WO2020105461A1 - 作業車両、動力機械の制御装置および制御方法 - Google Patents

作業車両、動力機械の制御装置および制御方法

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WO2020105461A1
WO2020105461A1 PCT/JP2019/043760 JP2019043760W WO2020105461A1 WO 2020105461 A1 WO2020105461 A1 WO 2020105461A1 JP 2019043760 W JP2019043760 W JP 2019043760W WO 2020105461 A1 WO2020105461 A1 WO 2020105461A1
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torque
target
driving force
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pressure
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PCT/JP2019/043760
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山田　賢一
彰吾 宮崎
陽 竹野
翔太 山脇
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株式会社小松製作所
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/06—Pressure in a (hydraulic) circuit

Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle, a control device for a power machine, and a control method.
  • the present application claims priority to Japanese Patent Application No. 2018-216736 filed in Japan on Nov. 19, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the control device is connected to the engine so that the braking force is accurately controlled by the electric motor and the engine speed is not increased by the regeneration to the engine and the engine speed is not increased.
  • the regenerative power is absorbed by driving the hydraulic pump.
  • it is necessary to provide an electric motor capable of appropriately controlling torque, and electric hardware such as an inverter for driving the electric motor. .. Therefore, when the power system is composed of hydraulic components, it is difficult to accurately control the braking of the work vehicle.
  • An object of the present invention is to provide a work vehicle, a control device for a power machine, and a control method capable of accurately controlling a braking force regardless of the presence or absence of electrical hardware.
  • a control device for a power machine includes a drive source, a hydraulic pump driven by the drive force of the drive source, and a part of the drive force of the drive source to the hydraulic pump.
  • a power take-off device for transmission and a hydrostatic continuously variable transmission the input shaft is connected to the power take-out device, the output shaft is connected to a load, and the driving force input to the input shaft is applied to the output shaft.
  • a control device for a power machine comprising: a power transmission device for transmitting power; and an operating device for instructing a magnitude of a driving force of the drive source, the target circuit being a target pressure of the hydrostatic continuously variable transmission.
  • the measurement value acquisition unit that acquires the actual circuit pressure that is the measurement value of the pressure of the hydrostatic continuously variable transmission, and the target circuit pressure and the actual circuit pressure
  • a pump control unit that controls the hydraulic pump on the basis of the brake torque.
  • control device can accurately control the braking force of the power device regardless of whether or not the power device includes electrical hardware.
  • FIG. 1 is a side view of a work vehicle according to the first embodiment.
  • the work vehicle 100 according to the first embodiment is a wheel loader.
  • the work vehicle 100 includes a vehicle body 110, a work machine 120, a front wheel portion 130, a rear wheel portion 140, and a driver's cab 150.
  • Work vehicle 100 is an example of a power machine.
  • the vehicle body 110 includes a front vehicle body 111, a rear vehicle body 112, and a steering cylinder 113.
  • the front vehicle body 111 and the rear vehicle body 112 are mounted rotatably around a steering shaft extending in the vertical direction of the vehicle body 110.
  • the front wheel portion 130 is provided below the front vehicle body 111, and the rear wheel portion 140 is provided below the rear vehicle body 112.
  • the steering cylinder 113 is a hydraulic cylinder.
  • the base end portion of the steering cylinder 113 is attached to the rear vehicle body 112, and the tip end portion is attached to the front vehicle body 111.
  • the steering cylinder 113 expands and contracts with hydraulic oil to define an angle formed by the front vehicle body 111 and the rear vehicle body 112. That is, the steering angle of the front wheel portion 130 is defined by the expansion and contraction of the steering cylinder 113.
  • the work machine 120 is used for excavating and carrying a work target such as earth and sand.
  • the work machine 120 is provided in the front part of the vehicle body 110.
  • the work machine 120 includes a boom 121, a bucket 122, a bell crank 123, a lift cylinder 124, and a bucket cylinder 125.
  • the base end portion of the boom 121 is attached to the front portion of the front vehicle body 111 via a pin.
  • the bucket 122 includes a blade for excavating the work object and a container for carrying the excavated work object.
  • the base end portion of the bucket 122 is attached to the tip end portion of the boom 121 via a pin.
  • Bell crank 123 transmits the power of bucket cylinder 125 to bucket 122.
  • the first end of the bell crank 123 is attached to the bottom of the bucket 122 via a link mechanism.
  • the second end of the bell crank 123 is attached to the tip of the bucket cylinder 125 via a pin.
  • the lift cylinder 124 is a hydraulic cylinder.
  • the base end portion of the lift cylinder 124 is attached to the front portion of the front vehicle body 111.
  • the tip of the lift cylinder 124 is attached to the boom 121.
  • the bucket cylinder 125 is a hydraulic cylinder.
  • the base end portion of the bucket cylinder 125 is attached to the front portion of the front vehicle body 111.
  • the tip of the bucket cylinder 125 is attached to the bucket 122 via a bell crank 123. As the bucket cylinder 125 expands and contracts with the hydraulic oil, the bucket 122 swings in the tilt direction or the dump direction.
  • the cab 150 is a space for an operator to board and operate the work vehicle 100.
  • the cab 150 is provided above the rear vehicle body 112.
  • FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the cab according to the first embodiment. Inside the cab 150, a seat 151, an accelerator pedal 152, a brake pedal 153, a steering handle 154, a front / rear changeover switch 155, a shift switch 156, a boom lever 157, and a bucket lever 158 are provided.
  • the accelerator pedal 152 is operated to set a driving force (traction force) for traveling generated in the work vehicle 100.
  • the brake pedal 153 is operated in order to set a traveling braking force generated in the work vehicle 100. The larger the operation amount of the brake pedal 153, the stronger the braking force is set.
  • the steering wheel 154 is operated to set the steering angle of the work vehicle 100.
  • the front-rear changeover switch 155 is operated to set the traveling direction of the work vehicle 100. The traveling direction of the work vehicle is either forward (F: Forward), reverse (R: Rear), or neutral (N: Neutral).
  • the shift switch 156 is operated to set the speed range of the power transmission device.
  • the boom lever 157 is operated to set the amount of movement for raising or lowering the boom 121.
  • the boom lever 157 receives a lowering operation when tilted forward, and receives a raising operation when tilted backward.
  • the bucket lever 158 is operated to set the movement amount of the dump operation or the tilt operation of the bucket 122.
  • the bucket lever 158 receives the dump operation when tilted forward, and receives the tilt operation when tilted backward.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a power system of the work vehicle according to the first embodiment.
  • the work vehicle 100 includes an engine 210, a PTO 220 (Power Take Off), a transmission 230, a front axle 240, a rear axle 250, a variable displacement pump 260, and a fixed displacement pump 270.
  • the engine 210 is, for example, a diesel engine.
  • the engine 210 is provided with a fuel injection device 211 and an engine tachometer 212.
  • the fuel injection device 211 controls the driving force of the engine 210 by adjusting the amount of fuel injected into the cylinder of the engine 210.
  • the engine tachometer 212 measures the rotation speed of the engine 210.
  • the PTO 220 transmits a part of the driving force of the engine 210 to the variable displacement pump 260 and the fixed displacement pump 270. That is, the PTO 220 distributes the driving force of the engine 210 to the transmission 230, the variable displacement pump 260, and the fixed displacement pump 270.
  • the transmission 230 is a continuously variable transmission including an HST 231 (hydrostatic type continuously variable transmission).
  • the transmission 230 may be the one that performs the shift control only by the HST 231, or may be an HMT (Hydraulic mechanical continuously variable transmission) that performs the shift control by the combination of the HST 231 and the planetary gear mechanism.
  • the transmission 230 shifts the driving force input to the input shaft and outputs the driving force from the output shaft.
  • the input shaft of the transmission 230 is connected to the PTO 220, and the output shaft is connected to the front axle 240 and the rear axle 250. That is, the transmission 230 transmits the driving force of the engine 210 distributed by the PTO 220 to the front axle 240 and the rear axle 250.
  • the transmission 230 is provided with an input shaft tachometer 232 and an output shaft tachometer 233.
  • the input shaft tachometer 232 measures the rotation speed of the input shaft of the transmission 230.
  • the output shaft tachometer 233 measures the rotation speed of the output shaft of the transmission 230.
  • An HST pressure gauge 234 is provided on the HST 231 of the transmission 230. The HST pressure gauge 234 measures the pressure of the HST 231.
  • the front axle 240 transmits the driving force output by the transmission 230 to the front wheel portion 130. As a result, the front wheel portion 130 rotates.
  • the rear axle 250 transmits the driving force output by the transmission 230 to the rear wheel portion 140. As a result, the rear wheel portion 140 rotates.
  • the front axle 240 and the rear axle 250 are examples of traveling devices.
  • the variable displacement pump 260 is driven by the driving force from the engine 210.
  • the discharge capacity of the variable displacement pump 260 is changed, for example, by controlling the tilt angle of a swash plate provided in the variable displacement pump 260.
  • the hydraulic fluid discharged from the variable displacement pump 260 is supplied to the steering cylinder 113, the lift cylinder 124, and the bucket cylinder 125 via the control valve 261.
  • the hydraulic fluid discharged from the variable displacement pump 260 is discharged via the brake valve 265 and the relief valve 266.
  • the control valve 261 controls the flow rate of the hydraulic oil discharged from the variable displacement pump 260, and distributes the hydraulic oil to the steering cylinder 113, the lift cylinder 124, and the bucket cylinder 125.
  • the brake valve 265 controls the flow rate of hydraulic oil supplied to the relief valve 266.
  • the relief valve 266 releases the pressure when the pressure of the hydraulic oil exceeds a predetermined relief pressure, and discharges the hydraulic oil.
  • the variable displacement pump 260 is provided with a first pump pressure gauge 262 and a pump displacement meter 263.
  • the first pump pressure gauge 262 measures the discharge pressure of the hydraulic oil from the variable displacement pump 260.
  • the pump displacement meter 263 measures the displacement of the variable displacement pump 260 based on the swash plate angle of the variable displacement pump 260 and the like.
  • the lift cylinder 124 is provided with a cylinder pressure gauge 264.
