JP5162785B2 - 作業車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの動力が駆動力伝達経路を介して車輪（タイヤ）に駆動力として伝達される作業車両に関する発明であり、特に変速を制御する装置に関するものである。

ホイールローダのエンジンから車輪（タイヤ）までの駆動力伝達経路には、トランスファー、モジュレーションクラッチ、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ（トルクコンバータ、ロックアップクラッチ）、前進クラッチ、後進クラッチ、各速度段クラッチを有したトランスミッション、減速機が設けられている。

エンジンの出力（トルク）は、トランスファー、モジュレーションクラッチ、ロックアップクラッチ付トルクコンバータのロックアップクラッチまたはトルクコンバータ、トランスミッション、減速機を介して車輪（タイヤ）に伝達される。

モジュレーションクラッチは、従来から、ホイールローダ等の作業車両において、エンジンとトルクコンバータとの間に設けられ、入力側と出力側の係合度合いを変更して、エンジンからトルクコンバータに伝達される動力を変化させるために設けられている。モジュレーションクラッチは、油圧クラッチで構成され、油圧の大きさを変化させることで、油圧クラッチが係合動作（接続動作）し、ないしは開放動作（切断動作）する。

モジュレーションクラッチは、インチングペダルによって係合度合いが調整される。モジュレーションクラッチによりタイヤに伝達される駆動力が所要に可変されることで、インチング作業、つまり微速走行や作業機と走行の的確な複合動作などが可能となり、作業能率を向上させることができる。

ロックアップクラッチ付トルクコンバータは、モジュレーションクラッチとトランスミッションとの間に設けられている。ロックアップクラッチ付トルクコンバータのトルクコンバータは、車輪に負荷、つまり車輪の回転を妨げる力が作用した場合に、負荷の変化に応じて、自動的に無段階にトランスミッションに伝えるトルクを変えて、車輪の駆動力を変化させるものである。トルクコンバータにより、車輪が回転できないような負荷がかかった場合でも、エンジンの回転変動を少なくすることができ、エンジン停止（エンスト）を防止できる。なお。ホイールローダに搭載されるトルクコンバータは、作業時のけん引力を確保するために、他の作業車両に比べてストールトルク比は比較的大きく設定されている。

ロックアップクラッチ付トルクコンバータのロックアップクラッチは、モジュレーションクラッチとトランスミッションとの間にあってロックアップクラッチ付トルクコンバータのトルクコンバータと並列に設けられている。ロックアップクラッチは、トルクコンバータにおける動力損失をカバーするために、トルクコンバータの特性を必要としない速度域で、トルクコンバータのポンプとタービンを直結してロックアップ状態（クラッチ係合状態）にするものである
ホイールローダでは、ロックアップクラッチが、条件に応じて自動的に作動される。すなわち、ロックアップクラッチは、条件に応じて自動的にオン（係合動作）、オフ（開放動作）する。

トランスミッションは、進もうとする方向、必要とする駆動力、必要とする速度（車速）に応じて、前進クラッチ、後進クラッチ、各速度段クラッチを選択的に係合動作、開放動作するものである。

ホイールローダの運転室には、前後進選択操作レバーと、変速レバーと、キックダウンスイッチが備えられている。前後進選択操作レバー、変速レバーの操作によって、前進（Ｆ）、後進（Ｒ）、１速、２速、３速、４速の各速度段を含むシフトレンジが選択可能となっている。

前後進選択操作レバー、変速レバーが「前進」、「２速」の位置に操作されたときは、トランスミッションで前進クラッチ、２速速度段クラッチが選択的に係合動作されて、前後進選択操作レバー、変速レバーが他の位置に操作されない限りあるいはキックダウンスイッチがオン操作されない限りは、この前進の２速速度段（これを「Ｆ２」という）に固定される。

キックダウンスイッチは、たとえば作業機用操作レバーに設けられている。前後進選択操作レバー、変速レバーが「前進」、「２速」位置に操作されており、キックダウンスイッチがオン操作されると、前進の１速速度段（これを「Ｆ１」という）にシフトダウンされる。これにより車輪で、より大きな駆動力（けん引力）が得られる。つまり「２速」位置は、２速、１速（キックダウンスイッチオン時）からなるシフトレンジである。

なお、「４速」位置は、２速と３速と４速の間で自動変速する。キックダウンスイッチをオンすることにより４速から３速にシフトダウンする。また、「３速」位置では、２速と３速の間で自動変速する。キックダウンスイッチをオンすることにより３速から２速にシフトダウンする。

ホイールローダで行われる代表的な作業形態の１つに、Ｖシェープ（ローディング）運転がある。

Ｖシェープ運転とは、地山に前進して土砂を掘削し、掘削後に後進して、方向転換位置に達すると方向転換の上、前進して土砂をホッパやダンプトラックに積込むという経路を繰り返し往復する運転のことである。

掘削時には、ホイールローダは加速しながら掘削用の作業機を地山に向けて突入する動作が行なわれる。このとき車輪にかかる負荷は大きく、車輪にはエンジンからの大きな駆動力が要求されることになる。

Ｖシェープ運転時には、低速で大きな駆動力（けん引力）が必要とされる作業が大半を占めていることから、通常、変速レバーによって「２速」位置に操作されたまま作業が行なわれる。そして、地山に突入するときなど、非常に大きな駆動力（けん引力）を必要とする重掘削時には、オペレータの意思によりキックダウンスイッチがオン操作されて、前進の１速速度段（Ｆ１）にシフトダウンされる。

また、Ｖシェープ運転時には、低速にて前後進の切り換えが煩雑に行われるとともに、殆ど車速が零ないしは零に近い状態で（重）掘削が行われる作業が大半を占めていることからエンジン停止を防止するために、通常、ロックアップクラッチは開放状態となっており、トルクコンバータを介してエンジンの駆動力を車輪に伝達させるようにしている（以下、トルコン状態という）。

このように、Ｖシェープ運転時には、常時「トルコン状態」のままとされ、重掘削時などより大きな駆動力が必要なときに、前進の２速速度段Ｆ２から前進の１速速度段Ｆ１に変速される。なお、ロックアップクラッチが係合状態になっていることを、以下、ロックアップ状態というものとする。

なお、「２速」位置では、車速が低下するに従って、Ｆ２のロックアップ状態→Ｆ２のトルコン状態→Ｆ１のトルコン状態の順序で変化する。

ところで、モジュレーションクラッチの本来の使われ方は、上述するように、インチング作業を行うことである。

また、従来より、ホイールローダの作業時に、モジュレーションクラッチの係合度合いを制御することでタイヤスリップを防止することが行われている。

特許文献１には、作業車両の左右の駆動輪の回転数の差を算出し、算出した回転数差の大きくなるほどモジュレーションクラッチ圧を低下させてモジュレーションクラッチの係合度合いを弱めてタイヤに伝達される駆動力を低下させるという発明が記載されている。
特開２００１-１４６９２８号公報

