JP2008240937A

JP2008240937A - 建設車両

Info

Publication number: JP2008240937A
Application number: JP2007083845A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Takeshima; 宏明竹島; Masaaki Kuma; 雅昭九間; Takashi Kuze; 隆久世
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: US20100069198A1; US8147376B2; CN101663513A; JP5192166B2; WO2008117567A1; CN101663513B

Abstract

【課題】車両が停止した状態でも迅速に変速段の切換を行うことができる建設車両を提供する。
【解決手段】本発明に係る建設車両では、制御部は、現在速度段から目標速度段へ変速段の切り替えを行う際、現在速度段に対応する現在変速段ギアと現在変速段ギアに対応する現在変速軸とが連結され、且つ、入力軸と現在変速軸との間で回転の伝達が可能である状態において、入力軸との間で回転の伝達が不能な状態にある目標変速軸と、目標速度段に対応する目標変速段ギアとを連結するプリシフトを行った後に変速段の切り替えを行う。そして、制御部は、車速検知部が検知した車速がゼロである場合には、目標変速軸と複数の変速段ギアとが非連結である状態で入力軸の回転を目標変速軸に入力するプリシフト補助制御を行った後に、プリシフトを行う。
【選択図】図９

Description

本発明は、建設車両に関する。

従来、車両用トランスミッションの変速制御装置として、特許文献１に示されたようなツインクラッチ式トランスミッションの変速制御装置が提供されている。この種の変速制御装置では、一方の変速段グループに属する現在速度段から、他方の変速段グループに属する目標速度段へ変速段の切り替えが行われる前に、プリシフトが行われる。プリシフトとは、変速段の切り替えの前に、２つの変速軸のうち入力軸と非連結状態にある変速軸と、目標速度段に対応する目標変速段ギアとを連結機構によって連結しておくことであり、これにより変速段の切替の際のタイムラグを短縮することができる。例えば、２速から３速に速度段が切り替えられる場合、一方の変速軸が入力軸および２速の変速段ギアと連結され２速での走行が行われている間に、連結機構が中立位置から３速の変速段ギアに向けて移動し、連結機構側に設けられたギアと、変速段ギア側に設けられた連結用のギアとが係合することにより、入力軸と非連結状態である他方の変速軸が３速の変速段ギアと連結される。そして、２速の変速段ギアと連結された変速軸が入力軸から開放されると共に、３速の変速段ギアと連結された変速軸が入力軸と連結されることにより、２速から３速への速度段の切替が行われる。
特開２００６−１９４４０５号公報

ところで、ホイールローダ等の建設車両では、土砂に向かって前進した状態のまま停止してしまった場合のように、停止した状態で変速段の切り替えが行われることがある。この場合、上記のようなプリシフトにおいて、変速軸と変速段ギアとの連結が迅速に行われない恐れがある。すなわち、プリシフトに係る変速軸は、入力軸と連結されていない状態であるため、入力軸から回転が伝達されず回転していない。また、車両が停止状態では出力軸が回転していないため、プリシフトに係る変速段ギアも回転していない。このように、変速軸と変速段ギアとの相対速度がゼロである場合、図１１に示すように、連結機構側のギアＧ１の山と、変速段ギア側の連結用のギアＧ２との山とが当接した状態にあると、各ギアの山の位置が変化しないため、連結機構側のギアＧ１と変速段ギア側のギアＧ２とが噛み合わず、連結機構が移動不能な状態が維持されてしまう。これにより、変速段の切り替えに遅れが生じる恐れがある。なお、図１１は、結機構側のギアＧ１と変速段ギア側の連結用のギアＧ２との山の一部を軸方向から見た図である。

本発明の課題は、車両が停止した状態でも迅速に変速段の切換を行うことができる建設車両を提供することにある。

第１発明に係る建設車両は、入力軸と、第１変速軸及び第２変速軸と、出力軸と、クラッチ機構と、第１変速機構と、第２変速機構と、第１連結機構と、第２連結機構と、車速検知部と、制御部とを備える。入力軸は、エンジン側からの回転が入力される軸である。第１変速軸および第２変速軸は、入力軸からの回転が入力される軸である。出力軸は、第１変速軸および第２変速軸からの回転が入力される軸である。クラッチ機構は、入力軸から第１変速軸への回転の伝達・非伝達および入力軸から第２変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替えるための機構である。第１変速機構は、第１変速段グループに属する複数の変速段に対応する複数の変速段ギアを有し、第１変速軸の回転を第１変速段グループに属する複数の変速段の間で変速して出力軸に伝達するための機構である。第２変速機構は、第２変速段グループに属する複数の変速段に対応する複数の変速段ギアを有し、第２変速軸の回転を第２変速段グループに属する複数の変速段の間で変速して出力軸に伝達するための機構である。第１連結機構は、第１変速機構の変速段ギア側に設けられたクラッチギアとの係合・係脱によって、第１変速軸と第１変速機構の変速段ギアとの連結・非連結を切り換える。第２連結機構は、第２変速機構の変速段ギア側に設けられたクラッチギアとの係合・係脱によって、第２変速軸と第２変速機構の変速段ギアとの連結・非連結を切り換える。車速検知部は、車速を検知する。制御部は、第１変速段グループと第２変速段グループとのうち一方の変速段グループに属する現在速度段から他方の変速段グループに属する目標速度段へ変速段の切り替えを行う際、複数の変速段ギアのうち現在速度段に対応する現在変速段ギアと、第１変速軸と第２変速軸とのうち現在変速段ギアに対応する一方の変速軸である現在変速軸とが連結され、且つ、入力軸と現在変速軸との間で回転の伝達が可能である状態において、第１変速軸と第２変速軸とのうち入力軸との間で回転の伝達が不能な状態にある他方の変速軸である目標変速軸と、複数の変速段ギアのうち目標速度段に対応する目標変速段ギアとを連結するプリシフトを行った後に、現在変速軸と入力軸との間での回転の伝達を不能にすると共に目標変速軸と入力軸との間での回転の伝達を可能にすることにより変速段の切り替えを行う。そして、制御部は、車速検知部が検知した車速がゼロである場合には、目標変速軸と複数の変速段ギアとが非連結である状態で入力軸の回転を目標変速軸に入力するプリシフト補助制御を行った後に、プリシフトを行う。

この建設車両では、車速がゼロの場合、プリシフトを行う前に、目標変速軸に入力軸からの回転が入力される。目標変速軸に入力軸からの回転が入力されると、プリシフトを行う際に目標変速軸と変速段ギアとを連結するための各ギアの山同士が当接して噛み合わない状態であっても、連結機構と目標変速段ギア側のクラッチギアとの相対位置がずれて、各ギアが噛み合うことができる。これにより、この建設車両では、車両が停止した状態でも、プリシフトを行うことができ、迅速に変速段の切換を行うことができる。

第２発明に係る建設車両は、第１発明の建設車両であって、エンジン側から入力軸への回転の伝達・非伝達を切り替えるメインクラッチをさらに備える。また、クラッチ機構は、入力軸から第１変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替える第１クラッチと、入力軸から第２変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替える第２クラッチとを有する。そして、制御部は、プリシフト補助制御において、メインクラッチから入力軸への入力回転数がゼロになると、第１クラッチと第２クラッチとのうち入力軸から現在変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替える一方のクラッチの伝達トルク容量を低減させる。そして、制御部は、メインクラッチから入力軸への入力回転数が増加すると、第１クラッチと第２クラッチとのうち入力軸から目標変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替える他方のクラッチの伝達トルク容量を増大させる。

この建設車両では、車速がゼロになると、出力軸が回転不能になり、この出力軸からの負荷が変速機構、第１連結機構または第２連結機構、現在変速軸、第１クラッチまたは第２クラッチを介して入力軸に伝わる。これにより、メインクラッチから入力軸への入力回転数がゼロになる。この場合、制御部は、入力軸から現在変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替える方のクラッチの伝達トルク容量を低減させる。これにより、出力軸から入力軸へ伝達される負荷が低減され、メインクラッチから入力軸への入力回転数が増大する。メインクラッチから入力軸への入力回転数が増大すると、制御部は、入力軸から目標変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替える方のクラッチの伝達トルク容量を増大させる。これにより、入力軸の回転が目標変速軸に入力される。

以上により、この建設車両では、停止中であっても入力軸を回転させ、入力軸の回転を目標変速軸に入力することができる。

以上のように、この建設車両では、車両が停止した状態でも、プリシフトを行うことができ、迅速に変速段の切換を行うことができる。

〔全体構成〕
図１に本発明の一実施形態による建設車両１００の概略構成を示すブロック図を示す。この建設車両１００は、例えば、ホイールローダであり、エンジン５１、変速機１、作業機用油圧ポンプ６２、作業機６３、制御用油圧ポンプ６４、制御部５５、操作部５６、各種センサＳＮ１〜１１等が設けられており、エンジン５１で発生した出力トルクが変速機１、作業機用油圧ポンプ６２、制御用油圧ポンプ６４等に分配され、作業機６３の駆動や走行時の駆動力となる。

