JP2023085747A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータの回転速度が急変したとしても電動モータの消費動力の変化幅を小さく留めて、電動駆動式の走行駆動システム内におけるシステムトリップの発生を回避することが可能な作業車両を提供する。【解決手段】電動駆動式の走行駆動システムが搭載されたホイールローダ１において、コントローラ５は、アクセルペダル１２１の踏込量および操作レバー１２２の操作量に基づいて、エンジン３１の出力可能動力のうち電動モータ３４で消費させる消費動力を演算し、演算した消費動力または消費動力を基に演算したトルクを指令信号として電動モータ用インバータ４に対して出力し、電動モータ用インバータ４は、コントローラ５から出力された指令信号および電動モータ３４の補正回転速度Ｆｃに基づいて、電動モータ３４の補正トルクＴｒｃに係る指令電流値を演算し、演算した指令電流値を有する電流を電動モータ３４に対して出力する。【選択図】図４

Description

本発明は、電動駆動式の走行駆動システムが搭載された作業車両に関する。

近年、燃費低減を図ることを目的として、電動駆動式の走行システムが採用された作業車両が登場している。一般的に、電動駆動式の走行システムは、エンジンと、エンジンにより駆動される発電機と、発電機で発生した電力を回転力に変換する電動モータと、電動モータで発生するトルクを制御するインバータと、インバータを制御するコントローラと、を含んで構成される。

例えば、作業車両の一態様であるホイールローダは、車体の前部に取り付けられた作業装置を用いて、土砂や砕石などを含む地山を掘削する掘削作業を行う。この掘削作業では、ホイールローダが掘削対象である地山にバケットを貫入させる際に、車輪および電動モータが急減速する。さらに、ホイールローダがバケットを地山に押し込んでいく際には車輪がスリップしやすい。車輪がスリップすると電動モータの回転速度が急増速する。電動モータの回転速度が急減速したり急増速したりすると、電動モータの消費動力が急変してバス電圧が低電圧または高電圧になることから、走行駆動システム内でシステムトリップが発生する場合がある。

電動モータの消費動力の急変は、電動モータの回転速度が急変した場合に一定のトルクを出力し続けようとすることで発生する。そこで、例えば、特許文献１に開示されたホイールローダでは、バス電圧の低下を検知し、検知したバス電圧の低下に応じて電動モータの出力トルクが減少するように電動モータを制御することにより、電動モータの消費動力の急増を抑制して走行駆動システム内におけるシステムトリップの発生を回避している。

特開２０２０－２６１７５号公報

特許文献１に記載のホイールローダでは、例えば車体がスリップしたとき、電動モータの消費動力が急増することを防ぐべく、コントローラからインバータに対して出力するトルク指令を、電動モータの出力トルクが減少するように制御している。そして、電動モータの出力トルクが減少し電動モータの回転速度が減少した後に車体がグリップすると、コントローラは、電動モータの出力トルクを復帰させる。この一連の流れにおいて、コントローラの更新周期がインバータの更新周期よりも遅いことや、コントローラとインバータとの間の通信遅延などがあると、電動モータの出力トルクの変化幅が大きくなる。さらにこの状況において、車体のスリップやグリップ動作の繰り返し、すなわち電動モータの出力トルクの急変が繰り返されると、ドライバビリティが悪化する。

そこで、本発明の目的は、電動モータの回転速度が急変したとしても電動モータの消費動力の変化幅を小さく留めて、電動駆動式の走行駆動システム内におけるシステムトリップの発生を回避することが可能な作業車両を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の車輪が設けられた車体と、前記車体を構成するフレームに取り付けられた作業装置と、前記車体に搭載されたエンジンと、前記作業装置を操作するための操作装置と、前記操作装置の操作量に基づいて前記作業装置を駆動する油圧シリンダと、前記エンジンにより駆動されて前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプと、前記車体の駆動力を制御するためのアクセルペダルと、前記エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機で発生した電力を回転力に変換して前記複数の車輪に伝達する電動モータと、前記電動モータで発生させるトルクを演算し、電流を制御する電動モータ用インバータと、前記電動モータで消費させる消費動力に係る指令信号を前記電動モータ用インバータに対して出力するコントローラと、前記アクセルペダルの踏込量を検出する踏込量検出装置と、前記電動モータの回転速度を検出する回転速度検出装置と、前記操作装置の操作量を検出する操作量検出装置と、を備えた作業車両において、前記コントローラは、前記踏込量検出装置で検出された前記アクセルペダルの踏込量と、前記操作量検出装置で検出された前記操作装置の操作量と、に基づいて、前記エンジンの出力可能動力のうち前記電動モータで消費させる前記消費動力を演算し、演算した前記消費動力に基づいた前記指令信号を前記電動モータ用インバータに対して出力し、前記電動モータ用インバータは、前記コントローラから出力された前記指令信号と、前記回転速度センサで検出された前記電動モータの回転速度に基づいた補正回転速度と、に基づいて、前記電動モータで発生するトルクに係る指令電流値を演算し、演算した前記指令電流値を有する電流を前記電動モータに対して出力することを特徴とする。

本発明によれば、電動モータの回転速度が急変したとしても電動モータの消費動力の変化幅を小さく留めて、電動駆動式の走行駆動システム内におけるシステムトリップの発生を回避することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の各実施形態に係るホイールローダの一構成例を示す外観側面図である。 ホイールローダの駆動システムの一構成例を示すシステム構成図である。 ホイールローダの掘削作業時の様子を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るコントローラおよび電動モータ用インバータのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。 第１実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る電動モータ用インバータで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 電動モータが急減速した場合におけるコントローラと電動モータ用インバータとの間の指令信号のやり取りを時系列で示すグラフである。 電動モータが急加速した場合におけるコントローラと電動モータ用インバータとの間の指令信号のやり取りを時系列で示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るコントローラおよび電動モータ用インバータのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。 第２実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る電動モータ用インバータで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るコントローラおよび電動モータ用インバータのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。 第３実施形態に係る電動モータ用インバータで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係るコントローラおよび電動モータ用インバータのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。 第４実施形態に係る電動モータ用インバータで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係るコントローラおよび電動モータ用インバータのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。 第５実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第６実施形態に係るコントローラおよび電動モータ用インバータのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。 第６実施形態に係る電動モータ用インバータで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の各実施形態に係る作業車両の一態様として、例えば土砂や鉱物といった作業対象物を掘削してダンプトラックなどの積込み先へ積み込む荷役作業を行うホイールローダについて説明する。

＜ホイールローダ１の全体構成＞
まず、ホイールローダ１の全体構成について、図１を参照して説明する。

図１は、本発明の各実施形態に係るホイールローダ１の一構成例を示す外観側面図である。

ホイールローダ１は、車体が中心付近で中折れすることにより操舵されるアーティキュレート式の作業車両である。具体的には、車体の前部となる前フレーム１Ａと車体の後部となる後フレーム１Ｂとが、センタジョイント１０によって左右方向に回動自在に連結されており、前フレーム１Ａが後フレーム１Ｂに対して左右方向に屈曲する。

車体には４つの車輪１１が設けられており、２つの車輪１１が前輪１１Ａとして前フレーム１Ａの左右両側に、残り２つの車輪１１が後輪１１Ｂとして後フレーム１Ｂの左右両側に、それぞれ設けられている。なお、図１では、左右一対の前輪１１Ａおよび後輪１１Ｂのうち、左側の前輪１１Ａおよび後輪１１Ｂのみを示している。また、車体に設けられる複数の車輪１１の具体的な数については、特に制限はない。

