JP4823668B2 - 作業機の変速装置制御 - Google Patents

Description

本発明は、ホイルローダー等の変速装置を有する作業機の変速制御装置に係わり、特に車速等の値がしきい値を超えると変速装置の速度段を切り換え、変速を行わせる自動変速手段を備えた作業機の変速制御装置に関する。

ホイルローダ等の作業機は、一般に、エンジンの動力をトルクコンバータ及び変速装置を介して車輪に伝えることで、走行を行う。変速装置は複数の速度段を有し、その速度段を切り換えることにより変速が行われる。変速装置の速度段の切り換えは変速制御装置によって行われる。この速度段の切り換えにはマニュアル変速モードとオート変速モードがあり、オート変速モードには、通常、変速ポイントにおける車速等の変速条件が異なる複数のモードがある。

このような変速制御装置を備えた作業機の一例として、例えば特開平７−２０８５９４号公報に記載のものがある。この公知技術では、複数のモードとして自走モードと、作業モード１〜３の４つのモードを設定し、オペレータが作業現場の路面状態や土質に応じてスイッチ操作により複数のモードのうちの最適なものを選択し、作業効率を向上させようとしている。

特開平７−２０８５９４号公報

しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。

ホイルローダ等の作業機の変速制御装置は、上記のようにマニュアル変速モードとオート変速モードを備え、オート変速モードには複数のモードがある。この複数のモードの車速等の変速条件の設定は、通常、出荷時或いは納品時にメーカ側から提供され、その後、ユーザ側ではその設定を調整しにくい仕様となっている。

ところで、ホイルローダ等の作業機の場合、自動車等の使用状況とは異なり、同じ現場で単調な作業を繰り返すことが多い。作業現場の状況は、作業現場ごとに全て異なっている。

例えば採石場におけるホイールローダの作業には、採石現場で採石した砂利を採石現場からダンプトラックの待機場所まで運ぶ作業と、運んだ砂利をダンプトラックに積み込む作業と、砂利の積み込み後に採石現場まで戻る作業とがある。ダンプトラックへ砂利を積み込む作業は平坦な地面上での作業であるのに対して、採石した砂利をダンプトラックの待機場所まで運ぶ作業と砂利の積み込み後に採石現場まで戻る作業は長い坂道を上り下りする作業となる。この場合、その坂道の勾配（傾斜）は作業現場ごとに異なる。

変速制御装置が複数のオート変速モードを備える場合、スイッチ操作により所望の変速モードを選択し、ある程度は、現場に応じた変速条件（変速タイミング）で変速制御を行わせることが可能である。しかし、作業現場ごとに傾斜の異なる全ての坂道に対して、メーカ側から提供された変速モードにおけるしきい値の設定だけで対応するのは不可能であり、その設定で間に合わない坂道の場合、オペレータの意図しない場所で変速が行われ、作業効率が著しく低下する。

また、仮に、数値を入力することで設定をユーザ側で調整できるようにしたとしても、入力した数値が作業現場の坂道に適しているかどうかは、その数値で坂道を実際に走らせてみないと確認することができないので、試行錯誤の繰り返しとなり、極めて面倒で時間のかかる作業となる。

本発明の目的は、作業現場の状況に応じてオート変速モードにおける所望の変速条件を自由に設定することが可能であり、作業効率を向上させることができるとともに、その設定作業を容易に行うことができる作業機の変速制御装置を提供することである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの動力をトルクコンバータ及び変速装置を介して車輪に伝え、走行を行う作業機の変速制御装置において、オート変速モードを有し、このオート変速モードにおいて、予め設定した変速制御のしきい値に基づいて前記変速装置の変速段を切り換え、変速を行わせる自動変速制御手段と、作業機の走行中にオペレータの操作により所望の変速条件を学習し、その変速条件が得られるよう前記変速制御のしきい値を補正する学習補正手段とを備え、前記学習補正手段は、表示装置と、変速条件の学習時に設定可能な速度範囲を前記表示装置に表示させる第１表示手段と、現在の走行状態が前記表示装置に表示された設定可能な速度範囲にあり、現在の走行状態で変速条件の設定が可能であるかどうかのガイダンスを前記表示装置に表示させる第２表示手段と、オペレータにより操作され、変速条件の設定を指示する第１操作手段と、前記第１操作手段が操作されたときの変速条件が前記表示装置に表示された前記設定可能な速度範囲内にあるときにのみ変速条件の取得を許可する変速条件取得許可手段と、前記変速条件取得許可手段により変速条件の取得を許可されたとき、その変速条件を得るための値を記憶する変速条件取得手段と、前記変速条件取得手段が前記変速条件を得るための値の記憶を完了したときに変速条件の設定が完了した旨のガイダンスを前記表示装置に表示させる第３表示手段とを有し、前記自動変速制御手段は、前記変速条件取得手段に記憶した値を用いて前記変速制御のしきい値を設定する第１しきい値設定手段を有するものとする。

このように学習補正手段を設け、作業機の走行中に学習した所望の変速条件が得られるようオート変速モードの変速制御のしきい値を補正することにより、オペレータが作業機を実際に走行させたときの所望のタイミングでの変速条件が得られるよう変速制御のしきい値が学習設定されるため、作業現場の状況に応じて所望の変速条件を自由に設定することができるとともに、その変速条件で変速を行わせ作業を行うことにより所望の変速タイミングが得られ、作業効率を向上させることができる。また、作業機の走行中にオペレータの操作により所望の変速条件を学習するので、試行錯誤を繰り返す必要がなく、設定作業を容易に行うことができる。
また、変速条件の学習時に設定可能な速度範囲を表示装置に表示させ、現在の走行状態が表示装置に表示された設定可能な速度範囲にあり、現在の走行状態で変速条件の設定が可能であるかどうかのガイダンスを表示装置に表示させ、第１操作手段が操作されたときの変速条件が表示装置に表示された設定可能な速度範囲内にあるときにのみ変速条件の取得を許可し、変速条件の取得を許可されたとき、その変速条件を得るための値を記憶するとともに、変速条件を得るための値の記憶を完了したときに変速条件の設定が完了した旨のガイダンスを表示装置に表示させるため、オペレータは、第１表示手段のガイダンスを見ながら、適切なタイミングで安心して適切なしきい値を設定することができ、設定作業を容易に行うことができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、オペレータにより操作され、通常モードと学習モードのいずれかを選択する第２操作手段を更に有し、前記学習補正手段は、前記変速条件取得手段を前記学習モードが選択されているときに機能させる手段を更に有し、前記自動変速制御手段は、前記学習モードにおける変速制御のしきい値を設定する第２しきい値設定手段と、前記通常モードが選択されているときは前記第１しきい値設定手段により変速制御のしきい値を設定し、前記学習モードが選択されているときは、前記第２しきい値設定手段により変速制御のしきい値を設定するしきい値切り換え手段とを更に有する。

