JP5476406B2 - 産業用車両及び産業用車両用駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷物を昇降するフォークリフトなどの産業用車両及び産業用車両用駆動制御装置に関する。

フォークリフトなどの産業用車両は、前部のマストにフォークが昇降自在に支持され、油圧シリンダによりフォークが昇降可能となっている。そして、制御装置は、操作レバーの操作により、ポンプを駆動し、油圧を各油圧シリンダに対して給排することで、フォークの昇降を行うことができる。

フォークリフトは、フォークに荷物を載せてフォークの昇降を行う場合、マストが振動し、フォークリフトの揺れを生じさせるおそれがある。フォークリフトの揺れは、オペレータにも伝達され、操作レバーの操作量に影響を与えるおそれがある。この揺れによりオペレータがリフトレバーの操作を一定に保持しようとしても、操作レバーも協調して揺れてしまい、振動が持続するいわゆる持続振動となる。このため、フォークリフトの揺れが収まるまで、作業を休止する必要がある。

特許文献１には、フォークの昇降動作を行う操作レバーの駆動操作により、油圧ポンプよりリフトシリンダに供給する圧油の経路切り替え及び油量調整を行うリフトシリンダ制御機構を具えたフォークリフト車両において、前記油圧ポンプとリフトシリンダの油圧経路中に、コントローラよりの制御信号に基づいて経路切り替えと弁開度調整を行う直動型サーボ弁手段を配置するとともに、前記コントローラの制御信号が操作レバーよりの操作信号を前記リフトシリンダの位置変位信号と油圧信号若しくは加速度信号に基づいて生成された補正信号であるフォークリフト車両の技術が記載されている。

特許文献２には、車体の所定位置に設けた作業機と、作業機を駆動する作業機アクチュエータと、作業機アクチュエータを制御する電磁弁と、電磁弁の操作指令信号を出力する作業機操作レバーとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、車体又は作業機操作レバーのレバー指令値が振動していることを検出する振動検出手段と、振動発生を検出した後、振動を抑制する電磁弁指令値を演算して電磁弁に出力する振動抑制手段とを備えたフォークリフトの荷役制御装置の技術が記載されている。

特許文献３には、走行中において、駆動タイヤ及び車軸を有する車体と前記駆動タイヤにトルクを付与する駆動モータとを備える電動車両に用いられ、前記駆動モータに対してモータ制御指令を供給する電動車両用制御装置であって、前記車軸を中心とした前記電動車両の上下振動を示す振動パラメータによって前記駆動モータをフィードバック制御する電動車両用制御装置の技術が記載されている。

特開２００２−３７０８９９号公報 特開２０００−２６４５９７号公報 特開２０１１−０７８２４１号公報

上述した特許文献１及び特許文献２の技術では、マストが振動し、フォークリフトの揺れを生じた後に、発生した振動に応じて振動を抑制している。このため、マストの振動を低減することはできるが、フォークリフトの車両本体の揺れ自体を早期に抑制することができない。

上述した特許文献３の技術では、加速性能を維持した電動車両用制御装置、並びに、これを備えた電動車両及びフォークリフトを記載しているが、フォークリフトの車両本体が停止状態において駆動モータを制御することについて考慮されていない。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、車両本体が停止状態において、荷役装置の動作に起因する持続振動の収束を早めることのできる産業用車両及び産業用車両用駆動制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、産業用車両は、駆動制御指令により駆動輪を駆動する駆動モータと、前記駆動輪により走行可能な車両本体と、前記車両本体に昇降自在に支持され、かつ荷物を積載する積載部と、前記積載部を昇降可能な荷役装置と、前記車両本体に備えられ、前記荷役装置を動作させるための荷役操作入力処理装置と、前記荷役装置の動作時における前記積載部の振動を低減するように前記車両本体のピッチング振動を発生させる前記駆動モータの駆動トルクを、前記車両本体が所定範囲の位置にとどまるように制限した前記駆動制御指令を演算するピッチング制御コントローラと、を含み、前記ピッチング制御コントローラは、前記駆動モータの回転数に基づいて前記車両本体の位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部が推定した前記車両本体の位置が前記所定範囲の位置にとどまるように前記駆動トルクを制限するトルクリミッタ部を備えることを特徴とする。

上記構成により、産業用車両は、車両本体が停止状態と認識しているのに、移動してしまうオペレータの違和感を低減することができる。また、産業用車両は持続振動を抑制するため、駆動制御指令に基づいて駆動源モータを駆動して持続振動を抑制するピッチング振動を生じさせることができる。車両本体は、駆動源モータから駆動トルクが伝達され、位置が所定範囲内となるように駆動輪が前後に振動する。この駆動輪の前後の振動が車両本体の荷役装置へピッチング振動として伝達される。そして、車両本体の振動が荷役装置の振動を弱め、車両本体自身の振動を低減する。また、操作レバーの揺れ自体も抑制される。このため、産業用車両は、荷役装置の動作に起因する持続振動の収束を早めることができる。そして、オペレータは、操作レバーの操作が容易となり、揺れが収まるまで作業を休止するおそれも低減できる。

この構成により、車両本体の意図しない変動を引き起こす駆動トルクが駆動輪に作用することを防止することができ、停止状態の安定性を高めることができる。その結果、産業用車両は、荷役装置の動作時における振動の影響を抑制するピッチング振動の精度を高め、かつ停止状態の安定性を高めることができる。

上記の目的を達成するため、産業用車両用駆動制御装置は、駆動制御指令により駆動輪を駆動する駆動モータと、前記駆動輪により走行可能な車両本体と、前記車両本体に昇降自在に支持され、かつ荷物を積載する積載部と、前記積載部を昇降可能な荷役装置と、前記車両本体に備えられ、前記荷役装置を動作させるための荷役操作入力処理装置と、を含む産業用車両に用いられ、前記駆動制御指令を出力する産業用車両用駆動制御装置であって、前記荷役装置の動作時における前記積載部の振動を低減するように前記車両本体のピッチング振動を発生させる前記駆動モータの駆動トルクを、前記車両本体が所定範囲の位置にとどまるように制限した前記駆動制御指令を演算するとともに、前記駆動モータの回転数に基づいて前記車両本体の位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部が推定した前記車両本体の位置が前記所定範囲の位置にとどまるように前記駆動トルクを制限するトルクリミッタ部を備えることを特徴とする。

上記構成により、産業用車両用駆動制御装置は、持続振動を抑制するため、駆動制御指令に基づいて駆動源モータを駆動して持続振動を抑制するピッチング振動を生じさせることができる。車両本体は、駆動源モータから駆動トルクが伝達され、位置が所定範囲内となるように駆動輪が前後に振動する。この駆動輪の前後の振動が車両本体の荷役装置へピッチング振動として伝達される。そして、車両本体の振動が荷役装置の振動を弱め、車両本体自身の振動を低減する。また、操作レバーの揺れ自体も抑制される。このため、産業用車両用駆動制御装置は、荷役装置の動作に起因する持続振動の収束を早めることができる。そして、オペレータは、操作レバーの操作が容易となり、揺れが収まるまで作業を休止するおそれも低減できる。

この構成により、車両本体の意図しない変動を引き起こす駆動トルクが駆動輪に作用することを防止することができ、停止状態の安定性を高めることができる。その結果、産業用車両は、荷役装置の動作時における振動の影響を抑制するピッチング振動の精度を高め、かつ停止状態の安定性を高めることができる。

本発明によれば、車両本体が停止状態において、荷役装置の動作に起因する持続振動の収束を早めることのできる産業用車両及び産業用車両用駆動制御装置を提供することができる。