前フレーム１Ａの前部には、荷役作業に用いる油圧駆動式の作業装置２が取り付けられている。作業装置２は、前フレーム１Ａに基端部が取り付けられたリフトアーム２１と、リフトアーム２１を駆動する２つのリフトアームシリンダ２２と、リフトアーム２１の先端部に取り付けられたバケット２３と、バケット２３を駆動するバケットシリンダ２４と、リフトアーム２１に回動可能に連結されてバケット２３とバケットシリンダ２４とのリンク機構を構成するベルクランク２５と、を有している。

なお、２つのリフトアームシリンダ２２およびバケットシリンダ２４はいずれも、作業装置２を駆動する油圧シリンダの一態様である。また、２つのリフトアームシリンダ２２は車体の左右方向に並んで配置されているが、図１では、左側に配置されたリフトアームシリンダ２２のみを破線で示している。

リフトアーム２１は、２つのリフトアームシリンダ２２に作動油が供給されて各ロッド２２０が伸縮することにより、前フレーム１Ａに対して上下方向に回動する。より具体的には、リフトアーム２１は、２つのリフトアームシリンダ２２の各ロッド２２０が伸びることにより前フレーム１Ａに対して上方向に回動し、各ロッド２２０が縮むことにより前フレーム１Ａに対して下方向に回動する。

バケット２３は、バケットシリンダ２４に作動油が供給されてロッド２４０が伸縮することにより、リフトアーム２１に対して上下方向に回動する。より具体的には、バケット２３は、バケットシリンダ２４のロッド２４０が伸びることによりチルト（リフトアーム２１に対して上方向に回動）し、ロッド２４０が縮むことによりダンプ（リフトアーム２１に対して下方向に回動）する。

なお、バケット２３は、例えばブレードなどの各種アタッチメントに交換することが可能であり、ホイールローダ１は、バケット２３を用いた掘削作業の他に、押土作業や除雪作業などの各種作業を行うこともできる。

後フレーム１Ｂには、オペレータが搭乗する運転室１２と、ホイールローダ１を駆動するために必要な各機器を内部に収容する機械室１３と、車体が傾倒しないように作業装置２とのバランスを保つためのカウンタウェイト１４と、が設けられている。後フレーム１Ｂにおいて、運転室１２は前部に、カウンタウェイト１４は後部に、機械室１３は運転室１２とカウンタウェイト１４との間に、それぞれ配置されている。

＜ホイールローダ１の駆動システム＞
次に、ホイールローダ１の駆動システムについて、図２を参照して説明する。

図２は、ホイールローダ１の駆動システムの一構成例を示すシステム構成図である。

ホイールローダ１は、電動駆動システムにより車体の走行が制御され、油圧駆動システムにより作業装置２およびステアリングの動作が制御される。電動駆動システムおよび油圧駆動システムの駆動源であるエンジン３１は、例えばディーゼルエンジンなどの内燃機関を含んで構成され、電動駆動システムおよび油圧駆動システムで消費させる動力を確保できるように回転数（回転速度）が制御される。

電動駆動システムは、エンジン３１により駆動される発電機３２と、発電機３２で発生するトルクを制御する発電機用インバータ３３と、発電機３２で発生した電力を回転力に変換する電動モータ３４と、電動モータ３４で発生するトルクを制御する電動モータ用インバータ４と、電動モータ３４の出力側に接続されたトランスミッション３５と、を含んで構成される。

発電機３２は、ギア３１Ａを介してエンジン３１に接続されると共に、発電機用インバータ３３および電動モータ用インバータ４を介して電動モータ３４に接続されておりエンジン３１の出力トルクを基に発電し、発電した電力を電動モータ３４に供給する。

発電機用インバータ３３は、コントローラ５に電気的に接続されており、コントローラ５から出力された指令信号に基づいて、発電機３２で発生するトルクに係る電流を発電機３２に対して出力する。

電動モータ３４は、発電機３２から供給された電力を回転力に変換し、変換した回転力（トルク）をトランスミッション３５に伝達する。電動モータ３４の回転速度は、電動モータ３４に取り付けられた回転速度検出装置としての回転速度センサ３４Ａで検出される。

電動モータ用インバータ４は、発電機用インバータ３３と同様に、コントローラ５に電気的に接続されており、コントローラ５から出力された指令信号に基づいて、電動モータ３４で発生するトルクに係る指令電流を電動モータ３４に対して出力する。

なお、コントローラ５が出力する指令信号は、運転室１２（図１参照）内に設けられて車体の駆動力を制御するアクセルペダル１２１の踏込量に基づいて演算される。また、アクセルペダル１２１の踏込量は、アクセルペダル１２１に取り付けられた踏込量検出装置としての踏込量センサ１２１Ａによって検出される。

トランスミッション３５は、内部に設けられた複数の係合クラッチを切り換えることにより、入力軸と出力軸との間の変速比を切り替える。これにより、電動モータ３４からトランスミッション３５に伝達されたトルク（電動モータ３４で発生したトルク）は、変速比が乗算された上でトランスミッション３５の出力軸から出力される。そして、トランスミッション３５から出力されたトルクは、プロペラシャフトおよび前後のデファレンシャル機構を介して４つの車輪１１に伝達され、これにより、４つの車輪１１が回転駆動してホイールローダ１が走行する。

油圧駆動システムは、エンジン３１により駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプ６１と、左右一対のステアリングシリンダ１０Ｌ，１０Ｒと、２つのリフトアームシリンダ２２と、バケットシリンダ２４と、油圧ポンプ６１から吐出されて各油圧シリンダ１０Ｌ，１０Ｒ，２２，２４に供給される作動油の流れ（方向および流量）を制御する方向制御弁装置６２と、を含んで構成される。

油圧ポンプ６１は、発電機３２と同様に、ギア３１Ａを介してエンジン３１に接続されている。すなわち、発電機３２と油圧ポンプ６１とは、エンジン３１およびギア３１Ａに対して並列に接続されており、エンジン３１の出力動力は、発電機３２（電動駆動システム側）と油圧ポンプ６１（油圧駆動システム側）とに分配される。

方向制御弁装置６２は、油圧ポンプ６１と各油圧シリンダ１０Ｌ，１０Ｒ，２２，２４との間に設けられ、コントローラ５から出力された指令信号に基づいて制御される。運転室１２（図１参照）内には、作業装置２（リフトアーム２１およびバケット２３）を操作するための操作装置として操作レバー１２２および車体の操舵装置としてのハンドル１２３がそれぞれ設けられており、操作レバー１２２の操作量およびハンドル１２３の操作量のそれぞれに応じた操作信号がコントローラ５に入力される。そして、コントローラ５は、操作レバー１２２から出力された操作信号およびハンドル１２３から出力された操作信号のそれぞれに基づいた指令信号を方向制御弁装置６２に対して出力する。

なお、操作レバー１２２の操作量は、例えば、操作レバー１２２に取り付けられた操作量センサ１２２Ａにより検出される。操作レバー１２２の操作量を検出する操作量検出装置の態様としては、操作量センサ１２２Ａの他に、油圧ポンプ６１の吐出圧や作業装置２の角速度や各油圧シリンダ２２，２４の長さや圧力を検出し当該操作量を推定するものとしてもよい。また、ハンドル１２３の操作量は、ハンドル１２３に取り付けられた角度センサ（不図示）などにより検出される。

このように、電動駆動システムおよび油圧駆動システムはいずれも、コントローラ５からの指令信号に基づいて制御されている。コントローラ５は、回転速度センサ３４Ａで検出された電動モータ３４の回転速度や踏込量センサ１２１Ａで検出されたアクセルペダル１２１の踏込量、操作レバー１２２およびハンドル１２３からの操作信号などが入力され、入力された各データや信号に基づいて、方向制御弁装置６２や発電機用インバータ３３および電動モータ用インバータ４などに指令信号が出力される。

