特許 6875213 作業車両及び作業車両の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6875213

(24)【登録日】2021年4月26日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】作業車両及び作業車両の制御方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/04 20060101AFI20210510BHJP

【ＦＩ】

   F16H61/04

【請求項の数】10

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2017-124061(P2017-124061)

(22)【出願日】2017年6月26日

(65)【公開番号】特開2019-7556(P2019-7556A)

(43)【公開日】2019年1月17日

【審査請求日】2020年2月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川北 慎也

(72)【発明者】

【氏名】大山 康博

【審査官】 古▲瀬▼ 裕介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１３９１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７４６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７６７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６９９２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ５９／００−６１／１２

Ｆ１６Ｈ ６１／１６−６１／２４

Ｆ１６Ｈ ６１／６６−６１／７０

Ｆ１６Ｈ ６３／４０−６３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力軸から出力軸に動力を伝達する少なくとも２つの動力の伝達経路を有する動力伝達装置と、
ディスク及び前記ディスクと対向するプレートを有し前記伝達経路を切り換えるクラッチと、
前記ディスクと前記プレートとの相対回転数を取得する相対回転数取得部と、
前記ディスクと前記プレートとが接触する係合位置と離れる解放位置との間で前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる駆動装置と、
前記係合位置と前記解放位置との間の待機位置を設定する待機位置設定部と、
前記伝達経路の切り換え時点の判定結果に基づいて、前記待機位置に前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる制御信号を前記駆動装置に出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記相対回転数に基づいて前記切り換え時点を判定し、前記相対回転数が第１規定値以下になったと判定したときに、前記待機位置に前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる制御信号を出力する、
作業車両。

【請求項2】

前記制御部は、前記相対回転数が前記第１規定値よりも小さい第２規定値以下になったと判定したときに、前記待機位置から前記係合位置に前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる制御信号を出力する、
請求項１に記載の作業車両。

【請求項3】

前記制御部は、前記相対回転数が前記第１規定値よりも大きい第３規定値以上になったと判定したときに、前記待機位置から前記解放位置に前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる制御信号を出力する、
請求項１又は請求項２に記載の作業車両。

【請求項4】

前記クラッチは、高速クラッチと低速クラッチとを含み、
前記制御部は、前記高速クラッチの前記相対回転数が第４規定値以下になったと判定したときに、前記解放位置から前記係合位置に前記高速クラッチの前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる制御信号を出力し、前記係合位置から前記待機位置に前記低速クラッチの前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる制御信号を出力する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業車両。

【請求項5】

前記制御部は、前記低速クラッチの前記相対回転数が第５規定値以上になったと判定したときに、前記待機位置から前記解放位置に前記低速クラッチの前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる制御信号を出力する、
請求項４に記載の作業車両。

【請求項6】

前記制御部は、前記低速クラッチの前記相対回転数が前記第５規定値よりも小さい第６規定値以下になったと判定したときに、前記待機位置から前記係合位置に前記低速クラッチの前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる制御信号を出力する、
請求項５に記載の作業車両。

【請求項7】

前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方の位置を検出するストロークセンサを備え、
前記制御部は、前記ストロークセンサの検出信号に基づいて、前記制御信号を出力する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の作業車両。

【請求項8】

前記待機位置設定部は、前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方が前記係合位置に配置されたときの前記ストロークセンサの検出信号に基づいて、前記待機位置を更新する、
請求項７に記載の作業車両。

【請求項9】

前記動力伝達装置は、回転軸を有する伝達軸をさらに備え、
前記プレートは、前記回転軸を中心とする回転方向の位置を固定される、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の作業車両。

【請求項10】

入力軸から出力軸に動力を伝達する動力伝達装置の少なくとも２つの動力の伝達経路の切り換え時点の判定結果に基づいて、クラッチのディスク及びプレートの少なくとも一方を係合位置及び解放位置の少なくとも一方から前記係合位置と前記解放位置との間の待機位置に移動させることと、
前記ディスクと前記プレートとの相対回転数に基づいて前記切り換え時点を判定し、前記相対回転数が第１規定値以下になったと判定したときに、前記待機位置に前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させることと、を含む、
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、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

作業車両に係る技術分野において、油圧ポンプと油圧モータとを組み合わせた油圧式無段変速機（ＨＳＴ：Hydraulic Static Transmission）が知られている。また、ＨＳＴと遊星歯車機構とを組み合わせた油圧・機械式無段変速機（ＨＭＴ：Hydraulic Mechanical Transmission）及びＨＭＴの油圧モータの代わりに電動モータを用いる電気・機械式無段変速機（ＥＭＴ：Electrical Mechanical Transmission）が知られている。

【0003】

ＨＳＴは、エンジンで発生した動力の全部を油圧に変換して伝達する純油圧式の変速機である。ＨＭＴは、エンジンで発生した動力の一部を油圧に変換して伝達し、動力の一部を機械的に伝達する動力分割式の変速機である。ＨＭＴにおいては、動力の一部が油圧に変換され、動力の伝達効率が高い。そのため、ＨＭＴは、ブルドーザ又はホイールローダのような負荷変動が大きい作業車両に利用される。

【0004】

ＨＭＴ又はＥＭＴの無段変速機能は、遊星歯車機構により達成される。遊星歯車機構のサンギア、プラネタリギアを有するキャリア、及びリングギアの３つの要素のうち、第１の要素が入力軸に連結され、第２の要素が出力軸に連結され、第３の要素が油圧ポンプ又は油圧モータに連結される。油圧ポンプ又は油圧モータの回転数が変化することにより、出力軸の回転数が変化する。

【0005】

動力の伝達経路を２つのモードで切り換えるＨＭＴ又はＥＭＴを有する動力伝達装置が知られている。動力の伝達経路を２つのモードで切り換えるＨＭＴ又はＥＭＴを有する動力伝達装置は、小さい変速機で広い速度比を達成できる。２つのモードのうち、一方のモードは、作業車両の走行速度が高い高速モードであり、他方のモードは、作業車両の走行速度が低い低速モードである。例えば動力伝達装置の速度比に基づいてモードが切り換えられる。速度比が所定の閾値よりも大きいときに高速モードが選択される。速度比が所定の閾値以下のときに低速モードが選択される。

【0006】

動力の伝達経路を２つのモードで切り換える動力伝達装置において、モードの切り換えは、遊星歯車機構に設けられた２つのクラッチの切り換えによって実施される。遊星歯車機構により、モードの切り換え時点におけるクラッチのディスクとプレートとの相対回転数をほぼゼロにすることができる。２つのクラッチのうち、一方のクラッチは、高速モード用のクラッチである高速クラッチであり、他方のクラッチは、低速モード用のクラッチである低速クラッチである。高速モードにおいては、高速クラッチが係合され、低速クラッチが解放される。低速モードにおいては、低速クラッチが係合され、高速クラッチが解放される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００６−３２９２４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ＨＭＴ又はＥＭＴを有する動力伝達装置において、作業車両の走行速度の急激な変化又はトルクの急激な変動を抑制し、モードの切り換えを円滑に実施するために、クラッチの切り換えは、クラッチのディスクとプレートとの相対回転数が極力小さいときに実施されることが好ましい。しかし、クラッチを係合させるための制御信号が出力されてからクラッチの係合が完了するまでにある程度の時間を要する。このため、クラッチのディスクとプレートとの相対回転数が十分に小さい時点においてクラッチの切り換えを瞬時に実施することは困難である。

【0009】

例えば、作業車両が減速して高速モードから低速モードに切り換えるとき、低速クラッチのディスクとプレートとの相対回転数がゼロに到達する直前に低速クラッチを係合させるための制御信号が出力されても、低速クラッチの係合が完了するまでにある程度の時間を要するため、低速クラッチのディスクとプレートとが相対回転している状態で低速クラッチが係合する可能性がある。ディスクとプレートとが相対回転している状態で低速クラッチが係合し、その係合する力によりディスクとプレートとの相対回転数が瞬時にゼロになると、作業車両の走行速度の急激な変化又はトルクの急激な変動がもたらされる。その結果、ショックが発生し、作業車両の運転者に違和感を与える可能性がある。

【0010】

本発明の態様は、ＨＭＴ又はＥＭＴを有する動力伝達装置においてクラッチの切り換えにより動力の伝達経路を切り換えるときに、クラッチの係合に要する時間を短縮してショックの発生を抑制し、運転者に与える違和感を低減できる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の態様に従えば、入力軸から出力軸に動力を伝達する少なくとも２つの動力の伝達経路を有する動力伝達装置と、ディスク及び前記ディスクと対向するプレートを有し前記伝達経路を切り換えるクラッチと、前記ディスクと前記プレートとが接触する係合位置と離れる解放位置との間で前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる駆動装置と、前記係合位置と前記解放位置との間の待機位置を設定する待機位置設定部と、前記伝達経路の切り換え時点の判定結果に基づいて、前記待機位置に前記ディスク及び前記プレートの少なくとも一方を移動させる制御信号を前記駆動装置に出力する制御部と、を備える作業車両が提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明の態様によれば、ＨＭＴ又はＥＭＴを有する動力伝達装置においてクラッチの切り換えにより動力の伝達経路を切り換えるときに、クラッチの係合に要する時間を短縮してショックの発生を抑制し、運転者に与える違和感を低減できる技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本実施形態に係る作業車両の一例を模式的に示す側面図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る作業車両の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る動力伝達装置の一例を模式的に示す図である。

【図4】図４は、本実施形態に係るＬクラッチの一例を模式的に示す断面図である。

【図5】図５は、本実施形態に係るＬクラッチの一例を模式的に示す断面図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る制御装置の一例を示す機能ブロック図である。

【図7】図７は、本実施形態に係る解放位置と待機位置と係合位置との関係を模式的に示す図である。

【図8】図８は、本実施形態に係る待機位置設定部による待機位置の更新処理を説明するための模式図である。

【図9】図９は、本実施形態に係るクラッチの制御方法の一例を示すタイミングチャートである。

【図10】図１０は、本実施形態に係るクラッチの制御方法の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、本実施形態に係るクラッチの制御方法の一例を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、本実施形態に係るクラッチの制御方法の一例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】

【0014】

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0015】

［作業車両］
図１は、本実施形態に係る作業車両１の一例を模式的に示す側面図である。本実施形態においては、作業車両１がホイールローダであることとする。以下の説明においては、作業車両１を適宜、ホイールローダ１、と称する。

