(57)【要約】【課題】動力伝達装置の駆動力の伝達経路が複数ある作業車両において、伝達経路の切り替えが頻繁に行われることによって生じるハンチングを抑止する。【解決手段】動力伝達装置は、動力伝達装置での駆動力の伝達経路を切り換えるための第１クラッチ及び第２クラッチを含む。作業車両に備えられるクラッチ制御部は、速度比パラメータがモード切換閾値に到達すると、伝達経路を第１モード及び第２モードのいずれか一方のモードから他方のモードへ切り換える。当該クラッチ制御部は、切り換えてからの経過時間が所定の初期値を有する切換禁止期間内であるとき、速度比パラメータがモード切換閾値に再び到達しても、切換禁止期間が満了するまで他方のモードを維持する。作業車両に備えられるトリガ検出部は、切換禁止期間において所定の操作を検出すると、切換禁止期間を満了させる。【選択図】図７
2015116839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される作業機と、
前記エンジンによって駆動される走行装置と、
前記エンジンからの駆動力を前記走行装置に伝達する動力伝達装置と、
前記動力伝達装置を制御する制御部と、
オペレータによって操作される操作装置と、
を備え、
前記動力伝達装置は、
入力軸と、
出力軸と、
遊星歯車機構を含み、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する歯車機構と、
前記遊星歯車機構の回転要素に接続されるモータと、
前記動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第１モードに切り換えるための第１クラッチと、
前記動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第２モードに切り換えるための第２クラッチと、
を含み、
前記伝達経路が前記第１モードであるとき、前記第１クラッチは接続状態であり、前記第２クラッチは切断状態であり、
前記伝達経路は前記第２モードであるとき、前記第２クラッチは接続状態であり、前記第１クラッチは切断状態であり、
前記動力伝達装置では、前記モータの回転速度が変化することによって、前記入力軸に対する前記出力軸の速度比が変化し、
前記速度比に対応する速度比パラメータが、所定のモード切換閾値であるときに、前記第１モードでの前記入力軸に対する前記モータの回転速度比と、前記第２モードでの前記入力軸に対する前記モータの回転速度比とは等しくなり、
前記制御部は、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に到達すると、前記伝達経路を前記第１モード及び前記第２モードのいずれか一方のモードから他方のモードへ切り換えるクラッチ制御部と、
オペレータによる所定の操作がされているか否かを検出するトリガ操作検出部と、
前記伝達経路が前記他方のモードに切り換えられた第１時間から経過した時間を計測するタイマと、
を含み、
前記クラッチ制御部は、
前記経過した時間が所定の初期値を有する切換禁止期間内であるとき、前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に再び到達しても、前記切換禁止期間が満了するまで前記他方のモードを維持し、
前記トリガ操作検出部は、
前記切換禁止期間において前記所定の操作を検出すると、前記切換禁止期間を満了させる、
作業車両。
【請求項２】
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値以上である第１範囲及び前記速度比パラメータが前記モード切換閾値以下である第２範囲のいずれか一方の範囲が適正範囲と定められ、他方の範囲が不適正範囲と定められ、
前記切換禁止期間が満了した第２時間において、前記速度比パラメータが前記不適正範囲に属する場合、前記制御部は、前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に一致させるように制御し、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値となると、前記クラッチ制御部は、前記一方のモードへ切り換える、請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
エンジンと、
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される作業機と、
前記エンジンによって駆動される走行装置と、
前記エンジンからの駆動力を前記走行装置に伝達する動力伝達装置と、
前記動力伝達装置を制御する制御部と、
を備え、
前記動力伝達装置は、
入力軸と、
出力軸と、
遊星歯車機構を含み、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する歯車機構と、
前記遊星歯車機構の回転要素に接続されるモータと、
前記動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第１モードに切り換えるための第１クラッチと、
前記動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第２モードに切り換えるための第２クラッチと、
を含み、
前記伝達経路が前記第１モードであるとき、前記第１クラッチは接続状態であり、前記第２クラッチは切断状態であり、
前記伝達経路は前記第２モードであるとき、前記第２クラッチは接続状態であり、前記第１クラッチは切断状態であり、
前記動力伝達装置では、前記モータの回転速度が変化することによって、前記入力軸に対する前記出力軸の速度比が変化し、
前記速度比に対応する速度比パラメータが、所定のモード切換閾値であるときに、前記第１モードでの前記入力軸に対する前記モータの回転速度比と、前記第２モードでの前記入力軸に対する前記モータの回転速度比とは等しくなり、
前記制御部は、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に到達すると、前記伝達経路を前記第１モード及び前記第２モードのいずれか一方のモードから他方のモードへ切り換えるクラッチ制御部と、
前記伝達経路が前記他方のモードに切り換えられた第１時間から経過した時間を計測するタイマと、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値を含む第３範囲から外れたか否かを検出する速度比変化検出部と、
を含み、
前記クラッチ制御部は、
前記経過した時間が所定の初期値を有する切換禁止期間内であるとき、前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に再び到達しても、前記切換禁止期間が満了するまで前記他方のモードを維持し、
前記速度比変化検出部は、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値を含む第３範囲から外れたことを検出すると、前記切換禁止期間を満了させる、
作業車両。
【請求項４】
前記速度比パラメータが前記第３範囲から外れたことによって前記切換禁止期間が満了した後、前記制御部は、前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に一致させるように制御し、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値となると、前記クラッチ制御部は、前記一方のモードへ切り換える、請求項３に記載の作業車両。
【請求項５】
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値以上である第１範囲及び前記速度比パラメータが前記モード切換閾値以下である第２範囲のいずれか一方の範囲が適正範囲と定められ、他方の範囲が不適正範囲と定められ、
前記第１範囲が前記適正範囲と定められるとき、前記速度比変化検出部は、前記モード切換閾値から所定値だけ小さい値以上の範囲を前記第３範囲として設定し、
前記第２範囲が前記適正範囲と定められるとき、前記速度比変化検出部は、前記モード切換閾値から所定値だけ大きい値以下の範囲を前記第３範囲として設定する、請求項３または４に記載の作業車両。
【請求項６】
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値以上である第１範囲及び前記速度比パラメータが前記モード切換閾値以下である第２範囲のいずれか一方の範囲が適正範囲と定められ、他方の範囲が不適正範囲と定められ、
前記切換禁止期間満了した第２時間において、前記速度比パラメータが前記不適正範囲に属する場合、前記制御部は、前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に一致させるように制御し、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値となると、前記クラッチ制御部は、前記一方のモードへ切り換える、請求項３に記載の作業車両。
【請求項７】
前記操作装置は、ブレーキ操作部材を含み、
前記所定の操作は、所定の第１変化量以上、前記ブレーキ操作部材の操作量を変化させる操作であることを特徴とする、請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項８】
前記操作装置は、アクセル操作部材を含み、
前記所定の操作は、所定の第２変化量以上、前記アクセル操作部材の操作量を変化させる操作であることを特徴とする、請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項９】
前記操作装置は、前後進切換操作部材を含み、
前記所定の操作は、前記第１時間の前記前後進切換操作部材の位置と異なる位置に前記前後進切換操作部材を移動させる操作であることを特徴とする、請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項１０】
前記操作装置は、変速操作部材を含み、
前記所定の操作は、前記第１時間の変速段と異なる変速段に変更するために前記変速操作部材を操作する操作であることを特徴とする、請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項１１】
前記変速操作部材は、シフトレンジレバーであり、
前記所定の操作は、前記第１時間の前記シフトレンジレバーの位置と異なる位置に前記シフトレンジレバーを移動させる操作であることを特徴とする、請求項１０に記載の作業車両。
【請求項１２】
前記変速操作部材は、キックダウンボタンであり、
前記所定の操作は、前記キックダウンボタンを押下する操作であることを特徴とする、請求項１０に記載の作業車両。
【請求項１３】
動力伝達装置を備える作業車両の制御方法であって、
前記動力伝達装置は、
入力軸と、
出力軸と、
遊星歯車機構を含み、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する歯車機構と、
前記遊星歯車機構の回転要素に接続されるモータと、
前記動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第１モードに切り換えるための第１クラッチと、
前記動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第２モードに切り換えるための第２クラッチと、
を含み、
前記伝達経路が前記第１モードであるとき、前記第１クラッチは接続状態であり、前記第２クラッチは切断状態であり、
前記伝達経路は前記第２モードであるとき、前記第２クラッチは接続状態であり、前記第１クラッチは切断状態であり、
前記動力伝達装置では、前記モータの回転速度が変化することによって、前記入力軸に対する前記出力軸の速度比が変化し、
前記速度比に対応する速度比パラメータが、所定のモード切換閾値であるときに、前記第１モードでの前記入力軸に対する前記モータの回転速度比と、前記第２モードでの前記入力軸に対する前記モータの回転速度比とは等しくなり、
前記制御方法は、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に到達すると、前記伝達経路を前記第１モード及び前記第２モードのいずれか一方のモードから他方のモードへ切り換え、
オペレータによる所定の操作がされているか否かを検出し、
前記伝達経路が前記他方のモードに切り換えられた第１時間から経過した時間を計測し、
前記経過した時間が所定の初期値を有する切換禁止期間内であるとき、前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に再び到達しても、前記切換禁止期間が満了するまで前記他方のモードを維持し、
前記切換禁止期間において前記所定の操作を検出すると、前記切換禁止期間を満了させる、
作業車両の制御方法。
【請求項１４】
動力伝達装置を備える作業車両の制御方法であって、
前記動力伝達装置は、
入力軸と、
出力軸と、
遊星歯車機構を含み、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する歯車機構と、
前記遊星歯車機構の回転要素に接続されるモータと、
前記動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第１モードに切り換えるための第１クラッチと、
前記動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第２モードに切り換えるための第２クラッチと、
を含み、
前記伝達経路が前記第１モードであるとき、前記第１クラッチは接続状態であり、前記第２クラッチは切断状態であり、
前記伝達経路は前記第２モードであるとき、前記第２クラッチは接続状態であり、前記第１クラッチは切断状態であり、
前記動力伝達装置では、前記モータの回転速度が変化することによって、前記入力軸に対する前記出力軸の速度比が変化し、
前記速度比に対応する速度比パラメータが、所定のモード切換閾値であるときに、前記第１モードでの前記入力軸に対する前記モータの回転速度比と、前記第２モードでの前記入力軸に対する前記モータの回転速度比とは等しくなり、
前記制御方法は、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に到達すると、前記伝達経路を前記第１モード及び前記第２モードのいずれか一方のモードから他方のモードへ切り換え、
前記伝達経路が前記他方のモードに切り換えられた第１時間から経過した時間を計測し、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値を含む所定の第３範囲から外れたか否かを検出し、
前記経過した時間が所定の初期値を有する切換禁止期間内であるとき、前記速度比パラメータが前記モード切換閾値に再び到達しても、前記切換禁止期間が満了するまで前記他方のモードを維持し、
前記速度比パラメータが前記モード切換閾値を含む第３範囲から外れたことを検出すると、前記切換禁止期間を満了させる、
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、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダ等の作業車両として、トルクコンバータと多段式の変速装置とを有する動力伝達装置（以下、「トルクコンバータ式の変速装置」と呼ぶ）を備えるものが公知となっている。一方、近年、トルクコンバータ式の変速装置に代わる動力伝達装置として、ＨＭＴ（油圧−機械式変速装置）及びＥＭＴ（電気−機械式変速装置）が知られている。
【０００３】
特許文献１に開示されているように、ＨＭＴは、歯車機構と、歯車機構の回転要素に接続されるモータとを含み、エンジンからの駆動力の一部を油圧に変換して走行装置に伝達するとともに、駆動力の残部を機械的に走行装置に伝達する。
【０００４】
ＨＭＴは、無段変速を可能にするために、例えば、遊星歯車機構と油圧モータとを備えている。遊星歯車機構のサンギア、キャリア、リングギアの３要素のうちの第１要素が入力軸に連結され、第２要素が出力軸に連結されている。また、第３要素が油圧モータに連結されている。油圧モータは、作業車両の走行状況に応じて、モータ及びポンプのいずれかとして機能する。ＨＭＴでは、この油圧モータの回転速度が変化することによって、出力軸の回転速度が無段に変化する。
【０００５】
また、ＥＭＴでは、ＨＭＴにおける油圧モータの代わりに、電動モータが用いられている。電動モータは、作業車両の走行状況に応じて、モータ及び発電機のいずれかとして機能する。ＨＭＴと同様に、ＥＭＴでは、この電動モータの回転速度が変化することによって、出力軸の回転速度が無段に変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
ＨＭＴ或いはＥＭＴには、動力の伝達経路が２つのモードに切り換えられるものもある。このような複数のモードを切換える形式のＨＭＴ或いはＥＭＴは、広い速度比を比較的小さい動力伝達装置で実現できることが知られている。２つのモードの一方は低速走行時のモード（以下、「低速（Ｌｏ）モード」と呼ぶ）であり、もう一方は高速走行時のモード（以下、「高速（Ｈｉ）モード」と呼ぶ）である。一般的に、各伝達経路に接続するためのクラッチの係合／切断により、モードの切換が行われる。モードの切換は、例えば、動力伝達装置の速度比に応じて行われる。速度比が所定のモード切換閾値以下であるときにはＬｏモードが設定される。速度比がモード切換閾値より大きいときにはＨｉモードが設定される。
【０００８】