＜ホイールローダ１の掘削作業＞
次に、ホイールローダ１の掘削作業について、図３を参照して説明する。

図３は、ホイールローダ１の掘削作業時の様子を示す図である。

ホイールローダ１は、まず、掘削対象である地山Ｘに向かって前進し、バケット２３を地山Ｘに突入させる。なお、このとき、地山Ｘを構成する鉱物の種類や地山Ｘの状態（固さ）などによっては、ホイールローダ１は大きなけん引力を必要とし、車体がストール状態になる場合がある。

次に、ホイールローダ１は、バケット２３を地山Ｘに押し込みながらバケット２３をチルトさせて土砂や鉱物などの荷を掬い上げる。なお、このとき、地面の状態などによっては、車輪１１が滑って車体がスリップしてしまう場合がある。

車体がストール状態になると電動モータ３４の回転速度が急減速し、反対に、車体がスリップすると電動モータ３４の回転速度が急増速してしまう。このように、電動モータの回転速度が急減速あるいは急増速すると、電動モータ３４の消費動力が急変してバス電圧が低電圧または高電圧になり、電動駆動システムがシステムトリップを起こす場合がある。そこで、ホイールローダ１では、電動駆動システムがシステムトリップを起こさないように、コントローラ５および電動モータ用インバータ４で制御を行っている。以下、コントローラ５および電動モータ用インバータ４それぞれの具体的な機能構成について、実施形態ごとに説明する。

＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るコントローラ５および電動モータ用インバータ４について、図４～８を参照して説明する。

図４は、第１実施形態に係るコントローラ５および電動モータ用インバータ４のそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。

コントローラ５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、入力Ｉ／Ｆ、および出力Ｉ／Ｆがバスを介して互いに接続されて構成される。そして、踏込量センサ１２１Ａ、操作量センサ１２２Ａ、および回転速度センサ３４Ａといった各種のセンサなどが入力Ｉ／Ｆに接続され、電動モータ用インバータ４などが出力Ｉ／Ｆに接続されている。

同様にして、電動モータ用インバータ４についても、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、入力Ｉ／Ｆ、および出力Ｉ／Ｆがバスを介して互いに接続されて構成される。そして、回転速度センサ３４Ａといった各種のセンサなどが入力Ｉ／Ｆに接続され、電動モータ３４などが出力Ｉ／Ｆに接続されている。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭやＨＤＤ若しくは光学ディスク等の記録媒体に格納された制御プログラム（ソフトウェア）をＣＰＵが読み出してＲＡＭ上に展開し、展開された制御プログラムを実行することにより、制御プログラムとハードウェアとが協働して、コントローラ５の機能および電動モータ用インバータ４の機能を実現する。

なお、本実施形態では、コントローラ５および電動モータ用インバータ４をそれぞれソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成されるコンピュータとして説明しているが、これに限らず、例えば他のコンピュータの構成の一例として、ホイールローダ１の側で実行される制御プログラムの機能を実現する集積回路を用いてもよい。

コントローラ５は、データ取得部５１と、エンジン動力配分部５２と、基準トルク指令部５３と、を含む。

データ取得部５１は、踏込量センサ１２１Ａで検出されたアクセルペダル１２１の踏込量、操作量センサ１２２Ａで検出された操作レバー１２２の操作量、および回転速度センサ３４Ａで検出された電動モータ３４の回転速度に関するデータをそれぞれ取得する。

なお、後述する電動モータ用インバータ４のデータ取得部４１においても電動モータ３４の回転速度が取得されるが、電動モータ用インバータ４の更新周期がコントローラ５の更新周期よりも短いことから、コントローラ５のデータ取得部５１で取得される電動モータ３４の回転速度は、電動モータ用インバータ４のデータ取得部４１で取得される電動モータ３４の回転速度よりも過去のデータとなる。そこで、コントローラ５のデータ取得部５１で取得される電動モータ３４の回転速度を、基準となる電動モータ３４の回転速度データとし、以下では「基準回転速度Ｆｓ」とする。

エンジン動力配分部５２は、データ取得部５１で取得されたアクセルペダル１２１の踏込量および操作レバー１２２の操作量に基づいて、エンジン３１の出力可能動力のうち電動モータ３４で消費させる消費動力を演算する。すなわち、エンジン動力配分部５２は、車体の動作状態に応じて、電動駆動システム側と油圧駆動システム側とにそれぞれ分配すべきエンジン３１の動力を演算する。

基準トルク指令部５３は、エンジン動力配分部５２で演算された電動モータ３４の消費動力およびデータ取得部５１で取得された基準回転速度Ｆｓに基づいた電動モータ３４の基準トルクＴｒｓに係る基準トルク指令信号を生成して、電動モータ用インバータ４に出力する。なお、電動モータ３４の消費動力は、電動モータ３４の回転速度と電動モータで発生するトルクとの積で求められるため、コントローラ５は、電動モータ３４の消費動力と基準回転速度Ｆｓとに基づいて、基準となるトルク（基準トルクＴｒｓ）を演算して基準トルク指令信号を生成することができる。

電動モータ用インバータ４は、データ取得部４１と、消費動力演算部４２と、補正トルク指令部４３と、電流指令部４４と、記憶部４５と、を含む。

データ取得部４１は、回転速度センサ３４Ａで検出された電動モータ３４の回転速度に関するデータを取得する。なお、前述したように、電動モータ用インバータ４の更新周期は、コントローラ５の更新周期よりも短いことから、電動モータ用インバータ４のデータ取得部４１で取得される電動モータ３４の回転速度は、電動モータ３４の実際の回転速度に合ったデータとなる。そこで、以下では、電動モータ用インバータ４のデータ取得部４１で取得される電動モータ３４の回転速度を、「基準回転速度Ｆｓ」と区別して「実回転速度Ｆｒ」とする。

消費動力演算部４２は、コントローラ５の基準トルク指令部５３から出力された基準トルク指令信号およびコントローラ５のデータ取得部５１で取得された基準回転速度Ｆｓに基づいて、電動モータ３４で消費させる消費動力を演算する。なお、消費動力演算部４２で演算される電動モータ３４の消費動力は、コントローラ５のエンジン動力配分部５２で演算された電動モータ３４の消費動力と同じ値となる。

また、消費動力演算部４２は、電動モータ用インバータ４がコントローラ５から基準トルク指令信号および基準回転速度Ｆｓを取得した場合には、その取得した信号およびデータに基づいて電動モータ３４の消費動力を演算し、電動モータ用インバータ４がコントローラ５から基準トルク指令信号および基準回転速度Ｆｓを取得しなかった場合には、記憶部４５に記憶されている前回の基準トルク指令信号および基準回転速度Ｆｓに基づいて電動モータ３４の消費動力を演算する。

補正トルク指令部４３は、消費動力演算部４２で演算された電動モータ３４の消費動力と、データ取得部４１で取得された実回転速度Ｆｒと、に基づいて、電動モータ３４で発生するトルクを演算する。この補正トルク指令部４３で演算される電動モータ３４のトルクは、コントローラ５で演算された基準トルクに対して実回転速度Ｆｒに基づいた補正を施したトルク（以下、「補正トルクＴｒｃ」とする）となる。したがって、電動モータ用インバータ４で取得される実回転速度Ｆｒは、コントローラ５で演算された基準トルクＴｒｓの補正値である補正トルクＴｒｃを演算するために用いる「補正回転速度Ｆｃ」に相当する（Ｆｒ＝Ｆｃ）。補正トルク指令部４３は、演算した補正トルクＴｒｃに係る補正トルク指令信号を電流指令部４４に出力する。