エンジン５１は、ディーゼル式のエンジン５１であり、エンジン５１の出力トルクと回転数とを制御する燃料噴射装置５７が付設されている。エンジン５１の出力軸には変速機１が連結され、エンジン５１による駆動力が変速機１を介してタイヤ５９に伝達される。変速機１は高速から低速まで複数段階に減速比を切り換え可能であり、後述する制御部５５からの制御信号に基づいて減速比が切り換えられる。変速機１については後に詳細に説明する。

作業機用油圧ポンプ６２は、エンジン５１の出力によって駆動される可変容量型の油圧ポンプであり、作業機用油圧ポンプ６２には、作業機用油圧ポンプ６２から吐出される圧油を利用して作業機用油圧ポンプ６２の斜板の傾転角を調整するレギュレータ６０と、制御部５５からの制御信号に基づいてレギュレータ６０を制御する電磁制御弁６１とが設けられている。

作業機６３は、図示しないリフトアーム、バケット、および、これらを駆動する作業機シリンダなどを有し、作業機用油圧ポンプ６２から吐出される圧油によって駆動される。

制御用油圧ポンプ６４は、エンジン５１の出力によって駆動される油圧ポンプであり、後述する変速機１の各種クラッチ（メインクラッチＭＣ、第１スナップクラッチＳＣ１、第２スナップクラッチＳＣ２）や第１シフトアクチュエータＳＡ１、第２シフトアクチュエータＳＡ２、第３シフトアクチュエータＳＡ３を作動させる油圧を発生させる。また、制御用油圧ポンプ６４と各種クラッチとを結ぶ油圧回路には、メインクラッチ制御弁ＭＣＶ、第１クラッチ制御弁ＣＶ１、第２クラッチ制御弁ＣＶ２が設けられている。メインクラッチ制御弁ＭＣＶは、制御部５５によって電気的に制御されることにより、メインクラッチＭＣに供給される油圧を調整することができる。第１クラッチ制御弁ＣＶ１は、制御部５５によって電気的に制御されることにより、第１スナップクラッチＳＣ１に供給される油圧を調整することができる。第２クラッチ制御弁ＣＶ２は、制御部５５によって電気的に制御されることにより、第２スナップクラッチＳＣ２に供給される油圧を調整することができる。

制御部５５は、各種センサＳＮ１〜１１からの検知信号や、図示しない運転室に配置される操作部５６からの運転指令信号等に基づいて、上記の各種装置を制御する。制御部５５については、後に詳細に説明する。

〔変速機１の構成〕
図２に変速機１の展開断面構成を、図３にその後方から見た概略の軸等の配置図を示す。また、図４に本変速機１のスケルトン図を示す。

図２に示す変速機１は、前後進ともに１０段の変速段を有している。この変速機１は、エンジン５１からの回転が入力されるメインクラッチＭＣと、メインクラッチＭＣを介してエンジン５１からの回転が入力される入力軸２と、第１変速軸１２と、第１変速機構３と、第１〜第３カップリングスリーブＣ１〜Ｃ３と、第２変速軸２０と、第２変速機構４と、第４〜第６カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６と、クラッチ機構５と、回転方向切換機構６と、出力軸７とを備えている。また、第１及び第２変速機構３，４と出力軸７との間には変速用アイドル軸８と、出力用アイドル軸９と、が設けられている。

［メインクラッチＭＣ］
メインクラッチＭＣは、油圧式のクラッチであり、メインクラッチ制御弁ＭＣＶ（図１参照）を介して供給される油圧を制御することによって伝達トルク容量を制御することが可能である。このメインクラッチＭＣは、入力側の部材１ａがエンジン５１側の部材に連結されており、出力側の部材１ｂが入力軸２に連結されている。これにより、メインクラッチＭＣは、エンジン５１側から入力軸２への回転の伝達・非伝達を切り替えることができる。なお、メインクラッチＭＣの入力側の部材１ａには、補機類を駆動するためのパワーテイクオフ機構（図示せず）が連結されている。

［入力軸２］
入力軸２は変速機１のハウジング１０に対して１対の軸受によって回転自在に支持されている。この入力軸２の先端部には、メインクラッチＭＣの出力側部材１ｂがスプライン結合されるとともに、メインクラッチＭＣの入力側部材１ａが軸受を介して回転自在に支持されている。

［第１変速軸１２および第１変速機構３］
第１変速軸１２は、入力軸２と偏倚してかつ入力軸２と平行に配置され、ハウジング１０に対して１対の軸受により回転自在に支持されている。

第１変速機構３は、第１変速段グループに属する複数の変速段に対応する複数の変速段ギアを有し、第１変速軸１２の回転を第１変速段グループに属する複数の変速段の間で変速して出力軸７に伝達するための機構である。具体的には、第１変速段グループとは、１０段の変速段のうちの奇数段（１＆３速，５速，７＆９速）のグループである。また、第１変速段グループに属する複数の変速段に対応する複数の変速段ギアとは、第１速・第３速用（以下、１＆３速）ドライブギア１３と、第５速用（以下、５速）ドライブギア１４と、第７速・第９速用（以下、７＆９速）ドライブギア１５と、減速用ギア１６とである。従って、第１変速機構３は、奇数段の変速段が選択されたときに回転が入力されるものである。また、１＆３速ドライブギア１３、５速ドライブギア１４及び７＆９速ドライブギア１５は、それぞれ第１変速軸１２に１対の軸受により回転自在に支持されている。また、１＆３速ドライブギア１３、５速ドライブギア１４及び７＆９速ドライブギア１５の軸方向端部の外周面には、第１〜第３カップリングスリーブＣ１〜Ｃ３と係合可能なクラッチギアが設けられている。なお、減速ギア１６は第１変速軸１２のエンジン５１側先端部に相対回転不能に装着されている。

［第１〜第３カップリングスリーブＣ１〜Ｃ３］
第１〜第３カップリングスリーブＣ１〜Ｃ３は、軸方向に移動して各ドライブギア１３〜１５を第１変速軸１２に相対回転不能に固定するか、あるいは２つのドライブギアを互いに連結するためのクラッチである。第１〜第３カップリングスリーブＣ１〜Ｃ３は、軸方向に移動可能に装着されており、第１変速軸１２と共に回転する。第１〜第３カップリングスリーブＣ１〜Ｃ３は、上述した１＆３速ドライブギア１３、５速ドライブギア１４及び７＆９速ドライブギア１５のクラッチギアと係合可能なスリーブギアを内周面に有しており、第１変速機構３の各ドライブギア１３〜１５側に設けられたクラッチギアとの係合・係脱によって、第１変速軸１２と各ドライブギア１３〜１５との連結・非連結を切り換える第１連結機構に相当する。例えば、図５に示すように、７＆９速ドライブギア１５の軸方向端部の外周面にはクラッチギア１５ａが設けられており、第３カップリングスリーブＣ３には、クラッチギア１５ａと係合可能なスリーブギアＣ３ａが設けられている。

具体的には、第１カップリングスリーブＣ１は、第１変速軸１２と１＆３速ドライブギア１３との間をオン（連結）するか、１＆３速ドライブギア１３と５速ドライブギア１４との間をオンするか、あるいはオフ（いずれの間も連結しない）するか、を切り換える。第２カップリングスリーブＣ２は、第１変速軸１２と５速ドライブギア１４との間をオンするか、５速ドライブギア１４と７＆９速ドライブギア１５との間をオンするか、あるいはオフするか、を切り換える。第３カップリングスリーブＣ３は、第１変速軸１２と７＆９速ドライブギア１５との間をオンするか、オフするかを切り換える。

なお、第１〜第３カップリングスリーブＣ１〜Ｃ３は、第１シフトアクチュエータＳＡ１（図１参照）によって移動する。例えば、図５に示すように、第３カップリングスリーブＣ３には、第１シフトアクチュエータＳＡ１によって移動するシフトフォークＣ３ｂが設けられており、シフトフォークＣ３ｂが移動することにより第３カップリングスリーブＣ３が第１変速軸１２の軸方向に移動する。第１、第２カップリングスリーブＣ１，Ｃ２も第３カップリングスリーブＣ３と同様の構成である。

［第２変速軸２０および第２変速機構４］
第２変速軸２０は、入力軸２と偏倚してかつ入力軸２及び第１変速軸１２と平行に配置され、ハウジング１０に対して１対の軸受により回転自在に支持されている。

