(57)【要約】ＨＭＴ或いはＥＭＴ式の動力伝達装置においてオペレータが前進と後退とを切り換えるときに、従来のトルクコンバータ式の作業車両と同等の制動能力を発揮できる作業車両及び作業車両の制御方法を提供する。作業車両に備えられる制御部は、クラッチ制御部と、モータ制御部とを有する。クラッチ制御部は、第１クラッチが接続され、第２クラッチが切断されている状態において、ＦＲ操作装置から入力されるオペレータが指示する第１進行方向と、車速検出部により検出される車速から判定される第２進行方向が異なるとき、車速が予め定められた第１範囲内となれば、第１クラッチを切断する。モータ制御部は、第１クラッチが切断された後、第２クラッチの相対回転速度を小さくするようにモータを制御する。
2015056500.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前進もしくは後進の指示が入力される前後進切換操作装置と、
前記走行装置の車速を検出する車速検出部と、
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、
前進及び後進のいずれか一方向の向きに前記走行装置を駆動させる前記歯車機構に接続するための第１クラッチと、
前記いずれか一方向と反対方向の向きに前記走行装置を駆動させる前記歯車機構に接続するための第２クラッチと、
前記第２クラッチのクラッチ入力軸とクラッチ出力軸との相対回転速度を検出する第２クラッチ相対回転速度検出部と、
を有し、
前記動力伝達装置は、前記モータの回転速度を変化させることによって、前記入力軸に対する前記出力軸の回転速度比を変化させるように構成されており、
前記制御部は、
前記第１クラッチが接続され、前記第２クラッチが切断されている状態において、前記前後進切換操作装置から入力される前記オペレータが指示する第１進行方向と、前記車速検出部により検出される車速から判定される第２進行方向とが異なるとき、前記車速が予め定められた第１範囲内となれば、前記第１クラッチを切断するクラッチ制御部と、
前記第１クラッチが切断された後、前記第２クラッチの相対回転速度を小さくするように前記モータを制御するモータ制御部と、
を有する、
作業車両。
【請求項２】
前記クラッチ制御部は、前記車速が前記第１範囲内となれば、前記第２クラッチのクラッチ圧を、前記第２クラッチを接続する第１圧力より弱い所定の第２圧力に変化させる、請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記クラッチ制御部は、前記第２クラッチの相対回転速度が予め定められた第２範囲内となれば、第２クラッチのクラッチ圧を前記第２圧力から増加させる、請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記動力伝達装置は、前記モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出部をさらに有し、
前記クラッチ制御部は、前記モータの回転速度が予め定められた第３範囲内となるとき、前記第２クラッチのクラッチ圧を、前記第２圧力より大きく前記第１圧力より小さい第３圧力に変化させる、請求項３に記載の作業車両。
【請求項５】
前記クラッチ制御部は、前記第２クラッチの相対回転速度が予め定められた第４範囲内となるとき、前記第２クラッチのクラッチ圧を、前記第２圧力より大きく前記第１圧力より小さい第３圧力に変化させる、請求項３に記載の作業車両。
【請求項６】
アクセル操作部材と、
前記アクセル操作部材の操作量を検出するアクセル操作検出部と、
をさらに備え、
前記アクセル部材の操作量が予め定められた第５範囲内となるとき、前記第２クラッチのクラッチ圧を前記第３圧力に変化させる、請求項４または５に記載の作業車両。
【請求項７】
前記モータ制御部は、前記モータの出力が許される最大トルクの絶対値であるトルクリミットを設けて、前記モータのトルクを制御し、
前記モータ制御部は、トルクリミットを所定の初期値から所定の最大値まで増加させることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の作業車両。
【請求項８】
前記モータ制御部は、
前記第２クラッチの相対回転速度が予め定められた第６範囲内となるまで、前記トルクリミットを前記初期値から前記最大値まで増加させ、
前記第２クラッチの相対回転速度が前記第６範囲内となると、前記トルクリミットを所定の第１目標値まで減少させる、請求項７に記載の作業車両。
【請求項９】
前記モータ制御部は、前記第２クラッチの相対回転速度が予め定められた第７範囲内となると、前記モータのトルクを０とする、請求項８に記載の作業車両。
【請求項１０】
前記第１範囲は、前記作業車両が前記第２進行方向に向かうときの前記車速を正とすると、前記車速が所定値以下となる範囲である、請求項１から９のいずれかに記載の作業車両。
【請求項１１】
作業車両の制御方法であって、
前記作業車両は、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、オペレータによって前進もしくは後進の指示が入力される前後進切換操作装置と、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、前進及び後進のいずれか一方向の向きに前記走行装置を駆動させる前記歯車機構に接続するための第１クラッチと、前記いずれか一方向と反対方向の向きに前記走行装置を駆動させる前記歯車機構に接続するための第２クラッチと、を有し、
前記動力伝達装置は、前記モータの回転速度を変化させることによって、前記入力軸に対する前記出力軸の回転速度比を変化させるように構成されており、
前記第１クラッチが接続され、前記第２クラッチが切断されている状態において、前記前後進切換操作装置から入力される前記オペレータが指示する第１進行方向と、前記走行装置の車速から判定される第２進行方向とが異なるとき、前記車速が予め定められた第１範囲内となれば、前記第１クラッチを切断するステップと、
前記第１クラッチが切断された後、前記第２クラッチのクラッチ入力軸とクラッチ出力軸との相対回転速度を小さくするように前記モータを制御するステップと、
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】
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有しており、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は、この油圧モータの回転速度を変化させることによって、出力軸の回転速度を無段に変化させることができるように構成されている。【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は、この電動モータの回転速度を変化させることによって、入力軸に対する出力軸の回転速度比を無段に変化させることができるように構成されている。
【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】
作業車両においては、作業車両が前進或いは後退のいずれか一方向を走行中に、オペレータがその方向とは逆の方向への切り替え動作を行うことがある。従来のトルクコンバータ式の変速装置を備えた作業車両では、このような操作がされたときに、車両は速やかに減速し、逆方向へ加速する。このようなオペレータ操作をシャトル操作といい、シャトル操作による車両の動きをシャトル動作という。【０００８】
従来のトルクコンバータ式の変速装置を備えた作業車両は、トルクコンバータにより、シャトル動作によって生じる、前進用クラッチ或いは後進用クラッチのクラッチ入力軸とクラッチ出力軸との間の制動力を吸収している。しかし、特許文献１に記載されたＨＭＴ或いはＥＭＴ式の動力伝達装置を備えた作業車両では、トルクコンバータがない。したがって、当該作業車両では、減速の際に生じる制動力は、主にエンジンによって吸収されることとなる。したがって、当該作業車両において、当該クラッチを開放してしまうと、エンジンに制動力を戻すことができないため、従来のトルクコンバータ式の変速装置を備えた作業車両のように制動することができない。【０００９】
本発明の目的は、ＨＭＴ或いはＥＭＴ式の動力伝達装置においてオペレータが前進と後退とを切り換えるときに、従来のトルクコンバータ式の作業車両と同等の制動能力を発揮でき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】
【００１０】
本発明の第１の態様に係る作業車両は、エンジンと、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、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、エンジンによって駆動される走行装置と、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する動力伝達装置と、動力伝達装置を制御する制御部と、オペレータによって前進もしくは後進の指示が入力される前後進切換操作装置と、走行装置の車速を検出する車速検出部と、を備える。動力伝達装置は、入力軸と、出力軸と、遊星歯車機構を含み、入力軸の回転を出力軸に伝達する歯車機構と、遊星歯車機構の回転要素に接続されるモータと、前進及び後進のいずれか一方向の向きに走行装置を駆動させる歯車機構に接続するための第１クラッチと、いずれか一方向と反対方向の向きに走行装置を駆動させる歯車機構に接続するための第２クラッチと、第２クラッチのクラッチ入力軸とクラッチ出力軸との相対回転速度を検出する第２クラッチ相対回転速度検出部と、を有する。動力伝達装置は、モータの回転速度を変化させることによって、入力軸に対する出力軸の回転速度比を変化させるように構成されている。制御部は、クラッチ制御部と、モータ制御部とを有する。クラッチ制御部は、第１クラッチが接続され、第２クラッチが切断されている状態において、前後進切換操作装置から入力されるオペレータが指示する第１進行方向と、車速検出部により検出される車速から判定される第２進行方向とが異なるとき、車速が予め定められた第１範囲内となれば、第１クラッチを切断する。モータ制御部は、第１クラッチが切断された後、第２クラッチの相対回転速度を小さくするようにモータを制御する。【００１１】
クラッチ制御部は、前記車速が前記第１範囲内となれば、第２クラッチのクラッチ圧を、第２クラッチを接続する第１圧力より弱い所定の第２圧力に変化させるとよい。【００１２】
クラッチ制御部は、第２クラッチの相対回転速度が予め定められた第２範囲内となれば、第２のクラッチのクラッチ圧を第２圧力から増加させるとよい。【００１３】
動力伝達装置は、モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出部をさらに有するとよい。クラッチ制御部は、モータの回転速度が予め定められた第３範囲内となるとき、第２クラッチのクラッチ圧を、第２圧力より大きく第１圧力より小さい第３圧力に変化させるとよい。【００１４】
クラッチ制御部は、第２クラッチの相対回転速度が予め定められた第４範囲内となるとき、第２クラッチのクラッチ圧を、第３圧力に変化させるとよい。【００１５】
