(57)【要約】      （修正有）【課題】作業車両において、走行電動機の数の増加を抑えつつ、広い動作範囲の走行駆動性能を確保する。【解決手段】作業車両は、エンジンと、エンジンにより駆動されて圧油を吐出する油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動源として作業を行う作業装置と、車輪に動力を与える走行電動機と、複数の速度段を有し、走行電動機からの動力を車輪に伝達するトランスミッションと、車速および車輪の目標駆動トルクに応じて、走行電動機の損失が小さくなるようにトランスミッションの速度段を設定する変速制御装置１５０とを備える。【選択図】図３
2015217797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンにより駆動されて圧油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動源として作業を行う作業装置と、
車輪に動力を与える走行電動機と、
複数の速度段を有し、前記走行電動機からの動力を前記車輪に伝達するトランスミッションと、
車速および前記車輪の目標駆動トルクに応じて、前記走行電動機の損失が小さくなるように前記トランスミッションの速度段を設定する変速制御装置とを備える作業車両。
【請求項２】
請求項１に記載の作業車両において、
前記変速制御装置は、前記目標駆動トルクが大きいほど低い車速で前記トランスミッションの速度段を切り替える作業車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業車両において、
アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出装置と、
車速を検出する車速検出装置と、
前記操作量検出装置で検出された操作量および前記車速検出装置で検出された車速に応じて、前記目標駆動トルクを決定するトルク決定手段とを備え、
前記変速制御装置は、
前記トランスミッションの速度段を切り替える切替用車速を決定する切替車速決定手段と、
前記車速検出装置で検出された車速と前記切替車速決定手段で決定された切替用車速とを比較して、前記トランスミッションの速度段を設定する速度段設定部とを備える作業車両。
【請求項４】
請求項３に記載の作業車両において、
基準車速が記憶された記憶装置を備え、
前記切替車速決定手段は、前記目標駆動トルクが大きいほど増加する補正値を決定し、前記基準車速から前記補正値を減算して前記切替用車速を決定する作業車両。
【請求項５】
請求項３に記載の作業車両において、
前記目標駆動トルクが大きいほど低くなる前記切替用車速の特性が記憶された記憶装置を備え、
前記切替車速決定手段は、前記特性に基づいて前記目標駆動トルクに応じた前記切替用車速を決定する作業車両。
【請求項６】
請求項１または２に記載の作業車両において、
アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出装置と、
車速を検出する車速検出装置と、
前記操作量検出装置で検出された操作量および前記車速検出装置で検出された車速に応じて、前記目標駆動トルクを決定するトルク決定手段とを備え、
前記変速制御装置は、
前記車速検出装置で検出された車速に応じた前記走行電動機の損失を、前記トランスミッションの速度段ごとに決定する損失決定部と、
前記損失決定部で決定された速度段ごとの損失のうち、最も損失が小さくなる速度段を選択し、前記トランスミッションの速度段を前記選択された速度段に設定する速度段設定部とを備える作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび電動機を備えた作業車両が知られている（特許文献１参照）。ホイールローダなどの作業車両は、掘削作業時には停止した状態あるいはごく低速域で大きな駆動力を必要とし、一方、作業をしないで走行する時には、３０〜４０ｋｍ／ｈ程度の車速で走行する。このため、作業車両は、広い動作範囲の走行駆動性能が要求される。
【０００３】
この広い動作範囲の走行駆動性能を単一の走行電動機で実現させる場合、低速域で大きなトルクを発生させ、かつ、高速走行ができる特性を有する大型の走行電動機を採用する必要がある。しかしながら、大型の走行電動機を採用すると、コストが増加し、走行電動機の配置スペースを確保するために作業車両が大型化するおそれがある。
【０００４】
特許文献１には、第１および第２の電動機と、これらの電動機の駆動トルクが走行体の駆動軸と作業機の駆動軸に分配されて伝達されるトルク分配伝達機構とを備えた作業車両が開示されている。特許文献１に記載の作業車両では、第１の電動機の駆動トルクと第２の電動機の駆動トルクが加算されて、走行出力軸に伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０５７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の作業車両のように、走行駆動力を発生させる電動機を複数備える場合、電動機に付随して、電動機を制御するためのインバータ等の補助部品を備える必要が生じる。このため、電動機の数を増やすほど、補助部品も増加し、コストが上昇してしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の作業車両は、エンジンと、エンジンにより駆動されて圧油を吐出する油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動源として作業を行う作業装置と、車輪に動力を与える走行電動機と、複数の速度段を有し、走行電動機からの動力を車輪に伝達するトランスミッションと、車速および車輪の目標駆動トルクに応じて、走行電動機の損失が小さくなるようにトランスミッションの速度段を設定する変速制御装置とを備える。
請求項２に記載の作業車両は、請求項１に記載の作業車両において、変速制御装置は、目標駆動トルクが大きいほど低い車速でトランスミッションの速度段を切り替える。
請求項３に記載の作業車両は、請求項１または２に記載の作業車両において、アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出装置と、車速を検出する車速検出装置と、操作量検出装置で検出された操作量および車速検出装置で検出された車速に応じて、目標駆動トルクを決定するトルク決定手段とを備え、変速制御装置は、トランスミッションの速度段を切り替える切替用車速を決定する切替車速決定手段と、車速検出装置で検出された車速と切替車速決定手段で決定された切替用車速とを比較して、トランスミッションの速度段を設定する速度段設定部とを備える。
請求項４に記載の作業車両は、請求項３に記載の作業車両において、基準車速が記憶された記憶装置を備え、切替車速決定手段は、目標駆動トルクが大きいほど増加する補正値を決定し、基準車速から補正値を減算して切替用車速を決定する。
請求項５に記載の作業車両は、請求項３に記載の作業車両において、目標駆動トルクが大きいほど低くなる切替用車速の特性が記憶された記憶装置を備え、切替車速決定手段は、特性に基づいて目標駆動トルクに応じた切替用車速を決定する。
