(57)【要約】【課題】オペレータが任意の制動力を容易に得る。【解決手段】制動力関数決定部は、変速機の出力軸の回転数と要求制動力との関係を示し、回転数に対して要求制動力が単調増加する制動力関数の、要求制動力に対するオフセットおよび傾きの少なくとも一方を、牽引力指示装置に入力された速度段選択の段数が小さいほど、オフセットおよび傾きの少なくとも一方の絶対値が大きくなるように決定する。要求制動力決定部は、変速機の出力軸の回転数と制動力関数とに基づいて要求制動力を決定する。【選択図】図８
2020168980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
入力軸が前記駆動源に接続され、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、
前記走行装置の牽引力の強さを指示する牽引力指示を受け付けるための牽引力指示装置と
を備える作業車両の制御装置であって、
前記出力軸の回転数と要求制動力との関係を示し、回転数に対して要求制動力が単調増加する制動力関数の、要求制動力に対するオフセットおよび傾きの少なくとも一方を、前記牽引力指示装置からの牽引力指示が示す牽引力が強いほど、オフセットおよび傾きの少なくとも一方の絶対値が大きくなるように決定する制動力関数決定部と、
前記出力軸の回転数と前記制動力関数とに基づいて要求制動力を決定する要求制動力決定部と
を備える作業車両の制御装置。
【請求項２】
前記作業車両は、前記駆動源の駆動力の強さを指示する駆動力指示を受け付けるための駆動力指示装置をさらに備え、
前記出力軸の回転数と要求牽引力との関係を示し、負の要求牽引力として前記要求制動力を示す基礎牽引力関数に、前記駆動力指示装置からの駆動力指示に応じた１以下の係数を乗算することで、牽引力関数を決定する牽引力関数決定部と、
前記牽引力関数のうち、前記牽引力関数と前記制動力関数の交点より小さい回転数に係る部分と、前記制動力関数のうち、前記牽引力関数と前記制動力関数の交点より大きい回転数に係る部分とに基づいて、前記出力軸の回転数と要求牽引力との関係を示す補正牽引力関数を決定する牽引力関数補正部と
を備え、
前記要求制動力決定部は、前記出力軸の回転数と前記補正牽引力関数とに基づいて前記要求制動力を決定する
請求項１に記載の作業車両の制御装置。
【請求項３】
前記牽引力関数補正部は、前記基礎牽引力関数のうち、前記基礎牽引力関数と前記制動力関数の交点より大きい回転数に係る部分に基づいて、前記補正牽引力関数を決定する
請求項２に記載の作業車両の制御装置。
【請求項４】
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、
入力軸が前記駆動源に接続され、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、
前記走行装置の牽引力の強さを指示するための牽引力指示装置と
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制御装置と
を備える作業車両。
【請求項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、
入力軸が前記駆動源に接続され、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、
前記走行装置の牽引力の強さを指示する牽引力指示を受け付けるための牽引力指示装置と
を備える作業車両の制御方法であって、
前記出力軸の回転数と要求制動力との関係を示し、回転数に対して要求制動力が単調増加する制動力関数の、要求制動力に対するオフセットおよび傾きの少なくとも一方を、前記牽引力指示装置からの牽引力指示が示す牽引力が強いほど、オフセットおよび傾きの少なくとも一方の絶対値が大きくなるように決定するステップと、
前記出力軸の回転数と前記制動力関数とに基づいて要求制動力を決定するステップと
を備える作業車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両、作業車両の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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アクセルの入力に基づいて、変速機の出力軸の回転数と要求牽引力との関係を示す牽引力関数を変形することで、オペレータの意図に沿った牽引力を実現する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／２０８６１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術によれば、作業車両を加速させるための牽引力を、アクセルの入力に基づいて適切に制御することができる。他方、作業車両を減速させるための制動力の特性が変化しないため、オペレータは任意の制動力を得るために微細なアクセル操作およびブレーキ操作が要求されている。
