 207L and 207R respectively multiply the torque command values Tlcom and Trcom by a predetermined coefficient. The positions of the coefficient circuits 207L and 207R are not limited to those in FIG. 6, and may be provided at different positions.

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。   In the torque limit unit 208, a torque limit curve Tlim (n) that defines the upper limit value Tlim of the torque command values Tlcom and Trcom is defined as a function of the motor speed n.

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。   The torque limit unit 208 limits the left torque command value Tlcom to an upper limit value Tllim which is determined according to the current speed nl of the left traveling motor M1L and the torque limit curve Tlim (n). Similarly, the torque limit unit 208 limits the right torque command value Trcom to an upper limit value Trlim determined according to the current speed nr of the right traveling motor M1R and the torque limit curve Tlim (n).

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。   Inverters 210L and 210R drive travel motors M1L and MIR based on torque command values Tlref and Trref from torque limit unit 208.

以上がモータ駆動装置300の構成である。   The above is the configuration of the motor driving device 300.

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。   According to this motor drive device 300, instead of setting the rotational speeds of the left and right traveling motors as feedback control targets, their combined speed and speed difference are set as control targets. As a result, the vehicle can be controlled in accordance with the operation of the driver both when traveling straight and when turning.

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。   In particular, in the motor drive device 300r of FIG. 1, it is necessary to match the control type and the PI control coefficient for the left and right traveling motors. On the other hand, according to the motor driving device 300 of FIG. 6, the coefficients of the proportional terms of the PI control units 206x and 206y are optimized to different values and / or the integral terms of the PI control units 206x and 206y, respectively. The coefficients can be optimized to different values, and the degree of freedom in design can be increased. Furthermore, different control methods (P control, PI control, PID control, etc.) can be selected for the PI control unit 206x and the PI control unit 206y.

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。   In addition, according to the motor drive device 300 of FIG. 6, the turning speed (yaw rate) can be more appropriately controlled and limited by introducing the turning speed limit unit 234 described below. Hereinafter, this advantage will be described.

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。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a partial configuration of a motor driving device 300a according to a modification.
The motor drive device 300a includes a turning speed limit unit 234 in addition to the motor drive device 300 of FIG.

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。   The turning speed limit unit 234 includes a first turning speed limit unit 234x and a second turning speed limit unit 234y. In the first turning speed limit unit 234x, a first speed limit curve fxlim that defines an upper limit Vxlim of the combined speed command value Vxref is defined as a function of the turning angle δr. The first turning speed limit unit 234x limits the combined speed command value Vxref from the first calculation unit 230 to an upper limit value Vxlim that is determined according to the first speed limit curve fxlim and the turning angle.

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。   In the second turning speed limit unit 234y, a second speed limit curve fylim that defines an upper limit Vylim of the speed difference command value Vyref is a function of one of the combined speed detection value Vxfb and the combined speed command value Vxref and the turning angle δr. Is defined. The second turning speed limit unit 234y reduces the speed difference command value Vyref to an upper limit value Vylim which is determined according to the second speed limit curve fylim, one of the combined speed detection value Vxfb and the combined speed command value Vxref, and the turning angle δr. Restrict.

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。   The combined speed command value Vxref ′ speed difference command value Vyref ′ limited by the turning speed limit units 234 x and 234 y is input to the torque command value generation unit 202.

以上が変形例に係るモータ駆動装置300aの構成である。   The above is the configuration of the motor driving device 300a according to the modification.

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。   Since the forklift is used in a narrow work area, the turning radius is effective compared to a general vehicle, in other words, the turning radius can be made very small. Therefore, if no restriction is applied, the vehicle posture may become unstable if the accelerator is depressed when the turning radius is small.

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。   By introducing the turning speed limit unit 234, the speed at the time of turning can be appropriately limited according to the turning angle δr, so that discomfort experienced by the user can be reduced.

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。   The speed limit curves fxlim and fylim may be defined so that the angular velocity ω with respect to the center of rotation (O in FIG. 5A) is equal to or less than a certain threshold value.

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。   In the above, this invention was demonstrated based on the Example. It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes are possible, various modifications are possible, and such modifications are within the scope of the present invention. By the way. Hereinafter, such modifications will be described.

(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。
(Modification 1)
In the embodiment, the composite speed Vx is defined as the speed of the outer ring, but the present invention is not limited to this. For example, the combined speed Vx may be defined as a speed at a predetermined portion of the body of the electric forklift, and is not limited to the speed of the outer ring.
For example, a predetermined portion may be defined as the inner ring, and the combined speed Vx may be defined as the speed of the inner ring. Alternatively, the predetermined location is an arbitrary point on the axis of the left driving wheel and the right driving wheel, for example, the midpoint of the left driving wheel and the right driving wheel, and the combined speed Vx is an average value of the speeds of the left and right driving wheels. Also good.