図１は、実施形態に係るフォークリフトを表す概略構成図である。 図２は、実施形態に係るフォークリフトの荷役装置の概略構成図である。 図３は、実施形態１に係るフォークリフトの制御ブロック図である。 図４は、実施形態１に係るピッチング制御コントローラを示す制御ブロック図である。 図５は、実施形態１に係るピッチング制御コントローラにおけるトルクリミッタ部の制御ゲインのリミット比について説明する説明図である。 図６は、実施形態１に係るフォークリフトの荷役操作入力処理装置に伝達される振動を説明するための説明図である。 図７は、実施形態２に係るピッチング制御コントローラを示す制御ブロック図である。 図８は、実施形態１に係るピッチング制御コントローラにおける位置推定部が推定する、制御によって変位する位置について説明する説明図である。 図９は、図８に対応する駆動トルクの制御例を説明するための説明図である。 図１０は、実施形態２の変形例に係るピッチング制御コントローラを示す制御ブロック図である。 図１１は、実施形態３に係るピッチング制御コントローラを示す制御ブロック図である。 図１２は、実施形態３に係るフォークリフトの振動を説明するための説明図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、実施形態に係るフォークリフトを表す概略構成図である。図２は、実施形態に係るフォークリフトの荷役装置の概略構成図である。実施形態１に係る産業用車両であるフォークリフト１は、車両本体１１と、荷物２を積載する積載部であるフォーク１５と、荷役装置３と、荷役操作入力処理装置２５と、荷役コントローラ２６と、アクセル入力処理部２７と、を含む。図１に示すフォークリフト１は、カウンターバランスフォークリフトであるが、リーチフォークリフトなど他の種類の産業用車両でもよい。

図１に示すように、車両本体１１は、２つの前輪１２及び２つの後輪１３により走行可能である。駆動モータＭは、駆動源であって搭載された電気モータにより前輪１２または後輪１３を駆動することで、前進及び後退可能となっている。駆動モータＭは、エンジンであってもよい。本実施形態に係るフォークリフト１は、前輪１２を駆動輪としている。また、図示しない操作ハンドルにより後輪１３を操舵することで、所望方向に走行可能となっている。

また、駆動制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、このＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、記憶装置とを含むコンピュータシステムである。図２に示すように、駆動制御装置５０は、駆動制御指令ｉＲにより駆動モータＭを駆動する。駆動モータＭが電気モータである場合、駆動制御装置５０は、駆動モータＭの駆動トルクを精度よく制御できる。回転検出センサ４３は、駆動モータＭの回転を検出し、回転情報ｉｒとして駆動制御装置５０に出力する。アクセル入力処理部２７は、アクセルの踏み込み量に応じてモータ回転数指令を駆動制御装置５０に出力する。

車両本体１１は、前部にマスト１４が下部を支点として傾斜（チルト）自在に支持されており、このマスト１４にフォーク１５が昇降（リフト）自在に支持されている。本実施形態のフォークリフト１は、荷役装置３がチルトシリンダ１６及びリフトシリンダ１７を含む。

チルトシリンダ１６は、油圧の給排によりロッド１６ａを移動させることができる。また、ロッド１６ａの先端部は、マスト１４に連結されている。チルトシリンダ１６は、油圧を給排すると、ロッド１６ａを前後移動する。チルトシリンダ１６は、ロッド１６ａの前後の移動量に応じて、マスト１４の下部を支点としてマスト１４を傾斜させる。チルトシリンダ１６は、マスト１４の傾斜量に応じて、フォーク１５をチルトさせることができる。

リフトシリンダ１７は、油圧の給排によりロッド１７ａを移動させることができる。また、ロッド１７ａの先端部には、ガイドローラ１８が装着されている。ワイヤ１９は一端部がフォーク１５の上端部に連結され、中間部がガイドローラ１８にガイドされ、他端部がマスト１４の上端部に連結されている。

また、リフトシリンダ１７に油圧を給排すると、ロッド１７ａが上下移動し、ガイドローラ１８を介してワイヤ１９が移動することで、フォーク１５が牽引され、このフォーク１５を昇降させることができる。

ポンプ駆動源２１は、例えば、エンジン（または、電気モータ）であり、ポンプ２２を駆動してタンク２３に貯留されている作動油を加圧することができる。コントロールバルブ２４は、ポンプ２２で加圧された作動油をチルトシリンダ１６やリフトシリンダ１７に供給することで、このチルトシリンダ１６やリフトシリンダ１７を作動することができる。

図２に示すように、荷役装置３は、ポンプ２２が油圧ラインとして、一端部がタンク２３に接続され、他端部がリフトシリンダ１７におけるヘッド側の部屋１７ｈにコントロールバルブ２４を介して接続されている。

また、荷役装置３は、ポンプ２２が油圧ラインにより、一端部がコントロールバルブ２４を介してリフトシリンダ１７におけるロッド側の部屋１７ｒに接続され、他端部がタンク２３に接続されている。

位置センサ４１は、ロッド１７ａの位置を検出し、荷役コントローラ２６に信号ｉｚを出力する。荷役コントローラ２６は、位置センサ４１が検出したロッド１７ａの位置情報に基づいてフォーク１５の昇降量（高さ）を演算することができる。位置センサ４１は、ロッド１７ａのストロークを検出するストロークセンサであってもよい。また、位置センサ４１は、複数のスイッチで段階的にロッド１７ａのストロークを検出するようにしてもよい。

圧力センサ４２は、油圧ラインにおけるコントロールバルブ２４とリフトシリンダ１７との間の油圧、つまり、リフトシリンダ１７におけるヘッド側の部屋１７ｈの容積に応じた油圧を検出し、荷役コントローラ２６に信号ｉｐを出力する。荷役コントローラ２６は、圧力センサ４２が検出した部屋１７ｈに作用する油圧の圧力情報に基づいてフォーク１５に積載する荷物２の積載量を演算することができる。

荷役コントローラ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、このＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、記憶装置とを含むコンピュータシステムである。オペレータが荷役操作入力処理装置２５を操作してリフトシリンダ１７またはチルトシリンダ１６の少なくとも１つを動作させる場合、荷役コントローラ２６は、操作信号ｉｘに基づいて、制御指令ｉｓを生成する。また、荷役コントローラ２６は、リフトシリンダ１７またはチルトシリンダ１６の少なくとも１つを動作させ、荷役動作をしている荷役動作情報ｉｍを駆動制御装置５０に出力する。

図２に示すように、荷役操作入力処理装置２５は、オペレータ（作業者）が操作可能な操作レバーの操作量に応じて、フォーク１５のチルトやリフトの操作信号ｉｘを出力することができる。そして、図１及び図２に示すように、荷役コントローラ２６は、荷役操作入力処理装置２５からの操作信号ｉｘに基づいてポンプ駆動源２１、ポンプ２２、コントロールバルブ２４を駆動制御することができる。

実施形態１に係るフォークリフト１は、荷役コントローラ２６がコントロールバルブ２４に対し制御指令ｉｓを出力する。荷役装置３は、制御指令ｉｓに基づいてコントロールバルブ２４が動作し、リフトシリンダ１７のロッド１７ａがフォーク１５を昇降する。

図３は、実施形態１に係るフォークリフトの制御ブロック図である。図３に示す実施形態１に係るフォークリフト１の車両本体１１おいて、上述した駆動モータＭが、左右の前輪１２に独立して配置されている。以後の説明においては、右の前輪１２を回転駆動する駆動モータＭを右駆動モータＭ_Ｒ、左の前輪１２を回転駆動する駆動モータＭを左駆動モータＭ_Ｌとし、一対の右駆動モータＭ_Ｒと左駆動モータＭ_Ｌとを駆動モータＭとして説明する。回転検出センサ４３は、右駆動モータＭ_Ｒと左駆動モータＭ_Ｌとに、それぞれの回転数を検出する回転検出センサ４３Ｒ、回転検出センサ４３Ｌとを備えている。なお、以下の説明では、駆動モータＭを２つ（Ｍ_Ｒ、Ｍ_Ｌ）備えるフォークリフト１であるが、駆動モータＭを１つだけ備えるフォークリフトであってもよい。

実施形態１に係る産業用車両用駆動制御装置１００は、駆動制御装置５０と、荷役コントローラ２６と、荷役操作入力処理装置２５と、を含む。駆動制御装置５０は、第１加算器５１と、速度制御コントローラ５２と、第２加算器５３と、ピッチング制御コントローラ（振動制御部）５４とを含む。