このとき、上述するクラッチの係合／切断による影響で、作業車両の速度比がモード切換閾値付近で変動することがある。図１６は、このような場合における動力伝達経路のモードの変化を示している。図１６の例では、時間ｔ１において、Ｈｉモードに対応するクラッチを切断し、Ｌｏモードに対応するクラッチを接続している。このクラッチ切換時のショックにより、歯車機構内部の軸のねじれ量の急変や、歯車のバックラッシ（Ｂａｃｋｌａｓｈ）による角度の変化、タイヤのねじれ量の変化が生じている。この結果、時間ｔ１以降において速度比の変動が発生している。
【０００９】
図１６の例では、時間ｔ１までは、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以上なので、Ｈｉモードが設定されている。時間ｔ１〜ｔ２の間、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以下なので、Ｌｏモードが設定されている。時間ｔ２〜ｔ３の間、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以上なので、Ｈｉモードが設定されている。時間ｔ３以降は、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以下となるなので、Ｌｏモードが設定されている。
【００１０】
このように、動力伝達装置を通過する通過トルクの変動やクラッチ係合時にクラッチ相対回転速度が急激に０になることにより、車体の揺れが誘発される。その結果、オペレータが受ける不快感が増大する。
【００１１】
本発明の課題は、ＨＭＴ或いはＥＭＴ式の動力伝達装置の駆動力の伝達経路が複数ある作業車両であって、伝達経路の切り替えが頻繁に行われるハンチングを抑止する作業車両及び作業車両の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】
【００１２】
本発明の第１の態様に係る作業車両は、エンジンと、油圧ポンプと、作業機と、走行装置と、動力伝達装置と、制御部と、操作装置と、を備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。走行装置は、エンジンによって駆動される。動力伝達装置は、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する。制御部は、動力伝達装置を制御する。操作装置は、オペレータによって操作される。
【００１３】
動力伝達装置は、入力軸と、出力軸と、歯車機構と、モータと、第１クラッチと、第２クラッチと、を含む。歯車機構は、遊星歯車機構を含み、入力軸の回転を出力軸に伝達する。モータは、遊星歯車機構の回転要素に接続される。第１クラッチは、動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第１モードに切り換える。第２クラッチは、動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第２モードに切り換える。伝達経路が第１モードであるとき、第１クラッチは接続状態であり、第２クラッチは切断状態である。伝達経路が第２モードであるとき、第２クラッチは接続状態であり、第１クラッチは切断状態である。
【００１４】
動力伝達装置では、モータの回転速度が変化することによって、入力軸に対する出力軸の速度比が変化する。好ましくは、速度比に対応する速度比パラメータが所定のモード切換閾値であるときに、第１モードでの入力軸に対するモータの回転速度比と、第２モードでの入力軸に対するモータの回転速度比とは等しくなる。
【００１５】
制御部は、トリガ操作検出部と、タイマと、クラッチ制御部と、を含む。クラッチ制御部は、速度比パラメータがモード切換閾値に到達すると、伝達経路を第１モード及び第２モードのいずれか一方のモードから他方のモードへ切り換える。トリガ操作検出部は、オペレータによる所定の操作がされているか否かを検出する。タイマは、伝達経路が他方のモードに切り換えられた第１時間から経過した時間を計測する。クラッチ制御部は、経過した時間が所定の初期値を有する切換禁止期間内であるとき、速度比パラメータがモード切換閾値に再び到達しても、切換禁止期間が満了するまで他方のモードを維持する。トリガ検出部は、切換禁止期間において所定の操作を検出すると、切換禁止期間を満了させる。
【００１６】
速度比パラメータがモード切換閾値以上である第１範囲及び速度比パラメータがモード切換閾値以下である第２範囲のいずれか一方の範囲が適正範囲と定められ、他方の範囲が不適正範囲と定められるとよい。そして、切換禁止期間が満了した第２時間において、速度比パラメータが不適正範囲に属する場合、制御部は、速度比パラメータをモード切換閾値に一致させるように制御するとよい。そして、速度比パラメータがモード切換閾値となると、クラッチ制御部は、一方のモードへ切り換えるとよい。
【００１７】
操作装置は、ブレーキ操作部材を含むとよい。そして、所定の操作は、所定の第１変化量以上、ブレーキ操作部材の操作量を変化させる操作であるとよい。
【００１８】
操作装置は、アクセル操作部材を含むとよい。そして、所定の操作は、所定の第２変化量以上、アクセル操作部材の操作量を変化させる操作であるとよい。
【００１９】
操作装置は、前後進切換操作部材を含むとよい。そして、所定の操作は、第１時間の前後進切換操作部材の位置と異なる位置に前後進切換操作部材を移動させる操作であるとよい。
【００２０】
操作装置は、変速操作部材を含むとよい。そして、所定の操作は、第１時間の変速段と異なる変速段に変更するために変速操作部材を操作する操作であるとよい。
【００２１】
変速操作部材は、シフトレンジレバーであるとよい。そして、所定の操作は、第１時間のシフトレンジレバーの位置と異なる位置にシフトレンジレバーを移動させる操作であるとよい。
【００２２】
変速操作部材は、キックダウンボタンであるとよい。そして、所定の操作は、キックダウンボタンを押下する操作であるとよい。
【００２３】
本発明の第２の態様に係る作業車両は、エンジンと、油圧ポンプと、作業機と、走行装置と、動力伝達装置と、制御部と、を備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。走行装置は、エンジンによって駆動される。動力伝達装置は、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する。制御部は、動力伝達装置を制御する。
【００２４】
動力伝達装置は、入力軸と、出力軸と、歯車機構と、モータと、第１クラッチと、第２クラッチと、を含む。歯車機構は、遊星歯車機構を含み、入力軸の回転を出力軸に伝達する。モータは、遊星歯車機構の回転要素に接続される。第１クラッチは、動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第１モードに切り換える。第２クラッチは、動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第２モードに切り換える。伝達経路が第１モードであるとき、第１クラッチは接続状態であり、第２クラッチは切断状態である。伝達経路が第２モードであるとき、第２クラッチは接続状態であり、第１クラッチは切断状態である。
【００２５】
動力伝達装置では、モータの回転速度が変化することによって、入力軸に対する出力軸の速度比が変化する。好ましくは、速度比に対応する速度比パラメータが所定のモード切換閾値であるときに、第１モードでの入力軸に対するモータの回転速度比と、第２モードでの入力軸に対するモータの回転速度比とは等しくなる。
【００２６】
制御部は、タイマと、速度比変化検出部と、クラッチ制御部と、を含む。クラッチ制御部は、速度比パラメータがモード切換閾値に到達すると、伝達経路を第１モード及び第２モードのいずれか一方のモードから他方のモードへ切り換える。タイマは、伝達経路が他方のモードに切り換えられた第１時間から経過した時間を計測する。速度比変化検出部は、速度比パラメータがモード切換閾値を含む所定の第３範囲から外れたか否かを検出する。クラッチ制御部は、経過した時間が所定の初期値を有する切換禁止期間内であるとき、速度比パラメータがモード切換閾値に再び到達しても、切換禁止期間が満了するまで他方のモードを維持する。速度比変化検出部は、速度比パラメータがモード切換閾値を含む第３範囲から外れたことを検出すると、切換禁止期間を満了させる。
【００２７】
速度比パラメータが第３範囲から外れたことによって切換禁止期間が満了した後、制御部は、速度比パラメータをモード切換閾値に一致させるように制御するとよい。そして、速度比パラメータがモード切換閾値となると、クラッチ制御部は、一方のモードへ切り換えるとよい。
【００２８】
速度比パラメータがモード切換閾値以上である第１範囲及び速度比パラメータがモード切換閾値以下である第２範囲のいずれか一方の範囲が適正範囲と定められ、他方の範囲が不適正範囲と定められるとよい。そして、第１範囲が適正範囲と定められるとき、速度比変化検出部は、モード切換閾値から所定値だけ小さい値以上の範囲を第３範囲として設定するとよい。また、前記第２範囲が前記適正範囲と定められるとき、速度比変化検出部は、モード切換閾値から所定値だけ大きい値以下の範囲を第３範囲として設定するとよい。
【００２９】
本発明の第２態様に係る作業車両において、速度比パラメータがモード切換閾値以上である第１範囲及び速度比パラメータがモード切換閾値以下である第２範囲のいずれか一方の範囲が適正範囲と定められ、他方の範囲が不適正範囲と定められるとよい。そして、切換禁止期間満了した第２時間において、速度比パラメータが不適正範囲に属する場合、制御部は、速度比パラメータをモード切換閾値に一致させるように制御するとよい。そして、速度比パラメータがモード切換閾値となると、クラッチ制御部は、一方のモードへ切り換えるとよい。
【００３０】
本発明の第３の態様に係る制御方法は、動力伝達装置を備える作業車両の制御方法である。動力伝達装置は、入力軸と、出力軸と、歯車機構と、モータと、第１クラッチと、第２クラッチと、を含む。歯車機構は、遊星歯車機構を含み、入力軸の回転を出力軸に伝達する。モータは、遊星歯車機構の回転要素に接続される。第１クラッチは、動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第１モードに切り換える。第２クラッチは、動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第２モードに切り換える。伝達経路が第１モードであるとき、第１クラッチは接続状態であり、第２クラッチは切断状態である。伝達経路が第２モードであるとき、第２クラッチは接続状態であり、第１クラッチは切断状態である。
【００３１】
動力伝達装置では、モータの回転速度が変化することによって、入力軸に対する出力軸の速度比を変化する。好ましくは、速度比に対応する速度比パラメータが所定のモード切換閾値であるときに、第１モードでの入力軸に対するモータの回転速度比と、第２モードでの入力軸に対するモータの回転速度比とは等しくなる。
【００３２】
制御方法は、以下の５つの動作を含む。第１の動作は、速度比パラメータがモード切換閾値に到達すると、伝達経路を第１モード及び第２モードのいずれか一方のモードから他方のモードへ切り換える動作である。第２の動作は、オペレータによる所定の操作がされているか否かを検出する動作である。第３の動作は、伝達経路が他方のモードに切り換えられた第１時間から経過した時間を計測する動作である。第４の動作は、経過した時間が所定の初期値を有する切換禁止期間内であるとき、速度比パラメータがモード切換閾値に再び到達しても、切換禁止期間が満了するまで他方のモードを維持する動作である。第５の動作は、切換禁止期間において所定の操作を検出すると、切換禁止期間を満了させる動作である。
【００３３】
本発明の第４の態様に係る制御方法は、動力伝達装置を備える作業車両の制御方法である。動力伝達装置は、入力軸と、出力軸と、歯車機構と、モータと、第１クラッチと、第２クラッチと、を含む。歯車機構は、遊星歯車機構を含み、入力軸の回転を出力軸に伝達する。モータは、遊星歯車機構の回転要素に接続される。第１クラッチは、動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第１モードに切り換える。第２クラッチは、動力伝達装置での駆動力の伝達経路を第２モードに切り換える。伝達経路が第１モードであるとき、第１クラッチは接続状態であり、第２クラッチは切断状態である。伝達経路が第２モードであるとき、第２クラッチは接続状態であり、第１クラッチは切断状態である。
【００３４】
動力伝達装置では、モータの回転速度が変化することによって、入力軸に対する出力軸の速度比が変化する。好ましくは、速度比に対応する速度比パラメータが所定のモード切換閾値であるときに、第１モードでの入力軸に対するモータの回転速度比と、第２モードでの入力軸に対するモータの回転速度比とは等しくなる。
【００３５】
制御方法は、以下の５つの動作を含む。第１の動作は、速度比パラメータがモード切換閾値に到達すると、伝達経路を第１モード及び第２モードのいずれか一方のモードから他方のモードへ切り換える動作である。第２の動作は、伝達経路が他方のモードに切り換えられた第１時間から経過した時間を計測する動作である。第３の動作は、速度比パラメータがモード切換閾値を含む所定の第３範囲から外れたか否かを検出する動作である。第４の動作は、経過した時間が所定の初期値を有する切換禁止期間内であるとき、速度比パラメータがモード切換閾値に再び到達しても、切換禁止期間が満了するまで他方のモードを維持する動作である。第５の動作は、速度比パラメータがモード切換閾値を含む第３範囲から外れたことを検出すると、切換禁止期間を満了させる動作である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、クラッチ制御部は、切換禁止期間において速度比パラメータがモード切換閾値に到達しても、切換禁止期間が満了するまで他方のモードを維持する。したがって、短時間の間に速度比がモード切換閾値付近で変化するような状態であっても、モード切換が頻繁に行われることが抑止される。したがって、ＨＭＴ或いはＥＭＴ式の動力伝達装置の駆動力の伝達経路が複数ある作業車両であって、伝達経路の切り替えが頻繁に行われるハンチングを抑止する作業車両及び作業車両の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態に係る作業車両の側面図である。
【図２】作業車両の構成を示す模式図である。
【図３】動力伝達装置の構成を示す模式図である。
【図４】作業車両の各変速段の走行性能曲線の一例を示す図である。
【図５】動力伝達装置の速度比に対する第１モータ及び第２モータの回転速度の変化を示す図である。
【図６】第１遊星歯車機構と第２遊星歯車機構との各要素の回転速度と歯数との関係を示す共線図である。
【図７】第１の実施形態に係る制御部の内部構成の詳細を示すブロック図である。
【図８】Ｌｏモードにおいて、機械的要素によって伝達されるパワーと、電気的要素によって伝達されるパワーとの関係を示した図である。
【図９】Ｈｉモードにおいて、機械的要素によって伝達されるパワーと、電気的要素によって伝達されるパワーとの関係を示した図である。
【図１０】トリガ操作が検出されない場合の速度比およびモードの時間変化の一例を示すグラフである。
【図１１】トリガ操作が検出される場合の速度比およびモードの時間変化の一例を示すグラフである。
【図１２】第２の実施形態に係る制御部の内部構成の詳細を示すブロック図である。
【図１３】速度比が第３範囲から外れたことが検出される場合の速度比およびモードの時間変化の一例を示すグラフである。
【図１４】他の実施形態にかかる動力伝達装置の構成を示す模式図である。
【図１５】他の実施形態にかかる動力伝達装置の速度比に対する第１モータ及び第２モータの回転速度の変化を示す図である。
【図１６】従来技術における動力伝達経路のモードの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る作業車両１の側面図である。図１に示すように、作業車両１は、車体フレーム２と、作業機３と、走行輪４，５と、運転室６とを備えている。作業車両１は、ホイールローダであり、走行輪４，５が回転駆動されることにより走行する。作業車両１は、作業機３を用いて掘削等の作業を行うことができる。
【００３９】
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とは互いに左右方向に揺動可能に取り付けられている。前フレーム１６には、作業機３および走行輪４が取り付けられている。作業機３は、後述する作業機ポンプ２３（図２参照）からの作動油によって駆動される。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に装着されている。作業機３は、リフトシリンダ１３とバケットシリンダ１４とを含む。リフトシリンダ１３とバケットシリンダ１４とは、油圧シリンダである。リフトシリンダ１３の一端は前フレーム１６に取り付けられている。リフトシリンダ１３の他端はブーム１１に取り付けられている。リフトシリンダ１３が作業機ポンプ２３からの作動油によって伸縮することによって、ブーム１１が上下に回動する。バケット１２は、ブーム１１の先端に取り付けられている。バケットシリンダ１４の一端は車体フレーム２に取り付けられている。バケットシリンダ１４の他端はベルクランク１５を介してバケット１２に取り付けられている。バケットシリンダ１４が、作業機ポンプ２３からの作動油によって伸縮することによって、バケット１２が上下に回動する。
【００４０】
後フレーム１７には、運転室６及び走行輪５が取り付けられている。運転室６は、車体フレーム２上に載置されている。運転室６内には、オペレータが着座するシートや、後述する操作装置などが配置されている。