請求項６に記載の作業車両は、請求項１または２に記載の作業車両において、アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出装置と、車速を検出する車速検出装置と、操作量検出装置で検出された操作量および車速検出装置で検出された車速に応じて、目標駆動トルクを決定するトルク決定手段とを備え、変速制御装置は、車速検出装置で検出された車速に応じた走行電動機の損失を、トランスミッションの速度段ごとに決定する損失決定部と、損失決定部で決定された速度段ごとの損失のうち、最も損失が小さくなる速度段を選択し、トランスミッションの速度段を選択された速度段に設定する速度段設定部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃費低減を図るとともに走行電動機の数の増加を抑えつつ、広い動作範囲の走行駆動性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるシリーズハイブリッド式の作業車両の一例であるホイールローダの側面図。
【図２】ホイールローダの構成の一例を示す図。
【図３】第１の実施の形態に係る自動変速制御処理を説明するための制御装置の機能ブロック図。
【図４】車速（横軸）と目標駆動トルク（縦軸）の関係を示す図。
【図５】１速度段および２速度段のそれぞれにおける車速（横軸）と目標駆動トルク（縦軸）の関係を示す図。
【図６】車速（横軸）と走行電動機の損失（縦軸）の関係を示す図。
【図７】第２の実施の形態に係る自動変速制御処理を説明するための制御装置の機能ブロック図。
【図８】（ａ）は目標駆動トルク（横軸）と補正速度（縦軸）との関係を示す図。（ｂ）は目標駆動トルク（横軸）と切替用車速（縦軸）との関係を示す図。
【図９】第３の実施の形態に係る自動変速制御処理を説明するための制御装置の機能ブロック図。
【図１０】車速（横軸）と機械損（縦軸）との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明による作業車両の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明によるシリーズハイブリッド式の作業車両の一例であるホイールローダ１００の側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１０１、バケット１０２、前輪１０３Ｆ等を有する前部車体１０５と、運転室１０７、機械室１０８、後輪１０３Ｒ等を有する後部車体１０６とで構成される。
【００１１】
本実施の形態のホイールローダ１００は、前部車体１０５と、後部車体１０６とが連結軸１０９を回転軸として左右に屈曲されるアーティキュレート式のホイールローダ１００である。前部車体１０５と後部車体１０６とは連結軸１０９により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ１０５Ａの伸縮により後部車体１０６に対し前部車体１０５が左右に屈折して操舵される。
【００１２】
前部車体１０５には、上下方向に回動可能にアーム１０１が連結されており、アーム１０１はアームシリンダ１０１Ａの駆動により上下方向に回動（俯仰動）する。アーム１０１の先端にはバケット１０２が上下方向に回動可能に連結されており、バケット１０２はバケットシリンダ１０２Ａの駆動により上下方向に回動（クラウドまたはダンプ）する。
【００１３】
図２は、ホイールローダ１００の構成の一例を示す図である。ホイールローダ１００は、制御装置１５０と、エンジン１６１と、エンジンコントローラ１６０と、走行電動装置１２０と、作業油圧装置１１０と、動力伝達機構１３０とを備えている。制御装置１５０およびエンジンコントローラ１６０は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されている。
【００１４】
制御装置１５０は、たとえば車両全体を制御する統合制御装置ＨＣＵ（ＨｙｂｒｉｄＣｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。制御装置１５０は、ホイールローダ１００の走行系および油圧作業系を含むシステム全体の制御を行っており、システム全体が最高のパフォーマンスを発揮するように、エンジン１６１、発電電動機１２１、走行電動機１２４およびトランスミッション１３１等を統合的に制御する。制御装置１５０には、アクセルペダル１４３の操作量を検出するペダル操作量センサ１４３ａおよび車両を起動、停止させるためのイグニッションスイッチ１４９がそれぞれ接続されている。制御装置１５０には、ペダル操作量センサ１４３ａから操作量信号、および、イグニッションスイッチ１４９からの操作位置信号がそれぞれ入力される。
【００１５】
イグニッションスイッチ１４９がオペレータによりオン操作されると、制御装置１５０からエンジンコントローラ１６０に運転開始信号が入力され、エンジンコントローラ１６０はスタータ（不図示）と燃料噴射装置１６１ａとを制御して、エンジン１６１を始動する。イグニッションスイッチ１４９がオペレータによりオフ操作されると、制御装置１５０からエンジンコントローラ１６０に運転停止信号が入力され、エンジンコントローラ１６０は燃料噴射装置１６１ａを制御して、エンジン１６１を停止する。
【００１６】
作業油圧装置１１０は、エンジン１６１に機械的に結合される作業用油圧ポンプ１１１と、アーム１０１およびバケット１０２（図１参照）と、アームシリンダ１０１Ａおよびバケットシリンダ１０２Ａとを含んで構成される。作業油圧装置１１０は、エンジン１６１により駆動される作業用油圧ポンプ１１１を駆動源として作業を行うものであり、作業用油圧ポンプ１１１から吐出される圧油により駆動される。
【００１７】
作業用油圧ポンプ１１１から吐出される圧油は、コントロールバルブ１１２により方向と流量が制御されて、アームシリンダ１０１Ａおよびバケットシリンダ１０２Ａへと供給される。運転室１０７内のアーム操作レバー（不図示）およびバケット操作レバー（不図示）が操作されると、コントロールバルブ１１２が動作し、アームシリンダ１０１Ａおよびバケットシリンダ１０２Ａへ作動油が適宜分配され、アーム１０１およびバケット１０２が所定の動作を行う。オペレータは、アーム操作レバーおよびバケット操作レバーを操作することで、アームシリンダ１０１Ａおよびバケットシリンダ１０２Ａを伸縮させて、バケット１０２の高さと傾きとを制御し、掘削および荷役作業を行う。
【００１８】
動力伝達機構１３０は、アクスル１３４と、デファレンシャル装置１３３と、プロペラシャフト１３５と、トランスミッション１３１とを含んで構成され、走行電動機１２４で発生した動力を車輪１０３に伝達する。なお、本実施の形態では、前輪１０３Ｆおよび後輪１０３Ｒのそれぞれが駆動輪とされている。
【００１９】
トランスミッション１３１は、１速（低速）と、１速よりも変速比の小さい２速（高速）の速度段を有し、各速度段に対応するソレノイド弁を有する自動変速機である。これらのソレノイド弁は、制御装置１５０からトランスミッション制御装置１３１ｃへ出力される制御信号（目標速度段信号）によって駆動され、トランスミッション１３１の速度段はこの制御信号（目標速度段信号）に応じて切り替えられる。トランスミッション１３１の設定速度段は、制御装置１５０で検出されている。トランスミッション１３１の自動変速制御については、後述する。
【００２０】