車両本体１１を走行させる場合、実施形態１に係る産業用車両用駆動制御装置１００は、以下のように車両本体１１を制御する。図３にしめすように、アクセル入力処理部２７は、駆動制御装置５０に電気的に接続されている。車両本体１１を走行させる場合、アクセル入力処理部２７は、アクセルの踏み込み量に応じてモータ回転数指令ω＊を第１加算器５１に出力する。

第１加算器５１は、モータ回転数指令ω＊から、駆動モータＭ（Ｍ_Ｒ、Ｍ_Ｌ）から検出された検出モータ回転数ω（右駆動モータＭ_Ｒの検出モータ回転数ω_Ｒと、左駆動モータＭ_Ｌの検出モータ回転数ω_Ｌとの和の１/２）を減算して偏差Δωを求め、その偏差Δωを速度制御コントローラ５２に出力する。

速度制御コントローラ５２は、第１加算器５１から入力された偏差Δωに対して、ＰＩ演算を行ってモータ制御トルク指令（モータ制御指令）ｉｔ１を生成し、このモータ制御トルク指令ｉｔ１を第２加算器５３に出力する。また、この速度制御コントローラ５２には、検出モータ回転数ωのうち、検出モータ回転数ω_Ｒの割合と、検出モータ回転数ω_Ｌの割合を示すモータ回転数配分情報が別途入力されるようになっている。そして、速度制御コントローラ５２は、入力されたモータ回転数配分情報とハンドル操作角とに応じて、モータ制御トルク指令ｉｔ１のうち、右駆動モータＭ_Ｒへの入力分と左駆動モータＭ_Ｌへの入力分との割合を示すモータ回転数配分情報を出力し、この割合に応じて右駆動モータＭ_Ｒ、左駆動モータＭ_Ｌが駆動されるようになっている。なお、右駆動モータＭ_Ｒ、左駆動モータＭ_Ｌは、直進の場合には同一の割合で駆動される。

ピッチング制御コントローラ５４には、駆動モータＭ（Ｍ_Ｒ、Ｍ_Ｌ）の回転を検出する回転検出センサ４３から検出された回転情報ｉｒである検出モータ回転数ω（ω_Ｒ、ω_Ｌ）が入力される。また、ピッチング制御コントローラ５４には、荷役装置３の圧力センサ４２の信号ｉｐから検出された検出リフト圧（運動パラメータ、加速度データ）Ｐが入力されるようになっている。このピッチング制御コントローラ５４は、検出モータ回転数ω（ω_Ｒ、ω_Ｌ）と検出リフト圧Ｐとからピッチング制御トルク指令（振動制御指令）ｉｔ２を生成し、このピッチング制御トルク指令ｉｔ２を第２加算器５３に出力する。なお、ピッチング制御コントローラ５４については、後に詳述する。

第２加算器５３は、モータ制御トルク指令ｉｔ１と、ピッチング制御トルク指令ｉｔ２とを加算して、この加算した結果を駆動制御指令（モータ制御指令）ｉＲとして駆動モータＭ（Ｍ_Ｒ、Ｍ_Ｌ）に出力する。なお、ピッチング制御トルク指令ｉｔ２の出力が０であった場合には、モータ制御トルク指令ｉｔ１を駆動制御指令ｉＲとして駆動モータＭ（Ｍ_Ｒ、Ｍ_Ｌ）に出力する。

車両本体１１が停止している場合、実施形態１に係る産業用車両用駆動制御装置１００は、モータ制御トルク指令ｉｔ１の出力が０であり、ピッチング制御トルク指令ｉｔ２を駆動制御指令ｉＲとして駆動モータＭ（Ｍ_Ｒ、Ｍ_Ｌ）に出力する。

車両本体１１が停止しているとは、オペレータが車両本体１１に備えられた駐車ブレーキまたはフットブレーキを動作させている場合、または車両本体１１の車速が０となっている状態である。

図４は、実施形態１に係るピッチング制御コントローラを示す制御ブロック図である。ピッチング制御コントローラ５４は、振動制御部１１０と、不感帯要素１２０と、トルクリミッタ部１３０と、荷重判定部１４０と、車速判定部１５０と、旋回判定部１６０と、ノッチフィルタ（不安定成分除去フィルタ）１７０と、車速絶対値｜Ｕ｜（｜Ｕ１｜、｜Ｕ２｜）を出力する車速演算部１８０と、旋回量｜ΔＵ｜を出力する旋回量演算部１９０とを備えている。

振動制御部１１０は、三つの位相調整部１１１、位相調整部１１２及び位相調整部１１３と、検出リフト圧Ｐの静的成分Ｐ_ＤＣを検出するＬＰＦ（ローパスフィルタ）１１４と、検出リフト圧Ｐの静的成分Ｐ_ＤＣの大きさを三段階で判定するリフト圧判定部１１５と、リフト圧判定部１１５の判定結果に応じて三つの位相調整部１１１、位相調整部１１２及び位相調整部１１３のうちいずれか一つを選択する選択部１１６と、選択部１１６が出力した出力値を増幅するゲイン係数が可変設定される増幅部１１７とを備えている。

位相調整部１１１、位相調整部１１２及び位相調整部１１３は、加速度データとして示される検出リフト圧Ｐのうち所定の制御周波数帯に位相調整を行って、速度データとして示される検出リフト圧Ｐ´を生成するものであり、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１１１ａ〜１１３ａと時間遅れ手段１１１ｂ〜１１３ｂとを含む。

ＢＰＦ１１１ａ〜１１３ａには、それぞれに異なる制御周波数帯が設定されている。この制御周波数帯は、荷役装置３に作用する静的荷重によって変化する振動の周波数がそれぞれに設定されている。ＢＰＦ１１１ａの制御周波数帯は、荷役装置３の最大静的荷重の２５〜５０％の静的荷重が作用した際における固有の周波数４．５Ｈｚが設定されており、ＢＰＦ１１２ａの制御周波数帯は、最大静的荷重の５０〜７５％における固有の周波数３．５Ｈｚが、ＢＰＦ１１３ａの制御周波数帯は、最大静的荷重の７５〜１００％における固有の周波数２．５Ｈｚが、それぞれ設定されている。

これらＢＰＦ１１１ａ〜１１３ａは、入力された検出リフト圧Ｐが、それぞれに設定された制御周波数帯のみに反応するように、ゲインが大きくされており、制御周波数帯外の低周波及び高周波で反応しないように構成されている。また、産業用車両用駆動制御装置１００全体の遅れが考慮されて、制御周波数帯の検出リフト圧Ｐの位相が９０度遅れるように設定されている。すなわち、ピッチング振動が発生した場合には、ピッチング振動に伴って荷役装置３上の荷物が振動してリフト圧が変化するために、検出リフト圧Ｐの波形がピッチング振動の加速度の波形として表れることとなる。つまり、ＢＰＦ１１１ａ〜１１３ａは、検出リフト圧Ｐが指し示す加速度データに対して位相調整を行って得られる速度データを振動パラメータとして速度フィードバックするものであり、スカイフック制御理論に基づいてフィルタ設計がされている。

また、本実施形態においては、スカイフック制御理論を適用してＢＰＦ１１１ａ〜１１３ａのフィルタ設計をしたが、例えば、ピッチング制御コントローラ５４にＨ∞制御や最適制御等の各種制御理論を適用して、これらの制御方式に適合するようにフィルタ設計（制御系設計）をしてもよい。

なお、本実施形態においては、三つの位相調整部１１１〜１１３を設けたが、一つのみ設ける構成としてもよい。また、位置センサ４１が検出したロッド１７ａの位置情報に基づいてフォーク１５の昇降量（高さ）を入力し、昇降量に応じて三つの位相調整部１１１〜１１３を選択するようにしてもよい。電動車両の運動パラメータとして変位データを用い、この変位データにおける制御周波数帯に対して微分演算又は位相調整を行って速度データを求め、この速度データを振動パラメータとして用いる構成としてもよい。

また、本実施形態においては、加速度データとして、圧力センサ４２の検出リフト圧Ｐを用いる構成としたが、例えば、荷役装置３の支持部に歪みゲージを設けて加速度データを求めても良いし、荷物又はリフトに加速度計を設けて加速度データを求めてもよい。