【００４１】
作業車両１は、ステアリングシリンダ１８を含む。ステアリングシリンダ１８は、前フレーム１６と後フレーム１７とに取り付けられている。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が、後述するステアリングポンプ２８からの作動油によって伸縮することによって、作業車両１の進行方向が左右に変更される。
【００４２】
図２は、作業車両１の構成を示す模式図である。図２に示すように、作業車両１は、エンジン２１、ＰＴＯ２２、動力伝達装置２４、走行装置２５、操作装置２６、制御部２７などを備えている。
【００４３】
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の出力は、エンジン２１のシリンダ内に噴射する燃料量を調整することにより制御される。燃料量の調整は、エンジン２１に取り付けられた燃料噴射装置２１Ｃを制御部２７が制御することで行われる。作業車両１は、エンジン回転速度検出部３１を備えている。エンジン回転速度検出部３１は、エンジン回転速度を検出し、エンジン回転速度を示す検出信号を制御部２７へ送る。
【００４４】
作業車両１は、作業機ポンプ２３と、ステアリングポンプ２８と、トランスミッションポンプ２９とを有する。作業機ポンプ２３と、ステアリングポンプ２８と、トランスミッションポンプ２９とは、油圧ポンプである。ＰＴＯ２２は、これらの油圧ポンプ２３，２８，２９に、エンジン２１からの駆動力の一部を伝達する。すなわち、ＰＴＯ２２は、これらの油圧ポンプ２３，２８，２９と、動力伝達装置２４とにエンジン２１からの駆動力を分配する。
【００４５】
作業機ポンプ２３は、エンジン２１からの駆動力によって駆動される。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、上述したリフトシリンダ１３とバケットシリンダ１４とに供給される。作業車両１は、作業機ポンプ圧検出部３２を備えている。作業機ポンプ圧検出部３２は、作業機ポンプ２３からの作動油の吐出圧（以下、「作業機ポンプ圧」と呼ぶ）を検出し、作業機ポンプ圧を示す検出信号を制御部２７へ送る。
【００４６】
作業機ポンプ２３は、可変容量型の油圧ポンプである。作業機ポンプ２３の斜板或いは斜軸の傾転角が変更されることにより、作業機ポンプ２３の吐出容量が変更される。作業機ポンプ２３には、第１容量制御装置４２が接続されている。第１容量制御装置４２は、制御部２７によって制御され、作業機ポンプ２３の傾転角を変更する。これにより、作業機ポンプ２３の吐出容量が制御部２７によって制御される。例えば、第１容量制御装置４２は、作業機制御弁４１の前後での差圧が一定になるように、作業機ポンプ２３の傾転角を調整する。また、第１容量制御装置４２は、制御部２７からの指令信号に応じて、作業機ポンプ２３の傾転角を任意に変更することができる。詳細には、第１容量制御装置４２は、図示しない第１バルブと第２バルブとを含む。上述した作業機制御弁４１によって作業機３に供給される作動油が変更されると、作業機制御弁４１の開度の変更に応じて作業機ポンプ２３の吐出圧と作業機制御弁４１の通過後の圧力との間に差圧が発生する。第１バルブは、制御部２７によって制御されることで、作業機３の負荷が変動しても作業機制御弁４１の前後での差圧を一定にするように作業機ポンプ２３の傾転角を調整する。また、第２バルブは、制御部２７によって制御されることで、作業機ポンプ２３の傾転角をさらに変更することができる。作業車両１は、第１傾転角検出部３３を備えている。第１傾転角検出部３３は、作業機ポンプ２３の傾転角を検出し、傾転角を示す検出信号を制御部２７へ送る。
【００４７】
ステアリングポンプ２８は、エンジン２１からの駆動力によって駆動される。ステアリングポンプ２８から吐出された作動油は、ステアリング制御弁４３を介して、上述したステアリングシリンダ１８に供給される。作業車両１は、ステアリングポンプ圧検出部３５を備えている。ステアリングポンプ圧検出部３５は、ステアリングポンプ２８からの作動油の吐出圧（以下、「ステアリングポンプ圧」と呼ぶ）を検出し、ステアリングポンプ圧を示す検出信号を制御部２７へ送る。
【００４８】
ステアリングポンプ２８は、可変容量型の油圧ポンプである。ステアリングポンプ２８の斜板或いは斜軸の傾転角が変更されることにより、ステアリングポンプ２８の吐出容量が変更される。ステアリングポンプ２８には、第２容量制御装置４４が接続されている。第２容量制御装置４４は、制御部２７によって制御され、ステアリングポンプ２８の傾転角を変更する。これにより、ステアリングポンプ２８の吐出容量が制御部２７によって制御される。作業車両１は、第２傾転角検出部３４を備えている。第２傾転角検出部３４は、ステアリングポンプ２８の傾転角を検出し、傾転角を示す検出信号を制御部２７へ送る。
【００４９】
トランスミッションポンプ２９は、エンジン２１からの駆動力によって駆動される。トランスミッションポンプ２９は、固定容量型の油圧ポンプである。トランスミッションポンプ２９から吐出された作動油は、後述するクラッチ制御弁ＶＦ，ＶＲ，ＶＬ，ＶＨを介して動力伝達装置２４のクラッチＣＦ，ＣＲ，ＣＬ，ＣＨに供給される。作業車両１は、トランスミッションポンプ圧検出部３６を備えてもよい。トランスミッションポンプ圧検出部３６は、トランスミッションポンプ２９からの作動油の吐出圧（以下、「トランスミッションポンプ圧」と呼ぶ）を検出し、トランスミッションポンプ圧を示す検出信号を制御部２７へ送る。
【００５０】
ＰＴＯ２２は、エンジン２１からの駆動力の一部を動力伝達装置２４に伝達する。動力伝達装置２４は、エンジン２１からの駆動力を走行装置２５に伝達する。動力伝達装置２４は、エンジン２１からの駆動力を変速して出力する。動力伝達装置２４の構成については後に詳細に説明する。
【００５１】
走行装置２５は、アクスル４５と、走行輪４，５とを有する。アクスル４５は、動力伝達装置２４からの駆動力を走行輪４，５に伝達する。これにより、走行輪４，５が回転する。作業車両１は、出力回転速度検出部３７と入力回転速度検出部３８とを備えている。出力回転速度検出部３７は、動力伝達装置２４の出力軸６３の回転速度（以下、「出力回転速度」と呼ぶ）を検出する。出力回転速度は車速に対応しているため、出力回転速度検出部３７は、出力回転速度を検出することで車速を検出する。入力回転速度検出部３８は、動力伝達装置２４の入力軸６１の回転速度（以下、「入力回転速度」と呼ぶ）を検出する。出力回転速度検出部３７は、出力回転速度を示す検出信号を制御部２７に送る。入力回転速度検出部３８は、入力回転速度を示す検出信号を制御部２７に送る。
【００５２】
なお、出力回転速度検出部３７、入力回転速度検出部３８に代えて、動力伝達装置２４の内部の回転部品の回転速度を検出し、制御部２７に送る回転速度検出部を別途設けて、制御部２７がその回転部品の回転速度から入力回転速度、出力回転速度を算出してもよい。
【００５３】
操作装置２６は、オペレータによって操作される。操作装置２６は、アクセル操作装置５１と、作業機操作装置５２と、変速操作装置５３と、前後進切換操作装置５４と、ステアリング操作装置５７と、ブレーキ操作装置５９と、を有する。
【００５４】
アクセル操作装置５１は、アクセル操作部材５１ａと、アクセル操作検出部５１ｂとを有する。アクセル操作部材５１ａは、エンジン２１の目標回転速度を設定するために操作される。アクセル操作検出部５１ｂは、アクセル操作部材５１ａの操作量（以下、「アクセル操作量」と呼ぶ）を検出する。アクセル操作量とは、アクセル操作部材５１ａの踏み込み量を意味する。アクセル操作検出部５１ｂは、アクセル操作量を示す検出信号を制御部２７へ送る。
【００５５】
作業機操作装置５２は、作業機操作部材５２ａと作業機操作検出部５２ｂとを有する。作業機操作部材５２ａは、作業機３を動作させるために操作される。作業機操作検出部５２ｂは、作業機操作部材５２ａの位置を検出する。例えば、作業機操作検出部５２ｂは、作業機操作部材５２ａの傾転角に対応する電気信号に変換することにより、作業機操作部材５２ａの位置を検出する。作業機操作検出部５２ｂは、作業機操作部材５２ａの位置を示す検出信号を制御部２７に出力する。
【００５６】
変速操作装置５３は、変速操作部材５３ａと変速操作検出部５３ｂとを有する。オペレータは、変速操作部材５３ａを操作することにより、動力伝達装置２４の変速段（ｇｅａｒ  ｓｔａｇｅ）を選択することができる。変速操作検出部５３ｂは、変速操作部材５３ａが指定する変速段を検出する。変速操作検出部５３ｂは、変速操作部材５３ａが指定する変速段を示す検出信号を制御部２７に出力する。
【００５７】
変速操作部材５３ａは、シフトレンジレバー５３１及びキックダウンボタン５３２の少なくとも一方を含む。変速操作検出部５３ｂは、シフトレンジレバー５３１の位置に基づいて、１速〜Ｎ速（Ｎは自然数）までのいずれの変速段が指定されているかを検出し、シフトレンジレバー５３１が指定する変速段を示す検出信号を制御部２７に出力する。変速操作検出部５３ｂは、キックダウンボタン５３２の押下を検出すると、現在シフトレンジレバー５３１によって指定されている変速段から１段下の変速段を示す検出信号を制御部２７に所定時間出力する。所定時間経過後は、変速操作検出部５３ｂは、シフトレンジレバー５３１が指定する変速段を示す検出信号を制御部２７に出力する。なお、作業車両１の車速が所定の閾値より下回っている場合、現在シフトレンジレバー５３１によって指定されている変速段から１段下の変速段ではなく、１速を指定する検出信号を制御部２７に所定時間出力してもよい。なお、各変速段と、作業車両１の牽引力・車速との関係については後述する。
【００５８】
前後進切換操作装置５４は、前後進切換操作部材５４ａと前後進切換操作検出部５４ｂとを有する。オペレータは、前後進切換操作部材５４ａを操作することにより、作業車両１の前進と後進とを切り換えることができる。前後進切換操作検出部５４ｂは、前後進切換操作部材５４ａの位置を検出する。前後進切換操作検出部５４ｂは、前後進切換操作部材５４ａの位置に基づく前進指令・後進指令を示す検出信号を制御部２７に出力する。
【００５９】
ステアリング操作装置５７は、ステアリング操作部材５７ａを有する。ステアリング操作装置５７は、ステアリング操作部材５７ａの操作に基づきパイロット油圧をステアリング制御弁４３に供給することにより、ステアリング制御弁４３を駆動する。オペレータは、ステアリング操作部材５７ａを操作することにより、作業車両１の進行方向を左右に変更することができる。なお、ステアリング操作装置５７はステアリング操作部材５７ａの操作を電気信号に変換してステアリング制御弁４３を駆動してもよい。
【００６０】
ブレーキ操作装置５９は、ブレーキ操作部材５９ａとブレーキ操作検出部５９ｂとを有する。オペレータは、ブレーキ操作部材５９ａを操作することにより、図示しないブレーキ装置を動作させて、作業車両１に制動力を生じさせる。ブレーキ操作検出部５９ｂは、ブレーキ操作部材５９ａの操作量（以下、「ブレーキ操作量」と呼ぶ）を検出する。ブレーキ操作量とは、ブレーキ操作部材５９ａの踏み込み量を意味する。ブレーキ操作検出部５９ｂは、ブレーキ操作部材５９ａの操作量を示す検出信号を制御部２７に出力する。
【００６１】
制御部２７は、ＣＰＵなどの演算装置と、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリとを含み、作業車両１を制御するための各種の処理を行う。また、制御部２７は、動力伝達装置２４を制御するためのモータ制御部５５及びクラッチ制御部５８、並びに、記憶部５６を有する。動力伝達装置２４の制御については後に詳細に説明する。記憶部５６は、作業車両１を制御するための各種のプログラム及びデータを記憶している。
【００６２】
制御部２７は、アクセル操作量に応じたエンジン２１の目標回転速度が得られるように、指令スロットル値を示す指令信号を燃料噴射装置２１Ｃに送る。制御部２７は、作業機操作検出部５２ｂからの検出信号に基づいて作業機制御弁４１を制御することにより、油圧シリンダ１３，１４に供給される油圧を制御する。これにより、油圧シリンダ１３，１４が伸縮して、作業機３が動作する。
【００６３】
次に、動力伝達装置２４の構成について詳細に説明する。図３は、動力伝達装置２４の構成を示す模式図である。図３に示すように、動力伝達装置２４は、入力軸６１と、歯車機構６２と、出力軸６３と、第１モータＭＧ１と、第２モータＭＧ２と、キャパシタ６４と、を備えている。入力軸６１は、上述したＰＴＯ２２に接続されている。入力軸６１には、ＰＴＯ２２を介してエンジン２１からの回転が入力される。歯車機構６２は、入力軸６１の回転を出力軸６３に伝達する。出力軸６３は、上述した走行装置２５に接続されており、歯車機構６２からの回転を上述した走行装置２５に伝達する。
【００６４】
歯車機構６２は、エンジン２１からの駆動力を伝達する機構である。歯車機構６２によって、モータＭＧ１, ＭＧ２の回転速度が変化すると、入力軸６１に対する出力軸６３の速度比が変化する。歯車機構６２は、前後進切換機構６５と、変速機構６６と、を有する。
【００６５】
前後進切換機構６５は、ＦクラッチＣＦと、ＲクラッチＣＲと、図示しない各種のギアとを含む。ＦクラッチＣＦとＲクラッチＣＲとは、油圧式クラッチであり、各クラッチＣＦ，ＣＲには、トランスミッションポンプ２９からの作動油が供給される。ＦクラッチＣＦへの作動油は、Ｆクラッチ制御弁ＶＦによって制御される。ＲクラッチＣＲへの作動油は、Ｒクラッチ制御弁ＶＲによって制御される。各クラッチ制御弁ＣＦ，ＣＲは、クラッチ制御部５８からの指令信号によって制御される。ＦクラッチＣＦの接続／切断とＲクラッチＣＲの接続／切断とが切り換えられることによって、前後進切換機構６５から出力される回転の方向が切り換えられる。
【００６６】
変速機構６６は、伝達軸６７と、第１遊星歯車機構６８と、第２遊星歯車機構６９と、Ｈｉ／Ｌｏ切換機構７０と、出力ギア７１と、を含む。伝達軸６７は、前後進切換機構６５に連結されている。
【００６７】
第１遊星歯車機構６８は、第１サンギアＳ１と、複数の第１遊星ギアＰ１と、複数の第１遊星ギアＰ１を支持する第１キャリアＣ１と、第１リングギアＲ１とを含む。第１サンギアＳ１は、伝達軸６７に連結されている。複数の第１遊星ギアＰ１は、第１サンギアＳ１と噛み合い、第１キャリアＣ１に回転可能に支持されている。第１キャリアＣ１の外周部には、第１キャリアギアＧｃ１が設けられている。第１リングギアＲ１は、複数の遊星ギアＰ１に噛み合うとともに回転可能である。また、第１リングギアＲ１の外周には、第１リング外周ギアＧｒ１が設けられている。
【００６８】
第２遊星歯車機構６９は、第２サンギアＳ２と、複数の第２遊星ギアＰ２と、複数の第２遊星ギアＰ２を支持する第２キャリアＣ２と、第２リングギアＲ２とを含む。第２サンギアＳ２は第１キャリアＣ１に連結されている。複数の第２遊星ギアＰ２は、第２サンギアＳ２と噛み合い、第２キャリアＣ２に回転可能に支持されている。第２リングギアＲ２は、複数の遊星ギアＰ２に噛み合うとともに回転可能である。第２リングギアＲ２の外周には、第２リング外周ギアＧｒ２が設けられている。第２リング外周ギアＧｒ２は出力ギア７１に噛み合っており、第２リングギアＲ２の回転は出力ギア７１を介して出力軸６３に出力される。
【００６９】
Ｈｉ／Ｌｏ切換機構７０は、動力伝達装置２４における駆動力伝達経路を第１モードと第２モードとで選択的に切り換えるための機構である。本実施形態において、第１モードは、車速が高い高速モード（Ｈｉモード）であり、第２モードは、車速が低い低速モード（Ｌｏモード）である。このＨｉ／Ｌｏ切換機構７０は、Ｈｉモード時に接続されるＨクラッチＣＨと、Ｌｏモード時に接続されるＬクラッチＣＬとを含む。ＨクラッチＣＨは、第１リングギアＲ１と第２キャリアＣ２とを接続又は切断する。また、ＬクラッチＣＬは、第２キャリアＣ２と固定端７２とを接続又は切断し、第２キャリアＣ２の回転を禁止又は許容する。
【００７０】
なお、各クラッチＣＨ，ＣＬは油圧式クラッチであり、各クラッチＣＨ，ＣＬには、それぞれトランスミッションポンプ２９からの作動油が供給される。ＨクラッチＣＨへの作動油は、Ｈクラッチ制御弁ＶＨによって制御される。ＬクラッチＣＬへの作動油は、Ｌクラッチ制御弁ＶＬによって制御される。各クラッチ制御弁ＶＨ，ＶＬはクラッチ制御部５８からの指令信号によって制御される。
【００７１】
第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２は、電気エネルギーによって駆動力を発生させる駆動モータとして機能する。また、第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２は、入力される駆動力を用いて電気エネルギーを発生させるジェネレータとしても機能する。第１モータＭＧ１に回転方向と逆方向のトルクが作用するようにモータ制御部５５から指令信号が与えられた場合は、第１モータＭＧ１はジェネレータとして機能する。第１モータＭＧ１の出力軸には第１モータギアＧｍ１が固定されており、第１モータギアＧｍ１は第１キャリアギアＧｃ１に噛み合っている。つまり、第１モータＭＧ１は、第１遊星歯車機構６８の回転要素に接続される。
【００７２】
第１モータＭＧ１には第１インバータＩ１が接続されており、この第１インバータＩ１に、第１モータＭＧ１のモータトルクを制御するためのモータ指令信号がモータ制御部５５から与えられる。第１モータＭＧ１の回転速度は、第１モータ回転速度検出部７５によって検出される。第１モータ回転速度検出部７５は、第１モータＭＧ１の回転速度を示す検出信号を制御部２７に送る。
【００７３】