当該作業車両は、アクセル操作部材と、アクセル操作部材の操作量を検出するアクセル操作検出部とをさらに備えるとよい。そして、クラッチ制御部は、アクセル部材の操作量が予め定められた第５範囲内となるとき、第２クラッチのクラッチ圧を、第３圧力に変化させるとよい。【００１６】
モータ制御部は、モータの出力が許される最大トルクの絶対値であるトルクリミットを設けてモータのトルクを制御するとよい。そして、モータ制御部は、トルクリミットを所定の初期値から所定の最大値まで増加させるとよい。【００１７】
モータ制御部は、第２クラッチの相対回転速度が予め定められた第６範囲内となるまで、トルクリミットを上述の初期値から上述の最大値まで増加させるとよい。そして、モータ制御部は、第２クラッチの相対回転速度が第６範囲内となると、トルクリミットを所定の第１目標値まで減少させるとよい。なお、第６範囲は、第２範囲内であるとよい。【００１８】
モータ制御部は、第２クラッチの相対回転速度が予め定められた第７範囲内となると、モータのトルクを０とするとよい。【００１９】
第１範囲は、作業車両が第２進行方向に向かうときの車速を正とすると、車速が所定値以下となる範囲であるとよい。具体的には、第１範囲内とは、車速が０付近の範囲であるとよい。【００２０】
本発明の第２の態様に係る作業車両の制御方法は、以下に述べる作業車両の制御方法である。当該作業車両は、エンジンと、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、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、エンジンによって駆動される走行装置と、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する動力伝達装置と、オペレータによって前進もしくは後進の指示が入力されるＦＲ操作装置とを備える。当該動力伝達装置は、入力軸と、出力軸と、遊星歯車機構を含み、入力軸の回転を出力軸に伝達する歯車機構と、遊星歯車機構の回転要素に接続されるモータと、前進及び後進のいずれか一方向の向きに走行装置を駆動させる歯車機構に接続するための第１クラッチと、いずれか一方向と反対方向の向きに走行装置を駆動させる歯車機構に接続するための第２クラッチとを有する。当該動力伝達装置は、モータの回転速度を変化させることによって、入力軸に対する出力軸の回転速度比を変化させるように構成されている。当該制御方法は、第１クラッチが接続され、第２クラッチが切断されている状態において、ＦＲ操作装置から入力されるオペレータが指示する第１進行方向と、走行装置の車速から判定される第２進行方向が異なるとき、車速が予め定められた第１範囲内となれば、第１クラッチを切断するステップと、第１クラッチが切断された後、第２クラッチのクラッチ入力軸とクラッチ出力軸との相対回転速度を小さくするようにモータを制御するステップとを含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＨＭＴ或いはＥＭＴ式の動力伝達装置においてオペレータが前進と後退とを切り換えるときに、動力伝達装置の歯車機構及びモータが過回転となることを防止し、クラッチを切断あるいは接続したときの回転の変動による車体の揺れを軽減し、エンジン負荷及びクラッチの磨耗を低減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】
【００２２】
【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】実施形態に係る制御部の内部構成、及び、実施形態の動力伝達装置の制御に関係する作業車両の各構成要素との接続関係を示す模式図である。
【図５Ａ】第１実施例の動力伝達装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】第１実施例の動力伝達装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図６】第１実施例における作業車両の各種パラメータの時系列変化の一例を示す。
【図７Ａ】第２実施例の動力伝達装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】第２実施例の動力伝達装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図８】第２実施例における作業車両の各種パラメータの時系列変化の一例を示す。
【図９】第１実施例及び第２実施例における全モータによる消費電力／回生電力の時系列変化を示す。
【図１０Ａ】第３実施例の動力伝達装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図１０Ｂ】第３実施例の動力伝達装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施例の作業車両の各種パラメータの時系列変化の一例を示す。
【図１２】第３実施例における全モータによる消費電力／回生電力の時系列変化を示す。
【図１３】各クラッチ制御弁に対するクラッチ制御部からの指令信号の時系列変化の変形例を示す。
【図１４】動力伝達装置の変形例の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
車体フレーム２には、作業機３および走行輪４、５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とを有している。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の一端は車体フレーム２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が上下に揺動する。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が上下に揺動する。
【００２５】
車体フレーム２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。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。
【００２６】
作業車両１は、ステアリングシリンダ１８を有している。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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２１ａ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。
【００２９】
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とを有するとよい。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。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。
【００３５】
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。
【００３６】
走行装置２５は、アクスル４５と、走行輪４、５とを有する。走行装置２５は、エンジン２１によって駆動される。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走行装置２５の車速を検出する。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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、前後進切換操作装置５４と、ステアリング操作装置５７と、を有する。なお、操作装置２６は、変速操作装置５３をさらに有してもよい。
【００３９】
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、アクセル操作装置５１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。
【００４０】
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。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。
【００４１】
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の変速パターン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の位置を検出する。変速操作検出部５３ｂは、変速操作部材５３ａの位置を示す検出信号を制御部２７に出力する。
【００４２】
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。以降の説明では、前後進切換操作装置５４をＦＲ操作装置５４と呼び、前後進切換操作部材５４ａをＦＲ操作部材５４ａと呼び、前後進切換操作検出部５４ｂをＦＲ操作検出部５４ｂと呼ぶ。ＦＲ操作装置５４は、オペレータによって前進もしくは後進の指示が入力される。オペレータは、ＦＲ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。ＦＲ操作検出部５４ｂは、ＦＲ操作部材５４ａの位置を検出する。ＦＲ操作検出部５４ｂは、ＦＲ操作部材５４ａの位置を示す検出信号を制御部２７に出力する。
【００４３】
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。
【００４４】
ブレーキ操作装置５０は、ブレーキ操作部材５０ａとブレーキ操作検出部５０ｂとを有する。オペレータは、ブレーキ操作部材５０ａ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５０ｂは、ブレーキ操作部材５０ａの位置を検出する。ブレーキ操作検出部５０ｂは、ブレーキ操作部材５０ａの位置を示す検出信号を制御部２７に出力する。
【００４５】
制御部２７は、ＣＰＵなどの演算装置と、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリとを有しており、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、記憶部５６を有する。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。
【００４６】
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２１ａ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。制御部２７は、ステアリング操作検出部５７ｂからの検出信号に基づいてステアリング制御弁４３を制御することにより、ステアリングシリンダ１８に供給される油圧を制御する。これにより、ステアリングシリンダ１８が伸縮して、作業車両１の進行方向が変更される。
【００４７】
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、クラッチの相対回転速度を検出する相対回転速度検出部５９を有する。制御部２７の詳細な構成及び動力伝達装置２４の制御については後に詳細に説明する。
【００４８】