  • the cylinder pressure gauge 264 measures the pressure of the lift cylinder 124.
  • variable displacement pump 260 is an example of a device to which power is distributed from the PTO 220.
  • the variable displacement pump 260 may be composed of a plurality of pumps, or may be provided with another supply destination such as a hydraulic drive fan (not shown) instead of or in addition to the variable displacement pump 260. Good.
  • the fixed displacement pump 270 is driven by the driving force from the engine 210.
  • the hydraulic oil discharged from the fixed displacement pump 270 is supplied to a clutch (not shown) in the transmission 230.
  • the fixed displacement pump 270 is provided with a second pump pressure gauge 271.
  • the second pump pressure gauge 271 measures the discharge pressure of the hydraulic oil from the fixed displacement pump 270.
  • Fixed displacement pump 270 is an example of a device to which power is distributed from PTO 220.
  • the fixed displacement pump 270 may be composed of a plurality of pumps, and may have a supply destination such as a lubrication circuit (not shown).
  • Control device Work vehicle 100 includes a control device 300 for controlling work vehicle 100.
  • the control device 300 controls the operating devices (accelerator pedal 152, brake pedal 153, steering handle 154, front / rear changeover switch 155, shift switch 156, boom lever 157, bucket lever 158) in the operator's cab 150 according to the operation amount.
  • a control signal is output to the fuel injection device 211, the transmission 230, the variable displacement pump 260, the control valve 261, and the brake valve 265.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram showing the configuration of the control device for a work vehicle according to the first embodiment.
  • the control device 300 is a computer including a processor 310, a main memory 330, a storage 350, and an interface 370.
  • the storage 350 is a non-transitory tangible storage medium. Examples of the storage 350 are HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory) , Semiconductor memory, and the like.
  • the storage 350 may be an internal medium directly connected to the bus of the control device 300 or an external medium connected to the control device 300 via the interface 370 or a communication line.
  • the storage 350 stores a program for controlling the work vehicle 100.
  • the program may be for realizing a part of the function to be exerted by the control device 300.
  • the program may exert a function by a combination with another program already stored in the storage or a combination with another program installed in another device.
  • the computer may include a custom LSI (Large Scale Integrated Circuit) such as a PLD (Programmable Logic Device) in addition to or instead of the above configuration.
  • PLD Programmable Logic Device
  • Examples of PLD include PAL (Programmable Array Logic), GAL (Generic Array Logic), CPLD (Complex Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • PLD Programmable Logic Device
  • PAL Programmable Array Logic
  • GAL Generic Array Logic
  • CPLD Complex Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the control device 300 When the program is distributed to the control device 300 via a communication line, the control device 300 that has received the distribution may expand the program in the main memory 330 and execute the above process. Further, the program may be a program for realizing some of the functions described above. Further, the program may be a so-called difference file (difference program) that realizes the above-described function in combination with another program already stored in the storage 350.
  • difference file difference program
  • the processor 310 executes the operation amount acquisition unit 311, measured value acquisition unit 312, vehicle state calculation unit 313, required PTO torque determination unit 314, required output torque determination unit 315, traveling load estimation unit 316, target.
  • a compensation torque determination unit 324, an assist torque determination unit 325, a brake torque determination unit 326, a brake torque determination unit 326, a target speed ratio determination unit 327, a transmission control unit 328, and a pump control unit 329 are provided.
  • the operation amount acquisition unit 311 acquires an operation amount from each of the accelerator pedal 152, the brake pedal 153, the steering handle 154, the front / rear changeover switch 155, the shift switch 156, the boom lever 157, and the bucket lever 158.
  • the operation amount of the accelerator pedal 152 is the accelerator operation amount
  • the operation amount of the brake pedal 153 is the brake operation amount
  • the operation amount of the steering handle 154 is the steering operation amount
  • the value corresponding to the operation position of the front-rear changeover switch 155 is the FNR operation amount.
  • a value corresponding to the operation position of the shift switch 156 is called a shift operation amount
  • a boom lever 157 operation amount is called a boom operation amount
  • a bucket lever 158 operation amount is called a bucket operation amount.
  • the measurement value acquisition unit 312 includes a fuel injection device 211, an engine tachometer 212, an input shaft tachometer 232, an output shaft tachometer 233, an HST pressure gauge 234, a first pump pressure gauge 262, a pump capacity gauge 263, a cylinder pressure gauge 264, And the measurement value is acquired from the second pump pressure gauge 271. That is, the measurement value acquisition unit 312 determines the fuel injection amount of the engine 210, the rotation speed of the engine 210, the rotation speed of the input shaft of the transmission 230, the rotation speed of the output shaft of the transmission 230, the pressure of the HST 231, and the variable displacement pump 260. Of the variable displacement pump 260, the pressure of the lift cylinder 124, and the pump pressure of the fixed displacement pump 270 are acquired.
  • Torque (PTO torque) distributed to the transmission, the input / output speed ratio of the transmission 230, the angular acceleration of the output shaft of the transmission 230, and the traveling speed of the work vehicle 100 are calculated.
  • the output torque of the engine 210 is the torque that the engine 210 actually produces based on the fuel injection amount.
  • the upper limit torque of the engine 210 is the maximum torque that the engine 210 can exhibit.
  • the requested PTO torque determination unit 314 includes the steering operation amount, the boom operation amount, and the bucket operation amount acquired by the operation amount acquisition unit 311 and the pump pressure of the variable displacement pump 260 and the variable displacement pump 260 acquired by the measurement value acquisition unit 312. And the measured value of the pump pressure of the fixed displacement pump 270, the required value of torque distributed from the PTO 220 to the variable displacement pump 260 and the fixed displacement pump 270 (required PTO torque) is determined. For example, the required PTO torque determination unit 314 obtains the required flow rate of the variable displacement pump 260 from the steering operation amount based on the PTO conversion function that defines the relationship between the operation amount and the required flow rate.
  • the required PTO torque determination unit 314 obtains the required flow rate of the variable displacement pump 260 from the boom operation amount and the bucket operation amount based on the PTO conversion function. Then, the required PTO torque determination unit 314 is based on the measured values of the pump pressure of the variable displacement pump 260, the displacement of the variable displacement pump 260, and the pump pressure of the fixed displacement pump 270, and the specified required flow rate of the variable displacement pump 260. , Determine the required PTO torque.
  • the required output torque determination unit 315 shifts gears based on the accelerator operation amount, the brake operation amount, the shift operation amount, and the FNR operation amount acquired by the operation amount acquisition unit 311 and the traveling speed calculated by the vehicle state calculation unit 313.
  • the required value of the torque of the output shaft of the machine 230 is determined.
  • the required output torque determination unit 315 determines the required output torque from the traveling speed calculated by the vehicle state calculation unit 313, based on the traveling conversion function that defines the relationship between the traveling speed and the required output torque.
  • the required output torque determination unit 315 determines the characteristics of the travel conversion function based on the accelerator operation amount, the brake operation amount, the shift operation amount, and the FNR operation amount.
  • the required output torque determination unit 315 specifies a travel conversion function corresponding to the speed range specified by the shift operation amount, out of the plurality of travel conversion functions corresponding to the plurality of speed ranges. If there is an accelerator operation, the required output torque determination unit 315 transforms the travel conversion function specified based on the magnification related to the accelerator operation amount. When there is a brake operation, the required output torque determination unit 315 transforms the travel conversion function specified based on the magnification related to the brake operation amount. The required output torque determination unit 315 determines the sign of the required output torque based on the FNR manipulated variable.
  • the transmission 230 exerts the braking-side torque.
  • the required output torque becomes the braking side value. Therefore, when the traveling speed calculated by the vehicle state calculation unit 313 exceeds the upper limit of the speed range specified by the shift operation amount, the accelerator operation amount, and the brake operation amount, the required output torque determination unit 315 outputs the required output torque. It becomes the value on the braking side (the sign opposite to the running speed).
  • the traveling load estimation unit 316 calculates the output torque T eng of the engine 210 calculated by the vehicle state calculation unit 313, the angular acceleration ⁇ eng of the engine 210, the PTO torque T PTO , the input / output speed ratio i of the transmission 230, and the transmission 230.
  • the traveling load torque T load related to traveling is estimated based on the angular acceleration ⁇ out of the output shaft.
  • the traveling load torque T load can be calculated based on the following equation (1).
  • I eng is the moment of inertia of the engine 210.
  • I v is the moment of inertia of work vehicle 100.
  • ⁇ t is the torque efficiency of the transmission 230.
  • N is an axle speed reduction ratio between the output shaft of the transmission 230 and the front wheel portion 130 and the rear wheel portion 140.
  • the inertia moment I eng , the inertia moment I v , the torque efficiency ⁇ t , and the axle reduction ratio N are constants.
  • the expression (1) is an expression (2) showing the relationship between the output torque T eng of the engine 210 and the output torque T out of the transmission 230, the output torque T out of the transmission 230 and the acceleration ⁇ of the work vehicle 100. It can be derived from Equation (3) showing the relationship with out .
  • the traveling load torque T load may be calculated based on an equation other than the equation (1).
  • the pressure of the HST 231 measured by the HST 231, the displacement command of the variable displacement pump of the HST 231, or the pump displacement measured by the pump displacement meter provided in the variable displacement pump, and the output torque T out may be derived using an equation that indicates the relationship of
  • an equation for identifying the traveling load torque T load is derived using the electric motor output torque estimated from the electric motor torque command and the voltage / current. May be.
  • the target engine speed determination unit 317 determines the required engine output that is the sum of the required traveling power calculated from the required output torque and the traveling speed, the required PTO torque, and the required PTO output calculated from the measured value of the number of revolutions of the engine 210. Based on, the target engine speed used for controlling the engine 210 is determined.
  • the target rotation speed determination unit 317 determines the target engine rotation speed based on a rotation speed conversion function that defines the relationship between the required engine output and the engine rotation speed, which is predetermined by design or the like.
  • the rotation speed conversion function may be designed to suppress the rotation of the engine 210 to the low rotation side as much as possible within a range in which the required engine output can be exhibited and the engine acceleration is not hindered.