【0016】

図１に示すように、ホイールローダ１は、車体フレーム２と、作業機３と、走行輪４及び走行輪５を含む走行装置１０と、運転室７とを備える。ホイールローダ１は、作業機３を用いて掘削作業及び運搬作業を実施する。

【0017】

作業機３は、ブーム１１とバケット１２とを有する。ブーム１１は、車体フレーム２に支持される。ホイールローダ１は、リフトシリンダ１３とバケットシリンダ１４とを備える。リフトシリンダ１３及びバケットシリンダ１４のそれぞれは、油圧シリンダである。作業機３は、リフトシリンダ１３及びバケットシリンダ１４によって駆動される。リフトシリンダ１３の一端部は、車体フレーム２に連結される。リフトシリンダ１３の他端部は、ブーム１１に連結される。リフトシリンダ１３が伸縮することによって、ブーム１１が上げ動作及び下げ動作する。バケット１２は、ブーム１１の先端部に連結される。バケットシリンダ１４の一端部は、車体フレーム２に連結される。バケットシリンダ１４の他端部は、ベルクランク１５を介してバケット１２に連結される。バケットシリンダ１４が伸縮することによって、バケット１２がダンプ動作及び掘削動作する。

【0018】

走行装置１０は、車体フレーム２を支持する。走行装置１０の走行輪４及び走行輪５が回転することによって、ホイールローダ１は走行する。

【0019】

運転室７は、車体フレーム２に支持される。運転室７には、ホイールローダ１の運転者が着座するシート及び運転者に操作される操作装置が配置される。車体フレーム２は、前フレーム１６と後フレーム１７とを有する。前フレーム１６と後フレーム１７とは、左右方向に屈曲可能に連結される。

【0020】

ホイールローダ１は、ステアリングシリンダ１８を備える。ステアリングシリンダ１８は、油圧シリンダである。ステアリングシリンダ１８の一端部は、前フレーム１６に連結される。ステアリングシリンダ１８の他端部は、後フレーム１７に連結される。ステアリングシリンダ１８が伸縮することによって、ホイールローダ１の進行方向が左右に変更される。

【0021】

図２は、本実施形態に係るホイールローダ１の一例を示すブロック図である。図２に示すように、ホイールローダ１は、エンジン２１と、パワーテイクオフ（ＰＴＯ：Power Take Off）２２と、動力伝達装置６０と、走行装置１０と、操作装置５０と、制御装置１００とを備える。

【0022】

エンジン２１は、例えばディーゼルエンジンである。エンジン２１に燃料噴射装置２１Ｃが設けられる。燃料噴射装置２１Ｃは、制御装置１００に制御される。燃料噴射装置２１Ｃは、エンジン２１のシリンダに噴射される燃料量を調整して、エンジン２１の出力を調整する。

【0023】

ホイールローダ１は、作業機ポンプ２３と、ステアリングポンプ２４と、トランスミッションポンプ２５とを有する。作業機ポンプ２３、ステアリングポンプ２４、及びトランスミッションポンプ２５のそれぞれは、油圧ポンプである。パワーテイクオフ２２は、エンジン２１で発生した動力を、作業機ポンプ２３、ステアリングポンプ２４、トランスミッションポンプ２５、及び動力伝達装置６０のそれぞれに分配する。

【0024】

作業機ポンプ２３は、エンジン２１によって駆動される。作業機ポンプ２３は、可変容量型油圧ポンプである。作業機ポンプ２３から吐出された作動油は、作業機制御弁４１を介して、リフトシリンダ１３及びバケットシリンダ１４のそれぞれに供給される。

【0025】

ステアリングポンプ２４は、エンジン２１によって駆動される。ステアリングポンプ２４は、可変容量型油圧ポンプである。ステアリングポンプ２４から吐出された作動油は、ステアリング制御弁４２を介して、ステアリングシリンダ１８に供給される。

【0026】

トランスミッションポンプ２５は、エンジン２１によって駆動される。トランスミッションポンプ２５は、固定容量型油圧ポンプである。トランスミッションポンプ２５から吐出された作動油は、クラッチ制御弁Ｖを介して、動力伝達装置６０のクラッチＣに供給される。

【0027】

動力伝達装置６０は、エンジン２１で発生した動力を走行装置１０に伝達する。走行装置１０は、アクスル６と、走行輪４及び走行輪５とを有する。アクスル６は、動力伝達装置６０からの動力を走行輪４及び走行輪５に伝達する。これにより、走行輪４及び走行輪５が回転する。

【0028】

ホイールローダ１は、相対回転数センサ３１と、車速センサ３２とを備える。

【0029】

相対回転数センサ３１は、クラッチＣのディスクとプレートとの相対回転数を検出する。相対回転数センサ３１の検出信号は、制御装置１００に出力される。

【0030】

車速センサ３２は、ホイールローダ１（走行装置１０）の走行速度を検出する。車速センサ３２は、動力伝達装置６０の出力軸６２の回転速度を示す出力回転速度を検出する。車速センサ３２の検出信号は、制御装置１００に出力される。出力回転速度とホイールローダ１の走行速度とは１対１で対応する。制御装置１００は、出力回転速度に基づいて、ホイールローダ１の走行速度を算出する。

【0031】

操作装置５０は、運転室７に搭乗した運転者によって操作される。操作装置５０は、走行装置１０の駆動のために操作されるアクセル操作装置５１と、作業機３の作動のために操作される作業機操作装置５２と、動力伝達装置６０の変速パターンの選択のために操作される変速操作装置５３と、ホイールローダ１の前進と後進との切り換えのために操作される前後進操作装置５４と、ホイールローダ１の進行方向の変更のために操作されるステアリング操作装置５７と、走行装置１０の制動のために操作されるブレーキ操作装置５８とを有する。

【0032】

［動力伝達装置］
図３は、本実施形態に係る動力伝達装置６０の一例を模式的に示す図である。動力伝達装置６０は、第１の遊星歯車機構６８及び第２の遊星歯車機構６９を含み、入力軸６１から出力軸６２に動力を伝達する。

【0033】

図３に示すように、動力伝達装置６０は、歯車機構６３と、第１モータＭＧ１と、第２モータＭＧ２とを備える。

【0034】

入力軸６１は、パワーテイクオフ２２を介してエンジン２１と接続される。エンジン２１で発生した動力は、パワーテイクオフ２２を介して入力軸６１に伝達される。入力軸６１は、エンジン２１から伝達された動力に基づいて回転する。

【0035】

歯車機構６３は、入力軸６１から出力軸６２に動力を伝達する。

【0036】

出力軸６２は、歯車機構６３を介して入力軸６１から伝達された動力に基づいて回転する。出力軸６２は、走行装置１０に接続される。入力軸６１から伝達された動力は、出力軸６２を介して走行装置１０に伝達される。出力軸６２が回転することにより、走行装置１０の走行輪４及び走行輪５が回転する。これにより、ホイールローダ１は走行する。

【0037】

歯車機構６３は、前後進切換機構６３Ａと変速機構６３Ｂとを有する。前後進切換機構６３Ａと変速機構６３Ｂとは、伝達軸６７を介して連結される。また、歯車機構６３は、複数のクラッチＣ及び複数のクラッチ制御弁Ｖを有する。

【0038】

クラッチＣは、前後進切換機構６３Ａに設けられる前進用クラッチＣＦ及び後進用クラッチＣＲと、変速機構６３Ｂに設けられる高速クラッチであるＨクラッチＣＨ及び低速クラッチであるＬクラッチＣＬとを含む。

【0039】

クラッチ制御弁Ｖは、前後進切換機構６３Ａに設けられる前進用クラッチ制御弁ＶＦ及び後進用クラッチ制御弁ＶＲと、変速機構６３Ｂに設けられるＨクラッチ制御弁ＶＨ及びＬクラッチ制御弁ＶＬとを含む。

【0040】

クラッチＣ（ＣＦ，ＣＲ，ＣＨ，ＣＬ）は、油圧式クラッチである。クラッチＣは、トランスミッションポンプ２５から供給された作動油に基づいて作動する。

【0041】

前後進切換機構６３Ａは、前進用クラッチＣＦと、後進用クラッチＣＲと、前進用クラッチ制御弁ＶＦと、後進用クラッチ制御弁ＶＲとを有する。前進用クラッチＣＦに供給される作動油の圧力は、前進用クラッチ制御弁ＶＦによって制御される。後進用クラッチＣＲに供給される作動油の圧力は、後進用クラッチ制御弁ＶＲによって制御される。前進用クラッチ制御弁ＶＦ及び後進用クラッチ制御弁ＶＲのそれぞれは、制御装置１００によって制御される。制御装置１００は、前進用クラッチ制御弁ＶＦに制御信号を出力して、前進用クラッチ制御弁ＶＦを制御する。制御装置１００は、後進用クラッチ制御弁ＶＲに制御信号を出力して、後進用クラッチ制御弁ＶＲを制御する。前進用クラッチＣＦの係合及び解放と、後進用クラッチＣＲの係合及び解放とが切り換えられることによって、伝達軸６７の回転方向が切り換わる。伝達軸６７の回転方向が切り換わることによって、ホイールローダ１は、前進又は後進する。

【0042】

変速機構６３Ｂは、遊星歯車機構６８と、遊星歯車機構６９と、モード切換機構７０と、出力ギア７１とを有する。

【0043】

動力伝達装置６０は、入力軸６１から出力軸６２に動力を伝達する少なくとも２つの動力の伝達経路を有する。本実施形態において、動力伝達装置６０は、第１モード及び第２モードの２つの動力の伝達経路を有する。モード切換機構７０は、動力伝達装置６０における動力の伝達経路を第１モードと第２モードとで切り換える。本実施形態において、第１モードは、ホイールローダ１の走行速度が高い高速モード（Ｈモード）であり、第２モードは、ホイールローダ１の走行速度が低い低速モード（Ｌモード）である。クラッチＣは、動力の伝達経路をＨモードとＬモードとで切り換える。Ｈモードにおいては、高速クラッチであるＨクラッチＣＨが係合され、低速クラッチであるＬクラッチＣＬが解放される。Ｌモードにおいては、低速クラッチであるＬクラッチＣＬが係合され、高速クラッチであるＨクラッチＣＨが解放される。