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。
【００４９】
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は、モータＭＧ１、ＭＧ２の回転速度の変化に応じて、入力軸６１に対する出力軸６３の速度比を変化させるように構成されている。歯車機構６２は、ＦＲ切換機構６５と、変速機構６６と、を有する。
【００５０】
ＦＲ切換機構６５は、前進用クラッチＣＦと、後進用クラッチＣＲと、第１ＦクラッチギアＧｆ１と、第２ＦクラッチギアＧｆ２と、第１ＲクラッチギアＧｒ１と、第２ＲクラッチギアＧｒ２と、第３ＲクラッチギアＧｒ３とを有している。前進用クラッチＣＦは、第１ＦクラッチギアＧｆ１と入力軸６１とを接続又は切断する。後進用クラッチＣＲは、第１ＲクラッチギアＧｒ１と入力軸６１とを接続又は切断する。第２ＦクラッチギアＧｆ２は、伝達軸６７に連結されており、第１ＦクラッチギアＧｆ１と噛み合っている。第３ＲクラッチギアＧｒ３は、伝達軸６７に連結されており、第２ＲクラッチギアＧｒ２と噛み合っている。第２ＲクラッチギアＧｒ２は、第１ＲクラッチギアＧｒ１と第３ＲクラッチギアＧｒ３とに噛み合っている。
【００５１】
図３に示されている第１、第２ＦクラッチギアＧｆ１、Ｇｆ２と、第１〜第３ＲクラッチギアＧｒ１〜Ｇｒ３は、あくまで一例であり、前進用クラッチＣＦが接続される場合の伝達軸６７の回転方向と、後進用クラッチＣＦが接続される場合の伝達軸６７の回転方向とが互いに反対となっていれば、どのような構成であってもよい。
【００５２】
前進用クラッチＣＦと後進用クラッチ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。前進用クラッチ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。後進用クラッチ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ＶＦ、ＶＲ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。前進用クラッチＣＦのオン（接続）／オフ（切断）と後進用クラッチＣＲのオン（接続）／オフ（切断）とが切り換えられることによって、ＦＲ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。つまり、前進用クラッチＣＦは、前進の向きに走行装置２５を駆動させる歯車機構６２（具体的には、第１ＦクラッチギアＧｆ１）に接続するためのものである。後進用クラッチＣＲは後進の向きに走行装置２５を駆動させる歯車機構６２（具体的には、第１ＲクラッチギアＧｒ１）に接続するためのものである。
【００５３】
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切替機構７０と、出力ギア７１と、を有している。伝達軸６７は、ＦＲ切換機構６５に連結されている。第１遊星歯車機構６８及び第２遊星歯車機構６９は、伝達軸６７と同軸上に配置されている。
【００５４】
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とを有している。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、複数の第１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Ｇｏ１が設けられている。
【００５５】
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とを有している。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、複数の第２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Ｇｏ２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。
【００５６】
Ｈｉ／Ｌｏ切替機構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、車速が低い低速モード（Ｌｏモード）であり、第２モードは、車速が高い高速モード（Ｈｉモード）である。このＨｉ／Ｌｏ切替機構７０は、Ｈｉモード時にオンにされるＨクラッチＣＨと、Ｌｏモード時にオンにされるＬクラッチＣＬとを有している。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。
【００５７】
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。
【００５８】
作業車両１は、第１油温検出部７３と、第２油温検出部７４とを有する。第１油温検出部７３は、ＬクラッチＣＬに供給される作動油の温度（以下、「Ｌクラッチ油温」と呼ぶ）を検出する。第２油温検出部７４は、ＨクラッチＣＨに供給される作動油の温度（以下、「Ｈクラッチ油温」と呼ぶ）を検出する。第１油温検出部７３は、Ｌクラッチ油温を示す検出信号を制御部２７に送る。第２油温検出部７４は、Ｈクラッチ油温を示す検出信号を制御部２７に送る。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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Ｇｏ１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。
【００６２】
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６４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。
【００６３】
モータ制御部５５は、一般的には、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、一般的には、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。
【００６４】
次に、本実施形態に係る制御部２７の詳細な構成について詳細に説明する。図４は、本実施形態に係る制御部２７の内部構成、及び、本実施形態の動力伝達装置２４の制御に関係する作業車両１の各構成要素との接続関係を示す模式図である。
【００６５】
相対回転速度検出部５９は、各クラッチＣＦ、ＣＲの相対回転速度を検出する。相対回転速度は、以下のように求められる。
【００６６】
図３に示されるような動力伝達装置の場合、クラッチＣＦ、ＣＲの入力回転速度は、入力軸６１の回転速度Ｎｉｎに相当する。Ｎｉｎは入力回転速度検出部３８により検出される。クラッチＣＦ、ＣＲの出力回転速度は、それぞれクラッチ出力軸６１ｆの回転速度Ｎｆｏｕｔ、クラッチ出力軸６１ｒの回転速度Ｎｒｏｕｔに相当する。したがって、クラッチＣＦの相対回転速度は、（Ｎｆｏｕｔ−Ｎｉｎ）により求められる。同様に、クラッチＣＲの相対回転速度は、（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）により求められる。
【００６７】
ここで、クラッチ出力軸６１ｆの回転速度Ｎｆｏｕｔ、クラッチ出力軸６１ｒの回転速度Ｎｒｏｕｔは、第１サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１を利用して、以下の（数式１）、（数式２）により算出することができる。
Ｎｆｏｕｔ＝Ｎｓ１×（−Ｚｇｆ２／Ｚｇｆ１）  …（数式１）
Ｎｇｆ１：第１ＦクラッチギアＧｆ１の回転速度
Ｎｇｆ２：第２ＦクラッチギアＧｆ２の回転速度
Ｎｒｏｕｔ＝Ｎｓ１×Ｚｇｒ３／Ｚｇｒ１  …（数式２）
Ｎｇｒ１：第１ＦクラッチギアＧｆ１の回転速度
Ｎｇｒ３：第２ＦクラッチギアＧｆ２の回転速度
【００６８】
第１サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１は、以下の（数式３）により算出することができる。
ＮＳ１＝−Ｚｒ１／Ｚｓ１×Ｎｒ１＋Ｎｃ１×（Ｚｓ１＋Ｚｒ１）／Ｚｓ１  …（数式３）
Ｎｒ１：第１リングギアＲ１の回転速度
Ｎｃ１：第１キャリアＣ１の回転速度
Ｚｓ１：第１サンギアＳ１の歯数
Ｚｒ１：第１リンクギアＲ１の歯数
【００６９】
第１リングギアＲ１の回転速度Ｎｒ１と、第１キャリアＣ１の回転速度Ｎｃ１とは、以下の（数式４）、（数式５）により算出することが出来る。
Ｎｒ１＝Ｎｍ２×（−Ｚｍ２／Ｚｇｏ１）  …（数式４）
Ｎｍ２：第２モータＭＧ２の回転速度
Ｚｍ２：第２モータギアＧｍ２の歯数
Ｚｇｏ１：第１リンク外周ギアＧｏ１の歯数
Ｎｃ１＝Ｎｍ１×（−Ｚｍ１／Ｚｇｃ１）  …（数式５）
Ｎｍ１：第１モータＭＧ１の回転速度
Ｚｍ１：第１モータギアＧｍ１の歯数
Ｚｇｃ１：第１キャリアギアＧｃ１の歯数
【００７０】
なお、（数式１）〜（数式５）の回転速度の符号は、入力軸６１の回転方向を正とし、他方向の回転方向を負として定義している。したがって、入力軸６１の回転速度Ｎｉｎは、通常正の値である。
【００７１】
第１モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１は、第１モータ回転速度検出部７５により検出される。第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２は、第２モータ回転速度検出部７６により検出される。したがって、相対回転速度検出部５９は、第１モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１と、第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２とを利用して、クラッチ出力軸６１ｆの回転速度Ｎｆｏｕｔ或いはクラッチ出力軸６１ｒの回転速度Ｎｒｏｕｔを求めることができる。そして、相対回転速度検出部５９は、求めたＮｆｏｕｔ或いはＮｒｏｕｔと、入力回転速度検出部３８により検出される入力軸６１の回転速度Ｎｉｎとを用いて、クラッチＣＦ或いはＣＲの相対回転速度を算出することができる。したがって、図４では、相対回転速度検出部５９は、入力軸６１の回転速度Ｎｉｎと、第１モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１と、第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２とを入力して、クラッチＣＦ或いはＣＲの相対回転速度（Ｎｆｏｕｔ−Ｎｉｎ）（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）を出力している。
【００７２】
ただし、これに代えて、作業車両１が、クラッチ出力軸６１ｆの回転速度Ｎｆｏｕｔを検出するＦクラッチ出力回転速度検出部と、クラッチ出力軸６１ｒの回転速度Ｎｒｏｕｔを検出するＲクラッチ出力回転速度検出部とを別途設けてもよい。この場合、相対回転速度検出部５９が、入力軸６１の回転速度Ｎｉｎと、Ｆクラッチ出力回転速度検出部によって検出される回転速度Ｎｆｏｕｔを用いて、クラッチＣＦの相対回転速度を算出してもよい。また、相対回転速度検出部５９が、入力軸６１の回転速度Ｎｉｎと、Ｒクラッチ出力回転速度検出部によって検出される回転速度Ｎｒｏｕｔを用いて、クラッチＣＲの相対回転速度を算出してもよい。図４において、クラッチＣＦ及びクラッチＣＲから相対回転速度検出部５９へ向かう点線は、この場合の信号の流れを示したものである。