（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記変速条件取得手段は、前記取得した変速条件を得るための値を前記変速制御のしきい値の調整値として記憶し、前記しきい値設定手段は、前記しきい値の調整値と予め設定してあるしきい値の初期値とを用いて前記変速制御のしきい値を設定する。

（４）上記（３）において、好ましくは、前記変速条件取得手段は、前記取得した変速条件と前記変速制御のしきい値の初期値との差を計算し、この差を前記調整値として記憶し、前記第１しきい値設定手段は、前記差の値と前記変速制御のしきい値の初期値とを加算し、この加算した値を前記変速制御のしきい値として設定する。

（５）また、上記（１）において、好ましくは、オペレータの操作により前記変速制御のしきい値を初期値に戻す学習補正解除手段を更に備える。

これによりオペレータは、変速制御のしきい値を学習補正により設定後、何時でもメーカ側から提供された元の値（初期値；標準値）に戻すことができる。

（６）更に、上記（１）において、好ましくは、前記学習補正手段は、学習する変速条件として、オペレータの意図するタイミングで操作したときの車速を取得する。

（７）また、上記（１）において、より好ましくは、前記変速条件取得手段は、学習する変速条件として、オペレータの意図するタイミングで操作したときの車速と速度比を取得する。

本発明によれば、作業現場の状況に応じてオート変速モードにおける所望の変速条件を自由に設定することが可能であり、作業効率を向上することができ、かつその設定作業を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明が適用されるホイルローダ（作業機）の外観を示す図である。図１において、ホイルローダ１００は、車体前部１０１と車体後部１０２で構成され、車体前部１０１と車体後部１０２は、ステアリングシリンダ１０３により車体後部１０２に対して車体前部１０１の向きが変わるように相対回動自在に連結されている。車体前部１０１には、フロント作業装置１０４が設けられ、車体後部１０２には運転席１０６が設けられ、運転席１０６には操作レバー１０７、ハンドル１０８等の操作手段が設けられている。

フロント作業装置１０４は、バケット（作業具）１１１とブーム１１２を有し、バケット１１１は、バケットシリンダ１１３の伸縮によりチルト・ダンプ動作し、ブーム１１２はブームシリンダ１１４の伸縮により上下に動作する。ブーム１１２とブームシリンダ１１４は支持部１１５にピン結合され、支持部１１５と共にリンク機構を構成している。

図２は、本発明の一実施の形態に係わる変速制御装置を備えたホイールローダ（作業機）１００の走行システムの全体構成を概略的に示す図である。

図２において、ホイールローダ１００の走行システムは、エンジン１０と、トルクコンバータ１１と、トランスミッション１２と、前輪１３及び後輪１４とを有している。エンジン１０、トルクコンバータ１１、トランスミッション１２はホイールローダ１００の車体後部１０２に搭載され、前輪１３及び後輪１４はそれぞれ車体前部１０１及び車体後部１０２に備えられ（図１参照）、エンジン１０で発生した動力をトルクコンバータ１１及びトランスミッション１２を介して前輪１３及び後輪１４に伝達し、走行を行う。

本実施の形態に係わる変速制御装置は、このようなホイールローダ１００の走行システムに備えられるものであり、モードスイッチ２１、設定開始スイッチ２２、設定スイッチ２３、前後進切換スイッチ２４、速度段変速スイッチ２５の各種スイッチ類と、エンジン回転センサ２６、トルコン出力回転センサ２７、中間軸回転センサ２８、トランスミッション出力軸回転センサ２９の各種センサ類と、これらスイッチ類及びセンサ類からのスイッチ信号及びセンサ信号を入力し、所定の演算処理を行うコントローラ３０と、コントローラ３０の処理結果に基づいて走行速度等の情報（後述）を表示する表示装置４９と、コントローラ３０の処理結果に基づいて作動するクラッチ切換電磁弁装置５０とを備えている。

モードスイッチ２１は例えば回転ダイヤル式であり、マニュアルモード位置と、オート変速モード１〜３の各位置を有し、モードスイッチ２１の位置の切り替えによりマニュアルモードとオート変速モード１〜３のいずれか１つを選択可能である。設定開始スイッチ２２及び設定スイッチ２３は、それぞれ、スイッチ操作部分を押したときだけONとなるモーメンタリ動作のスイッチである。

表示装置４９はホイールローダ１００の運転席１０６に装備されている（図１参照）。クラッチ切換電磁弁装置５０は、前進クラッチ切換電磁弁５１、後進クラッチ切換電磁弁５２、１速クラッチ切換電磁弁５３、２速クラッチ切換電磁弁５４、３速クラッチ切換電磁弁５５、４速クラッチ切換電磁弁５６を含む複数の電磁弁有している（図３）。

図３は、コントローラ３０の処理内容の詳細を示す機能ブロック図である。コントローラ３０は、モードスイッチ判定部３１、設定開始スイッチ判定部３２、設定スイッチ判定部３３、前後進スイッチ判定部３４、速度段スイッチ判定部３５、エンジン回転演算部３６、トルコン出力回転演算部３７、中間軸回転演算部３８、トランスミッション出力軸回転演算部３９、速度比演算部４０、車速演算部４１、回転センサエラー判定部４２、調整値記憶部４３、変速タイミング記憶部４４、トランスミッション変速制御部４５の各種機能を有している。