第２変速機構４は、第２変速段グループに属する複数の変速段に対応する複数の変速段ギアを有し、第２変速軸２０の回転を第２変速段グループに属する複数の変速段の間で変速して出力軸７に伝達するための機構である。具体的には、第２変速段グループとは、１０段の変速段のうちの偶数段（２＆４速，６速，８＆１０速）のグループであり、第２変速段グループに属する複数の変速段に対応する複数の変速段ギアとは、第２速・第４速用（以下、２＆４速）ドライブギア２１と、第６速用（以下、６速）ドライブギア２２と、第８速・第１０速用（以下、８＆１０速）ドライブギア２３とである。従って、第２変速機構４は、偶数段の変速段が選択されたときに回転が入力されるものである。２＆４速ドライブギア２１、６速ドライブギア２２及び８＆１０速ドライブギア２３は、それぞれ第２変速軸２０に１対の軸受により回転自在に支持されている。また、２＆４速ドライブギア２１、６速ドライブギア２２及び８＆１０速ドライブギア２３の軸方向端部の外周面には第４〜第６カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６と係合可能なクラッチギアが設けられている。

［第４〜第６カップリングスリーブＣ４〜Ｃ６］
第４〜第６カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６は、軸方向に移動して各ドライブギア２１〜２３を第２変速軸２０に固定（相対回転不能）にするか、あるいは２つのドライブギアを互いに連結するためのクラッチである。第４〜第６カップリングスリーブＣ４〜Ｃ６は、軸方向に移動可能に装着されており、第２変速軸２０と共に回転する。第４〜第６カップリングスリーブＣ４〜Ｃ６は、上述した２＆４速ドライブギア２１、６速ドライブギア２２及び８＆１０速ドライブギア２３に設けられたクラッチギアと係合可能なスリーブギアを内周面に有しており、第２変速機構４の各ドライブギア２１〜２３側に設けられたクラッチギアとの係合・係脱によって、第２変速軸２０と各ドライブギア２１〜２３との連結・非連結を切り換える第２連結機構に相当する。

具体的には、第４カップリングスリーブＣ４は、第２変速軸２０と２＆４速ドライブギア２１との間をオンするか、２＆４速ドライブギア２１と６速ドライブギア２２との間をオンするか、あるいはオフするか、を切り換えるためのクラッチである。第５カップリングスリーブＣ５は、第２変速軸２０と６速ドライブギア２２との間をオンするか、６速ドライブギア２２と８＆１０速ドライブギア２３との間をオンするか、あるいはオフするか、を切り換えるためのクラッチである。第６カップリングスリーブＣ６は、第２変速軸２０と８＆１０速ドライブギア２３との間をオンするか、オフするかを切り換えるためのクラッチである。

なお、第４〜第６カップリングスリーブＣ４〜Ｃ６は、第２シフトアクチュエータＳＡ２（図１参照）によって移動する。

さらに、この第２変速軸２０には、変速時におけるカップリングスリーブの噛み合いをスムーズに行わせるためのシンクロ機構２４が設けられている。シンクロ機構２４は、図４に示すように、第２変速軸２０に対してそれぞれ相対回転自在に支持された第１シンクロギア２４ａ及び第２シンクロギア２４ｂと、これらのシンクロギア２４ａ，２４ｂと第２変速軸２０とを連結するためのコーンクラッチ２４ｃとを有している。

［変速用アイドル軸８］
変速用アイドル軸８は、各変速軸１２，２０と同様に、ハウジング１０に対して１対の軸受によって回転自在に支持されている。また、図３に示すように、変速用アイドル軸８は、第１及び第２変速軸１２，２０の下方でこれらの軸１２，２０と平行に、かつ入力軸２と同じ鉛直線上に配置されている。この変速用アイドル軸８には、第１及び第２変速機構３，４に設けられた各ドライブギアに噛み合うドリブンギアと、第７及び第８カップリングスリーブＣ７，Ｃ８とが設けられている。より詳細には、変速用アイドル軸８には、エンジン５１側から順に、第１〜第５ドリブンギア２６，２７，２８，２９，３０がそれぞれ軸受を介して回転自在に支持されている。なお、第１ドリブンギア２６と第２ドリブンギア２７とは互いに一体的に回転するように、また第４ドリブンギア２９と第５ドリブンギア３０とは互いに一体的に回転するように構成されている。そして、第１ドリブンギア２６は７＆９速ドライブギア１５に、第２ドリブンギア２７は２＆４速ドライブギア２１に、第３ドリブンギア２８は５速ドライブギア１４及び６速ドライブギア２２に、第４ドリブンギア２９は１＆３速ドライブギア１３に、第５ドリブンギア３０は８＆１０速ドライブギア２３に、それぞれ常時噛み合っている。従って、各ドリブンギアは、上述したドライブギアと共に、第１変速軸１２又は第２変速軸２０からの回転を出力軸７に伝達する変速段ギアとして機能する。

第７及び第８カップリングスリーブＣ７，Ｃ８は、軸方向に移動して各ドリブンギアを変速用アイドル軸８に相対回転不能に固定するためのクラッチである。

具体的には、第７カップリングスリーブＣ７は、変速用アイドル軸８と第１及び第２ドリブンギア２６，２７との間をオン、オフするためのクラッチであり、第８カップリングスリーブＣ８は、変速用アイドル軸８と第４及び第５ドリブンギア２９，３０との間をオン、オフするためのクラッチである。第７及び第８カップリングスリーブＣ７，Ｃ８は、第３シフトアクチュエータＳＡ３（図１参照）によって移動する。

なお、変速用アイドル軸８の後端（エンジン５１とは逆側の端部）には、パーキングブレーキ３２が設けられている。

［出力用アイドル軸９］
出力用アイドル軸９は、他の軸と同様に、ハウジング１０に対して１対の軸受によって回転自在に支持されている。また、出力用アイドル軸９は、図３から明らかなように、変速用アイドル軸８の下方で変速用アイドル軸８と平行に、かつ後方から見て左側（第２変速軸２０）側に偏倚して配置されている。この出力用アイドル軸９には、第１及び第２出力用アイドルギア３５，３６が固定されている。そして、第１出力用アイドルギア３５は変速用アイドル軸８の第３ドリブンギア２８と噛み合っている。

［出力軸７］
出力軸７は、他の軸と同様に、ハウジング１０に対して１対の軸受によって回転自在に支持されており、その両端にはアクスル側の部材に連結される出力フランジ４０，４１が装着されている。また、出力軸７は、図３から明らかなように、出力用アイドル軸９の下方で各軸と平行に、かつ入力軸２及び変速用アイドル軸８と同じ鉛直線上に配置されている。この出力軸７には、出力ギア４２が固定されており、この出力ギア４２は出力用アイドル軸９の第２出力用アイドルギア３６と噛み合っている。出力軸７には、変速用アイドル軸８および出力用アイドル軸９を介して第１変速軸１２および第２変速軸２０からの回転が入力される。

［クラッチ機構５］
クラッチ機構５は、入力軸２から第１変速軸１２への回転の伝達・非伝達および入力軸２から第２変速軸２０への回転の伝達・非伝達を切り替えるための機構であり、入力軸２と同軸上に配置された第１クラッチ対５Ｆと、第２変速機構４の第２変速軸２０と同軸上に配置された第２クラッチ対５Ｒと、を有している。

〈第１クラッチ対：前進用クラッチ＋第１スナップクラッチＳＣ１〉
図４から明らかなように、第１クラッチ対５Ｆは、前進走行時にオン（動力伝達状態）となる前進用クラッチＦと、入力軸から第１変速軸１２への回転の伝達・非伝達を切り替えるための第１スナップクラッチＳＣ１とを有している。なお、前進用クラッチＦ及び第１スナップクラッチＳＣ１はともに油圧式多板クラッチであり、互いに同軸上に配置されている。また、前進用クラッチＦは、図示しない前進用クラッチ制御弁を介して供給される油圧を制御することにより、伝達トルク容量を制御することが可能である。第１スナップクラッチＳＣ１は、第１クラッチ制御弁ＣＶ１（図１参照）を介して供給される油圧を制御することによって伝達トルク容量を制御することが可能である。

より詳細には、前進用クラッチＦは、入力軸２に相対回転不能に固定された前進用入力ギアＦＧと、入力軸２の回りに相対回転自在に設けられたクラッチケース４５と、前進用入力ギアＦＧとクラッチケース４５との間に設けられた複数のクラッチプレートとを有している。

また、第１スナップクラッチＳＣ１は、前進用クラッチＦのクラッチケース４５と共通のクラッチケースと、入力軸２に対して相対回転自在に支持された中間ギア４６と、クラッチケース４５と中間ギア４６との間に設けられた複数のクラッチプレートとを有している。中間ギア４６は、入力側に配置された第１中間ギア４６ａと、出力側に配置された第２中間ギア４６ｂとを有している。第１中間ギア４６ａはシンクロ機構２４の第１シンクロギア２４ａに噛み合い、第２中間ギア４６ｂはシンクロ機構２４の第２シンクロギア２４ｂに噛み合っている。そして、第１中間ギア４６ａと第２中間ギア４６ｂとは一体に形成されている。なお、クラッチケース４５の外周において、出力側（図２の右側）端部には、クラッチケースギア４７が形成されている。