【００７３】
図４に示されるように、クラッチ制御部５８は、出力回転速度検出部３７から検出される車速ｖ、ＦＲ操作検出部５４ｂから検出される作業車両１の前進指示信号Ｆ又は後進指示信号Ｒ、第２モータ回転速度検出部７６から検出される第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２、アクセル操作検出部５１ｂから検出されるアクセル操作量Ａｃ、及び相対回転速度検出部５９から検出されるクラッチＣＦ又はＣＲの相対回転速度（Ｎｆｏｕｔ−Ｎｉｎ）（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）を受けて、相対回転速度の絶対値｜Ｎｆｏｕｔ−Ｎｉｎ｜｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜に基づいて、各クラッチＣＦ、ＣＲ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に与える。
【００７４】
また、図４に示されるように、モータ制御部５５は、第２モータ回転速度検出部７６から検出される第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２、アクセル操作検出部５１ｂから検出されるアクセル操作量Ａｃ、及び相対回転速度検出部５９から検出されるクラッチＣＦ又はＣＲの相対回転速度（Ｎｆｏｕｔ−Ｎｉｎ）（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）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。以下、制御部２７及び動力伝達装置２４の動作の詳細を、複数の実施例を用いて説明する。
【００７５】
［第１実施例］
ここでは、オペレータがＦＲ操作装置５４を操作して、作業車両１の進行方向を前進から後進へ切り替える場合における、動力伝達装置２４の概略動作を、図５Ａ〜５Ｂ及び図６を利用して説明する。図５Ａ、図５Ｂは、第１実施例の動力伝達装置２４の概略動作を示すフローチャートである。
【００７６】
ステップＳ１０において、モータ制御部５５とクラッチ制御部５８とは、ＦＲ操作装置５４から入力されるオペレータが指示する第１進行方向と、出力回転速度検出部３７により検出される車速から判定される第２進行方向が異なるようになるまで待つ。
【００７７】
図６は、第１実施例における作業車両の各種パラメータの時系列変化の一例を示す。
図６（ａ）は、オペレータがＦＲ操作装置５４を操作することによって指示される作業車両１の進行方向の時系列変化の一例を示す。図６（ａ）では、「Ｆ」が指示される進行方向が先進である場合を示し、「Ｒ」が指示される進行方向が後進である場合を示す。図６（ａ）に示されるように、時間Ｔｓにおいて「Ｆ」から「Ｒ」へ指示される進行方向が切り替えられている。これによれば、本実施例では、時間Ｔｓより前では、第１進行方向は前進方向であり、時間Ｔｓ以降では、第１進行方向は後進方向である。なお、以降の説明において、時間Ｔｓ以前において接続されているクラッチＣＦを第１クラッチと呼び、時間Ｔｓ以前において切断されているクラッチＣＲを第２クラッチと呼ぶ。
【００７８】
図６（ｂ）は、作業車両１の車速の時系列変化の一例を示す。図６（ｂ）において、速度の符号は、前進の場合を正とし、後進の場合を負とするように定めている。図６（ｂ）に示されるように、時間Ｔｓから時間が経つにつれて、作業車両１の車速は徐々に低下する。これを実現するにあたり、時間Ｔｓにおいて動力伝達装置２４における駆動力伝達経路がＨｉモードである場合、時間Ｔｓ以降に動力伝達経路をＬｏモードに切り替える処理も行われる。これによると、車速が０となる時間Ｔｏ以前では、第２進行方向は、前進方向である。つまり、時間ＴｓとＴｏとの間の期間は、第１進行方向と第２進行方向が異なっている。つまり、時間ＴｓとＴｏとの間の期間において、ステップＳ２０以降の処理が実行される。
【００７９】
ステップＳ２０において、モータ制御部５５とクラッチ制御部５８とは、車速が範囲Ａとなるまで待つ。本実施例では、範囲Ａを車速が０付近の範囲とする。そして、車速が０となる時間Ｔｏにおいて、第１クラッチ（ＣＦ）が切断される（ステップＳ３０）。
【００８０】
図６（ｃ）は、各クラッチ制御弁ＶＦ、ＶＲに対するクラッチ制御部５８からの指令信号の時系列変化の一例を示す。図６（ｃ）において、縦軸は、指令信号の指令電流の大きさを示している。図６（ｃ）において、実線は、クラッチ制御弁ＶＲに対するクラッチ制御部５８からの指令信号ＩＲの指令電流の大きさの時系列変化を示す。一点鎖線は、クラッチ制御弁ＶＦに対するクラッチ制御部５８からの指令信号ＩＦの指令電流の大きさの時系列変化を示す。なお、各クラッチ制御弁ＶＦ、ＶＲに対するクラッチ制御部５８からの指令信号と、各クラッチＣＦ、ＣＲのクラッチ圧との関係は、特開２００９−２５０３９２号公報、或いは、特許第５１８５０９３号の内容と同一であるので、詳細な説明を省略する。
【００８１】
図６（ｃ）に示されるように、クラッチ制御部５８は、車速が０となる時間Ｔｏまでは、所定の指令電流値Ｉ３となる指令信号ＩＦをクラッチ制御弁ＶＦに対し、出力している。しかし、時間Ｔｏにおいて、クラッチ制御部５８は、クラッチ制御弁ＶＦに対して指令電流値が０となる指令信号ＩＦを出力する。つまり、クラッチ制御部５８は、車速０において前進用クラッチＣＦを切断する。
【００８２】
また、車速が範囲Ａとなる時間Ｔｏにおいて、クラッチ制御部５８は、後進用クラッチＣＲを接続するための準備を開始する（ステップＳ４０）。すなわち、クラッチ制御部５８は、Ｒクラッチ制御弁ＶＲの初期動作をスムーズにするため、時間Ｔｏから微小時間Δｔの間、Ｒクラッチ制御弁ＶＲに対して指令電流値がＩ１となる指令信号ＩＲを出力する。なお、指令電流値Ｉ１は、Ｉ３と等しくてもよい。なお、以降の説明において、ステップＳ４０の動作からクラッチが接続されるまでのクラッチの動作を総称して、モジュレーション或いはモジュレーション動作と呼ぶ。ここで、クラッチが接続されるとは、クラッチに保持圧がかかり、クラッチの入力軸の回転速度と出力軸の回転速度とが一致するまでクラッチが接続されることを意味する。保持圧とは、設計された範囲内のトルクをクラッチが滑りなく伝達できる圧力を意味する。指令電流値Ｉ３は、クラッチ接続状態のときに常時出力される圧力の指令値のことを言う。
【００８３】
その後、クラッチ制御部５８は、後進用クラッチＣＲの相対回転速度が予め定められた範囲Ｃ（詳細は後述）内となるまで、指令電流値がＩ２となる指令信号ＩＲを出力する。この指令信号ＩＲによって、後進用クラッチＣＲには、作動油が充填され、後進用クラッチＣＲのクラッチ圧は後述するフィル圧となる。つまり、ステップＳ４０では、クラッチ制御部５８は、第１クラッチ（ＣＦ）が切断された後、第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ圧を、第２クラッチ（ＣＲ）を接続する第１圧力（指令電流Ｉ３により供給される圧力）より弱い所定の第２圧力（フィル圧）に変化させる。ただし、第２クラッチ（ＣＲ）が第２圧力となっても、第２クラッチ（ＣＲ）において殆どトルクが伝達されない。
【００８４】
一方、モータ制御部５５は、ステップＳ３０の処理が終了し、前進用クラッチＣＦが切断された後、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度を小さくするように、第２モータＭＧ２、あるいは、第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２との両方を制御する（ステップＳ５０）。特に、ステップＳ５０では、モータ制御部５５は、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度を小さくするように第２モータＭＧ２を制御する。また、モータ制御部５５は、加速時のもたつきを無くすために、第１モータＭＧ１には目標牽引力に応じたトルクを出力させる。この内容を、図６（ｄ）〜図６（ｆ）を用いて説明する。図６（ｄ）は、第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２の回転速度の時系列変化を示す。図６（ｅ）は、図６（ｄ）の場合における第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２のトルクの時系列変化を示す。図６（ｆ）は、図６（ｄ）の場合におけるクラッチＣＦ及びクラッチＣＲの相対回転速度の時系列変化を示す。図６（ｄ）において、実線は第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２を表し、一点鎖線は第１モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１を表す。図６（ｅ）において、実線は第２モータＭＧ２のトルクＴｍｇ２を表し、一点鎖線は第１モータＭＧ１のトルクＴｍｇ１を表す。図６（ｆ）において、実線は後進用クラッチＣＲの相対回転速度ＲＳｒを表し、一点鎖線は前進用クラッチＣＦの相対回転速度ＲＳｆを表す。
【００８５】
クラッチＣＦの入力回転速度はＮｉｎであるので、（数式１）を参照すれば明らかなように、前進用クラッチＣＦを切断する直前の状態（時間Ｔｏの直前）では、第１サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１は負である。そのため、図６（ｄ）に示されるように、時間Ｔｏにおいて、第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２は正である。前進用クラッチＣＦを切断してから後進用クラッチＣＲの相対回転速度を小さくするためには、クラッチＣＲの入力回転速度もＮｉｎであるので、（数式２）によれば、第１サンギアの回転速度Ｎｓ１を正とする必要がある。（数式３）〜（数式５）を参照すれば、第１サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１を正とするには、第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２を負として、第１モータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１を正とすることが望ましい。そこで、時間ＴｏからＴｃｓまでの間、第２モータＭＧ２の回転速度を減少させ、第１モータＭＧ１の回転速度を増加されるように、モータ制御部５５は、第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２を制御する。特に、モータ制御部５５は、第２モータＭＧ２を以下のように制御する。
【００８６】
モータ制御部５５は、後進用クラッチＣＲの相対回転速度を小さくする制御、例えば、
（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）の目標値を０とするＰＩ制御を、トルクリミットを設けて行うことによって、第２モータＭＧ２のトルクを制御する。ここで、トルクリミットとは、速度制御中に出力を許す最大トルクの絶対値である。制御ステップｎにおけるトルクリミットＴｌｉｍ（ｎ）は、以下のように定められる。