モードスイッチ２１、設定開始スイッチ２２、設定スイッチ２３からのスイッチ信号はそれぞれ、モードスイッチ判定部３１、設定開始スイッチ判定部３２、設定スイッチ判定部３３に入力され、前後進切換スイッチ２４、速度段変速スイッチ２５からのスイッチ信号は、それぞれ、前後進スイッチ判定部３４、速度段スイッチ判定部３５に入力され、中間軸回転センサ２８からのパルス信号は中間軸回転演算部３８に入力される。判定部３１〜３３で判断されたモードスイッチ信号、設定開始スイッチ信号、設定スイッチ信号、判定部３４，３５で判断された前後進信号及び速度段信号、中間軸回転演算部３８で演算された中間軸回転速度（回転数）はそれぞれ変速制御部４５に入力される。

エンジン回転センサ２６、トルコン出力回転センサ２７からのパルス信号はエンジン回転演算部３６、トルコン出力回転演算部３７に入力され、これら演算部３６，３７はそれぞれの回転速度（回転数）を演算し、速度比演算部４０に入力する。速度比演算部４０は、入力された回転速度から速度比を演算し、その速度比を変速制御部４５に入力する。変速制御部４５はこの速度比により走行の負荷を知ることができる。

トランスミッション出力軸回転センサ２９からのパルス信号はトランスミッション出力軸回転演算部３９に入力され、この演算部３９でトランスミッション出力軸の回転速度（回転数）を演算し、車速演算部４１に入力する。車速演算部４１は、入力された回転速度から車速を演算し、その車速を変速制御部４５に入力する。

前後進スイッチ判定部３４、速度段スイッチ判定部３５、エンジン回転演算部３６、トルコン出力回転演算部３７、中間軸回転演算部３８、車速演算部４１からの各種情報は回転数エラー判定部４２に入力され、回転数エラー判定部４２はそれらの情報に基づいて回転センサ２６〜２９のエラー判定を行い、その判定結果を変速制御部４５に入力する。

変速タイミング記憶部４４には、変速モード１〜３のそれぞれに対し、変速ポイントごとに通常変速制御のしきい値の初期値（標準値）が記憶され、調整値記憶部４３にはしきい値の調整値が記憶されている。また、変速タイミング記憶部４４には、変速モード１〜３のそれぞれに対し、変速ポイントごとに学習モード変速制御のしきい値が記憶されている。

変速制御部４５は、モードスイッチ２１でマニュアルモードが選択されている場合は、電磁弁５１〜５６のうち、前後進切換スイッチ２４及び速度段変速スイッチ２５による前後進信号及び速度段信号に対応するものに指令信号を出力し、前後進制御と変速制御を行う。

また、変速制御部４５は、モードスイッチ２１でオート変速モード１〜３のいずれかが選択されている場合は、次のような通常変速制御処理を行う。
＜通常変速制御処理＞
モードスイッチ２１でオート変速モード１〜３のいずれかが選択されると、変速制御部４５は、変速タイミング記憶部４４及び調整値記憶部４３から通常変速制御のしきい値の初期値及び調整値のうち、選択された変速モードに対応するものを読み出して通常変速制御のしきい値（初期値と調整値の加算値）を設定し、このしきい値と、車速演算部４１からの車速情報及び速度比演算部４０からの速度比情報、前後進切換スイッチ２４及び速度段変速スイッチ２５による前後進信号及び速度段信号とを用いて所定の演算処理を行い、その処理結果に基づいて電磁弁５１〜５６の対応するものに指令信号を出力して前後進制御と自動変速制御を行う。

更に、変速制御部４５は、モードスイッチ２１でオート変速モード１〜３のいずれかが選択され、かつ設定開始スイッチ２２が押されて学習モードが選択されている場合（後述）は、次のような学習モード変速制御処理と学習モードしきい値補正処理を行う。
＜学習モード変速制御処理＞
モードスイッチ２１でオート変速モード１〜３のいずれかが選択され、設定開始スイッチ２２が押されて学習モードに入ると（後述）、変速制御部４５は、変速タイミング記憶部４４から学習モード変速制御のしきい値のうち、選択された変速モードに対応するものを読み出して学習モード変速制御のしきい値を設定し、このしきい値と、車速演算部４１からの車速情報、前後進切換スイッチ２４及び速度段変速スイッチ２５による前後進信号及び速度段信号とを用いて所定の演算処理を行い、その処理結果に基づいて電磁弁５１〜５６の対応するものに指令信号を出力して前後進制御と自動変速制御を行う。

＜学習モードしきい値補正処理＞
モードスイッチ２１でオート変速モード１〜３のいずれかが選択され、設定開始スイッチ２２が押されて学習モードに入ると（後述）、変速制御部４５は、設定スイッチ２３が押されたときの車速と速度比（又は車速）を取り込んで、通常変速制御時にその車速と速度比を変速制御のしきい値とするための値を演算し、この値を通常変速制御のしきい値の調整値として調整値記憶部４３に記憶する。

変速制御処理（通常変速制御処理及び学習モード変速制御処理）及び学習モードしきい値補正処理の詳細を図４〜図２１を用いて説明する。

図４〜図６は、通常変速制御処理の概念を示す図である。図４はオート変速モード１の場合のもの、図５はオート変速モード２の場合のもの、図６はオート変速モード３の場合のものである。図中、横軸は車速を示し、縦軸は変速段を示している。
＜図４：オート変速モード１＞
次のように変速条件が設定されている。

１．加速時
・始動時は速度段２にある。

・始動後、車速Ｖ＞ＢＵ１かつ速度比α＞Ｙ１になると、速度段２から速度段３に変速する。

・車速＞ＣＵ１かつ速度比α＞Ｚ１になると、速度段３から速度段４に変速する。

・下記減速時に速度段１に変速後は、車速Ｖ＞ＡＵ１になると、速度段１から速度段２に変速する。

・ＡＵ１，ＢＵ１，ＣＵ１は通常変速制御の車速のしきい値（変速車速）であり、Ｙ１，Ｚ１は通常変速制御の速度比のしきい値（変速速度比）である。

２．減速時
・車速Ｖ≦ＣＤ１になると、速度段４から速度段３に変速する。

・車速Ｖ≦ＢＤ１になると、速度段３から速度段２に変速する。

・車速Ｖ≦ＡＤ１かつ速度比α＜Ｘ１になると、速度段２から速度段１に変速する。

・ＡＤ１，ＢＤ１，ＣＤ１は通常変速制御の車速のしきい値であり、Ｘ１は通常変速制御の速度比のしきい値である。
＜図５：オート変速モード２＞
次のように変速条件が設定されている。