ホイールローダにおいて、必要なけん引力を維持しつつ、より燃料の消費量を低減させたいとの要請がある。

しかしながら、従来にあっては、ホイールローダの代表的な作業形態であるＶシェープ運転時には、常時「トルコン状態」のままとなっており、トルクコンバータを介してエンジンの駆動力が車輪に伝達されている。このためトルクコンバータにおける駆動力の伝達ロスは大きく、Ｖシェープ運転中、このトルコン状態が継続していることから、燃料消費量の悪化は避けられない。すなわち、従来のホイールローダでは、Ｖシェープ作業での作業性を考慮して、前進１速速度段Ｆ１では、常時トルコン状態であり、前進２速速度段Ｆ２の状態でキックダウンスイッチをオンすると、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態を経ることなく前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に変速するからである。したがって、Ｖシェープ作業時には特に問題はないものの、「２速」シフトレンジを選択して所定の速度以下、つまり前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態となる車速以下でゆっくりと走行するような場合には燃費が悪化することになる。

ここで、地山突入時などの重掘削時には、確かにキックダウンスイッチをオン操作してトルコン状態のまま前進１速速度段Ｆ１にシフトダウンにして、燃料消費量を無視してまでも大きなけん引力を得ることが必要である。しかし重掘削時以外は、それほど大きなけん引力は必要とせず、むしろロックアップクラッチを係合状態にした方が、伝達ロスを小さくでき燃料消費量を小さくすることが期待できる。

しかし、単純に、ロックアップクラッチを係合状態にする（ロックアップ状態）と、確かに、トルコン状態に比べて駆動力の伝達ロスが小さくなり燃料消費量は小さくなるものの、低速での前後進切り換え時、あるいは、殆ど車速が零ないしは零に近い状態の（重）掘削時に、車速の低下に伴ってエンジン回転数が大きく低下してしまい、容易にエンジン停止（エンスト）に至る。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、ホイールローダ等の作業車両において、必要なけん引力を維持しつつ、より燃料の消費量を低減を図るとともに、エンジン停止に至ることのない変速を行えるようにすることを解決課題とするものである。

なお、モジュレーションクラッチの本来の使われ方は、上述するように、インチング作業を行うことであり、また特許文献からみても、従来、タイヤスリップの防止の目的のために、モジュレーションクラッチの係合度合いを制御するという例があるのみで、モジュレーションクラッチを、本発明のごとく、変速の制御に使用した例はない。

第１発明は、
作業機が備えられ、エンジンの動力が、モジュレーションクラッチ、ロックアップクラッチ付トルクコンバータのトルクコンバータまたはロックアップクラッチ、トランスミッションを介して車輪に駆動力として伝達されるとともに、変速用操作子によって選択された速度段で走行される作業車両の変速制御装置において、
変速用操作子によって作業時に適合した速度段を含むシフトレンジが選択された場合に、
車速の低下に応じて、モジュレーションクラッチが係合されるとともに、ロックアップクラッチが係合されたロックアップ状態から、ロックアップクラッチが係合されたままモジュレーションクラッチが滑っているロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態を経て、モジュレーションクラッチが係合されるとともにロックアップクラッチが開放されたトルコン状態に移行させるクラッチ制御を行なう制御手段
が備えられていること
を特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
制御手段は、
変速用操作子によって作業時に適合した速度段を含むシフトレンジが選択された場合に、
車速の低下に応じて、モジュレーションクラッチが係合されるとともに、ロックアップクラッチが係合されたロックアップ状態から、ロックアップクラッチが係合されたままモジュレーションクラッチが滑っているロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態、ロックアップクラッチおよびモジュレーションクラッチが滑っている両クラッチ滑り状態を経て、モジュレーションクラッチが係合されるとともにロックアップクラッチが開放されたトルコン状態に移行させるクラッチ制御を行なうこと
を特徴とする。

第３発明は、第１発明または第２発明において、
ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態では、エンジン回転数をエンジンが停止をしない所定回転数以上に維持する制御が行なわれること
を特徴とする。

第４発明は、第１発明または第２発明において、
ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態に維持する限度の時間が設定され、この設定時間を超えてロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態が継続しないように制御されること
を特徴とする。

第５発明は、第１発明または第２発明において、
変速用操作子は、変速レバーと、キックダウンスイッチを含んで構成され、
制御手段は、
変速レバーによって作業時に適合した速度段を含むシフトレンジが選択された場合に、
キックダウンスイッチがオン操作されていない限り、クラッチ制御を行ない、
キックダウンスイッチがオン操作された時点で、車速にかかわらずトルコン状態に移行させること
を特徴とする。

第６発明は、第１発明において、
制御手段は、
変速用操作子によって、２速を含むシフトレンジが選択された場合に、
車速の低下に応じて、２速の状態、１速のロックアップ状態、１速のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態を経て、１速のトルコン状態に移行させるクラッチ制御を行なうこと
を特徴とする。

第７発明は、第２発明において、
制御手段は、
変速用操作子によって、２速を含むシフトレンジが選択された場合に、
車速の低下に応じて、２速の状態、１速のロックアップ状態、１速のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態、１速の両クラッチ滑り状態を経て、１速のトルコン状態に移行させるクラッチ制御を行なう
を特徴とする。

本発明は、図１に示すように、作業機１ａが備えられ、エンジン１０の動力が、モジュレーションクラッチ２０、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ３５のトルクコンバータ３０またはロックアップクラッチ４０、トランスミッション５０を介して車輪６０に駆動力として伝達されるとともに、変速用操作子７０によって選択された速度段で走行される作業車両１に適用される。

制御手段８０は、図３に示すように、変速用操作子７０によって作業時に適合した速度段（「前進Ｆ」、「２速」）を含むシフトレンジ「２速位置」が選択された場合に（ステップ１０１）、車速Ｖの低下に応じて、モジュレーションクラッチ２０が係合されるとともに、ロックアップクラッチ４０が係合されたロックアップ状態（ステップ１０５）から、ロックアップクラッチ４０が係合されたままモジュレーションクラッチ２０が滑っているロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態（ステップ１０８）を経て、モジュレーションクラッチ２０が係合されるとともにロックアップクラッチ４０が開放されたトルコン状態（ステップ１１３）に移行させるクラッチ制御を行なう（第１発明）。

具体的には、比較的軽負荷の状態から重掘削時などの比較的重負荷の状態に移り、これに伴い車速Ｖが徐々に低下すると、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態、さらに前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態を経て、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行する（第６発明；図６（ｆ））。これに対して、従来技術では、比較的軽負荷の状態から重掘削時などの比較的重負荷の状態に移り、これに伴い車速Ｖが徐々に低下すると、前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態から、キックダウンスイッチ７３のオン操作により前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行する（図６（ｆ））。