【００８７】
Ｔｌｉｍ（０）＝Ｔｌｉｍ０  …（数式６）
Ｔｌｉｍ０：０もしくは０に近い初期値
【００８８】
Ｔｌｉｍ（ｎ）＝ｍｉｎ（Ｔｌｉｍ（ｎ−１）＋ｄＴｕｐ，  Ｔｍａｘ）  …（数式７）
ｄＴｕｐ：１制御ステップ当たりのトルクリミットの増加制限値
Ｔｍａｐ：トルクリミットの最大値
ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）：ＡとＢのうち、小さい方の値
【００８９】
つまり、（数式６）（数式７）によれば、モータ制御部５５は、第１クラッチ（ＣＦ）が切断された後、トルクリミットを所定の初期値Ｔｌｉｍ０から最大値Ｔｍａｘまで徐々に増加させている。なお、ｄＴｕｐの値を大きくすれば、トルクリミットが所定の初期値Ｔｌｉｍ０から最大値Ｔｍａｘまで急激に増加させることもできるが、車体のショックを軽減するためにｄＴｕｐの値が大きすぎないことが好ましい。また、最大値Ｔｍａｘは、モータが出力可能なトルクの最大値ではなく、本制御のために設けたトルクリミットの最大値である。また、（数式６）（数式７）によるトルクリミットの制御は、｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜＞Ｎｔｈ２という条件の下で行われる。Ｎｔｈ２は、後進用クラッチＣＲの相対回転速度の絶対値の閾値（図６（ｆ）参照）である。
【００９０】
図６（ｅ）に示されるように、このような制御によって、時間ＴｏからＴａｅまでの間、第２モータＭＧ２のトルクが０から直線的に低下している。時間Ｔａｅにおいて、トルクリミットがＴｍａｘとなったため、時間ＴａｅからＴｄｓまでは、第２モータＭＧ２のトルク値が−Ｔｍａｘの一定値となっている。このようなトルク制御により、図６（ｄ）に示されるように、時間ＴｏからＴｄｓまでの間、第２モータＭＧ２の回転速度が正から負に徐々に減少している。その結果、図６（ｆ）に示されるように、クラッチＣＲの相対回転速度は徐々に０に近づく。
【００９１】
つぎに、図５ＢのステップＳ６０において、モータ制御部５５は、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度の絶対値｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜が予め定められた範囲Ｂ［０，Ｎｔｈ１］内となり、且つ、後述するステップＳ７０が未開始であるかどうか判定する。ここで、Ｎｔｈ１は後進用クラッチＣＲの相対回転速度の閾値である。言い換えれば、ステップＳ８０では、モータ制御部５５は、第２クラッチＣＲの相対回転速度（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）が予め定められた範囲Ｂ’［−Ｎｔｈ１，Ｎｔｈ１］内となり、後述するステップＳ７０が未だ開始されていないかどうか判定する。
【００９２】
つぎに、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度が範囲Ｂ内であり、且つ、ステップＳ７０が未開始である場合（ステップＳ６０でＹｅｓ）、モータ制御部５５は、トルクリミットを所定の目標値Ｔｇまで減少させる制御を開始する（ステップＳ７０）。具体的には、モータ制御部５５は、制御ステップｎにおけるトルクリミットＴｌｉｍ（ｎ）を、（数式８）のように定める。
Ｔｌｉｍ（ｎ）＝ｍａｘ（Ｔｌｉｍ（ｎ−１）−ｄＴｄｏｗｍ，  Ｔｇ）  …（数式８）
ｄＴｄｏｗｎ：１制御ステップ当たりのトルクリミットの減少制限値
Ｔｇ：トルクリミットの目標値
ｍａｘ（Ａ，Ｂ）：ＡとＢのうち、大きい方の値
【００９３】
なお、ｄＴｄｏｗｎの値を大きくすれば、トルクリミットが所定の目的値Ｔｇまで急激に減少させることもできるが、車体のショックを軽減するためにｄＴｄｏｗｎの値が大きすぎないことが好ましい。すなわち、ステップＳ７０では、トルクリミットを所定の目標値Ｔｇまで徐々に減少させることが好ましい。
【００９４】
また、相対回転速度の絶対値｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜が範囲Ｂとなる前においては、（数式７）によって、トルクリミットが定められているので、（数式８）を始めて適用してトルクリミットＴｌｉｍ（ｎ）を計算する場合、（数式７）で計算されたトルクリミットＴｌｉｍ（ｎ−１）の結果を利用すればよい。このような制御を行うことにより、後述するクラッチＣＲの圧力のビルドアップ（ステップＳ９０）において、車体に与えられるショックを軽減する。
【００９５】
図６（ｆ）によれば、時間Ｔｄｓ以降は、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度の絶対値｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜が範囲Ｂ［０，Ｎｔｈ１］内となる。したがって、トルクリミットが減少するのに伴い、図６（ｅ）のように、時間Ｔｄｓ以降は、第２モータＭＧ２のトルク値が−Ｔｍａｘから増加している。
【００９６】
つぎに、図５ＢのステップＳ８０において、クラッチ制御部５８は、第２クラッチＣＲの相対回転速度の絶対値｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜が予め定められた範囲Ｃ内となり、且つ、後述するステップＳ９０が未だ開始されていないかどうか判定する。この範囲Ｃとは、［０，Ｎｔｈ２］（Ｎｔｈ２は、後進用クラッチＣＲの相対回転速度の閾値（図６（ｆ）参照）である）である。言い換えれば、ステップＳ６０では、クラッチ制御部５８は、第２クラッチＣＲの相対回転速度（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）が予め定められた範囲Ｃ’［−Ｎｔｈ２，Ｎｔｈ２］内となり、後述するステップＳ７０が未だ開始されていないかどうか判定する。なお、図６（ｆ）では、Ｎｔｈ２は、Ｎｔｈ１より小さい場合を図示しているが、Ｎｔｈ２は、Ｎｔｈ１と等しい、もしくは、Ｎｔｈ１よりも大きくてもよい。
【００９７】
そして、クラッチＣＲの相対回転速度の絶対値｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜が所定の閾値Ｎｔｈ２を下回り、且つ、ステップＳ９０が未だ開始していない（ステップＳ８０でＹｅｓ）とき（時間Ｔｃｓ）に、クラッチ制御部５８は、第２クラッチ（ＣＲ）のビルドアップを開始する（ステップＳ９０）。つまり、図６（ｃ）に示されるように、クラッチ制御部５８は、クラッチ制御弁ＶＦに対する指令電流値を増加させる。すなわち、クラッチ制御部５８は、最終的に後進用クラッチＣＲを接続するように、後進用クラッチＣＲのクラッチ圧を増加させる。このようなクラッチ動作をビルドアップと呼ぶ。
【００９８】
つぎに、クラッチＣＲのモジュレーションの最後の段階において、車体に大きなショックを与えないように、モータ制御部５５は、第２モータＭＧ２のトルクを以下のように制御する。
【００９９】
図５ＢのステップＳ１００において、モータ制御部５５は、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度の絶対値｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜が予め定められた範囲Ｄ［０，Ｎｔｈ３］内となり、且つ、後述するステップＳ１１０が未だ開始されていないかどうか判定する。ここで、Ｎｔｈ３は後進用クラッチＣＲの相対回転速度の閾値である。言い換えれば、ステップＳ１００では、第２クラッチＣＲの相対回転速度（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）が予め定められた範囲Ｄ’［−Ｎｔｈ３，Ｎｔｈ３］内となり、ステップＳ１１０が未だ開始されていないかどうか判定する。なお、図６（ｆ）では、Ｎｔｈ３は、Ｎｔｈ２より小さい場合を図示しているが、Ｎｔｈ３は、Ｎｔｈ２と等しい、もしくは、Ｎｔｈ２よりも大きくてもよい。
【０１００】
つぎに、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度が範囲Ｄ内である場合（ステップＳ１００でＹｅｓ）、モータ制御部５５は、第２モータＭＧ２のトルクを実質的に０とする。（ステップＳ１１０）。第２モータＭＧ２のトルクを実質的に０とするとは、第２モータＭＧ２に対して、トルクを０とする指令信号を送信することを意味する。具体的には、モータ制御部５５は、制御ステップｎにおけるトルクリミットＴｌｉｍ（ｎ）を０と定める。あるいは、それに代えて、第２モータＭＧ２への電流供給を電気的に遮断しても、第２モータＭＧ２の制御状態をサーボオフ（無制御）としてもよい。
【０１０１】
図６（ｆ）によれば、時間Ｔｃｅから時間Ｔｅまでは、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度の絶対値｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜が範囲Ｄ内となる。したがって、図６（ｅ）のように、時間Ｔｃｅから時間Ｔｅまでは、第２モータＭＧ２のトルク値が０に近い値となっている。
【０１０２】
最後に、図５ＢのステップＳ１２０において、クラッチ制御部５８は、第２クラッチ（ＣＲ）が接続しているかどうか判定する。第２クラッチ（ＣＲ）が接続していない場合（ステップＳ１２０でＮｏ）、ステップＳ６０〜Ｓ１１０の処理を繰り返す。図６（ｃ）に示されるように、時間Ｔｅにおいて、クラッチ制御部５８は、クラッチＣＲを接続状態に保つための指令電流値Ｉ３をクラッチ制御弁ＶＲに対して出力している。つまり、第２クラッチ（ＣＲ）が接続される（ステップＳ１２０でＹｅｓ）。時間Ｔｅ以降は、オペレータによるＦＲ操作装置の新たな操作があるまで、クラッチ制御部５８は、クラッチＣＲを接続状態に保つための指令電流値Ｉ３をクラッチ制御弁ＶＲに対して継続して出力する。
【０１０３】
つぎに、本実施例の効果について説明する。クラッチ制御部５８が第１クラッチ（ＣＦ）を切断した後、モータ制御部５５が第２モータＭＧ２の回転速度を制御することによって、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度を０に近づける。そして、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度が所定の大きさまで小さくなった後で、クラッチ制御部５８は、第２クラッチ（ＣＲ）のビルドアップを開始する。その結果、制御部２７は、第２クラッチ（ＣＲ）の磨耗を低減することができる。また、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度の制御を、トルクリミットを用いて行うことにより、車体に大きなショックを与え、オペレータに不快感を与えるのを防止し、回転数変動が過大となって回転軸等に接続するベアリングが損傷されるのを防ぐ。さらに、制御部２７は、クラッチの切り換えを車速が０近辺となってから行っているので、動力伝達装置２４の歯車機構６２が過回転となることを防止し、エンジン２１の負荷を低減することもできる。その上、第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ圧が大きくなると、モータ制御部５５は、第２モータＭＧ２のトルクを小さくするか、０とするので、第２モータＭＧ２の消費電力を抑えることができる。