１．加速時
・始動時は速度段２にある。

・始動後、車速Ｖ＞ＢＵ２かつ速度比α＞Ｙ２になると、速度段２から速度段３に変速する。

・車速＞ＣＵ２かつ速度比α＞Ｚ２になると、速度段３から速度段４に変速する。

・ＢＵ２，ＣＵ２は通常変速制御の車速のしきい値であり、Ｙ２，Ｚ２は通常変速制御の速度比のしきい値である。

２．減速時
・車速Ｖ≦ＣＤ２になると、速度段４から速度段３に変速する。

・車速Ｖ≦ＢＤ２になると、速度段３から速度段２に変速する。

・ＢＤ２，ＣＤ２は変速制御の車速のしきい値である。
＜図６：オート変速モード３＞
次のように変速条件が設定されている。

１．加速時
・始動時は速度段２にある。

・車速Ｖ＞ＢＵ３かつ速度比α＞Ｙ３になると、速度段２から速度段３に変速する。

・車速＞ＣＵ３かつ速度比α＞Ｚ３になると、速度段３から速度段４に変速する。

・ＢＵ３，ＣＵ３は変速制御の車速のしきい値であり、Ｙ３，Ｚ３は変速制御の速度比のしきい値である。

２．減速時
・車速Ｖ≦ＣＤ３になると、速度段４から速度段３に変速する。

・車速Ｖ≦ＢＤ３になると、速度段３から速度段２に変速する。

・ＢＤ３，ＣＤ３は変速制御の車速のしきい値である。

変速制御処理（通常変速制御処理及び学習モード変速制御処理）の詳細を図７〜図１１のフローチャートを用いて説明する。

図７は変速制御処理の全体を示すフローチャートである。

変速制御部４５は、まず、変速制御モードにおいて学習モードが選択されたかどうかを判断する（ステップＳ２）。学習モードが選択されたかどうかの判断は設定開始スイッチ２２が一度押しされたかどうかで判断する（後述）。変速モードで学習モードが選択されていないときは、通常変速制御の車速と速度比のしきい値を設定し（ステップＳ４）、変速モードで学習モードが選択されたときは、学習モード変速制御の車速のしきい値を設定する（ステップＳ６）。

通常変速制御の車速と速度比のしきい値の設定は次のように行う。まず、モードスイッチ２１で選択されているオート変速モードに応じて変速タイミング記憶部４４及び調整値記憶部４３から車速と速度比のしきい値の初期値及び調整値を読み出す。次いで、
しきい値＝初期値＋調整値
の計算を行って、通常変速制御のしきい値を算出する。例えば、モード１の場合は、しきい値として、図４のＡＵ１，ＢＵ１，ＣＵ１，ＡＤ１，ＢＤ１，ＣＤ１とＸ１，Ｙ１，Ｚ１を算出し、モード２の場合は、しきい値として、図５のＢＵ２，ＣＵ２，ＢＤ２，ＣＤ２とＹ２，Ｚ２を算出し、モード３の場合は、しきい値として、図６のＢＵ３，ＣＵ３，ＢＤ３，ＣＤ３とＹ３，Ｚ３を算出する。

ここで、メーカ側が設定を提供した時点では、しきい値の調整値は０であり、しきい値の初期値としてメーカ側の推奨値（標準値）が設定されている。

学習モード変速制御の車速のしきい値の設定は、モードスイッチ２１で選択されているオート変速モードに応じて変速タイミング記憶部４４から学習モード変速制御の車速のしきい値を読み出すことにより行う。ここで、学習モードでは、変速モード１〜３のそれぞれの変速ポイントごとに、学習モードにおけるしきい値の設定可能範囲が予め決められており、変速タイミング記憶部４４には、モードスイッチ２１で選択されているオート変速モードに応じて、変速段上げ側のしきい値として各変速ポイントの設定可能範囲の上限値が記憶され、変速段下げ側のしきい値として各変速ポイントの設定可能範囲の下限値が記憶されている。図４〜図６中、各速度段の変速ポイントに付されている左右の矢印は学習モード変速制御の車速のしきい値の設定可能範囲を示している。なお、学習モードでのしきい値として、車速に加えて速度比も設定してもよい。

次いで、変速制御部４５は、速度段変速スイッチ２５が指示する速度段（スイッチ速度段）が速度段１（１速）、速度段２（２速）、速度段３（３速）、速度段４（４速）のいずれであるかを判断し（ステップＳ１０〜Ｓ４０）、スイッチ速度段が１速である場合は１速変速制御処理を行い（ステップＳ１０→Ｓ５０）、スイッチ速度段が２速である場合は２速変速制御処理を行い（ステップＳ２０→Ｓ６０）、スイッチ速度段が３速である場合は３速変速制御処理を行い（ステップＳ３０→Ｓ７０）、スイッチ速度段が４速である場合は４速変速制御処理を行い（ステップＳ４０→Ｓ８０）、スイッチ速度段が１速〜４速のいずれでもない場合はエラー処理を行う（ステップＳ４０→Ｓ９０）。エラー処理では例えば強制的に２速変速制御処理を行う。

図８は、図７に示した１速変速制御処理の詳細を示すフローチャートである。１速変速制御処理では、現在の速度段が１速、２速、３速、４速のいずれであるかを判断し（ステップＳ１００〜Ｓ１３０）、現在速度段が４速である場合は、現在の車速が３速に変速してよい車速かどうか（４速から３速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）を判定する（ステップＳ１６０）。現在速度段は、変速制御部４５が、現在、クラッチ切換電磁弁５３〜５６のうちのどの電磁弁に指令信号を出力しているかにより知ることができる。その判定結果がＹＥＳであれば、３速クラッチ切換電磁弁５５へ指令信号を出力してトランスミッション１２を３速に切り換え（ステップＳ１６２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。