時間遅れ手段１１１ｂ〜１１３ｂは、ＢＰＦ１１１ａ〜１１３ａによる検出リフト圧Ｐの位相調整が十分でなかった場合を考慮して補助的に設けられたものであり、ＢＰＦ１１ａ〜１１３ａを通過した検出リフト圧Ｐ´に対して時間遅れによって位相調整を行う。

ＬＰＦ１１４は、検出リフト圧Ｐの動的成分と静的成分とのうち、静的成分Ｐ_ＤＣ（荷重ＤＣ成分）のみを出力するように設定されている。このＬＰＦ１１４は、図１又は２に示す荷役装置３のフォーク１５に載せられた荷物２の静的荷重のみを検出する。

リフト圧判定部１１５は、ＬＰＦ１１４を通過した静的成分Ｐ_ＤＣが、荷役装置３に作用する最大静的荷重の２５〜５０％、５０〜７５％、７５〜１００％のうちいずれの荷重範囲にあるかを判定する。

選択部１１６は、リフト圧判定部１１５の判定結果に基づいて、位相調整部１１１、位相調整部１１２及び位相調整部１１３のうちいずれか一つを選択する。例えば、選択部１１６は、リフト圧判定部１１５が判定した荷重範囲に基づいて、この荷重範囲に対応する制御周波数帯が設定された位相調整部１１１、位相調整部１１２及び位相調整部１１３（ＢＰＦ１１１ａ〜１１３ａ）を選択する。例えば、リフト圧判定部１１５が、検出リフト圧Ｐの静的成分Ｐ_ＤＣが最大静的荷重の５０〜７５％の荷重範囲であると判定した場合には、この判定結果に基づいて、最大静的荷重の５０〜７５％における固有の周波数３．５Ｈｚが設定された位相調整部１１２（ＢＰＦ１１２ａ）を選択する。この選択部１１６は、位相調整部１１１、位相調整部１１２及び位相調整部１１３のうちいずれかから入力された検出リフト圧Ｐ´を増幅部１１７に出力する。

増幅部１１７は、選択部１１６から出力された検出リフト圧Ｐ´を増幅してピッチング制御トルク指令Ｔ＊を生成し、このピッチング制御トルク指令Ｔ＊を不感帯要素１２０に出力するものであり、増幅器１１７ａと、ゲイン係数補正部１１７ｂと、乗算器１１７ｃとを備えている。増幅器１１７ａのゲイン係数は、制御が不安定とならない程度の大きさの適切な値が設定される。

ゲイン係数補正部１１７ｂは、増幅器１１７ａに設定されたゲイン係数の補正を行うものである。すなわち、荷役装置３に載せられた荷物の静的荷重により、加速度が同一であったとしてもリフト圧の変動成分（動的成分）が異なるため、ゲイン係数補正部１１７ｂが、検出リフト圧Ｐの静的成分Ｐ_ＤＣに応じた最適なゲイン係数を求めて、この最適なゲイン係数となるように増幅器１１７ａのゲイン係数を補正している。なお、静的成分Ｐ_ＤＣに応じた最適なゲイン係数の値は、予め作成した静的成分Ｐ_ＤＣとゲイン係数との対応付けから求めるようになっている。乗算器１１７ｃは、検出リフト圧Ｐ´と増幅器１１７ａに設定されたゲイン係数とを乗算する。

また、荷役装置３に作用する静的荷重（検出リフト圧Ｐの静的成分Ｐ_ＤＣ）によって、増幅器１１７ａのゲイン係数を変更するゲイン係数補正部１１７ｂを有するので、荷役装置３に作用する静的荷重の大小に関わらず、最適なピッチング制御トルク指令Ｔ＊を得ることができ、適切な減衰効果を得ることができる。

不感帯要素１２０は、入力されたピッチング制御トルク指令Ｔ＊の振幅が閾値Ｔ´以上である場合に、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を通過させる。一方、入力されたピッチング制御トルク指令Ｔ＊の振幅が閾値Ｔ´未満である場合には、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊２を遮断する。この不感帯要素１２０の閾値Ｔ´は、検出モータ回転数ωによらず一定にしてもよいし、検出モータ回転数ωによって変動させてもよい。例えば、予め各モータ回転数（ω）における最大トルクを求めて、各モータ回転数（ω）と最大トルクとの対応付けを作成しておき、この対応付けと検出モータ回転数ωとに基づいて最大トルクを求め、この最大トルクの所定の割合を閾値Ｔ´として用いる構成が考えられる。

トルクリミッタ部１３０は、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊の振幅を所定の範囲に制限するものであり、リミッタ１３１と、余裕トルク演算手段１３２とを備えている。リミッタ１３１は、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊の許容最大値ｕｐ及び許容最小値ｌｏが設定されており、不感帯要素１２０から入力されたピッチング制御トルク指令Ｔ＊のうち、許容最大値ｕｐを上回る値と、許容最小値ｌｏを下回る値については遮断するようになっている。

余裕トルク演算手段１３２は、出力可能な駆動モータＭ（Ｍ_Ｒ、Ｍ_Ｌ）の最大トルクから、現在出力しているトルクを差し引いて余裕トルクを求めるものである。この余裕トルクは、駆動モータＭ（Ｍ_Ｒ、Ｍ_Ｌ）の特性図を参照して、現在の車速絶対値｜Ｕ１｜からその際の出力可能な最大トルクを求め、この最大トルクから現在出力しているモータ走行トルクの値を差し引いて求めている。この求められた余裕トルクは、その正の値がリミッタ１３１の許容最大値ｕｐに、負の値が許容最小値ｌｏとして設定される。

荷重判定部１４０は、ＬＰＦ１１４から入力される検出リフト圧Ｐの静的成分Ｐ_ＤＣが荷役装置３の最大静的荷重の２５％以上であることを条件として、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を車速判定部１５０に出力する。例えば、荷重変数決定手段１４１は、静的成分Ｐ_ＤＣと乗算器１４２の変数ｄ１（０〜１）との関係が示された荷重変数マップを参照して、入力された静的成分Ｐ_ＤＣから変数ｄ１を求め、乗算器１４２が、求められた変数ｄ１と、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊とを積算する。すなわち、静的成分Ｐ_ＤＣが最大静的荷重の２５％以上である場合には、変数ｄ１倍されたピッチング制御トルク指令Ｔ＊が車速判定部１５０に出力される。静的成分Ｐ_ＤＣが最大静的荷重の２５％よりも十分に大きい場合には、入力時の大きさと等倍（ｄ１＝１）のピッチング制御トルク指令Ｔ＊が出力され、静的成分Ｐ_ＤＣが最大静的荷重の２５％よりも僅かに大きい場合には、変数ｄ１倍（０＜ｄ１＜１）されたピッチング制御トルク指令Ｔ＊が出力される。

車速判定部１５０は、検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分に基づいて、車両本体１１の停止位置が許容範囲以内であることを条件として、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を旋回判定部１６０に出力する。

一般的に、フォークリフトは、フォークに荷物を載せてフォークの昇降を行う場合、マストが振動し、フォークリフトの揺れを生じさせるおそれがある。フォークリフトの揺れは、オペレータにも伝達され、操作レバーの操作量に影響を与えるおそれがある。この揺れによりオペレータが操作レバーの操作を一定に保持しようとしても、操作レバーも協調して揺れてしまう。つまり、荷役装置３を制御する荷役コントローラ２６が生成した制御指令ｉｓの指令値に、荷役装置３の動作時（例えばリフトシリンダ１７またはチルトシリンダ１６の動作時）に発生する振動の固有周波数成分ｆｎが加えられている。その結果、フォークリフト１は、操作信号ｉｘに含まれる固有周波数成分ｆｎによって荷役装置３等が励起されて振動する。この振動が車両本体１１の揺れとなり振動が持続するいわゆる持続振動となる。

本実施形態に係るフォークリフト１は、この持続振動を抑制するため、駆動モータＭを駆動して持続振動を抑制する振動を生じさせる。車両本体１１は、駆動モータＭから駆動トルクが伝達され、停止位置を変えないように駆動輪である前輪１２が前後に振動する必要がある。