図７に示すように、本発明を従来技術と対比すると、同じ車速域Ｃでは、従来技術が前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態であるのに対して、本発明では、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態になる。このため、同じ車速域Ｃで効率が斜線Ａにて示す分だけ増加することになる。これに伴い図６（ｆ）に示すように、本発明は、従来技術に比べて、馬力損失が斜線Ｂで示す分だけ減少することになる。これにより、本発明によれば、従来技術に比べて燃料消費量を飛躍的に減少させることができる。

一方、図７に示す従来技術の前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態におけるけん引力性能特性Ｌ２ｔと、本発明の前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態におけるけん引力性能特性Ｌ１ｕ、前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態におけるけん引力性能特性Ｌ１ｍとを対比すると、同じ車速域Ｃでは、けん引力（駆動力）は同等であり、従来技術とほぼ同じ大きさのけん引力を維持できる。

また、同じ低速の車速域Ｃ２で、従来技術ではトルコン状態であるのに対して、本発明では、ロックアップ状態になっているため、エンジン停止のおそれがあるが、これについては、その車速域Ｃ２でモジュレーションクラッチ２０を滑らせているため、図４（ａ）の仮想線Ｆに示すごとく、車速Ｖの低下に伴ってエンジン回転数Ｎが低下してしまうことを抑制できる。具体的には、エンジン回転数Ｎが、エンジンが停止をしない所定回転数Ｎ０以上に維持されるようにモジュレーションクラッチ２０の係合度合いを調整して、モジュレーションクラッチ滑り状態にする（第３発明）。これにより、従来技術にあっては、トルコン状態となっていた車速域Ｃをロックアップ状態にすることが可能となり、従来技術よりも低い車速域Ｃで、エンジン停止させることなくロックアップ状態を維持することが可能となる。

この結果、本発明によれば、ホイールローダ等の作業車両において、必要なけん引力が維持されつつ、より燃料の消費量が低減されるとともに、エンジン停止に至ることのない変速を行えるようになる。

ただし、モジュレーションクラッチ２０が滑っている状態が長時間継続すると、クラッチを構成する部品が焼損するおそれがあるため、ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態に維持する限度の時間τ１が設定され、この設定時間τ１を超えてロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態が継続しないように制御される（第４発明；図４（ａ））。

第２発明では、制御手段８０は、図２に示すように、変速用操作子７０によって作業時に適合した速度段（「前進」、「２速」）を含むシフトレンジ「２速位置」が選択された場合に（ステップ１０１）、車速Ｖの低下に応じて、モジュレーションクラッチ２０が係合されるとともに、ロックアップクラッチ４０が係合されたロックアップ状態（ステップ１０５）から、ロックアップクラッチ４０が係合されたままモジュレーションクラッチ２０が滑っているロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態（ステップ１０８）に移行させる。つぎに、制御手段８０は、車速Ｖの低下に応じて、ロックアップクラッチ４０およびモジュレーションクラッチ２０が滑っている両クラッチ滑り状態に移行させ（ステップ１１１）、さらに、この両クラッチ滑り状態を経て、モジュレーションクラッチ２０が係合されるとともにロックアップクラッチ４０が開放されたトルコン状態（ステップ１１３）に移行させるクラッチ制御を行なう。

具体的には、比較的軽負荷の状態から重掘削時などの比較的重負荷の状態に移り、これに伴い車速Ｖが徐々に低下すると、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態、前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態、更に前進１速速度段Ｆ１の両クラッチ滑り状態を経て、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行する（第７発明；図６（ｆ））。

両クラッチ滑り状態を経てトルコン状態に移行させたときの効果について図４、図５、図６を用いて説明する。

仮に、前進１速速度段Ｆ１の両クラッチ滑り状態（図４の時刻ｔ４〜ｔ５）を経ないで、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態から、前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態を経て、直接、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行させたとすると、図６（ｄ）に破線Ｇに示すごとく、トルクコンバータ３０のロックアップ状態からトルコン状態への変速時にエンジントルクの落ち込み、エンジントルク切れという現象が発生し、オペレータに違和感、ショックを与えるとともに車体にショックを与える。そこで、第２発明では、ロックアップクラッチ４０およびモジュレーションクラッチ２０が滑っている両クラッチ滑り状態に移行させた上で、トルコン状態に移行させるようにする。両クラッチ滑り状態とすることで、エンジントルクの落ち込み、エンジントルク切れという現象を発生させないために必要な回転数Ｎ１までエンジン回転数Ｎが上昇して（図４（ａ）の時刻ｔ５、図５（ｃ））、エンジントルクの落ち込み現象、エンジントルク切れ現象の発生が抑制されて、スムーズに前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に変速させることができる。

第５発明は、従来技術と同様に、重掘削時に、オペレータの意思によって、強制的に疎シフトダウンして最低速度段のトルコン状態に移行させるための発明である。

第５発明では、図１に示すように、変速用操作子７０は、前後進選択操作レバー７１と、変速レバー７２と、キックダウンスイッチ７３を含んで構成されている。制御手段８０は、図２に示すように、前後進選択操作レバー７１、変速レバー７２がそれぞれ「前進Ｆ」、「２速」位置に操作された場合には（ステップ１０１）、キックダウンスイッチ７２がオン操作されていない限り（ステップ２０１の判断ＮＯ）、上述したごとく、車速Ｖの低下に応じて、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態、前進１速速度段Ｆ１のままでのロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態、前進１速速度段Ｆ１のままでの両クラッチ滑り状態を経て、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態へ移行される（ステップ１０３、ステップ１０５、ステップ１０８、ステップ１１１、ステップ１１３）。

しかし、キックダウンスイッチ７３がオン操作された時点で（ステップ２０１の判断ＹＥＳ）、車速Ｖにかかわらず、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行される（ステップ１１３）。

このため、第５発明によれば、従来と同様に、オペレータの意思によって重掘削時など必要なときに大きなけん引力を発生させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、実施形態の作業車両の変速制御装置の構成を示すブロックであり、ホイールローダの構成を、本発明に係る部分について示している。

同図１に示すように、ホイールローダ１のエンジン１０から車輪（タイヤ）６０までの駆動力伝達経路９０には、トランスファー２、モジュレーションクラッチ２０、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ３５のロックアップクラッチ４０、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ３５のトルクコンバータ３０、前進クラッチ、後進クラッチ、各速度段クラッチを有したトランスミッション５０、減速機３が設けられている。ホイールローダ１のエンジン１０の出力軸は、トランスファー２に連結されている。トランスファー２は、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ３５のトルクコンバータ３０およびロックアップクラッチ４０に連結されているとともに、油圧ポンプ９に連結されている。