  • the target rotation speed determination unit 317 determines the engine rotation speed (PTO required rotation speed) that is calculated by the required PTO torque determination unit 314 and is required to realize the required flow rate of the variable displacement pump 260.
  • the target rotation speed determination unit 317 determines the PTO required rotation speed based on a rotation speed conversion function that defines the relationship between the required flow rate of the variable displacement pump 260 and the engine rotation speed, which is determined in advance by design or the like.
  • the target engine speed determination unit 317 determines the target engine speed as the PTO required speed when the target engine speed is lower than the PTO required speed.
  • the acceleration torque identifying unit 318 sets the engine 210 at the target engine speed based on the measured value of the engine speed acquired by the measurement value acquisition unit 312 and the target engine speed determined by the target speed determination unit 320.
  • the target acceleration torque required for rotation is calculated. That is, the acceleration torque identifying unit 318 determines the target engine acceleration from the rotational speed of the difference between the measured value of the rotational speed of the engine 210 and the target engine rotational speed, and multiplies the target engine acceleration by the inertia moment of the engine 210. Then, the target acceleration torque is calculated.
  • the target engine torque determination unit 319 calculates the required input torque, which is the torque of the engine 210 required to obtain the required output torque, by multiplying the required output torque by the input / output speed ratio of the transmission 230.
  • the target engine torque determination unit 319 determines the smaller one of the sum of the PTO torque and the required input torque and the maximum value of the engine torque as the target engine torque.
  • the engine control unit 320 outputs an engine torque command to the fuel injection device 211. Specifically, the engine control unit 320 outputs an engine torque command indicating the target engine torque determined by the target engine torque determination unit 319.
  • the engine control unit 320 is an example of a drive source control unit.
  • the brake control determination unit 321 determines whether to perform PTO brake control that obtains a braking force by driving the variable displacement pump 260. Specifically, the brake control determination unit 321 determines to perform the PTO brake control when the required output torque determined by the required output torque determination unit 315 has a value on the braking side. In another embodiment, the brake control determination unit 321 may determine to perform the PTO brake control when the sign of the required output torque is on the braking side and the absolute value exceeds a certain threshold.
  • the target HST pressure specification unit 322 determines the pressure of the HST 231 corresponding to the required output torque determined by the required output torque determination unit 315 as the target HST pressure (target circuit pressure) which is the control target of the HST 231.
  • the relationship between the output torque of the transmission 230 and the pressure of the HST 231 is determined by the relationship of the gear ratio between the output shaft and the HST motor determined by the design of the transmission 230 and the capacity of the HST motor at that time.
  • the offset torque determination unit 323 determines the offset torque used for PTO brake control by multiplying the required input torque by a predetermined coefficient.
  • the required input torque is calculated by multiplying the required output torque determined by the required output torque determination unit 315 by the input / output speed ratio of the transmission 230.
  • the offset torque determination unit 323 may determine the offset torque using the required input torque calculated by the target engine torque determination unit 319.
  • the coefficient used to determine the offset torque is a value greater than -1 and less than or equal to 0. Since the PTO brake control is executed when the required output torque has a negative value, the offset torque has a positive value. This offset torque becomes a feedforward correction term that approximates the PTO brake torque expected to be required empirically or experimentally.
  • the supplemental torque determination unit 324 determines the PI based on the difference between the actual HST pressure (actual circuit pressure) that is the measured value of the pressure of the HST 231 acquired by the measured value acquisition unit 312 and the target HST pressure specified by the target HST pressure specifying unit. (Proportional Integral) control determines the compensation torque used for PTO brake control.
  • the supplemental torque determination unit 324 may determine the supplemental torque by another feedback control based on the actual HST pressure and the target HST pressure. This supplementary torque serves as a feedback correction term for controlling the braking force with high accuracy as desired.
  • the assist torque determination unit 325 determines the assist torque for assisting the rotational acceleration of the engine 210 based on the measured value of the rotation speed of the engine 210 acquired by the measured value acquisition unit 312. For example, the assist torque determination unit 325 assists the rotation speed of the engine 210 by P control based on the difference between the smaller one of the engine target rotation speed and the assist guarantee rotation speed and the measured rotation speed of the engine 210. When the rotation speed is lower than the guaranteed rotation speed, a low rotation assist torque for assisting the rotational acceleration of the engine 210 is determined.
  • the assist guarantee rotation speed is set so that the engine rotation speed does not drop below a certain rotation speed in order to secure the power of the traveling machine and the working machine.
  • the assist torque determination unit 325 is based on the difference between the rotation speed of the engine required to realize the required flow rate of the variable displacement pump 260 calculated by the required PTO torque determination unit 314 and the measured value of the rotation speed of the engine 210.
  • the P control determines the working machine assist torque for assisting the rotational acceleration of the engine 210 when hydraulic oil is required to drive the working machine 120.
  • the assist torque determined by the assist torque determination unit 325 is a value of 0 or more. This assist torque serves as a correction term for assisting the engine rotation acceleration when it is necessary to quickly increase the engine rotation.
  • the brake torque determination unit 326 determines the brake torque to be consumed by the variable displacement pump 260 in the PTO brake control based on the offset torque, the supplement torque, and the assist torque. Specifically, the brake torque determination unit 326 determines the brake torque by adding the offset torque and the compensation torque and subtracting the assist torque.
  • the target speed ratio determination unit 327 determines the measured value of the rotation speed of the input shaft of the transmission 230, the measured value of the rotation speed of the output shaft of the transmission 230, the traveling load torque estimated by the traveling load estimation unit 316, and the required output torque determination.
  • the target input / output speed ratio of the transmission 230 is determined based on the target output torque determined by the unit 315 and the target engine acceleration identified by the acceleration torque identifying unit 318.
  • the target speed ratio determination unit 327 determines the transmission 230 after the elapse of a time period corresponding to a predetermined control cycle based on the rotation speed of the output shaft of the transmission 230, the traveling load torque, and the target output torque.
  • the target speed ratio determination unit 327 estimates the number of revolutions of the input shaft of the transmission 230 after the elapse of the time period related to the predetermined control cycle, based on the number of revolutions of the input shaft of the transmission 230 and the target engine acceleration. Is set as the target speed of the input shaft.
  • the target speed ratio determination unit 327 determines the target input / output speed ratio by dividing the target rotation speed of the output shaft by the target rotation speed of the input shaft.
  • the transmission control unit 328 outputs a control command for the transmission 230 in order to realize the target input / output speed ratio determined by the target speed ratio determination unit 327.
  • the transmission control unit 328 outputs a capacity command of the HST 231 included in the transmission 230, for example.
  • the pump control unit 329 outputs a control command for the variable displacement pump 260 in order to realize an absorption torque that is the sum of the required PTO torque determined by the required PTO torque determination unit 314 and the brake torque determined by the brake torque determination unit 326. Output. Further, the pump control unit 329 outputs a control command for the brake valve 265 in order to realize the brake torque when performing the PTO brake control.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a method of controlling the work vehicle according to the first embodiment.
  • the operation amount acquisition unit 311 acquires an operation amount from each of the accelerator pedal 152, the brake pedal 153, the steering handle 154, the front / rear changeover switch 155, the shift switch 156, the boom lever 157, and the bucket lever 158 (step S1).
  • the measurement value acquisition unit 312 includes a fuel injection device 211, an engine tachometer 212, an input shaft tachometer 232, an output shaft tachometer 233, an HST pressure gauge 234, a first pump pressure gauge 262, a pump capacity gauge 263, and a cylinder pressure gauge. H.264 and the second pump pressure gauge 271 are obtained (step S2).
  • the vehicle state calculation unit 313 calculates the output torque of the engine 210, the upper limit torque of the engine 210, the angular acceleration of the engine 210, the PTO torque, and the input / output speed ratio of the transmission 230 based on the measurement values acquired in step S2. Then, the angular acceleration of the output shaft of the transmission 230 and the traveling speed of the work vehicle 100 are calculated (step S3).
  • the requested PTO torque determination unit 314 determines the steering operation amount, the boom operation amount, and the bucket operation amount acquired in step S1, the pump pressure and the displacement of the variable displacement pump 260 acquired in step S2, and the pump pressure of the fixed displacement pump 270.
  • the required PTO torque is determined based on the measured value of (step S4).
  • the required output torque determination unit 315 determines the required output torque based on the operation amount related to traveling acquired in step S1 and the traveling speed calculated in step S3 (step S5).
  • the traveling load estimation unit 316 estimates the traveling load torque based on the vehicle state value calculated in step S3 (step S6).
  • the target rotation speed determination unit 317 is a required engine output that is the sum of the required travel power calculated from the required output torque and the traveling speed, and the required PTO output calculated from the required PTO torque and the measured value of the rotation speed of the engine 210. Based on, the target engine speed is determined (step S7).
  • the acceleration torque specifying unit 318 calculates the target acceleration torque based on the measured value of the rotation speed of the engine 210 and the target engine rotation speed determined in step S7 (step S8).
  • the target engine torque determination unit 319 determines the required output torque, the PTO torque calculated in step S3, the upper limit torque of the engine, the input / output speed ratio of the transmission 230, and the measured value of the rotation speed of the engine 210 acquired in step S2.
  • the target engine torque is determined based on the above (step S9).
  • the engine control unit 320 outputs an engine torque command indicating the target engine torque determined in step S9 (step S10).
  • step S11 determines whether or not the required output torque determined in step S5 is a braking side value.
  • step S11 determines whether or not the required output torque determined in step S5 is a braking side value.
  • step S11: YES When the required output torque is a value on the braking side (step S11: YES), the brake control determination unit 321 determines that PTO brake control is necessary. When the required output torque is a value on the braking side (step S11: YES), the target HST pressure specifying unit 322 determines the target HST pressure that is the control target of the HST 231 based on the required output torque determined in step S5. (Step S12). The offset torque determination unit 323 determines the offset torque by multiplying the required input torque by a predetermined coefficient (step S13).