車速判定部１５０は、荷役動作判定部１５１と、時間信号部１５２と、乗算器１５３と、トルクリミッタ部１５４とを備えている。荷役動作判定部１５１には、荷役コントローラ２６が生成した荷役動作情報ｉｍと、時間信号部１５２の時間信号とが入力される。荷役動作情報ｉｍから荷役動作判定部１５１は、荷役装置３がリフト操作またはチルト操作などの荷役操作をしていると判断する場合、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を通過させる制御発動信号を乗算器１５３に出力する。

また、上述した持続信号は、荷役装置３がリフト操作またはチルト操作などの荷役操作を終了した後一定時間継続するおそれがあることから、荷役動作情報ｉｍ及び時間信号部１５２の時間信号に基づいて荷役動作判定部１５１は、荷役装置３がリフト操作またはチルト操作などの荷役操作を終了しているが一定時間以内であると判断する場合、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を通過させる制御発動信号を乗算器１５３に出力する。

荷役装置３がリフト操作またはチルト操作などの荷役操作をしていないか、終了して一定時間経過後であると判断する場合、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を遮断させる制御停止信号を乗算器１５３に出力する。乗算器１５３は、荷役動作判定部１５１の判断に基づいて荷役装置３の荷役判定することになる。ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を通過させる制御発動信号の入力を乗算器１５３が受けると、乗算器１５３は、トルクリミッタ部１５４へピッチング制御トルク指令Ｔ＊を出力する。

また、荷役動作判定部１５１を備えるので、荷役装置３が動作していない場合には、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊が出力されない。これにより、オペレータの乗降による振動など、荷役装置３に起因する振動が生じ難い状況下でピッチング制御トルク指令Ｔ＊が出力されることを防止することができる。このため、車両本体１１を振動させる誤動作を抑制することができる。

図５は、実施形態１に係るピッチング制御コントローラにおけるトルクリミッタ部の制御ゲインのリミット比について説明する説明図である。図５において、走行時の制御ゲインのリミット比を１とする。トルクリミッタ部１５４は、入力された速度絶対値｜ΔＵ２｜から検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分を図５に示す制御ゲインのリミット比マップ（緩和曲線）に与え、検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分が０の値（停止）または低速の場合の値に応じて、例えば図５に示す制御ゲインのリミット比の値０．３により、制限（緩和）する。例えば図５に示すトルクリミッタ比の下限値であるトルクリミッタ比の値０．３は、例示である。トルクリミッタ比の下限値は、実際にフォークリフト１の停止状態において、前輪１２を前後に動作させてオペレータが違和感を受けない程度のピッチング振動を特定し、そのピッチング振動を超えない程度において設定されたものである。

トルクリミッタ部１５４は、駆動モータＭの検出モータ回転数ωが増加しても、駆動モータＭの回転初期から駆動モータの所定の回転数まで、制御ゲインのリミット比を０より大きく１より小さい範囲とする。例えば図５において、トルクリミッタ部１５４は、走行時の制御ゲインのリミット比を１としたとき、駆動モータＭの回転初期から駆動モータの所定の回転数において、制御ゲインのリミット比を０より大きく１より小さい範囲で駆動モータＭのトルクを抑制する。走行時の駆動モータＭのトルクの変化の感度と比較して、駆動モータＭの回転初期から駆動モータの所定の回転数までは、駆動モータＭのトルクの変化が鈍感になる。このため、車両本体１１の意図しない変動を引き起こす駆動トルクが駆動輪（前輪１２）に作用することを抑制することができ、停止状態の安定性を高めることができる。そして、フォークリフト１は、荷役装置３の動作時における積載部の振動を低減するように車両本体１１のピッチング振動を発生させる駆動モータＭの駆動トルクが制限されるので、車両本体１１が所定範囲の位置にとどまる。

旋回判定部１６０は、駆動モータＭ_Ｒ、Ｍ_Ｌの検出モータ回転数ω_Ｒ、ω_Ｌの偏差Δωの静的成分（ピッチング等によって生じる変動ノイズを除去した値）の旋回絶対値｜Δω｜が、所定の閾値以上であることを条件として、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊をノッチフィルタ１７０に出力するものであり、旋回変数決定手段１６１と、乗算器１６２とを備えている。閾値としては、例えば、２５０ｒｐｍに設定している。例えば、旋回変数決定手段１６１は、静的成分Ｐ_ＤＣと変数ｄ３（０〜１）との関係が示された旋回変数マップ（緩和曲線）を参照して、入力された静的成分Ｐ_ＤＣから変数ｄ３を求め、乗算器１６２が、求められた変数ｄ３と、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊とを積算する。

ノッチフィルタ１７０は、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊が制御不安定周波数の波形となった場合に、制御不安定周波数を除去するものである。すなわち、不感帯要素１２０及びトルクリミッタ部１３０において、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊の波形が鋭角となって制御不安定周波数の波形が生成された場合に、この波形が滑らかなものとなる。このノッチフィルタ１７０は、入力されたピッチング制御トルク指令Ｔ＊に対して、上記の処理を行って、ピッチング制御トルク指令ｉｔ２として第２加算器５３に出力する。

車速演算部１８０は、加算器１８１と、増幅器１８２と、ＬＰＦ１８３と、絶対値回路１８４と、絶対値回路１８５とを備えている。車速演算部１８０は、加算器１８１によって検出モータ回転数ω_Ｒ、ω_Ｌを加算し、この加算値を増幅器１８２によって１／２の値として絶対値回路１８４に出力する。そして車速演算部１８０は、この出力値の絶対値を絶対値回路１８４によって求め、求めた車速絶対値｜Ｕ１｜をトルクリミッタ部１３０に出力する。

また、車速演算部１８０は、増幅器１８２の出力値を、ＬＰＦ１８３を通過させて車速ＤＣ成分（ピッチング等によって生じる変動ノイズを除去した値）を求める。次に、車速演算部１８０は、車速ＤＣ成分の出力値の絶対値を絶対値回路１８５によって求め、求めた車速絶対値｜Ｕ２｜を車速判定部１５０に出力する。

旋回量演算部１９０は、加算器１９１と、ＬＰＦ１９３と、絶対値回路１９４とを備えている。旋回量演算部１９０は、加算器１９１によって検出モータ回転数ω_Ｒ、ω_Ｌの差分を演算し、この差分値を、ＬＰＦ１９３を通過させて旋回ＤＣ成分ΔωＤＣ（ピッチング等によって生じる変動ノイズを除去した値）を求める。旋回量演算部１９０は、旋回ＤＣ成分ΔωＤＣの出力値の絶対値を絶対値回路１９４によって求め、求めた旋回絶対値｜Δω｜を旋回判定部１６０に出力する。

次に、ピッチング制御コントローラ５４は、以下のように制御を行う。図３にしめすように、荷役コントローラ２６は、荷役操作入力処理装置２５からの操作信号ｉｘに基づいて、荷役装置３に対し制御指令ｉｓを出力する。図４にしめすように、圧力センサ４２の信号ｉｐから検出された検出リフト圧Ｐが振動制御部１１０に入力される。また、制御指令ｉｓは、荷役動作判定部１５１にも入力される。振動制御部１１０は、入力された検出リフト圧Ｐを用いて、その際の荷物の静的荷重に応じて、位相調整部１１１、位相調整部１１２及び位相調整部１１３のうち最適な位相調整部の１つを選択する。例えば、ＬＰＦ１１４は検出リフト圧Ｐの静的成分Ｐ_ＤＣのみを出力する。そして、リフト圧判定部１１５が、ＬＰＦ１１４を通過した静的成分Ｐ_ＤＣが荷役装置３に作用する最大静的荷重の２５〜５０％、５０〜７５％、７５〜１００％のうちいずれの荷重範囲にあるかを判定する。選択部１１６は、リフト圧判定部１１５が判定した荷重範囲に対応する位相調整部１１１、位相調整部１１２及び位相調整部１１３のいずれかを選択する。以下においては、位相調整部１１２が選択された場合について、説明する。