【0044】

モード切換機構７０は、ＨクラッチＣＨと、ＬクラッチＣＬと、Ｈクラッチ制御弁ＶＨと、Ｌクラッチ制御弁ＶＬとを有する。ＨクラッチＣＨに供給される作動油の圧力は、Ｈクラッチ制御弁ＶＨによって制御される。ＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力は、Ｌクラッチ制御弁ＶＬによって制御される。Ｈクラッチ制御弁ＶＨ及びＬクラッチ制御弁ＶＬのそれぞれは、制御装置１００によって制御される。制御装置１００は、Ｈクラッチ制御弁ＶＨに制御信号を出力して、Ｈクラッチ制御弁ＶＨを制御する。制御装置１００は、Ｌクラッチ制御弁ＶＬに制御信号を出力して、Ｌクラッチ制御弁ＶＬを制御する。ＨクラッチＣＨの係合及び解放と、ＬクラッチＣＬの係合及び解放とが切り換えられることによって、第１モードと第２モードとが切り換わる。

【0045】

遊星歯車機構６８は、サンギアＳ１と、複数の遊星ギアＰ１と、複数の遊星ギアＰ１を支持するキャリアＣａ１と、リングギアＲ１とを有する。サンギアＳ１は、伝達軸６７に連結される。複数の遊星ギアＰ１は、サンギアＳ１と噛み合う。複数の遊星ギアＰ１は、キャリアＣａ１に回転可能に支持される。キャリアＣａ１の外周にキャリアギアＧｃ１が設けられる。リングギアＲ１は、複数の遊星ギアＰ１と噛み合い、回転可能である。リングギアＲ１の外周にリング外周ギアＧｒ１が設けられる。

【0046】

遊星歯車機構６９は、サンギアＳ２と、複数の遊星ギアＰ２と、複数の遊星ギアＰ２を支持するキャリアＣａ２と、リングギアＲ２とを有する。サンギアＳ２は、遊星歯車機構６８のキャリアＣａ１に連結される。複数の遊星ギアＰ２は、サンギアＳ２と噛み合う。複数の遊星ギアＰ２は、キャリアＣａ２に回転可能に支持される。リングギアＲ２は、複数の遊星ギアＰ２と噛み合い、回転可能である。リングギアＲ２の外周にリング外周ギアＧｒ２が設けられる。リング外周ギアＧｒ２は、出力ギア７１と噛み合う。リングギアＲ２が回転すると、出力ギア７１が回転する。出力ギア７１は、出力軸６２に接続される。出力ギア７１が回転すると、出力軸６２が回転する。

【0047】

本実施形態において、遊星歯車機構６８のサンギアＳ１の回転軸と、遊星歯車機構６９のサンギアＳ２の回転軸と、伝達軸６７の回転軸ＡＸとは、一致する。

【0048】

ＨクラッチＣＨは、遊星歯車機構６８のリングギアＲ１と遊星歯車機構６９のキャリアＣａ２との間の動力の伝達及び遮断を実施する。すなわち、ＨクラッチＣＨは、リングギアＲ１とキャリアＣａ２との固定及び固定解除を実施する。

【0049】

ＬクラッチＣＬの一部は、固定端７２に固定される。固定端７２は、例えば車体フレーム２の一部である。ＬクラッチＣＬは、キャリアＣａ２と固定端７２との間の動力の伝達及び遮断を実施する。すなわち、ＬクラッチＣＬは、キャリアＣａ２と固定端７２との固定及び固定解除を実施する。

【0050】

ＬクラッチＣＬによりキャリアＣａ２と固定端７２とが固定され、キャリアＣａ２の回転が拘束されると、キャリアＣａ２に支持されている遊星ギアＰ２の公転が拘束される。ＬクラッチＣＬにおいてキャリアＣａ２と固定端７２との固定が解除され、キャリアＣａ２の回転が許容されると、キャリアＣａ２に支持されている遊星ギアＰ２の公転が許容される。遊星ギアＰ２の公転とは、遊星ギアＰ２が伝達軸６７の周囲を移動することをいう。

【0051】

ＬクラッチＣＬによりキャリアＣａ２と固定端７２とが固定されている状態においては、キャリアＣａ２と固定端７２との相対回転数はゼロである。

【0052】

相対回転数センサ３１は、伝達軸６７の回転軸ＡＸを中心とするクラッチＣのディスクとプレートとの相対回転数Ｎｒを検出する。本実施形態において、相対回転数センサ３１は、第１の遊星歯車機構６８のリングギアＲ１の回転数を検出して、クラッチＣのディスクとプレートとの相対回転数Ｎｒを検出する。

【0053】

第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２は、電力に基づいて動力を発生する電動モータである。また、第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２は、入力される動力に基づいて電力を発生するジェネレータとして機能する。第１モータＭＧ１は、第１インバータＩ１と接続される。第２モータＭＧ２は、第２インバータＩ２と接続される。

【0054】

第１モータＭＧ１の出力軸に第１モータギアＧｍ１が固定される。第１モータギアＧｍ１は、キャリアギアＧｃ１と噛み合う。第２モータＭＧ２の出力軸に第２モータギアＧｍ２が固定される。第２モータギアＧｍ２は、リング外周ギアＧｒ１と噛み合う。

【0055】

［Ｌクラッチ及び駆動装置］
図４及び図５は、本実施形態に係るＬクラッチＣＬの一例を模式的に示す断面図である。図４は、ＬクラッチＣＬが解放されている状態を示す。図５は、ＬクラッチＣＬが係合（接続）されている状態を示す。ＬクラッチＣＬは、油圧式クラッチである。ホイールローダ１は、ＬクラッチＣＬを油圧で駆動する駆動装置９０を備える。

【0056】

図４及び図５に示すように、ＬクラッチＣＬは、伝達軸６７の回転軸ＡＸの周囲に配置される部材である。上述のように、伝達軸６７の回転軸ＡＸは、遊星歯車機構６９のサンギアＳ２の回転軸と一致する。

【0057】

ＬクラッチＣＬは、固定端７２に固定されるシリンダ８１と、キャリアＣａ２に支持されるディスク８２と、シリンダ８１に支持されるプレート８３とを有する。

【0058】

シリンダ８１は、プレート８３を支持する。シリンダ８１は、回転軸ＡＸを囲むように配置される円環状の部材である。シリンダ８１は、回転軸ＡＸの放射方向においてキャリアＣａ２よりも外側に配置される。シリンダ８１は、固定端７２に固定される。

【0059】

ディスク８２は、キャリアＣａ２に支持される。上述のように、キャリアＣａ２は、遊星ギアＰ２に接続される。ディスク８２は、キャリアＣａ２を介して遊星ギアＰ２に接続される。ディスク８２は、回転軸ＡＸを囲むように配置される円環状の部材である。ディスク８２は、回転軸ＡＸと平行な方向に間隔をあけて複数配置される。

【0060】

プレート８３は、シリンダ８１に支持される。プレート８３は、回転軸ＡＸを囲むように配置される円環状の部材である。プレート８３の少なくとも一部は、回転軸ＡＸの放射方向においてディスク８２よりも外側に配置される。プレート８３の少なくとも一部は、ディスク８２と対向する。プレート８３は、回転軸ＡＸと平行な方向に移動可能である。プレート８３は、回転軸ＡＸと平行な方向に間隔をあけて複数配置される。プレート８３は、回転軸ＡＸと平行な方向においてディスク８２の隣に配置される。内端部を含むプレート８３の内側部分は、ディスク８２の間に配置される。外端部を含むプレート８３の外側部分の間にばね８５が配置される。ばね８５は、複数のプレート８３どうしが離れるように弾性力を発生する。

【0061】

シリンダ８１は、プレート８３の外端部を支持する支持部８１Ｓと、回転軸ＡＸと平行な方向において支持部８１Ｓの一方側に配置される第１プレート部８１Ａと、支持部８１Ｓの他方側に配置される第２プレート部８１Ｂとを有する。支持部８１Ｓと第１プレート部８１Ａと第２プレート部８１Ｂとによって、ディスク８２及びプレート８３が配置される空間８１Ｈが規定される。また、シリンダ８１は、トランスミッションポンプ２５からの作動油が供給される流路８４を有する。流路８４は、支持部８１Ｓに設けられる。

【0062】

駆動装置９０は、ディスク８２とプレート８３とが接触する係合位置Ｐｅと、ディスク８２とプレート８３とが離れる解放位置Ｐｆとの間でプレート８３を移動させる。駆動装置９０は、作動油を吐出するトランスミッションポンプ２５と、トランスミッションポンプ２５から吐出されＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力を調整するＬクラッチ制御弁ＶＬとを有する。Ｌクラッチ制御弁ＶＬは、制御装置１００に制御される。

【0063】

また、駆動装置９０は、油圧により作動してプレート８３を係合位置Ｐｅに移動させる力を発生するピストン９１と、プレート８３を解放位置Ｐｆに戻す力を発生するばね９２とを有する。

【0064】

ピストン９１は、回転軸ＡＸを囲むように配置される円環状の部材である。回転軸ＡＸの放射方向において、ピストン９１は、シリンダ８１よりも内側に配置される。ピストン９１は、シリンダ８１に移動可能に支持される。ピストン９１は、回転軸ＡＸと平行な方向に移動可能である。

【0065】

ピストン９１は、空間８１Ｈに配置される内側プレート部９１Ａと、空間８１Ｈの外側に配置される外側プレート部９１Ｂと、内側プレート部９１Ａと外側プレート部９１Ｂとを連結する連結部９１Ｃとを有する。

【0066】

ばね９２は、第２プレート部８１Ｂと外側プレート部９１Ｂとの間に配置される。ばね９２は、ピストン９１がプレート８３から離れるように弾性力を発生する。

【0067】

キャリアＣａ２が回転軸ＡＸを中心に回転したとき、そのキャリアＣａ２に支持されているディスク８２は、キャリアＣａ２と一緒に回転軸ＡＸを中心に回転する。すなわち、キャリアＣａ２及びディスク８２は、回転軸ＡＸを中心に回転可能な回転体である。

【0068】

シリンダ８１及びプレート８３は、回転軸ＡＸを中心とする回転方向の位置を固定される固定体である。プレート８３は、回転軸ＡＸと平行な方向には移動可能であるものの、回転軸ＡＸを中心とする回転方向には回転しない。

【0069】

ピストン９１は、回転軸ＡＸを中心とする回転方向の位置を固定される固定体である。ピストン９１は、回転軸ＡＸと平行な方向には移動可能であるものの、回転軸ＡＸを中心とする回転方向には回転しない。

【0070】

ピストン９１は、Ｌクラッチ制御弁ＶＬを介してトランスミッションポンプ２５から供給された作動油の圧力により回転軸ＡＸと平行な方向に移動する。本実施形態においては、ピストン９１とシリンダ８１の第２プレート部８１Ｂとの間の空間に作動油が供給され、ピストン９１に油圧が作用すると、ピストン９１は、プレート８３に近付くように移動する。