現在速度段が３速である場合も、同様に、モードスイッチ２１で選択したモードに応じて現在の車速が２速に変速してよい車速かどうか（３速から２速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ１５０）、この判定結果がＹＥＳであれば２速クラッチ切換電磁弁５４へ指令信号を出力してトランスミッション１２を２速に切り換え（ステップＳ１５２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。

現在速度段が２速である場合は、モードスイッチ２１で選択したモードに係わらず、現在の車速が１速に変速してよい車速かどうか（２速から１速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ１４０）、ＹＥＳであれば１速クラッチ切換電磁弁５３へ指令信号を出力してトランスミッション１２を１速に切り換え（ステップＳ１４２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。現在速度段が１速である場合は何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。現在速度段が１速〜４速のいずれでもない場合は、例えばステップＳ９０と同様のエラー処理を行う（ステップＳ１３０→Ｓ１７０）。

以上により速度段変速スイッチ２５が１速にあるときの自動変速制御は、速度段が１速に収斂するように行われる。

図９は、図７に示した２速変速制御処理の詳細を示すフローチャートである。２速変速制御処理においても、現在の速度段が１速、２速、３速、４速のいずれであるかを判断し（ステップＳ２００〜Ｓ２３０）、その判断結果に応じた変速処理を行う。この場合、現在速度段が３速以上にあるときの処理内容は、１速変速制御処理と同じである。すなわち、現在速度段が４速である場合は、モードスイッチ２１で選択したモードに応じて現在の車速が３速に変速してよい車速かどうか（４速から３速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ２７０）、ＹＥＳであれば３速クラッチ切換電磁弁５５へ指令信号を出力してトランスミッション１２を３速に切り換え（ステップＳ２７２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。現在速度段が３速である場合は、モードスイッチ２１で選択したモードに応じて現在の車速が２速に変速してよい車速かどうか（３速から３速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ２６０）、ＹＥＳであれば２速クラッチ切換電磁弁５４へ指令信号を出力してトランスミッション１２を２速に切り換え（ステップＳ２６２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。

一方、現在速度段が２速である場合は、モードスイッチ２１の選択モードがオート変速モード１かどうかを判定し（ステップＳ２５０）、ＹＥＳであれば、現在の車速が１速に変速してよい車速かどうか（２速から１速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）と、現在の変速比が１速に変速してよい変速比かどうか（２速から１速への変速ポイントの速度比しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ２５２，Ｓ２５４）、両方の判定結果がＹＥＳであれば１速クラッチ切換電磁弁５３へ指令信号を出力してトランスミッション１２を１速に切り換え（ステップＳ２５６）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。現在速度比は速度比演算部４０の演算値により知ることができる。

また。現在速度段が１速である場合は、モードスイッチ２１で選択したモードに係わらず、現在の車速が２速に変速してよい車速かどうか（１速から２速への変速ポイントの車速しきい値より大きいかどうか）を判定し（ステップＳ２４０）、ＹＥＳであれば２速クラッチ切換電磁弁５４へ指令信号を出力してトランスミッション１２を２速に切り換え（ステップＳ２４２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。現在速度段が１速〜４速のいずれでもない場合は、例えばステップＳ９０と同様のエラー処理を行う（ステップＳ２３０→Ｓ２８０）。

以上により速度段変速スイッチ２５が２速にあるときの自動変速制御は、速度段が２速以下となるように制御され、かつそのときの車速と速度比に応じて１速と２速の間で変速制御される。

図１０は、図７に示した３速変速制御処理の詳細を示すフローチャートである。３速変速制御処理においても、現在の速度段が１速、２速、３速、４速のいずれであるかを判断し（ステップＳ３００〜Ｓ３３０）、その判断結果に応じた変速処理を行う。この場合、現在速度段が３速以上にあるときの処理内容は、１速変速制御処理と同じである。すなわち、現在速度段が４速である場合は、モードスイッチ２１で選択したモードに応じて現在の車速が３速に変速してよい車速かどうか（４速から３速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ３７０）、ＹＥＳであれば３速クラッチ切換電磁弁５５へ指令信号を出力してトランスミッション１２を３速に切り換え（ステップＳ３７２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。現在速度段が３速である場合は、モードスイッチ２１で選択したモードに応じて現在の車速が２速に変速してよい車速かどうか（３速から２速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ３６０）、ＹＥＳであれば２速クラッチ切換電磁弁５４へ指令信号を出力してトランスミッション１２を２速に切り換え（ステップＳ３６２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。

一方、現在速度段が２速である場合は、モードスイッチ２１の選択モードがオート変速モード１かどうかを判定し（ステップＳ３５０）、ＹＥＳであれば、現在の車速が１速に変速してよい車速かどうか（２速から１速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）かどうかと、現在の変速比が１速に変速してよい変速比かどうか（２速から１速への変速ポイントの速度比しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ３５２，Ｓ３５４）、両方の判定結果がＹＥＳであれば１速クラッチ切換電磁弁５３へ指令信号を出力してトランスミッション１２を１速に切り換える（ステップＳ３５３）。また、ステップＳ３５０，Ｓ３５１での判定結果がＮＯである場合、モードスイッチ２１で選択したモードに応じて現在の車速が３速に変速してよい車速かどうか（２速から３速への変速ポイントの車速しきい値より大きいかどうか）かどうかと、現在の変速比が３速に変速してよい変速比（２速から３速への変速ポイントの速度比しきい値より大きいかどうか）を判定し（ステップＳ３５４，Ｓ３５５）、両方の判定結果がＹＥＳであれば３速クラッチ切換電磁弁５５へ指令信号を出力してトランスミッション１２を３速に切り換える（ステップＳ３５６）それ以外の場合は何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。