選択された位相調整部１１２に検出リフト圧Ｐが入力されると、この検出リフト圧ＰがＢＰＦ１１２ａを通過する。この際、検出リフト圧Ｐのうち、最大静的荷重の５０〜７５％に対応した制御周波数帯３．５Ｈｚが増幅されると共に、その位相が９０度遅れる。なお、ＢＰＦ１１２ａの位相調整が不十分であった場合には、時間遅れ手段１１２ｂが時間によって位相を調整する。次に、選択部１１６は、位相調整部１１２が位相調整を行った検出リフト圧Ｐ´を乗算器１１７ｃに出力する。

そして、ゲイン係数補正部１１７ｂは、ＬＰＦ１１４から入力された静的成分Ｐ_ＤＣに対応する最適なゲイン係数を求め、増幅器１１７ａのゲイン係数を補正する。増幅部１１７は、乗算器１１７ｃにおいて最適なゲイン係数で検出リフト圧Ｐ´を増幅して、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を生成し、不感帯要素１２０に出力する。

不感帯要素１２０は、入力されたピッチング制御トルク指令Ｔ＊が閾値Ｔ´以上である場合に、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊をトルクリミッタ部１３０に出力する。一方、不感帯要素１２０は、入力されたピッチング制御トルク指令Ｔ＊が閾値Ｔ´未満である場合には、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊をトルクリミッタ部１３０に出力せずに遮断する。なお、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊が遮断された場合には、波形が鋭角となる。

トルクリミッタ部１３０は、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊の振幅を、許容最大値ｕｐと許容最小値ｌｏとの間の所定の範囲に制限する。これら許容最大値ｕｐ及び許容最小値ｌｏは、余裕トルク演算手段１３２が、求めた余裕トルクの正の値及び負の値を設定する。

リミッタ１３１は、不感帯要素１２０から入力されたピッチング制御トルク指令Ｔ＊のうち、許容最大値ｕｐを上回る値と、許容最小値ｌｏを下回る値については遮断し、許容最大値ｕｐと許容最小値ｌｏとの範囲内のピッチング制御トルク指令Ｔ＊を荷重判定部１４０に出力する。なお、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊が遮断された場合には、波形が鋭角となる。

荷重判定部１４０は、ＬＰＦ１１４から入力される検出リフト圧Ｐの静的成分Ｐ_ＤＣが荷役装置３の最大静的荷重の２５％以上であることを条件として、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を車速判定部１５０に出力する。例えば、荷重判定部１４０は、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を変数ｄ１（０〜１）倍して車速判定部１５０に出力する。

また、所定の閾値以上の静的成分Ｐ_ＤＣが作用していない場合には、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊が出力されない。これにより、検出リフト圧Ｐの静的成分Ｐ_ＤＣが比較的に小さいものであって、荷役装置３の動作に起因する振動が生じ難い状況下において、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊が出力されることを防止することができる。このため、消費電力を抑制することができる。

車速判定部１５０は、車速演算部１８０から入力された車速絶対値｜Ｕ２｜がトルクリミッタ比の制限値以下、例えば０．３以下であることを条件として、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を旋回判定部１６０に出力する。

旋回判定部１６０は、旋回量｜ΔＵ｜が２５０ｒｐｍ以上であることを条件として、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊をノッチフィルタ１７０に出力する。例えば、旋回判定部１６０は、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を変数ｄ３（０〜１）倍してノッチフィルタ１７０に出力する。

ノッチフィルタ１７０は、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊が制御不安定周波数を含む場合に、制御不安定周波数を除去する。すなわち、不感帯要素１２０及びトルクリミッタ部１３０によって、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊の波形が鋭角になったとしても、その波形が滑らかになる。このようにして、ノッチフィルタ１７０は、ピッチング制御トルク指令ｉｔ２を出力する。

図３に示すように、ピッチング制御トルク指令ｉｔ２は、第２加算器５３において、モータ制御トルク指令ｉｔ１と加算される。車両本体１１が停止している場合であるので、実施形態１に係る産業用車両用駆動制御装置１００は、モータ制御トルク指令ｉｔ１の出力が０であり、ピッチング制御トルク指令ｉｔ２を駆動制御指令ｉＲとして駆動モータＭ（Ｍ_Ｒ、Ｍ_Ｌ）に出力する。そして、この加算値である駆動制御指令ｉＲが駆動モータＭ（Ｍ_Ｒ、Ｍ_Ｌ）に入力される。入力された駆動制御指令ｉＲにより、駆動モータＭが前後に振動する。この振動により、車両本体１１には、ピッチング振動が生じる。ピッチング振動とは、例えば、車両本体１１の重心または重心近傍を通り、かつ２つの前輪１２を結ぶ方向の軸を仮想の回転軸として、車両本体１１が前記仮想の回転軸を中心に揺動するような振動をいう。

図６は、フォークリフトの荷役操作入力処理装置に伝達される振動を説明するための説明図である。図６は、荷役操作入力処理装置２５の操作量を縦軸にとり、横軸に時間をとって示している。評価例は、実施形態１に係るフォークリフト１であり、比較例は、上述したピッチング制御コントローラ５４を有していないフォークリフトである。

車両本体１１は、駆動モータＭから駆動トルクが伝達され、車両本体１１が所定範囲の位置にとどまるように駆動輪である前輪１２が前後に振動する。この前輪１２の前後の振動は、車両本体１１が上下に揺れるピッチング振動を誘発する。そして、ピッチング振動は、荷役装置３に伝達される。なお、前輪１２の前後の振動は、前輪１２が移動して生じる場合と、前輪１２が移動せず、かつタイヤの剛性を超える駆動トルクにより振動して発生する場合も含む。

図６に示すように、評価例は、比較例に比べて、車両本体１１の振動が荷役装置３の振動を弱め、車両本体１１自身の振動を低減する。また、操作レバーの揺れ自体も抑制される。このため、オペレータが荷役操作入力処理装置２５を操作してリフトシリンダ１７の動作を開始する場合、及びオペレータが荷役操作入力処理装置２５を操作してリフトシリンダ１７の動作を停止させる場合に生じる振動の収束を早めることができる。

本実施形態に係るフォークリフト１は、この持続振動を抑制するため、駆動モータＭを駆動して持続振動を抑制する振動を生じさせる。ここで、車両本体１１は、駆動モータＭがピッチング制御トルク指令ｉｔ２により駆動し、前輪１２（駆動輪）が揺動するため、車両本体１１が移動してしまうおそれがある。本実施形態のフォークリフト１は、車両本体１１が所定範囲の位置にとどまるように、駆動モータＭに与える駆動トルクを制限している。このため、本実施形態に係るフォークリフト１は、車両本体１１の水平方向の位置を大きく変えないように、つまり所定範囲内の位置となるように、駆動輪である前輪１２が前後に振動する。

上述したように、本実施形態に係るフォークリフト１は、駆動制御指令ｉＲにより駆動輪である前輪１２を駆動する駆動モータＭと、前輪１２により走行可能な車両本体１１と、車両本体１１に昇降自在に支持され、かつ荷物を積載する積載部であるフォーク１５を昇降可能な荷役装置３と、車両本体１１に備えられ、荷役装置３を動作させるための荷役操作入力処理装置２５と、荷役装置３の動作時におけるフォーク１５の振動を低減するように車両本体１１のピッチング振動を発生させる駆動モータＭの駆動トルクを、車両本体１１が所定範囲の位置にとどまるように制限した駆動制御指令ｉＲを演算するピッチング制御コントローラ５４と、を含む。

そして、前輪１２の前後の振動が車両本体１１の荷役装置３へピッチング振動として伝達される。そして、車両本体１１の振動が荷役装置３の振動を弱め、車両本体１１自身の振動を低減する。また、操作レバーの揺れ自体も抑制される。このため、フォークリフト１は、荷役装置３の動作に起因する持続振動の収束を早めることができる。そして、オペレータは、操作レバーの操作が容易となり、揺れが収まるまで作業を休止するおそれも低減できる。また、車両本体１１が停止状態と認識しているのに、移動してしまうオペレータの違和感を低減することができる。