第２モータＭＧ２は、第１モータＭＧ１と同様の構成である。第２モータＭＧ２の出力軸には第２モータギアＧｍ２が固定されており、第２モータギアＧｍ２は第１リング外周ギアＧｒ１に噛み合っている。つまり、第２モータＭＧ２は、第１遊星歯車機構６８の回転要素に接続される。また、第２モータＭＧ２には第２インバータＩ２が接続されており、この第２インバータＩ２に、第２モータＭＧ２のモータトルクを制御するためのモータ指令信号がモータ制御部５５から与えられる。第２モータＭＧ２の回転速度は、第２モータ回転速度検出部７６によって検出される。第２モータ回転速度検出部７６は、第２モータＭＧ２の回転速度を示す検出信号を制御部２７に送る。
【００７４】
キャパシタ６４は、モータＭＧ１，ＭＧ２で発電されるエネルギーを蓄えるエネルギー貯留部として機能する。すなわち、キャパシタ６４は、各モータＭＧ１，ＭＧ２がジェネレータとして機能したときに、各モータＭＧ１，ＭＧ２で発電された電力を蓄電する。なお、キャパシタに代えて他の蓄電手段であるバッテリーが用いられてもよい。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２のうちの一方が発電し、他方が給電することによって、モータＭＧ１，ＭＧ２の各々が駆動可能である場合は、キャパシタ６４は省略されてもよい。
【００７５】
モータ制御部５５は、各種の検出部からの検出信号を受けて、モータＭＧ１，ＭＧ２への指令トルクを示す指令信号を各インバータＩ１，Ｉ２に与える。また、クラッチ制御部５８は、各クラッチＣＦ，ＣＲ，ＣＨ，ＣＬのクラッチ油圧を制御するための指令信号を各クラッチ制御弁ＶＦ，ＶＲ，ＶＨ，ＶＬに与える。これにより、動力伝達装置２４の変速比及び出力トルクが制御される。以下、動力伝達装置２４の動作について説明する。
【００７６】
つぎに、各変速段と、作業車両１の牽引力・車速との関係について説明する。図４は、作業車両１の各変速段の走行性能曲線の一例を示す図である。図４中のＧＳ１，ＧＳ２，ＧＳ３は、それぞれ、１速，２速，３速の変速段における最大牽引力を表す。図４は、作業車両１は、３段の変速段を有する場合を例示している。４段以上の変速段を有する場合、４速，５速と段数が上がるにつれて、その変速段の走行性能曲線は、速度０における牽引力が小さくなり、牽引力０における速度が大きくなるように変化する。なお、作業車両１の変速段の数は、図４に図示された数に限られず、２段であっても４段以上であってもよい。図４において、牽引力が負である場合、車速を減速するための力（所謂エンジンブレーキや回生ブレーキ）がかかっていることを意味する。また、各変速段における牽引力は、アクセルの踏み量に応じて最大牽引力までの範囲で増減する。図４におけるＧＳ１−０は、１速の変速段におけるアクセルの踏み量が０のときの牽引力を示している。図４において、アクセルの踏み量が増加するにつれて、牽引力曲線は、ＧＳ１−０からＧＳ１に向かって移動する。２速，３速のときも同様である。
【００７７】
制御部２７は、図４のような各変速段の走行性能曲線のデータを格納し、この走行性能曲線に従った走行性能を発揮できるように、モータＭＧ１，ＭＧ２、ＨクラッチＣＨ、及びＬクラッチＣＬを制御する。
【００７８】
つぎに、エンジン２１の回転速度を一定に保ったまま車速が０から前進側に加速する場合における動力伝達装置２４の概略動作を、図５を用いて説明する。図５は、動力伝達装置２４の速度比に対する各モータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度比を示したものである。速度比は、入力軸６１の回転速度に対する出力軸６３の回転速度の比の絶対値である。モータＭＧ１の回転速度比とは、入力軸６１の回転速度に対するモータＭＧ１の出力軸の回転速度の比である。モータＭＧ２の回転速度比とは、入力軸６１の回転速度に対するモータＭＧ２の出力軸の回転速度の比である。エンジン２１の回転速度が一定である場合には、車速は、動力伝達装置２４の速度比に応じて変化する。従って、図５において、動力伝達装置２４の速度比の変化は、車速の変化に対応する。すなわち、図５は、各モータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度と車速の関係を示している。図５において、実線Ｌｍ１が第１モータＭＧ１の回転速度、破線Ｌｍ２が第２モータＭＧ２の回転速度を示している。
【００７９】
速度比が０以上第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以下のＬｏ領域（Ｌｏモード）では、ＬクラッチＣＬが接続され、ＨクラッチＣＨが切断される。第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１は、モードの切換を判定するためのモード切換閾値である。Ｌｏ領域では、ＨクラッチＣＨが切断されているので、第２キャリアＣ２と第１リングギアＲ１とが切断される。また、ＬクラッチＣＬが接続されるので、第２キャリアＣ２が固定される。
【００８０】
このＬｏ領域においては、エンジン２１からの駆動力は、伝達軸６７を介して第１サンギアＳ１に入力され、この駆動力は第１キャリアＣ１から第２サンギアＳ２に出力される。一方、第１サンギアＳ１に入力された駆動力は第１遊星ギアＰ１から第１リングギアＲ１に伝達され、第１リング外周ギアＧｒ１及び第２モータギアＧｍ２を介して第２モータＭＧ２に出力される。作業車両１の力行時においては、第２モータＭＧ２は、このＬｏ領域においては、ジェネレータとして機能しており、第２モータＭＧ２によって発電された電力の一部は、第１モータＭＧ１に供給されてもよい。あるいは、第２モータＭＧ２によって発電された電力の一部は、キャパシタ６４に蓄電されてもよい。
【００８１】
作業車両１の力行時においては、また、Ｌｏ領域においては、第１モータＭＧ１は、第２モータＭＧ２又はキャパシタ６４から供給された電力で駆動する電動モータとして機能する。第１モータＭＧ１の駆動力は、第１モータギアＧｍ１→第１キャリアギアＧｃ１→第１キャリアＣ１の経路で第２サンギアＳ２に出力される。以上のようにして第２サンギアＳ２に出力された駆動力は、第２遊星ギアＰ２→第２リングギアＲ２→第２リング外周ギアＧｒ２→出力ギア７１の経路で出力軸６３に伝達される。
【００８２】
そして、第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１では、第２モータＭＧ２の回転速度は「０」となる。すなわち、第２モータＭＧ２は停止している。
【００８３】
速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以上のＨｉ領域（Ｈｉモード）では、ＨクラッチＣＨが接続され、ＬクラッチＣＬが切断される。このＨｉ領域では、ＨクラッチＣＨが接続されているので、第２キャリアＣ２と第１リングギアＲ１とが接続される。また、ＬクラッチＣＬが切断されるので、第２キャリアＣ２が解放される。従って、第１リングギアＲ１と第２キャリアＣ２の回転速度とは一致する。
【００８４】
このＨｉ領域では、エンジン２１からの駆動力は第１サンギアＳ１に入力され、この駆動力は第１キャリアＣ１から第２サンギアＳ２に出力される。また、第１サンギアＳ１に入力された駆動力は、第１キャリアＣ１から第１キャリアギアＧｃ１及び第１モータギアＧｍ１を介して第１モータＭＧ１に出力される。作業車両１の力行時においては、このＨｉ領域では、第１モータＭＧ１はジェネレータとして機能するので、この第１モータＭＧ１で発電された電力の一部は、第２モータＭＧ２に供給されてもよい。あるいは、この第１モータＭＧ１で発電された電力の一部は、キャパシタ６４に蓄電されてもよい。
【００８５】
また、作業車両１の力行時においては、第２モータＭＧ２は、必要に応じて、第１モータＭＧ１又はキャパシタ６４から供給された電力で駆動する電動モータとして機能する。第２モータＭＧ２の駆動力は、第２モータギアＧｍ２→第１リング外周ギアＧＲ１→第１リングギアＲ１→ＨクラッチＣＨの経路で第２キャリアＣ２に出力される。以上のようにして第２サンギアＳ２に出力された駆動力は第２遊星ギアＰ２を介して第２リングギアＲ２に出力されるとともに、第２キャリアＣ２に出力された駆動力は第２遊星ギアＰ２を介して第２リングギアＲ２に出力される。このようにして第２リングギアＲ２で合わさった駆動力が、第２リング外周ギアＧｒ２及び出力ギア７１を介して出力軸６３に伝達される。
【００８６】
そして、速度比が第２閾値Ｒｓ＿ｔｈ２では、第１モータＭＧ１の回転速度は「０」になり、すなわち、第１モータＭＧ１の回転は停止する。なお、作業車両１の制動時においては、第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２の役割が反対となる。以上は前進時の説明であるが、後進時においても同様の動作となる。また、第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１、第２閾値Ｒｓ＿ｔｈ２は、記憶部５６に記憶されている。
【００８７】
次に、動力伝達装置２４の概略動作を、共線図を用いて説明する。第１遊星歯車機構６８の第１サンギアＳ１の回転速度をＮｓ１、歯数をＺｓ１とする。第１キャリアＣ１の回転速度をＮｃ１とする。第１リングギアＲ１の回転速度をＮｒ１、歯数をＺｒ１とする。また、第２遊星歯車機構６９の第２サンギアＳ２の回転速度をＮｓ２、歯数をＺｓ２とする。第２キャリアＣ２の回転速度をＮｃ２とする。第２リングギアＲ２の回転速度をＮｒ２、歯数をＺｒ２とする。この場合、第１遊星歯車機構６８と第２遊星歯車機構６９との各要素の回転速度と歯数との関係を共線図で表記すると、図６のようになる。
【００８８】
共線図においては遊星歯車機構の各要素の回転速度の関係は直線で示される。従って、図６に示すように、Ｎｓ１とＮｃ１とＮｒ１とは一直線上に並ぶ。また、Ｎｓ２とＮｃ２とＮｒ２も一直線上に並ぶ。なお、図６において実線Ｌｐ１は、第１遊星歯車機構６８の各要素の回転速度の関係を示している。破線Ｌｐ２は、は、第２遊星歯車機構６９の各要素の回転速度の関係を示している。
【００８９】
図６（ａ）は、Ｌｏモードでの各要素の回転速度を示している。上述したように、説明の簡易のためにエンジン２１の回転速度を一定とすると、Ｎｓ１は一定である。ここで、エンジンの回転方向を正とすると、回転速度Ｎｓ１は正となる。後述するモード切換点においては、第２モータＭＧ２の回転速度が０となるため、図中に一点鎖線で表記されているモード切換点上に回転要素が位置するとき、当該回転要素の回転速度は０となる。モード切換点の一点鎖線から下の領域に回転要素が位置するとき、当該回転要素の回転速度が負となる。Ｌｏモードでは、第１モータＭＧ１の回転速度が増加することにより、Ｎｃ１が増加する。Ｎｃ１が増加すると、Ｎｒ１が増加する。これにより、第２モータＭＧ２の回転速度が増加する。また、動力伝達装置２４では、第１キャリアＣ１は第２サンギアＳ２に接続されている。従って、Ｎｃ１とＮｓ２とは一致する。従って、Ｎｃ１の増加に伴ってＮｓ２も増加する。Ｌｏモードでは、第２キャリアＣ２は固定端７２に固定される。このため、Ｎｃ２は０に維持される。従って、Ｎｓ２が増加することにより、Ｎｒ２が減少する。これにより、動力伝達装置２４の速度比が増加する。このように、Ｌｏモードでは、第１モータＭＧ１の回転速度の増加に伴って、動力伝達装置２４の速度比が増加する。
【００９０】
図６（ｂ）のように、動力伝達装置２４の速度比が上述した第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に達すると、Ｎｒ１が０となる。従って、第２モータＭＧ２の回転速度が０となる。このとき、ＬｏモードからＨｉモードへの切換が行われる。すなわち、ＬクラッチＣＬが接続状態から切断状態に切り換えられる。これにより、第２キャリアＣ２が、固定端７２から切り離されて、回転可能となる。また、ＨクラッチＣＨが切断状態から接続状態に切り換えられる。これにより、第１リングギアＲ１と第２キャリアＣ２とが接続される。
【００９１】
図６（ｃ）は、Ｈｉモードでの各要素の回転速度を示している。Ｈｉモードでは、第１リングギアＲ１と第２キャリアＣ２とが接続されるため、Ｎｒ１とＮｃ２とは一致する。また、上述したように、第１キャリアＣ１は第２サンギアＳ２に接続されているため、Ｎｃ１とＮｓ２とは一致する。従って、第２モータＭＧ２の回転速度が減少することにより、Ｎｒ１及びＮｃ２が減少する。また、Ｎｃ２が減少することにより、Ｎｒ２が減少する。これにより、動力伝達装置２４の速度比が増加する。このように、第２モータＭＧ２の回転速度の減少に伴って、動力伝達装置２４の速度比が増加する。また、Ｎｒ１とＮｃ２とが減少することにより、Ｎｓ２及びＮｃ１が減少する。これにより、第１モータＭＧ１の回転速度が減少する。そして、動力伝達装置２４の速度比が上述した第２閾値Ｒｓ＿ｔｈ２に達すると、Ｎｓ２及びＮｃ１が０となる。これにより、第１モータＭＧ１の回転速度が０となる。なお、上述したのはＬｏモードからＨｉモードへの切り換え時の動作であり、ＨｉモードからＬｏモードへの切り換え時の動作は、上記の動作とは逆の手順となる。
【００９２】
以上のように、エンジン２１の回転速度を一定、すなわち、入力軸６１の回転速度を一定とすると、Ｌｏモードでは、速度比の増加に応じて、第１モータＭＧ１の回転速度が増加する。また、Ｈｉモードでは、速度比の増加に応じて、第１モータＭＧ１の回転速度が減少する。従って、図５に示すように、速度比は、Ｌｏモードでは第１モータＭＧ１の回転速度比に対して変化率Ｒ１_Ｌｏで変化する。しかし、Ｈｉモードでは、速度比は、第１モータＭＧ１の回転速度比に対してＬｏモードの変化率Ｒ１_Ｌｏと異なる変化率Ｒ１_Ｈｉで変化する。詳細には、Ｈｉモードでの変化率Ｒ１_Ｈｉと、Ｌｏモードでの変化率Ｒ１_Ｌｏとでは、正負が異なる。また、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１であるときに、Ｌｏモードでの第１モータＭＧ１の回転速度比とＨｉモードでの第１モータＭＧ１の回転速度比とは等しくなる。
【００９３】
また、エンジン２１の回転速度を一定、すなわち、入力軸６１の回転速度を一定とすると、Ｌｏモードでは、速度比の増加に応じて、第２モータＭＧ２の回転速度が増加する。Ｈｉモードでは、速度比の増加に応じて、第２モータＭＧ２の回転速度が減少する。従って、図５に示すように、速度比は、Ｌｏモードでは第２モータＭＧ２の回転速度比に対して変化率Ｒ２_Ｌｏで変化する。しかし、Ｈｉモードでは、速度比は、第２モータＭＧ２の回転速度比に対してＬｏモードの変化率Ｒ２_Ｌｏと異なる変化率Ｒ２_Ｈｉで変化する。詳細には、Ｈｉモードでの変化率Ｒ２_Ｈｉと、Ｌｏモードでの変化率Ｒ２_Ｌｏとでは、正負が異なる。また、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１であるときに、Ｌｏモードでの第２モータＭＧ２の回転速度比とＨｉモードでの第２モータＭＧ２の回転速度比とは等しくなる。
【００９４】
上述したように、クラッチ制御部５８は、ＬｏモードとＨｉモードとの切り換えを行う。クラッチ制御部５８は、Ｈクラッチ制御弁ＶＨとＬクラッチ制御弁ＶＬとにクラッチ指令信号を送ることで、ＨクラッチＣＨとＬクラッチＣＬとの切り換えを行う。以下、ＨｉモードとＬｏモードとの切換制御について詳細に説明する。
【００９５】
図７は、第１の実施形態に係る制御部２７の内部構成の詳細を示すブロック図である。図７においては、記憶部５６の記載は省略されている。図７に示すように、制御部２７は、速度比演算部８１と、タイマ８３と、トリガ操作検出部８４と、をさらに含む。
【００９６】
速度比演算部８１は、動力伝達装置２４の入力回転速度と出力回転速度とから、動力伝達装置２４の速度比を算出する。入力回転速度は、入力回転速度検出部３８によって検出される。出力回転速度は、出力回転速度検出部３７によって検出される。
【００９７】
クラッチ制御部５８は、速度比演算部８１によって算出された速度比を取得し、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に到達すると、伝達経路をＬｏモード及びＨｉモードのいずれか一方のモードから他方のモードに切り換える。通常、クラッチ制御部５８は、切換後の速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以上に変化する場合、伝達経路をＨｉモードに切り換える。そして、クラッチ制御部５８は、切換後の速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以下に変化する場合、伝達経路をＬｏモードに切り換える。ここで、上述するＨｉ領域（速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以上である領域）を第１範囲と呼び、上述するＬｏ領域（速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以下である領域）を第２範囲と呼ぶこととする。さらに、Ｈｉモード・Ｌｏモード其々のモードにおいて速度比がとる範囲として適正な範囲を適正範囲と呼び、それ以外の範囲を不適正範囲とよぶ。この場合、下記の［表１］のように適正範囲、不適正範囲を定めることができる。
【００９８】
【表１】
2015116839.tif 000003
【００９９】
ここで、上述する適正範囲か、不適正範囲かの基準は、動力伝達装置内に動力循環が生じるか否かに基づいて決められる。Ｌｏモードにおいては、速度比がＬｏ領域（第２範囲）内である場合、上述するように、第１モータＭＧ１は電動モータとして機能し、第２モータＭＧ２は、ジェネレータとして機能する。しかし、Ｌｏモードにおいて、力行時に速度比をＨｉ領域（第１範囲）の値まで上昇させるためには、原理的に、第１モータＭＧ１はジェネレータとして機能し、第２モータＭＧ２は、電動モータとして機能する必要がある。その場合、エンジン２１からの駆動力と第２モータＭＧ２からの駆動力のうちの一部が第１キャリアＣ１→第１キャリアギアＧｃ１→第１モータギアＧｍ１の経路で第１モータＭＧ１に吸収される。そして、残りの駆動力は、第１キャリアＣ１→第２サンギアＳ２→第２遊星ギアＰ２→第２リングギアＲ２→第２リング外周ギアＧｒ２→出力ギア７１の経路で出力軸６３に伝達される。したがって、駆動力が第１キャリアＣ１→第１キャリアギアＧｃ１→第１モータギアＧｍ１→第１モータＭＧ１→（キャパシタ６４→）第２モータＭＧ２→第２モータギアＧｍ２→第１リング外周ギアＧｒ１→第１リングギアＲ１→第１遊星ギアＰ１→第１キャリアＣ１の経路で動力循環を生じている。