エンジン１０の出力（トルク）の一部は、トランスファー２、モジュレーションクラッチ２０、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ３５のロックアップクラッチ４０またはトルクコンバータ３０、トランスミッション５０、減速機３を介して車輪（タイヤ）６０に伝達される。また、エンジン１０の出力の残りは、トランスファー２を介して油圧ポンプ９に伝達される。これにより油圧ポンプ９が駆動され、油圧ポンプ９から吐出された圧油が操作弁１ｂを介して、油圧アクチュエータ１ｃに伝達され、作業機１ａ等が作動される。

モジュレーションクラッチ２０は、エンジン１０とトルクコンバータ３０との間に設けられ、入力側と出力側の係合度合いを変更して、エンジン１０からトルクコンバータ３０に伝達される動力を変化させるために設けられている。モジュレーションクラッチ２０は、湿式多板の油圧クラッチで構成され、油圧の大きさを変化させることで、油圧クラッチが係合動作（接続動作）し、ないしは開放動作（切断動作）する。本実施例では、モジュレーションクラッチ２０に供給される油圧が大きくなると、係合動作し、油圧が小さくなると、開放動作するものとする。

ロックアップクラッチ付トルクコンバータ３５のトルクコンバータ３０は、モジュレーションクラッチ２０とトランスミッション５０との間に設けられている。

ロックアップクラッチ付トルクコンバータ３５のロックアップクラッチ４０は、モジュレーションクラッチ２０とトランスミッション５０との間にあってトルクコンバータ３０と並列に設けられている。ロックアップクラッチ４０は、湿式多板の油圧クラッチで構成され、油圧の大きさを変化させることで、油圧クラッチが係合動作（接続動作）し、ないしは開放動作（切断動作）する。本実施例では、ロックアップクラッチ４０に供給される油圧が大きくなると、係合動作し、供給油圧が小さくなると、開放動作するものとする。

トランスミッション５０は、前進走行段Ｆに対応する前進クラッチ５５、後進走行段Ｒに対応する後進クラッチ５６、各速度段に対応する速度段クラッチ、つまり１速速度段、２速速度段、３速速度段、４速速度段にそれぞれ対応する１速クラッチ５１、２速クラッチ５２、３速クラッチ５３、４速クラッチ５４を有している。各クラッチは、湿式多板の油圧クラッチで構成されている。トランスミッション５０は、進もうとする方向、必要とする駆動力、必要とする速度（車速）に応じて、前進クラッチ５５、後進クラッチ５６、各速度段クラッチ５１〜５４を選択的に係合動作、開放動作させる。

トランスミッション５０の各クラッチ５１〜５６に供給若しくは各クラッチ５１〜５６から排出される圧油の油圧を制御することにより、トランスミッション５０の各クラッチ５１〜５６の入力側と出力側の摩擦係合力が制御される。同様にロックアップクラッチ４０に供給若しくはロックアップクラッチ４０から排出される圧油の油圧（以下、ロックアップクラッチ圧という）を制御することにより、ロックアップクラッチ４０の入力側と出力側の摩擦係合力が制御される。同様にモジュレーションクラッチ２０に供給若しくはモジュレーションクラッチ２０から排出される圧油の油圧（以下、モジュレーションクラッチ圧という）を制御することにより、モジュレーションクラッチ２０の入力側と出力側の摩擦係合力が制御される。

トランスミッション５０の各クラッチ５１〜５６、ロックアップクラッチ４０、モジュレーションクラッチ２０は、コントローラ８０によって、係合動作、開放動作が制御される。

ホイールローダ１の運転室には、前後進選択操作レバー７１と、変速レバー７２と、キックダウンスイッチ７３が備えられている。

前後進選択操作レバー７１と変速レバー７２の操作によって、前進（Ｆ）、後進（Ｒ）、１速、２速、３速、４速の各速度段を含むシフトレンジが選択可能となっている。

前後進選択操作レバー７１は、操作位置に応じて、前進走行段（前進クラッチ５５）あるいは後進走行段（後進クラッチ５６）を選択する。前後進選択操作レバー７の操作位置（前進位置「Ｆ」、後進位置「Ｒ」）を示す前後進位置信号は、コントローラ８０に入力される。 変速レバー７２は、操作位置に応じて、速度段の変速範囲であるシフトレンジを選択する。変速レバー７２の選択位置は、たとえばシフトレンジ「１速」、シフトレンジ「２速」、シフトレンジ「３速」、シフトレンジ「４速」からなる。シフトレンジ「２速」は、前後進位置が前進位置「Ｆ」にあるときであってキックダウンスイッチ７３がオン操作された場合のみ、１速速度段にシフトダウンされ、それ以外は２速速度段に固定される低速のシフトレンジ位置であり、２速速度段を最高速度段とする。変速レバー７２の操作位置（シフトレンジ「１速」、「２速」、「３速」、「４速」）を示すシフトレンジ信号は、コントローラ８０に入力される。Ｖシェープ運転時など、前後進の切り換えが煩雑に行われる低速の作業時には、変速レバー７２は、通常、シフトレンジ「２速」に操作される。

コントローラ８０は、前後進選択操作レバー７１、変速レバー７２の選択位置に対応するクラッチをトランスミッション５０で選択的に係合するようにクラッチに供給される圧油を制御する。

前後進選択操作レバー７１、変速レバー７２がそれぞれ「前進Ｆ」、「２速」位置に操作されたときは、コントローラ８０は、トランスミッション５０で前進クラッチ５５、２速速度段クラッチ５２が選択的に係合動作されるように制御する。前後進選択操作レバー７１、変速レバー７２が他の位置に操作されたり、キックダウンスイッチ７３がオン操作されない限りは、この前進の２速速度段Ｆ２に固定される。シフトレンジ「２速」が選択されたときの自動変速の制御については後述する。

キックダウンスイッチ７３は、作業機用操作レバーに設けられている。キックダウンスイッチ７３がオン操作されると、オン操作を示す操作信号がコントローラ８０に入力される。前後進選択操作レバー７１、変速レバー７２がそれぞれ「前進Ｆ」、「２速」位置に操作されているときに、キックダウンスイッチ７３のオン操作信号が入力されると、コントローラ８０は、トランスミッション５０で前進クラッチ５５、１速速度段クラッチ５１が選択的に係合動作されるとともにトルコン状態になるように制御する。これにより前進の１速速度段Ｆ１にシフトダウンされて、車輪６０で、より大きな駆動力（けん引力）が得られる。

ホイールローダ１の運転室には、ロックアップクラッチ４０をオン（係合動作）、オフ（開放動作）するためのロックアップクラッチスイッチ５が設けられている。ロックアップクラッチスイッチ５の操作信号は、コントローラ８０に入力される。

コントローラ８０は、後述するクラッチ制御実行時を除く通常制御時には、ロックアップクラッチスイッチ５の操作信号に応じてロックアップクラッチ４０を制御する。すなわち、ロックアップクラッチスイッチ５の操作信号の内容がオフである場合には、コントローラ８０は、ロックアップクラッチ４０が開放動作されるように制御する。またロックアップクラッチスイッチ５の操作信号の内容がオンである場合には、コントローラ８０は、ロックアップクラッチ４０が係合動作されるように制御する。