また。現在速度段が１速である場合は、２速変速制御の場合と同様の処理を行う。つまり、モードスイッチ２１で選択したモードに係わらず、現在の車速が２速に変速してよい車速かどうか（１速から２速への変速ポイントの車速しきい値より大きいかどうか）を判定し（ステップＳ３４０）、ＹＥＳであれば２速クラッチ切換電磁弁５４へ指令信号を出力してトランスミッション１２を２速に切り換え（ステップＳ３４２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。現在速度段が１速〜４速のいずれでもない場合は、例えばステップＳ９０と同様のエラー処理を行う（ステップＳ３３０→Ｓ３８０）。

以上により速度段変速スイッチ２５が３速にあるときの自動変速制御は、速度段が３速以下になるように制御され、かつそのときの車速と速度比に応じて１速と３速の間で変速制御される。

図１１は、図７に示した４速変速制御処理の詳細を示すフローチャートである。４速変速制御処理においても、現在の速度段が１速、２速、３速、４速のいずれであるかを判断し（ステップＳ４００〜Ｓ４３０）、その判断結果に応じた変速処理を行う。この場合、現在速度段が４速にあるときの処理内容は、１速変速制御処理と同じである。すなわち、モードスイッチ２１で選択したモードに応じて現在の車速が３速に変速してよい車速かどうか（４速から３速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ４７０）、ＹＥＳであれば３速クラッチ切換電磁弁５５へ指令信号を出力してトランスミッション１２を３速に切り換え（ステップＳ４７２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。

一方、現在速度段が３速である場合は、モードスイッチ２１で選択したモードに応じて現在の車速が２速に変速してよい車速かどうか（３速から２速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ４６０）、ＹＥＳであれば２速クラッチ切換電磁弁５４へ指令信号を出力してトランスミッション１２を２速に切り換え（ステップＳ４６２）、ＮＯであれば、更に、モードスイッチ２１で選択したモードに応じて現在の車速が４速に変速してよい車速かどうか（３速から４速への変速ポイントの車速しきい値より大きいかどうか）かどうかと、現在の変速比が４速に変速してよい変速比かどうか（３速から４速への変速ポイントの変速比しきい値より大きいかどうか）を判定し（ステップＳ４６４，Ｓ４６６）、両方の判定結果がＹＥＳであれば４速クラッチ切換電磁弁５６へ指令信号を出力してトランスミッション１２を４速に切り換え（ステップＳ４６８）、ＮＯであれば、何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。

現在速度が２速である場合と１速である場合の処理は３速速度制御の場合と同様である。すなわち、現在速度段が２速である場合は、モードスイッチ２１の選択モードがオート変速モード１かどうかを判定し（ステップＳ４５０）、ＹＥＳであれば、現在の車速が１速に変速してよい車速かどうか（２速から１速への変速ポイントの車速しきい値より小さいかどうか）と、現在の変速比が１速に変速してよい変速比かどうか（２速から１速への変速ポイントの速度比しきい値より小さいかどうか）を判定し（ステップＳ５２，Ｓ４５４）、両方の判定結果がＹＥＳであれば１速クラッチ切換電磁弁５３へ指令信号を出力してトランスミッション１２を１速に切り換える（ステップＳ４５３）。また、ステップＳ４５０，Ｓ４５１での判定結果がＮＯである場合、モードスイッチ２１で選択したモードに応じて現在の車速が３速に変速してよい車速かどうか（２速から３速への変速ポイントの車速しきい値より大きいかどうか）と、現在の変速比が３速に変速してよい変速比かどうか（２速から３速への変速ポイントの変速比しきい値より大きいかどうか）を判定し（ステップＳ４５４，Ｓ４５５）、両方の判定結果がＹＥＳであれば３速クラッチ切換電磁弁５５へ指令信号を出力してトランスミッション１２を３速に切り換える（ステップＳ４５６）それ以外の場合は何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。

現在速度段が１速である場合は、モードスイッチ２１で選択したモードに係わらず、現在の車速が２速に変速してよい車速かどうか（１速から２速への変速ポイントの車速しきい値より大きいかどうか）を判定し（ステップＳ４４０）、ＹＥＳであれば２速クラッチ切換電磁弁５４へ指令信号を出力してトランスミッション１２を２速に切り換え（ステップＳ４４２）、ＮＯであれば何もせず、図７のステップＳ１０に戻る。現在速度段が１速〜４速のいずれでもない場合は、例えばステップＳ９０と同様のエラー処理を行う（ステップＳ４３０→Ｓ４８０）。

このように速度段変速スイッチ２５が４速にあるときの自動変速制御は、速度段が４速以下になるように制御され、かつそのときの車速と速度比に応じて１速と４速の間で変速制御される。

次に、学習モードしきい値補正処理の詳細を図１２〜図２０を用いて説明する。

まず、学習モードで用いる表示装置４９の表示画面の一例を図１２〜図２０を用いて説明する。

図１２は表示装置４９の通常モード画面を示す図である。通常モード画面には４つの領域６１，６２，６３，６４が形成され、領域６１に車速が、領域６２に現在時刻が、領域６３に前後進スイッチ２４の現在の切換位置（Ｆ，Ｎ，Ｒのいずれにあるか）と現在の速度段の段数がそれぞれ表示され、領域６４は空き領域となっている。

図１３は、学習モードにおけるオート変速モード１の２速から１速の変速ポイントのしきい値（図４の車速しきい値ＡＤ１及び速度比しきい値Ｘ１）の設定開始画面を示す図である。オート変速モード１で学習モードが選択されると、図１２の通常モード画面から図１３の設定開始画面に切り換わる。この画面では、領域６２の表示内容は現在時刻から変速ポイント設定のための情報をオペレータに与えるためのガイダンス画面へと切り換わり、領域６４には変速ポイント設定の可否（初期画面では設定ＮＧ）をオペレータに知らせるガイダンス画面が表示される。

図１４は、学習モードにおけるオート変速モード１の２速から１速の変速ポイントのしきい値の設定可能画面を示す図である。図１３の設定開始画面に対し、領域６４のガイダンス画面が設定可能（ＯＫ）に切り換わる。