このような構成では、前進用クラッチＦがオンすることにより、前進用入力ギアＦＧ（すなわち入力軸２）とクラッチケース４５との間で動力の伝達が可能になる。また、第１スナップクラッチＳＣ１がオンすることにより、クラッチケース４５と中間ギア４６との間で動力の伝達が可能になる。

〈第２クラッチ対：後進用クラッチ＋第２スナップクラッチＳＣ２〉
図４から明らかなように、第２クラッチ対５Ｒは、後進走行時にオン（動力伝達状態）となる後進用クラッチＲと、入力軸から第２変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替えるための第２スナップクラッチＳＣ２とを有している。なお、後進用クラッチＲ及び第２スナップクラッチＳＣ２はともに油圧式多板クラッチであり、互いに同軸上に配置されている。また、後進用クラッチＲは、図示しない後進用クラッチ制御弁を介して供給される油圧を制御することにより、伝達トルク容量を制御することが可能である。第２スナップクラッチＳＣ２は、第２クラッチ制御弁ＣＶ２（図１参照）を介して供給される油圧を制御することによって伝達トルク容量を制御することが可能である。

より詳細には、後進用クラッチＲは、第２変速軸２０と同軸上に配置されたクラッチ軸４８と、クラッチ軸４８に相対回転自在に支持された後進用入力ギアＲＧと、クラッチ軸４８の回りに相対回転自在に設けられたクラッチケース４９と、後進用入力ギアＲＧとクラッチケース４９との間に設けられた複数のクラッチプレートとを有している。クラッチ軸４８の出力側（図２の右側）端部にはスプライン孔が形成されており、このスプライン孔に、第２変速軸２０の先端に形成されたスプライン軸が係合している。後進用入力ギアＲＧは、ハウジング１０に回転自在に支持されたアイドルギアＩＧ（図３及び図４参照）を介して前進用入力ギアＦＧに連結されている。

また、第２スナップクラッチＳＣ２は、後進用クラッチＲのクラッチケース４９と共通のクラッチケースと、クラッチケース４９とクラッチ軸４８との間に設けられた複数のクラッチプレートとを有している。そして、クラッチケース４９の外周において、出力側（図２の右側）端部には、クラッチケースギア５０が形成されており、このクラッチケースギア５０が第１スナップクラッチＳＣ１のクラッチケースギア４７に噛み合っている。

このような構成では、後進用クラッチＲがオンすることにより、後進用入力ギアＲＧ（すなわち入力軸２）とクラッチケース４９との間で動力の伝達が可能になる。また、第２スナップクラッチＳＣ２がオンすることにより、クラッチケース４９と第２変速軸２０との間で動力の伝達が可能になる。

［回転方向切換機構］
回転方向切換機構６は、クラッチ機構５での前後進の切換に応じて、第１変速機構３又は第２変速機構４への入力回転方向を、前進用回転方向又は後進用回転方向とするための機構である。この回転方向切換機構６は、図４に示すように、第１クラッチ対５Ｆ及び第２クラッチ対５Ｒに同方向の回転を入力するための第１ギア５２と、第１クラッチ対５Ｆ及び第２クラッチ対５Ｒの互いの出力回転を逆方向にして相手側に伝達するための第２ギア５３と、第１クラッチ対５Ｆの出力の回転方向を逆方向にして第１変速機構３に入力する第３ギア５４と、を有している。

具体的には、第１ギア５２は前進用入力ギアＦＧ、アイドルギアＩＧ及び後進用入力ギアＲＧからなるギアであり、第２ギア５３は第１スナップクラッチＳＣ１のクラッチケースギア４７及び第２スナップクラッチＳＣ２のクラッチケースギア５０からなるギアであり、第３ギア５４は中間ギア４６及び第１変速機構３に設けられた減速用ギア１６からなるギアである。

〔変速機１における動力伝達経路：入力側共通経路〕
次に、以上のように構成された変速機１の動力伝達経路について説明する。まず、各変速段において共通の経路、すなわち、入力軸２から各変速機構３，４に至るまでの動力伝達経路について説明する。

［前進用クラッチＯＮ＋第１スナップクラッチＳＣ１ＯＮ］
前進用クラッチＦ及び第１スナップクラッチＳＣ１がオン（他の各クラッチはオフ）の場合は、入力軸２からの回転は前進用クラッチＦ及び第１スナップクラッチＳＣ１を介して中間ギア４６に伝達され、さらにこの中間ギア４６と噛み合う減速ギア１６を介して第１変速軸１２に入力される。

このときの回転方向は、エンジン５１の回転方向を第１方向とすると（以下、すべて同様）、入力軸２及び中間ギア４６は第１方向となり、第１変速軸１２の回転方向は第２方向（前進）となる。

［前進用クラッチＯＮ＋第２スナップクラッチＳＣ２ＯＮ］
前進用クラッチＦ及び第２スナップクラッチＳＣ２がオン（他の各クラッチはオフ）の場合は、入力軸２からの回転は前進用クラッチＦ及び第２スナップクラッチＳＣ２を介してクラッチ軸４８に伝達され、このクラッチ軸４８とスプライン結合している第１変速軸１２に入力される。

このときの回転方向は、入力軸２及び第１スナップクラッチＳＣ１のクラッチケースギア４７は第１方向であるので、第２スナップクラッチＳＣ２のクラッチケースギア５０及びクラッチ軸４８は第２方向となり、第２変速軸２０の回転方向は第２方向（前進）となる。

［後進用クラッチＯＮ＋第１スナップクラッチＳＣ１ＯＮ］
後進用クラッチＲ及び第１スナップクラッチＳＣ１がオン（他の各クラッチはオフ）の場合は、入力軸２からの回転は前進用入力ギアＦＧ、アイドルギアＩＧ及び後進用入力ギアＲＧを介して後進用クラッチＲに入力される。そして、後進用クラッチＲの回転は、両クラッチケースギア４７，５０の噛み合いを介して第１スナップクラッチＳＣ１に入力される。この回転は、中間ギア４６に伝達され、さらにこの中間ギア４６と噛み合う減速ギア１６を介して第１変速軸１２に入力される。

このときの回転方向は、入力軸２は第１方向であるので、クラッチ軸４８及び後進用クラッチＲ（第２スナップクラッチＳＣ２）も第１方向となり、したがって第１スナップクラッチＳＣ１の回転方向は第２方向となる。したがって、第１変速軸１２の回転方向は第１方向（後進）となる。

［後進用クラッチＯＮ＋第２スナップクラッチＳＣ２ＯＮ］
後進用クラッチＲ及び第２スナップクラッチＳＣ２がオン（他の各クラッチはオフ）の場合は、入力軸２からの回転は前進用入力ギアＦＧ、アイドルギアＩＧ及び後進用入力ギアＲＧを介して後進用クラッチＲに入力される。そして、後進用クラッチＲの回転は、第２スナップクラッチＳＣ２を介してクラッチ軸４８及び第２変速軸２０に入力される。

このときの回転方向は、入力軸２は第１方向であるので、クラッチ軸４８及び後進用クラッチＲ（第２スナップクラッチＳＣ２）も第１方向となり、したがってクラッチ軸４８及び第２変速軸２０の回転方向も第１方向（後進）となる。

〔変速機１における動力伝達経路：各変速段〕
以上のようにして第１変速軸１２又は第２変速軸２０に入力された回転は、各変速段においては以下のようにして変速される。

［前進第１速］
前進第１速の場合は、前進用クラッチＦ及び第１スナップクラッチＳＣ１がオンされ、他のクラッチがオフされる。この場合は、前述のように、第２方向の回転が第１変速軸１２に入力される。また、前進第１速では、図６Ａに示すように、各カップリングスリーブは以下の部材間をオン（連結）するように制御される。

第１カップリングスリーブＣ１：第１変速軸１２＋１＆３速ドライブギア１３
第２カップリングスリーブＣ２：５速ドライブギア１４＋７＆９速ドライブギア１５
第４カップリングスリーブＣ４：第２変速軸２０＋２＆４速ドライブギア２１
第５カップリングスリーブＣ５：６速ドライブギア２２＋８＆１０速ドライブギア２３
他のカップリングスリーブ：オフ
ここでは、第１変速軸１２に入力された回転は、以下の経路により変速用アイドル軸８に伝達される。図６Ａでは動力伝達経路を実線で示している。また、この場合の第２変速機構４側の回転伝達経路を点線で示している。この点線で示す経路は第２速の回転伝達経路であり、プリシフトされていることを示している。プリシフトについては後に詳細に説明する。