電流指令部４４は、補正トルク指令部４３で生成された補正トルク指令信号に対応する指令電流値を演算し、演算した指令電流値を有する指令電流を電動モータ３４に対して出力する。すなわち、電流指令部４４は、補正トルク指令信号を指令電流に変換して電動モータ３４に出力する。

次に、コントローラ５内で実行される具体的な処理の流れについて、図５を参照して説明する。

図５は、第１実施形態に係るコントローラ５で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

コントローラ５では、まず、データ取得部５１が、踏込量センサ１２１Ａから出力されたアクセルペダル１２１の踏込量および操作量センサ１２２Ａで検出された操作レバー１２２の操作量をそれぞれ取得する（ステップＳ５０１）。

続いて、エンジン動力配分部５２は、ステップＳ５０１で取得されたアクセルペダル１２１の踏込量および操作レバー１２２の操作量に基づいて電動モータ３４の消費動力を演算する（ステップＳ５０２）。次に、データ取得部５１は、回転速度センサ３４Ａから出力された電動モータ３４の回転速度を基準回転速度Ｆｓとして取得する（ステップＳ５０３）。

そして、基準トルク指令部５３は、ステップＳ５０２で演算された電動モータ３４の消費動力と、ステップＳ５０３で取得された基準回転速度Ｆｓと、に基づいて、電動モータ３４の基準トルクＴｒｓに係る基準トルク指令信号を電動モータ用インバータ４に対して出力する（ステップＳ５０４）。

また、コントローラ５は、ステップＳ５０４の処理を実行すると共に、ステップＳ５０３で取得された基準回転速度Ｆｓを電動モータ用インバータ４に出力する（ステップＳ５０５）。コントローラ５は、ステップＳ５０４の処理およびステップＳ５０５の処理が終了すると、ステップＳ５０１の処理に戻って繰り返す。

続いて、電動モータ用インバータ４内で実行される具体的な処理の流れについて、図６を参照して説明する。

図６は、第１実施形態に係る電動モータ用インバータ４で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

まず、電動モータ用インバータ４は、コントローラ５におけるステップＳ５０４で出力された基準トルク指令信号およびステップＳ５０５で出力された基準回転速度Ｆｓをそれぞれ取得した場合には（ステップＳ４０１／ＹＥＳ）、基準トルク指令信号および基準回転速度Ｆｓをそれぞれ今回値として更新する（ステップＳ４０２）。

他方で、電動モータ用インバータ４は、コントローラ５から基準トルク指令信号および基準回転速度Ｆｓを取得しなかった場合には（ステップＳ４０１／ＮＯ）、前回取得した基準トルク指令信号および基準回転速度Ｆｓをそれぞれ記憶部４５から読み込む（ステップＳ４０３）。

続いて、消費動力演算部４２は、ステップＳ４０２において更新あるいはステップＳ４０３において読み込まれた基準トルク指令信号および基準回転速度Ｆｓに基づいて、電動モータ３４の消費動力を演算する（ステップＳ４０４）。

次に、データ取得部４１は、回転速度センサ３４Ａから出力された電動モータ３４の回転速度を実回転速度Ｆｒ（補正回転速度Ｆｃに相当）として取得する（ステップＳ４０５）。そして、補正トルク指令部４３は、ステップＳ４０４において演算された電動モータ３４の消費動力と、ステップＳ４０５において取得された実回転速度Ｆｒと、に基づいて、補正トルクＴｒｃを演算し（ステップＳ４０６）、補正トルクＴｒｃに係る補正トルク指令信号を電流指令部４４に出力する（ステップＳ４０７）。

電流指令部４４は、ステップＳ４０７において出力された補正トルク指令信号を対応する指令電流に変換して電動モータ３４に対して出力する（ステップＳ４０８）。電動モータ用インバータ４は、ステップＳ４０８の処理が終了すると、ステップＳ４０１の処理に戻って繰り返す。

次に、コントローラ５内の処理および電動モータ用インバータ４内の処理によって奏する作用および効果について、図７および図８を参照して説明する。

図７は、電動モータ３４が急減速した場合におけるコントローラ５と電動モータ用インバータ４との間の指令信号のやり取りを時系列で示すグラフである。図８は、電動モータ３４が急加速した場合におけるコントローラ５と電動モータ用インバータ４との間の指令信号のやり取りを時系列で示すグラフである。

なお、図７および図８において、電動モータ用インバータ４の更新周期の長さ、およびコントローラ５と電動モータ用インバータ４との間における通信遅延の長さは、コントローラ５の更新周期よりも十分短いものとする。

電動モータ３４が急減速した場合、図７に示すように、コントローラ５および電動モータ用インバータ４は、電動モータ３４で発生するトルクが回転速度に応じて増大するように、電動モータ３４に対して指令を行う。

まず、コントローラ５は、時間ｔ０１において回転速度センサ３４Ａからの電動モータ３４の回転速度を取得し（Ｏ１）、その回転速度の値を基準回転速度Ｆｓ（図７の上側において実線で示すステップ状グラフ）として基準トルク指令信号を生成する。次に、生成された基準トルク指令信号は、時間ｔ０２においてコントローラ５から出力される（Ｏ２）。

そして、コントローラ５と電動モータ用インバータ４との間における通信遅延を経て、時間ｔ０３においてコントローラ５から出力された基準トルク指令信号が電動モータ用インバータ４に届く（Ｒ３）。したがって、コントローラ５から出力されて電動モータ用インバータ４で取得される基準トルクＴｒｓは、図７の下側において実線で示されるグラフｑ０１のようにステップ状に上昇することになる。

一方、電動モータ用インバータ４では、前述したように更新周期が短いことから、電動モータ３４の実際の回転速度に合わせてトルク指令信号（補正トルク指令信号）を生成することができ、電動モータ用インバータ４内で演算される補正トルクＴｒｃは、図７の下側において一点鎖線で示されるグラフｑ０２のように線形で上昇することになる。

本実施形態では、電動モータ用インバータ４は、コントローラ５から出力された基準トルク指令信号に対して実回転速度Ｆｒ（図７の上側において一点鎖線で示す線形グラフ）に基づいた補正を施した補正トルクに係る指令電流を電動モータ３４に出力するため、図７に示すグラフｑ０２のように、滑らかに電動モータ３４のトルクを変化させることができると共に、電動モータ３４は出力可能な最大トルクを出力することができる。

次に、電動モータ３４が急増速した場合、図８に示すように、コントローラ５および電動モータ用インバータ４は、電動モータ３４で発生するトルクが回転速度に応じて減少するように、電動モータ３４に対して指令を行う。

電動モータ３４が急減速した場合と同様にして、まず、コントローラ５は、時間ｔ１１において回転速度センサ３４Ａから電動モータ３４の回転速度を取得し（Ｏ１）、その回転速度の値を基準回転速度Ｆｓ（図８の上側において実線で示すステップ状グラフ）として基準トルク指令信号を生成する。次に、生成された基準トルク指令信号は、時間ｔ１２においてコントローラ５から出力される（Ｏ２）。

そして、コントローラ５と電動モータ用インバータ４との間における通信遅延を経て、時間ｔ１３においてコントローラ５から出力された基準トルク指令信号が電動モータ用インバータ４に届く（Ｒ３）。したがって、コントローラ５から出力されて電動モータ用インバータ４で取得される基準トルクＴｒｓは、図８の下側において実線で示されるグラフｑ１１のようにステップ状に下降することになる。