ロックアップクラッチスイッチ５は、ロックアップを無効にして常にトルコン状態で走らせるために使用されるスイッチである。クラッチ制御実行時には、コントローラ８０は、ロックアップクラッチスイッチ５の操作信号の内容如何にかかわらず、クラッチ制御の手順にしたがって、ロックアップクラッチ４０の係合動作、開放動作を自動的に制御する。

ホイールローダ１の運転室には、モジュレーションクラッチ２０の係合度合いを調整するためのインチングペダル４が設けられている。インチングペダル４の操作量を示す信号は、コントローラ８０に入力される。

コントローラ８０は、後述するクラッチ制御実行時を除く通常制御時には、インチングペダル４の操作量に応じてモジュレーションクラッチ２０を制御する。すなわち、コントローラ８０は、インチングペダル４の操作量に対応する係合度合いが得られるようにモジュレーションクラッチ２０を制御する。

クラッチ制御実行時には、コントローラ８０は、クラッチ制御の手順にしたがって、モジュレーションクラッチ２０の係合動作、開放動作を制御する。ただし、インチングペダル４が操作された場合には、安全上、インチングペダル４の操作をクラッチ制御に優先させるようにする。

トランスミッション５０の出力軸には、トランスミッション出力軸の回転数Ｎｔを検出する車速センサ６が設けられている。車速センサ６の検出回転数Ｎtを示す信号は、コントローラ８０に入力される。コントローラ８０では、入力されたトランスミッション出力軸回転数Ｎtがホイールローダ１の車体速度（以下、車速という）Ｖに変換される。

ホイールローダ１の運転席には、アクセルペダル７が設けられている。アクセルペダル７は、オペレータによって踏み込み操作され、アクセルペダル７の踏み込み操作量であるスロットル量を示す信号がコントローラ８０に入力される。 コントローラ８０では、スロットル量に応じた目標回転数が得られるように、エンジン１０を制御する。エンジン１０は、ディーゼルエンジンであり、エンジン出力の制御は、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することで行われる。この調整は、エンジン１０の燃料噴射ポンプに付設したガバナを制御することで行われる。ガバナとしては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられ、スロットル量に応じた目標回転数となるように、負荷に応じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調整する。すなわち、ガバナは目標回転数と実際のエンジン回転数との偏差がなくなるように燃料噴射量を増減する。

エンジン１０には、エンジン１０の実際の回転数Ｎを検出するエンジン回転数センサ８が設けられている。エンジン回転数センサ８の検出回転数Ｎを示す信号は、コントローラ８０に入力される。

（第１のクラッチ制御例）
図２は、コントローラ８０で行われる処理の手順を示すフローチャートである。図２（ａ）は、クラッチ制御の処理手順を示すフローチャートで、図２（ｂ）は、キックダウンスイッチ７３のオン操作に応じた制御の処理手順を示すフローチャートである。図２（ａ）と図２（ｂ）は並存して処理が行われるものとする。

図４（ａ）は、横軸を時間ｔとし、縦軸をエンジン回転数Ｎ、車速Ｖとしたときのエンジン回転数Ｎ、車速Ｖの時間変化を示したグラフである。

図４（ｂ）は、横軸を時間ｔとし、縦軸をモジュレーションクラッチ圧としたときのモジュレーションクラッチ圧の時間変化を示したグラフである。

図４（ｃ）は、横軸を時間ｔとし、縦軸をロックアップクラッチ圧としたときのロックアップクラッチ圧の時間変化を示したグラフである。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の時間軸は共通である。

以下、図２と図４を併せ参照して説明する。

コントローラ８０は、まず、前後進選択操作レバー７１、変速レバー７２がそれぞれ「前進Ｆ」、「２速」位置に操作されたか否かを判断する（ステップ１０１）。

この結果、前後進選択操作レバー７１、変速レバー７２がそれぞれ「前進Ｆ」、「２速」位置以外に操作されていると判断された場合には（ステップ１０１の判断ＮＯ）、通常制御（ステップ１０２）に移行され、ステップ１０３以下のクラッチ制御は、行なわれない。

これに対して、前後進選択操作レバー７１、変速レバー７２がそれぞれ「前進Ｆ」、「２速」位置に操作されていると判断された場合には（ステップ１０１の判断ＹＥＳ）、通常制御（ステップ１０２）は行われず、ステップ１０３以下のクラッチ制御が実行される。

すなわち、コントローラ８０は、時刻ｔ１でトランスミッション５０で前進クラッチ５５、２速速度段クラッチ５２が選択的に係合動作されるように制御する。これと同時に、モジュレーションクラッチ２０が係合されるとともに、ロックアップクラッチ４０が係合されたロックアップ状態となるようにモジュレーションクラッチ２０およびロックアップクラッチ４０を制御する。この結果、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態に移行される（ステップ１０３；図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の時刻ｔ１〜ｔ２）。

つぎに、現在の車速Ｖがしきい値Ｖ１以下であるか否かが判断される（ステップ１０４）。

現在の車速Ｖがしきい値Ｖ１以下になっていなければ（ステップ１０４の判断ＮＯ）、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態が維持されるが、現在の車速Ｖがしきい値Ｖ１以下になると（ステップ１０４の判断ＹＥＳ）、コントローラ８０は、トランスミッション５０で前進クラッチ５５、１速速度段クラッチ５１が選択的に係合動作されるように制御する。これと同時に、モジュレーションクラッチ２０が係合されるとともに、ロックアップクラッチ４０が係合されたロックアップ状態を維持するようにモジュレーションクラッチ２０およびロックアップクラッチ４０を制御する。この結果、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態に移行（変速）される（ステップ１０５；図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の時刻ｔ２〜ｔ３）。

つぎに、現在の車速Ｖが上記Ｖ１よりも低く設定されたしきい値Ｖ２以下であるか否かが判断される（ステップ１０６）。

現在の車速Ｖがしきい値Ｖ２以下になっていなければ（ステップ１０６の判断ＮＯ）、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態が維持されるが、現在の車速Ｖがしきい値Ｖ２以下になると（ステップ１０６の判断ＹＥＳ）、コントローラ８０は、時間τを計時するタイマをスタートさせ（ステップ１０７；図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の時刻ｔ３）、ロックアップクラッチ４０が係合されたままモジュレーションクラッチ２０が滑っているロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態に移行させる。具体的には、エンジン回転数Ｎが、エンジンが停止をしない所定回転数Ｎ０以上に維持されるようにモジュレーションクラッチ２０の係合度合いを調整するモジュレーションクラッチ滑り制御を行なって、モジュレーションクラッチ２０を滑り状態にする。たとえば、エンジン１０の実回転数Ｎをエンジン回転数センサ８からフィードバックし、目標回転数Ｎ０と実回転数Ｎとの偏差が零になるようにモジュレーションクラッチ圧が調整される（時刻ｔ３〜ｔ４）。ただし、実施例では、図４（ｂ）に示すように、車速Ｖがしきい値Ｖ１２（＞Ｖ２）に達した時点で（図４（ｂ）の時刻ｔ２３）、予めモジュレーションクラッチ圧を所定圧まで減圧する処理を行うことで、上記モジュレーションクラッチ滑り制御のための準備を図４（ｂ）の時刻ｔ２３〜ｔ３の間で行うようにしている（ステップ１０８）。