【０１０４】
［第２実施例］
本実施例では、作業車両１がモータの駆動力ばかりでなく、エンジンの駆動力を利用して第２クラッチの相対回転速度を減少させる例を説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、第２実施例の動力伝達装置２４の概略動作を示すフローチャートである。図７Ａ及び図７Ｂでは、第１実施例と同じ処理については、同じ符号を付しており、詳細な説明を省略する。図８（ａ）〜（ｆ）は、第２実施例を説明するための図面であり、図６（ａ）〜図６（ｆ）と対応する。なお、第１実施例との対比を容易とするために、図８（ａ）〜図８（ｆ）の一部の図面において、第２実施例の値と異なる第１実施例の値を細線で表示している。また、図８（ａ）〜図８（ｆ）において、第１実施例と同一の内容を意味するものは同一の符号を付している。以下、第１実施例と異なる動作を中心に、第２実施例の動力伝達装置２４の概略動作を説明する。
【０１０５】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、第２実施例においても、時間Ｔｓにおいて「Ｆ」から「Ｒ」へ指示される進行方向が切り替えられるものとし、時間Ｔｏにおいて車速が０となるものとする。このとき、図８（ｃ）に示されるように、時間Ｔｏにおいてクラッチ制御部５８は、第１クラッチ（ＣＦ）を切断し（ステップＳ３０）、第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ圧を第２圧力（フィル圧）とする（ステップＳ４０）。また、モータ制御部５５は、第１クラッチ（ＣＦ）が切断された後、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度を小さくするように第２モータＭＧ２を制御する（ステップＳ５１）。ただし、ステップＳ５１は、ステップＳ１３０がＮｏである場合、すなわち、第２モータＭＧ２の回転速度が範囲Ｅ外か、または、アクセル操作量が範囲Ｆ外かのいずれかである場合のみに、（数式７）によるトルクリミットの増加が実行されることが、ステップＳ５０と異なる。範囲Ｅ、範囲Ｆの詳細については、後述する。
【０１０６】
つぎに、ステップＳ１３０において、クラッチ制御部５８及びモータ制御部５５は、第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２が範囲Ｅ内であり、且つ、アクセル操作量Ａｃが範囲Ｆ内であるかを判定する。ここで、範囲Ｅとは、［０，Ｎｔｈ４］（Ｎｔｈ４は、回転速度Ｎｍ２の閾値（図８（ｄ）参照）である）を意味する。範囲Ｆとは、［Ａｔｈ，∞）（Ａｔｈとは、アクセル操作量の閾値である）を意味する。つまり、アクセル操作量Ａｃが範囲Ｆ内であるとは、所定の大きさ以上に、オペレータがアクセルを踏んでいる（作業車両１を加速させるように指示している）状態を意味する。以降、アクセル操作量Ａｃが範囲Ｆ内であることを前提に、動力伝達装置２４の概略動作を説明する。
【０１０７】
図８（ｄ）に示されるように、時間Ｔｓｓにおいて、第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２が範囲Ｅ内となる（ステップＳ１３０において、Ｙｅｓ）。したがって、クラッチ制御部５８は、第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ圧を第３圧力（以降、この圧力をアシスト圧と呼ぶ）に変化させる（ステップＳ１４０）。具体的には、図８（ｃ）に示されるように、第３圧力（アシスト圧）に対応する指令電流値Ｉ４となるまで、クラッチ制御部５８は、Ｒクラッチ制御弁ＶＲに対して送る指令信号ＩＲの指令電流値をＩ２から増加させる。指令電流Ｉ４は、Ｉ２より大きく、Ｉ３より小さいので、第３圧力（アシスト圧）は、第１圧力（指令電流Ｉ３により供給される圧力）より小さく、第２圧力（フィル圧）より大きい。したがって、第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ圧がアシスト圧である場合、第２クラッチは、滑りながら接続している。指令電流値Ｉ４となった時間Ｔｓｅ以降は、ステップＳ９０のクラッチのビルドアップが行われるまでは、クラッチ制御部５８は、第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ圧を第３圧力（アシスト圧）に維持する。
【０１０８】
さらに、モータ制御部５５は、トルクリミットを目標値Ｔｆまで減少させる（ステップＳ１５０）。具体的には、モータ制御部５５は、制御ステップｎにおけるトルクリミットＴｌｉｍ（ｎ）を、（数式１０）のように定める。
Ｔｌｉｍ（ｎ）＝ｍａｘ（Ｔｌｉｍ（ｎ−１）−ｄＴｄｏｗｍ，  Ｔｆ）  …（数式１０）
ｄＴｄｏｗｎ：１制御ステップ当たりのトルクリミットの減少制限値
Ｔｆ：トルクリミットの目標値
【０１０９】
なお、ｄＴｄｏｗｎの値を大きくすれば、トルクリミットが所定の目的値Ｔｆまで急激に減少させることもできるが、車体のショックを軽減するためにｄＴｄｏｗｎの値が大きすぎないことが好ましい。すなわち、ステップＳ１５０では、トルクリミットを所定の目標値Ｔｆまで徐々に減少させることが好ましい。
【０１１０】
また、第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２が範囲Ｅ内であり、且つ、アクセル操作量Ａｃが範囲Ｆ内となる前においては、（数式７）によって、トルクリミットが定められているので、（数式１０）を始めて適用してトルクリミットＴｌｉｍ（ｎ）を計算する場合、（数式７）で計算されたトルクリミットＴｌｉｍ（ｎ−１）の結果を利用すればよい。
【０１１１】
図８（ｄ）によれば、時間Ｔｓｓ以降は、第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２が範囲Ｅ内となる。したがって、トルクリミットが減少するのに伴い、図８（ｅ）のように、時間Ｔｓｓ以降は、第２モータＭＧ２のトルク値が−Ｔｍａｘから増加している。
【０１１２】
モータ制御部５５及びクラッチ制御部５８の以降の処理は、第１実施例とほぼ同様である。ただし、ステップＳ１５０の処理によって、第２クラッチの相対回転速度が範囲Ｂ内となった（ステップＳ６０でＹｅｓ）時点において、トルクリミットが目標値Ｔｇを下回っている場合、ステップＳ７０の処理が省略されてもよい。
【０１１３】
つぎに、本実施例の特有の効果について説明する。第２実施例は、第１実施例と比べて、第２クラッチ（ＣＲ）の摩擦力も利用して第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ入力軸とクラッチ出力軸とを同期させている。このため、図８（ｅ）に示されるように、第２モータＭＧ２において回転方向と逆方向のトルクを減らす代わりに、第１モータＭＧ１の回転方向のトルクを増やすことができる。その結果、図８（ｄ）に示されるように、第１モータＭＧ１の回転速度を増加させることができ、第２モータＭＧ２の逆方向の回転速度の大きさを減少させることができる。その結果、図８（ｂ）に示されるように、時間Ｔｏ以降に後進方向の速度を増すことができるため、作業車両１による作業効率が向上される。
【０１１４】
さらに、消費電力／回生電力の面からも以下に述べる特徴がある。図９は、第１実施例及び第２実施例における全モータによる消費電力／回生電力の時系列変化を示す。図９において、実線は、第２実施例における全モータによる消費電力／回生電力の時系列変化を示し、一点鎖線は、第１実施例における全モータによる消費電力／回生電力の時系列変化を示す。図９に示されることから明らかなように、特に、時間ＴｄｓからＴｃｅの間において、第２実施例における消費電力のほうが、第１実施例における消費電力より少ない。また、第２実施例における消費電力のピーク値ＰＥ２は、第１実施例における消費電力のピーク値ＰＥ１より少ないことも明らかである。よって、第２実施例も実施する作業車両１のほうが第１実施例のみしか実施しない作業車両１に比べて、キャパシタ６４からの最大供給電力を小さく抑えることができ、最大供給電力の小さい小容量のキャパシタ及びキャパシタとインバータとの間にある昇圧器を使用することができる。したがって、作業車両１の小型化や生産コストの低減が可能となる。
【０１１５】
［第３実施例］
本実施例では、作業車両１のキャパシタ６４に蓄えられている電気が少ないときに、電力をできるだけ消費せずに、クラッチの相対速度を減少させる例を説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、第３実施例の動力伝達装置２４の概略動作を示すフローチャートである。図１０Ａ及び図１０Ｂでは、第１実施例と同じ処理については、同じ符号を付しており、詳細な説明を省略する。図１１（ａ）〜図１１（ｅ）は、第３実施例を説明するための図面であり、図６（ａ）〜図６（ｅ）と対応する。なお、第１実施例との対比を容易とするために、図１１（ａ）〜図１１（ｅ）の一部の図面において、第３実施例の値と異なる第１実施例の値を細線で表示している。また、図１１（ａ）〜図１１（ｅ）において、第１実施例と同一の内容を意味するものは同一の符号を付している。以下、第１実施例と異なる動作を中心に、第３実施例の動力伝達装置２４の概略動作を説明する。
【０１１６】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示されるように、第３実施例においても、時間Ｔｓにおいて「Ｆ」から「Ｒ」へ指示される進行方向が切り替えられるものとし、時間Ｔｏにおいて車速が０となるものとする。本実施例においては、まず、制御部２７は、キャパシタ６４に蓄えられている電力量が所定の閾値より少ないか否かを判定する（ステップＳ１６０）。もし、キャパシタ６４に蓄えられている電力量が所定の閾値より多い場合（ステップＳ１６０でＮｏ）、第１実施例のステップＳ１０〜Ｓ１２０が実行されるか、第２実施例のステップＳ１０〜Ｓ１５０が実行される（図１０ＢのステップＳ１９０）。キャパシタ６４に蓄えられている電力量が所定の閾値より少ない場合（ステップＳ１６０でＹｅｓ）、ステップＳ１０以降の処理が実施される。
【０１１７】
ステップＳ３０において、図１１（ｃ）に示されるように、クラッチ制御部５８は、時間Ｔｏにおいて第１クラッチ（ＣＦ）を切断する。そして、ステップＳ４０において、クラッチ制御部５８は、第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ圧を第２圧力（フィル圧）まで増加させる（ステップＳ４０）。なお、図１１（ｃ）では、第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ圧が第２圧力（フィル圧）となるのは、時間Ｔｏ＋Δｔである場合を図示しているが、時間Ｔｏから時間Ｔｏ＋Δｔまでの間、もしくは、Ｔｏ＋Δｔ以降であってもよい。また、図１１（ｅ）に示されるように、時間Ｔｏにおいて、すなわち、車速が範囲Ａ内となるときに、モータ制御部５５は、第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２のトルクを実質的に０とする（ステップＳ１７０）。