【０１００】
図８は、Ｌｏモードにおける機械的要素によって伝達されるパワーと、電気的要素によって伝達されるパワーとの関係を表した図である。ここで、機械的要素によって伝達されるパワーとは、エンジン出力パワーのうち、歯車機構６２によって伝達されたパワーを意味する。また、電気的要素によって伝達されるパワーとは、モータＭＧ１，ＭＧ２のうち、ジェネレータとして機能するモータが発電し、モータＭＧ１，ＭＧ２のうち、電気モータとして機能するモータが駆動することによって伝達されるパワーを意味する。図８では、キャパシタ６４がエンジン出力パワーの一部を吸収することを考慮せず、エンジン出力パワーと同じ大きさのパワーが出力軸６３にかかることを想定したものとなっている。図８の正の値は、出力軸６３に出力されたパワーのうち、機械的要素によって伝達されるパワーと、電気的要素によって伝達されるパワーとがそれぞれ占める割合を表したものである。図８の負の値は、出力軸６３に出力されたパワー以外に、動力伝達装置２４内で循環するために余計に必要とするパワーを表している。
【０１０１】
図８に示すように、第２範囲に対応するＬｏ領域では、速度比が小さいほど、電気的要素によって伝達されるパワーが増加するが、動力循環は生じていない。しかし、第１範囲に対応するＨｉ領域においては、機械的要素で伝達されるパワーは全て出力軸６３に伝達されるのに加えて、電気的要素によって伝達されるパワーを余計に必要とする。さらに、速度比が増加すると、電気要素で伝達されるパワーが増加する。このため、速度比を大きくできるようにするためには、容量の大きなモータ／ジェネレータが必要となる。これは、動力伝達装置２４が大型化するばかりでなく、動力伝達装置２４の内部のエネルギーロスが増加する。さらには、第１キャリアＣ１には、図８に示す機械的要素によって伝達されるパワーに電気的要素によって伝達されるパワーを加えたパワーが出力されるため、速度比が高くなると、第１キャリアＣ１の負荷が大きくなる。これに対応するためには、第１キャリアＣ１を大型化する必要がある。したがって、これらの問題を回避するため、モード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１において動力伝達装置２４のモードが切り換えられる。ところが、Ｌｏモードにおいて速度比が第１範囲（Ｈｉ領域）に属しているとすれば、それは、本来モードが切り換えられるべきであるのに切り換えられていない状態であることを意味する。よって、Ｌｏモードにおいて速度比が第１範囲（Ｈｉ領域）に属していることは、不適正である。ゆえに、Ｌｏモードでは、第１範囲を不適正範囲、第２範囲を適正範囲としている。
【０１０２】
つぎに、Ｈｉモードにおいては、速度比がＨｉ領域（第１範囲）内である場合、上述するように、第２モータＭＧ２は電動モータとして機能し、第１モータＭＧ１は、ジェネレータとして機能する。しかし、Ｈｉモードにおいて、力行時に速度比をＬｏ領域（第２範囲）の値まで下降させるためには、原理的に、第２モータＭＧ２はジェネレータとして機能し、第１モータＭＧ１は電動モータとして機能する必要がある。その場合、エンジン２１からの駆動力と第１モータＭＧ１からの駆動力のうちの一部が第１キャリアＣ１→第２サンギアＳ２→第２遊星ギアＰ２→第２キャリアＣ２→第１リングギアＲ１→第１リング外周ギアＧｒ１→第２モータギアＧｍ２の経路で第２モータＭＧ２に吸収される。そして、残りの駆動力は、第２遊星ギアＰ２→第２リングギアＲ２→第２リング外周ギアＧｒ２→出力ギア７１の経路で出力軸６３に伝達される。したがって、駆動力が第１キャリアＣ１→第２サンギアＳ２→第２遊星ギアＰ２→第２キャリアＣ２→第１リングギアＲ１→第１リング外周ギアＧｒ１→第２モータギアＧｍ２→第２モータＭＧ２→（キャパシタ６４→）第１モータＭＧ１→第１モータギアＧｍ１→第１キャリアギアＧｃ１→第１キャリアＣ１の経路で動力循環を生じている。
【０１０３】
図９は、Ｈｉモードにおける機械的要素によって伝達されるパワーと、電気的要素によって伝達されるパワーとの関係を表した図である。機械要素によって伝達されるパワー及び電気的要素によって伝達されるパワーは、図８と同じ意味で定義される。図９でも、キャパシタ６４がエンジン出力パワーの一部を吸収することを考慮せず、エンジン出力パワーと同じ大きさのパワーが出力軸６３にかかることを想定したものとなっている。また、図９の縦軸の正負も図８の縦軸の正負と同じ内容を表す。
【０１０４】
図９に示すように、第１範囲に対応するＨｉ領域では、速度比の値に応じて、電気的要素によって伝達されるパワーが変化するが、動力循環は生じていない。しかし、第２範囲に対応するＬｏ領域においては、機械的要素で伝達されるパワーに加えて、電気的要素によって伝達されるパワーを必要とする。また、速度比が減少すると、電気要素で伝達されるパワーが増加する。このため、速度比を大きくできるようにするためには、容量の大きなモータ／ジェネレータが必要となる。これは、動力伝達装置２４が大型化するばかりでなく、動力伝達装置２４の内部のエネルギーロスが増加する。さらには、第１キャリアＣ１には、図９に示す機械的要素によって伝達されるパワーに電気的要素によって伝達されるパワーを加えたパワーが出力されるため、速度比が高くなると、第１キャリアＣ１の負荷が大きくなる。これに対応するためには、第１キャリアＣ１を大型化する必要がある。したがって、これらの問題を回避するため、モード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１において動力伝達装置２４のモードが切り換えられる。ところが、Ｈｉモードにおいて速度比が第２範囲（Ｌｏ領域）に属しているとすれば、それは、本来モードが切り換えられるべきであるのに切り換えられていない状態であることを意味する。よって、Ｈｉモードにおいて速度比が第２範囲（Ｌｏ領域）に属していることは、不適正である。ゆえに、Ｈｉモードでは、第１範囲を適正範囲、第２範囲を不適正範囲としている。
【０１０５】
タイマ８３は、伝達経路が上述する他方のモードに切り換えられた第１時間ｔ１からの経過時間を計測する。第１時間ｔ１は、具体的には、下記の（ａ）（ｂ）のいずれか１つの時間である。クラッチ制御部５８は、第１時間ｔ１となると、タイマ８３をリセットし、時間の計測を開始するようにタイマ８３に設定信号を出力する。
（ａ）伝達経路をＨｉモードに切り換えるために、ＬクラッチＣＬを切断する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力し、且つ／または、ＨクラッチＣＨを接続する指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力した後
（ｂ）伝達経路をＬｏモードに切り換えるために、ＨクラッチＣＨを切断する指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力し、且つ／または、ＬクラッチＣＬを接続する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力した後
【０１０６】
タイマ８３は、クラッチ制御部５８からの設定信号を受けてリセットされ、第１時間ｔ１からの経過時間を計測する。経過時間が所定時間を越えると、タイマ８３は、所定時間が満了したことを通知する満了信号をクラッチ制御部５８に出力する。以降の説明では、経過時間が所定時間を越えるまでの期間を切換禁止期間と呼ぶ。切換禁止期間の初期値は予め設定され、記憶部５６に記憶されている。
【０１０７】
トリガ操作検出部８４は、操作装置２６から送られる検出信号に基づいてオペレータによる所定の操作がされているか否かを検出する。以降の説明では、この所定の操作をトリガ操作と呼ぶこととする。トリガ操作は、以下の４つである。
（１）ブレーキ操作部材５９ａの操作量（ブレーキ操作量）を、上述する切換禁止期間内に、所定の第１変化量ΔＤ１以上変化させる操作
（２）アクセル操作部材５１ａの操作量（アクセル操作量）を、上述する切換禁止期間内に、所定の第２変化量ΔＤ２以上変化させる操作
（３）切換禁止期間内に、上述する第１時間ｔ１の前後進切換操作部材５４ａの位置と異なる位置に前後進切換操作部材５４ａを移動させる操作
（４）切換禁止期間内に、上述する第１時間ｔ１の変速段と異なる変速段に変更するために変速操作部材５３ａを操作する操作、具体的には、切換禁止期間内に、上述する第１時間ｔ１のシフトレンジレバー５３１の位置と異なる位置にシフトレンジレバー５３１を移動させる操作、あるいは、切換禁止期間内に、キックダウンボタン５３２を押下する操作
【０１０８】
なお、上述する第１変化量ΔＤ１、第２変化量ΔＤ２は予め定められ、記憶部５６に記憶されている。トリガ操作検出部８４は、トリガ操作を検出すると、トリガ操作信号をタイマ８３に出力する。タイマ８３は、トリガ操作信号を受信すると、切換禁止期間を満了させ、満了信号をクラッチ制御部５８に出力する。なお、トリガ操作検出部８４は、トリガ操作を検出すると、トリガ操作信号をクラッチ制御部５８に出力してもよい。この場合、クラッチ制御部５８は、タイマ８３からの満了信号がなくても、切換禁止期間が満了されたと判定するとよい。つまり、トリガ操作検出部８４は、切換禁止期間において上述する所定の操作を検出すると、切換禁止期間を満了させる。
【０１０９】
クラッチ制御部５８は、経過時間が切換禁止期間内であるとき、速度比が再び第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に到達しても、伝達経路を上述する他方のモードに維持する。つまり、他方のモードがＬｏモードであるとき、クラッチ制御部５８は、Ｌクラッチ制御弁ＶＬにＬクラッチＣＬを係合するためのクラッチ指令信号を継続して出力し、Ｈクラッチ制御弁ＶＨにＨクラッチＣＨを切断するためのクラッチ指令信号を継続して出力する。また、他方のモードがＨｉモードであるとき、クラッチ制御部５８は、Ｈクラッチ制御弁ＶＨにＨクラッチＣＨを係合するためのクラッチ指令信号を継続して出力し、Ｌクラッチ制御弁ＶＬにＬクラッチＣＬを切断するためのクラッチ指令信号を継続して出力する。そして、切換禁止期間が満了したとき、以下に述べる制御が行われる。
【０１１０】
切換禁止期間が満了した第２時間において、速度比が不適正範囲に属する場合、制御部２７は、速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるように制御する。速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるためには、例えば、クラッチ制御部５８が、切換予定のモード（上述の一方のモード）に対応するクラッチを緩く係合させることによって、ＨクラッチＣＨとＬクラッチＣＬの一方が滑らずに接続し、他方が滑りながら接続する状態を生じさせてもよい。このとき、第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２の回転速度が徐々に調整され、最終的には、速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致する。あるいは、速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるように、モータ制御部５５が第１モータＭＧ１，第２モータＭＧ２の回転速度を制御してもよい。
【０１１１】
さらには、現在の速度比と第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１との差が所定の範囲内となるまで、モータ制御部５５が第１モータＭＧ１，第２モータＭＧ２の回転速度を制御してもよい。そして、当該差が所定の範囲内となると、クラッチ制御部５８が、切換予定のモード（一方のモード）に対応するクラッチを緩く係合させてもよい。あるいは、クラッチ制御部５８は、ＨクラッチＣＨとＬクラッチＣＬの両方を滑らずに接続させ、急いで速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるようにしてもよい。
【０１１２】
以上の処理によって、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となると、クラッチ制御部５８は、一方のモードへ切り換える。具体的には、クラッチ制御部５８は、他方のモードに対応するクラッチを切断するためのクラッチ指令信号を、当該クラッチのクラッチ制御弁に出力する。そして、クラッチ制御部５８は、一方のモードに対応するクラッチを滑らないように接続するための（クラッチ圧を所定圧以上とするための）クラッチ指令信号を、当該クラッチのクラッチ制御弁に出力する。
【０１１３】
つぎに、本実施形態に係るクラッチ制御部５８の動作について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１０は、トリガ操作が検出されない場合の速度比およびモードの時間変化の一例を示すグラフである。図１０（ａ）は、伝達経路がＬｏモードに切り換えられた後、切換禁止期間が満了した時点で、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１より小さい場合、図１０（ｂ）は、伝達経路がＬｏモードに切り換えられた後、切換禁止期間が満了した時点で、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１より大きい場合を図示している。
【０１１４】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、ともに、時間ｔ１において、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１まで低下している。時間ｔ１より前にＨｉモードとなってから切換禁止期間を経過しているものとすると、時間ｔ１において、速やかに、クラッチ制御部５８は、動力伝達装置２４をＬｏモードに切り換えるように、ＨクラッチＣＨを切断する指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力し、且つ、ＬクラッチＣＬを接続する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する。その結果、動力伝達装置２４に実際に設定されるモードは、Ｌｏモードとなる。
【０１１５】
つぎに、図１０（ａ）の例では、時間ｔ２〜ｔ３の間において、速度比が一時的に上昇し、時間ｔ２とｔ３との間において、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１を越える。この場合、速度比のみに基づいてモード切換をしたとすれば、伝達経路は、Ｈｉモードとなる。しかし、時間ｔ２とｔ３との間は、切換禁止期間内であるため、クラッチ制御部５８は、引き続き、動力伝達装置２４をＬｏモードに維持するために、ＬクラッチＣＬを接続する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに継続して出力する。クラッチ制御部５８は、このように、切換禁止期間が満了する時間ｔ４までＬクラッチＣＬを接続する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに継続して出力する。そして、時間ｔ４においては、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１を下回っている。つまり、速度比が適正範囲に属している。したがって、クラッチ制御部５８は、時間ｔ４以降もＬクラッチＣＬを接続する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに継続して出力する。その結果、伝達経路は、時間ｔ１以降において連続的にＬｏモードとなる。
【０１１６】
一方、図１０（ｂ）の例では、時間ｔ２〜切換禁止期間が満了する時間ｔ４の間において、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１を上回っている。しかし、時間ｔ２とｔ４との間は、切換禁止期間内であるため、クラッチ制御部５８は、引き続き、動力伝達装置２４をＬｏモードに維持するために、ＬクラッチＣＬを接続する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに継続して出力する。クラッチ制御部５８は、このように、切換禁止期間が満了する時間ｔ４までＬクラッチＣＬを接続する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに継続して出力する。
【０１１７】
しかし、時間ｔ４においては、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１を上回っているが、実際の動力伝達経路はＬｏモードである。つまり、速度比が不適正範囲に属している。したがって、制御部２７は、時間ｔ４以降に速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるように以下の制御を行う。
【０１１８】