上記モジュレーションクラッチ滑り制御が行なわれ、モジュレーションクラッチ２０が滑っている状態が長時間継続すると、クラッチを構成する部品が焼損するおそれがあるため、ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態に維持する限度の時間τ１が設定され、この設定時間τ１を超えてロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態が継続しないように制御される（ステップ１０９）。

また、トルクコンバータ３０のロックアップ状態からトルコン状態への変速時には、エンジントルクの落ち込み、エンジントルク切れという現象が発生するおそれがあることからこれを抑制するために、ロックアップクラッチ４０およびモジュレーションクラッチ２０が滑っている両クラッチ滑り状態（ステップ１１１）に移行させた上で、トルコン状態（ステップ１１３）に移行させるようにする。

そのために、タイマの計時時間τが設定時間τ１に達しているか否かが判断される（ステップ１０９）。つぎに、現在の車速Ｖが上記Ｖ２よりも低く設定されたしきい値Ｖ３以下であるか否かが判断される（ステップ１１０）。

この結果、タイマの計時時間τが設定時間τ１に達しておらず（ステップ１０９の判断ＮＯ）、かつ現在の車速Ｖがしきい値Ｖ３以下になっていない場合（ステップ１１０の判断ＮＯ）には、ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態（ステップ１０８）が維持されるが、タイマの計時時間τが設定時間τ１に達した（ステップ１０９の判断ＹＥＳ）か、または現在の車速Ｖがしきい値Ｖ３以下になった場合（ステップ１１０の判断ＹＥＳ）には、両クラッチ滑り状態に移行される。すなわち、コントローラ８０は、エンジン回転数Ｎが、エンジントルクの落ち込み、エンジントルク切れという現象を発生させないために必要な回転数Ｎ１まで上昇するように、ロックアップクラッチ４０およびモジュレーションクラッチ２０の係合度合いを調整する両クラッチ滑り制御を行なって、ロックアップクラッチ４０およびモジュレーションクラッチ２０の両クラッチを滑り状態にする。両クラッチ滑り制御は、エンジン回転数Ｎが必要回転数Ｎ１に復帰するまで徐々にロックアップクラッチ４０を滑らせるとともに、エンジン回転数Ｎが必要回転数Ｎ１に復帰するまでモジュレーションクラッチ２０の滑り状態を保つようにして行われる（ステップ１１１；図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の時刻ｔ４〜ｔ５）。

エンジン回転数Ｎが上記しきい値Ｎ１まで上昇した時点で（ステップ１１２の判断ＹＥ）、コントローラ８０は、モジュレーションクラッチ２０を係合動作させるとともに、ロックアップクラッチ４０が開放動作させる（図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の時刻ｔ５）。これによりモジュレーションクラッチ圧が徐々に上昇されるとともに、ロックアップクラッチ圧が徐々に減少され、モジュレーションクラッチ２０が係合されるとともに、ロックアップクラッチ４０が開放されたトルコン状態となる。この結果、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行される（ステップ１１３；図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の時刻ｔ６）。

図２（ａ）に示す処理実行中、図２（ｂ）に示すように、キックダウンスイッチ７２がオン操作されたか否かが常時、判断されている（ステップ２０１）。

前後進選択操作レバー７１、変速レバー７２がそれぞれ「前進Ｆ」、「２速」位置に操作択された場合には（ステップ１０１）、キックダウンスイッチ７２がオン操作されていない限り（ステップ２０１の判断ＮＯ）、上述したごとく、車速Ｖの低下に応じて、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態、前進１速速度段Ｆ１のままでのロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態、前進１速速度段Ｆ１のままでの両クラッチ滑り状態を経て、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態へ移行される（ステップ１０３、ステップ１０５、ステップ１０８、ステップ１１１、ステップ１１３）。

しかし、キックダウンスイッチ７３がオン操作された時点で（ステップ２０１の判断ＹＥＳ）、車速Ｖにかかわらず、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行される（ステップ１１３）。

このため、従来と同様に、オペレータの意思によって重掘削時など必要なときに大きなけん引力を発生させることができる。

つぎに、上述した第１のクラッチ制御例の効果について、従来技術を比較例として用いて説明する。

図５、図６は、実験データを示すグラフである。

図５（ａ）〜（ｄ）、図６（ａ）〜（ｅ）は、本実施例のデータを示した図であり、前進２速速度段Ｆ２で走行中に、負荷によって車速が徐々に低下していき、所定のタイミングでキックダウンスイッチ７３がオンされることによりＦ１のトルコン状態に切り換えられるときの各パラメータの時間変化を示す。なお、図５（ａ）〜（ｄ）、図６（ａ）〜（ｅ）は、キックダウンスイッチ７３がオン操作されることなく車速低下に伴い自動的にＦ１トルコン状態に変速するときのデータとしても捕らえることができる。図６（ｆ）は、本実施例のデータと従来技術のデータを比較した図である。

図５（ａ）は、アクセルペダル７のスロットル量の時間変化を示し、図５（ｂ）は、車速Ｖの時間変化を示し、図５（ｃ）は、エンジン１０の回転数Ｎの時間変化を示し、図５（ｄ）は、速度段の時間変化を示している。

図６（ａ）は、ロックアップクラッチ圧の時間変化を示し、図６（ｂ）は、モジュレーションクラッチ圧の時間変化を示し、図６（ｃ）は、トルクコンバータ３０の変速比の時間変化を示し、図６（ｄ）は、トルクコンバータ３０の出力軸トルクの時間変化を示し、図６（ｅ）は、動力伝達経路９０の効率（以下、効率という）の時間変化を示し、図６（ｆ）は、損失馬力の時間変化を示している。

図５、図６の各グラフにおける時間軸は共通である。

図６（ｆ）では、図中に本実施例の変速パターンと従来技術の変速パターンを示している。

図６（ｆ）に示すように、本実施例では、比較的軽負荷の状態から重掘削時などの比較的重負荷の状態に移り、これに伴い車速Ｖが徐々に低下すると、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態（時刻ｔ１〜ｔ２）、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態（時刻ｔ２〜ｔ３）、さらに前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態（時刻ｔ３〜ｔ４）、前進１速速度段Ｆ１の両クラッチ滑り状態（時刻ｔ４〜ｔ５）を経て、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態（時刻ｔ５〜ｔ６〜）に移行する（図６（ｆ））。