  • the compensation torque determination unit 324 determines the compensation torque by PI control based on the difference between the actual HST pressure that is the measured value of the HST 231 pressure acquired by the measurement value acquisition unit 312 and the target HST pressure specified by the target HST pressure specification unit. It is determined (step S14). When the actual HST pressure is lower than the target HST pressure, the compensation torque has a positive value. When the actual HST pressure is higher than the target HST pressure, the compensation torque has a negative value.
  • the assist torque determination unit 325 determines the low rotation assist torque by P control based on the difference between the smaller one of the target engine speed and the assist guaranteed speed and the measured value of the engine 210 speed (step S15). ). Further, the assist torque determination unit 325 determines the work implement assist torque by P control based on the difference between the engine speed and the measured value of the engine 210 speed required to quickly achieve the work implement speed requested by the operator. (Step S16).
  • the brake torque determination unit 326 determines the brake torque by subtracting the low rotation assist torque and the work implement assist torque from the torque value obtained by adding the offset torque and the compensation torque (step S17).
  • the target speed ratio determination unit 327 determines the target input speed based on the measured value of the rotational speed of the input shaft of the transmission 230, the measured value of the rotational speed of the output shaft of the transmission 230, the load torque, the target output torque, and the target engine acceleration.
  • the output speed ratio is determined (step S18).
  • the transmission control unit 328 outputs a control command for the transmission 230 to realize the target input / output speed ratio (step S19).
  • the pump control unit 329 specifies the capacity of the variable displacement pump 260 required to realize the absorption torque that is the sum of the required PTO torque determined in step S4 and the brake torque determined in step S17, and instructs the capacity.
  • the control command is output to the variable displacement pump 260 (step S20). Further, the pump control unit 329 determines whether to perform the PTO brake control based on the determination result of step S11 (step S21). In step S11, the brake control determination unit 321 determines to perform the PTO brake control when the required output torque is the braking side value.
  • the pump control unit 329 outputs a control command for instructing the opening degree according to the brake torque to the brake valve 265 (step S22).
  • the control device 300 executes the above-mentioned control processing at every predetermined control cycle.
  • the brake torque that is the torque consumed by the variable displacement pump 260 is determined based on the target HST pressure of the HST 231 and the actual HST pressure, and the brake torque is determined.
  • the variable displacement pump 260 is controlled based on Accordingly, the control device 300 feeds back the torque of the output shaft of the transmission 230 by the HST pressure, so that the braking force of the work vehicle 100 can be accurately calculated even if the power system of the work vehicle 100 does not include electrical hardware. Can be well controlled.
  • the required output torque is specified based on the operation amount of the operating device and the traveling speed of the work vehicle 100, and the target HST pressure is determined based on the required output torque. decide.
  • the control device 300 can cause the work vehicle 100 to exert a braking force according to the operation amount of the operator.
  • the feedback based on the difference between the target torque HST pressure and the actual torque HST pressure and the offset torque obtained by multiplying the required output torque by the speed ratio and the predetermined coefficient.
  • the brake torque is determined based on the sum of supplementary torques obtained by the control.
  • the control device 300 can enhance the followability of braking immediately after the start of braking by the offset torque, or can achieve both high responsiveness and stability of the braking force, and the compensation torque can improve the accuracy of the final braking force. Can be increased.
  • the control device 300 according to the first embodiment determines the assist torque based on the rotation speed of the drive source, and determines the brake torque by subtracting the assist torque from the sum of the offset torque and the supplement torque. As a result, the control device 300 can further utilize a part of the braking force for assisting the rotational acceleration of the engine 210. In other embodiments, the control device 300 may determine the brake torque without using at least one of the offset torque and the assist torque.
  • the work vehicle 100 according to the first embodiment is a wheel loader, but the invention is not limited to this.
  • the work vehicle 100 according to another embodiment may be another work vehicle 100 such as a bulldozer and a tractor.