クラッチ制御部５８は、ＨクラッチＣＨを滑らずに接続させる（ＨクラッチＣＨのクラッチ圧を所定圧とする）ための指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力することによって、速度比をモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に急いで戻してもよい。あるいは、クラッチ制御部５８は、ＨクラッチＣＨを緩く接続させた後、ＨクラッチＣＨの２つの回転軸の相対回転速度が所定の速度範囲に入ってから、ＨクラッチＣＨを滑らないように（所定のクラッチ圧で）接続させることによって、速度比をモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に戻してもよいもよい。つまり、クラッチ制御部５８は、ＨクラッチＣＨを緩く接続させる指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力し、ＨクラッチＣＨの相対回転速度が所定の速度範囲に入ってから、ＨクラッチＣＨを滑らずに接続させるための指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力してもよい。この結果、時間ｔ５において速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に到達する。なお、時間ｔ４からｔ５にかけて本クラッチ制御部によるモード切換の表示がハッチングとなっているのは、ＬクラッチＣＬとＨクラッチＣＨとが共に係合しているため、伝達経路がＬｏモードでもＨｉモードでもないからである。なお、上述のクラッチ制御部５８の制御に代えて、モータ制御部５５が、速度比演算部８１から速度比を入力し、その速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となるようにモータ指令信号を出力してもよい。すなわち、モータ制御部５５は、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となるようにモータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度を制御してもよい。このようなフィードバック制御が行われることによって速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となる場合、時間ｔ４からｔ５までの伝達経路は、Ｌｏモードである。
【０１１９】
図１０（ｂ）の例では、時間ｔ５において、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となっている。クラッチ制御部５８は、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となった時間ｔ５になると、速やかに、動力伝達装置２４をＨｉモード（時間ｔ１において切り換える前のモード）に切り換えるために、ＬクラッチＣＬを切断する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する。その結果、伝達経路は、時間ｔ５においてＨｉモードに切り換えられる。
【０１２０】
なお、図１０（ｂ）のような速度比の遷移は、作業車両１が通常走行する時には発生しにくい。つぎに、切換禁止期間内にトリガ操作が検出される場合のクラッチ制御部５８の動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１２１】
オペレータの操作がないときは、概ね図１０の対応でハンチングを防ぐことができる。しかし、逆に、オペレータの操作があったときは、現在のモードに対応する速度比の範囲（上述の第１範囲もしくは第２範囲）から大きく逸脱する動力循環に入るケースがあり、切換禁止期間満了時にモード切換を行う際にショックを誘発する。したがって、オペレータの操作があるときは、切換禁止期間を満了させて、必要に応じて動力伝達装置２４に速やかにモード切換を行わせることが望ましい。
【０１２２】
図１１は、トリガ操作が検出される場合の速度比およびモードの時間変化の一例を示すグラフである。図１１（ａ）は、トリガ操作が検出された後に速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となる場合、図１１（ｂ）は、第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となった後にトリガ操作が検出される場合を図示している。なお、図１０（ｂ）の動作との対比を容易とするために、図１０（ｂ）の速度比の遷移を図１１（ａ）（ｂ）において点線で示している。なお、図１１（ａ）（ｂ）の例では、時間ｔ２までは、図１０（ｂ）と同様に速度比が変化する場合を想定して、以下説明する。
【０１２３】
図１１（ａ）の例では、伝達経路がＬｏモードに切り換えられた時間ｔ１から時間ｔ４までが初期値として設定された切換禁止期間である。速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となる時間ｔ２より前の時間ｔ６において、アクセル操作量の変化量（｜時間ｔ６におけるアクセル操作量―時間ｔ１におけるアクセル操作量｜）がΔＤ２となる。つまり、切換禁止期間内の第２時間ｔ６において、トリガ操作検出部８４がトリガ操作を検出し、トリガ操作信号をタイマ８３に出力する。タイマ８３は、トリガ操作信号を受信すると、切換禁止期間を満了させる。したがって、切換禁止期間は、時間ｔ１からｔ６までに短縮される。したがって、時間ｔ６以降においては、クラッチ制御部５８は、通常の処理を行う。よって、時間ｔ２において、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に到達するので、クラッチ制御部５８は、動力伝達装置２４をＨｉモードに切り換えるために、ＬクラッチＣＬを切断する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力し、且つ、ＨクラッチＣＨを接続する指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力する。その結果、伝達経路は、時間ｔ２においてＨｉモードに切り換えられる。
【０１２４】
したがって、図１１（ａ）の例では、図１０（ｂ）の例と比較すると、切換禁止期間が満了する時間ｔ４以降において減速されることがないので、急激な速度比変化による車体の揺れが生じにくいという利点がある。
【０１２５】
一方、図１１（ｂ）の例では、時間ｔ２とアクセル操作量の変化量がΔＤ２となる時間ｔ７との間は、クラッチ制御部５８は、切換禁止期間内の処理を実行する。つまり、時間ｔ７まで、クラッチ制御部５８は、引き続き、動力伝達装置２４をＬｏモードに維持するために、ＬクラッチＣＬを接続する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに継続して出力する。
【０１２６】
トリガ操作検出部８４がトリガ動作を検出する時間ｔ７においては、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１を上回っているが、実際の伝達経路はＬｏモードである。つまり、速度比が不適正範囲に属している。したがって、制御部２７は、時間ｔ７以降に速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるように以下の制御を行う。
【０１２７】
クラッチ制御部５８は、ＨクラッチＣＨを滑らずに接続させる（ＨクラッチＣＨのクラッチ圧を所定圧とする）ための指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力することによって、速度比をモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に急いで戻してもよい。あるいは、クラッチ制御部５８は、ＨクラッチＣＨを緩く接続させた後、ＨクラッチＣＨの２つの回転軸の相対回転速度が所定の速度範囲に入ってから、ＨクラッチＣＨを滑らないように（所定のクラッチ圧で）接続させることによって、速度比をモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に戻してもよいもよい。つまり、クラッチ制御部５８は、ＨクラッチＣＨを緩く接続させる指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力し、ＨクラッチＣＨの相対回転速度が所定の速度範囲に入ってから、ＨクラッチＣＨを滑らずに接続させるための指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力してもよい。この結果、時間ｔ８において速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に到達する。なお、時間ｔ７からｔ８にかけて本クラッチ制御部によるモード切換の表示がハッチングとなっているのは、ＬクラッチＣＬとＨクラッチＣＨとが共に係合しているため、伝達経路がＬｏモードでもＨｉモードでもないからである。
【０１２８】
なお、上述するクラッチ制御部５８の制御に代えて、モータ制御部５５が、速度比演算部８１から速度比を入力し、その速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となるようにモータ指令信号を出力してもよい。すなわち、モータ制御部５５は、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となるようにモータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度を制御してもよい。このようなフィードバック制御が行われることによって速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となる場合、時間ｔ７からｔ８までの伝達経路はＬｏモードである。
【０１２９】
図１１（ｂ）の例では、時間ｔ８において、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となっている。クラッチ制御部５８は、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となった時間ｔ８になると、速やかに、動力伝達装置２４をＨｉモード（時間ｔ１において切り換える前のモード）に切り換えるために、ＬクラッチＣＬを切断する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する。その結果、伝達経路は、時間ｔ８においてＨｉモードに切り換えられる。
【０１３０】
したがって、図１１（ｂ）の例では、図１０（ｂ）の例と比較すると、切換禁止期間を早く満了させることにより、モード切換のための速度比の変更が小さくて済むので、モード切換時のショックが低減されるという利点がある。なお、アクセル操作量の変化量の閾値ΔＤ２が小さすぎると、簡単に切換禁止期間が解除されることとなる。これにより、モード切換後に速度比がモード切換閾値付近で変動しても、その変動による更なるモード切換を抑止しづらくなる。その結果、ハンチングが発生しやすくなる。一方、閾値Δ２が大きすぎると、切換禁止期間が解除されにくくなる。これにより、オペレータの操作によって、現在のモードに対応する速度比の範囲（上述の第１範囲もしくは第２範囲）から大きく逸脱し、モード切換時のショックが高まる危険性が高くなる。したがって、閾値ΔＤ２の大きさは、ハンチングやショックを低減するために、適切な値に定めることが望ましい。
【０１３１】
図１１（ａ）（ｂ）は、速度比が減少して、アクセルが踏まれることによって、速度比が上昇する場合を例示している。これとは逆に、速度比が増加して、ブレーキが踏まれることによって、速度比が減少する場合もある。この場合も、図１１（ａ）（ｂ）と同様の方法で、クラッチ制御部５８とモータ制御部５５とによる制御が実行される。ブレーキ操作量の変化量の閾値ΔＤ１も、上述するハンチングやショックを低減するために、適切な値に定められることが望ましい。
【０１３２】
つぎに、前後進切換操作部材５４ａが操作される場合について説明する。時間ｔ１の前後進切換操作部材５４ａの位置と異なる位置に前後進切換操作部材５４ａを移動させると、作業車両１の車速の向きが反対となるように、クラッチ制御部５８とモータ制御部５５は動作することがある。すなわち、前後進切換操作部材５４ａが操作された後、速度比は急激に変化することがある。したがって、時間ｔ１の前後進切換操作部材５４ａの位置と異なる位置に前後進切換操作部材５４ａを移動させると、トリガ操作検出部８４は、トリガ操作信号をタイマ８３に出力することにより、切換禁止期間を満了させる。したがって、前後進切換操作部材５４ａが操作された後に生じる急激な速度比の変化に応じたモードが動力伝達装置２４に設定される。したがって、前後進切換操作部材５４ａが操作されてもすぐに切換禁止期間が満了されるので、オペレータの操作によって、現在のモードに対応する速度比の範囲（上述の第１範囲もしくは第２範囲）から大きく逸脱する前にモード切換が行われる。したがって、その結果、切換禁止期間満了後のモード切換によるショックが低減される。
【０１３３】
つぎに、変速操作部材５３ａが操作される場合について説明する。変速操作部材５３ａが操作され、変速段が変わると、図４に示すように、変速段ごとに異なる走行性能曲線に従った走行性能を作業車両１が発揮できるように、制御部２７は、モータＭＧ１，ＭＧ２、ＨクラッチＣＨ、及びＬクラッチＣＬを制御する。変速操作部材５３ａが操作されると、操作前の車速に対応する切り換え後の変速段の牽引力を発揮できるように、制御部２７は、モータＭＧ１，ＭＧ２、ＨクラッチＣＨ、及びＬクラッチＣＬを制御しようとする。しかし、牽引力と、走行面との摩擦力や重力等による作業車両１に対する抵抗力とがつりあわない場合、抵抗力とがつりあう牽引力を発揮できる切り換え後の変速段に対応する走行性能曲線上の点まで遷移する。
【０１３４】
例えば、アクセルの踏み量が最大であり、且つ、切り換えられる前の変速段が３速であって、作業車両１が図４における車速ｖ１、牽引力Ｔ１で走行していたとする。この状態で変速段が２速に切り換えられたとする。その場合、牽引力は、車速ｖ１に対応する２速の牽引力Ｔ０まで下がる。その結果、外力Ｔ１につりあう牽引力Ｔ１に対応する車速ｖ２まで減速してしまう。逆に、当該状態において、変速段を２段から３段に切り換えた場合、牽引力Ｔ２が外力Ｔ１に比べて大きくなるので、外力Ｔ１につりあう牽引力Ｔ１に対応する車速ｖ１まで加速してしまう。
【０１３５】
このように、変速操作部材５３ａが操作されると、その後、車速が急に変化し、それに伴い速度比が大きく変動することも多い。したがって、トリガ操作検出部８４は、時間ｔ１の変速段と異なる変速段に変更するために変速操作部材５３ａが操作されると、トリガ操作信号をタイマ８３に出力し、切換禁止期間が満了させる。したがって、変速操作部材５３ａが操作された後に生じる急激な速度比の変化に応じたモードが動力伝達装置２４に設定される。したがって、変速操作部材５３ａが操作されてもすぐに切換禁止期間が満了されるので、オペレータの操作によって、現在のモードに対応する速度比の範囲（上述の第１範囲もしくは第２範囲）から大きく逸脱する前にモード切換が行われる。したがって、その結果、切換禁止期間満了後のモード切換によるショックが低減される。
【０１３６】
＜第２の実施形態＞
図１２は、第２の実施形態に係る制御部２７の内部構成の詳細を示すブロック図である。図１２においては、記憶部５６の記載は省略されている。図１２を参照すると、第２の実施形態では、制御部２７は、第１の実施形態のトリガ操作検出部８４に代えて、速度比変化検出部８５を含む。ここで、速度比演算部８１ａ、タイマ８３ａは、第１の実施形態とほぼ同じ動作をおこなうため、これらの構成要素については、第１の実施形態との差異点のみを説明する。また、クラッチ制御部５８は、実質的に第１の実施形態と同じ動作を行うため、詳細な説明を省略する。
【０１３７】
速度比演算部８１ａは、クラッチ制御部５８だけでなく、速度比変化検出部８５にも速度比を出力する。
【０１３８】
速度比変化検出部８５は、速度比演算部８１ａから出力される速度比を入力し、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１を含む所定の第３範囲から外れたか否かを検出する。この第３範囲は、現在のモードがＨｉモードであるとき、第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１から所定値だけ小さい値（Ｒｓ＿ｔｈ１―Ｒ）以上の範囲である（図１３（ａ）参照）。また、第３範囲は、現在のモードがＬｏモードであるとき、第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１から所定値だけ大きい値（Ｒｓ＿ｔｈ１＋Ｒ）以下の範囲である（図１３（ｂ）参照）。別の言い方をすれば、上述する第１範囲が適正範囲と定められるとき、第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１から所定値だけ小さい値（Ｒｓ＿ｔｈ１―Ｒ）以上の範囲が第３範囲として設定される。また、上述する第２範囲が適正範囲と定められるとき、第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１から所定値だけ大きい値（Ｒｓ＿ｔｈ１＋Ｒ）以下の範囲が第１範囲として設定される。
【０１３９】