一対の前輪１０３Ｆ（一対の車輪１０３）は、それぞれアクスル１３４に連結されている。同様に、一対の後輪１０３Ｒ（一対の車輪１０３）は、それぞれアクスル１３４に連結されている。アクスル１３４は、デファレンシャル装置１３３に接続され、デファレンシャル装置１３３はプロペラシャフト１３５を介してトランスミッション１３１の出力軸に連結されている。トランスミッション１３１の入力軸は、走行電動機１２４のロータシャフト１３２に連結されている。
【００２１】
走行電動装置１２０は、発電電動機１２１と、ＭＧ用インバータ１２２と、走行電動機１２４と、走行用インバータ１２５と、蓄電装置１２７と、コンバータ１２８とを含んで構成される。
【００２２】
走行電動機１２４は、かご型ロータを備える誘導電動機であり、発電電動機１２１および蓄電装置１２７に電力線を介して接続され、発電電動機１２１および蓄電装置１２７の一方、または双方から供給される電力によって駆動されて、車輪１０３に走行駆動力を与える。
【００２３】
発電電動機１２１は、永久磁石を有するロータを備えた同期電動機であり、エンジン１６１の出力軸に直接的に、あるいは、ベルトやギヤを介して連結されている。発電電動機１２１は、エンジン１６１により駆動されて三相交流電力を発生する発電機として機能する。この三相交流電力は、ＭＧ用インバータ１２２により直流電力に変換されて走行電動機用のインバータ（以下、走行用インバータ１２５と記す）に供給される。なお、充電率が所定値まで低下している場合には、ＭＧ用インバータ１２２により変換された直流電力はコンバータ１２８を介して蓄電装置１２７にも供給され、蓄電装置１２７が充電される。
【００２４】
発電電動機１２１は、ＭＧ用インバータ１２２で変換された三相交流電力により駆動されて回転トルクを発生する電動機としても機能し、エンジン１６１のトルクアシストを行う。
【００２５】
ＭＧ用インバータ１２２および走行用インバータ１２５は、それぞれ直流電力から三相交流電力への変換、または、三相交流電力から直流電力への変換をスイッチング半導体素子の作動によって制御する電力変換装置である。ＭＧ用インバータ１２２および走行用インバータ１２５は、それぞれスイッチング素子を有するパワーモジュール（不図示）、ドライバ回路（不図示）およびパワーコントローラ１２２ｃ，１２５ｃを備えている。
【００２６】
各電力変換装置は、６つのスイッチング半導体素子を備えており、６つのスイッチング半導体素子のスイッチング動作（オン・オフ）によって、電力変換を行う。
【００２７】
パワーコントローラ１２２ｃ，１２５ｃは、６つのスイッチング半導体素子のスイッチング動作を制御するための電子回路装置である。パワーコントローラ１２２ｃ，１２５ｃには、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１４０を介して制御装置１５０からのトルク指令が入力される。
【００２８】
ＭＧ用インバータ１２２のパワーコントローラ１２２ｃには、発電電動機１２１とＭＧ用インバータ１２２との間を流れる交流電流の電流値を検出するＭＧ用電流センサ１４１、および、発電電動機１２１の回転速度を検出するＭＧ用速度センサ１４２からの信号がそれぞれ入力される。なお、ＭＧ用速度センサ１４２で検出された回転速度信号は、パワーコントローラ１２２ｃを介して制御装置１５０にも入力される。
【００２９】
走行用インバータ１２５のパワーコントローラ１２５ｃには、走行電動機１２４と走行用インバータ１２５との間を流れる交流電流の電流値を検出する走行電動機用の電流センサ（以下、走行用電流センサ１４４と記す）からの信号が入力される。また、走行用インバータ１２５のパワーコントローラ１２５ｃには、走行電動機１２４の回転速度を検出する走行電動機用の速度センサ（以下、モータ速度センサ１４５と記す）からの信号が入力される。なお、モータ速度センサ１４５で検出された回転速度信号は、パワーコントローラ１２５ｃを介して制御装置１５０にも入力される。
【００３０】
ＭＧ用インバータ１２２は、ＭＧ用電流センサ１４１およびＭＧ用速度センサ１４２からの情報、ならびに、制御装置１５０から出力されたトルク指令に基づき、所望の電動機トルクが発生するように発電電動機１２１の電圧を制御する。走行用インバータ１２５は、走行用電流センサ１４４およびモータ速度センサ１４５からの情報、ならびに、制御装置１５０から出力されたトルク指令に基づき、所望の電動機トルクが発生するように走行電動機１２４の電圧を制御する。
【００３１】
パワーコントローラ１２２ｃ，１２５ｃは、スイッチング半導体素子に対するスイッチング動作指令信号（たとえばＰＷＭ（パルス幅変調）信号）を生成する。この生成された指令信号はドライバ回路（不図示）に出力される。
【００３２】
ドライバ回路（不図示）は、パワーコントローラ１２２ｃ，１２５ｃから出力されたスイッチング動作指令信号に基づいて、６つのスイッチング半導体素子に対する駆動信号を生成する。この駆動信号は、６つのスイッチング半導体素子のゲート電極に出力される。６つのスイッチング半導体素子は、ドライバ回路（不図示）から出力された駆動信号に基づいてスイッチング（オン・オフ）が制御される。
【００３３】
ＭＧ用インバータ１２２および走行用インバータ１２５はコンバータ１２８を介して蓄電装置１２７に接続されており、コンバータ１２８はＭＧ用インバータ１２２および走行用インバータ１２５と蓄電装置１２７との電力の授受を行っている。蓄電装置１２７の充放電電圧は、コンバータ１２８に内蔵されるパワーコントローラ１２８ｃにより制御される。パワーコントローラ１２８ｃは、制御装置１５０からの電圧指令をＣＡＮ１４０を介して受け取り、蓄電装置１２７の充放電電圧を昇圧または降圧する。
【００３４】
蓄電装置１２７は、ある程度の電気的仕事（たとえば数１０ｋＷ、数秒程度の仕事）で発生する電力を蓄電し、所望の時期に蓄電された電荷を放電することが可能な電気二重層キャパシタや二次電池等の蓄電素子を複数備えている。
【００３５】
蓄電装置１２７は、発電電動機１２１の発電電力や、走行電動機１２４の回生電力によって充電される。発電電動機１２１で発生した三相交流電力は、ＭＧ用インバータ１２２で直流電力に変換され、コンバータ１２８を介して蓄電装置１２７に供給され、蓄電装置１２７が充電される。走行電動機１２４で発生した三相交流電力は、走行用インバータ１２５で直流電力に変換され、コンバータ１２８を介して蓄電装置１２７に供給され、蓄電装置１２７が充電される。
【００３６】
力行運転時には、発電電動機１２１で発生し、ＭＧ用インバータ１２２で交流電力から直流電力へと変換された電力、および、蓄電装置１２７から出力された直流電力の一方、または双方が走行用インバータ１２５に供給され、走行用インバータ１２５により三相交流電力に変換される。走行電動機１２４は、走行用インバータ１２５で変換された三相交流電力により駆動されて回転トルクを発生する。
【００３７】
走行電動機１２４で発生した回転トルクは、走行電動機１２４のロータシャフト１３２に連結されるトランスミッション１３１に伝達される。ロータシャフト１３２の回転は、トランスミッション１３１で変速され、変速後の回転がプロペラシャフト１３５、アクスル１３４を介して、車輪１０３に伝達される。
【００３８】
回生運転時には、車輪１０３から伝達される回転トルクにより走行電動機１２４が回転して、三相交流電力が発生する。走行電動機１２４で発生した三相交流電力は、走行用インバータ１２５により直流電力に変換され、コンバータ１２８を介して蓄電装置１２７に供給され、蓄電装置１２７は走行用インバータ１２５で変換された直流電力により充電される。