【０１１８】
ステップＳ４０の後、エンジンの駆動力によって第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度を０に近づけるように、第２クラッチのクラッチ圧を第２圧力（フィル圧）から増加させる（ステップＳ１８０）。
【０１１９】
しかし、図１１（ｅ）に示されるように、第１モータＭＧ１のトルクを０にしているため、クラッチ同期が終了するまで車両が加速しない。このため、図１１（ｂ）に示されるように、時間Ｔｏにおいて車速が０となった後、時間Ｔｆ付近まで車両は停止してしまう。しかし、時間Ｔｆ以降は、第２クラッチＣＲが接続することにより、後進方向の駆動が実現される。
【０１２０】
つぎに、本実施例の特有の効果について説明する。第３実施例は、第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ入力軸とクラッチ出力軸とを同期させるために、モータの駆動力を全く利用しない。したがって、消費電力／回生電力の面から以下に述べる特徴がある。図１２は、第３実施例における全モータによる消費電力／回生電力の時系列変化を示す。図１２に示されることから明らかなように、時間Ｔｏから時間Ｔｆまでのクラッチ同期時間において、モータは電力を消費しない。したがって、キャパシタ６４に蓄えられている電気が少なくても、クラッチの切り替えを実現することができる。
【０１２１】
［第１〜第３実施例の補足説明］
上述した実施例では、オペレータがＦＲ操作装置５４を操作して、作業車両１の進行方向を前進から後進へ切り替える場合における、動力伝達装置２４の概略動作を例に挙げて説明した。しかし、作業車両１の進行方向を後進から前進へ切り替える場合においても、上述した概略動作を適用することができる。以下に、作業車両１の進行方向を後進から前進へ切り替える場合における上述した実施例との差異点について説明する。なお、この場合において、第１クラッチは、クラッチＣＲとなり、第２クラッチはクラッチＣＦとなる。
【０１２２】
作業車両１の進行方向を後進から前進へ切り替える場合では、図６（ａ）〜６（ｆ）、図８（ａ）〜８（ｆ）、図１１（ａ）〜１１（ｅ）において、図６（ｃ）、図８（ｃ）、及び図１１（ｃ）に示されたクラッチの指令電流と、図６（ｆ）及び図８（ｆ）に示されたクラッチ相対回転の絶対値とを除いた値が時間軸に対して線対称となるように変化する。したがって、第２実施例のステップＳ１３０の範囲Ｅが［−Ｎｔｈ４，０］（−Ｎｔｈ４は、第２実施形態のＮｔｈ４と符号が反対の値を意味する）となる。
【０１２３】
また、上述した実施例では、第１クラッチを切断するタイミングが速度０付近である場合について説明したが、それより前であってもよい。具体的には、図５Ａ、図７Ａ、図１０ＡのステップＳ２０における範囲Ａを、作業車両１の進行方向を前進から後進へ切り替える場合には、［０，ｖｔｈ］(なお、ｖｔｈは正の値を有する車速の閾値である)とし、作業車両１の進行方向を後進から前進へ切り替える場合には、［−ｖｔｈ，０］としてもよい。別の言い方をすれば、切り換え前の進行方向に作業車両１が向かうときの車速を正とすると、車速が所定値以下となる範囲を範囲Ａとして定めてもよい。
【０１２４】
また、第２実施例において、ステップＳ１３０の処理は、第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２と、アクセル操作量Ａｃの両方をもとに判定しているが、クラッチ制御部５８は、モータ回転速度が範囲Ｅ内にあるかどうかのみを判定してもよい。そして、第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２が範囲Ｅ内となる（ステップＳ１３０において、Ｙｅｓ）と、ステップＳ１４０の処理が実行されてもよい。あるいは、これに代えて、クラッチ制御部５８は、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度の絶対値｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜が範囲Ｇ内となるかどうかを判定してもよい。この範囲Ｇとは、［０，Ｎｔｈ０］（Ｎｔｈ０は、後進用クラッチＣＲの相対回転速度の閾値（図８（ｆ）参照）である）である。言い換えれば、ステップＳ１３０では、クラッチ制御部５８は、第２クラッチＣＲの相対回転速度（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）が予め定められた範囲Ｇ’［−Ｎｔｈ０，Ｎｔｈ０］内となるかどうか判定してもよい。
【０１２５】
また、ステップＳ１３０では、クラッチ制御部５８及びモータ制御部５５は、第２クラッチＣＲの相対回転速度（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）とアクセル操作量Ａｃの両方をもとに判定してもよい。すなわち、クラッチ制御部５８及びモータ制御部５５は、第２クラッチ（ＣＲ）の相対回転速度の絶対値｜Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ｜が範囲Ｇ内となり、且つ、アクセル操作量Ａｃが範囲Ｆ内であるかを判定してもよい。あるいは、クラッチ制御部５８及びモータ制御部５５は、第２クラッチＣＲの相対回転速度（Ｎｒｏｕｔ−Ｎｉｎ）が予め定められた範囲Ｇ’内となり、且つ、アクセル操作量Ａｃが範囲Ｆ内であるかを判定してもよい。
【０１２６】
また、第１及び第２実施例において、ステップＳ４０の処理は、ステップＳ２０の後に行うように説明したが、ステップＳ４０の処理が他のタイミングで行われてもよい。例えば、第１実施例においては、ステップＳ４０の処理が、ステップＳ６０でＹｅｓであった場合に、ステップＳ６０の直後に行われてもよい。また、第２実施例においては、ステップＳ４０の処理がステップＳ１３０でＹｅｓであった場合に、ステップＳ６０の直後に行われてもよい。逆に、ステップＳ４０の処理がステップＳ２０の前であってもよい。
【０１２７】
すると、第１クラッチを切るタイミングを考慮に入れれば、第１及び第２実施例以外に、図１３に示される（ａ）〜（ｄ）のパターンで第１クラッチの切断、第２クラッチの接続を行うことが考えられる。図１３は、各クラッチ制御弁に対するクラッチ制御部からの指令信号の時系列変化の変形例を示したものである。図１３において、一点鎖線が第１クラッチに対する指令信号、実線が第２クラッチに対する指令信号を示している。また、各パターン（ａ）〜（ｄ）における両矢印は、第１実施例のステップＳ５０又は第２実施例のステップＳ５１が実施されている期間を示している。これによれば、パターン（ａ）は、車速が０となる時間Ｔｏよりも前にクラッチ制御部５８が第１クラッチを切断し、時間Ｔｏに第２クラッチのビルドアップを開始できるように、第２クラッチのクラッチ圧を変化させるとともに、モータ制御部５５が第２クラッチの相対加速度を小さくする処理を開始する場合を示している。パターン（ｂ）は、車速が０となる時間Ｔｏにクラッチ制御部５８が第１クラッチを切断し、モータ制御部５５が第２クラッチの相対加速度を小さくする処理を開始し、時間Ｔｏから第２クラッチのモジュレーションを開始する場合を示している。第２クラッチのビルドアップは、第２クラッチの相対加速度が範囲Ｃとなった時点で行われる。パターン（ｃ）は、車速が０となる時間Ｔｏより少し前にクラッチ制御部５８が第１クラッチを切断し、モータ制御部５５が第２クラッチの相対加速度を小さくする処理を開始し、車速が０になった時間Ｔｏより少し後に第２クラッチのビルドアップを開始する場合を示している。第２クラッチのビルドアップは、第２クラッチの相対加速度が範囲Ｃとなった時点で行われる。パターン（ｄ）は、車速が０となった時間Ｔｏにクラッチ制御部５８が第１クラッチを切断し、モータ制御部５５が第２クラッチの相対加速度を小さくする処理を開始し、第２クラッチのモジュレーションを遅く開始する場合を示している。本実施形態では、制御部２７は、第１及び第２実施例に示した以外に、これら４つのパターンで処理してもよい。
【０１２８】
［特徴］
本実施形態に係る作業車両１は、以下の特徴を有する。
【０１２９】
（１）作業車両１の制御部２７は、クラッチ制御部５８とモータ制御部５５とを備える。クラッチ制御部５８は、第１クラッチが接続され、第２クラッチが切断されている状態において、ＦＲ操作装置５４から入力されるオペレータが指示する第１進行方向と、出力回転速度検出部３７から検出される車速から判定される第２進行方向とが異なるとき、車速が予め定められた範囲Ａ内となれば、第１クラッチを切断する。さらに、第１クラッチが切断された後、第２クラッチの相対回転速度を小さくするように第２モータＭＧ２を制御する。
【０１３０】
これにより、或る程度減速されるまで、第１クラッチが接続されるエンジンで制動力が吸収されるため、作業車両１は、従来のトルクコンバータ式の作業車両と同等の制動能力を発揮できる。
【０１３１】
（２）クラッチ制御部５８は、車速が範囲Ａとなれば、第２クラッチのクラッチ圧を、第２クラッチを接続する第１圧力より弱い所定の第２圧力（フィル圧）に変化させる。したがって、第２クラッチの接続を速やかに開始することができる。
【０１３２】
（３）クラッチ制御部５８は、第２クラッチの相対回転速度の絶対値が範囲Ｃ内（第２クラッチの相対回転速度が範囲Ｃ’内）となれば、第２のクラッチのビルドアップを開始することができる。したがって、第２クラッチの相対回転速度が十分に小さくなった後で、第２のクラッチのビルドアップを開始するので、第２クラッチの熱負荷が低減される。その結果、クラッチ板の磨耗が低減される。同様に、第２クラッチを接触させたときの車体の揺れを軽減することができる。それに加えて、動力伝達装置２４の慣性力がエンジンに急激にかかることを防止し、エンジン２１の負荷を低減することもできる。
【０１３３】
（４）動力伝達装置２４は、第２モータＭＧ２の回転速度を検出する第２モータ回転速度検出部７６をさらに有することができる。そして、クラッチ制御部５８は、モータの回転速度が予め定められた範囲Ｅ内となるとき、第２クラッチのクラッチ圧を、第２圧力（フィル圧）より大きく第１圧力（クラッチを接続状態に維持する圧力）より小さい第３圧力（アシスト圧）に変化させることができる。これによって、第２クラッチの摩擦力によるトルク伝達も利用して第２クラッチの相対回転速度を減少させている。このため、モータによる同期トルクを減少させ、モータの消費電力を減らしても同等の時間で第２クラッチの相対回転速度を減少させることができる。その減少させた消費電力分を車体の加速に使うことで、加速性能を向上させることができる。さらに、繰り返し作業のサイクルタイムが短縮されるので、作業車両１の時間当たりの作業量を向上させることができる。
【０１３４】
さらに、モータ回転を基準とすることで、モータが発電から放電に変わるタイミングでシンクロアシストすることが可能となり、回生電力を確保しながら放電電力を減少させることができる。
【０１３５】