一方、電動モータ用インバータ４では、電動モータ３４の実際の回転速度に合わせてトルク指令信号（補正トルク指令信号）を生成することができることから、電動モータ用インバータ４内で演算される補正トルクＴｒｃは、図８の下側において一点鎖線で示されるグラフｑ１２のように線形で下降することになる。

よって、電動モータ３４が急増速した場合においても、電動モータ用インバータ４は、コントローラ５から出力された基準トルク指令信号に対して実回転速度Ｆｒ（図８の上側において一点鎖線で示す線形グラフ）に基づいた補正を施した補正トルクに係る指令電流を電動モータ３４に出力することで、図８に示すグラフｑ１２のように、滑らかに電動モータ３４のトルクを変化させることができると共に、電動モータ３４は出力可能な最大トルクを出力することができる。

以上のように、電動モータ用インバータ４が、電動モータ３４に対するトルク指令を回転速度の急減増速に応じて滑らかに変化させることで、電動モータの回転速度が急変したとしても電動モータの消費動力の変化幅を小さく留めて、電動駆動システム（走行駆動システム）内におけるシステムトリップの発生を回避することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るコントローラ５Ａおよび電動モータ用インバータ４Ａについて、図９～１１を参照して説明する。図９～１１において、第１実施形態に係るコントローラ５および電動モータ用インバータ４の構成について説明したものと共通する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。なお、後述する第３～第６実施形態においても同様とする。

図９は、第２実施形態に係るコントローラ５Ａおよび電動モータ用インバータ４Ａのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。図１０は、第２実施形態に係るコントローラ５Ａで実行される処理の流れを示すフローチャートである。図１１は、第２実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ａで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

図９に示すように、本実施形態に係るコントローラ５Ａは、データ取得部５１Ａと、エンジン動力配分部５２Ａと、を含む。すなわち、コントローラ５Ａは、第１実施形態に係るコントローラ５と異なり、「基準トルク指令部」を含まない。

データ取得部５１Ａは、踏込量センサ１２１Ａで検出されたアクセルペダル１２１の踏込量、および操作量センサ１２２Ａで検出された操作レバー１２２の操作量に関するデータをそれぞれ取得する。すなわち、本実施形態では、データ取得部５１Ａは、第１実施形態におけるデータ取得部５１と異なり、回転速度センサ３４Ａで検出される電動モータ３４の回転速度は取得しない。

エンジン動力配分部５２Ａは、データ取得部５１Ａで取得されたアクセルペダル１２１の踏込量および操作レバー１２２の操作量に基づいて、電動モータ３４で消費させる消費動力を演算する。そして、エンジン動力配分部５２Ａは、演算した電動モータ３４の消費動力に基づく指令信号である消費動力指令信号を生成して、電動モータ用インバータ４Ａに出力する。すなわち、本実施形態では、コントローラ５Ａは、第１実施形態に係るコントローラ５と異なり、基準トルク指令信号ではなく消費動力指令信号を電動モータ用インバータ４Ａに対して出力する。

また、本実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ａは、データ取得部４１と、補正トルク指令部４３Ａと、電流指令部４４と、記憶部４５Ａと、を含む。すなわち、電動モータ用インバータ４Ａは、第１実施形態に係る電動モータ用インバータ４と異なり、「消費動力演算部」を含まない。

データ取得部４１は、第１実施形態におけるデータ取得部４１と同様に、回転速度センサ３４Ａで検出された電動モータ３４の回転速度に関するデータを実回転速度Ｆｒとして取得する。

補正トルク指令部４３Ａは、コントローラ５Ａのエンジン動力配分部５２Ａから出力された消費動力指令信号およびデータ取得部４１Ａで取得された実回転速度Ｆｒに基づいて、電動モータ３４の補正トルクＴｒｃを演算する。そして、補正トルク指令部４３Ａは、演算した補正トルクＴｒｃに係る補正トルク指令信号を電流指令部４４に出力する。

なお、補正トルク指令部４３Ａは、電動モータ用インバータ４Ａがコントローラ５Ａから消費動力指令信号を取得した場合には、その取得した信号に基づいて補正トルクＴｒｃを演算し、電動モータ用インバータ４Ａがコントローラ５Ａから消費動力指令信号を取得しなかった場合には、記憶部４５Ａに記憶されている前回の消費動力指令信号に基づいて補正トルクＴｒｃを演算する。

電流指令部４４は、第１実施形態における電流指令部４４と同様に、補正トルク指令部４３Ａから出力された補正トルク指令信号を指令電流に変換して電動モータ３４に出力する。

図１０に示すように、コントローラ５Ａでは、まず、データ取得部５１Ａが、踏込量センサ１２１Ａで検出されたアクセルペダル１２１の踏込量、および操作量センサ１２２Ａで検出された操作レバー１２２の操作量をそれぞれ取得する（ステップＳ５０１）。

次に、エンジン動力配分部５２Ａは、ステップＳ５０１で取得されたアクセルペダル１２１の踏込量および操作レバー１２２の操作量に基づいて、電動モータ３４の消費動力を演算する（ステップＳ５０２）。続いて、エンジン動力配分部５２Ａは、ステップＳ５０２で演算した電動モータ３４の消費動力に基づく消費動力指令信号を生成して、電動モータ用インバータ４Ａに対して出力する（ステップＳ５０６）。コントローラ５Ａは、ステップＳ５０６の処理が終了するとステップＳ５０１の処理に戻って繰り返す。

そして、図１１に示すように、電動モータ用インバータ４Ａでは、まず、コントローラ５ＡにおけるステップＳ５０６で出力された消費動力指令信号を取得した場合には（ステップＳ４０１Ａ／ＹＥＳ）、消費動力指令信号を更新する（ステップＳ４０２Ａ）。

他方、電動モータ用インバータ４Ａは、コントローラ５Ａからの消費動力指令信号を取得しなかった場合には（ステップＳ４０１Ａ／ＮＯ）、前回取得した消費動力指令信号を記憶部４５Ａから読み込む（ステップＳ４０３Ａ）。

次に、データ取得部４１は、回転速度センサ３４Ａから出力された電動モータ３４の回転速度を実回転速度Ｆｒ（補正回転速度Ｆｃに相当）として取得する（ステップＳ４０５）。

続いて、補正トルク指令部４３Ａは、ステップＳ４０２Ａにおいて更新あるいはステップＳ４０３Ａにおいて読み込まれた消費動力指令信号と、ステップＳ４０５において取得された実回転速度Ｆｒと、に基づいて、電動モータ３４の補正トルクＴｒｃを演算する（ステップＳ４０６Ａ）。そして、補正トルク指令部４３Ａは、ステップＳ４０６Ａにおいて演算された補正トルクＴｒｃに係る補正トルク指令信号を電流指令部４４に対して出力する（ステップＳ４０７）。

電流指令部４４は、ステップＳ４０７において出力された補正トルク指令信号を対応する指令電流に変換して電動モータ３４に対して出力する（ステップＳ４０８）。電動モータ用インバータ４Ａは、ステップＳ４０８の処理が終了すると、ステップＳ４０１Ａの処理に戻って繰り返す。

本実施形態に係るコントローラ５Ａによれば、電動モータ３４の消費動力を基準トルクＴｒｓに換算する処理を踏むことなく、電動モータ３４の消費動力をそのまま指令信号として電動モータ用インバータ４Ａに出力するため、コントローラ５Ａ内での処理および電動モータ用インバータ４Ａ内での処理を簡素化し、各ＣＰＵの負荷を軽減することができる。また、本実施形態においても、第１実施形態における作用および効果と同様の作用および効果を奏する。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るコントローラ５および電動モータ用インバータ４Ｂについて、図１２および図１３を参照して説明する。