なお、フォークリフト１は、停止状態から走行する状態になる場合、つまり、アクセルが踏み込まれる場合において持続振動を抑制するため停止状態から継続して、走行中に駆動モータＭを駆動して持続振動を弱めるピッチング制御トルク指令ｉｔ２を駆動輪である前輪１２に与えてもよい。この場合、図４に示すトルクリミッタ部１５４は、入力された速度絶対値｜ΔＵ２｜を図５に示すトルクリミッタ比マップ（緩和曲線）に与え、例えば図５に示す駆動トルクリミッタ比の値が１となり、速度絶対値｜ΔＵ２｜に応じた駆動トルクを制限（緩和）しないで、ピッチング制御トルク指令ｉｔ２として出力することができる。

以上説明したように、実施形態１に係るフォークリフト１又は産業用車両用駆動制御装置１００は、検出リフト圧Ｐに対して、荷役装置３の固有振動の周波数に基づいて定められた制御周波数帯が設定され、かつ、この制御周波数帯の位相が９０度遅れるようにフィルタ設計された位相調整部１１１、位相調整部１１２及び位相調整部１１３を備える。この構成により、ピッチング振動の加速度データとして入力された検出リフト圧Ｐのうち制御周波数帯が増幅され、位相調整がされ、振動パラメータとしての速度データが生成される。この速度データに基づいて、産業用車両用駆動制御装置１００は、荷役装置３の動作に起因する固有振動を低減するピッチング振動を車両本体１１に生じさせるピッチング制御トルク指令Ｔ＊を得ることができる。さらに、駆動トルクを所定の値に制限されたピッチング制御トルク指令Ｔ＊を基準に前輪１２の駆動がなされるので、フォークリフト１の意図しない移動を抑制し、フォークリフト１の荷役装置３に起因する振動を抑制することができる。

また、産業用車両用駆動制御装置１００は、駆動モータＭの検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分が０から所定の速度まで、駆動モータＭの検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分が増加しても、駆動モータＭの回転初期から駆動トルクの増加率が駆動モータＭの回転数の増加率よりも小さくなるように駆動トルクを制限するトルクリミッタ部１５４を備えている。車両本体１１の意図しない変動を引き起こす駆動トルクが駆動輪である前輪１２に作用することを防止することができ、停止状態の安定性を高めることができる。

また、フォークリフト１は、産業用車両用駆動制御装置１００を備えるので、ピッチング振動が発生したとしても、荷役装置３の動作に起因する振動の高い振動減衰率が得られ、オペレータの乗り心地や操作性を向上させることができる。

（実施形態２）
図７は、実施形態２に係るピッチング制御コントローラを示す制御ブロック図である。図８は、実施形態１に係るピッチング制御コントローラにおける位置推定部が推定する、制御によって変位する位置について説明する説明図である。図９は、図８に対応する駆動トルクの制御例を説明するための説明図である。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図７に示すように、実施形態２に係るピッチング制御コントローラ５４は、車両位置判定部２００を備えている。車両位置判定部２００は、荷役動作判定部１５１と、時間信号部１５２と、乗算器１５３と、位置推定部１５５と、トルクリミッタ部１５６と、を備えている。位置推定部１５５は、検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分に基づいて、車両本体１の位置を推定する演算手段である。位置推定部１５５は、検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分に応じた車両本体１の位置の変位の情報マップとして、記憶装置に記憶している。位置推定部１５５は、絶対値回路１８５から検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分が入力されると、例えば、図８に示すように、制御によって変位する位置Ｐ_ｘを時間の関数として演算する。位置推定部１５５は、演算した位置Ｐ_ｘが上述した前輪１２の前後の制限位置Ｐ_ｕｐ、制限位置Ｐ_ｌｏの条件値を超えると推定する場合、トルクリミッタ部１５４に駆動トルクの制限情報を出力する。例えば、図８に示すように、位置推定部１５５は、演算した位置Ｐ_ｘが上述した前輪１２の前方の制限位置Ｐ_ｕｐ、及び前輪１２の後方の制限位置Ｐ_ｌｏの条件値を超えると推定する制限情報Ｐ_ｋ１、制限情報Ｐ_ｋ２の情報を出力する。

トルクリミッタ部１５６は、位置推定部１５５が出力する制限情報Ｐ_ｋ１、制限情報Ｐ_ｋ２の情報に基づいて、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊の駆動トルクを制限する。例えば、図９に示すように、図８に示す制限位置Ｐ_ｕｐ、制限位置Ｐ_ｌｏの条件値に対応して、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊の許容最大値Ｔ_ｕｐ及び許容最小値Ｔ_ｌｏが設定されており、駆動トルクＴ_ｘの変動が許容最大値Ｔ_ｕｐ及び許容最小値Ｔ_ｌｏを超えないように制御されている。これにより、車両本体１１は、所定範囲の位置である、制限位置Ｐ_ｕｐ以上制限位置Ｐ_ｌｏ以下にとどまるように制限される。トルクリミッタ部１５６は、制限した駆動トルクＴ_ｘで補正したピッチング制御トルク指令Ｔ＊を乗算器１５３に出力する。

また、車両位置判定部２００は、上述した実施形態１のように、荷役動作判定部１５１を備えるので、荷役装置３が動作していない場合には、乗算器１５３からピッチング制御トルク指令Ｔ＊が出力されない。これにより、オペレータの乗降による振動など、荷役装置３に起因する振動が生じ難い状況下でピッチング制御トルク指令Ｔ＊が出力されることを防止することができる。このため、車両本体１１を振動させる誤動作を抑制することができる。

（変形例）
図１０は、実施形態２の変形例に係るピッチング制御コントローラを示す制御ブロック図である。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１０に示すように、実施形態２に係るピッチング制御コントローラ５４は、車両位置判定部２００Ａを備えている。車両位置判定部２００Ａは、荷役動作判定部１５１と、時間信号部１５２と、乗算器１５３と、位置推定部１５５と、トルクリミッタ部１５６と、補正部１５９とを備えている。

補正部１５９は、圧力センサ４２からの検出リフト圧Ｐが入力されている。上述した実施形態２では、位置推定部１５５は、駆動モータＭの検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分に基づいて、制御によって変位する位置Ｐ_ｘを時間の関数として演算する。実施形態２の変形例では、位置推定部１５５は、圧力センサ４２からの検出リフト圧Ｐ及び駆動モータＭの検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分に基づいて、制御によって変位する位置Ｐ_ｘを時間の関数として演算する。例えば、前輪１２及び後輪１３は、ゴムなどの弾性体で構成され、前輪１２及び後輪１３の弾性体の撓みに起因して、フォークリフト１が車両本体１１と、前輪１２及び後輪１３の弾性体と、が同期してピッチング振動を生じることがある。この場合、圧力センサ４２からの検出リフト圧Ｐに基づいた補正値を用いて上述した制御によって変位する位置Ｐ_ｘを補正すれば、フォークリフト１が車両本体１１と、前輪１２及び後輪１３の弾性体と、が同期したピッチング振動に基づいた車両本体１１の位置を推定することができる。

また、以上説明したように本実施形態に係るフォークリフト１又は産業用車両用駆動制御装置１００は、駆動モータＭの回転数ωに基づいて車両本体１１の位置を推定する位置推定部１５５と、位置推定部１５５が推定した車両本体１１の位置が所定範囲の位置にとどまるように駆動トルクを制限するトルクリミッタ部１５６を備えている。このため、車両本体１１の意図しない変動を引き起こす駆動トルクが駆動輪である前輪１２に作用することを防止することができ、停止状態の安定性を高めることができる。

また、フォークリフト１は、産業用車両用駆動制御装置１００を備えるので、ピッチング振動が発生したとしても、荷役装置３の動作に起因する振動の高い振動減衰率が得られ、オペレータの乗り心地や操作性を向上させることができる。