  • the control device 300 may be applied to a power machine other than the work vehicle.
  • control device can accurately control the braking force of the power device regardless of whether or not the power device includes electrical hardware.
  • HST pressure gauge 240 ... Front axle 250 ... Rear axle 260 ... Variable capacity pump 261 ... Control valve 262 ... First pump pressure gauge 263 ... Pump capacity meter 265 ... Brake valve 266 ... Relief valve 270 ... Fixed displacement pump 271 ... Second pump pressure gauge 300 ... Control device 310 ... Processor 330 ... Main memory 350 ... Storage 370 ... Interface 311 ... Operation amount acquisition unit 312 ... Measured value acquisition unit 313 ... Vehicle status Calculation unit 314 ... Required PTO torque determination unit 315 ... Required output torque determination unit 316 ... Running load estimation unit 317 ... Target rotation speed determination unit 318 ... Acceleration torque identification unit 319 ... Target engine torque determination unit 320 ...
  • Engine control unit 321 ... Brake Control determination unit 322 ... Target HST pressure identification unit 323 ... Offset torque determination unit 324 ... Compensation torque determination unit 325 ... Assist torque determination unit 326 ; Brake torque determination unit 327 ... Target speed ratio determination unit 328 ... Transmission control unit 329 ... Pump Control unit

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Abstract

目標ＨＳＴ圧特定部は、ＨＳＴの目標圧力である目標ＨＳＴ圧を特定する。計測値取得部は、ＨＳＴの圧力の計測値である実ＨＳＴ圧を取得する。ブレーキトルク決定部は、目標ＨＳＴ圧と実ＨＳＴ圧とに基づいて油圧ポンプに消費させるトルクであるブレーキトルクを決定する。ポンプ制御部は、ブレーキトルクに基づいて油圧ポンプを制御する。

Description

作業車両、動力機械の制御装置および制御方法
　本発明は、作業車両、動力機械の制御装置および制御方法に関する。
　本願は、２０１８年１１月１９日に日本に出願された特願２０１８－２１６７３６号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　無段変速機を搭載するホイールローダなどの作業車両が知られている。無段変速機の例としては、ＨＳＴ（Hydraulic Static Transmission）およびＨＭＴ（Hydraulic Mechanical Transmission）が挙げられる。特許文献１には、無段変速機を搭載する作業車両の制動時に、ＰＴＯ（Power Take Off）に接続された油圧ポンプの回転によって制動力を得ることで、エンジンの回転数が過剰になることを防ぐ技術が開示されている。
特開２０１５－０９６４０１号公報
　引用文献１に開示された技術によれば、制御装置は、電動モータで制動力を精度よく制御する一方で、エンジンへの回生によってエンジン回転が上昇し過回転に至らないよう、エンジンに接続された油圧ポンプの駆動により回生パワーを吸収する。しかしながら、引用文献１に開示された技術で適切に制動を行うためには、トルクを適切に制御可能な電動モータや、電動モータを駆動するためのインバータなどの電気的ハードウェアを備える必要がある。そのため、動力系統が油圧コンポーネントからなる場合には、精度よく作業車両の制動を制御することが困難である。
　本発明の目的は、電気的ハードウェアの有無に関わらず、制動力を精度よく制御することができる作業車両、動力機械の制御装置および制御方法を提供することにある。
　本発明の第１の態様によれば、動力機械の制御装置は、駆動源と、前記駆動源の駆動力によって駆動される油圧ポンプと、前記駆動源の駆動力の一部を前記油圧ポンプに伝達する動力取出装置と、静油圧式無段変速機を含み、入力軸が前記動力取出装置に接続され、出力軸が負荷に接続され、前記入力軸に入力される駆動力を前記出力軸に伝達する動力伝達装置と、前記駆動源の駆動力の大きさを指示するための操作装置とを備える動力機械の制御装置であって、前記静油圧式無段変速機の目標圧力である目標回路圧を特定する目標回路圧特定部と、前記静油圧式無段変速機の圧力の計測値である実回路圧を取得する計測値取得部と、前記目標回路圧と前記実回路圧とに基づいて前記油圧ポンプに消費させるトルクであるブレーキトルクを決定するブレーキトルク決定部と、前記ブレーキトルクに基づいて前記油圧ポンプを制御するポンプ制御部とを備える。
　上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、制御装置は、動力装置が電気的ハードウェアを備えるか否かに関わらず、動力装置の制動力を精度よく制御することができる。
第１の実施形態に係る作業車両の側面図である。 第１の実施形態に係る運転室の内部の構成を示す図である。 第１の実施形態に係る作業車両の動力系統を示す模式図である。 第１の実施形態に係る作業車両の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態に係る作業車両の制御方法を示すフローチャートである。
〈第１の実施形態〉
　以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
　図１は、第１の実施形態に係る作業車両の側面図である。
　第１の実施形態に係る作業車両１００は、ホイールローダである。作業車両１００は、車体１１０、作業機１２０、前輪部１３０、後輪部１４０、運転室１５０を備える。作業車両１００は、動力機械の一例である。
　車体１１０は、前車体１１１、後車体１１２、およびステアリングシリンダ１１３を備える。前車体１１１と後車体１１２とは車体１１０の上下方向に伸びるステアリング軸回りに回動可能に取り付けられている。前輪部１３０は、前車体１１１の下部に設けられ、後輪部１４０は、後車体１１２の下部に設けられる。
　ステアリングシリンダ１１３は、油圧シリンダである。ステアリングシリンダ１１３の基端部は後車体１１２に取り付けられ、先端部は前車体１１１に取り付けられる。ステアリングシリンダ１１３は、作動油によって伸縮することで、前車体１１１と後車体１１２とのなす角度を規定する。つまり、ステアリングシリンダ１１３の伸縮により、前輪部１３０の舵角が規定される。
　作業機１２０は、土砂等の作業対象物の掘削および運搬に用いられる。作業機１２０は、車体１１０の前部に設けられる。作業機１２０は、ブーム１２１、バケット１２２、ベルクランク１２３、リフトシリンダ１２４、バケットシリンダ１２５を備える。
　ブーム１２１の基端部は、前車体１１１の前部にピンを介して取り付けられる。
　バケット１２２は、作業対象物を掘削するための刃と、掘削した作業対象物を運搬するための容器とを備える。バケット１２２の基端部は、ブーム１２１の先端部にピンを介して取り付けられる。
　ベルクランク１２３は、バケットシリンダ１２５の動力をバケット１２２に伝達する。ベルクランク１２３の第１端は、バケット１２２の底部にリンク機構を介して取り付けられる。ベルクランク１２３の第２端は、バケットシリンダ１２５の先端部にピンを介して取り付けられる。
　リフトシリンダ１２４は、油圧シリンダである。リフトシリンダ１２４の基端部は前車体１１１の前部に取り付けられる。リフトシリンダ１２４の先端部はブーム１２１に取り付けられる。リフトシリンダ１２４が作動油によって伸縮することによって、ブーム１２１が上げ方向または下げ方向に駆動する。
　バケットシリンダ１２５は、油圧シリンダである。バケットシリンダ１２５の基端部は、前車体１１１の前部に取り付けられる。バケットシリンダ１２５の先端部は、ベルクランク１２３を介してバケット１２２に取り付けられている。バケットシリンダ１２５が、作動油によって伸縮することによって、バケット１２２がチルト方向またはダンプ方向に揺動する。
　運転室１５０は、オペレータが搭乗し、作業車両１００の操作を行うためのスペースである。運転室１５０は、後車体１１２の上部に設けられる。
　図２は、第１の実施形態に係る運転室の内部の構成を示す図である。運転室１５０の内部には、シート１５１、アクセルペダル１５２、ブレーキペダル１５３、ステアリングハンドル１５４、前後切替スイッチ１５５、シフトスイッチ１５６、ブームレバー１５７、バケットレバー１５８が設けられる。
　アクセルペダル１５２は、作業車両１００に生じさせる走行の駆動力（牽引力）を設定するために操作される。バケットレバー１５８の操作量が大きいほど、目標駆動力（目標牽引力）が高く設定される。
　ブレーキペダル１５３は、作業車両１００に生じさせる走行の制動力を設定するために操作される。ブレーキペダル１５３の操作量が大きいほど、強い制動力が設定される。
　ステアリングハンドル１５４は、作業車両１００の舵角を設定するために操作される。
　前後切替スイッチ１５５は、作業車両１００の進行方向を設定するために操作される。作業車両の進行方向は、前進（Ｆ：Forward）、後進（Ｒ：Rear）、または中立（Ｎ：Neutral）のいずれかである。
　シフトスイッチ１５６は、動力伝達装置の速度範囲を設定するために操作される。シフトスイッチ１５６の操作によって、例えば、１速、２速、３速、および４速の中から１つの速度範囲が選択される。
　ブームレバー１５７は、ブーム１２１の上げ操作または下げ操作の移動量を設定するために操作される。ブームレバー１５７は、前方へ傾けられることにより下げ操作を受け付け、後方へ傾けられることにより上げ操作を受け付ける。
　バケットレバー１５８は、バケット１２２のダンプ操作またはチルト操作の移動量を設定するために操作される。バケットレバー１５８は、前方へ傾けられることによりダンプ操作を受け付け、後方へ傾けられることによりチルト操作を受け付ける。
《動力系統》
　図３は、第１の実施形態に係る作業車両の動力系統を示す模式図である。
　作業車両１００は、エンジン２１０、ＰＴＯ２２０（Power Take Off：動力取出装置）、変速機２３０、フロントアクスル２４０、リアアクスル２５０、可変容量ポンプ２６０、固定容量ポンプ２７０を備える。
　エンジン２１０は、例えばディーゼルエンジンである。エンジン２１０には、燃料噴射装置２１１およびエンジン回転計２１２が設けられる。燃料噴射装置２１１は、エンジン２１０のシリンダ内に噴射する燃料量を調整することで、エンジン２１０の駆動力を制御する。エンジン回転計２１２は、エンジン２１０の回転数を計測する。