第１変速軸１２→第１カップリングスリーブＣ１→１＆３速ドライブギア１３→第４及び第５ドリブンギア２９，３０→８＆１０速ドライブギア２３→第５カップリングスリーブＣ５→６速ドライブギア２２→第３ドリブンギア２８→変速用アイドル軸８
［前進第２速］
前進第２速の場合は、前進用クラッチＦ及び第２スナップクラッチＳＣ２がオンされ、他のクラッチがオフされる。この場合は、前述のように、第２方向の回転が第２変速軸２０に入力される。また、前進第２速では、図６Ｂに示すように、各カップリングスリーブは以下の部材間をオン（連結）するように制御される。

第１カップリングスリーブＣ１：第１変速軸１２＋１＆３速ドライブギア１３
第２カップリングスリーブＣ２：５速ドライブギア１４＋７＆９速ドライブギア１５
第４カップリングスリーブＣ４：第２変速軸２０＋２＆４速ドライブギア２１
第８カップリングスリーブＣ８：第４ドリブンギア２９＋変速用アイドル軸８
他のカップリングスリーブ：オフ
ここでは、第２変速軸２０に入力された回転は、以下の経路により変速用アイドル軸８に伝達される。図６Ｂでは動力伝達経路を実線で示している。また、この場合の第１変速機構３側の回転伝達経路を点線で示している。この点線で示す経路は第３速の回転伝達経路であり、プリシフトされていることを示している。

第２変速軸２０→第４カップリングスリーブＣ４→２＆４速ドライブギア２１→第１及び第２ドリブンギア２６，２７→７＆９速ドライブギア１５→第２カップリングスリーブＣ２→５速ドライブギア１４→第３ドリブンギア２８→変速用アイドル軸８
［前進第３速］
前進第３速の場合は、前進用クラッチＦ及び第１スナップクラッチＳＣ１がオンされ、他のクラッチがオフされる。この場合は、前述のように、第２方向の回転が第１変速軸１２に入力される。また、前進第３速では、図６Ｃに示すように、各カップリングスリーブは以下の部材間をオン（連結）するように制御される。

第１カップリングスリーブＣ１：第１変速軸１２＋１＆３速ドライブギア１３
第４カップリングスリーブＣ４：第２変速軸２０＋２＆４速ドライブギア２１
第７カップリングスリーブＣ７：第２ドリブンギア２７＋変速用アイドル軸８
第８カップリングスリーブＣ８：第４ドリブンギア２９＋変速用アイドル軸８
他のカップリングスリーブ：オフ
ここでは、第１変速軸１２に入力された回転は、以下の経路により変速用アイドル軸８に伝達される。図６Ｃでは動力伝達経路を実線で示している。また、この場合の第２変速機構４側の回転伝達経路を点線で示している。この点線で示す経路は第４速の回転伝達経路であり、プリシフトされていることを示している。

第１変速軸１２→第１カップリングスリーブＣ１→１＆３速ドライブギア１３→第４ドリブンギア２９→第８カップリングスリーブＣ８→変速用アイドル軸８
［前進第４速］
前進第４速の場合は、前進用クラッチＦ及び第２スナップクラッチＳＣ２がオンされ、他のクラッチがオフされる。この場合は、前述のように、第２方向の回転が第２変速軸２０に入力される。また、前進第４速では、図６Ｄに示すように、各カップリングスリーブは以下の部材間をオン（連結）するように制御される。

第２カップリングスリーブＣ２：第１変速軸１２＋５速ドライブギア１４
第４カップリングスリーブＣ４：第２変速軸２０＋２＆４速ドライブギア２１
第７カップリングスリーブＣ７：第２ドリブンギア２７＋変速用アイドル軸８
他のカップリングスリーブ：オフ
ここでは、第２変速軸２０に入力された回転は、以下の経路により変速用アイドル軸８に伝達される。図６Ｄでは動力伝達経路を実線で示している。また、この場合の第１変速機構３側の回転伝達経路を点線で示している。この点線で示す経路は第５速の回転伝達経路であり、プリシフトされていることを示している。

第２変速軸２０→第４カップリングスリーブＣ４→２＆４速ドライブギア２１→第２ドリブンギア２７→第７カップリングスリーブＣ７→変速用アイドル軸８
［前進第５速］
前進第５速の場合は、前進用クラッチＦ及び第１スナップクラッチＳＣ１がオンされ、他のクラッチがオフされる。この場合は、前述のように、第２方向の回転が第１変速軸１２に入力される。また、前進第５速では、図６Ｅに示すように、各カップリングスリーブは以下の部材間をオン（連結）するように制御される。

第２カップリングスリーブＣ２：第１変速軸１２＋５速ドライブギア１４
第５カップリングスリーブＣ５：第２変速軸２０＋６速ドライブギア２２
他のカップリングスリーブ：オフ
ここでは、第１変速軸１２に入力された回転は、以下の経路により変速用アイドル軸８に伝達される。図６Ｅでは動力伝達経路を実線で示している。また、この場合の第２変速機構４側の回転伝達経路を点線で示している。この点線で示す経路は第６速の回転伝達経路であり、プリシフトされていることを示している。

第１変速軸１２→第２カップリングスリーブＣ２→５速ドライブギア１４→第３ドリブンギア２８→変速用アイドル軸８
［前進第６速］
前進第６速の場合は、前進用クラッチＦ及び第２スナップクラッチＳＣ２がオンされ、他のクラッチがオフされる。この場合は、前述のように、第２方向の回転が第２変速軸２０に入力される。また、前進第６速では、図６Ｆに示すように、各カップリングスリーブは以下の部材間をオン（連結）するように制御される。

第３カップリングスリーブＣ３：第１変速軸１２＋７＆９速ドライブギア１５
第５カップリングスリーブＣ５：第２変速軸２０＋６速ドライブギア２２
第７カップリングスリーブＣ７：第１及び第２ドリブンギア２６，２７＋変速用アイドル軸８
他のカップリングスリーブ：オフ
ここでは、第２変速軸２０に入力された回転は、以下の経路により変速用アイドル軸８に伝達される。図６Ｆでは動力伝達経路を実線で示している。また、この場合の第１変速機構３側の回転伝達経路を点線で示している。この点線で示す経路は第７速の回転伝達経路であり、プリシフトされていることを示している。

第２変速軸２０→第５カップリングスリーブＣ５→６速ドライブギア２２→第３ドリブンギア２８→変速用アイドル軸８
［前進第７速］
前進第７速の場合は、前進用クラッチＦ及び第１スナップクラッチＳＣ１がオンされ、他のクラッチがオフされる。この場合は、前述のように、第２方向の回転が第１変速軸１２に入力される。また、前進第７速では、図６Ｇに示すように、各カップリングスリーブは以下の部材間をオン（連結）するように制御される。

第３カップリングスリーブＣ３：第１変速軸１２＋７＆９速ドライブギア１５
第６カップリングスリーブＣ６：第２変速軸２０＋８＆１０速ドライブギア２３
第７カップリングスリーブＣ７：第１及び第２ドリブンギア２６，２７＋変速用アイドル軸８
他のカップリングスリーブ：オフ
ここでは、第１変速軸１２に入力された回転は、以下の経路により変速用アイドル軸８に伝達される。図６Ｇでは動力伝達経路を実線で示している。また、この場合の第２変速機構４側の回転伝達経路を点線で示している。この点線で示す経路は第８速の回転伝達経路であり、プリシフトされていることを示している。

第１変速軸１２→第３カップリングスリーブＣ３→７＆９速ドライブギア１５→第１及び第２ドリブンギア２６，２７→第７カップリングスリーブＣ７→変速用アイドル軸８
［前進第８速］
前進第８速の場合は、前進用クラッチＦ及び第２スナップクラッチＳＣ２がオンされ、他のクラッチがオフされる。この場合は、前述のように、第２方向の回転が第２変速軸２０に入力される。また、前進第８速では、図６Ｈに示すように、各カップリングスリーブは以下の部材間をオン（連結）するように制御される。

第３カップリングスリーブＣ３：第１変速軸１２＋７＆９速ドライブギア１５
第４カップリングスリーブＣ４：２＆４速ドライブギア２１＋６速ドライブギア２２
第６カップリングスリーブＣ６：第２変速軸２０＋８＆１０速ドライブギア２３
第８カップリングスリーブＣ８：第４及び第５ドリブンギア２９，３０＋変速用アイドル軸８
他のカップリングスリーブ：オフ
ここでは、第２変速軸２０に入力された回転は、以下の経路により変速用アイドル軸８に伝達される。図６Ｈでは動力伝達経路を実線で示している。この場合の第１変速機構３側の回転伝達経路を点線で示している。この点線で示す経路は第９速の回転伝達経路であり、プリシフトされていることを示している。