【００３９】
掘削作業時には、必要に応じて、蓄電装置１２７からＭＧ用インバータ１２２を介して発電電動機１２１に電力が供給され、発電電動機１２１が電動機として機能し、エンジン１６１のトルクアシストが行われる。
【００４０】
制御装置１５０は、アクセルペダル１４３の操作量（踏み込み量）を含む車両情報に応じた要求トルクを走行電動機１２４が出力するように、エンジン１６１および発電電動機１２１、走行電動機１２４を制御する。制御装置１５０は、走行電動機１２４に必要な電力を発電電動機１２１で発生させるためにエンジン１６１の目標回転速度を設定し、エンジンコントローラ１６０に目標回転速度指令を出力する。また、制御装置１５０は、発電電動機１２１を発電機として動作させるためのトルク指令をＭＧ用インバータ１２２のパワーコントローラ１２２ｃに出力するとともに、走行電動機１２４を電動機として動作させるためのトルク指令を走行用インバータ１２５のパワーコントローラ１２５ｃに出力する。
【００４１】
エンジンコントローラ１６０には、エンジン１６１の実回転速度を検出するエンジン回転速度センサ１４６からの信号が入力される。エンジンコントローラ１６０は、エンジン回転速度センサ１４６で検出されたエンジン１６１の実回転速度と、制御装置１５０からのエンジン１６１の目標回転速度とを比較して、実回転速度を目標回転速度に近づけるための制御信号を燃料噴射装置１６１ａに出力して、燃料噴射装置１６１ａを制御する。
【００４２】
以下、力行運転時における自動変速制御処理について詳細に説明する。図３は、自動変速制御処理を説明するための制御装置１５０の機能ブロック図である。制御装置１５０は、トルク演算部１５１と、損失演算部１５２Ｌ，１５２Ｈと、トランスミッション１３１の速度段を設定する速度段設定部１５３と、車速Ｖを演算する車速演算部１５４とを機能的に備えている。
【００４３】
車速演算部１５４は、現在設定されているトランスミッション１３１の速度段の変速比と、モータ速度センサ１４５で検出され、パワーコントローラ１２５ｃを介して入力される走行電動機１２４の回転速度とに基づいて、車両の走行速度（以下、車速Ｖと記す）を演算する。
【００４４】
トルク演算部１５１は、走行電動機１２４の走行駆動力が与えられる車輪（駆動輪）の目標トルク（以下、目標駆動トルクＴｄと記す）を演算する。トルク演算部１５１は、ペダル操作量センサ１４３ａで検出されたアクセルペダル１４３の操作量Ｓと、車速演算部１５４で演算された車速Ｖに基づいて、目標駆動トルクＴｄを演算する。図４は、車速Ｖ（横軸）と目標駆動トルクＴｄ（縦軸）の関係を示す図である。図４には、３本のトルクカーブが図示されている。図中、太い実線は、アクセルペダル１４３の操作量Ｓが１００％、すなわち最大踏込操作時の目標駆動トルクＴｄの特性Ｃｔ１００を示している。図中、破線は操作量Ｓが５０％のときの目標駆動トルクＴｄの特性Ｃｔ５０を示し、細い実線は操作量Ｓが２０％のときの目標駆動トルクＴｄの特性Ｃｔ２０を示している。
【００４５】
制御装置１５０の記憶装置には、図４に示す車速Ｖに対する目標駆動トルクＴｄの特性Ｃｔ１００，Ｃｔ５０，Ｃｔ２０のテーブル（トルクカーブ）が操作量Ｓごと（１００％，５０％，２０％）に記憶されている。各特性Ｃｔ１００，Ｃｔ５０，Ｃｔ２０は、目標駆動トルクＴｄが、車速Ｖに反比例するように設定されている。なお、図４では、説明の便宜上、３本のトルクカーブを示しているが、記憶装置には３本以上のトルクカーブを記憶させてもよい。
【００４６】
トルク演算部１５１は、ペダル操作量センサ１４３ａで検出された操作量Ｓに対応するトルクカーブを参照し、車速演算部１５４で演算された車速Ｖに対応する目標駆動トルクＴｄを読み出す。なお、トルク演算部１５１は、検出された操作量Ｓに対応するテーブルが存在しない場合には、検出された操作量Ｓ（たとえば６０％）の前後の操作量に対応する２つのテーブル（たとえば、５０％のテーブルと１００％のテーブル）を参照し、周知の補間演算により目標駆動トルクＴｄを演算する。トルク演算部１５１は、演算された駆動輪の目標駆動トルクＴｄと、現在設定されているトランスミッション１３１の速度段に基づいて、駆動輪のトルクを目標駆動トルクとするために必要な走行電動機１２４のトルクに応じたトルク指令を走行用インバータ１２５のパワーコントローラ１２５ｃに出力する。
【００４７】
本実施の形態では、走行電動機１２４の回転速度とトルクは、トランスミッション１３１により変換される。図５は、１速度段および２速度段のそれぞれにおける車速Ｖ（横軸）と目標駆動トルクＴｄ（縦軸）の関係を示す図である。図中、破線は、アクセルペダル１４３の操作量Ｓが１００％のときの特性Ｃｔ１００（図４参照）を示している。
【００４８】
本実施の形態では、車速Ｖが最低速度Ｖｍｉｎ（＝０）から最高速度Ｖｍａｘまでの全速度範囲において、１速度段および２速度段のうちの少なくとも一つの速度段により、特性Ｃｔ１００に相当する目標駆動トルクＴｄを出力できるように、走行電動機１２４のモータ特性およびトランスミッション１３１の変速比が定められている。
【００４９】
図５においてハッチングで示す領域Ａ内の目標駆動トルクＴｄは、１速度段および２速度段のいずれでも出力することができる。しかしながら、２つの速度段の中から任意に速度段を設定してしまうと、走行電動機１２４の損失が大きくなり、燃費が悪くなるおそれがある。そこで、本実施の形態では、走行電動機１２４の損失が小さくなるように、トランスミッション１３１の速度段を設定するようにした。
【００５０】
図３に示すように、損失演算部１５２Ｌ，１５２Ｈは、車速演算部１５４で演算された車速Ｖ、および、トルク演算部１５１で演算された目標駆動トルクＴｄに応じて、走行電動機１２４の損失Ｌｍを決定する。損失Ｌｍは、電動機の銅損および鉄損の和を表している。銅損は、ジュール損失であり、電動機のトルクが大きくなるにしたがって増加する。鉄損は、電動機の鉄心で磁気ヒステリシスと渦電流によって電力が熱となって消費されるエネルギー損失（ヒステリシス損および渦電流損）であり、電動機の回転速度が高くなるにしたがって増加する。このため、損失Ｌｍは、電動機の回転速度が低速であるときにはトルクの影響により銅損が支配的になり、電動機の回転速度が高速であるときには回転速度の影響により鉄損が支配的になる。
【００５１】
本実施の形態のように、電動機を作業車両の走行駆動力源として使用する場合には、普通自動車などの一般的な走行用車両よりも車速が低速のときにおけるトルクが重要とされる。特にホイールローダのような作業車両は、掘削時に土や土砂からの反力を駆動綸で受け止めながら進むため、低速時において、一般的な走行用車両に比べて非常に高いトルクが必要とされる。このトルクを通常の電動機制御で実現しようとすると、電動機の体格やコストが膨大となってしまう。そこで、作業車両用の走行電動機では、定格よりも多くの電流を流すことで（すなわち、過負荷運転により）低速時の高トルクを実現している。このため、低速、高トルク時には、定格電流により運転される通常時よりも銅損が増えることになる。
【００５２】