　ＰＴＯ２２０は、エンジン２１０の駆動力の一部を、可変容量ポンプ２６０および固定容量ポンプ２７０に伝達する。つまり、ＰＴＯ２２０は、エンジン２１０の駆動力を、変速機２３０、可変容量ポンプ２６０および固定容量ポンプ２７０に分配する。
　変速機２３０は、ＨＳＴ２３１（静油圧式無段変速機）を備える無段変速機である。変速機２３０は、ＨＳＴ２３１のみによって変速制御を行うものであってもよいし、ＨＳＴ２３１と遊星歯車機構との組み合わせによって変速制御を行うＨＭＴ（油圧機械式無段変速機）であってもよい。変速機２３０は、入力軸に入力される駆動力を変速して出力軸から出力する。変速機２３０の入力軸はＰＴＯ２２０に接続され、出力軸はフロントアクスル２４０およびリアアクスル２５０に接続される。つまり、変速機２３０は、ＰＴＯ２２０によって分配されたエンジン２１０の駆動力をフロントアクスル２４０およびリアアクスル２５０に伝達する。変速機２３０には、入力軸回転計２３２および出力軸回転計２３３が設けられる。入力軸回転計２３２は、変速機２３０の入力軸の回転数を計測する。出力軸回転計２３３は、変速機２３０の出力軸の回転数を計測する。変速機２３０のＨＳＴ２３１には、ＨＳＴ圧力計２３４が設けられる。ＨＳＴ圧力計２３４は、ＨＳＴ２３１の圧力を計測する。
　フロントアクスル２４０は、変速機２３０が出力する駆動力を前輪部１３０に伝達する。これにより、前輪部１３０が回転する。
　リアアクスル２５０は、変速機２３０が出力する駆動力を後輪部１４０に伝達する。これにより、後輪部１４０が回転する。
　フロントアクスル２４０およびリアアクスル２５０は、走行装置の一例である。
　可変容量ポンプ２６０は、エンジン２１０からの駆動力によって駆動される。可変容量ポンプ２６０の吐出容量は、例えば可変容量ポンプ２６０内に設けられた斜板の傾転角の制御により変更される。可変容量ポンプ２６０から吐出された作動油は、コントロールバルブ２６１を介してステアリングシリンダ１１３、リフトシリンダ１２４、およびバケットシリンダ１２５に供給される。また可変容量ポンプ２６０から吐出された作動油は、ブレーキバルブ２６５およびリリーフバルブ２６６を介して排出される。
　コントロールバルブ２６１は、可変容量ポンプ２６０から吐出された作動油の流量を制御し、作動油をステアリングシリンダ１１３とリフトシリンダ１２４とバケットシリンダ１２５とに分配する。ブレーキバルブ２６５は、リリーフバルブ２６６へ供給する作動油の流量を制御する。リリーフバルブ２６６は、作動油の圧力が所定のリリーフ圧を超えたときに圧力を開放し、作動油を排出させる。
　可変容量ポンプ２６０には、第１ポンプ圧計２６２およびポンプ容量計２６３が設けられる。第１ポンプ圧計２６２は、可変容量ポンプ２６０からの作動油の吐出圧を計測する。ポンプ容量計２６３は、可変容量ポンプ２６０の斜板角等に基づいて可変容量ポンプ２６０の容量を計測する。
　リフトシリンダ１２４には、シリンダ圧力計２６４が設けられる。シリンダ圧力計２６４は、リフトシリンダ１２４の圧力を計測する。
　可変容量ポンプ２６０はＰＴＯ２２０から動力を分配される装置の一例である。他の実施形態においては、可変容量ポンプ２６０が複数のポンプから構成されてもよいし、可変容量ポンプ２６０に代えてまたは加えて、図示されない油圧駆動ファンなどの他の供給先を備えていてもよい。
　固定容量ポンプ２７０は、エンジン２１０からの駆動力によって駆動される。固定容量ポンプ２７０から吐出された作動油は変速機２３０内の図示しないクラッチに供給される。固定容量ポンプ２７０には、第２ポンプ圧計２７１が設けられる。第２ポンプ圧計２７１は、固定容量ポンプ２７０からの作動油の吐出圧を計測する。固定容量ポンプ２７０はＰＴＯ２２０から動力を分配される装置の一例である。固定容量ポンプ２７０は、複数のポンプから構成されてもよいし、図示されない潤滑回路などの供給先があってもよい。
《制御装置》
　作業車両１００は、作業車両１００を制御するための制御装置３００を備える。
　制御装置３００は、運転室１５０内の各操作装置（アクセルペダル１５２、ブレーキペダル１５３、ステアリングハンドル１５４、前後切替スイッチ１５５、シフトスイッチ１５６、ブームレバー１５７、バケットレバー１５８）の操作量に応じて、燃料噴射装置２１１、変速機２３０、可変容量ポンプ２６０、コントロールバルブ２６１、ブレーキバルブ２６５に制御信号を出力する。
　図４は、第１の実施形態に係る作業車両の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。制御装置３００は、プロセッサ３１０、メインメモリ３３０、ストレージ３５０、インタフェース３７０を備えるコンピュータである。
　ストレージ３５０は、一時的でない有形の記憶媒体である。ストレージ３５０の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ３５０は、制御装置３００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース３７０または通信回線を介して制御装置３００に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ３５０は、作業車両１００を制御するためのプログラムを記憶する。
　プログラムは、制御装置３００に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージに既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータは、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
　プログラムが通信回線によって制御装置３００に配信される場合、配信を受けた制御装置３００が当該プログラムをメインメモリ３３０に展開し、上記処理を実行してもよい。
　また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能をストレージ３５０に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
　プロセッサ３１０は、プログラムを実行することで、操作量取得部３１１、計測値取得部３１２、車両状態算出部３１３、要求ＰＴＯトルク決定部３１４、要求出力トルク決定部３１５、走行負荷推定部３１６、目標回転数決定部３１７、加速トルク特定部３１８、目標エンジントルク決定部３１９、エンジン制御部３２０、ブレーキ制御判定部３２１、目標ＨＳＴ圧特定部３２２（目標回路圧特定部）、オフセットトルク決定部３２３、補填トルク決定部３２４、アシストトルク決定部３２５、ブレーキトルク決定部３２６ブレーキトルク決定部３２６、目標速度比決定部３２７、変速機制御部３２８、ポンプ制御部３２９を備える。
　操作量取得部３１１は、アクセルペダル１５２、ブレーキペダル１５３、ステアリングハンドル１５４、前後切替スイッチ１５５、シフトスイッチ１５６、ブームレバー１５７、バケットレバー１５８のそれぞれから操作量を取得する。以下、アクセルペダル１５２の操作量をアクセル操作量、ブレーキペダル１５３の操作量をブレーキ操作量、ステアリングハンドル１５４の操作量をステアリング操作量、前後切替スイッチ１５５の操作位置に応じた値をＦＮＲ操作量、シフトスイッチ１５６の操作位置に応じた値をシフト操作量、ブームレバー１５７の操作量をブーム操作量、バケットレバー１５８の操作量をバケット操作量という。
　計測値取得部３１２は、燃料噴射装置２１１、エンジン回転計２１２、入力軸回転計２３２、出力軸回転計２３３、ＨＳＴ圧力計２３４、第１ポンプ圧計２６２、ポンプ容量計２６３、シリンダ圧力計２６４、および第２ポンプ圧計２７１から計測値を取得する。すなわち、計測値取得部３１２は、エンジン２１０の燃料噴射量、エンジン２１０の回転数、変速機２３０の入力軸の回転数、変速機２３０の出力軸の回転数、ＨＳＴ２３１の圧力、可変容量ポンプ２６０のポンプ圧、可変容量ポンプ２６０の容量、リフトシリンダ１２４の圧力、および固定容量ポンプ２７０のポンプ圧のそれぞれの計測値を取得する。
　車両状態算出部３１３は、計測値取得部３１２が取得した計測値に基づいて、エンジン２１０の出力トルク、エンジン２１０の上限トルク、エンジン２１０の角加速度、ＰＴＯ２２０で可変容量ポンプ２６０および固定容量ポンプ２７０へ分配されるトルク（ＰＴＯトルク）、変速機２３０の入出力速度比、変速機２３０の出力軸の角加速度、作業車両１００の走行速度を算出する。エンジン２１０の出力トルクとは、燃料噴射量に基づいて算出されるエンジン２１０が実際に発揮するトルクである。エンジン２１０の上限トルクとは、エンジン２１０が発揮可能な最大のトルクである。
　要求ＰＴＯトルク決定部３１４は、操作量取得部３１１が取得したステアリング操作量、ブーム操作量、およびバケット操作量と、計測値取得部３１２が取得した可変容量ポンプ２６０のポンプ圧、可変容量ポンプ２６０の容量、および固定容量ポンプ２７０のポンプ圧の計測値とに基づいて、ＰＴＯ２２０から可変容量ポンプ２６０および固定容量ポンプ２７０へ分配されるトルクの要求値（要求ＰＴＯトルク）を決定する。例えば、要求ＰＴＯトルク決定部３１４は、操作量と要求流量との関係を規定するＰＴＯ変換関数に基づいて、ステアリング操作量から可変容量ポンプ２６０の要求流量を求める。また例えば、要求ＰＴＯトルク決定部３１４は、ＰＴＯ変換関数に基づいて、ブーム操作量およびバケット操作量から可変容量ポンプ２６０の要求流量を求める。そして、要求ＰＴＯトルク決定部３１４は、可変容量ポンプ２６０のポンプ圧、可変容量ポンプ２６０の容量、および固定容量ポンプ２７０のポンプ圧の計測値と、特定した可変容量ポンプ２６０の要求流量に基づいて、要求ＰＴＯトルクを決定する。
　要求出力トルク決定部３１５は、操作量取得部３１１が取得したアクセル操作量、ブレーキ操作量、シフト操作量、およびＦＮＲ操作量と、車両状態算出部３１３が算出した走行速度とに基づいて、変速機２３０の出力軸のトルクの要求値（要求出力トルク）を決定する。例えば、要求出力トルク決定部３１５は、走行速度と要求出力トルクとの関係を規定する走行変換関数に基づいて、車両状態算出部３１３が算出した走行速度から要求出力トルクを決定する。このとき、要求出力トルク決定部３１５は、走行変換関数の特性を、アクセル操作量、ブレーキ操作量、シフト操作量、およびＦＮＲ操作量に基づいて決定する。
　具体的には、要求出力トルク決定部３１５は、複数の速度範囲に対応する複数の走行変換関数のうち、シフト操作量によって特定される速度範囲に対応する走行変換関数を特定する。要求出力トルク決定部３１５は、アクセル操作がある場合、アクセル操作量に係る倍率に基づいて特定した走行変換関数を変形する。要求出力トルク決定部３１５は、ブレーキ操作がある場合、ブレーキ操作量に係る倍率に基づいて特定した走行変換関数を変形する。要求出力トルク決定部３１５は、ＦＮＲ操作量に基づいて、要求出力トルクの符号を決定する。なお、要求出力トルクと走行速度の符号が一致しない場合（要求出力トルクと走行速度の積の符号が負である場合）、変速機２３０によって制動側のトルクが発揮される。
　走行変換関数によれば、走行速度が所定速度を超えるとき、要求出力トルクが制動側の値となる。そのため、要求出力トルク決定部３１５は、車両状態算出部３１３が算出した走行速度が、シフト操作量とアクセル操作量とブレーキ操作量とによって特定される速度範囲の上限を超える場合、要求出力トルクが制動側の値（走行速度と逆の符号）となる。
　走行負荷推定部３１６は、車両状態算出部３１３が算出したエンジン２１０の出力トルクＴｅｎｇ、エンジン２１０の角加速度αｅｎｇ、ＰＴＯトルクＴＰＴＯ、変速機２３０の入出力速度比ｉ、変速機２３０の出力軸の角加速度αｏｕｔに基づいて、走行に係る走行負荷トルクＴｌｏａｄを推定する。