第２変速軸２０→第６カップリングスリーブＣ６→８＆１０速ドライブギア２３→第４及び第５ドリブンギア２９，３０→第８カップリングスリーブＣ８→変速用アイドル軸８
［前進第９速］
前進第９速の場合は、前進用クラッチＦ及び第１スナップクラッチＳＣ１がオンされ、他のクラッチがオフされる。この場合は、前述のように、第２方向の回転が第１変速軸１２に入力される。また、前進第９速では、図６Ｉに示すように、各カップリングスリーブは以下の部材間をオン（連結）するように制御される。

第１カップリングスリーブＣ１：１＆３速ドライブギア１３＋５速ドライブギア１４
第３カップリングスリーブＣ３：第１変速軸１２＋７＆９速ドライブギア１５
第４カップリングスリーブＣ４：２＆４速ドライブギア２１＋６速ドライブギア２２
第６カップリングスリーブＣ６：第２変速軸２０＋８＆１０速ドライブギア２３
他のカップリングスリーブ：オフ
ここでは、第１変速軸１２に入力された回転は、以下の経路により変速用アイドル軸８に伝達される。図６Ｉでは動力伝達経路を実線で示している。また、この場合の第２変速機構４側の回転伝達経路を点線で示している。この点線で示す経路は第１０速の回転伝達経路であり、プリシフトされていることを示している。

第１変速軸１２→第３カップリングスリーブＣ３→７＆９速ドライブギア１５→第１及び第２ドリブンギア２６，２７→２＆４速ドライブギア２１→第４カップリングスリーブＣ４→６速ドライブギア２２→第３ドリブンギア２８→変速用アイドル軸８
［前進第１０速］
前進第１０速の場合は、前進用クラッチＦ及び第２スナップクラッチＳＣ２がオンされ、他のクラッチがオフされる。この場合は、前述のように、第２方向の回転が第２変速軸２０に入力される。また、前進第１０速では、各カップリングスリーブのオン、オフは前進第９速の場合と同様である。

ここでは、第２変速軸２０に入力された動力は、以下の経路により変速用アイドル軸８に伝達される。なお、この場合の第１変速機構３側の回転伝達経路は前進第９速の場合と同様である。

第２変速軸２０→第６カップリングスリーブＣ６→８＆１０速ドライブギア２３→第４及び第５ドリブンギア２９，３０→１＆３速ドライブギア１３→第１カップリングスリーブＣ１→５速ドライブギア１４→第３ドリブンギア２８→変速用アイドル軸８
［後進第１速〜第１０速］
後進の場合は、前進用クラッチＦをオフし、後進用クラッチＲをオンすることが前進の場合と異なる。したがって、後進の場合は、第１変速軸１２及び第２変速軸２０に前進とは逆方向の回転が入力されるが、各速度段でのカップリングスリーブの制御や動力の伝達経路は前進の各変速段の場合と全く同様である。

なお、上記の動力伝達経路に関する説明では、アップシフト時のプリシフトが行われているが、ダウンシフト時にも同様にして下段の変速段にプリシフトが行われる。

〔変速機１における動力伝達経路：出力側共通経路〕
以上のようにして各変速段において変速用アイドル軸８に出力された回転は、変速用アイドル軸８の第３ドリブンギア２８に噛み合う第１出力用アイドルギア３５、出力用アイドル軸９及び第２出力用アイドルギア３６を介して出力ギア４２に伝達され、さらに出力軸７及び出力フランジ４０，４１を介してアクスルに出力される。

〔各種センサ、操作部５６、制御部５５〕
この建設車両１００には、上述したように各種センサＳＮ１〜１１や操作部５６が備えられており、これらからの信号に基づき、制御部５５が各種の運転制御を行うことができる。

具体的には、各種センサＳＮ１〜１１には、図７に示すように、入力軸回転数センサＳＮ１、第１出力回転数センサＳＮ２、第２出力回転数センサＳＮ３、出力軸回転数センサＳＮ４、スリーブ状態センサＳＮ５、メインクラッチ油圧センサＳＮ６、第１クラッチ油圧センサＳＮ７、第２クラッチ油圧センサＳＮ８、アクセル開度センサＳＮ９、エンジン回転数センサＳＮ１０、吐出圧センサＳＮ１１などがあり、これらのセンサＳＮ１〜ＳＮ１１は、検知結果を検知信号として制御部５５に送る。

入力軸回転数センサＳＮ１は、メインクラッチＭＣからの出力回転数すなわち入力軸２の回転数を検知する。

第１出力回転数センサＳＮ２は、第１スナップクラッチＳＣ１からの出力回転数すなわち第１変速軸１２の回転数を検知する。

第２出力回転数センサＳＮ３は、第２スナップクラッチＳＣ２からの出力回転数すなわち第２変速軸２０の回転数を検知する。

出力軸回転数センサＳＮ４は、出力軸７の回転を検知する。制御部５５は、出力軸７の回転数から車速を算出することができるため、出力軸回転数センサＳＮ４は、車速を検知する車速検知部に相当する。

スリーブ状態センサＳＮ５は、各カップリングスリーブＣ１〜Ｃ８に設けられたバレルカム（図示せず）の位相を検出することにより、各カップリングスリーブＣ１〜Ｃ８と、各ドライブギア１３〜１５，２１〜２３および各ドリブンギア２６，２７，２９，３０との連結状態を検知することができる。

メインクラッチ油圧センサＳＮ６は、メインクラッチ制御弁ＭＣＶを介してメインクラッチに供給される油圧を検知する。

第１クラッチ油圧センサＳＮ７は、第１クラッチ制御弁ＣＶ１を介して第１スナップクラッチＳＣ１に供給される油圧を検知する。

第２クラッチ油圧センサＳＮ８は、第２クラッチ制御弁ＣＶ２を介して第２スナップクラッチＳＣ２に供給される油圧を検知する。

アクセル開度センサＳＮ９は、建設車両１００の運転室内に設けられたアクセルの操作量を検知する。

エンジン回転数センサＳＮ１０は、エンジン５１の回転数を検知する。

吐出圧センサＳＮ１１は、作業機用油圧ポンプ６２の吐出圧力を検出する。

操作部５６は、図示しない運転室に内装されており、方向レバー、アクセルペダル、シフトレバーなどを有している。操作部５６は、オペレータによる操作内容を操作信号として制御部５５に送る。

制御部５５は、上記の各種センサや上述した操作部５６からの信号に基づき、エンジン５１の回転数や、作業機用油圧ポンプ６２の吐出量の制御を行う。また、制御部５５は、メインクラッチ制御弁ＭＣＶ、第１クラッチ制御弁ＣＶ１、第２クラッチ制御弁ＣＶ２に制御信号を送り、メインクラッチＭＣ、第１スナップクラッチＳＣ１、第２スナップクラッチＳＣ２に供給される油圧を制御することにより、上記のような変速機１における各クラッチの連結・非連結状態の切換および、伝達トルク容量の制御を行うことができる。また、制御部５５は、各カップリングスリーブＣ１〜Ｃ８に設けられたシフトフォークを移動させるシフトアクチュエータＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３を制御することにより、各カップリングスリーブＣ１〜Ｃ８の移動を制御することができる。なお、第１シフトアクチュエータＳＡ１は、制御用油圧ポンプ６４から供給される油圧によって駆動され、第１〜第３カップリングスリーブＣ１〜Ｃ３を移動させることができる。第２シフトアクチュエータＳＡ２は、制御用油圧ポンプ６４から供給される油圧によって駆動され、第４〜第６カップリングアクチュエータＣ４〜Ｃ６を移動させることができる。第３シフトアクチュエータＳＡ３は、制御用油圧ポンプ６４から供給される油圧によって駆動され、第７，第８カップリングアクチュエータＣ７，Ｃ８を移動させることができる。

［プリシフトについて］
この建設車両１００では、前述のように、奇数段の変速段については第１変速軸１２および第１変速機構３に回転を入力し、偶数段の変速段については第２変速軸２０および第２変速機構４に回転を入力するようにしている。そして、現在速度段から次の目標速度段へ変速段の切り替えを行う際に、目標変速段側を担当する変速機構においてプリシフトを行うとともに、シンクロ機構２４を用いてカップリングスリーブの噛み合いがスムーズに行えるようにしている。

このプリシフトは、複数のドライブギア１３〜１５，２１〜２３のうち現在速度段に対応するドライブギア（以下「現在変速段ギア」）と、第１変速軸１２と第２変速軸２０とのうち現在変速段ギアに対応する一方の変速軸（以下「現在変速軸」）とが連結され、且つ、入力軸２と現在変速軸との間で回転の伝達が可能である状態において行われる。この状態において、制御部５５は、目標速度段に対応し入力軸２との間で回転の伝達が不能な状態にある他方の変速軸（以下「目標変速軸」）と、複数のドライブギア１３〜１５，２１〜２３のうち目標速度段に対応するドライブギア（以下「目標変速段ギア）とを連結するプリシフトを行う。そして、制御部５５は、プリシフトを行った後に、入力軸２と現在変速軸との間で回転の伝達を不能にすると共に入力軸２と目標変速軸との間で回転の伝達を可能とすることにより変速段の切り替えを行う。