【0071】

図４に示すように、ピストン９１に油圧が作用していない場合、ピストン９１は、ばね９２の弾性力により、第１プレート部８１Ａから離れるように移動する。ピストン９１が第１プレート部８１Ａから離れるように移動すると、ばね８５の弾性力によりプレート８３が回転軸ＡＸと平行な方向に変位し、複数のプレート８３と複数のディスク８２とが離れる。これにより、ＬクラッチＣＬの係合が解除され、ＬクラッチＣＬは解放される。ディスク８２の回転が許容されている場合、キャリアＣａ２の回転が許容され、遊星ギアＰ２の公転が許容される。

【0072】

図５に示すように、トランスミッションポンプ２５から吐出された作動油がＬクラッチ制御弁ＶＬを介して空間８４に供給されると、その作動油は、ピストン９１とシリンダ８１の第２プレート部８１Ｂとの間の空間に供給され、ピストン９１に油圧を作用する。ピストン９１に油圧が作用した場合、ピストン９１は、油圧の力により、第１プレート部８１Ａに近付くように移動する。ピストン９１が第１プレート部８１Ａに近付くように移動すると、プレート８３が変位し、複数のプレート８３と複数のディスク８２とが接触し合う。これにより、ＬクラッチＣＬが係合され、ディスク８２の回転が拘束される。ディスク８２の回転が拘束されることにより、キャリアＣａ２の回転が拘束される。キャリアＣａ２の回転が拘束されることにより、遊星ギアＰ２の公転が拘束される。

【0073】

本実施形態において、ＬクラッチＣＬは、ディスク８２とプレート８３との間に潤滑油が供給される湿式クラッチである。潤滑油は、例えばキャリアＣａ２に設けられている給油口から空間８１Ｈに供給される。

【0074】

また、ホイールローダ１は、回転軸ＡＸと平行な方向のプレート８３の位置を検出するストロークセンサ３４を備える。本実施形態において、ストロークセンサ３４は、本体部材３４Ｂと、本体部材３４Ｂに移動可能に支持される接触部材３４Ｐとを有する。ストロークセンサ３４は、接触部材３４Ｐの移動量を電気信号に変換して、制御装置１００に出力する。

【0075】

本実施形態において、接触部材３４Ｐは、ピストン９１と接触する。ストロークセンサ３４は、接触部材３４Ｐとピストン９１の外側プレート部９１Ｂとが接触するように配置される。本体部材３４Ｂの位置は、シリンダ８１と同様、固定端７２に固定される。回転軸ＡＸと平行な方向にピストン９１が移動すると、接触部材３４Ｐは、本体部材３４Ｂに対して移動する。ストロークセンサ３４は、接触部材３４Ｐの移動量に基づいて、ピストン９１の移動量を検出する。

【0076】

図４に示すように、プレート８３が解放位置Ｐｆに配置されている状態で、ピストン９１の内側プレート部９１Ａと複数のプレート８３のうち最もピストン９１に近いプレート８３とが接触する。また、図５に示すように、プレート８３が係合位置Ｐｅに配置されている状態で、ピストン９１の内側プレート部９１Ａと複数のプレート８３のうち最もピストン９１に近いプレート８３とが接触する。すなわち、本実施形態においては、ピストン９１の可動範囲において、ピストン９１の内側プレート部９１Ａと複数のプレート８３のうち最もピストン９１に近いプレート８３とは、常に接触する。

【0077】

そのため、ストロークセンサ３４は、回転軸ＡＸと平行な方向のピストン９１の移動量に基づいて、回転軸ＡＸと平行な方向のプレート８３の移動量を検出することができる。また、ストロークセンサ３４は、ピストン９１の移動量を検出することによって、回転軸ＡＸと平行な方向における所定の基準位置に対するピストン９１の位置を検出することができる。ストロークセンサ３４は、回転軸ＡＸと平行な方向のピストン９１の位置に基づいて、回転軸ＡＸと平行な方向における所定の基準位置に対するプレート８３の位置を検出することができる。基準位置は、例えば係合位置Ｐｅである。ストロークセンサ３４は、係合位置Ｐｅを基準とする回転軸ＡＸと平行な方向のプレート８３の位置を検出することができる。ストロークセンサ３４の検出信号は、制御装置１００に出力される。

【0078】

なお、本実施形態においては、ストロークセンサ３４は接触式センサであるが、接触式センサでなくてもよい。例えば、ストロークセンサ３４は、レーザ光又は渦電流を用いて移動量を非接触で検出可能な非接触式センサでもよい。

【0079】

［制御装置］
図６は、本実施形態に係る制御装置１００の一例を示す機能ブロック図である。図６に示すように、制御装置１００は、相対回転数センサ３１、ストロークセンサ３４、及び駆動装置９０のそれぞれと接続される。

【0080】

相対回転数センサ３１は、伝達軸６７の回転軸ＡＸを中心とするディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒを検出する。すなわち、相対回転数センサ３１は、キャリアＣａ２とプレート８３との相対回転数を検出する。プレート８３は、回転軸ＡＸを中心とする回転方向の位置を固定される。相対回転数センサ３１は、回転軸ＡＸを中心とするキャリアＣａ２の回転数を検出して、ディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒを検出する。

【0081】

上述のように、相対回転数センサ３１は、第１の遊星歯車機構６８のリングギアＲ１の回転数を検出する。Ｌモードにおいては、ＬクラッチＣＬが係合し、キャリアＣａ２が停止する。そのため、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒは、リングギアＲ１の回転数となる。一方、Ｈモードにおいては、ＨクラッチＣＨが係合し、リングギアＲ１とキャリアＣａ２とが同じ回転数で回転する。ＬクラッチＣＬのプレート８３は、回転方向における位置を固定されている。そのため、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒは、リングギアＲ１の回転数となる。このように、相対回転数センサ３１は、ＨクラッチＣＨのディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒ、及びＬクラッチＣＬのディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒのそれぞれを検出することができる。相対回転数センサ３１の検出信号は、制御装置１００に出力される。

【0082】

なお、リングギアＲ１と第２モータギアＧｍ２とは噛み合っている。そのため、リングギアＲ１と第２モータギアＧｍ２との回転数は一定比率となる。したがって、相対回転数センサ３１は、第２モータＭＧ２に設置されたレゾルバでもよい。

【0083】

ストロークセンサ３４は、ＬクラッチＣＬに設けられる。ストロークセンサ３４は、ピストン９１の位置を検出して、回転軸ＡＸと平行な方向のプレート８３の位置を検出する。

【0084】

駆動装置９０は、Ｈクラッチ制御弁ＶＨと、Ｌクラッチ制御弁ＶＬとを有する。ＨクラッチＣＨに供給される作動油の圧力は、Ｈクラッチ制御弁ＶＨによって制御される。ＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力は、Ｌクラッチ制御弁ＶＬによって制御される。制御装置１００は、制御信号を出力して、Ｈクラッチ制御弁ＶＨ及びＬクラッチ制御弁ＶＬを制御する。

【0085】

制御装置１００は、コンピュータシステムを含む。制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置１００Ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリを含む記憶装置１００Ｂと、入出力インターフェース１００Ｃとを有する。相対回転数センサ３１、ストロークセンサ３４、駆動装置９０、演算処理装置１００Ａ、及び記憶装置１００Ｂは、入出力インターフェース１００Ｃを介して接続され、信号及びデータを相互に送受信することができる。

【0086】

記憶装置１００Ｂは、規定値記憶部１０７を有する。規定値記憶部１０７には、Ｈモード及びＬモードの一方のモードから他方のモードに切り換えるときのクラッチＣのディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒについて予め規定された複数の規定値が記憶されている。本実施形態において、規定値記憶部１０７には、ＨモードからＬモードに切り換えるときのクラッチＣの相対回転数Ｎｒについて規定された第１規定値Ｎｒ１、第２規定値Ｎｒ２、及び第３規定値Ｎｒ３と、ＬモードからＨモードに切り換えるときのクラッチＣの相対回転数Ｎｒについて規定された第４規定値Ｎｒ４、第５規定値Ｎｒ５、及び第６規定値Ｎｒ６とが記憶されている。

【0087】

第１規定値Ｎｒ１、第２規定値Ｎｒ２、第３規定値Ｎｒ３、第５規定値Ｎｒ５、及び第６規定値Ｎｒ６は、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒについて規定された規定値である。第４規定値Ｎｒ４は、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒについて規定された規定値である。

【0088】

演算処理装置１００Ａは、相対回転数取得部１０２と、プレート位置取得部１０３と、待機位置設定部１０５と、制御部１０６とを有する。

【0089】

相対回転数取得部１０２は、相対回転数センサ３１の検出信号を取得する。相対回転数取得部１０２は、相対回転数センサ３１の検出信号及び検出信号を取得するときのモード（Ｌモード又はＨモード）に基づいて、クラッチＣ（ＬクラッチＣＬ又はＨクラッチＣＨ）のディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒを取得する。ＬクラッチＣＬが係合されＨクラッチＣＨが解放されているＬモードにおいて、相対回転数取得部１０２は、ＨクラッチＣＨのディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒを取得する。ＨクラッチＣＨが係合されＬクラッチＣＬが解放されているＨモードにおいて、相対回転数取得部１０２は、ＬクラッチＣＬのディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒを取得する。

【0090】

プレート位置取得部１０３は、ストロークセンサ３４の検出信号を取得する。プレート位置取得部１０３は、ＬクラッチＣＬに設けられているストロークセンサ３４から回転軸ＡＸと平行な方向のＬクラッチＣＬのプレート８３の位置を取得する。

【0091】

待機位置設定部１０５は、ディスク８２とプレート８３とが接触する係合位置Ｐｅとディスク８２とプレート８３とが離れる解放位置Ｐｆとの間のプレート８３の待機位置Ｐｗを設定する。

【0092】

図７は、本実施形態に係る解放位置Ｐｆと待機位置Ｐｗと係合位置Ｐｅとの関係を模式的に示す図である。

【0093】

プレート８３の解放位置Ｐｆとは、プレート８３の可動範囲において、ディスク８２から最も離れた位置である。図７に示すように、プレート８３が解放位置Ｐｆに配置されているとき、プレート８３とディスク８２とは距離Ｄｆだけ離れる。距離Ｄｆは、例えば５［ｍｍ］である。

【0094】

プレート８３の係合位置Ｐｅとは、プレート８３の可動範囲において、ディスク８２と接触する位置である。図７に示すように、プレート８３が係合位置Ｐｅに配置されているとき、プレート８３とディスク８２との距離はゼロである。