図１５は、学習モードにおけるオート変速モード１の２速から１速の変速ポイントのしきい値の設定完了画面を示す図である。図１４の変速ポイント設定画面に対し、領域６４のガイダンス画面が設定完了に切り換わる。

図１６〜図２０は、学習モードにおけるオート変速モード１の他の変速ポイントのしきい値の設定開始画面を示す図であり、図１６は、１速から２速への変速ポイントのしきい値（図４の車速しきい値ＡＵ１）の設定開始画面、図１７は、３速から２速への変速ポイントのしきい値（図４の車速しきい値ＢＤ１）の設定開始画面、図１８は、２速から３速への変速ポイントのしきい値（図４の車速しきい値ＢＵ１及び速度比のきい値Ｙ１）の設定開始画面、図１９は、４速から３速への変速ポイントのしきい値（図４車速のしきい値ＣＤ１）の設定開始画面、図２０は、３速から４速への変速ポイントのしきい値（図４の車速しきい値ＣＵ１及び速度比しきい値Ｚ１）の設定開始画面である。

オート変速モード２及び３においても、学習モードでは上記と同様な設定開始画面、設定可能画面、設定完了画面が表示される。

次に、学習モードしきい値補正処理の詳細を図２１のフローチャートを用い、モードスイッチ２１の選択がオート変速モード１にある場合を例にとって説明する。

まず、変速制御部４５は、設定開始スイッチ２２が押されかつ瞬時にスイッチ２２から指が離されたかどうか（すなわち１回押しされたかどうか）を判断し（ステップＳ５００，Ｓ５０５）、ＹＥＳであれば学習モードが選択されたと判断し、表示装置４９の画面を図１２の通常モード画面から図１３の設定開始画面に切り換え（ステップＳ５１０）、かつ図１３の設定開始画面の領域６４の表示を設定ＮＧに切り換える（ステップＳ５１５）。設定がＮＧかＯＫかは車速に依存しており、車速が設定可能速度範囲（例えばオート変速モード１の２速から１速への変速ポイントの設定では４〜７Ｋｍ／ｈ）にあれば設定ＯＫであり、それ以外の場合は設定ＮＧとなる。学習モードの設定作業は、安全性を考慮して車体を停止した状態で行うことが推奨されており、通常、図１２の通常モード画面から図１３の設定開始画面に切り換えた直後は、車体は停止状態にあって、領域６４に設定ＮＧが表示される。

次に、設定開始スイッチ２２が再度１回押しされたかどうかを判断し（ステップＳ５２０）、設定開始スイッチ２２が１回押しされると（ステップＳ５２０の判断結果がＮＯであると）、ステップＳ５１０に戻り、表示装置４９の画面の切り換え（図１３の設定開始画面から図１６の設定開始画面への切り換え）を行い、ステップＳ５１５，Ｓ５２０の処理を再度行う。設定開始スイッチ２２の１回押しをするたびにステップＳ５２０→Ｓ５１０→Ｓ５１５の処理が繰り返えされ、表示装置４９の画面は、図１３の設定開始画面→図１６の設定開始画面→図１７の設定開始画面→図１８の設定開始画面→図１９の設定開始画面→図２０の設定開始画面→図１３の設定開始画面へと順次切り換わる。これによりオート変速モード１でしきい値を設定すべき変速ポイントを自由に選ぶことができる。

次に、車速が設定可能速度範囲に達したかどうかを判定し（ステップＳ５２５）、ＹＥＳであると領域６４の表示を設定可能（設定ＯＫ）に切り換え（ステップＳ５３０）、設定スイッチ２３が押されるのを待つ（ステップＳ５３５）。その間、設定スイッチ２３が押されなければ、ステップＳ５３５→Ｓ５２５→Ｓ５３０の処理を繰り返す。また、その間、車速が設定可能速度範囲を外れると、ステップＳ５１５に戻り、領域６４の表示をＮＧに切り換え、ステップＳ５２０，Ｓ５１０，Ｓ５１５及びステップＳ５２５，Ｓ５３０，Ｓ５３５の各処理を再度行う。

次いで、領域６４の表示が設定可能（設定ＯＫ）の間に設定スイッチ２３が押されると、そのときの速度比と車速に基づいて速度比のしきい値の調整値及び車速のしきい値の調整値を計算し、調整値記憶部４３に記憶する（ステップＳ５４０，Ｓ５４５）。速度比のしきい値の調整値及び車速のしきい値の調整値は次の式により計算する。

速度比のしきい値の調整値＝速度比のしきい値の初期値−現在速度比
車速のしきい値の調整値＝車速のしきい値の初期値−現在車速
ここで、速度比のしきい値の初期値及び車速のしきい値の初期値は、それぞれ、変速タイミング記憶部４４に記憶された値であり、変速制御部４５は変速タイミング記憶部４４からそれらの値を読み出す。現在速度比及び現在車速は、それぞれ、速度比演算部４０及び車速演算部４１の演算値から求める。

以上のように速度比のしきい値の調整値及び車速のしきい値の調整値を求め、これらが調整値記憶部４３に記憶されると、表示装置４９の画面を図１５の設定完了画面に切り換え（ステップＳ５５０）、処理を終了する。

また、ステップＳ５００，Ｓ５０５において、設定開始スイッチ２２を押してからスイッチ２２から指が離される（押し操作が解除される）までの間は、その時間がカウントされ（ステップＳ５６０）、その時間が一定値を超えると、調整値記憶部４３に記憶した調整値の全てを消去する（ステップＳ５６５，Ｓ５７０，Ｓ５７５）。設定開始スイッチ２２を押してからスイッチ２２から指が離される（押し操作が解除される）までの時間が一定値を超えたかどうかの判定は、設定開始スイッチ２２を一定時間以上長押ししたかどうかの判定に相当する。これにより設定開始スイッチ２２を一定時間以上長押しすることにより、調整値記憶部４３に記憶した調整値を全消去（調整値＝０）することができ、変速制御のしきい値は変速タイミング記憶部４４に記憶した初期値に戻る。