以下、図８Ａ〜図８Ｅを用いて、現在速度段である第５速から、目標速度段である第４速に変速する場合を例にとって、プリシフトおよびシンクロ機構の動作について説明する。

第５速では、図８Ａの実線で示すような経路で動力が伝達されている。この場合、第２カップリングスリーブＣ２によって５速ドライブギア１４（現在変速段ギア）と第１変速軸１２（現在変速軸）とが連結されている。また、前進用クラッチＦ及び第１スナップクラッチＳＣ１がオン状態であり、入力軸２から第１変速軸１２への回転の伝達が可能となっている。他のクラッチはオフ状態であり、入力軸２から第２変速軸２０（目標変速軸）への回転の伝達は不能となっている。

ここで、制御部５５は、図８Ｂに示すように、第２変速軸２０と６速ドライブギア２２を連結している第５カップリングスリーブＣ５を中立位置に移動させる。これにより、第２変速軸２０と６速ドライブギア２２との連結が解除され、非連結状態となる。

次に、制御部５５は、シンクロ機構２４を制御して同期化を行う。ここでは、制御部５５は、図８Ｃに示すように、シンクロ機構２４のコーンクラッチ２４ｃを入力側に移動させて、第２変速軸２０と第１シンクロギア２４ａとを瞬間的に連結する。このとき、第１シンクロギア２４ａは第１中間ギア４６ａに噛み合っているので、第１変速機構３側の回転は、第１中間ギア４６ａ及び第１シンクロギア２４ａを介して第２変速軸２０に伝達される。ここで、各変速段は、それらの段間差が一定になるように設定されており、また、その段間差は第１中間ギア４６ａと第１シンクロギア２４ａとの歯数比、あるいは第２中間ギア４６ｂと第２シンクロギア２４ｂとの歯数比に等しくなるように、それぞれのギアの歯数が設定されている。したがって、第５速が選択されている状態で、第５カップリングスリーブＣ５をオフし、シンクロ機構２４を瞬間的に作動させることにより、第２変速軸２０の回転数は第４速が選択された場合の回転数と同じか、それに近い回転数になる。

以上のような同期化を行った後に、制御部５５は、図８Ｄに示すように（シンクロ機構２４は既にオフ）、第４カップリングスリーブＣ４を移動させて、第２変速軸２０（目標変速軸）と２＆４速ドライブギア２１（目標変速段ギア）とを連結するプリシフトを行う。このとき、前述のようなシンクロ機構２４による同期化によって、第２変速軸２０の回転数が制御されているので、第４カップリングスリーブＣ４をスムーズに噛み合わせることができる。

この後、制御部５５は、図８Ｅに示すように、第１スナップクラッチＳＣ１をオフするとともに、第２スナップクラッチＳＣ２をオンする。これにより、入力軸２と第１変速軸１２との間で回転の伝達が不能になると共に、第２変速軸２０と入力軸２との間で回転の伝達が可能となり、図８Ｅの実線で示す経路で動力が伝達される。このようにして、第５速から第４速への速度段の切り換えが完了する。

他の変速動作時についても、以上の動作と基本的に同様の動作によって同期化が行われ、スムーズな変速が可能となる。

［プリシフト補助制御について］
この建設車両１００では、車速がゼロである場合には、目標変速軸と複数のドライブギアとが非連結である状態で入力軸２の回転を目標変速軸に入力するプリシフト補助制御が行われた後に、上記のプリシフトが行われる。このプリシフト補助制御について、図９に示すフローチャートおよび図１０に示すタイミングチャートに基づいて説明する。なお、ここでは、現在変速段として第１変速段グループに属する変速段すなわち奇数変速段が選択されており、第２変速段グループに属する変速段すなわち偶数変速段が目標変速段である場合について説明している。また、図１０において、「Nout」は、出力軸回転数センサＳＮ４が検知した出力軸７の回転数、「Nsc1」は、第１出力回転数センサＳＮ２が検知した第１変速軸１２の回転数、「Nsc2」は、第２出力回転数センサＳＮ３が検知した第２変速軸２０の回転数、「Nmc」は、入力軸回転数センサＳＮ１が検知したメインクラッチＭＣからの出力回転数をそれぞれ示している。また、「Psc1」は、第１スナップクラッチＳＣ１への供給油圧の指令値、「Psc2」は、第２スナップクラッチＳＣ２への供給油圧の指令値をそれぞれ示している。なお、「Barrel cam」は、スリーブ状態センサＳＮ５が検知した第４〜第６カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６の位相であり、各カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６と各ドライブギア２１〜２３との連結状態を示している。

まず、第１ステップＳ１において、Noutがゼロであるか否かが判断される。Noutがゼロである場合（図１０のＰ１参照）は、第２ステップＳ２へ進む。Noutがゼロではない場合は、プリシフト補助制御は行われず、通常のプリシフトが行われる。なお、ここでNoutがゼロである場合とは、建設車両１００が土砂等の障害物に突っ込んだ状態のまま移動不能となった場合や、走行中に急ブレーキをかけた場合などのように、エンジン５１が駆動され、メインクラッチＭＣおよび第１スナップクラッチＳＣ１がオン状態となっており、且つ、第１変速軸１２がいずれかのドライブギア１３〜１５と連結されており、エンジン５１からの回転が出力軸７に伝達可能な状態となっているのにも関わらず、出力軸７に大きな負荷が加わっていることにより、出力軸７が回転していない状態を示している。また、Noutが厳密にゼロである場合に限られず、上記のような状態を示す極小さな回転数になった場合に第２ステップＳ２に進むように判断されてもよい。

第２ステップＳ２では、制御部５５は、Psc1を徐々に低減する指令を第１クラッチ制御弁ＣＶ１に送る（図１０のＰ２参照）。これにより、第１スナップクラッチＳＣ１への供給油圧が徐々に低下して、第１スナップクラッチＳＣ１の伝達トルク容量が低減される。第１スナップクラッチＳＣ１の伝達トルク容量が低下すると、出力軸７から第１変速軸１２を介して入力軸２に加わる負荷が軽減される。

次に、第３ステップＳ３では、スリーブ状態センサＳＮ５からの検知信号に基づいて、第２変速軸２０に対応するカップリングスリーブすなわち第４〜第６カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６が中立位置にあるか否かが判断される。第４〜第６カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６が中立位置にない場合は、第４ステップＳ４において、制御部５５は、第４〜第６カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６が中立位置に移動するように、第２シフトアクチュエータＳＡ２に指令を送る。これにより、第４〜第６カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６が中立位置に移動する。第４〜第６カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６が中立位置にある場合（図１０のＰ３参照）は、第５ステップＳ５に進む。

第５ステップＳ５では、制御部５５は、Psc2を増大させる信号を瞬間的に第２クラッチ制御弁ＣＶ２に送信した後、そのピークよりも小さな圧力を維持する信号を送信する（図１０のＰ４参照）。なお、この制御は、後にPsc2を増大させるためのトリガーとなっている。

次に、第６ステップＳ６において、Nmcが所定の閾値n1より大きくなったか否かが判断される。ここでは、第２ステップＳ２において、出力軸７から第１変速軸１２を介して入力軸２に加わる負荷が軽減されたことにより、入力軸２が回転し始めたか否かが判断される。Nmcが閾値n1より大きくない場合は、第２ステップＳ２に戻る。Nmcが閾値n1より大きい場合（図１０のＰ５参照）は、第７ステップＳ７に進む。

第７ステップＳ７では、制御部５５は、Psc1を制御することによって、Nmcを制御する（図１０のＰ６参照）。ここでは、Nmcが閾値n1より大きい所定の回転数に維持されるように、Psc1が制御される。

また、第８ステップＳ８において、制御部５５は、Psc2を所定の圧力まで増大させる信号を第２クラッチ制御弁ＣＶ２に送信する（図１０のＰ７参照）。これにより、第２スナップクラッチＳＣ２への供給油圧が増大し、第２スナップクラッチＳＣ２の伝達トルク容量が増大する。

次に、第９ステップＳ９において、Nsc2が所定の閾値n2より大きいか否かが判断される。ここでは、第８ステップＳ８において、第２スナップクラッチＳＣ２の伝達トルク容量が増大した結果、入力軸２の駆動力の一部が第２変速軸２０に伝達されて第２変速軸２０が回転し始めたか否かが判断される。Nsc2が閾値n2より大きくない場合は、第７ステップＳ７に戻る。Nsc2が閾値n2より大きい場合（図１０のＰ８参照）は、第１０ステップＳ１０に進む。