　走行負荷トルクＴｌｏａｄは、以下の式（１）に基づいて算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　Ｉｅｎｇは、エンジン２１０の慣性モーメントである。Ｉｖは、作業車両１００の慣性モーメントである。ηｔは、変速機２３０のトルク効率である。Ｎは、変速機２３０の出力軸から前輪部１３０および後輪部１４０までの間におけるアクスル減速比である。慣性モーメントＩｅｎｇ、慣性モーメントＩｖ、トルク効率ηｔ、およびアクスル減速比Ｎは定数である。
　なお、式（１）は、エンジン２１０の出力トルクＴｅｎｇと変速機２３０の出力トルクＴｏｕｔとの関係を示す式（２）と、変速機２３０の出力トルクＴｏｕｔと作業車両１００の加速度αｏｕｔとの関係を示す式（３）と、から導出することができる。なお、他の実施形態においては、走行負荷トルクＴｌｏａｄは、式（１）以外の式に基づいて算出されてもよい。例えば、式（２）に代えて、ＨＳＴ２３１が計測したＨＳＴ２３１の圧力と、ＨＳＴ２３１の可変容量ポンプの容量指令または当該可変容量ポンプに設けられるポンプ容量計が計測したポンプ容量と、出力トルクＴｏｕｔとの関係を示す式を用いて、走行負荷トルクＴｌｏａｄを特定する式を導出してもよい。また、他の実施形態において、変速機２３０が電気モータを備える場合、電気モータのトルク指令や電圧・電流から推定した電気モータ出力トルクを用いて、走行負荷トルクＴｌｏａｄを特定する式を導出してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　目標回転数決定部３１７は、要求出力トルクと走行速度から算出される要求走行パワーと要求ＰＴＯトルクとエンジン２１０の回転数の計測値から算出される要求ＰＴＯ出力との和である要求エンジン出力とに基づいて、エンジン２１０の制御に用いられる目標エンジン回転数を決定する。目標回転数決定部３１７は、予め設計等により定められた、要求エンジン出力とエンジン回転数との関係を規定する回転数変換関数に基づいて、目標エンジン回転数を決定する。回転数変換関数は、例えば、要求エンジン出力を発揮可能かつエンジン加速度を阻害しない範囲で、なるべくエンジン２１０の回転を低回転側に抑える設計とするものであってよい。
　また目標回転数決定部３１７は、要求ＰＴＯトルク決定部３１４で算出した、可変容量ポンプ２６０の要求流量を実現するために必要なエンジンの回転数（ＰＴＯ必要回転数）を決定する。目標回転数決定部３１７は、予め設計等により定められた、可変容量ポンプ２６０の要求流量とエンジン回転数との関係を規定する回転数変換関数に基づいて、ＰＴＯ必要回転数を決定する。目標回転数決定部３１７は、目標エンジン回転数がＰＴＯ必要回転数を下回る場合、目標エンジン回転数をＰＴＯ必要回転数に決定する。
　加速トルク特定部３１８は、計測値取得部３１２が取得したエンジン２１０の回転数の計測値と目標回転数決定部３２０が決定した目標エンジン回転数とに基づいて、エンジン２１０を目標エンジン回転数で回転させるために必要な目標加速トルクを算出する。すなわち、加速トルク特定部３１８は、エンジン２１０の回転数の計測値と目標エンジン回転数との差の回転数にから目標エンジン加速度を決定し、目標エンジン加速度にエンジン２１０の慣性モーメントを乗算することで、目標加速トルクを算出する。
　目標エンジントルク決定部３１９は、車両状態算出部３１３が算出したＰＴＯトルク、エンジン２１０の上限トルク、および変速機２３０の入出力速度比と、要求出力トルク決定部３１５が決定した要求出力トルクと、エンジン２１０の回転数の計測値とに基づいて、エンジン２１０が出力すべきトルクである目標エンジントルクを決定する。目標エンジントルク決定部３１９は、要求出力トルクに変速機２３０の入出力速度比を乗算することで、要求出力トルクを得るために必要となるエンジン２１０のトルクである要求入力トルクを算出する。目標エンジントルク決定部３１９は、ＰＴＯトルクと要求入力トルクとの和と、エンジントルクの最大値のうち小さい方を、目標エンジントルクに決定する。
　エンジン制御部３２０は、燃料噴射装置２１１に、エンジントルク指令を出力する。具体的には、エンジン制御部３２０は、目標エンジントルク決定部３１９が決定した目標エンジントルクを示すエンジントルク指令を出力する。エンジン制御部３２０は、駆動源制御部の一例である。
　ブレーキ制御判定部３２１は、可変容量ポンプ２６０の駆動によってブレーキ力を得るＰＴＯブレーキ制御を行うか否かを判定する。具体的には、ブレーキ制御判定部３２１は、要求出力トルク決定部３１５が決定した要求出力トルクが制動側の値である場合に、ＰＴＯブレーキ制御を行うと判定する。
　他の実施形態においては、ブレーキ制御判定部３２１は、要求出力トルクの符号が制動側で、かつ絶対値がある閾値を超えた場合にＰＴＯブレーキ制御を行うと判定してもよい。
　目標ＨＳＴ圧特定部３２２は、要求出力トルク決定部３１５が決定した要求出力トルクに対応するＨＳＴ２３１の圧力を、ＨＳＴ２３１の制御目標である目標ＨＳＴ圧（目標回路圧）に決定する。変速機２３０の出力トルクとＨＳＴ２３１の圧力との関係は、変速機２３０の設計によって定められる出力軸とＨＳＴモータとの間におけるギヤ比の関係と、そのときのＨＳＴモータの容量により決定される。
　オフセットトルク決定部３２３は、要求入力トルクに所定の係数を乗算することで、ＰＴＯブレーキ制御に用いるオフセットトルクを決定する。要求入力トルクは、要求出力トルク決定部３１５で決定した要求出力トルクに変速機２３０の入出力速度比を乗算することで算出される。なお、オフセットトルク決定部３２３は、目標エンジントルク決定部３１９が算出した要求入力トルクを用いてオフセットトルクを決定してもよい。オフセットトルクの決定に用いる係数は、－１より大きく０以下の値である。ＰＴＯブレーキ制御は要求出力トルクが負の値である場合に実行されるため、オフセットトルクは正の値となる。このオフセットトルクは、経験的または実験的に必要になると予想されるＰＴＯブレーキトルクを概算したフィードフォワード補正項になる。
　補填トルク決定部３２４は、計測値取得部３１２が取得したＨＳＴ２３１の圧力の計測値である実ＨＳＴ圧（実回路圧）と、目標ＨＳＴ圧特定部が特定した目標ＨＳＴ圧との差に基づくＰＩ（Proportional Integral）制御により、ＰＴＯブレーキ制御に用いる補填トルクを決定する。なお、他の実施形態に係る補填トルク決定部３２４は、実ＨＳＴ圧と目標ＨＳＴ圧とに基づく他のフィードバック制御によって補填トルクを決定してもよい。この補填トルクは、制動力を目標通り精度よく制御するためのフィードバック補正項になる。
　アシストトルク決定部３２５は、計測値取得部３１２が取得したエンジン２１０の回転数の計測値に基づいて、エンジン２１０の回転加速をアシストするためのアシストトルクを決定する。例えば、アシストトルク決定部３２５は、エンジンの目標回転数とアシスト保障回転数とのうち小さい方と、エンジン２１０の回転数の計測値との差に基づくＰ制御により、エンジン２１０の回転数がアシスト保障回転数より低いときにエンジン２１０の回転加速をアシストするための低回転アシストトルクを決定する。アシスト保障回転数は、走行や作業機のパワーを確保する目的で、エンジン回転数が一定回転以下に落ち込まないために設定される。
　またアシストトルク決定部３２５は、要求ＰＴＯトルク決定部３１４が算出した可変容量ポンプ２６０の要求流量を実現するために必要なエンジンの回転数と、エンジン２１０の回転数の計測値との差に基づくＰ制御により、作業機１２０の駆動に作動油が必要なときにエンジン２１０の回転加速をアシストするための作業機アシストトルクを決定する。アシストトルク決定部３２５が決定するアシストトルクは、０以上の値である。このアシストトルクはエンジン回転を素早く高める必要がある場合にエンジン回転加速をアシストするための補正項になる。
　ブレーキトルク決定部３２６は、オフセットトルクと補填トルクとアシストトルクとに基づいて、ＰＴＯブレーキ制御において可変容量ポンプ２６０に消費させるブレーキトルクを決定する。具体的には、ブレーキトルク決定部３２６は、オフセットトルクと補填トルクとを加算し、アシストトルクを減算することで、ブレーキトルクを決定する。
　目標速度比決定部３２７は、変速機２３０の入力軸の回転数の計測値、変速機２３０の出力軸の回転数の計測値、走行負荷推定部３１６が推定した走行負荷トルク、要求出力トルク決定部３１５が決定した目標出力トルク、および加速トルク特定部３１８が特定した目標エンジン加速度に基づいて、変速機２３０の目標入出力速度比を決定する。具体的には、目標速度比決定部３２７は、変速機２３０の出力軸の回転数、走行負荷トルク、および目標出力トルクに基づいて、所定の制御周期に係る時間の経過後における変速機２３０の出力軸の回転数を推定し、それを出力軸の目標回転数として設定する。目標速度比決定部３２７は、変速機２３０の入力軸の回転数および目標エンジン加速度に基づいて、所定の制御周期に係る時間の経過後における変速機２３０の入力軸の回転数を推定し、それを入力軸の目標回転数として設定する。目標速度比決定部３２７は、出力軸の目標回転数を入力軸の目標回転数で除算することで、目標入出力速度比を決定する。
　変速機制御部３２８は、目標速度比決定部３２７が決定した目標入出力速度比を実現するために、変速機２３０の制御指令を出力する。変速機制御部３２８は、例えば変速機２３０が備えるＨＳＴ２３１の容量指令を出力する。
　ポンプ制御部３２９は、要求ＰＴＯトルク決定部３１４が決定した要求ＰＴＯトルクと、ブレーキトルク決定部３２６が決定したブレーキトルクの和となる吸収トルクを実現するために、可変容量ポンプ２６０の制御指令を出力する。またポンプ制御部３２９は、ＰＴＯブレーキ制御を行う場合に、ブレーキトルクを実現するために、ブレーキバルブ２６５の制御指令を出力する。
《作業車両の制御方法》
　図５は、第１の実施形態に係る作業車両の制御方法を示すフローチャートである。
　まず、操作量取得部３１１は、アクセルペダル１５２、ブレーキペダル１５３、ステアリングハンドル１５４、前後切替スイッチ１５５、シフトスイッチ１５６、ブームレバー１５７、バケットレバー１５８のそれぞれから操作量を取得する（ステップＳ１）。また、計測値取得部３１２は、燃料噴射装置２１１、エンジン回転計２１２、入力軸回転計２３２、出力軸回転計２３３、ＨＳＴ圧力計２３４、第１ポンプ圧計２６２、ポンプ容量計２６３、シリンダ圧力計２６４、および第２ポンプ圧計２７１から計測値を取得する（ステップＳ２）。
　次に、車両状態算出部３１３は、ステップＳ２で取得した計測値に基づいて、エンジン２１０の出力トルク、エンジン２１０の上限トルク、エンジン２１０の角加速度、ＰＴＯトルク、変速機２３０の入出力速度比、変速機２３０の出力軸の角加速度、作業車両１００の走行速度を算出する（ステップＳ３）。
　要求ＰＴＯトルク決定部３１４は、ステップＳ１で取得したステアリング操作量、ブーム操作量、およびバケット操作量と、ステップＳ２で取得した可変容量ポンプ２６０のポンプ圧および容量、ならびに固定容量ポンプ２７０のポンプ圧の計測値とに基づいて、要求ＰＴＯトルクを決定する（ステップＳ４）。要求出力トルク決定部３１５は、ステップＳ１で取得した走行に関する操作量と、ステップＳ３で算出した走行速度とに基づいて、要求出力トルクを決定する（ステップＳ５）。走行負荷推定部３１６は、ステップＳ３で算出した車両状態の値に基づいて、走行負荷トルクを推定する（ステップＳ６）。
　目標回転数決定部３１７は、要求出力トルクと走行速度から算出される要求走行パワーと、要求ＰＴＯトルクとエンジン２１０の回転数の計測値から算出される要求ＰＴＯ出力との和である要求エンジン出力に基づいて、目標エンジン回転数を決定する（ステップＳ７）。加速トルク特定部３１８は、エンジン２１０の回転数の計測値とステップＳ７で決定した目標エンジン回転数とに基づいて目標加速トルクを算出する（ステップＳ８）。目標エンジントルク決定部３１９は、要求出力トルクと、ステップＳ３で算出したＰＴＯトルク、エンジンの上限トルク、および変速機２３０の入出力速度比と、ステップＳ２で取得したエンジン２１０の回転数の計測値とに基づいて目標エンジントルクを決定する（ステップＳ９）。エンジン制御部３２０は、ステップＳ９で決定した目標エンジントルクを示すエンジントルク指令を出力する（ステップＳ１０）。