走行電動機１２４の損失Ｌｍ、目標駆動トルクＴｄ、車速Ｖ、トランスミッション１３１の速度段の関係について、図６を参照して説明する。図６は、車速Ｖ（横軸）と走行電動機の損失Ｌｍ（縦軸）の関係を示す図である。図６には、６本の損失曲線が図示されている。図中、太い実線は、目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ３のときの損失Ｌｍの特性を示している。図中、破線は、目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ２のときの損失Ｌｍの特性を示している。図中、細い実線は、目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ１のときの損失Ｌｍの特性を示している。Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３の大小関係は、Ｔｄ１＜Ｔｄ２＜Ｔｄ３である。
【００５３】
同じ目標駆動トルクＴｄを表す同種の線のうち、左側の線が１速度段（低速度段）を使用したときの損失Ｌｍ（以下、Ｌｍ１と記す）であり、右側の線が２速度段（高速度段）を使用したときの損失Ｌｍ（以下、Ｌｍ２と記す）を示している。図示するように、目標駆動トルクＴｄが大きいほど、損失Ｌｍは大きくなる。なお、車速Ｖが同じ場合、アクセルペダル１４３の操作量Ｓが大きいほど、目標駆動トルクＴｄが大きくなるため（図４参照）、損失Ｌｍも大きくなる。
【００５４】
いずれの損失曲線も極小点Ｐを有している。極小点Ｐから車速Ｖが高くなるにしたがって損失Ｌｍが大きくなり、極小点Ｐから車速Ｖが低くなるにしたがって損失Ｌｍが大きくなる。
【００５５】
図示するように、車速Ｖが同一で、かつ、目標駆動トルクＴｄが同一であっても、速度段によって走行電動機の損失Ｌｍは異なる。たとえば、車速Ｖ＝Ｖｅ、目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ３のとき、１速度段では損失Ｌｍ＝Ｌｍ１ｅ、２速度段では損失Ｌｍ＝Ｌｍ２ｅとなり、損失の値が異なっている（Ｌｍ１ｅ≠Ｌｍ２ｅ）。この理由は、同一の電動機出力であっても、走行電動機１２４のトルクおよび回転速度はそれぞれ速度段ごとに異なり、銅損、鉄損のバランスが１速と２速とで同じではないためである。
【００５６】
同種の線が交わる点Ｘは１速度段（低速度段）と２速度段（高速度段）で損失Ｌｍの大小が入れ替わる点であり、交点Ｘは目標駆動トルクＴｄが大きくなるにしたがって低速側に変位している。
【００５７】
制御装置１５０の記憶装置には、図６に示す損失特性のテーブル（損失曲線）が目標駆動トルクＴｄごとに記憶されている。なお、図６では、説明の便宜上、６本の損失曲線を示しているが、記憶装置には６本以上の損失曲線を記憶させてもよい。
【００５８】
損失演算部１５２Ｌは、トルク演算部１５１で演算された目標駆動トルクＴｄに対応する１速度段使用時の損失曲線を選択し、選択された損失曲線を参照し、車速演算部１５４で演算された車速Ｖに対応する１速度段使用時の損失Ｌｍ１を読み出す。
【００５９】
損失演算部１５２Ｈは、トルク演算部１５１で演算された目標駆動トルクＴｄに対応する２速度段使用時の損失曲線を選択し、選択された損失曲線を参照し、車速演算部１５４で演算された車速Ｖに対応する２速度段使用時の損失Ｌｍ２を読み出す。
【００６０】
なお、損失演算部１５２Ｌ，１５２Ｈは、目標駆動トルクＴｄ（たとえばＴｄ＝Ｔｄ１２，Ｔｄ１＜Ｔｄ１２＜Ｔｄ２）に対応するテーブル（損失曲線）が存在しない場合には、その目標駆動トルクＴｄの前後の目標駆動トルクＴｄに対応する２つのテーブル（たとえば、Ｔｄ＝Ｔｄ１のテーブルとＴｄ＝Ｔｄ２のテーブル）を参照し、周知の補間演算により損失Ｌｍを演算する。
【００６１】
図３に示すように、速度段設定部１５３は、損失演算部１５２Ｌで演算された１速度段使用時の損失Ｌｍ１（たとえば、Ｌｍ１＝Ｌｍ１ｅ）と、損失演算部１５２Ｈで演算された２速度段使用時の損失Ｌｍ２（たとえば、Ｌｍ２＝Ｌｍ２ｅ）とを比較して、損失の低い速度段（たとえば、１速）を選択する。速度段設定部１５３は、トランスミッション１３１の速度段を選択した速度段に設定するための制御信号（目標速度段信号）をトランスミッション制御装置１３１ｃへ出力する。トランスミッション制御装置１３１ｃは、入力された目標速度段信号に基づき、トランスミッション１３１の速度段を速度段設定部１５３が選択した速度段に設定する。
【００６２】
図６に示した各損失曲線は、実験やシミュレーション等により得ることができる。なお、損失曲線のデータはＶｍｉｎからＶｍａｘの全車速領域で必要とされるわけではなく、交点Ｘ付近の特性を記憶装置に記憶させておけばよい。本実施の形態では、全車速領域で速度段設定部１５３が損失Ｌｍ１と損失Ｌｍ２とを比較するため、損失曲線の無い車速領域での損失をＬｍｘとして設定した。比較用に便宜上設定した値であるＬｍｘは、各損失曲線で得られる損失Ｌｍの値の最大値よりも大きい値であればよい。
【００６３】
つまり、図６に示すように、２速度段で目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ３の場合であって車速ＶがＶ３Ｌ以下のときの損失Ｌｍと、１速度段で目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ３の場合であって車速ＶがＶ３Ｈ以上のときの損失ＬｍのそれぞれをＬｍｘに設定した。なお、目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ３の損失曲線の交点Ｘの車速ＶをＶ３Ｘとすると、Ｖ３Ｌ，Ｖ３Ｈ，Ｖ３Ｘの大小関係は、Ｖ３Ｌ＜Ｖ３Ｘ＜Ｖ３Ｈとなる。また、２速度段で目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ２の場合であって車速ＶがＶ２Ｌ以下のときの損失Ｌｍと、１速度段で目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ２の場合であって車速ＶがＶ２Ｈ以上のときの損失ＬｍのそれぞれをＬｍｘに設定した。なお、目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ２の損失曲線の交点Ｘの車速ＶをＶ２Ｘとすると、Ｖ２Ｌ，Ｖ２Ｈ，Ｖ２Ｘの大小関係は、Ｖ２Ｌ＜Ｖ２Ｘ＜Ｖ２Ｈとなる。さらに、２速度段で目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ１の場合であって車速ＶがＶ１Ｌ以下のときの損失Ｌｍと、１速度段で目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ１の場合であって車速ＶがＶ１Ｈ以上のときの損失ＬｍのそれぞれをＬｍｘに設定した。なお、目標駆動トルクＴｄ＝Ｔｄ１の損失曲線の交点Ｘの車速ＶをＶ１Ｘとすると、Ｖ１Ｌ，Ｖ１Ｈ，Ｖ１Ｘの大小関係は、Ｖ１Ｌ＜Ｖ１Ｘ＜Ｖ１Ｈとなる。
【００６４】
上述したように、交点Ｘは目標駆動トルクＴｄが大きくなるにしたがって低速側に変位している（図６参照）。つまり、目標駆動トルクＴｄが大きいほど低い車速Ｖでトランスミッション１３１の速度段が切り替えられることになる。
【００６５】
イグニッションスイッチ１４９がオン操作されると、自動変速制御プログラムが起動され、上述した車速演算部１５４での車速演算処理、トルク演算部１５１での目標駆動トルク演算処理、損失演算部１５２Ｌでの１速度段使用時の損失演算処理、損失演算部１５２Ｈでの２速度段使用時の損失演算処理、および、速度段設定部１５３での速度段選択処理が、制御装置１５０により繰り返し実行される。このような自動変速制御により、車両の走行中に損失Ｌｍの小さい速度段が自動で設定されるため、燃費の向上を図ることができる。