第１０ステップＳ１０では、Nsc2が閾値n2より大きくなってから所定時間Tが経過したか否かが判断される。所定時間Tが経過した場合は、第１１ステップＳ１１に進む。

第１１ステップＳ１１では、Psc2をゼロまで下げる信号を第２クラッチ制御弁ＣＶ２に送信する（図１０のＰ９参照）。これにより、第２スナップクラッチＳＣ２がオフ状態となり、入力軸２から第２変速軸２０への回転の伝達が不能とされる。

次に、第１２ステップＳ１２において、制御部５５は、第４〜第６カップリングスリーブＣ４，Ｃ５，Ｃ６のうちプリシフトの対象となる変速段に対応したカップリングスリーブが移動するように第２シフトアクチュエータＳＡ２に信号を送信する。これにより、カップリングスリーブが移動して、対象となる変速段に対応したドライブギアと第２変速軸２０とが連結される。

第１３ステップＳ１３では、スリーブ状態センサＳＮ５からの検知信号に基づいて、プリシフトが完了したか否かが判断される。プリシフトが完了した場合（図１０のＰ１０参照）は、第１４ステップＳ１４に進む。

第１４ステップＳ１４では、Psc1をプリシフト補助制御開始前のセット圧Psetまで増大させる信号を第１クラッチ制御弁ＣＶ１に送信する。これにより、第１スナップクラッチＳＣ１が完全にオン状態となり、入力軸２からの回転が第１変速軸１２に完全に伝達される。

そして、制御部５５は、上記のようにプリシフト補助制御およびプリシフトが完了した後に、第１スナップクラッチＳＣ１をオフするとともに、第２スナップクラッチＳＣ２をオンする。これにより、第１変速段グループに属する現在変速段から、第２変速段グループに属する目標変速段への変速段の切換が完了する。

なお、第２変速段グループに属する現在変速段から、第１変速段グループに属する目標変速段への変速段の切換が行われる場合には、上記とは逆の変速段グループに対応したスナップクラッチおよびカップリングスリーブが制御される。

［本実施形態の効果］
この建設車両１００では、建設車両１００が停止して出力軸の回転数がゼロになった場合であっても、プリシフト時にカップリングスリーブと各ドライブギアとが連結不能となることが防止される。これにより、建設車両１００が停止状態でも変速段の切換を行うことができる。また、低速度段からの再発進時のタイムラグを短縮化することができる。

［他の実施形態］
（ａ）
前記実施形態では、前後進１０段の変速段を有する変速機を例にとって説明したが、変速段数はこの実施形態に限定されるものではない。

（ｂ）
前前進用クラッチＦ、第１スナップクラッチＳＣ１、後進用クラッチＲ、第２スナップクラッチＳＣ２の配置や構造は上記の実施形態に限定されるものではない。

（ｃ）
上記の実施形態では、出力軸回転数センサＳＮ４が検知した出力軸７の回転数がゼロになったときにプリシフト補助制御が行われているが、車速を検知する他の車速センサが用いられ、該車速センサが検知した車速がゼロになったときにプリシフト補助制御が行われてもよい。

また、出力軸回転数センサＳＮ４が検知した出力軸の回転数がゼロであり、且つ、入力軸回転数センサＳＮ１が検知したメインクラッチＭＣからの出力回転数がゼロである場合に、プリシフト補助制御が行われてもよい。すなわち、図９に示すプリシフト補助制御のフローチャートにおいて、閾値ｎ１＝０とされてもよい。この場合、制御部５５は、出力軸からの負荷によりメインクラッチがすべっている状態を精度よく把握してプリシフト補助制御を行うことができる。なお、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ６は、ステップＳ１の直後に実行されてもよい。

（ｄ）
上記の実施形態では、ホイールローダに対して本発明が適用されているが、他の建設車両に適用されてもよい。

建設車両の概略構成を示すブロック図。変速機の展開断面構成図。前記変速機を後方から見た図。前記変速機のスケルトンを示す図。カップリングスリーブとドライブギアとの構成を示す概略図。前記変速機の各変速段における動力伝達経路を説明するための模式図。前記変速機の各変速段における動力伝達経路を説明するための模式図。前記変速機の各変速段における動力伝達経路を説明するための模式図。前記変速機の各変速段における動力伝達経路を説明するための模式図。前記変速機の各変速段における動力伝達経路を説明するための模式図。前記変速機の各変速段における動力伝達経路を説明するための模式図。前記変速機の各変速段における動力伝達経路を説明するための模式図。前記変速機の各変速段における動力伝達経路を説明するための模式図。前記変速機の各変速段における動力伝達経路を説明するための模式図。各種センサを示すブロック図。前記変速機の変速時の動作を説明するための図。前記変速機の変速時の動作を説明するための図。前記変速機の変速時の動作を説明するための図。前記変速機の変速時の動作を説明するための図。前記変速機の変速時の動作を説明するための図。プリシフトおよびプリシフト補助制御のフローチャート。プリシフトおよびプリシフト補助制御のタイミングチャート。結機構側のギアと変速段ギア側の連結用のギアとの山の一部を軸方向から見た図。

符号の説明

２入力軸
３第１変速機構
４第２変速機構
５クラッチ機構
７出力軸
１２第１変速軸
１３〜１５，２１〜２３ドライブギア（変速段ギア）
２０第２変速軸
５１エンジン
５５制御部
１００建設車両
Ｃ１〜Ｃ３第１〜第３カップリングスリーブ（第１連結機構）
Ｃ４〜Ｃ６第４〜第６カップリングスリーブ（第２連結機構）
ＳＮ４出力軸回転数センサ（車速検知部）
ＭＣメインクラッチ
ＳＣ１第１スナップクラッチ（第１クラッチ）
ＳＣ２第２スナップクラッチ（第２クラッチ）

Claims

エンジン側からの回転が入力される入力軸と、
前記入力軸からの回転が入力される第１変速軸および第２変速軸と、
前記第１変速軸および前記第２変速軸からの回転が入力される出力軸と、
前記入力軸から前記第１変速軸への回転の伝達・非伝達および前記入力軸から前記第２変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替えるためのクラッチ機構と、
第１変速段グループに属する複数の変速段に対応する複数の変速段ギアを有し、前記第１変速軸の回転を前記第１変速段グループに属する複数の変速段の間で変速して前記出力軸に伝達するための第１変速機構と、
第２変速段グループに属する複数の変速段に対応する複数の変速段ギアを有し、前記第２変速軸の回転を前記第２変速段グループに属する複数の変速段の間で変速して前記出力軸に伝達するための第２変速機構と、
前記第１変速機構の変速段ギア側に設けられたクラッチギアとの係合・係脱によって、前記第１変速軸と前記第１変速機構の変速段ギアとの連結・非連結を切り換える第１連結機構と、
前記第２変速機構の変速段ギア側に設けられたクラッチギアとの係合・係脱によって、前記第２変速軸と前記第２変速機構の変速段ギアとの連結・非連結を切り換える第２連結機構と、
車速を検知する車速検知部と、
前記第１変速段グループと前記第２変速段グループとのうち一方の変速段グループに属する現在速度段から他方の変速段グループに属する目標速度段へ変速段の切り替えを行う際、複数の前記変速段ギアのうち前記現在速度段に対応する現在変速段ギアと、前記第１変速軸と前記第２変速軸とのうち前記現在変速段ギアに対応する一方の変速軸である現在変速軸とが連結され、且つ、前記入力軸と前記現在変速軸との間で回転の伝達が可能である状態において、前記第１変速軸と前記第２変速軸とのうち前記入力軸との間で回転の伝達が不能な状態にある他方の変速軸である目標変速軸と、複数の前記変速段ギアのうち前記目標速度段に対応する目標変速段ギアとを連結するプリシフトを行った後に、前記現在変速軸と前記入力軸との間での回転の伝達を不能にすると共に前記目標変速軸と前記入力軸との間での回転の伝達を可能にすることにより変速段の切り替えを行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記車速検知部が検知した車速がゼロである場合には、前記目標変速軸と複数の前記変速段ギアとが非連結である状態で前記入力軸の回転を前記目標変速軸に入力するプリシフト補助制御を行った後に、前記プリシフトを行う、
建設車両。
エンジン側から前記入力軸への回転の伝達・非伝達を切り替えるメインクラッチをさらに備え、
前記クラッチ機構は、前記入力軸から前記第１変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替える第１クラッチと、前記入力軸から前記第２変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替える第２クラッチとを有し、
前記制御部は、前記プリシフト補助制御において、前記メインクラッチから前記入力軸への入力回転数がゼロになると、前記第１クラッチと前記第２クラッチとのうち前記入力軸から前記現在変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替える一方のクラッチの伝達トルク容量を低減させ、前記メインクラッチから前記入力軸への入力回転数が増加すると、前記第１クラッチと前記第２クラッチとのうち前記入力軸から前記目標変速軸への回転の伝達・非伝達を切り替える他方のクラッチの伝達トルク容量を増大させる、
請求項１に記載の建設車両。