図１２は、第３実施形態に係るコントローラ５および電動モータ用インバータ４Ｂのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。図１３は、第３実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｂで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係るコントローラ５は、第１実施形態に係るコントローラ５と同様の機能を有しているため、コントローラ５についての説明は割愛し、以下では、主に電動モータ用インバータ４Ｂについて説明する。

図１２に示すように、電動モータ用インバータ４Ｂは、データ取得部４１と、消費動力演算部４２と、補正トルク指令部４３Ｂと、電流指令部４４と、記憶部４５と、に加えて、回転速度急変判定部４６を含む。

本実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｂに含まれる回転速度急変判定部４６は、回転速度センサ３４Ａで検出された電動モータ３４の回転速度に基づいて、電動モータ３４の回転速度が急変動したか否かを判定する。具体的には、回転速度急変判定部４６は、コントローラ５から出力された基準回転速度Ｆｓとデータ取得部４１において取得された実回転速度Ｆｒとの差の絶対値｜Ｆｓ－Ｆｒ｜を演算し、演算した絶対値｜Ｆｓ－Ｆｒ｜が所定の閾値Ｆｔｈ以上であるか否かを比較する。

ここで、「所定の閾値Ｆｔｈ」とは、例えば、電動モータ３４の最大トルクと慣性モーメントとに基づいて導出された最大加速度に対して、コントローラ５の更新周期を乗算して求めた値に相当するものである。

回転速度急変判定部４６において電動モータ３４の回転速度が急変動した、すなわち絶対値｜Ｆｓ－Ｆｒ｜が所定の閾値Ｆｔｈ以上である（｜Ｆｓ－Ｆｒ｜≧Ｆｔｈ）と判定された場合、補正トルク指令部４３Ｂは、消費動力演算部４２で演算された電動モータ３４の消費動力と、データ取得部４１で取得された実回転速度Ｆｒと、に基づいて補正トルクＴｒｃを演算し、補正トルク指令信号を電流指令部４４に出力する。

一方、回転速度急変判定部４６において電動モータ３４の回転速度が急変動していない、すなわち絶対値｜Ｆｓ－Ｆｒ｜が所定の閾値Ｆｔｈ未満である（｜Ｆｓ－Ｆｒ｜＜Ｆｔｈ）と判定された場合、補正トルク指令部４３Ｂは、コントローラ５から出力された基準トルク指令信号を電流指令部４４に出力する。

図１３に示すように、電動モータ用インバータ４Ｂでは、ステップＳ４０１、ステップＳ４０２、ステップＳ４０３、ステップＳ４０４、およびステップＳ４０５の処理は、第１実施形態に係る電動モータ用インバータ４における処理と同様である。

ステップＳ４０５においてデータ取得部４１が実回転速度Ｆｒを取得した後、回転速度急変判定部４６は、ステップＳ４０２で更新あるいはステップＳ４０３で読み込まれた基準回転速度ＦｓとステップＳ４０５で取得された実回転速度Ｆｒとの差の絶対値｜Ｆｓ－Ｆｒ｜が所定の閾値Ｆｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０９）。

ステップＳ４０９において絶対値｜Ｆｓ－Ｆｒ｜が所定の閾値Ｆｔｈ以上である（｜Ｆｓ－Ｆｒ｜≧Ｆｔｈ）と判定された場合（ステップＳ４０９／ＹＥＳ）、補正トルク指令部４３Ｂは、ステップＳ４０４で演算された電動モータ３４の消費動力およびステップＳ４０５で取得された実回転速度Ｆｒに基づいて、電動モータ３４の補正トルクＴｒｃを演算する（ステップＳ４０６）。

そして、電動モータ用インバータ４Ｂは、第１実施形態に係る電動モータ用インバータ４と同様に、ステップＳ４０７、ステップＳ４０８と進み、電流指令部４４は、補正トルク指令信号を対応する指令電流に変換して電動モータ３４に対して出力する。

一方、ステップＳ４０９において絶対値｜Ｆｓ－Ｆｒ｜が所定の閾値Ｆｔｈ未満である（｜Ｆｓ－Ｆｒ｜＜Ｆｔｈ）と判定された場合（ステップＳ４０９／ＮＯ）、補正トルク指令部４３Ｂは、コントローラ５からの基準トルク指令信号をそのまま電流指令部４４に出力する（ステップＳ４１０）。

続いて、電流指令部４４は、基準トルク指令信号を指令電流に変換して電動モータ３４に出力する（ステップＳ４１１）。電動モータ用インバータ４Ｂは、ステップＳ４０８の処理あるいはステップＳ４１１の処理が終了すると、ステップＳ４０１に戻って繰り返す。

本実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｂによれば、電動モータ３４の回転速度が急変動した場合に限り、電動モータ３４に対して補正トルクＴｒｃに基づいた制御を行い、電動モータ３４の回転速度が急変動していない場合には、補正トルクＴｒｃを演算する処理を省略することができるため、ＣＰＵの負荷が軽減される。また、本実施形態においても、第１実施形態における作用および効果と同様の作用および効果を奏する。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るコントローラ５Ｃおよび電動モータ用インバータ４Ｃについて、図１４および図１５を参照して説明する。

図１４は、第４実施形態に係るコントローラ５Ｃおよび電動モータ用インバータ４Ｃのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。図１５は、第４実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｃで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係るコントローラ５Ｃは、データ取得部５１と、エンジン動力配分部５２と、基準トルク指令部５３と、に加えて、急変フラグ取得部５４を含む。この急変フラグ取得部５４は、後述する電動モータ用インバータ４Ｃの回転速度急変判定部４６Ｃから出力された回転速度急変フラグを取得する。

また、本実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｃは、第３実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｂと同様に、データ取得部４１と、消費動力演算部４２と、回転速度急変判定部４６Ｃと、補正トルク指令部４３Ｂと、電流指令部４４と、記憶部４５と、を含む。

電動モータ用インバータ４Ｃでは、第３実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｂと異なり、回転速度急変判定部４６Ｃが、電動モータ３４の回転速度が急変動したと判定した場合にコントローラ５Ｃに対して回転速度急変フラグをＯＮとするフラグＯＮ信号を出力し（回転速度急変フラグ＝ＯＮ）、電動モータ３４の回転速度が急変動したと判定しなかった場合にコントローラ５Ｃに対して回転速度急変フラグをＯＦＦとするフラグＯＦＦ信号を出力する（回転速度急変フラグ＝ＯＦＦ）。

図１５に示すように、電動モータ用インバータ４Ｃでは、ステップＳ４０１、ステップＳ４０２、ステップＳ４０３、ステップＳ４０４、ステップＳ４０５、およびステップＳ４０９の処理は、第３実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｂにおける処理と同様である。

ステップＳ４０９において絶対値｜Ｆｓ－Ｆｒ｜が所定の閾値Ｆｔｈ以上である（｜Ｆｓ－Ｆｒ｜≧Ｆｔｈ）と判定された場合（ステップＳ４０９／ＹＥＳ）、回転速度急変判定部４６Ｃは、フラグＯＮ信号をコントローラ５Ｃに対して出力する（ステップＳ４１２）。そして、電動モータ用インバータ４Ｃは、第３実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｂにおける処理と同様に、ステップＳ４０６、ステップＳ４０７、ステップＳ４０８と進む。

一方、ステップＳ４０９において絶対値｜Ｆｓ－Ｆｒ｜が所定の閾値Ｆｔｈ未満である（｜Ｆｓ－Ｆｒ｜＜Ｆｔｈ）と判定された場合（ステップＳ４０９／ＮＯ）、回転速度急変判定部４６Ｃは、フラグＯＦＦ信号をコントローラ５Ｃに対して出力する（ステップＳ４１３）。そして、電動モータ用インバータ４Ｃは、第３実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｂにおける処理と同様に、ステップＳ４１０、ステップＳ４１１と進む。