これに対して、従来技術では、比較的軽負荷の状態から重掘削時などの比較的重負荷の状態に移り、これに伴い車速Ｖが徐々に低下しても、前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態のままである。ただし、実施例と同じタイミングで重負荷となってキックダウンスイッチ７３のオン操作されると、実施例と同じ時刻ｔ５から前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行する（図６（ｆ））。

図７は、けん引力性能、効率を示したグラフであり、横軸を車速Ｖで示している。図７において、Ｌ１ｕは、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態におけるけん引力性能特性を示し、Ｌ１ｔは、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態におけるけん引力性能特性を示し、Ｌ２ｕは、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態におけるけん引力性能特性を示し、Ｌ２ｔは、前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態におけるけん引力性能特性を示している。また、Ｌ１ｍは、前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態におけるけん引力性能特性を示している。

η２ｔは、前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態における効率を示し、η１ｔは、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態における効率を示している。また、η１ｍは、前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態における効率を示している。なお、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態における効率、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態における効率は、１である。

図７に示すように、本実施例を従来技術と対比すると、同じ車速域Ｃでは、従来技術が前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態であるのに対して、本実施例では、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態になる。このため、同じ車速域Ｃで効率が斜線Ａにて示す分だけ増加することになる。これに伴い図６（ｆ）に示すように、本実施例は、従来技術に比べて、馬力損失が斜線Ｂで示す分だけ減少することになる。さらに、図７に示すように、本実施例では、従来技術では前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態であった車速域Ｃ３を、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態としている。このため、同じ車速域Ｃ３で効率が斜線Ｄにて示す分だけ増加することになる。これに伴い図６（ｆ）に示すように、本実施例は、従来技術に比べて、馬力損失が斜線Ｅで示す分だけ減少することになる。

これにより、本実施例によれば、従来技術に比べて燃料消費量を飛躍的に減少させることができる。

一方、図７に示す従来技術の前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態におけるけん引力性能特性Ｌ２ｔと、本実施例の前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態におけるけん引力性能特性Ｌ１ｕ、前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態におけるけん引力性能特性Ｌ１ｍとを対比すると、同じ車速域Ｃでは、けん引力（駆動力）は同等であり、従来技術とほぼ同じ大きさのけん引力を維持できる。

また、同じ車速域Ｃ２で、従来技術ではトルコン状態であるのに対して、本実施例では、ロックアップ状態になったため、エンジン停止のおそれがあるが、これについては、その車速域Ｃ２で、モジュレーションクラッチ２０を滑らせているため、図４（ａ）の仮想線Ｆに示すごとく、車速Ｖの低下に伴いエンジン回転数Ｎが低下してしまうことを抑制できる。これにより、従来技術にあっては、トルコン状態となっていた車速域Ｃをロックアップ状態にすることが可能となり、従来技術よりも低い車速域Ｃで、エンジン停止させることなくロックアップ状態を維持することが可能となる。

この結果、本実施例によれば、ホイールローダ１において、必要なけん引力が維持されつつ、より燃料の消費量が低減されるとともに、エンジン停止に至ることのない変速を行えるようになる。

さて、仮に、前進１速速度段Ｆ１の両クラッチ滑り状態（時刻ｔ４〜ｔ５）を経ないで、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態から、前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態を経て、直接、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行させたとすると、図６（ｄ）に破線Ｇに示すごとく、トルクコンバータ３０のロックアップ状態からトルコン状態への変速時にエンジントルクの落ち込み、エンジントルク切れという現象が発生し、オペレータに違和感、ショックを与えるとともに車体にショックを与えるおそれがある。そこで、本実施例では、ロックアップクラッチ４０およびモジュレーションクラッチ２０が滑っている両クラッチ滑り状態に移行させた上で、トルコン状態に移行させるようにしている。両クラッチ滑り状態とすることで、図５（ｃ）あるいは図４（ａ）に示すごとく、エンジントルクの落ち込み、エンジントルク切れという現象を発生させないために必要な回転数Ｎ１までエンジン回転数Ｎが上昇して、エンジントルクの落ち込み現象、エンジントルク切れ現象の発生が抑制されて、スムーズに前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に変速させることができる。

なお、上述した本実施例の制御では、図７に示すように、Ｆ２ロックアップ時の特性Ｌ２ｕとＦ２トルコン時の特性Ｌ２ｔとが交わる点の車速と、Ｆ２ロックアップ時の特性Ｌ２ｕとＦ１ロックアップ時の特性Ｌ１ｕとが交わる点の車速とがほぼ同じであるため、Ｆ２ロックアップ状態からＦ２トルコン状態を経ることなくＦ１ロックアップ状態にシフトダウンさせるように制御している（図２のステップ１０３、１０５）。しかし、上記両交点の車速が大きく異なる場合には、図２の制御アルゴリズムを書き換えて、Ｆ２ロックアップ状態からＦ２トルコン状態を経てＦ１ロックアップ状態にシフトダウンさせる制御を行なうようにしてもよい。

（第２のクラッチ制御例）
上述した第１のクラッチ制御例では、前進１速速度段Ｆ１の両クラッチ滑り状態（時刻ｔ４〜ｔ５）を経て、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態（時刻ｔ５〜ｔ６〜）に移行させるようにしている。

しかし、前進１速速度段Ｆ１の両クラッチ滑り状態を経ることなく、前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態を経て、直接、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行させる実施も可能である。

図３は、コントローラ８０で行われる処理の手順を示すフローチャートであり、図２と対比すると、前進１速速度段Ｆ１の両クラッチ滑り状態に関するステップ１１１、１１２の処理が省略される。

本実施例の制御によれば、比較的軽負荷の状態から重掘削時などの比較的重負荷の状態に移り、これに伴い車速Ｖが徐々に低下すると、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態（ステップ１０３）、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態（ステップ１０５）、さらに前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態（ステップ１０８）を経て、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態（ステップ１１３）に移行される。

よって、本実施例によれば、上述の第１のクラッチ制御例と同じく、ホイールローダ１において、必要なけん引力が維持されつつ、より燃料の消費量が低減されるとともに、エンジン停止に至ることのない変速を行えるという効果が得られる。

ただし、トルクコンバータ３０のロックアップ状態からトルコン状態への変速時にエンジントルクの落ち込み、エンジントルク切れという現象が発生し、オペレータに違和感、ショックを与えるとともに車体にショックを与えるおそれがある。そこで、第１の制御例で行なわれていた両クラッチ滑り制御に代わる代替の制御、たとえばトルクコンバータ３０のロックアップ状態からトルコン状態への変速時に、エンジン１０のトルクを瞬間的に上昇させるエンジントルク制御を行なうことによって、エンジントルクの落ち込み、エンジントルク切れを抑制することが望ましい。