本発明の目的は、オペレータが任意の制動力を容易に得ることができる作業車両、作業車両の制御装置および制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、作業車両の制御装置は、駆動源と、前記駆動源の駆動力によって駆動される走行装置と、入力軸が前記駆動源に接続され、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、前記走行装置の牽引力および負の牽引力である制動力の強さを指示する牽引力指示を受け付けるための牽引力指示装置とを備える作業車両の制御装置であって、前記出力軸の回転数と要求制動力との関係を示し、回転数に対して要求制動力が単調増加する制動力関数の、要求制動力に対するオフセットおよび傾きの少なくとも一方を、前記牽引力指示装置からの牽引力指示が強いほど、オフセットおよび傾きの少なくとも一方の絶対値が大きくなるように決定する制動力関数決定部と、前記出力軸の回転数と前記制動力関数とに基づいて要求制動力を決定する要求制動力決定部とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、オペレータは任意の制動力を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る作業車両の側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る運転室の内部の構成を示す上面図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】基礎牽引力関数の例を示す図である。
【図６】牽引力関数の例を示す図である。
【図７】制動力関数の例を示す図である。
【図８】補正牽引力関数の例を示す図である。
【図９】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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〈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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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駆動する。
【００１３】
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上面図である。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１５９が設けられる。
【００１４】
アクセルペダル１５２は、作業車両１００に生じさせる牽引力の強さを指定するために操作される。アクセルペダル１５２の操作量が大きいほど、目標駆動力が高く設定される。アクセルペダル１５２の操作量は、０％以上１００％以下の値をとる。アクセルペダル１５２は、駆動力操作装置の一例である。
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。ブレーキペダル１５３の操作量は、０％以上１００％以下の値をとる。
ステアリングハンドル１５５は、作業車両１００の舵角を設定するために操作される。
【００１５】
前後切替スイッチ１５６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１５７は、作業車両１００に生じさせる走行の駆動力（牽引力）の強さを指定するために操作される。シフトスイッチ１５７の操作によって、任意に設定可能な複数の速度段、例えば８段の速度段の中から１つの速度段が選択される。速度段は、段数が小さいほど牽引力対走行速度比が低く、段数が大きいほど牽引力対走行速度比が高い。つまり、速度段の段数が小さいほど強い牽引力が要求される。シフトスイッチ１５７は、牽引力指示装置の一例である。なお、制動力は、負の牽引力としても表され、牽引力の強さは、牽引力の絶対値の大きさを示す。すなわち、速度段の段数が小さいほど、強い制動力が発揮される。
【００１６】
ブームレバー１５８は、ブーム１２１の上げ操作または下げ操作の速度を設定するために操作される。ブームレバー１５８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１５９は、バケット１２２のダンプ操作またはチルト操作の速度を設定するために操作される。バケットレバー１５９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。
ブームレバー１５８およびバケットレバー１５９は、作業機操作部材の一例である。
【００１７】
《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を備える。
【００１８】
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。
【００１９】
ＰＴＯ２２０は、エンジン２１０の駆動力の一部を、可変容量ポンプ２６０に伝達する。つまり、ＰＴＯ２２０は、エンジン２１０の駆動力を、変速機２３０および可変容量ポンプ２６０に分配する。
【００２０】
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。さらに、変速機２３０はＨＳＴもしくはＨＭＴの油圧モータを電動モータに置き換えた電気ハイブリッドの構成であってもよい。また、作業車両１００が、エンジンを持たずに蓄電池などの動力源から電動モータにより直接駆動力を得る電動車である場合には、変速機２３０は、電動モータの回転数を制御するものであってもよい。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の出力軸には、回転数計２３２が設けられる。