【0095】

プレート８３の待機位置Ｐｗとは、プレート８３の可動範囲において、ディスク８２から距離Ｄｆよりも短い距離Ｄｗだけ離れた位置である。距離Ｄｗは、例えば１［ｍｍ］である。

【0096】

なお、解放位置Ｐｆから移動するときのプレート８３の待機位置Ｐｗと、係合位置Ｐｅから移動するときのプレート８３の待機位置Ｐｗとは、同じ位置でもよいし、異なる位置でもよい。

【0097】

制御部１０６は、動力伝達装置６０の動力の伝達経路の切り換え時点の判定結果に基づいて、待機位置Ｐｗにプレート８３を移動させる制御信号を駆動装置９０に出力する。本実施形態において、伝達経路の切り換え時点は、ディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒに基づいて判定される。制御部１０６は、ディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒに基づいて、動力の伝達経路の切り換え時点を判定する。

【0098】

制御部１０６は、ＨモードからＬモードへの切り換えにおいて、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第１規定値Ｎｒ１以下になったと判定したときに、ＨモードからＬモードへの切り換えの準備のために、解放位置Ｐｆから待機位置ＰｗにＬクラッチＣＬのプレート８３を移動させる制御信号を駆動装置９０に出力する。制御部１０６は、駆動装置９０のＬクラッチ制御弁ＶＬに制御信号を出力する。Ｌクラッチ制御弁ＶＬは、制御部１０６からの制御信号に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が解放位置Ｐｆから待機位置Ｐｗに移動するように、ＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力を調整する。

【0099】

第１規定値Ｎｒ１は、ＨモードからＬモードに切り換えるときのＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒについて予め定められている規定値である。第１規定値Ｎｒ１に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が解放位置Ｐｆから待機位置Ｐｗに移動するか否かが判定される。

【0100】

また、制御部１０６は、ＨモードからＬモードへの切り換えにおいて、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第１規定値Ｎｒ１よりも小さい第２規定値Ｎｒ２以下になったと判定したときに、ＨモードからＬモードへ切り換えるために、待機位置Ｐｗから係合位置ＰｅにＬクラッチＣＬのプレート８３を移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する。Ｌクラッチ制御弁ＶＬは、制御部１０６からの制御信号に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動するように、ＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力を調整する。

【0101】

第２規定値Ｎｒ２は、ＨモードからＬモードに切り換えるときのＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒについて予め定められている規定値である。第２規定値Ｎｒ２は、第１規定値Ｎｒ１よりも小さい。第２規定値Ｎｒ２に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動するか否かが判定される。

【0102】

また、制御部１０６は、ＨモードからＬモードへの切り換えにおいて、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第１規定値Ｎｒ１よりも大きい第３規定値Ｎｒ３以上になったと判定したときに、ＨモードからＬモードへの切り換えが中止され、Ｈモードに戻るように、待機位置Ｐｗから解放位置ＰｆにＬクラッチＣＬのプレート８３を移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する。Ｌクラッチ制御弁ＶＬは、制御部１０６からの制御信号に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから解放位置Ｐｆに移動するように、ＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力を調整する。

【0103】

第３規定値Ｎｒ３は、ＨモードからＬモードに切り換えるときのＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒについて予め定められている規定値である。第３規定値Ｎｒ３は、第１規定値Ｎｒ１よりも大きい。第３規定値Ｎｒ３に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから解放位置Ｐｆに移動するか否かが判定される。

【0104】

また、制御部１０６は、ＬモードからＨモードへの切り換えにおいて、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒが第４規定値Ｎｒ４以下になったと判定したときに、ＬモードからＨモードへの切り換えのために、解放位置Ｐｆから係合位置ＰｅにＨクラッチＣＨのプレート８３を移動させる制御信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力する。Ｈクラッチ制御弁ＶＨは、制御部１０６からの制御信号に基づいて、ＨクラッチＣＨのプレート８３が解放位置Ｐｆから係合位置Ｐｅに移動するように、ＨクラッチＣＨに供給される作動油の圧力を調整する。

【0105】

また、制御部１０６は、ＬモードからＨモードへの切り換えにおいて、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒが第４規定値Ｎｒ４以下になったと判定したときに、ＬモードからＨモードへの切り換えの準備のために、係合位置Ｐｅから待機位置ＰｗにＬクラッチＣＬのプレート８３を移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する。Ｌクラッチ制御弁ＶＬは、制御部１０６からの制御信号に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が係合位置Ｐｅから待機位置Ｐｗに移動するように、ＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力を調整する。

【0106】

第４規定値Ｎｒ４は、ＬモードからＨモードに切り換えるときのＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒについて予め定められている規定値である。第４規定値Ｎｒ４に基づいて、ＨクラッチＣＨのプレート８３が解放位置Ｐｆから係合位置Ｐｅに移動するか否かが判定され、ＬクラッチＣＬのプレート８３が係合位置Ｐｅから待機位置Ｐｗに移動するか否かが判定される。

【0107】

また、制御部１０６は、ＬモードからＨモードへの切り換えが完了し、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第５規定値Ｎｒ５以上になったと判定したときに、待機位置Ｐｗから解放位置ＰｆにＬクラッチＣＬのプレート８３を移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する。Ｌクラッチ制御弁ＶＬは、制御部１０６からの制御信号に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから解放位置Ｐｆに移動するように、ＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力を調整する。

【0108】

第５規定値Ｎｒ５は、ＬモードからＨモードに切り換えるときのＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒについて予め定められている規定値である。第５規定値Ｎｒ５に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから解放位置Ｐｆに移動するか否かが判定される。

【0109】

また、制御部１０６は、ＬモードからＨモードへの切り換えにおいて、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第５規定値Ｎｒ５よりも小さい第６規定値Ｎｒ６以下になったと判定したときに、ＬモードからＨモードへの切り換えが中止され、Ｌモードに戻るように、待機位置Ｐｗから係合位置ＰｅにＬクラッチＣＬのプレート８３を移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する。Ｌクラッチ制御弁ＶＬは、制御部１０６からの制御信号に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動するように、ＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力を調整する。

【0110】

第６規定値Ｎｒ６は、ＬモードからＨモードに切り換えるときのＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒについて予め定められている規定値である。第６規定値Ｎｒ６は、第５規定値Ｎｒ５よりも小さい。第６規定値Ｎｒ６に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動するか否かが判定される。

【0111】

制御部１０６は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、クラッチ制御弁Ｖ（Ｌクラッチ制御弁ＶＬ又はＨクラッチ制御弁ＶＨ）に制御信号を出力する。制御部１０６は、プレート８３が目標位置に配置されるように、プレート位置取得部１０３で取得されたプレート８３の位置に基づいて、クラッチ制御弁Ｖをフィードバック制御する。本実施形態においては、制御部１０６は、プレート位置取得部１０３で取得されたプレート８３の検出位置とプレート８３の目標位置との偏差が小さくなるように、例えばＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御の手法に基づいてクラッチ制御弁Ｖをフィードバック制御する。

【0112】

プレート８３の目標位置は、解放位置Ｐｆ、係合位置Ｐｅ、及び待機位置設定部１０５で設定された待機位置Ｐｗを含む。制御部１０６は、プレート８３を現在位置から目標位置に移動させるとき、プレート８３の移動方向を判定し、現在位置と目標位置との距離に基づいてクラッチ制御弁Ｖに制御信号を出力する。例えば、プレート８３の現在位置が待機位置Ｐｗであり、目標位置が係合位置Ｐｅである場合、制御部１０６は、プレート８３の移動方向がディスク８２に近付く方向であると判定する。制御部１０６は、判定した移動方向と、現在位置（待機位置Ｐｗ）と目標位置（係合位置Ｐｅ）との距離（Ｄｗ）とに基づいて、プレート８３が目標位置に配置されるように、クラッチ制御弁Ｖに制御信号を出力する。また、プレート８３の現在位置が待機位置Ｐｗであり、目標位置が解放位置Ｐｆである場合、制御部１０６は、プレート８３の移動方向がディスク８２から離れる方向であると判定する。制御部１０６は、判定した移動方向と、現在位置（待機位置Ｐｗ）と目標位置（解放位置Ｐｆ）との距離（Ｄｆ−Ｄｗ）とに基づいて、プレート８３が目標位置に配置されるように、クラッチ制御弁Ｖに制御信号を出力する。

【0113】

［待機位置の更新］
図８は、本実施形態に係る待機位置設定部１０５による待機位置Ｐｗの更新処理を説明するための模式図である。本実施形態において、待機位置設定部１０５は、プレート８３が係合位置Ｐｅに配置されたときのストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、待機位置Ｐｗを更新する。

【0114】

図８（Ａ）に示すように、待機位置設定部１０５は、ディスク８２とプレート８３とが距離Ｄｗだけ離れるように、プレート８３の待機位置Ｐｗを設定する。本実施形態において、距離Ｄｗは、１［ｍｍ］である。

【0115】

例えばディスク８２とプレート８３とが接触を繰り返すことにより、ディスク８２及びプレート８３の少なくとも一方の摩耗が進行する可能性がある。摩耗が進行しているにもかかわらず、プレート８３を待機位置Ｐｗに配置させるためにクラッチ制御弁ＶＬからＣクラッチＣＬに供給される作動油の圧力が一定であると、図８（Ｂ）に示すように、ディスク８２と待機位置Ｐｗに配置されたプレート８３とが目標距離である距離Ｄｗよりも大きい距離Ｄｗｅに変化してしまう可能性がある。換言すれば、ディスク８２及びプレート８３の少なくとも一方の摩耗に起因して、ディスク８２とプレート８３との実際の距離Ｄｗｅが目標距離である距離Ｄｗよりも大きくなってしまう可能性がある。その結果、プレート８３を待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動させる時間が長期化し、クラッチＣが係合するときに相対回転数Ｎｒが大きくなる可能性がある。

【0116】

本実施形態においては、ディスク８２及びプレート８３の少なくとも一方が摩耗しても、待機位置設定部１０５は、ディスク８２と待機位置Ｐｗに配置されたプレート８３の距離Ｄｗが一定値に維持されるように、待機位置Ｐｗを更新する。

【0117】

図８（Ｃ）に示すように、待機位置設定部１０５は、プレート８３がディスク８２と接触する係合位置Ｐｅに配置されたときのストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、待機位置Ｐｗを更新する。すなわち、待機位置設定部１０５は、ディスク８２と接触したときのプレート８３の位置を基準位置として、待機位置Ｐｗを再設定する。