上述する第３範囲は予め定められ、記憶部５６に記憶されている。速度比変化検出部８５は、速度比が第３範囲から外れたことを検出すると、変化検出信号をタイマ８３ａに出力する。さらに、速度比変化検出部８５は、速度比が第３範囲から外れたことを検出すると、変化検出信号をクラッチ制御部５８にも出力してもよい。この場合、クラッチ制御部５８は、タイマ８３からの満了信号がなくても、切換禁止期間が満了されたと判定するとよい。つまり、速度比変化検出部８５は、速度比が第３範囲から外れたことを検出すると、切換禁止期間を満了させる。
【０１４０】
切換禁止期間を経過した後に速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に到達した場合におけるクラッチ制御部５８の動作は、第１の実施形態のクラッチ制御部５８の動作と同じである。また、切換禁止期間中に速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に到達しても、速度比が第３範囲から外れたことが検出されない場合のクラッチ制御部５８の動作も、第１の実施形態のクラッチ制御部５８の動作（図１０（ａ）（ｂ）に係る動作）と同じである。
【０１４１】
つぎに、切換禁止期間中に速度比が第３範囲から外れたことが検出される場合のクラッチ制御部５８の動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、速度比が第３範囲から外れた時点の速度比に対応するモードに伝達経路が速やかに切り換えられる。
【０１４２】
図１３は、速度比が第３範囲から外れたことが検出される場合の速度比およびモードの時間変化の一例を示すグラフである。図１３（ａ）は、速度比が一時的に第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１を越える場合の例、図１３（ｂ）は、速度比が一時的に第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１を下回る場合の例を図示している。なお、本実施形態による効果を理解しやすくするために、図１３（ａ）（ｂ）では、クラッチ制御部５８が本実施形態による動作を行わなかった場合の速度比の変化を点線で示している。また、図１３（ａ）（ｂ）では、説明の便宜上、時間を表す符号を第１実施形態と変更しているが、時間ｓ１、ｓ４は、第１の実施形態における時間ｔ１、切換禁止期間が満了する時間ｔ４と同じ意味で用いている。
【０１４３】
図１３（ａ）の例では、時間ｓ１において、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１まで増加している。時間ｓ１より前にＬｏモードとなってから切換禁止期間を経過しているものとすると、時間ｓ１において、速やかに、クラッチ制御部５８は、動力伝達装置２４をＨｉモードに切り換えるように、ＬクラッチＣＬを切断する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力し、且つ、ＨクラッチＣＨを接続する指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力する。その結果、動力伝達装置２４に実際に設定されるモードが、Ｈｉモードとなる。
【０１４４】
時間ｓ１〜ｓ２の間では、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以上である。しかし、時間ｓ２以降では、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１を下回る。この場合、速度比のみに基づいてモード切換をしたとすれば、伝達経路は、Ｌｏモードとなる。しかし、時間ｓ２と速度比が第３範囲から外れる時間ｓ３との間は、切換禁止期間内であるため、クラッチ制御部５８は、引き続き、動力伝達装置２４をＨｉモードに維持するために、ＨクラッチＣＨを接続する指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに継続して出力する。そして、時間ｓ３においては、速度比が第３範囲の下限Ｒｓ＿ｔｈ１―Ｒを下回る。よって、速度比変化検出部８５は、時間ｓ３において速度比が第３範囲から外れたことを検出し、変化検出信号をタイマ８３ａに出力する。その結果、切換禁止期間が満了する。速度比が第３範囲から外れたことは、速度比が不適正領域に属することを意味する。したがって、制御部２７は、時間ｓ３以降に速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるように以下の制御を行う。
【０１４５】
クラッチ制御部５８は、ＬクラッチＣＬを滑らずに接続させる（ＬクラッチＣＬのクラッチ圧を所定圧とする）ための指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力することによって、速度比をモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に急いで戻してもよい。あるいは、クラッチ制御部５８は、ＬクラッチＣＬを緩く接続させた後、ＬクラッチＣＬの２つの回転軸の相対回転速度が所定の速度範囲に入ってから、ＬクラッチＣＬを滑らないように（所定のクラッチ圧で）接続させることによって、速度比をモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に戻してもよいもよい。つまり、クラッチ制御部５８は、ＬクラッチＣＬを緩く接続させる指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力し、ＬクラッチＣＬの相対回転速度が所定の速度範囲に入ってから、ＬクラッチＣＬを滑らずに接続させるための指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力してもよい。この結果、時間ｓ５において速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に到達する。なお、時間ｓ３からｓ５にかけて本クラッチ制御部によるモード切換の表示がハッチングとなっているのは、ＬクラッチＣＬとＨクラッチＣＨとが共に係合しているため、伝達経路がＬｏモードでもＨｉモードでもないからである。また、上述のクラッチ制御部５８の制御に代えて、モータ制御部５５が、速度比演算部８１ａから速度比を入力し、その速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となるようにモータ指令信号を出力してもよい。すなわち、モータ制御部５５は、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となるようにモータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度を制御してもよい。このようなフィードバック制御が行われることによって速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となる場合、時間ｓ３からｓ５までの伝達経路は、Ｈｉモードである。
【０１４６】
図１３（ａ）の例では、時間ｓ５において、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となっている。クラッチ制御部５８は、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となった時間ｓ５になると、速やかに、動力伝達装置２４をＬｏモード（時間ｓ１において切り換える前のモード）に切り換えるために、ＨクラッチＣＨを切断する指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力する。そして、クラッチ制御部５８は、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となった時間ｓ５で、ＬクラッチＣＬを接続するためのクラッチ指令信号の出力を開始する。その結果、伝達経路は、時間ｓ５においてＬｏモードに切り換えられる。
【０１４７】
もし、本実施形態による制御が行われなければ、制御部２７は、時間ｓ４からｓ６までのハッチングで表示された時間帯において、速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させる制御が行われることになる。時間ｓ３においてクラッチ制御部５８またはモータ制御部５５による制御が行われなければ、時間ｓ４では速度比はＲｓ＿ｔｈ１―Ｒよりも低いＲｓ＿ｔｈ１―Ｄ（Ｄ＞Ｒ）となっている可能性も考えられる。その場合、速度比の変化が大きくなるだけ、制御部２７が速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１とするように制御することによって生じる車体の揺れが大きくなる。
【０１４８】
図１３（ｂ）の例では、時間ｓ１において、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１まで減少している。時間ｓ１より前にＨｉモードとなってから切換禁止期間を経過しているものとすると、時間ｓ１において、速やかに、クラッチ制御部５８ａは、動力伝達装置２４をＬｏモードに切り換えるように、ＨクラッチＣＨを切断する指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力し、且つ、ＬクラッチＣＬを接続する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する。その結果、動力伝達装置２４に実際に設定されるモードが、Ｌｏモードとなる。
【０１４９】
時間ｓ１〜ｓ２の間では、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以下である。しかし、時間ｓ２以降では、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１を越える。この場合、速度比のみに基づいてモード切換をしたとすれば、伝達経路は、Ｈｉモードとなる。しかし、時間ｓ２と速度比が第３範囲から外れる時間ｓ７との間は、切換禁止期間内であるため、クラッチ制御部５８は、引き続き、動力伝達装置２４をＬｏモードに維持するために、ＬクラッチＣＬを接続する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに継続して出力する。そして、時間ｓ７においては、速度比が第３範囲の上限Ｒｓ＿ｔｈ１＋Ｒを上回る。よって、速度比変化検出部８５は、時間ｓ７において速度比が第３範囲から外れたことを検出し、変化検出信号をタイマ８３ａに出力する。その結果、切換禁止期間が満了する。速度比が第３範囲から外れたことは、速度比が不適正領域に属することを意味する。したがって、制御部２７は、時間ｓ７以降に速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるように以下の制御を行う。
【０１５０】
クラッチ制御部５８は、ＨクラッチＣＨを滑らずに接続させる（ＨクラッチＣＨのクラッチ圧を所定圧とする）ための指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力することによって、速度比をモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に急いで戻してもよい。あるいは、クラッチ制御部５８は、ＨクラッチＣＨを緩く接続させた後、ＨクラッチＣＨの２つの回転軸の相対回転速度が所定の速度範囲に入ってから、ＨクラッチＣＨを滑らないように（所定のクラッチ圧で）接続させることによって、速度比をモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に戻してもよいもよい。つまり、クラッチ制御部５８は、ＨクラッチＣＨを緩く係合させる指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力し、ＨクラッチＣＨの相対回転速度が所定の速度範囲に入ってから、ＨクラッチＣＨを滑らずに接続させるための指令信号をＨクラッチ制御弁ＶＨに出力してもよい。この結果、時間ｓ８において速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に到達する。なお、時間ｓ７からｓ８にかけて本クラッチ制御部によるモード切換の表示がハッチングとなっているのは、ＬクラッチＣＬとＨクラッチＣＨとが共に係合しているため、伝達経路がＬｏモードでもＨｉモードでもないからである。なお、上述のクラッチ制御部５８の制御に代えて、モータ制御部５５が、速度比演算部８１ａから速度比を入力し、その速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となるようにモータ指令信号を出力してもよい。すなわち、モータ制御部５５は、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となるようにモータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度を制御してもよい。このようなフィードバック制御が行われることによって速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となる場合、時間ｓ７からｓ８までの伝達経路は、Ｌｏモードである。
【０１５１】
図１３（ｂ）の例では、時間ｓ８において、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となっている。クラッチ制御部５８は、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となった時間ｓ８となると、速やかに、動力伝達装置２４をＨｉモード（時間ｓ１において切り換える前のモード）に切り換えるために、ＬクラッチＣＬを切断する指令信号をＬクラッチ制御弁ＶＬに出力する。また、クラッチ制御部５８は、速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となった時間ｓ８で、ＨクラッチＣＨを接続するためのクラッチ指令信号の出力を開始する。その結果、伝達経路は、時間ｓ８においてＨｉモードに切り換えられる。
【０１５２】
もし、本実施形態による制御が行われなければ、制御部２７は、時間ｓ４からｓ６までのハッチングで表示された時間帯において、速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させる制御が行われることになる。時間ｓ７においてクラッチ制御部５８またはモータ制御部５５による制御が行われなければ、時間ｓ４では速度比はＲｓ＿ｔｈ１＋Ｒよりも高いＲｓ＿ｔｈ１＋Ｄ（Ｄ＞Ｒ）となっている可能性も考えられる。その場合、速度比の変化が大きくなるだけ、制御部２７が速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１とするように制御することによって生じる車体の揺れが大きくなる。
【０１５３】
＜特徴＞
本実施形態に係る作業車両１の特徴は以下の通りである。
【０１５４】
（１）クラッチ制御部５８は、切換禁止期間において速度比が第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に到達しても、切換禁止期間が満了するまで新たなモード切換を行わない。したがって、短時間の間に速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１付近で変化するような状態であっても、モード切換が頻繁に行われることが抑止される。したがって、伝達経路の切り替えが頻繁に行われることによって生じるハンチングを抑止することができる。
【０１５５】
（２）第１の実施形態に係る作業車両１では、トリガ操作検出部８４が所定の操作を検出した場合、切換禁止期間を満了させる。これらの所定の動作とは、アクセルを踏む、ブレーキを踏む、前後進を切り換える、速度段を切り換えるといった車速を大きく変化させることをオペレータが意図した操作である。このような場合に、切換禁止期間が満了されることによって、動力伝達装置２４は、オペレータの操作意図に合わせたモード切換を速やかに行うことができる。さらに、これらの操作が行われると、現在のモードに対応する速度比の範囲から大きく逸脱し、その後のモード切換時のショックが大きくなる恐れがある。したがって、これらの操作後に速やかに切換禁止期間が満了されることにより、切換禁止期間満了時にモード切換を行う際に生じるショックを軽減する。
【０１５６】
（３）第１の実施形態に係る作業車両１では、切換禁止期間が満了した第２時間において、第２時間における速度比が不適正範囲に属する場合、制御部２７は、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるように制御する。そして、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となると、クラッチ制御部５８は、第２時間における速度比に対応するモードに切り換える。これによって、切換禁止期間が満了した際にモード切換をすることによって生じるショックを軽減することができる。
【０１５７】
（４）上述するトリガ操作は、
（ａ）ブレーキ操作部材５９ａの操作量を所定の第１変化量ΔＤ１以上変化させる操作
（ｂ）アクセル操作部材５１ａの操作量を所定の第２変化量ΔＤ２以上変化させる操作
（ｃ）時間ｔ１，ｓ１の前後進切換操作部材５４ａの位置と異なる位置に前後進切換操作部材５４ａを移動させる操作
（ｄ）時間ｔ１，ｓ１の変速段と異なる変速段に変更するために変速操作部材５３ａを操作する操作、具体的には、時間ｔ１，ｓ１のシフトレンジレバー５３１の位置と異なる位置にシフトレンジレバー５３１を移動させる操作、あるいは、キックダウンボタン５３２を押下する操作