本実施形態に係るコントローラ５Ｃおよび電動モータ用インバータ４Ｃによれば、電動モータ３４の回転速度が急変動した場合に、電動モータ用インバータ４Ｃがコントローラ５Ｃに対して回転速度急変フラグに係るＯＮ信号を出力するため、コントローラ５Ｃは、電動モータ３４の回転速度の急変動に伴って必要となる処理を実行することができると共に、生成した基準トルク指令信号が有効か否かを判定して現状を把握しやすくなる。また、本実施形態においても、第１実施形態における作用および効果と同様の作用および効果を奏する。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係るコントローラ５Ｄおよび電動モータ用インバータ４Ｄについて、図１６および図１７を参照して説明する。

図１６は、第５実施形態に係るコントローラ５Ｄおよび電動モータ用インバータ４Ｄのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。図１７は、第５実施形態に係るコントローラ５Ｄで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係るコントローラ５Ｄは、データ取得部５１と、エンジン動力配分部５２と、に加えて、到達時間推定部５５と、回転速度推定部５６と、推定トルク指令部５７と、記憶部５８と、を含む。

到達時間推定部５５は、コントローラ５Ｄおよび電動モータ用インバータ４Ｄのそれぞれの更新周期や、コントローラ５Ｄと電動モータ用インバータ４Ｄとの間の通信遅延時間などに基づいて、コントローラ５Ｄが出力したトルク指令信号が電動モータ用インバータ４Ｄに届く（電動モータ用インバータ４Ｄが受信する）までにかかる時間、すなわちコントローラ５Ｄが出力した指令信号の電動モータ用インバータ４Ｄへの到達時間の推定値を演算する。

なお、コントローラ５Ｄおよび電動モータ用インバータ４Ｄのそれぞれの更新周期や、コントローラ５Ｄと電動モータ用インバータ４Ｄとの間の通信遅延時間については、記憶部５８に記憶されている。

回転速度推定部５６は、データ取得部５１で今回取得された基準回転速度Ｆｓ（今回基準回転速度Ｆｓ１）と、記憶部５８に記憶されている前回取得分の基準回転速度Ｆｓ（前回基準回転速度Ｆｓ０）と、に基づいて、電動モータ３４の回転加速度（回転速度の変化率／勾配）を演算する。そして、回転速度推定部５６は、演算した回転加速度と、到達時間推定部５５で推定されたトルク指令信号到達時間と、に基づいて、コントローラ５Ｄが出力したトルク指令信号が電動モータ用インバータ４Ｄに届く時点における電動モータ３４の回転速度の推定値（推定回転速度）を演算する。

すなわち、本実施形態では、電動モータ用インバータ４Ｄが取得した実回転速度Ｆｒを補正回転速度Ｆｃとするのではなく、コントローラ５Ｄの回転速度推定部５６にて演算により推定された推定回転速度を補正回転速度Ｆｃとしている。

推定トルク指令部５７は、回転速度推定部５６で推定された推定回転速度に基づいて、補正トルク指令信号を生成し、電動モータ用インバータ４Ｄに出力する。

また、本実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｄは、電流指令部４４Ｄのみを含む。電流指令部４４Ｄは、コントローラ５Ｄから出力された補正トルク指令信号を指令電流に変換して電動モータ３４に対して出力する。

図１７に示すように、コントローラ５Ｄでは、ステップＳ５０１およびステップＳ５０２の処理と並行して、電動モータ３４の推定回転速度を演算している。具体的には、コントローラ５Ｄは、ステップＳ５０１と並行して、データ取得部５１で今回基準回転速度Ｆｓ１を取得すると共に、記憶部５８から前回取得した前回基準回転速度Ｆｓ０を読み込む（ステップＳ５０７）。

次に、回転速度推定部５６は、ステップＳ５０７において取得した今回基準回転速度Ｆｓ１と、ステップＳ５０７において読み込んだ前回基準回転速度Ｆｓ０と、に基づいて、電動モータ３４の回転加速度を演算する（ステップＳ５０８）。

また、到達時間推定部５５は、ステップＳ５０１やステップＳ５０７の処理と並行して、コントローラ５Ｄおよび電動モータ用インバータ４Ｄのそれぞれの更新周期およびコントローラ５Ｄと電動モータ用インバータ４Ｄとの間の通信遅延時間を、記憶部５８からそれぞれ読み込む（ステップＳ５０９）。

続いて、到達時間推定部５５は、ステップＳ５０９において読み込んだ各更新周期および通信遅延時間に基づいて、トルク指令信号の到達時間を推定する（ステップＳ５１０）。

次に、回転速度推定部５６は、ステップＳ５０８で演算された電動モータ３４の回転加速度と、ステップＳ５１０において推定されたトルク指令信号到達時間と、に基づいて、電動モータ３４の推定回転速度を演算する（ステップＳ５１１）。

そして、推定トルク指令部５７は、回転速度推定部５６で推定された推定回転速度に基づいて、補正トルク指令信号を生成して（ステップＳ５１２）、電動モータ用インバータ４Ｄに出力する（ステップＳ５１３）。コントローラ５Ｄは、ステップＳ５１３の処理が終了すると、ステップＳ５０１、ステップＳ５０７、およびステップＳ５０９に戻って繰り返す。

本実施形態に係るコントローラ５Ｄおよび電動モータ用インバータ４Ｄによれば、コントローラ５Ｄ側において補正回転速度Ｆｃに相当する推定回転速度を演算し、その推定回転速度に基づいて補正トルク指令信号を生成して電動モータ用インバータ４Ｄに出力されるため、電動モータ用インバータ４Ｄ側において補正トルクＴｒｃを再計算する必要がなく、電動モータ用インバータ４ＤのＣＰＵの負荷を軽減することができる。また、本実施形態においても、第１実施形態における作用および効果と同様の作用および効果を奏する。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係るコントローラ５および電動モータ用インバータ４Ｅについて、図１８および図１９を参照して説明する。

図１８は、第６実施形態に係るコントローラ５および電動モータ用インバータ４Ｅのそれぞれが有する機能を示す機能ブロック図である。図１９は、第６実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｅで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係るコントローラ５についても、第１実施形態に係るコントローラ５と同様の機能を有しているため、コントローラ５についての説明は割愛し、以下では、主に電動モータ用インバータ４Ｅについて説明する。

図１８に示すように、電動モータ用インバータ４Ｅは、データ取得部４１Ｅと、消費動力演算部４２と、補正トルク指令部４３Ｅと、電流指令部４４と、記憶部４５と、に加えて、掘削判定部４７を含む。

本実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｅに含まれる掘削判定部４７は、データ取得部４１Ｅで取得された操作レバー１２２の操作量に基づいて、作業装置２が掘削を行っているか否かを判定する。なお、作業装置２が掘削を行っている場合には、リフトアーム２１が水平姿勢よりも低い位置にあり、バケット２３の角度が水平になっている。

掘削判定部４７において作業装置２が掘削を行っていると判定された場合、補正トルク指令部４３Ｅは、消費動力演算部４２で演算された電動モータ３４の消費動力と、データ取得部４１で取得された実回転速度Ｆｒと、に基づいて補正トルクＴｒｃを演算し、補正トルク指令信号を電流指令部４４に出力する。

一方、掘削判定部４７において作業装置２が掘削を行っていないと判定された場合、補正トルク指令部４３Ｅは、コントローラ５から出力された基準トルク指令信号を電流指令部４４に出力する。