【0118】

待機位置設定部１０５は、プレート８３が係合位置Ｐｅに配置されるようにＬクラッチ制御弁ＶＬに制御信号が出力され、且つ、プレート８３の移動が停止した位置を、プレート８３がディスク８２と接触した位置であると判定する。待機位置設定部１０５は、プレート８３がディスク８２と接触した位置を基準位置として更新する。待機位置設定部１０５は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、基準位置から距離Ｄｗだけ離れた位置を新たな待機位置Ｐｗに設定する。これにより、ディスク８２及びプレート８３の少なくとも一方が摩耗しても、距離Ｄｗが一定値に維持されるように、その摩耗量に応じて待機位置Ｐｗを変動させることができる。

【0119】

［制御方法］
次に、本実施形態に係るクラッチＣの制御方法について説明する。図９は、本実施形態に係るクラッチＣの制御方法の一例を示すタイミングチャートである。図１０、図１１、及び図１２は、本実施形態に係るクラッチＣの制御方法の一例を示すフローチャートである。

【0120】

図９において、横軸は時間ｔである。縦軸は、ホイールローダ１の走行速度、ＬクラッチＣＬのディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒ、ＬクラッチＣＬのプレート８３の位置、及び制御部１０６からＬクラッチ制御弁ＶＬ及びＨクラッチ制御弁ＶＨのそれぞれに出力される制御信号である。本実施形態において制御部１０６は、制御信号として、Ｌクラッチ制御弁ＶＬにＬ指令電流を出力し、Ｈクラッチ制御弁ＶＨにＨ指令電流を出力する。以下、説明を簡単にするために、エンジン２１の回転数は一定とする。

【0121】

図９において、ラインＬａは、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒを示す。ラインＬｂは、ホイールローダ１の走行速度を示す。

【0122】

図９において、Ｌクラッチ係合区間とは、ＬクラッチＣＬが係合し、ＨクラッチＣＨが解放されている区間をいう。Ｈクラッチ係合区間とは、ＨクラッチＣＨが係合し、ＬクラッチＣＬが解放されている区間をいう。Ｈクラッチ係合区間においては、動力の伝達経路はＨモード（第１モード）に設定される。Ｌクラッチ係合区間においては、動力の伝達経路はＬモード（第２モード）に設定される。

【0123】

待機制御区間とは、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗに配置されている区間をいう。本実施形態において、待機制御区間は、Ｌクラッチ係合区間からＨクラッチ係合区間に移行するときのＬＨ待機制御区間と、Ｈクラッチ係合区間からＬクラッチ係合区間に移行するときのＨＬ待機制御区間とを含む。

【0124】

すなわち、Ｌクラッチ係合区間においては、ＬクラッチＣＬのプレート８３が係合位置Ｐｅに配置され、ＨクラッチＣＨのプレート８３が解放位置Ｐｆに配置される。Ｈクラッチ係合区間においては、ＨクラッチＣＨのプレート８３が係合位置Ｐｅに配置され、ＬクラッチＣＬのプレート８３が解放位置Ｐｆに配置される。ＬＨ待機制御区間においては、ＬモードからＨモードへの切り換えにおいてＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗに配置される。ＨＬ待機制御区間においては、ＨモードからＬモードへの切り換えにおいてＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗに配置される。

【0125】

ラインＬａ及びラインＬｂで示すように、ホイールローダ１の走行速度が高くなると、ＬモードからＨモードに切り換えられる。ホイールローダ１の走行速度が低くなると、ＨモードからＬモードに切り換えられる。

【0126】

ＨモードからＬモードに切り換えるときのＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒについて、第１規定値Ｎｒ１、第２規定値Ｎｒ２、及び第３規定値Ｎｒ３が規定される。第１規定値Ｎｒ１、第２規定値Ｎｒ２、及び第３規定値Ｎｒ３のうち、第３規定値Ｎｒ３が最も大きく、第３規定値Ｎｒ３に次いで第１規定値Ｎｒ１が大きく、第２規定値Ｎｒ２が最も小さい。

【0127】

ＬモードからＨモードに切り換えるときのＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒについて、第５規定値Ｎｒ５及び第６規定値Ｎｒ６が規定される。第５規定値Ｎｒ５と第６規定値Ｎｒ６とでは、第５規定値Ｎｒ５が大きい。また、ＬモードからＨモードに切り換えるときのＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒについて、第４規定値Ｎｒ４が規定される。

【0128】

図９に示すように、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒについて規定されている第１規定値Ｎｒ１、第２規定値Ｎｒ２、第３規定値Ｎｒ３、第５規定値Ｎｒ５、及び第６規定値Ｎｒ６のうち、第３規定値Ｎｒ３が最も大きく、第３規定値Ｎｒ３に次いで第５規定値Ｎｒ５が大きく、第５規定値Ｎｒ５に次いで第１規定値Ｎｒ１が大きく、第１規定値Ｎｒ１に次いで第２規定値Ｎｒ２が大きく、第６規定値Ｎｒ６が最も小さい。

【0129】

本実施形態において、第１規定値Ｎｒ１は、例えば２００［ｒｐｍ］である。第２規定値Ｎｒ２、第４規定値Ｎｒ４、及び第６規定値Ｎｒ６のそれぞれは、ゼロ又はゼロよりも僅かに大きい値である。

【0130】

なお、第２規定値Ｎｒ２は、第６規定値Ｎｒ６よりも小さくてもよい。

【0131】

図９及び図１０を参照しながら、動力の伝達経路をＨモードからＬモードに切り換えるときのクラッチＣの制御方法について説明する。

【0132】

相対回転数取得部１０２は、相対回転数センサ３１の検出信号に基づいて、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒを取得する（ステップＳＨＬ１０）。プレート位置取得部１０３は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、回転軸ＡＸと平行な方向のＬクラッチＣＬのプレート８３の位置を取得する。

【0133】

制御部１０６は、相対回転数取得部１０２からＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒを取得する。制御部１０６は、Ｈクラッチ係合区間において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第１規定値Ｎｒ１以下であるか否かを判定する（ステップＳＨＬ２０）。

【0134】

ステップＳＨＬ２０において、Ｈクラッチ係合区間において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第１規定値Ｎｒ１以下でないと判定したとき（ステップＳＨＬ２０：Ｎｏ）、制御部１０６は、ＨモードからＬモードへの動力の伝達経路の切り換えを実施せず、ステップＳＨＬ１０に戻る。

【0135】

ステップＳＨＬ２０において、Ｈクラッチ係合区間において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが低下して第１規定値Ｎｒ１以下になったと判定したとき（ステップＳＨＬ２０：Ｙｅｓ）、制御部１０６は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、解放位置Ｐｆに配置されているＬクラッチＣＬのプレート８３を、解放位置Ｐｆから待機位置Ｐｗに移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する（ステップＳＨＬ３０）。

【0136】

Ｌクラッチ制御弁ＶＬは、制御部１０６からの制御信号に基づいて、プレート８３が待機位置Ｐｗに配置されるように、ＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力を調整する。

【0137】

相対回転数取得部１０２は、相対回転数センサ３１の検出信号に基づいて、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒを取得する（ステップＳＨＬ３５）。

【0138】

制御部１０６は、ＨＬ待機制御区間において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第１規定値Ｎｒ１よりも小さい第２規定値Ｎｒ２以下であるか否かを判定する（ステップＳＨＬ４０）。

【0139】

ステップＳＨＬ４０において、ＨＬ待機制御区間において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが低下して第２規定値Ｎｒ２以下になったと判定したとき（ステップＳＨＬ４０：Ｙｅｓ）、制御部１０６は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、待機位置Ｐｗに配置されているＬクラッチＣＬのプレート８３を、待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する（ステップＳＨＬ５０）。

【0140】

Ｌクラッチ制御弁ＶＬは、制御部１０６からの制御信号に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動するように、ＬクラッチＣＬに供給される作動油の圧力を調整する。

【0141】

制御部１０６は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、ＬクラッチＣＬのプレート８３が係合位置Ｐｅに移動したと判定したとき、ＨクラッチＣＨを解放するための制御信号をＨクラッチ制御弁ＨＬに出力する。以上により、動力の伝達経路がＨモードからＬモードに切り換えられる。

【0142】

ステップＳＨＬ４０において、ＨＬ待機制御区間において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第２規定値Ｎｒ２以下になっていないと判定したとき（ステップＳＨＬ４０：Ｎｏ）、制御部１０６は、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第１規定値Ｎｒ１よりも大きい第３規定値Ｎｒ３以上であるか否かを判定する（ステップＳＨＬ６０）。

【0143】

例えば、ホイールローダ１が急に下り坂を走行し始めたり、作業機３の負荷が急に軽減されたりしたとき、徐々に低下するように変化していたＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが、図９のラインＬａ３で示すように急激に上昇する可能性がある。その結果、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが急激に第３規定値Ｎｒ３よりも大きくなる可能性がある。

【0144】

ステップＳＨＬ６０において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第２規定値Ｎｒ２よりも大きく第３規定値Ｎｒ３よりも小さいと判定したとき（ステップＳＨＬ６０：Ｎｏ）、制御部１０６は、ステップＳＨＬ３５の処理に戻る。

【0145】

ステップＳＨＬ６０において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第３規定値Ｎｒ３以上になったと判定したとき（ステップＳＨＬ６０：Ｙｅｓ）、制御部１０６は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、待機位置Ｐｗに配置されているＬクラッチＣＬのプレート８３を、待機位置Ｐｗから解放位置Ｐｆに移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する（ステップＳＨＬ７０）。ステップＳＨＬ７０の処理の後、制御部１０６は、ステップＳＨＬ１０の処理に戻る。

【0146】

すなわち、急激に上昇したＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第３規定値Ｎｒ３以上になった場合、制御部１０６は、待機位置Ｐｗに配置されていたプレート８３を解放位置Ｐｆに戻す。換言すれば、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第３規定値Ｎｒ３以上になった場合、制御部１０６は、ＨモードからＬモードへの動力の伝達経路の切り換えをやめて、Ｈモードに戻す。

【0147】

次に、図９、図１１、及び図１２を参照しながら、動力の伝達経路をＬモードからＨモードに切り換えるときのクラッチＣの制御方法について説明する。

【0148】

図１１を参照しながら、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒに基づいて実施されるＬクラッチ係合区間からＬＨ待機制御区間に遷移するときのクラッチＣの制御方法について説明する。図１１は、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒに基づいて実施されるＬクラッチ係合区間からＬＨ待機制御区間に遷移するときのフローチャートである。