である。
【０１５８】
これらのトリガ操作がされると、多くの場合において作業車両１の車速は大きく変化する。本作業車両１では、トリガ操作がされると、モード切換が速やかに行われるので、操作後の車速の変化に対応したモード切換を速やかに行うことができる。
【０１５９】
（５）第２の実施形態に係る作業車両１では、速度比変化検出部８５が切換禁止期間において速度比が第３範囲から外れたことを検出した場合、切換禁止期間を満了させる。そして、速度比が第３範囲から外れたことが検出されると、制御部２７は、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となるように制御する。そして、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となると、クラッチ制御部５８は、第３範囲から外れた際の速度比に対応するモードに切り換える。これによって、制御部２７が、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１から大きく外れた値からモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるように制御する必要がなくなる。したがって、切換禁止期間が満了した際にモード切換をすることによって生じる車体の揺れを軽減することができる。
【０１６０】
（６）伝達経路がＨｉモードに切り換えられた場合、速度比変化検出部８５は、モード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１から所定値Ｒだけ小さい値以上の範囲を第３範囲として設定する。そして、伝達経路がＬｏモードに切り換えられた場合、速度比変化検出部８５は、モード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１から所定値Ｒだけ大きい値以下の範囲を第３範囲として設定する。これによって、本来Ｈｉモード／Ｌｏモードにおける速度比のとるべき適正範囲から、速度比が大きく逸脱した場合に、制御部２７が速度比をモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させる制御を行う。よって、切換禁止期間が満了した際にモード切換をすることによって生じる車体の揺れをさらに軽減することができる。
【０１６１】
（７）第２の実施形態に係る作業車両１では、切換禁止期間が満了した第２時間において、第２時間における速度比が不適正範囲に属する場合、制御部２７は、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に一致させるように制御する。そして、速度比がモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１となると、クラッチ制御部５８は、第２時間における速度比に対応するモードに切り換える。これによって、切換禁止期間が満了した際にモード切換をすることによって生じるショックを軽減することができる。
【０１６２】
＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１６３】
本発明は、上述したホイールローダに限らず、ブルドーザ、トラクタ、フォークリフト、或いはモータグレーダ等の他の種類の作業車両に適用されてもよい。
【０１６４】
本発明は、ＥＭＴに限らずＨＭＴなどの他の種類の変速装置に適用されてもよい。この場合、第１モータＭＧ１は、油圧モータ及び油圧ポンプとして機能する。また、第２モータＭＧ２は、油圧モータ及び油圧ポンプとして機能する。第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２とは、可変容量型のポンプ／モータであり、斜板或いは斜軸の傾転角が制御部２７によって制御されることにより、容量が制御される。そして、上記の実施形態と同様にして算出された指令トルクが出力されるように、第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２の容量が制御される。
【０１６５】
速度比演算部８１，８１ａは、現在の入力回転速度、出力回転速度から現在の速度比を算出するばかりでなく、他のパラメータから速度比を算出してもよい。例えば、速度比演算部８１，８１ａは、ＬクラッチＣＬとＨクラッチＣＨとの回転速度から動力伝達装置２４の速度比を算出してもよい。或いは、速度比演算部８１，８１ａは、第１モータＭＧ１の回転速度と第２モータＭＧ２の回転速度とから動力伝達装置２４の速度比を算出してもよい。
【０１６６】
さらには、速度比演算部８１，８１ａは、速度比に対応する他のパラメータを算出してもよい。このようなパラメータを速度比パラメータと呼ぶ。クラッチ制御部５８、タイマ８３，８３ａ、速度比変化検出部８５、モータ制御部５５がその速度比パラメータを利用してもよい。図５を参照すれば、Ｈｉモード、Ｌｏモードのいずれであるかという情報と、モータＭＧ１，ＭＧ２のうちのいずれかの回転速度比が分かれば、速度比が導出されることから、速度比パラメータとは、例えば、モータＭＧ１の回転速度比、モータＭＧ２の回転速度比、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかの回転速度に依存する動力伝達装置２４の軸もしくは歯車の回転速度と入力軸６１の回転速度との比などを利用することができる。上述したモード切換閾値Ｒｓ＿ｔｈ１、第１範囲・第２範囲・第３範囲の境界値に対応する速度比パラメータを利用して上述の処理を行うことによって、制御部２７は、上述の実施形態と同様の処理を実行することができる。
【０１６７】
速度比パラメータとして採用するパラメータによっては、表１に示したように、モード毎に適正範囲と不適正範囲とが変わらないものもある。例えば、速度比パラメータとしてモータＭＧ２の回転速度比を採用した場合、図５に示されるように、モード切換閾値が０となり、本来モータ回転速度比がとるべき適正範囲は、モードによらず０以下の範囲となり、不適正範囲は、正の範囲となる。この場合において、速度比パラメータが不適正範囲であるため、速度比パラメータがモード切換閾値に変更された場合、モードが切り換えられることが望ましい。
【０１６８】
さらには、速度比演算部８１，８１ａは、クラッチの油温やエンジンの回転速度からクラッチが接続するのに必要となるクラッチ予測接続時間を算出し、その予測接続時間をもとに将来的に予測される速度比を出力してもよい。
【０１６９】
ＬｏモードとＨｉモードとの間の切換は、必ずしも、第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に行われなくてもよい。ただし、ＬｏモードとＨｉモードとの間の切換を、第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１以外で行った場合、モード切換時にモータ回転速度が急変することになり、その影響で入出力軸の回転が急変したり、クラッチの寿命が短くなったりする弊害もある。したがって、ＬｏモードとＨｉモードとの間の切換は、第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１に行われることが好ましい。
【０１７０】
クラッチＣＦ，ＣＲには、圧力スイッチＴＬ，ＴＨが設けられてもよい。圧力スイッチＴＬは、ＬクラッチＣＬのクラッチ圧が所定の圧力に達したときに、検知信号を制御部２７に送信するとよい。圧力スイッチＴＨは、ＨクラッチＣＨのクラッチ圧が所定の圧力に達したときに、検知信号を制御部２７に送信するとよい。所定の圧力は、ＬクラッチＣＬ、ＨクラッチＣＨへの作動油のフィル完了時の圧力（フィル圧）に相当する値である。従って、圧力スイッチＴＬ，ＴＨは、フィル完了を検知して、制御部２７に検知信号を出力するとよい。このとき、クラッチ制御部５８は、上述の（ａ）（ｂ）に加えて、下記の（ｃ）（ｄ）のいずれか１つの時間であっても、タイマ８３をリセットし、時間の計測を開始するようにタイマ８３に設定信号を出力してもよい。
（ｃ）ＬクラッチＣＬがフィル圧でなくなったことを検知する検知信号を制御部２７が受信し、且つ／または、ＨクラッチＣＨがフィル圧となったことを検知する検知信号を制御部２７が受信した後
（ｄ）ＨクラッチＣＨがフィル圧でなくなったことを検知する検知信号を制御部２７が受信し、且つ／または、ＬクラッチＣＬがフィル圧となったことを検知する検知信号を制御部２７が受信した後
【０１７１】
以上、第１の実施形態及び第２実施形態はそれぞれ単独で用いられてもよいし、或いは、組合せて用いられてもよい。第１の実施形態と第２実施形態とを組み合わせることによって、図１１（ｂ）による処理と、図１３による処理を組み合わせることができるので、制御部２７が速度比を第１閾値Ｒｓ＿ｔｈ１とするように制御することによって生じる車体の揺れをより小さくすることができる。
【０１７２】
また、上述する実施形態は、Ｈｉモード／Ｌｏモードの２種類のモードがある場合について例示したが、ＨクラッチＣＨ、ＬクラッチＣＬ以外に第３のクラッチを設けて、３種類以上のモードがある動力伝達装置に本発明を適用してもよい。
【０１７３】
上述した動力伝達装置２４は、第１遊星歯車機構６８と第２遊星歯車機構６９とを含む。しかし、動力伝達装置が備える遊星歯車機構の数は、２つに限らない。動力伝達装置は１つの遊星歯車機構のみを含んでもよい。あるいは、動力伝達装置は、３つ以上の遊星歯車機構を含んでもよい。図１４は、他の実施形態にかかる作業車両が備える動力伝達装置１２４の構成を示す模式図である。他の実施形態にかかる作業車両の他の構成は、上述した実施形態に係る作業車両１と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、図１４において、上述した実施形態にかかる動力伝達装置２４と同じ構成には同じ符号を付している。
【０１７４】
図１４に示すように、動力伝達装置１２４は、変速機構１６６を有する。変速機構１６６は、遊星歯車機構１６８と、第１伝達軸１６７と、第２伝達軸１９１と、第２伝達軸ギア１９２とを含む。第１伝達軸１６７は、前後進切換機構６５に連結されている。遊星歯車機構１６８と第２伝達軸ギア１９２とは、第１伝達軸１６７及び第２伝達軸１９１と同軸上に配置されている。
【０１７５】
遊星歯車機構１６８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Ｃ１と、リングギアＲ１とを含む。サンギアＳ１は、第１伝達軸１６７に連結されている。複数の遊星ギアＰ１は、サンギアＳ１と噛み合い、キャリアＣ１に回転可能に支持されている。キャリアＣ１は、第２伝達軸１９１に固定されている。リングギアＲ１は、複数の遊星ギアＰ１に噛み合うとともに回転可能である。また、リングギアＲ１の外周には、リング外周ギアＧｒ１が設けられている。第２モータＭＧ２の出力軸６３には第２モータギアＧｍ２が固定されており、第２モータギアＧｍ２はリング外周ギアＧｒ１に噛み合っている。
【０１７６】
第２伝達軸ギア１９２は、第２伝達軸１９１に連結されている。第２伝達軸ギア１９２は出力ギア７１に噛み合っており、第２伝達軸ギア１９２の回転は出力ギア７１を介して出力軸６３に出力される。
【０１７７】
変速機構１６６は、第１高速用ギア（以下、「第１ＨギアＧＨ１」と呼ぶ）と、第２高速用ギア（以下、「第２ＨギアＧＨ２」と呼ぶ）と、第１低速用ギア（以下、「第１ＬギアＧＬ１」と呼ぶ）と、第２低速用ギア（以下、「第２ＬギアＧＬ２」と呼ぶ）と、第３伝達軸１９３と、Ｈｉ／Ｌｏ切換機構１７０とを有する。
【０１７８】
第１ＨギアＧＨ１と第１ＬギアＧＬ１とは、第１伝達軸１６７及び第２伝達軸１９１と同軸上に配置されている。第１ＨギアＧＨ１は、第１伝達軸１６７に連結されている。第１ＬギアＧＬ１は、第２伝達軸１９１に連結されている。第２ＨギアＧＨ２は、第１ＨギアＧＨ１と噛み合っている。第２ＬギアＧＬ２は、第１ＬギアＧＬ１と噛み合っている。第２ＨギアＧＨ２と第２ＬギアＧＬ２とは、第３伝達軸１９３と同軸上に配置されており、第３伝達軸１９３に対して回転可能に配置されている。第３伝達軸１９３は、第１モータＭＧ１の出力軸に連結されている。
【０１７９】
Ｈｉ／Ｌｏ切換機構１７０は、動力伝達装置２４における駆動力伝達経路を、車速が高い高速モード（Ｈｉモード）と車速が低い低速モード（Ｌｏモード）で切り替えるための機構である。このＨｉ／Ｌｏ切換機構１７０は、Ｈｉモード時に接続にされるＨクラッチＣＨと、Ｌｏモード時に接続されるＬクラッチＣＬとを含む。ＨクラッチＣＨは、第２ＨギアＧＨ２と第３伝達軸１９３とを接続又は切断する。また、ＬクラッチＣＬは、第２ＬギアＧＬ２と第３伝達軸１９３とを接続又は切断する。
【０１８０】
次に、動力伝達装置１２４の動作について説明する。図１５は、動力伝達装置１２４での速度比に対する各モータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度比を示したものである。図１５において、実線が第１モータＭＧ１の回転速度比、破線が第２モータＭＧ２の回転速度比を示している。車速が０以上Ｒｓ＿ｔｈ１以下のＬｏ領域（Ｌｏモード）では、ＬクラッチＣＬが接続され、ＨクラッチＣＨが切断される。このＬｏ領域では、ＨクラッチＣＨが切断されているので、第２ＨギアＧＨ２と第３伝達軸１９３とが切断される。また、ＬクラッチＣＬが接続されるので、第２ＬギアＧＬ２と第３伝達軸１９３とが接続される。
【０１８１】
このＬｏ領域においては、エンジン２１からの駆動力は、第１伝達軸１６７を介してサンギアＳ１に入力され、この駆動力は、キャリアＣ１から第２伝達軸１９１に出力される。一方、サンギアＳ１に入力された駆動力は、遊星ギアＰ１からリングギアＲ１に伝達され、リング外周ギアＧｒ１及び第２モータギアＧｍ２を介して第２モータＭＧ２に出力される。第２モータＭＧ２は、このＬｏ領域においては、ジェネレータとして機能しており、第２モータＭＧ２によって発電された電力の一部は、キャパシタ６４に蓄電される。
【０１８２】
また、Ｌｏ領域においては、第１モータＭＧ１は、電動モータとして機能する。第１モータＭＧ１の駆動力は、第３伝達軸１９３→第２ＬギアＧＬ２→第１ＬギアＧＬ１の経路で第２伝達軸１９１に出力される。このようにして第２伝達軸１９１で合わさった駆動力が、第２伝達軸ギア１９２及び出力ギア７１を介して出力軸６３に伝達される。
【０１８３】
車速がＲｓ_ｔｈ１以上のＨｉ領域（Ｈｉモード）では、ＨクラッチＣＨが接続され、ＬクラッチＣＬが切断される。このＨｉ領域では、ＨクラッチＣＨが接続されているので、第２ＨギアＧＨ２と第３伝達軸１９３とが接続される。また、ＬクラッチＣＬが切断されるので、第２ＬギアＧＬ２と第３伝達軸１９３とが切断される。
【０１８４】
このＨｉ領域では、エンジン２１からの駆動力はサンギアＳ１に入力され、この駆動力はキャリアＣ１から第２伝達軸１９１に出力される。また、エンジン２１からの駆動力は、第１ＨギアＧＨ１から、第２ＨギアＧＨ２及び第３伝達軸１９３を介して第１モータＭＧ１に出力される。このＨｉ領域では、第１モータＭＧ１はジェネレータとして機能するので、この第１モータＭＧ１で発電された電力の一部は、キャパシタ６４に蓄電される。
【０１８５】
また、第２モータＭＧ２の駆動力は、第２モータギアＧｍ２→リング外周ギアＧｒ１→リングギアＲ１→キャリアＣ１の経路で第２伝達軸１９１に出力される。このようにして第２伝達軸１９１で合わさった駆動力が、第２伝達軸ギア１９２及び出力ギア７１を介して出力軸６３に伝達される。
【０１８６】
他の実施形態にかかる作業車両での動力伝達装置１２４の制御は、上述した実施形態の動力伝達装置２４の制御と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
本発明によれば、ＨＭＴ或いはＥＭＴ式の動力伝達装置の駆動力の伝達経路が複数ある作業車両であって、伝達経路の切り替えが頻繁に行われることによって生じるハンチングを抑止する作業車両及び作業車両の制御方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０１８８】
２１   エンジン
２３   作業機ポンプ
３    作業機
２４   動力伝達装置
２５   走行装置
２６   操作装置
２７   制御部
５１ａ   アクセル操作部材
５３ａ   変速操作部材
５３１   シフトレンジレバー
５３２   キックダウンボタン
５４ａ   前後進切換操作部材
５９ａ   ブレーキ操作部材
５５   モータ制御部
５８   クラッチ制御部
６１   入力軸
６３   出力軸
６８   第１遊星歯車機構
６９   第２遊星歯車機構
６２   歯車機構
ＭＧ１ 第１モータ
ＭＧ２ 第２モータ
ＣＨ  Ｈクラッチ
ＣＬ  Ｌクラッチ
８３、８３ａ   タイマ
８４   トリガ操作検出部
８５   速度比変化検出部
【図１】
2015116839.tif 000004
【図２】
2015116839.tif 000005
【図３】
2015116839.tif 000006
【図４】
2015116839.tif 000007
【図５】
2015116839.tif 000008
【図６】
2015116839.tif 000009
【図７】
2015116839.tif 000010
【図８】
2015116839.tif 000011
【図９】
2015116839.tif 000012
【図１０】
2015116839.tif 000013
【図１１】
2015116839.tif 000014
【図１２】
2015116839.tif 000015
【図１３】
2015116839.tif 000016
【図１４】
2015116839.tif 000017
【図１５】
2015116839.tif 000018
【図１６】
2015116839.tif 000019