図１９に示すように、電動モータ用インバータ４Ｅについても、ステップＳ４０１、ステップＳ４０２、ステップＳ４０３、およびステップＳ４０４の処理は、第１実施形態に係る電動モータ用インバータ４における処理と同様である。

ステップＳ４０４において電動モータ３４の消費動力を演算した後、データ取得部４１Ｅは、操作量センサ１２２Ａで検出された操作レバー１２２の操作量を取得する（ステップＳ４１４）。

次に、掘削判定部４７は、ステップＳ４１４において取得された操作レバー１２２の操作量に基づいて、作業装置２が掘削を行っているか否かを判定する（ステップＳ４１５）。ステップＳ４１５において作業装置２が掘削を行っていると判定された場合（ステップＳ４１５／ＹＥＳ）、ステップＳ４０５、ステップＳ４０６、ステップＳ４０７、ステップＳ４０８の順に進み、電流指令部４４は、補正トルク指令信号を指令電流に変換して電動モータ３４に出力する。

一方、ステップＳ４１５において作業装置２が掘削を行っていると判定されなかった場合（ステップＳ４１５／ＮＯ）、ステップＳ４１０、ステップＳ４１１と進み、電流指令部４４は、基準トルク指令信号を指令電流に変換して電動モータ３４に出力する。

本実施形態に係る電動モータ用インバータ４Ｅによれば、特にエンジン３１のストールや車輪のスリップが発生しやすい掘削作業を行っている場合に電動モータ３４に対して補正トルクＴｒｃに基づいた制御を行い、掘削作業を行っていない場合には、補正トルクＴｒｃを演算する処理を省略することができるため、必要以上にコントローラ５および電動モータ用インバータ４ＥそれぞれのＣＰＵに負荷をかけることがなくなる。また、本実施形態においても、第１実施形態における作用および効果と同様の作用および効果を奏する。

以上、本発明の各実施形態について説明した。なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、上記実施形態では、作業車両の一態様としてホイールローダ１について説明したが、これに限らず、車体に作業装置２が取り付けられた車両であれば、ホイールローダ１以外の作業車両であってもよい。

１：ホイールローダ（作業車両）
２：作業装置
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ：電動モータ用インバータ
５，５Ａ，５Ｃ，５Ｄ：コントローラ
１０Ｌ，１０Ｒ：ステアリングシリンダ（油圧シリンダ）
１１：車輪
２２：リフトアームシリンダ（油圧シリンダ）
２４：バケットシリンダ（油圧シリンダ）
３１：エンジン
３２：発電機
３４：電動モータ
３４Ａ：回転速度センサ（回転速度検出装置）
６１：油圧ポンプ
１２１：アクセルペダル
１２１Ａ：踏込量センサ（踏込量検出装置）
１２２：操作レバー（操作装置）
１２２Ａ：操作量センサ（操作量検出装置）
Ｆｃ：補正回転速度
Ｆｒ：実回転速度
Ｆｓ：基準回転速度

Claims (7)

1. 複数の車輪が設けられた車体と、
   前記車体を構成するフレームに取り付けられた作業装置と、
   前記車体に搭載されたエンジンと、
   前記作業装置を操作するための操作装置と、
   前記操作装置の操作量に基づいて前記作業装置を駆動する油圧シリンダと、
   前記エンジンにより駆動されて前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプと、
   前記車体の駆動力を制御するためのアクセルペダルと、
   前記エンジンにより駆動される発電機と、
   前記発電機で発生した電力を回転力に変換して前記複数の車輪に伝達する電動モータと、
   前記電動モータで発生させるトルクを演算し、電流を制御する電動モータ用インバータと、
   前記電動モータで消費させる消費動力に係る指令信号を前記電動モータ用インバータに対して出力するコントローラと、
   前記アクセルペダルの踏込量を検出する踏込量検出装置と、
   前記電動モータの回転速度を検出する回転速度検出装置と、
   前記操作装置の操作量を検出する操作量検出装置と、
   を備えた作業車両において、
   前記コントローラは、
   前記踏込量検出装置で検出された前記アクセルペダルの踏込量と、前記操作量検出装置で検出された前記操作装置の操作量と、に基づいて、前記エンジンの出力可能動力のうち前記電動モータで消費させる前記消費動力を演算し、
   演算した前記消費動力に基づいた前記指令信号を前記電動モータ用インバータに対して出力し、
   前記電動モータ用インバータは、
   前記コントローラから出力された前記指令信号と、前記回転速度検出装置で検出された前記電動モータの回転速度に基づいた補正回転速度と、に基づいて、前記電動モータで発生するトルクに係る指令電流値を演算し、
   演算した前記指令電流値を有する電流を前記電動モータに対して出力する
   ことを特徴とする作業車両。
2. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記電動モータ用インバータは、前記回転速度検出装置で検出された前記電動モータの回転速度を実回転速度として取得し、
   前記補正回転速度は、前記電動モータ用インバータで取得された前記実回転速度である
   ことを特徴とする作業車両。
3. 請求項２に記載の作業車両において、
   前記コントローラは、
   前記回転速度検出装置で検出された前記電動モータの回転速度を基準回転速度として取得し、
   演算した前記消費動力および取得した前記基準回転速度に基づいた前記電動モータの基準トルクに係る基準トルク指令信号を前記指令信号として生成し、
   生成した前記基準トルク指令信号と、取得した前記基準回転速度と、を前記電動モータ用インバータに対して出力し、
   前記電動モータ用インバータは、
   前記コントローラから出力された前記基準トルク指令信号および前記基準回転速度に基づいて、前記電動モータで消費させる前記消費動力を演算し、
   演算した前記消費動力と、取得した前記実回転速度と、に基づいて、前記指令電流値を演算する
   ことを特徴とする作業車両。
4. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記電動モータ用インバータは、
   前記回転速度検出装置で検出された前記電動モータの回転速度に基づいて、前記電動モータの回転速度が急変動したか否かを判定し、
   前記電動モータの回転速度が急変動したと判定した場合には、前記コントローラから出力された前記指令信号と、前記補正回転速度と、に基づいて、前記指令電流値を演算し、
   前記電動モータの回転速度が急変動したと判定しなかった場合には、前記コントローラから出力された前記指令信号に基づいて、前記指令電流値を演算する
   ことを特徴とする作業車両。
5. 請求項４に記載の作業車両において、
   前記電動モータ用インバータは、
   前記電動モータの回転速度が急変動したと判定した場合には、前記電動モータの回転速度の急変動に係るフラグを前記コントローラに対して出力する
   ことを特徴とする作業車両。
6. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記コントローラは、
   前記回転速度検出装置で検出された前記電動モータの回転速度を基準回転速度として取得かつ記憶し、
   取得した今回の前記基準回転速度と、記憶されている前回の前記基準回転速度と、に基づいて、前記基準回転速度の変化率を演算し、
   演算した前記変化率と、前記コントローラの更新周期と、前記コントローラと前記電動モータ用インバータとの間の通信の遅延時間と、に基づいて、前記コントローラから出力された前記指令信号が前記電動モータ用インバータに入力される時の前記電動モータの回転速度としての推定回転速度を演算し、
   前記補正回転速度は、前記コントローラで演算された前記推定回転速度である
   ことを特徴とする作業車両。
7. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記電動モータ用インバータは、
   前記操作量検出装置で検出された前記操作装置の操作量に基づいて、前記作業装置が掘削を行っているか否かを判定し、
   前記作業装置が掘削を行っていると判定した場合に、前記コントローラから出力された前記指令信号と、前記補正回転速度と、に基づいて、前記指令電流値を演算する
   ことを特徴とする作業車両。

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