【００６６】
上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）作業車両において、走行電動機１２４からの動力を車輪１０３に伝達するトランスミッション１３１を備えるようにしたので、走行電動機１２４の数の増加を抑えつつ、広い動作範囲の走行駆動性能を確保することができる。
【００６７】
（２）車速Ｖ、および、車輪１０３の目標駆動トルクＴｄに応じて、走行電動機１２４の損失が小さくなるように、すなわち走行効率がよくなるように、トランスミッション１３１の速度段を設定するようにしたので、燃費の向上を図ることができる。
【００６８】
（３）車速Ｖに応じた走行電動機１２４の損失Ｌｍを、トランスミッション１３１の速度段ごとに決定し、決定された速度段ごとの損失Ｌｍ１，Ｌｍ２のうち、最も損失が小さくなる速度段を選択し、トランスミッション１３１の速度段を選択された速度段に設定するようにした。これにより、走行電動機１２４の損失が最も小さくなる速度段を精度よく選択できる。
【００６９】
−第２の実施の形態−
図７および図８を参照して、第２の実施の形態に係る作業車両を説明する。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。第２の実施の形態に係る作業車両は、第１の実施の形態に係る作業車両と同様の構成を有している。第１の実施の形態では、１速度段使用時における走行電動機１２４の損失Ｌｍ１と、２速度段使用時における走行電動機１２４の損失Ｌｍ２とを比較して、損失の低い速度段を設定するようにした。これに対して、第２の実施の形態では、トランスミッション１３１の速度段を切り替える車速を表す切替用車速ＶＣ（閾値）と、車速演算部１５４で演算された車速Ｖ（現在の車速）とを比較して、トランスミッション１３１の速度段を設定する。
【００７０】
図７は、第２の実施の形態に係る自動変速制御処理を説明するための制御装置２５０の機能ブロック図である。第２の実施の形態では、第１の実施の形態の制御装置１５０に代えて、制御装置２５０を備えている。図７に示すように、制御装置２５０は、車速演算部１５４と、トルク演算部１５１と、補正部２５５と、減算器２５６と、速度段設定部２５３とを機能的に備えている。
【００７１】
図８（ａ）は、目標駆動トルクＴｄ（横軸）と補正速度ΔＶ（縦軸）との関係を示す図である。図８（ｂ）は、目標駆動トルクＴｄ（横軸）と切替用車速ＶＣ（縦軸）との関係を示す図である。制御装置２５０の記憶装置には、図８（ａ）に示す目標駆動トルクＴｄに対する補正速度ΔＶの特性Ｃｖのテーブルが記憶されている。
【００７２】
補正部２５５は、トルク演算部１５１で演算された目標駆動トルクＴｄに基づいて補正速度ΔＶを決定する。具体的には、補正部２５５は、特性Ｃｖのテーブルを参照し、目標駆動トルクＴｄに対応する補正速度ΔＶを読み出す。補正速度ΔＶは、目標駆動トルクＴｄの増加にしたがって、増加する。
【００７３】
制御装置２５０の記憶装置には、基準車速Ｖｂ（定数）が記憶されている。基準車速Ｖｂは、目標駆動トルクＴｂが０のときに１速度段と２速度段との切り替え、すなわちシフトチェンジを行う車速である。なお、基準車速Ｖｂは、任意の一定値とすることができる。
【００７４】
減算器２５６は、記憶装置に記憶されている基準車速Ｖｂから補正部２５５で演算された補正速度ΔＶを減算し、切替用車速ＶＣを決定し、速度段設定部２５３に出力する。閾値である切替用車速ＶＣは、図８（ｂ）に示すように、目標駆動トルクＴｄが増加するにしたがって、低下する特性となる。
【００７５】
速度段設定部２５３は、車速演算部１５４で演算された車速Ｖと、減算器２５６で演算された切替用車速ＶＣとを比較する。速度段設定部２５３は、車速Ｖが切替用車速ＶＣ以上の場合（Ｖ≧ＶＣ）には速度段を２速に設定する制御信号（目標速度段信号）をトランスミッション制御装置１３１ｃに出力し、車速Ｖが切替用車速ＶＣ未満の場合（Ｖ＜ＶＣ）には速度段を１速にする制御信号（目標速度段信号）をトランスミッション制御装置１３１ｃに出力する。トランスミッション制御装置１３１ｃは、入力された制御信号（目標速度段信号）に基づき、トランスミッション１３１を速度段設定部２５３が選択した速度段に設定する。
【００７６】
イグニッションスイッチ１４９がオン操作されると、自動変速制御プログラムが起動され、上述した車速演算部１５４での車速演算処理、トルク演算部１５１での目標駆動トルク演算処理、補正部２５５での補正速度演算処理、減算器２５６での切替用車速演算処理、および、速度段設定部２５３での速度段選択処理が、制御装置２５０により繰り返し実行される。
【００７７】
図８（ａ）に示す補正速度ΔＶの目標駆動トルクＴｄの増加に対する変化率は、図６の同一目標駆動トルクにおける１速度段使用時の損失曲線と２速度段使用時の損失曲線との交点Ｘでの車速Ｖが、目標駆動トルクＴｄの増加にしたがって低下する特性に基づいて決定される。目標駆動トルクＴｄが増加するにしたがって、速度段の切替用車速ＶＣ（閾値）を低下させることで、図６に示したように、走行電動機１２４の損失Ｌｍが小さくなるようにトランスミッション１３１の速度段が自動的に設定される。
【００７８】
このように、第２の実施の形態では、目標駆動トルクＴｄが大きいほど増加する補正速度ΔＶを決定し、基準車速Ｖｂから補正速度ΔＶを減算して切替用車速ＶＣを決定するようにした。このような自動変速制御を行う第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、車両の走行中に損失Ｌｍの小さい速度段が自動で設定されるため、燃費の向上を図ることができる。さらに、第１の実施の形態に比べて、演算処理が単純であるため、制御装置２５０の処理能力を抑えてコストの低減を図ることができる。
【００７９】
−第３の実施の形態−
図９を参照して、第３の実施の形態に係る作業車両を説明する。なお、図中、第２の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。第３の実施の形態に係る作業車両は、第２の実施の形態に係る作業車両と同様の構成を有している。第２の実施の形態では、基準車速Ｖｂから補正速度ΔＶを減算して、切替用車速ＶＣを決定するようにした。これに対して、第３の実施の形態では、トランスミッション１３１の速度段を切り替える車速を表す切替用車速ＶＣ（閾値）の特性テーブルが予め記憶装置に記憶されており、トルク演算部１５１で演算された目標駆動トルクＴｄに基づいて切替用車速ＶＣを決定する。
【００８０】
図９は、第３の実施の形態に係る自動変速制御処理を説明するための制御装置３５０の機能ブロック図である。第３の実施の形態では、第２の実施の形態の制御装置２５０に代えて、制御装置３５０を備えている。図９に示すように、制御装置３５０は、車速演算部１５４と、トルク演算部１５１と、速度段設定部３５３とを機能的に備えている。
【００８１】
速度段設定部３５３は、車速演算部１５４で演算された車速Ｖの情報と、トルク演算部１５１で演算された目標駆動トルクＴｄの情報が入力される。速度段設定部３５３は、記憶装置に記憶された切替用車速ＶＣの特性テーブルを参照し、入力された目標駆動トルクＴｄに対応する切替用車速ＶＣを読み出す。
【００８２】