【００２１】
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。
【００２２】
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、ステアリングバルブ２６２を介してステアリングシリンダ１１３に供給される。
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、作動油をリフトシリンダ１２４とバケットシリンダ１２５とに分配する。ステアリングバルブ２６２は、ステアリングシリンダ１１３に供給する作動油の流量を制御する。
【００２３】
《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、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１５９）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に制御信号を出力する。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、基礎牽引力関数決定部３１３、牽引力関数決定部３１４、制動力関数決定部３１５、牽引力関数補正部３１６、目標牽引力決定部３１７、目標エンジントルク決定部３１８、エンジン制御部３１９を備える。
【００２９】
操作量取得部３１１は、アクセルペダル１５２、ブレーキペダル１５３、前後切替スイッチ１５６、およびシフトスイッチ１５７の操作量を取得する。
以下、アクセルペダル１５２の操作量をアクセル操作量ともいう。また、ブレーキペダル１５３の操作量をブレーキ操作量ともいう。また、前後切替スイッチ１５６の切替位置を方向操作量ともいう。また、シフトスイッチ１５７によって指示される速度段の段数をシフト操作量ともいう。
計測値取得部３１２は、回転数計２３２から車速の計測値を取得する。
【００３０】
基礎牽引力関数決定部３１３は、操作量取得部３１１が取得したシフト操作量に基づいて速度段を選択し、変速機２３０の出力軸の回転数と要求牽引力との関係を示す基礎牽引力関数Ｆｓを決定する。図５は、基礎牽引力関数の例を示す図である。基礎牽引力関数Ｆｓは、アクセル操作量が１００％のときにおける変速機２３０の出力軸の回転数と要求制動力との関係を示す関数である。基礎牽引力関数Ｆｓは、ベースカーブ関数Ｆｓ１と調整カーブ関数Ｆｓ２とに基づいて決定される。ベースカーブ関数Ｆｓ１は、速度段選択によらずに変化しない関数である。調整カーブ関数Ｆｓ２は、速度段選択によって傾きが変化する関数である。具体的には、調整カーブ関数Ｆｓ２は、速度段選択が小さいほど（すなわち指示される牽引力が強いほど）、傾きの絶対値が大きくなる。なお、調整カーブ関数Ｆｓ２は、正のオフセットを有し、負の傾きを有する。基礎牽引力関数決定部３１３は、ベースカーブ関数Ｆｓ１のうちベースカーブ関数Ｆｓ１と調整カーブ関数Ｆｓ２との交点Ｐｓに係る回転数より小さい回転数を定義域に持つ部分関数と、調整カーブ関数Ｆｓ２のうち交点Ｐｓに係る回転数以上の回転数に係る部分関数とを組み合わせることで、基礎牽引力関数Ｆｓを生成する。
【００３１】
牽引力関数決定部３１４は、操作量取得部３１１が取得したアクセル操作量に基づいて、基礎牽引力関数Ｆｓを縮小することで、牽引力関数Ｆｔを決定する。図６は、牽引力関数の例を示す図である。具体的には、牽引力関数決定部３１４は、以下の方法で牽引力関数Ｆｔを決定する。牽引力関数決定部３１４は、アクセル操作量に基づいて、回転数の縮小比Ｒ１および牽引力の縮小比Ｒ２を決定する。アクセルとブレーキを同時操作された場合には、ブレーキ操作量に応じてアクセル操作量を補正し、最終的なアクセル操作量としてもよい。牽引力関数決定部３１４は、基礎牽引力関数Ｆｓの回転数に縮小比Ｒ１を乗算し、基礎牽引力関数Ｆｓの牽引力に縮小比Ｒ２を乗算することで、牽引力関数Ｆｔを決定する。縮小比Ｒ１および縮小比Ｒ２は、いずれも０以上かつ１以下の値である。
【００３２】
制動力関数決定部３１５は、操作量取得部３１１が取得したシフト操作量から決定した速度段に基づき、変速機２３０の出力軸の回転数と要求制動力との関係を示す制動力関数Ｆｂを決定する。図７は、制動力関数の例を示す図である。制動力関数Ｆｂは、シフト操作量から決定した速度段によってオフセットおよび傾きが変化する関数である。具体的には、制動力関数Ｆｂは、シフト操作量から決定した速度段が小さいほど（すなわち指示される牽引力・制動力が強いほど）、オフセットおよび傾きの絶対値が大きくなる。なお、制動力関数Ｆｂは、負のオフセットを有し、負の傾きを有する。
【００３３】
牽引力関数補正部３１６は、牽引力関数Ｆｔ、基礎牽引力関数Ｆｓ、および制動力関数Ｆｂに基づいて、補正牽引力関数Ｆｔ´を生成する。図８は、補正牽引力関数の例を示す図である。具体的には、牽引力関数補正部３１６は、部分牽引力関数Ｆｔ１と、部分制動力関数Ｆｔ２と、部分基礎牽引力関数Ｆｔ３と、部分限界制動力関数Ｆｔ４とを組み合わせることで、補正牽引力関数Ｆｔ´を生成する。