【0149】

相対回転数取得部１０２は、相対回転数センサ３１の検出信号に基づいて、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒを取得する（ステップＳＬＨ１０）。上述のように、ＬクラッチＣＬが係合しているとき、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒは、相対回転数センサ３１により検出可能である。プレート位置取得部１０３は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、回転軸ＡＸと平行な方向のＨクラッチＣＨのプレート８３の位置を取得する。

【0150】

制御部１０６は、相対回転数取得部１０２からＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒを取得する。制御部１０６は、Ｌクラッチ係合区間において、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒが第４規定値Ｎｒ４以下であるか否かを判定する（ステップＳＬＨ２０）。

【0151】

ステップＳＬＨ２０において、Ｌクラッチ係合区間において、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒが第４規定値Ｎｒ４以下でないと判定したとき（ステップＳＬＨ２０：Ｎｏ）、制御部１０６は、ＬモードからＨモードへの動力の伝達経路の切り換えを実施せず、ステップＳＬＨ１０に戻る。

【0152】

ステップＳＬＨ２０において、Ｌクラッチ係合区間において、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒが低下して第４規定値Ｎｒ４以下になったと判定したとき（ステップＳＬＨ２０：Ｙｅｓ）、制御部１０６は、解放位置Ｐｆに配置されているＨクラッチＣＨのプレート８３を、解放位置Ｐｆから係合位置Ｐｅに移動させる制御信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力する。また、制御部１０６は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、係合位置Ｐｅに配置されているＬクラッチＣＬのプレート８３を、係合位置Ｐｅから待機位置Ｐｗに移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する（ステップＳＬＨ３０）。

【0153】

次に、図９及び図１２を参照しながら、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒに基づいて実施されるＬＨ待機制御区間におけるクラッチＣの制御方法について説明する。図１２は、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒに基づいて実施されるＬＨ待機制御区間におけるクラッチＣの制御方法のフローチャートである。

【0154】

相対回転数取得部１０２は、相対回転数センサ３１の検出信号に基づいて、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒを取得する（ステップＳＬＨ４０）。プレート位置取得部１０３は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、回転軸ＡＸと平行な方向のＬクラッチＣＬプレート８３の位置を取得する。

【0155】

制御部１０６は、相対回転数取得部１０２からＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒを取得する（ステップＳＬＨ４０）。

【0156】

制御部１０６は、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第５規定値Ｎｒ５以上であるか否かを判定する（ステップＳＬＨ５０）。

【0157】

ステップＳＬＨ５０において、ＬＨ待機制御区間において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第５定値Ｎｒ５以上になったと判定したとき（ステップＳＬＨ５０：Ｙｅｓ）、制御部１０６は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、待機位置Ｐｗに配置されているＬクラッチＣＬのプレート８３を、待機位置Ｐｗから解放位置Ｐｆに移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する（ステップＳＬＨ６０）。

【0158】

以上により、動力の伝達経路がＬモードからＨモードに切り換えられる。

【0159】

ステップＳＬＨ５０において、ＬＨ待機制御区間において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第５定値Ｎｒ５以上になっていないと判定したとき（ステップＳＬＨ５０：Ｎｏ）、制御部１０６は、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第５規定値Ｎｒ５よりも小さい第６規定値Ｎｒ６以下であるか否かを判定する（ステップＳＬＨ７０）。

【0160】

例えば、ホイールローダ１が急に上り坂を走行し始めたり、作業機３の負荷が急に増大したりしたとき、徐々に上昇するように変化していたＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが急激に低下する可能性がある。その結果、図９のラインＬａ６で示すように、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが急激に第６規定値Ｎｒ６以下よりも小さくなる可能性がある。本実施形態において、制御部１０６は、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第５規定値Ｎｒ５よりも小さい第６規定値Ｎｒ６以下になったか否かを判定する。

【0161】

ステップＳＬＨ７０において、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第５規定値Ｎｒ５よりも小さく第６規定値Ｎｒ６よりも大きいと判定されたとき（ステップＳＬＨ７０：Ｎｏ）、制御部１０６は、ステップＳＬＨ５０の処理に戻る。

【0162】

ステップＳＬＨ７０において、相対回転数Ｎｒが第６規定値Ｎｒ６以下になったと判定したとき（ステップＳＬＨ７０：Ｙｅｓ）、制御部１０６は、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、待機位置Ｐｗに配置されているＬクラッチＣＬのプレート８３を、待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動させる制御信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する（ステップＳＬＨ８０）。また、制御部１０６は、ＨクラッチＣＨを解放するための制御信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力する。

【0163】

すなわち、急激に低下したＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第６規定値Ｎｒ６以下になった場合、制御部１０６は、待機位置Ｐｗに配置されていたＬクラッチＣＬのプレート８３を係合位置Ｐｅに戻す。換言すれば、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第６規定値Ｎｒ６以下になった場合、制御部１０６は、ＨモードからＬモードへの切り換えをやめて、Ｌモードに戻す。

【0164】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、係合位置Ｐｅと解放位置Ｐｆとの間にプレート８３の待機位置Ｐｗが設定される。ディスク８２とプレート８３との相対回転数Ｎｒが取得され、相対回転数Ｎｒが第１規定値Ｎｒ１以下になったときにプレート８３が待機位置Ｐｗに移動する。待機位置Ｐｗと係合位置Ｐｅとの距離Ｄｗは、解放位置Ｐｆと係合位置Ｐｅとの距離Ｄｆよりも短い。そのため、ディスク８２とプレート８３とを係合（接続）させるとき、待機位置Ｐｗに配置されているプレート８３を係合位置Ｐｅに短時間で移動させることができる。これにより、相対回転数Ｎｒが十分に小さい適切なタイミングで、プレート８３を係合位置Ｐｅに移動させることができる。相対回転数Ｎｒが十分に小さい適切なタイミングでプレート８３を係合位置Ｐｅに移動させることができるので、クラッチＣによる動力の伝達経路の切り換えにおいてショックの発生を抑制することができる。

【0165】

例えば、ディスク８２とプレート８３とを接続させるために解放位置Ｐｆに存在するプレート８３を係合位置Ｐｅまで一気に移動させようとすると、相対回転数Ｎｒが十分に小さい適切なタイミングでディスク８２とプレート８３とを接触させることが困難となる可能性が高い。換言すれば、プレート８３を長い距離Ｄｆだけ移動させる場合、相対回転数Ｎｒが十分に低くならないタイミングでディスク８２とプレート８３とが接続されてしまう確率が高くなる。

【0166】

本実施形態においては、ディスク８２とプレート８３とを接続させるとき、プレート８３は予め待機位置Ｐｗに配置される。待機位置Ｐｗと係合位置Ｐｅとの距離Ｄｗは短いため、相対回転数Ｎｒが十分に小さい適切なタイミングでディスク８２とプレート８３とを接続させることができる確率が高くなる。そのため、ショックの発生が抑制される。

【0167】

本実施形態において、クラッチＣは、ディスク８２とプレート８３との間に潤滑油が供給される湿式クラッチである。そのため、ディスク８２とプレート８３との距離が常に短いと、ディスク８２が回転しているとき、潤滑油の粘性抵抗により、クラッチＣでエネルギーロスが発生し、その結果、エンジン２１の燃費が悪化する。本実施形態においては、動力の伝達経路をＨモード及びＬモードの一方から他方に切り換えるときだけ、プレート８３がディスク８２に接近するように待機位置Ｐｗに配置される。一方、動力の伝達経路の切り換え時点から離れた時点においては、プレート８３はディスク８２から離れた解放位置Ｐｆに配置される。プレート８３がディスク８２から離れることにより、潤滑油の粘性抵抗は低下する。したがって、エンジン２１の燃費の低下が抑制される。

【0168】

また、本実施形態においては、相対回転数Ｎｒが第１規定値Ｎｒ１よりも小さい第２規定値Ｎｒ２以下になったときにプレート８３が待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動する。これにより、相対回転数Ｎｒがゼロになるタイミングでディスク８２とプレート８３とを接続させることができる可能性が高くなる。したがって、ショックの発生はより効果的に抑制される。

【0169】

また、本実施形態においては、ＨモードからＬモードに切り換えるとき、プレート８３が解放位置Ｐｆから待機位置Ｐｗに移動し、相対回転数Ｎｒが第３規定値Ｎｒ３以上になったときにプレート８３が待機位置Ｐｗから解放位置Ｐｆに移動する。これにより、例えばホイールローダ１の走行速度が急激に上昇し、ＬモードからＨモードに切り換える必要が生じたときに、ショックの発生を抑制することができる。

【0170】

例えば、ディスク８２とプレート８３との接続を解除するために係合位置Ｐｅに存在するプレート８３を解放位置Ｐｆまで一気に移動させた場合、ＨモードからＬモードに切り換えられた後、ホイールローダ１の走行速度が急激に上昇してＬモードからＨモードに切り換える必要が生じたとき、プレート８３は係合位置Ｐｅから解放位置Ｐｆに移動しなければならない。この場合、ＬクラッチＣＬの解放及びＨクラッチＣＨの再係合に時間がかかり、ショックが発生する可能性が高くなる。本実施形態によれば、相対回転数Ｎｒが第２規定値Ｎｒ２以下になるまでは、ＬクラッチＣＬのプレート８３は待機位置Ｐｗに配置される。そのため、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが第２規定値Ｎｒ２以下になる前にＬモードからＨモードに切り換える必要が生じたとき、プレート８３は待機位置Ｐｗから解放位置Ｐｆに移動すればよい。したがって、ショックの発生が抑制される。

【0171】

また、本実施形態においては、ＬモードからＨモードに切り換えるとき、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒが検出され、ＨクラッチＣＨの相対回転数Ｎｒが第４規定値Ｎｒ４以下になったときに、ＨクラッチＣＨのプレート８３が解放位置Ｐｆから係合位置Ｐｅに移動し、ＬクラッチＣＬのプレート８３が係合位置Ｐｅから待機位置Ｐｗに移動する。そのため、ＬモードからＨモードに切り換えるときにおいても、クラッチＣによる動力の伝達経路の切り換えにおいてショックの発生を抑制することができる。