　次に、ブレーキ制御判定部３２１は、ステップＳ５で決定した要求出力トルクが制動側の値であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。要求出力トルクが駆動側の値である場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、ブレーキ制御判定部３２１は、ＰＴＯブレーキ制御が必要ないと判定する。
　要求出力トルクが制動側の値である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ブレーキ制御判定部３２１は、ＰＴＯブレーキ制御が必要であると判定する。要求出力トルクが制動側の値である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、目標ＨＳＴ圧特定部３２２は、ステップＳ５で決定した要求出力トルクに基づいて、ＨＳＴ２３１の制御目標である目標ＨＳＴ圧を決定する（ステップＳ１２）。オフセットトルク決定部３２３は、要求入力トルクに所定の係数を乗算することでオフセットトルクを決定する（ステップＳ１３）。
　補填トルク決定部３２４は、計測値取得部３１２が取得したＨＳＴ２３１の圧力の計測値である実ＨＳＴ圧と、目標ＨＳＴ圧特定部が特定した目標ＨＳＴ圧との差に基づくＰＩ制御により補填トルクを決定する（ステップＳ１４）。実ＨＳＴ圧が目標ＨＳＴ圧より小さい場合、補填トルクは正の値となる。実ＨＳＴ圧が目標ＨＳＴ圧より大きい場合、補填トルクは負の値となる。
　アシストトルク決定部３２５は、エンジンの目標回転数とアシスト保障回転数とのうち小さい方と、エンジン２１０の回転数の計測値との差に基づくＰ制御により低回転アシストトルクを決定する（ステップＳ１５）。またアシストトルク決定部３２５は、オペレータが要求する作業機スピードを素早く実現するために必要なエンジンの回転数とエンジン２１０の回転数の計測値との差に基づくＰ制御により作業機アシストトルクを決定する（ステップＳ１６）。
　ブレーキトルク決定部３２６は、オフセットトルクと補填トルクとを加算したトルク値から、低回転アシストトルクおよび作業機アシストトルクを減算することで、ブレーキトルクを決定する（ステップＳ１７）。
　目標速度比決定部３２７は、変速機２３０の入力軸の回転数の計測値、変速機２３０の出力軸の回転数の計測値、負荷トルク、目標出力トルク、および目標エンジン加速度に基づいて目標入出力速度比を決定する（ステップＳ１８）。変速機制御部３２８は、目標入出力速度比を実現するための変速機２３０の制御指令を出力する（ステップＳ１９）。
　ポンプ制御部３２９は、ステップＳ４で決定した要求ＰＴＯトルクとステップＳ１７で決定したブレーキトルクの和となる吸収トルクを実現するために必要な可変容量ポンプ２６０の容量を特定し、当該容量を指示する制御指令を可変容量ポンプ２６０に出力する（ステップＳ２０）。
　また、ポンプ制御部３２９は、ステップＳ１１の判定結果に基づいて、ＰＴＯブレーキ制御を行うか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ１１において、ブレーキ制御判定部３２１は、要求出力トルクが制動側の値である場合にＰＴＯブレーキ制御を行うと判定する。
　ＰＴＯブレーキ制御を行う場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ポンプ制御部３２９は、ブレーキバルブ２６５にブレーキトルクに応じた開度を指示する制御指令を出力する（ステップＳ２２）。これにより、作業車両１００の制動時にリリーフバルブ２６６から作動油が排出される。したがって、ＰＴＯ２２０から可変容量ポンプ２６０へ分配されるトルクのうち、作業機１２０の制御およびステアリングの制御に用いられないトルクは、熱として消費される。
　制御装置３００は、上述の制御処理を、所定の制御周期ごとに実行する。
《作用・効果》
　このように、第１の実施形態に係る制御装置３００によれば、ＨＳＴ２３１の目標ＨＳＴ圧と実ＨＳＴ圧とに基づいて可変容量ポンプ２６０に消費させるトルクであるブレーキトルクを決定し、当該ブレーキトルクに基づいて可変容量ポンプ２６０を制御する。これにより、制御装置３００は、ＨＳＴ圧によって変速機２３０の出力軸のトルクをフィードバックすることで、作業車両１００の動力系統が電気的ハードウェアを備えなくても、作業車両１００の制動力を精度よく制御することができる。
　また、第１の実施形態に係る制御装置３００によれば、操作装置の操作量と作業車両１００の走行速度とに基づいて要求出力トルクを特定し、当該要求出力トルクに基づいて目標ＨＳＴ圧を決定する。これにより、制御装置３００は、オペレータの操作量に応じた制動力を作業車両１００に発揮させることができる。
　また、第１の実施形態に係る制御装置３００によれば、要求出力トルクに速度比および所定の係数を乗算することで得られるオフセットトルクと、目標ＨＳＴ圧と実ＨＳＴ圧との差に基づくフィードバック制御により得られる補填トルクの和に基づいてブレーキトルクを決定する。制御装置３００は、オフセットトルクにより 制動開始直後の制動の追従性を高めることができ、または制動力の高い応答性と安定性を両立させることができ、補填トルクにより最終的な制動力の精度を高めることができる。さらに第１の実施形態に係る制御装置３００は、駆動源の回転数に基づいてアシストトルクを決定し、オフセットトルクと補填トルクの和からアシストトルクを減算することでブレーキトルクを決定する。これにより、制御装置３００は、さらに制動力の一部をエンジン２１０の回転加速のアシストに利用することができる。
　なお、他の実施形態においては、制御装置３００は、オフセットトルクおよびアシストトルクの少なくとも一方を用いずにブレーキトルクを決定してもよい。
　以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
　また、第１の実施形態に係る作業車両１００は、ホイールローダであるが、これに限られない。例えば他の実施形態に係る作業車両１００は、ブルドーザおよびトラクタなどの他の作業車両１００であってもよい。また他の実施形態においては、制御装置３００が作業車両以外の動力機械に適用されてもよい。
　上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、制御装置は、動力装置が電気的ハードウェアを備えるか否かに関わらず、動力装置の制動力を精度よく制御することができる。
１００…作業車両　１１０…車体　１１１…前車体　１１２…後車体　１１３…ステアリングシリンダ　１２０…作業機　１２１…ブーム　１２２…バケット　１２３…ベルクランク　１２４…リフトシリンダ　１２５…バケットシリンダ　１３０…前輪部　１５０…運転室　１５１…シート　１５２…アクセルペダル　１５３…ブレーキペダル　１５４…ステアリングハンドル　１５５…前後切替スイッチ　１５６…シフトスイッチ　１５７…ブームレバー　１５８…バケットレバー　１４０…後輪部　２１０…エンジン　２１１…燃料噴射装置　２１２…エンジン回転計　２２０…ＰＴＯ　２３０…変速機　２３１…ＨＳＴ　２３３…出力軸回転計　２３４…ＨＳＴ圧力計　２４０…フロントアクスル　２５０…リアアクスル　２６０…可変容量ポンプ　２６１…コントロールバルブ　２６２…第１ポンプ圧計　２６３…ポンプ容量計　２６５…ブレーキバルブ　２６６…リリーフバルブ　２７０…固定容量ポンプ　２７１…第２ポンプ圧計　３００…制御装置　３１０…プロセッサ　３３０…メインメモリ　３５０…ストレージ　３７０…インタフェース　３１１…操作量取得部　３１２…計測値取得部　３１３…車両状態算出部　３１４…要求ＰＴＯトルク決定部　３１５…要求出力トルク決定部　３１６…走行負荷推定部　３１７…目標回転数決定部　３１８…加速トルク特定部　３１９…目標エンジントルク決定部　３２０…エンジン制御部　３２１…ブレーキ制御判定部　３２２…目標ＨＳＴ圧特定部　３２３…オフセットトルク決定部　３２４…補填トルク決定部　３２５…アシストトルク決定部　３２６…ブレーキトルク決定部　　３２７…目標速度比決定部　３２８…変速機制御部　３２９…ポンプ制御部

Claims (6)

  1. 　駆動源と、
    　前記駆動源の駆動力によって駆動される油圧ポンプと、
    　前記駆動源の駆動力の一部を前記油圧ポンプに伝達する動力取出装置と、
    　静油圧式無段変速機を含み、入力軸が前記動力取出装置に接続され、出力軸が負荷に接続され、前記入力軸に入力される駆動力を前記出力軸に伝達する動力伝達装置と、
    　前記駆動源の駆動力の大きさを指示するための操作装置と
    　を備える動力機械の制御装置であって、
    　前記静油圧式無段変速機の目標圧力である目標回路圧を特定する目標回路圧特定部と、
    　前記静油圧式無段変速機の圧力の計測値である実回路圧を取得する計測値取得部と、
    　前記目標回路圧と前記実回路圧とに基づいて前記油圧ポンプに消費させるトルクであるブレーキトルクを決定するブレーキトルク決定部と、
    　前記ブレーキトルクに基づいて前記油圧ポンプを制御するポンプ制御部と
    　を備える動力機械の制御装置。
  2. 　前記操作装置の操作量と前記出力軸の回転数とに基づいて、前記動力伝達装置の要求出力トルクを決定する要求出力トルク決定部を備え、
    　前記目標回路圧特定部は、前記要求出力トルクに基づいて前記目標回路圧を特定する　請求項１に記載の動力機械の制御装置。
  3. 　前記動力伝達装置の要求出力トルクに所定の係数を乗算したオフセットトルクを決定するオフセットトルク決定部と、
    　前記目標回路圧と前記実回路圧との差に基づくフィードバック制御により補填トルクを決定する補填トルク決定部と
    　を備え、
    　前記ブレーキトルク決定部は、前記オフセットトルクと前記補填トルクの和に基づいて前記ブレーキトルクを決定する
    　請求項２に記載の動力機械の制御装置。
  4. 　前記駆動源の回転数に基づいて、前記駆動源の回転加速をアシストするためのアシストトルクを決定するアシストトルク決定部を備え、
    　前記ブレーキトルク決定部は、前記オフセットトルクと前記補填トルクの和から前記アシストトルクを減算することで前記ブレーキトルクを決定する
    　請求項３に記載の動力機械の制御装置。
  5. 　駆動源と、
    　前記駆動源の駆動力によって駆動される走行装置と、
    　前記駆動源の駆動力によって駆動される油圧ポンプと、
    　前記駆動源の駆動力の一部を前記油圧ポンプに伝達する動力取出装置と、
    　静油圧式無段変速機を含み、入力軸が前記動力取出装置に接続され、出力軸が前記走行装置に接続され、前記入力軸に入力される駆動力を前記出力軸に伝達する動力伝達装置と、
    　前記駆動源の駆動力の大きさを指示するための操作装置と
    　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御装置と
    　を備える作業車両。
  6. 　駆動源と、
    　前記駆動源の駆動力によって駆動される走行装置と、
    　前記駆動源の駆動力によって駆動される油圧ポンプと、
    　前記駆動源の駆動力の一部を前記油圧ポンプに伝達する動力取出装置と、
    　静油圧式無段変速機を含み、入力軸が前記動力取出装置に接続され、出力軸が前記走行装置に接続され、前記入力軸に入力される駆動力を前記出力軸に伝達する動力伝達装置と、
    　前記駆動源の駆動力の大きさを指示するための操作装置と
    　を備える動力機械の制御方法であって、
    　前記静油圧式無段変速機の目標圧力である目標回路圧を特定するステップと、
    　前記静油圧式無段変速機の圧力の計測値である実回路圧を取得するステップと、
    　前記目標回路圧と前記実回路圧とに基づいて前記油圧ポンプに消費させるトルクであるブレーキトルクを決定するステップと、
    　前記ブレーキトルクに基づいて前記油圧ポンプを制御するステップと
    　を備える動力機械の制御方法。
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