（実施形態３）
図１１は、実施形態３に係るピッチング制御コントローラを示す制御ブロック図である。図１２は、実施形態３に係るフォークリフトの振動を説明するための説明図である。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１１に示すように、実施形態３に係るピッチング制御コントローラ５４は、振動制御部１１０と並列に、荷物上下加速度低減波形演算部１１０Ａを備えている。また、実施形態３に係るピッチング制御コントローラ５４は、車速判断部１８６と、選択部１８７とを備えている。車速判断部１８６は、絶対値回路１８５から検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分が入力され、かつ所定のモータ回転数以下であれば、車両本体１１が停止中の選択情報を選択部１８７に出力する。選択部１８７は、車速判断部１８６の選択情報に基づいて、圧力センサ４２の検出リフト圧Ｐを荷物上下加速度低減波形演算部１１０Ａに接続するように選択する。または、車速判断部１８６は、絶対値回路１８５から検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分が入力され、かつ所定のモータ回転数を超えるのであれば、車両本体１１が走行中の選択情報を選択部１８７に出力する。選択部１８７は、車速判断部１８６の選択情報に基づいて、圧力センサ４２の検出リフト圧Ｐを振動制御部１１０に接続するように選択する。

なお、車速判定部１５０Ａは、検出モータ回転数ωの車速ＤＣ成分が所定の閾値以上であることを条件として、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊を旋回判定部１６０に出力するものであり、車速変数決定手段１５１Ａと、乗算器１５２Ａとを備えている。閾値としては、例えば、ピッチング振動が発生し易いモータ回転数５００ｒｐｍに設定している。例えば、車速変数決定手段１５１Ａが、静的成分Ｐ_ＤＣと変数ｄ２（０〜１）との関係が示された車速変数マップ（緩和曲線）を参照して、入力された静的成分Ｐ_ＤＣから変数ｄ２を求め、乗算器１５２Ａが、求められた変数ｄ２と、ピッチング制御トルク指令Ｔ＊とを積算する。

荷物上下加速度低減波形演算部１１０Ａは、荷役装置３の振動を低減する車両１１のピッチング振動を最低限とするように駆動トルクＴを出力する。図１２にしめすように、実施形態３に係るフォークリフト１では、荷役装置３の振動中心２Ｑと、車両本体１１の振動中心１１Ｑのように、２つの振動中心がある。図１２では、振動中心２Ｑと、振動中心１１Ｑとの距離がｌｍである。例えば、フォークリフト１は、荷役装置３のばね係数ｋ_ｍと、リフトシリンダまたはチルトシリンダの容量Ｃ_ｍ、及び、フォーク１５上の荷物２の荷重ｍによって、荷役装置３の振動中心２Ｑの鉛直方向の変位時間関数ｚ（ｔ）をモデル化することができる。

また、フォークリフト１は、車両本体１１の質量Ｍ_Ｑと、前輪１２のばね係数ｋ_ｆと、前輪１２の大きさＣ_ｆ、後輪１３のばね係数ｋ_ｒと、後輪１３の大きさＣ_ｒ、及び車両本体１１の振動中心１１Ｑの位置（振動中心１１Ｑの高さｈ、振動中心１１Ｑから前輪１２までの水平方向の距離ｌ_ｆ、振動中心１１Ｑから後輪１３までの水平方向の距離ｌ_ｒ）により、車両本体１１の振動中心１１Ｑにおいて、鉛直方向のピッチング振動の変位時間関数Ｚ（ｔ）、水平方向のピッチング振動の変位時間関数Ｘ（ｔ）をモデル化することができる。

また、図１２に示すフォークリフト１は、前輪１２に駆動トルクＴが加えられると、前輪の鉛直方向の変位Ｚ_ｎｆと、後輪１３の鉛直方向の変位Ｚ_ｎｒの変位に差が生じる。このため、車両本体１１の振動中心１１Ｑが、例えば車両本体１１の重心または重心近傍を通り、かつ２つの前輪１２を結ぶ方向の軸を仮想の回転軸として、車両本体１１が前記仮想の回転軸を中心にモーメントＭ_Ｆが加えられ揺動する。この揺動に対して、車両本体１１には、質量特性として、質量Ｍ_Ｑ（上下、水平運動に作用する慣性）と慣性モーメントＩ（回転運動に作用する慣性）とが作用する。この車両本体１１の振動中心１１Ｑを中心に揺動するピッチング振動は、回転方向の変位時間関数θ（ｔ）とする。

実施形態３に係るピッチング制御コントローラ５４は、例えば、荷物上下加速度低減波形演算部１１０Ａが最適制御理論の目的関数を記憶している。ピッチング制御コントローラ５４は、荷物上下加速度低減波形演算部１１０Ａが検出リフト圧Ｐの情報を上述した目的関数に与えて、荷物上下加速度低減波形演算部１１０Ａが荷役装置３の振動中心２Ｑの鉛直方向の変位時間関数ｚ（ｔ）を演算し、荷物２の上下加速度または検出リフト圧Ｐの変動が最小となり、かつ水平方向のピッチング振動の変位時間関数Ｘ（ｔ）から振動中心１１Ｑの水平方向の移動距離（変位）が最小となるピッチング振動となるように駆動トルクＴを演算する。このため、車両本体１１の意図しない変動を引き起こす駆動トルクＴが駆動輪である前輪１２に作用することを防止することができ、停止状態の安定性を高めることができる。

１ フォークリフト(産業用車両)
２ 荷物
３ 荷役装置
１１ 車両本体
１２ 前輪
１３ 後輪
１４ マスト
１５ フォーク（積載部）
１６ チルトシリンダ
１６ａ、１７ａ ロッド
１７ リフトシリンダ
１８ ガイドローラ
１９ ワイヤ
２１ ポンプ駆動源
２２ ポンプ
２３ タンク
２４ コントロールバルブ
２５ 荷役操作入力処理装置
２６ 荷役コントローラ
２７ アクセル入力処理部
４１ 位置センサ
４２ 圧力センサ
４３ 回転検出センサ
５０ 駆動制御装置
Ｍ 駆動モータ
１００ 産業用車両用駆動制御装置
１１０Ａ 荷物上下加速度低減波形演算部
１１０ 振動制御部
１５１ 荷役動作判定部
１５２ 時間信号部
１５３ 乗算器
１５４、１５６ トルクリミッタ部
１５５ 位置推定部
２００、２００Ａ 車両位置判定部

Claims (2)

1. 駆動制御指令により駆動輪を駆動する駆動モータと、
   前記駆動輪により走行可能な車両本体と、
   前記車両本体に昇降自在に支持され、かつ荷物を積載する積載部と、
   前記積載部を昇降可能な荷役装置と、
   前記車両本体に備えられ、前記荷役装置を動作させるための荷役操作入力処理装置と、
   前記荷役装置の動作時における前記積載部の振動を低減するように前記車両本体のピッチング振動を発生させる前記駆動モータの駆動トルクを、前記車両本体が所定範囲の位置にとどまるように制限した前記駆動制御指令を演算するピッチング制御コントローラと、
   を含み、
   前記ピッチング制御コントローラは、前記駆動モータの回転数に基づいて前記車両本体の位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部が推定した前記車両本体の位置が前記所定範囲の位置にとどまるように前記駆動トルクを制限するトルクリミッタ部を備えることを特徴とする産業用車両。
2. 駆動制御指令により駆動輪を駆動する駆動モータと、前記駆動輪により走行可能な車両本体と、前記車両本体に昇降自在に支持され、かつ荷物を積載する積載部と、前記積載部を昇降可能な荷役装置と、前記車両本体に備えられ、前記荷役装置を動作させるための荷役操作入力処理装置と、を含む産業用車両に用いられ、前記駆動制御指令を出力する産業用車両用駆動制御装置であって、
   前記荷役装置の動作時における前記積載部の振動を低減するように前記車両本体のピッチング振動を発生させる前記駆動モータの駆動トルクを、前記車両本体が所定範囲の位置にとどまるように制限した前記駆動制御指令を演算するとともに、
   前記駆動モータの回転数に基づいて前記車両本体の位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部が推定した前記車両本体の位置が前記所定範囲の位置にとどまるように前記駆動トルクを制限するトルクリミッタ部を備えることを特徴とする産業用車両用駆動制御装置。

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