速度段設定部３５３は、読み出した切替用車速ＶＣと入力された車速Ｖとを比較する。速度段設定部３５３は、車速Ｖが切替用車速ＶＣ以上の場合（Ｖ≧ＶＣ）には速度段を２速に設定する制御信号（目標速度段信号）をトランスミッション制御装置１３１ｃに出力し、車速Ｖが切替用車速ＶＣ未満の場合（Ｖ＜ＶＣ）には速度段を１速にする制御信号（目標速度段信号）をトランスミッション制御装置１３１ｃに出力する。トランスミッション制御装置１３１ｃは、入力された制御信号（目標速度段信号）に基づき、トランスミッション１３１を速度段設定部３５３が選択した速度段に設定する。
【００８３】
イグニッションスイッチ１４９がオン操作されると、自動変速制御プログラムが起動され、上述した車速演算部１５４での車速演算処理、トルク演算部１５１での目標駆動トルク演算処理、速度段設定部３５３での切替用車速演算処理および速度段選択処理が、制御装置３５０により繰り返し実行される。
【００８４】
図９に示す切替用車速ＶＣの特性は、図８（ｂ）に示す切替用車速ＶＣの特性と同じである。つまり、図８に示す切替用車速ＶＣの特性テーブルは、図６に示した同一目標駆動トルクにおける１速度段使用時の損失曲線と２速度段使用時の損失曲線との交点Ｘでの車速Ｖが、目標駆動トルクＴｄの増加にしたがって低下する特性に基づいて決定される。目標駆動トルクＴｄが増加するにしたがって、速度段の切替用車速を低下させることで、図６に示したように、走行電動機１２４の損失Ｌｍが小さくなるようにトランスミッション１３１の速度段が自動的に設定される。
【００８５】
このように、第３の実施の形態では、目標駆動トルクＴｄが大きいほど低くなる切替用車速ＶＣの特性が記憶された記憶装置を備え、この特性に基づいて目標駆動トルクＴｄに応じた切替用車速ＶＣを決定するようにした。このような自動変速制御を行う第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００８６】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
上述した第１の実施の形態の損失演算部１５２Ｌ，１５２Ｈが演算する損失Ｌｍ１，Ｌｍ２は、それぞれ銅損と鉄損の和である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。さらに機械損を加味してもよい。図１０は、車速（横軸）と機械損（縦軸）との関係を示す図である。なお、トルクによっては２速度段使用時に出力できない可能性があるため、低速領域での２速度段使用時の機械損は破線で示してある。機械損Ｌｇは、トランスミッション１３１を構成する歯車同士が噛み合ってトルクを伝達する際の噛み合いによる摩擦によって生じる損失や、動力伝達機構を構成する各軸を支持する軸受や走行電動機１２４のロータシャフト１３２を支持する軸受での摩擦によって生じる損失等が含まれる。機械損Ｌｇは、車速Ｖが大きくなるにしたがって増加する。
【００８７】
同じ車速であれば、１速度段における機械損Ｌｇ（以下、機械損Ｌｇ１と記す）は、２速度段における機械損Ｌｇ（以下、機械損Ｌｇ２と記す）に比べて大きくなる。これは、１速度段のほうが変速比が大きく、同じ車速の場合、２速度段に比べて１速度段の方が走行電動機１２４の回転速度が高くなるためである。
【００８８】
この変形例では、１速度段使用時に生じる機械損Ｌｇ１の特性Ｃｇ１のテーブルと、２速度段使用時に生じる機械損Ｌｇ２の特性Ｃｇ２のテーブルとが記憶装置に予め記憶されている。損失演算部１５２Ｌは、特性Ｃｇ１のテーブルを参照し、車速Ｖに対応する機械損Ｌｇ１を読み出す。損失演算部１５２Ｌは、演算された機械損Ｌｇ１を損失Ｌｍ１に加算して、速度段設定部１５３に出力する。損失演算部１５２Ｈは、特性Ｃｇ２のテーブルを参照し、車速Ｖに対応する機械損Ｌｇ２を読み出す。損失演算部１５２Ｈは、演算された機械損Ｌｇ２を損失Ｌｍ２に加算して、速度段設定部１５３に出力する。
【００８９】
速度段設定部１５３は、損失演算部１５２Ｈで演算された１速度段使用時の損失Ｌｍ１および機械損Ｌｇ１の合計値と、損失演算部１５２Ｌで演算された２速度段使用時の損失Ｌｍ２および機械損Ｌｇ２の合計値とを比較して、損失Ｌｍおよび機械損Ｌｇの合計値が低い速度段を選択する。速度段設定部１５３は、トランスミッション１３１の速度段を選択した速度段に設定するための制御信号（目標速度段信号）をトランスミッション制御装置１３１ｃへ出力する。
【００９０】
変形例１では、銅損、鉄損だけでなく、機械損を加味して、銅損、鉄損および機械損の損失合計値が小さくなるようにトランスミッション１３１の速度段を設定した。機械損は、銅損や鉄損に比べて小さいものの、機械損を考慮することで、さらなる燃費の向上を図ることができる。
【００９１】
（変形例２）
上述した第１の実施の形態では、全車速領域で速度段設定部１５３が損失Ｌｍ１とＬｍ２とを比較するために、損失曲線の無い車速領域での損失をＬｍｘとして設定したが、本発明はこれに限定されない。車速が第１所定値未満では１速度段に設定し、車速が第１所定値よりも大きい第２所定値以上では２速度段に設定し、車速が第１所定値以上、かつ、第２所定値未満の範囲では、損失曲線により演算された損失Ｌｍ１と損失Ｌｍ２との比較により速度段を設定するようにしてもよい。この場合、第１所定値以上、かつ、第２所定値未満の範囲では、速度段ごとに複数の目標駆動トルクＴｄに対応する損失曲線を記憶装置に記憶させておく。
【００９２】
（変形例３）
上述した第１の実施の形態では、損失演算部１５２Ｌ，１５２Ｈが走行電動機１２４の損失Ｌｍ１，Ｌｍ２を演算し、速度段設定部１５３が１速度段使用時の損失Ｌｍ１と、２速度段使用時の損失Ｌｍ２とを比較して、損失の低い速度段を選択する例について説明したが本発明はこれに限定されない。損失演算部１５２Ｌ，１５２Ｈが演算する損失とは、走行電動機１２４の損失と相関関係のある物理量であればよい。たとえば、損失演算部１５２Ｌ，１５２Ｈは、走行効率を演算し、速度段設定部１５３は、１速度段使用時の走行効率と、２速度段使用時の走行効率とを比較して、走行効率の高い速度段を選択することで、走行電動機１２４の損失が小さくなるようにトランスミッション１３１の速度段が設定されることになる。
【００９３】
（変形例４）
上述した第１の実施の形態では、損失演算部１５２Ｌ，１５２Ｈは、走行電動機１２４の温度にかかわらず、所定の損失曲線を参照して、車速Ｖに対応する損失Ｌｍを求めるようにしたが、本発明はこれに限定されない。損失の演算の際に、走行電動機１２４の温度を加味してもよい。この場合、温度ごとの損失曲線の特性を記憶装置に記憶させておき、センサ等で検出した走行電動機１２４の温度に対応する損失曲線を参照し、車速Ｖに対応する損失Ｌｍを読み出す。
【００９４】
なお、走行電動機１２４の温度ごとに、補正速度ΔＶの特性および切替用車速ＶＣの特性を記憶させておけば、第２および第３の実施の形態においても、走行電動機１２４の温度の影響を考慮した自動変速制御を実現できる。
【００９５】
（変形例５）
上述した実施の形態では、走行電動機１２４の回転速度を検出するモータ速度センサ１４５からの情報と、トランスミッション１３１の設定速度段の情報に基づいて、車速Ｖを決定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。車輪１０３の回転速度を検出するセンサからの情報から車速Ｖを求めてもよい。車速の検出方法は、種々の方法を採用できる。