（５）動力伝達装置２４は、第２モータＭＧ２の回転速度を検出する第２モータ回転速度検出部７６をさらに有することができる。そして、クラッチ制御部５８は、第２クラッチの相対回転速度が予め定められた範囲Ｇ内となるとき、第２クラッチのクラッチ圧を、第２圧力（フィル圧）より大きく第１圧力（クラッチを接続状態に維持する圧力）より小さい第３圧力（アシスト圧）に変化させることができる。これによって、第２クラッチの摩擦力によるトルク伝達も利用して第２クラッチの相対回転速度を減少させている。このため、モータによる同期トルクを減少させ、モータの消費電力を減らしても同等の時間で第２クラッチの相対回転速度を減少させることができる。その減少させた消費電力分を車体の加速に使うことで、加速性能を向上させることができる。さらに、繰り返し作業のサイクルタイムが短縮されるので、作業車両１の時間当たりの作業量を向上させることができる。
【０１３６】
さらに、第２クラッチの相対回転速度を基準とすることで、シンクロアシストによるクラッチ負荷、磨耗を抑えることができる。
【０１３７】
（６）作業車両１は、アクセル操作部材５１ａと、アクセル操作部材５１ａの操作量を検出するアクセル操作検出部５１ｂとをさらに備えることができる。そして、クラッチ制御部５８は、アクセル操作部材５１ａの操作量が予め定められた範囲Ｆ内となるとき、第２クラッチのクラッチ圧を、第２圧力（フィル圧）より大きく第１圧力（クラッチを接続状態に維持する圧力）より小さい第３圧力（アシスト圧）に変化させることができる。このように、シンクロアシストを行う条件にアクセル条件を加えることで、シンクロアシストによる車体の揺れが、アクセルが踏まれていることによる車体の加速力に比べて相対的に大きいときに、シンクロアシストを行わないようにすることができる。
【０１３８】
（７）モータ制御部５５は、第２クラッチの相対回転速度を小さくする制御を、モータの出力が許される最大トルクの絶対値であるトルクリミットを設けて行うことによって、モータのトルクを制御することができる。これによって、モータ制御部５５は、モータ回転が急激に変化することを抑制し、ベアリング等の可動部が油膜切れ等によって損傷することを防止することができる。さらに、モータが電力を過剰に消費することを防ぐことができる。
【０１３９】
（８）モータ制御部５５は、トルクリミットを所定の初期値Ｔｌｉｍ０から最大値Ｔｍａｘまで増加させることができる。これによって、モータの回転加速度の変化を抑えることができるので、慣性力が遊星歯車を通して車体に伝わることによって生じる作業車両１の揺れを防止することができる。
【０１４０】
（９）モータ制御部５５は、第２クラッチの相対回転速度の絶対値が予め定められた範囲Ｂ内となる時間Ｔｄｓまで、トルクリミットを所定の初期値Ｔｌｉｍ０から最大値Ｔｍａｘまで増加させ、時間Ｔｄｓとなると、トルクリミットを所定の目標値Ｔｇまで減少させることができる。これによって、第２クラッチのビルドアップを開始して第２クラッチのクラッチ圧が上昇し、第２クラッチのトルク伝達によってクラッチ相対回転速度が小さくなっているときに、モータトルクを抑えることでモータの消費電力を削減することができる。さらに、モータのトルクの変動が伝達されることによって生じる作業車両１の揺れを防止することができる。
【０１４１】
（１０）モータ制御部５５は、第２クラッチの相対回転速度の絶対値が予め定められた範囲Ｄ内となった時間Ｔｃｅ以降、モータのトルクを実質的に０とすることができる。これによって、第２クラッチのビルドアップの終了間際の第２クラッチのクラッチ圧が高いときに、モータからのトルクを受けないので、モジュレーション中の作業車両１の揺れをさらに防止することができる。
【０１４２】
（１１）動力伝達装置２４は、モータによって発電された電力を蓄えるキャパシタ６４をさらに有することができる。そして、キャパシタ６４の蓄電容量が所定の容量を下回る場合、クラッチ制御部５８は、第２クラッチのクラッチ圧が第２圧力（フィル圧）となった後に、第２クラッチのクラッチ圧を第２圧力（フィル圧）から増加させることができる。これによって、モータの駆動力を殆ど利用せずに、エンジン２１の駆動力のみによって、第２クラッチ（ＣＲ）のクラッチ入力軸とクラッチ出力軸とが同期される。したがって、キャパシタ６４に蓄えられている電気が少なくても、クラッチの切り替えを実現することができる。
【０１４３】
（１２）範囲Ａ内とは、車速０であってもよい。この場合、車両が停止し反対方向に進行を始めるまで第１クラッチの切断を遅らせることができる。したがって、オペレータが頻繁にＦＲ操作装置５４を操作しても、実際のクラッチの切り替え回数を削減することができる。また、第１モータ及び第２モータの両方を使って減速することもできるため、ＦＲ操作装置５４から入力されるオペレータが指示する第１進行方向に対する駆動力が強くなる。したがって、坂道のような斜面であっても、作業車両１はシャトル動作を行うことが可能となる。
【０１４４】
（１３）範囲Ａ内とは、作業車両が第２進行方向に向かうときの車速を正とすると、出力回転速度検出部３７から検出される車速が所定値以下となる範囲であってもよい。この場合、第１クラッチの切断が早くなるため、第２クラッチの相対回転速度が十分に小さくなって、第２クラッチが接続されるのが早くなる。これにより、上述する第１進行方向に加速する車両にエンジン２１のパワーを供給できるのが早くなり、結果として第１進行方向への加速が早くなる。加速が早くなれば、サイクルタイムが短くなるので、作業効率を向上することができる。
【０１４５】
［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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
上述したクラッチＣＦ、ＣＲのクラッチ圧を第２圧力（フィル圧）とする前に、図６Ｃ等に示される一時的に高い指令電流（図６ＣのΔｔで表示された期間の指令電流）を、クラッチ制御弁ＶＦ、ＶＲに対して出力しなくてもよい。例えば、ステップＳ４０の初期の段階から指令電流Ｉ２をクラッチ制御弁ＶＦ、ＶＲに対して出力することによって、クラッチＣＦ、ＣＲのクラッチ圧を第２圧力（フィル圧）としてもよい。
【０１４９】
また、クラッチＣＦ、ＣＲは、上述した油圧により制御されるクラッチに限らず、電磁クラッチ等であってもよい。クラッチの種類に限らず、準備動作ではトルク伝達を行わずにその後のクラッチ接続動作にかかる時間を短縮させるための動作を行う。準備動作を行わなくても瞬時または極短時間のうちにクラッチを接続できる種類のクラッチをクラッチＣＦ、ＣＲとして使用する場合、上述するステップＳ４０の処理を省略してもよい。
【０１５０】
本発明は、第２実施例を実施しない作業車両１であってもよい。この場合、クラッチ制御部５８、モータ制御部５５は、第２モータ回転速度検出部７６が出力する第２モータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２、アクセル操作検出部５１ｂが出力するアクセル操作量Ａｃを受け取らなくてもよい。また、作業車両１は、図１〜図３に記載した構成のうち、第１実施例〜第３実施例のいずれかの実施例において必ずしも使用されない構成を適宜省略することができる。
【０１５１】
さらに、上述した実施形態では、モータ制御部５５は、第２モータＭＧ２のトルク制御を中心に説明したが、モータ制御部５５は、第１モータＭＧ１、あるいは、第１モータＭＧ１と第２モータＭＧ２との両方を制御することによって、第２クラッチの相対回転速度を小さくするように制御してもよい。
【０１５２】
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とを有している。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有してもよい。あるいは、動力伝達装置は、３つ以上の遊星歯車機構を有してもよい。図１４は、動力伝達装置の変形例１２４の構成を示す模式図である。図１４に示された以外の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。
【０１５３】
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とを有している。第１伝達軸１６７は、ＦＲ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。
【０１５４】
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とを有している。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Ｇｏ１が設けられている。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はリング外周ギアＧｏ１に噛み合っている。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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切替機構１７０とを有する。
【０１５７】
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。
【０１５８】
Ｈｉ／Ｌｏ切替機構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切替機構１７０は、Ｈｉモード時にオンにされるＨクラッチＣＨと、Ｌｏモード時にオンにされるＬクラッチＣＬとを有している。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。
【０１５９】
本変形例でも、各クラッチＣＦ、ＣＲのクラッチ出力軸の回転速度は、上述した実施形態のように、第１モータＭＧ１及び第２モータＭＧ２の回転速度から算出されてもよく、各クラッチＣＦ、ＣＲのクラッチ出力軸に設けられる回転速度検出部によって直接検出されてもよい。本変形例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】
【０１６０】
本発明によれば、ＨＭＴ或いはＥＭＴ式の動力伝達装置においてオペレータが前進と後退とを切り換えるときに、動力伝達装置の歯車機構が過回転となることを防止し、エンジン負荷及びクラッチの磨耗を低減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１】
2015056500.tif 000003
【図２】
2015056500.tif 000004
【図３】
2015056500.tif 000005
【図４】
2015056500.tif 000006
【図５Ａ】
2015056500.tif 000007
【図５Ｂ】
2015056500.tif 000008
【図６】
2015056500.tif 000009
【図７Ａ】
2015056500.tif 000010
【図７Ｂ】
2015056500.tif 000011
【図８】
2015056500.tif 000012
【図９】
2015056500.tif 000013
【図１０Ａ】
2015056500.tif 000014
【図１０Ｂ】
2015056500.tif 000015
【図１１】
2015056500.tif 000016
【図１２】
2015056500.tif 000017
【図１３】
2015056500.tif 000018
【図１４】
2015056500.tif 000019
【国際調査報告】
2015056500.tif 000020
2015056500.tif 000021
2015056500.tif 000022
2015056500.tif 000023