また、上述した各実施例では、前後進選択操作レバー７１、変速レバー７２がそれぞれ「前進Ｆ」、「２速」位置に操作されていると判断された場合に（ステップ１０１の判断ＹＥＳ）、ステップ１０３ないしステップ１１３のクラッチ制御が実行されるものとしているが、クラッチ制御を実行させるための速度段選択位置は、作業車両の種類、作業形態に応じて適宜変更することができる。たとえば、「前進Ｆ」、「１速」位置に操作されていると判断された場合に、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態、前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態を経て、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行させるクラッチ制御を実行する実施も可能であり、「前進Ｆ」、「３速」位置に操作されていると判断された場合に、前進３速速度段Ｆ３のロックアップ状態、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態、前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態、前進１速速度段Ｆ１のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態を経て、前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行させるクラッチ制御を実行する実施も可能である。もちろん、この場合、前進１速速度段Ｆ１の両クラッチ滑り状態を経て前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に移行させてもよい。

要するに本発明としては、変速用操作子７０によって作業時に適合した速度段が選択された場合に、クラッチ制御が行なえるものであればよく、選択される速度段位置は問わない。

また、上述した各実施例では、前進２速速度段Ｆ２のロックアップ状態から前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態に移行させる変速パターンを採用しているが（ステップ１０３、１０５）、前進２速速度段Ｆ２のトルコン状態から前進１速速度段Ｆ１のロックアップ状態に移行させる変速パターンを採用する実施も可能である。

また、上述した各実施例では、クラッチ制御実行中に、キックダウンスイッチ７３がオン操作された時点で（ステップ２０１の判断ＹＥＳ）、車速Ｖにかかわらず、強制的に前進１速速度段Ｆ１のトルコン状態に変速する（ステップ１１３）ようにしているが、かかる強制的な変速を行なわせない実施も可能である。この場合、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示す処理が省略されて、キックダウンスイッチ７３の操作如何にかかわらず、図２（ａ）、図３（ａ）に示される処理手順にしたがって変速が行われることになる。

また、実施例では、作業車両としてホイールローダを想定して説明したが、本発明は、モジュレーションクラッチ、トルクコンバータ、ロックアップクラッチ、トランスミッションが設けられた作業車両であれば、フォークリフト、ブルドーザなどの他の作業車両にも同様にして適用することができる。

図１は、実施例の作業車両のエンジン回転数制御装置の構成を示すブロック図であり、ホイールローダの構成を、本発明に係る部分について示した図である。 図２は、第１のクラッチ制御例を説明するために用いた図で、コントローラで行われる処理の手順を示すフローチャートであり、図２（ａ）は、クラッチ制御の処理手順を示すフローチャートで、図２（ｂ）は、キックダウンスイッチのオン操作に応じた制御の処理手順を示すフローチャートである。 図３は、第２のクラッチ制御例を説明するために用いた図で、コントローラで行われる処理の手順を示すフローチャートであり、図３（ａ）は、クラッチ制御の処理手順を示すフローチャートで、図３（ｂ）は、キックダウンスイッチのオン操作に応じた制御の処理手順を示すフローチャートである。 図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、フローチャートの各処理を説明するために用いたグラフである。 図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、実験データを示すグラフで、実施例の効果を説明するために用いたグラフである。 図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、実験データを示すグラフで、実施例の効果を説明するために用いたグラフである。 図７は、けん引力性能、効率を示したグラフであり、実施例の効果を説明するために用いたグラフである。

符合の説明

１ ホイールローダ（作業車両）、１０ エンジン、２０ モジュレーションクラッチ、３０ トルクコンバータ、３５ ロックアップクラッチ付トルクコンバータ、４０ ロックアップクラッチ、５０ トランスミッション、６０ 駆動輪（タイヤ）、 ７０ 変速用操作子、７１、前後進選択操作レバー、７２ 変速レバー、７３ キックダウンスイッチ、８０、コントローラ、９０ 駆動力伝達経路

Claims (7)

1. 作業機が備えられ、エンジンの動力が、モジュレーションクラッチ、ロックアップクラッチ付トルクコンバータのトルクコンバータまたはロックアップクラッチ、トランスミッションを介して車輪に駆動力として伝達されるとともに、変速用操作子によって選択された速度段で走行される作業車両の変速制御装置において、
   変速用操作子によって作業時に適合した速度段を含むシフトレンジが選択された場合に、
   車速の低下に応じて、モジュレーションクラッチが係合されるとともに、ロックアップクラッチが係合されたロックアップ状態から、ロックアップクラッチが係合されたままモジュレーションクラッチが滑っているロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態を経て、モジュレーションクラッチが係合されるとともにロックアップクラッチが開放されたトルコン状態に移行させるクラッチ制御を行なう制御手段
   が備えられていること
   を特徴とする作業車両の変速制御装置。
2. 制御手段は、
   変速用操作子によって作業時に適合した速度段を含むシフトレンジが選択された場合に、
   車速の低下に応じて、モジュレーションクラッチが係合されるとともに、ロックアップクラッチが係合されたロックアップ状態から、ロックアップクラッチが係合されたままモジュレーションクラッチが滑っているロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態、ロックアップクラッチおよびモジュレーションクラッチが滑っている両クラッチ滑り状態を経て、モジュレーションクラッチが係合されるとともにロックアップクラッチが開放されたトルコン状態に移行させるクラッチ制御を行なうこと
   を特徴とする請求項１記載の作業車両の変速制御装置。
3. ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態では、エンジン回転数をエンジンが停止をしない所定回転数以上に維持する制御が行なわれること
   を特徴とする請求項１または２記載の作業車両の変速制御装置。
4. ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態に維持する限度の時間が設定され、この設定時間を超えてロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態が継続しないように制御されること
   を特徴とする請求項１または２記載の作業車両の変速制御装置。
5. 変速用操作子は、変速レバーと、キックダウンスイッチを含んで構成され、
   制御手段は、
   変速レバーによって作業時に適合した速度段を含むシフトレンジが選択された場合に、
   キックダウンスイッチがオン操作されていない限り、クラッチ制御を行ない、
   キックダウンスイッチがオン操作された時点で、車速にかかわらずトルコン状態に移行させること
   を特徴とする請求項１または２記載の作業車両の変速制御装置。
6. 制御手段は、
   変速用操作子によって、２速を含むシフトレンジが選択された場合に、
   車速の低下に応じて、２速の状態、１速のロックアップ状態、１速のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態を経て、１速のトルコン状態に移行させるクラッチ制御を行なうこと
   を特徴とする請求項１記載の作業車両の変速制御装置。
7. 制御手段は、
   変速用操作子によって、２速を含むシフトレンジが選択された場合に、
   車速の低下に応じて、２速の状態、１速のロックアップ状態、１速のロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態、１速の両クラッチ滑り状態を経て、１速のトルコン状態に移行させるクラッチ制御を行なうこと
   を特徴とする請求項２記載の作業車両の変速制御装置。

Images