部分牽引力関数Ｆｔ１は、牽引力関数Ｆｔのうち、牽引力関数Ｆｔと制動力関数Ｆｂとの交点Ｐｔ１に係る回転数未満の回転数を定義域に持つ部分関数である。
部分制動力関数Ｆｔ２は、制動力関数Ｆｂのうち、牽引力関数Ｆｔと制動力関数Ｆｂとの交点Ｐｔ１に係る回転数以上、かつ制動力関数Ｆｂと基礎牽引力関数Ｆｓとの交点Ｐｔ２に係る回転数未満の回転数を定義域に持つ部分関数である。
部分基礎牽引力関数Ｆｔ３は、基礎牽引力関数Ｆｓのうち、制動力関数Ｆｂと基礎牽引力関数Ｆｓとの交点Ｐｔ２に係る回転数以上、かつ基礎牽引力関数Ｆｓと限界制動力関数Ｆｌとの交点Ｐｔ３に係る回転数未満の回転数を定義域に持つ部分関数である。限界制動力関数Ｆｌは、変速機２３０の出力軸の回転数と、変速機２３０によって実現可能な最大の制動力との関係を示す関数である。
部分限界制動力関数Ｆｔ４は、基礎牽引力関数Ｆｓと限界制動力関数Ｆｌとの交点Ｐｔ３に係る回転数以上の回転数を定義域に持つ部分関数である。
【００３４】
目標牽引力決定部３１７は、操作量取得部３１１が取得したＦＮＲ操作量と、計測値取得部３１２が取得した変速機２３０の出力軸の回転数と、牽引力関数補正部３１６が生成した補正牽引力関数Ｆｔ´とに基づいて、目標牽引力を決定する。目標牽引力決定部３１７は、要求制動力決定部の一例である。エンジン２１０および変速機２３０は、作業車両１００に生じさせる走行の牽引力がこの目標牽引力に追従するよう制御される。
【００３５】
目標エンジントルク決定部３１８は、変速機２３０の入出力速度比および目標牽引力決定部３１７が決定した目標牽引力に基づいて、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。具体的には、目標エンジントルク決定部３１８は、目標牽引力を変速機２３０の目標出力軸トルクに換算し、その目標出力軸トルクに変速機２３０の入出力速度比を乗算することで、目標エンジントルクを決定する。
【００３６】
エンジン制御部３１９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３１９は、目標エンジントルク決定部３１８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。
【００３７】
《作業車両の制御方法》
図９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。なお、以下の説明では、作業車両１００の進行方向が前進（方向操作量がＦ）であるときの制御について説明する。なお、作業車両１００の進行方向が後進（方向操作量がＲ）であるときも同様の制御がなされてよい。
【００３８】
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１５５、前後切替スイッチ１５６、シフトスイッチ１５７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、回転数計２３２から車速の計測値を取得する（ステップＳ２）。
【００３９】
基礎牽引力関数決定部３１３は、ステップＳ１で取得したシフト操作量から速度段を決定し、その速度段に基づいて調整カーブ関数Ｆｓ２を決定する（ステップＳ３）。基礎牽引力関数決定部３１３は、予め定められたベースカーブ関数Ｆｓ１のうちベースカーブ関数Ｆｓ１と調整カーブ関数Ｆｓ２とを組み合わせることで、基礎牽引力関数Ｆｓを生成する（ステップＳ４）。
【００４０】
次に、牽引力関数決定部３１４は、ステップＳ１で取得したアクセル操作量とブレーキ操作量から補正アクセル操作量を算出する（ステップＳ５）。なお、牽引力関数決定部３１４は、アクセル操作量がブレーキ操作量未満である場合、補正アクセル操作量を「０」とする。牽引力関数決定部３１４は、補正アクセル操作量に基づいて、回転数の縮小比Ｒ１および牽引力の縮小比Ｒ２を決定する（ステップＳ６）。牽引力関数決定部３１４は、基礎牽引力関数Ｆｓの回転数に縮小比Ｒ１を乗算し、基礎牽引力関数Ｆｓの牽引力に縮小比Ｒ２を乗算することで、牽引力関数Ｆｔを決定する（ステップＳ７）。
【００４１】
制動力関数決定部３１５は、ステップＳ１で取得したシフト操作量から速度段を決定し、その速度段に基づいて、変速機２３０の出力軸の回転数と要求制動力との関係を示す制動力関数Ｆｂを決定する（ステップＳ８）。
牽引力関数補正部３１６は、ステップＳ４で決定した基礎牽引力関数Ｆｓ、ステップＳ７で決定した牽引力関数Ｆｔ、ステップＳ８で決定した制動力関数Ｆｂに基づいて、および予め定められた限界制動力関数Ｆｌとを組み合わせることで、補正牽引力関数Ｆｔ´を生成する（ステップＳ９）。
【００４２】
目標牽引力決定部３１７は、ステップＳ２で取得した変速機２３０の出力軸の回転数を牽引力関数補正部３１６が生成した補正牽引力関数Ｆｔ´に代入することで、進行方向を考慮しない目標牽引力を決定する（ステップＳ１０）。目標牽引力決定部３１７は、ステップＳ１で取得したＦＮＲ操作量が前進、後進、および中立のいずれを示すかを判定する（ステップＳ１１）。
【００４３】
ＦＮＲ操作量が前進を示す場合（ステップＳ１１：Ｆ）、目標牽引力決定部３１７は、目標牽引力を、ステップＳ１０で決定した進行方向を考慮しない目標牽引力に決定する（ステップＳ１２）。
ＦＮＲ操作量が後進を示す場合（ステップＳ１１：Ｒ）、目標牽引力決定部３１７は、目標牽引力を、ステップＳ１０で決定した進行方向を考慮しない目標牽引力に「−１」を乗算した値に決定する（ステップＳ１３）。