【００９６】
（変形例６）
上述した実施の形態では、車速Ｖを用いてトルク演算処理や損失演算処理、速度段選択処理を実行する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。本明細書において、車速とは、車速と相関関係のある物理量であればよい。たとえば、トランスミッション１３１の出力軸の回転速度や、アクスル１３４の回転速度を用いて、トルク演算処理や損失演算処理、速度段選択処理を実行することができる。トランスミッション１３１の出力軸の回転速度や、アクスル１３４の回転速度は、センサで検出してもよいし、走行電動機１２４の回転速度信号と設定速度段の情報に基づいて、制御装置１５０で演算してもよい。
【００９７】
（変形例７）
上述した第１の実施の形態では、１速度段と２速度段を有するトランスミッション１３１を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。３つ以上の速度段を有するトランスミッション１３１に本発明を適用してもよい。なお、３つ以上の速度段を有するトランスミッション１３１に本発明を適用する場合、複数のシフトチェンジのうちの一部または全部において、本発明を適用することができる。たとえば、１〜３速度段を有するトランスミッション１３１において、１速と２速との間のシフトチェンジ、および、２速と３速との間のシフトチェンジの一方または双方で、走行電動機１２４の損失Ｌｍが小さくなるようにトランスミッション１３１の速度段を設定することができる。
【００９８】
（変形例８）
上述した実施の形態では、トルクカーブの特性（図４参照）や損失曲線の特性（図６参照）、補正速度の特性（図８（ａ）参照）、切替用車速の特性（図９参照）が記憶装置にテーブルで記憶されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。各特性を関数で記憶装置に記憶させておき、この関数を用いて、目標駆動トルクＴｄや損失Ｌｍ、補正速度ΔＶ、切替用車速ＶＣを演算するようにしてもよい。
【００９９】
（変形例９）
シフトチェンジのための条件（設定値）にヒステリシスを持たせてもよい。たとえば、第１の実施の形態では、現在の設定速度段が１速である場合、速度段設定部１５３は、Ｌｍ１≧Ｌｍ２＋αとなったときに２速にシフトアップする。現在の設定速度段が２速である場合、速度段設定部１５３は、Ｌｍ１≦Ｌｍ２となったときに１速にシフトダウンする。これにより、シフトチェンジの煩雑さを抑制することができる。
【０１００】
たとえば、第２および第３の実施の形態では、現在の設定速度段が１速である場合、速度段設定部２５３，３５３は、Ｖ≧ＶＣ＋βとなったときに２速にシフトアップする。現在の設定速度段が２速である場合、速度段設定部２５３，３５３は、Ｖ≦ＶＣとなったときに１速にシフトダウンする。これにより、シフトチェンジの煩雑さを抑制することができる。
【０１０１】
（変形例１０）
上述した実施の形態では、目標駆動トルクＴｄが大きいほど、トランスミッション１３１の速度段の切り替え（シフトチェンジ）が行われる車速（第１の実施の形態では、交点Ｘでの車速（図６参照）、第２および第３の実施の形態では切替用車速ＶＣ（図８（ｂ）、図９参照））が、低くなる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。シフトチェンジが行われる車速Ｖと目標駆動トルクＴｄとの関係は、走行電動機１２４の損失特性によって決まる。このため、目標駆動トルクＴｄが増加するほど、シフトチェンジが行われる車速が高くなる場合もある。
【０１０２】
（変形例１１）
上述した実施の形態では、力行運転時での変速制御処理を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。回生運転時における走行電動機１２４の損失Ｌｍが小さくなるようにトランスミッション１３１の速度段を設定する場合にも本発明を適用して、燃費の向上を図ることができる。この場合、回生時には演算された目標駆動トルクＴｄが負の値となる。このため、第１の実施の形態では、目標駆動トルクＴｄの絶対値に基づいて走行電動機１２４の損失Ｌｍを演算する（図６参照）。なお、力行時と回生時とで損失曲線の特性に違いがある場合は、力行時および回生時のそれぞれの損失曲線を記憶装置に記憶させておき、運転状態が力行運転であるのか回生運転であるのかの判断を行った上で損失Ｌｍを演算する。第２の実施の形態では、目標駆動トルクＴｄの絶対値に基づいて補正速度ΔＶを演算する（図８参照）。第３の実施の形態では、目標駆動トルクＴｄの絶対値に基づいて切替用車速ＶＣを演算する（図９参照）。
【０１０３】
（変形例１２）
上述した実施の形態では、エンジン１６１により駆動されて発電する発電電動機１２１により発電された電力により駆動される走行電動機１２４を備えたシリーズハイブリッド式の作業車両を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。パラレルハイブリッド式の作業車両や、蓄電装置からの電力のみで走行電動機を駆動する全電動式の作業車両にも本発明を適用できる。
【０１０４】
（変形例１３）
上述した実施の形態では、ホイールローダに本発明を適用した例について説明したが、これに限定されることなく、ホイールショベルやフォークリフト等の種々のホイール式の作業車両に本発明を適用することができる。
【０１０５】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  ホイールローダ、１０１  アーム、１０１Ａ  アームシリンダ、１０２  バケット、１０２Ａ  バケットシリンダ、１０３  車輪、１０３Ｆ  前輪、１０３Ｒ  後輪、１０５  前部車体、１０５Ａ  ステアリングシリンダ、１０６  後部車体、１０７  運転室、１０８  機械室、１０９  連結軸、１１０  作業油圧装置、１１１  作業用油圧ポンプ、１１２  コントロールバルブ、１２０  走行電動装置、１２１  発電電動機、１２２  ＭＧ用インバータ、１２２ｃ  パワーコントローラ、１２４  走行電動機、１２５  走行用インバータ、１２５ｃ  パワーコントローラ、１２７  蓄電装置、１２８  コンバータ、１２８ｃ  パワーコントローラ、１３０  動力伝達機構、１３１  トランスミッション、１３１ｃ  トランスミッション制御装置、１３２  ロータシャフト、１３３  デファレンシャル装置、１３４  アクスル、１３５  プロペラシャフト、１４１  ＭＧ用電流センサ、１４２  ＭＧ用速度センサ、１４３  アクセルペダル、１４３ａ  ペダル操作量センサ、１４４  走行用電流センサ、１４５  モータ速度センサ、１４６  エンジン回転速度センサ、１４９  イグニッションスイッチ、１５０  制御装置、１５１  トルク演算部、１５２Ｈ  損失演算部、１５２Ｌ  損失演算部、１５３  速度段設定部、１５４  車速演算部、１６０  エンジンコントローラ、１６１  エンジン、１６１ａ  燃料噴射装置、２５０  制御装置、２５３  速度段設定部、２５５  補正部、２５６  減算器、３５０  制御装置、３５３  速度段設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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