【0172】

また、本実施形態においては、ＬモードからＨモードへの切り換えにおいて、Ｈモードへの切り換えが完了した後、待機位置Ｐｗに配置されているＬクラッチＣＬのプレート８３とディスク８２との相対回転数Ｎｒが第５規定値Ｎｒ５以上になったときに、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから解放位置Ｐｆに移動する。ＨクラッチＣＨが係合してＨモードへの切り換えが完了した後、ＬクラッチＣＬの相対回転数Ｎｒが十分に大きくなってから、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから解放位置Ｐｆに移動する。これにより、例えばＬモードからＨモードに切り換えられた後、ホイールローダ１の走行速度が急激に低下してＨモードからＬモードに切り換える必要が生じたとき、ＬクラッチＣＬのプレート８３は待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに短時間で移動することができ、ＬクラッチＣＬの再係合が短時間で実施される。

【0173】

また、本実施形態においては、ＬモードからＨモードに切り換えるとき、ＬクラッチＣＬのプレート８３が係合位置Ｐｅから待機位置Ｐｗに移動し、相対回転数Ｎｒが第６規定値Ｎｒ６以下になったときに、ＬクラッチＣＬのプレート８３が待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動する。これにより、例えばホイールローダ１の走行速度が急激に低下し、ＨモードからＬモードに切り換える必要が生じたときに、ショックの発生を抑制することができる。

【0174】

例えば、ＬクラッチＣＬのディスク８２とプレート８３との接続を解除するために係合位置Ｐｅに存在するＬクラッチＣＬのプレート８３を解放位置Ｐｆまで一気に移動させた場合、ＬモードからＨモードに切り換えられた後、ホイールローダ１の走行速度が急激に低下してＨモードからＬモードに切り換える必要が生じたとき、プレート８３は解放位置Ｐｆから係合位置Ｐｅに移動しなければならない。この場合、ＬクラッチＣＬの再係合に時間がかかり、ショックが発生する可能性が高くなる。本実施形態によれば、相対回転数Ｎｒが第５規定値Ｎｒ５以上になるまでは、プレート８３は待機位置Ｐｗに配置される。そのため、相対回転数Ｎｒが第５規定値Ｎｒ５以上になる前に第６規定値Ｎｒ６以下となってＨモードからＬモードに切り換える必要が生じたとき、プレート８３は待機位置Ｐｗから係合位置Ｐｅに移動すればよい。したがって、ショックの発生が抑制される。

【0175】

また、本実施形態においては、プレート８３の位置を検出するストロークセンサ３４が設けられ、ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、プレート８３の位置が調整される。これにより、プレート８３を目標位置に正確に配置することができる。

【0176】

また、本実施形態においては、プレート８３が係合位置Ｐｅに配置されたときのストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、待機位置Ｐｗが更新される。これにより、ディスク８２及びプレート８３の少なくとも一方が摩耗しても、係合位置Ｐｅと待機位置Ｐｗとの距離Ｄｗを一定値に維持することができる。

【0177】

また、本実施形態においては、プレート８３を移動させる駆動装置９０は、油圧により作動してプレート８３を係合位置Ｐｅに移動させる力を発生するピストン９１と、プレート８３を解放位置Ｐｆに戻す力を発生するばね９２とを有する。ストロークセンサ３４は、ピストン９１と接触部材３４Ｐとを接触させて、プレート８３の位置を検出する。ピストン９１に油圧を作用させる作動油の温度が変化する場合、ピストン９１に作用する油圧が変化する。その結果、油圧の力とばね９２の弾性力とのバランスが変化し、プレート８３を目標位置に配置することが困難となる可能性がある。本実施形態によれば、ピストン９１と接触する接触部材３４Ｐを有するストロークセンサ３４を用いて、ピストン９１を介してプレート８３の位置が検出される。ストロークセンサ３４の検出信号に基づいて油圧が調整されることにより、作動油の温度が変化しても、プレート８３を目標位置に配置することができる。

【0178】

なお、上述の実施形態においては、クラッチＣＬにおいて、回転軸ＡＸと平行な方向において、ディスク８２が実質的に移動せずに、プレート８３が移動することとした。プレート８３が移動せずにディスク８２が移動してもよいし、ディスク８２及びプレート８３の両方が移動してもよい。例えば、ディスク８２とプレート８３とが接触する係合位置Ｐｅと離れる解放位置Ｐｆとの間でディスク８２が移動してもよいし、ディスク８２及びプレート８３の両方が移動してもよい。回転軸ＡＸと平行な方向にディスク８２が移動する場合、ストロークセンサ３４は、回転軸ＡＸと平行な方向のディスク８２の位置を検出してもよい。回転軸ＡＸと平行な方向にディスク８２及びプレート８３の両方が移動する場合、ストロークセンサ３４は、回転軸ＡＸと平行な方向のディスク８２及びプレート８３の両方の位置を検出してもよい。待機位置設定部１０５は、ディスク８２及びプレート８３の少なくとも一方が係合位置Ｐｅに配置されたときのストロークセンサ３４の検出信号に基づいて、待機位置Ｐｗを更新することができる。

【0179】

なお、上述の実施形態においては、クラッチＣＬにおいて、ディスク８２が回転軸ＡＸを中心に回転し、プレート８３は回転しないこととした。ディスク８２が回転せず、プレート８３が回転してもよいし、ディスク８２及びプレート８３の両方が回転してもよい。

【0180】

なお、上述の実施形態においては、ＬクラッチＣＬに待機位置Ｐｗが設定され、ＨクラッチＣＨには待機位置Ｐｗが設定されない状態で、ＬクラッチＣＬ及びＨクラッチＣＨが制御されることとした。ＨクラッチＣＨに待機位置Ｐｗが設定され、ＬクラッチＣＬには待機位置Ｐｗが設定されない状態で、ＬクラッチＣＬ及びＨクラッチＣＨが制御されてもよい。ＬクラッチＣＬ及びＨクラッチＣＨの両方に待機位置Ｐｗが設定された状態で、ＬクラッチＣＬ及びＨクラッチＣＨが制御されてもよい。

【0181】

なお、上述の実施形態においては、複数の規定値Ｎｒ１，Ｎｒ２，Ｎｒ３，Ｎｒ４，Ｎｒ５，Ｎｒ６が予め規定され、規定値記憶部１０７に記憶されていることとした。複数の規定値Ｎｒ１，Ｎｒ２，Ｎｒ３，Ｎｒ４，Ｎｒ５，Ｎｒ６の少なくとも一つが、ホイールローダ１の走行状態に基づいて、所定の周期でリアルタイムに算出され規定されてもよい。例えば、制御装置１００は、相対回転数センサ３１で検出された相対回転数Ｎｒの変化率を算出し、相対回転数Ｎｒの変化率が大きいときに、規定される規定値を大きくし、相対回転数Ｎｒの変化率が小さいときに、規定される規定値を小さくしてもよい。

【0182】

なお、上述の実施形態においては、動力伝達装置６０が電動モータを有するＥＭＴであることとした。動力伝達装置６０は、油圧モータを有するＨＭＴでもよい。

【0183】

なお、上述の実施形態においては、動力の伝達経路の切り換え時点がクラッチＣの相対回転数Ｎｒに基づいて判定されることとした。入力軸６１の回転数を検出する相対回転数センサ３１の検出信号と出力軸６２の回転数を検出する車速センサ３２の検出信号とに基づいて算出される入力軸回転数と出力軸回転数の比である速度比に基づいて、動力の伝達経路の切り換え時点が判定されてもよい。

【0184】

なお、上述の実施形態においては、Ｌクラッチ制御弁ＶＬは圧力を制御するものとしたが、作動油の流量を制御してもよいし、圧力及び流量の両方を制御してもよい。

【0185】

なお、上述の実施形態においては、作業車両１がホイールローダであることとした。上述の実施形態で説明した構成要素が適用される作業車両１は、ホイールローダに限定されず、クラッチＣを有する作業車両１に広く適用可能である。

【符号の説明】

【0186】

１…ホイールローダ（作業車両）、２…車体フレーム、３…作業機、４…走行輪、５…走行輪、６…アクスル、７…運転室、１０…走行装置、１１…ブーム、１２…バケット、１３…リフトシリンダ、１４…バケットシリンダ、１５…ベルクランク、１６…前フレーム、１７…後フレーム、１８…ステアリングシリンダ、２１…エンジン、２１Ｃ…燃料噴射装置、２２…パワーテイクオフ、２３…作業機ポンプ、２４…ステアリングポンプ、２５…トランスミッションポンプ、３１…相対回転数センサ、３２…車速センサ、３４…ストロークセンサ、３４Ｂ…本体部材、３４Ｐ…接触部材、４１…作業機制御弁、４２…ステアリング制御弁、５０…操作装置、５１…アクセル操作装置、５２…作業機操作装置、５３…変速操作装置、５４…前後進操作装置、５７…ステアリング操作装置、５８…ブレーキ操作装置、６０…動力伝達装置、６１…入力軸、６２…出力軸、６３…歯車機構、６３Ａ…前後進切換機構、６３Ｂ…変速機構、６７…伝達軸、６８…遊星歯車機構、６９…遊星歯車機構、７０…モード切換機構、７１…出力ギア、７２…固定端、８１…シリンダ、８１Ａ…第１プレート部、８１Ｂ…第２プレート部、８１Ｈ…空間、８１Ｓ…支持部、８２…ディスク、８３…プレート、８４…流路、８５…ばね、９０…駆動装置、９１…ピストン、９１Ａ…内側プレート部、９１Ｂ…外側プレート部、９１Ｃ…連結部、９２…ばね、１００…制御装置、１００Ａ…演算処理装置、１００Ｂ…記憶装置、１００Ｃ…入出力インターフェース、１０２…相対回転数取得部、１０３…プレート位置取得部、１０５…待機位置設定部、１０６…制御部、１０７…規定値記憶部、Ｃ…クラッチ、ＣＦ…前進用クラッチ、ＣＲ…後進用クラッチ、ＣＨ…Ｈクラッチ、ＣＬ…Ｌクラッチ、Ｃａ１…キャリア、Ｃａ２…キャリア、Ｇｃ１…キャリアギア、Ｇｍ１…第１モータギア、Ｇｍ２…第２モータギア、Ｇｒ１…リング外周ギア、Ｇｒ２…リング外周ギア、Ｉ１…第１インバータ、Ｉ２…第２インバータ、ＭＧ１…第１モータ、ＭＧ２…第２モータ、Ｐ１…遊星ギア、Ｐ２…遊星ギア、Ｒ１…リングギア、Ｒ２…リングギア、Ｓ１…サンギア、Ｓ２…サンギア、Ｖ…クラッチ制御弁、ＶＦ…前進用クラッチ制御弁、ＶＲ…後進用クラッチ制御弁、ＶＨ…Ｈクラッチ制御弁、ＶＬ…Ｌクラッチ制御弁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】