ＦＮＲ操作量が中立を示す場合（ステップＳ１１：Ｎ）、目標牽引力決定部３１７は、目標牽引力を「０」に決定する（ステップＳ１４）。
【００４４】
目標エンジントルク決定部３１８は、ステップＳ１２、Ｓ１３、またはＳ１４で決定した要求出力トルクに基づいて、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（ステップＳ１５）。エンジン制御部３１９は、ステップＳ１５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Ｓ１６）。
【００４５】
《作用・効果》
このように、第１の実施形態によれば、制御装置３００は、制動力関数Ｆｂの要求制動力に対するオフセットおよび傾きを、シフト操作量から決定した速度段によって指示される牽引力が強いほど絶対値が大きくなるように決定し、変速機２３０の出力軸の回転数と制動力関数Ｆｂとに基づいて要求制動力を決定する。つまり制御装置３００は、シフト操作量によって制動力を調整することができる。これにより、オペレータは、任意の制動力を容易に得ることができる。なお、第１の実施形態では、シフトスイッチ１５７の操作によって速度段の決定および牽引力の指示を行うが、他の実施形態においてはこれに限られない。例えば、他の実施形態においては、シフトスイッチ１５７に代えてブレーキペダル１５３や図示しないインチングペダルの操作量に基づいて制動力関数Ｆｂを決定してもよい。この場合におけるブレーキペダル１５３およびインチングペダルは、牽引力指示装置の一例である。また、第１の実施形態に係る制御装置３００は、制動力関数Ｆｂの要求制動力に対するオフセットおよび傾きを、シフト操作量から決定した速度段によって指示される牽引力が強いほど絶対値が大きくなるように決定するが、他の実施形態においては、制動力関数Ｆｂの要求制動力に対するオフセットおよび傾きのいずれか一方を決定するものであってよい。
【００４６】
また、第１の実施形態によれば、制御装置３００は、牽引力関数Ｆｔ、基礎牽引力関数Ｆｓ、および制動力関数Ｆｂに基づいて補正牽引力関数Ｆｔ´を生成し、出力軸の回転数と補正牽引力関数Ｆｔ´とに基づいて要求制動力を決定する。これにより、制御装置３００は、基礎牽引力関数Ｆｓと制動力関数Ｆｂとの交点を境に２段階の減速を実現することができる。なお、第１の実施形態において、シフト操作量から決定した速度段に応じて基礎牽引力関数Ｆｓが変化するが、他の実施形態においてはこれに限られない。例えば、他の実施形態に係る制御装置３００は、基礎牽引力関数Ｆｓとしてベースカーブ関数を用いてもよい。
【００４７】
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。例えば、他の実施形態においては、上述の処理の順序は適宜変更されてよい。また、一部の処理は並列に実行されてよい。
【００４８】
上述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、ダンプトラックや、モーターグレーダーや、ブルドーザなどの他の作業車両であってもよい。
【００４９】
上述の実施形態に係る制御装置３００は、ベースカーブ関数と調整カーブ関数とに基づいて基礎牽引力関数を決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、予めシフト操作量から決定される速度段ごとに基礎牽引力関数が関連付けられていてもよい。
【００５０】
上述の実施形態に係る制御装置３００は、進行方向にかかわらず同一のベースカーブ関数と調整カーブ関数とに基づいて基礎牽引力関数を決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、前進と後進では別の基礎牽引力関数を用いてもよい。その場合、ステップＳ３、Ｓ４で進行方向に応じた基礎牽引力関数Ｆｓを生成する。またＳ１２、Ｓ１３は省略される。
【符号の説明】
【００５１】
１００…作業車両  １１０…車体  １２０…作業機  １３０…前輪部  １４０…後輪部  １５０…運転室  １１１…前車体  １１２…後車体  １１３…ステアリングシリンダ  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  １５１…シート  １５２…アクセルペダル  １５３…ブレーキペダル  １５５…ステアリングハンドル  １５６…前後切替スイッチ  １５７…シフトスイッチ  １５８…ブームレバー  １５９…バケットレバー  ２１０…エンジン  ２１１…燃料噴射装置  ２２０…ＰＴＯ  ２３０…変速機  ２３１…ＨＳＴ  ２３２…回転数計  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…ステアリングバルブ  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…基礎牽引力関数決定部  ３１４…牽引力関数決定部  ３１５…制動力関数決定部  ３１６…牽引力関数補正部  ３１７…目標牽引力決定部  ３１８…目標エンジントルク決定部  ３１９…エンジン制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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