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。   The present invention is not limited to an electric forklift, and can be applied to various industrial vehicles having a similar mechanism.

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。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 600 ... Forklift, 602 ... Car body, 604 ... Fork, 606 ... Lifting body, 608 ... Mast, 610 ... Front wheel, 612 ... Rear wheel, 106 ... Battery, 100 ... First power converter, 102 ... Second power converter, DESCRIPTION OF SYMBOLS 104 ... 3rd power converter, 110 ... ECU, 116, 118 ... Hydraulic actuator, 120 ... Steering shaft, 122 ... Resolver, 124 ... Gear box, 126 ... Tie rod, 200 ... Speed distribution part, 202 ... Torque command value generation part , 204, adder / subtractor, 206, PI control unit, 208, torque limit unit, 210, inverter, 220, speed sensor, 221, n / V converter, 222, turning angle sensor, 230, first calculation unit, 232 ... 2nd calculating part, 234 ... Turning speed limit part, 234x ... 1st turning speed limit part, 234y ... 2nd turning Degree limit unit, M1 ... travel motor, M1L ... left travel motor, M1R ... right travel motor, M2 ... loading motor, M3 ... steering motor, 300 ... motor drive device, 700 ... control panel, 610L ... left drive wheel, 610R ... Right drive wheel, 702 ... ignition switch, 704 ... steering wheel, 706 ... lift lever, 708 ... accelerator pedal, 710 ... brake pedal, 712 ... forward / reverse lever, 714 ... dashboard.

Claims (10)

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。
A motor drive device that is mounted on an electric forklift and controls a left traveling motor and a right traveling motor that transmit power to each of the left driving wheel and the right driving wheel of the electric forklift based on a speed command value indicating a target speed of the electric forklift Because
Based on the speed command value according to the operation of the driver and the turning angle of the steered wheels of the electric forklift, (i) a composite speed command for instructing a composite speed defined as a speed at a predetermined position of the vehicle body of the electric forklift A first calculation unit that calculates a value and (ii) a speed difference command value that indicates a speed difference defined according to a difference between the speed of the left traveling motor and the speed of the right traveling motor;
The left speed detection value indicating the current speed of the left travel motor, the right speed detection value indicating the current speed of the right travel motor, and the turning angle, and (i) the current combined speed A second calculation unit that calculates a combined speed detection value to be displayed and (ii) a speed difference detection value indicating the current speed difference;
(I) generating a first torque command value according to an error between the synthesized speed command value and the synthesized speed detection value; and (ii) changing a first torque command value according to an error between the speed difference command value and the speed difference detected value. (Iii) Based on the first torque command value and the second torque command value, the left torque command value for instructing the torque of the left traveling motor and the torque of the right traveling motor are instructed. A torque command value generator for generating a right torque command value;
A motor drive device comprising:
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。
The predetermined portion is one of an outer wheel or an inner wheel.
2. The motor drive device according to claim 1, wherein the combined speed detection value is one of the left speed detection value and the right speed detection value corresponding to an outer drive wheel or an inner drive wheel. .
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。   The combined speed detection value is calculated by a weighted average of the left speed detection value and the right speed detection value when the turning angle is included in a predetermined range near zero. 2. The motor drive device according to 2. 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。   4. The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the speed difference detection value is a difference between the left speed detection value and the right speed detection value. 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。   The speed difference command value is defined as a value corresponding to a difference in speed between the left travel motor and the right travel motor when the predetermined portion of the vehicle body travels at a speed corresponding to the combined speed command value. The motor driving device according to claim 1, wherein the motor driving device is a motor driving device. 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。   The torque command value generation unit uses one of the left torque command value and the right torque command value as an addition value of the first torque command value and the second torque command value, and the left torque command value and the right torque 6. The motor drive device according to claim 1, wherein the other of the command values is a difference between the first torque command value and the second torque command value. 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。   A first speed limit curve that defines an upper limit of the combined speed command value is defined as a function of the turning angle, and the combined speed command value is determined according to the first speed limit curve and the turning angle. The motor drive device according to claim 1, further comprising a first turning speed limit unit that limits the value to a predetermined upper limit value or less. 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。   A second speed limit curve that defines an upper limit of the speed difference command value is defined as a function of one of the synthesized speed detection value and the synthesized speed command value and the turning angle, and the speed difference command value is The vehicle further comprises a second turning speed limit unit configured to limit the second speed limit curve, one of the combined speed detection value and the combined speed command value, and an upper limit value determined according to the turning angle. Item 8. The motor driving device according to any one of Items 1 to 7. 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。   The motor drive apparatus according to claim 1, wherein the combined speed command value is the speed command value. 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。
Left drive wheel and right drive wheel,
A left travel motor and a right travel motor that transmit power to each of the left drive wheel and the right drive wheel;
The motor driving device according to any one of claims 1 to 9, which drives the left traveling motor and the right traveling motor;
A forklift characterized by comprising:
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