以上において、エンジン回転センサ２６、トルコン出力回転センサ２７、トランスミッション出力軸回転センサ２９、コントローラ３０、エンジン回転演算部３６、トルコン出力回転演算部３７、速度比演算部４０、トランスミッション出力軸回転演算部３９、車速演算部４１、トランスミッション変速制御部４５の図７に示すステップＳ１０〜Ｓ９０の処理機能、変速タイミング記憶部４４、調整値記憶部４３は、オート変速モードを有し、このオート変速モードにおいて、予め設定した変速制御のしきい値に基づいて変速装置１２の変速段を切り換え、変速を行わせる自動変速制御手段を構成し、設定開始スイッチ２２、設定スイッチ２３、設定開始スイッチ判定部３２、設定スイッチ判定部３３、トランスミッション変速制御部４５の図２１に示すステップＳ５００〜Ｓ５５０の処理機能、調整値記憶部４３、及び表示装置４９は、作業機であるホイールローダ１００の走行中にオペレータの操作により所望の変速条件を学習し、その変速条件が得られるよう変速制御のしきい値を補正する学習補正手段を構成する。

トランスミッション変速制御部４５の図２１に示すステップＳ５１０の処理機能は、変速条件の学習時に設定可能な速度範囲を表示装置４９の領域６２に表示させる第１表示手段を構成し、トランスミッション変速制御部４５の図２１に示すステップＳ５３０の処理機能は、現在の走行状態が表示装置４９の領域６２に表示された設定可能な速度範囲にあり、現在の走行状態で変速条件の設定が可能であるかどうかのガイダンスを表示装置４９の領域６４に表示させる第２表示手段を構成し、設定スイッチ２３は、オペレータにより操作され、変速条件の設定を指示する第１操作手段を構成し、トランスミッション変速制御部４５の図２１に示すステップＳ５２５の処理機能は、第１操作手段が操作されたときの変速条件が表示装置４９の領域６２に表示された設定可能な速度範囲内にあるときにのみ変速条件の取得を許可する変速条件取得許可手段を構成し、トランスミッション変速制御部４５の図２１に示すステップＳ５４０及びＳ５４５の処理機能及び調整値記憶部４３は、前記変速条件取得許可手段により変速条件の取得を許可されたとき、その変速条件を得るための値を記憶する変速条件取得手段とを構成し、トランスミッション変速制御部４５の図２１に示すステップＳ５５０の処理機能は、前記変速条件取得手段が変速条件を得るための値の記憶を完了したときに変速条件の設定が完了した旨のガイダンスを表示装置４９の領域６４に表示させる第３表示手段を構成する。また、トランスミッション変速制御部４５の図７に示すステップＳ４の処理機能は、変速条件取得手段に記憶した値を用いて変速制御のしきい値を設定する第１しきい値設定手段を構成する。

設定開始スイッチ２２は、通常モードと学習モードのいずれかを選択する第２操作手段を構成し、トランスミッション変速制御部４５の図２１に示すステップＳ５００及びＳ５０５の処理機能は、変速条件取得手段を学習モードが選択されているときに機能させる手段を構成する。

トランスミッション変速制御部４５の図７に示すステップＳ６の処理機能は、学習モードにおける変速制御のしきい値を設定する第２しきい値設定手段を構成し、トランスミッション変速制御部４５の図７に示すステップＳ２の処理機能は、通常モードが選択されているときは第１しきい値設定手段により変速制御のしきい値を設定し、学習モードが選択されているときは、第２しきい値設定手段により変速制御のしきい値を設定するしきい値切換手段を構成する。

本実施の形態では、変速条件取得手段は、取得した変速条件を得るための値を変速制御のしきい値の調整値として記憶し、しきい値設定手段は、しきい値の調整値と予め設定してあるしきい値の初期値とを用いて変速制御のしきい値を設定する。より具体的には、変速条件取得手段は、取得した変速条件と変速制御のしきい値の初期値との差を計算し、この差を調整値として記憶し、第１しきい値設定手段は、その差の値と変速制御のしきい値の初期値とを加算し、この加算した値を変速制御のしきい値として設定する。なお、変速条件取得手段は、取得した変速条件と変速制御のしきい値の初期値との差を調整値として記憶する代わりに、取得した変速条件（車速、速度比）を直接調整値として記憶し、第１しきい値設定手段は、その調整値を直接変速制御のしきい値として設定してもよい。

トランスミッション変速制御部４５の図２１に示すステップＳ５０５，Ｓ５６０〜Ｓ５７５の処理機能は、オペレータの操作により変速制御のしきい値を初期値に戻す学習補正解除手段を構成する。

次に、以上のように構成した本実施の形態における変速制御装置の動作について説明する。

まず、通常変速制御動作について説明する。オペレータがモードスイッチ２１でオート変速モード１〜３のいずれかを選択し、その後、設定開始スイッチ２２を押さない場合は、変速制御部４５は、変速タイミング記憶部４４及び調整値記憶部４３から、それらに記憶されている通常変速制御のしきい値の初期値及び調整値のうち、選択された変速モードに対応するものを読み出し、これらを用いて図４〜図６に示すような通常変速制御のしきい値を設定し（図７のステップＳＳ２，Ｓ４）、この通常変速制御のしきい値と、車速演算部４１からの車速情報及び速度比演算部４０からの速度比情報、前後進切換スイッチ２４及び速度段変速スイッチ２５による前後進信号及び速度段信号とを用いて電磁弁５１〜５６の対応するものに指令信号を出力し、前後進制御と適切な自動変速制御を行う（図７のステップＳ１０〜Ｓ８０）。

例えば、図４に示したオート変速モード１では、車速がしきい値ＢＵ１（例えば１２Ｋｍ／ｈ）を越え、速度比がしきい値Ｙ１（例えば０．８）を越えると速度段２から速度段３への変速が行われ、車速がしきい値ＣＵ１（例えば１７Ｋｍ／ｈ）を越え、速度比がしきい値Ｚ１（例えば０．８）を越えると、速度段３から速度段４への変速が行われる。また、車速がしきい値ＣＤ１（例えば１５Ｋｍ／ｈ）以下になると速度段４から速度段３へ変速し、車速がしきい値ＢＤ１（例えば１０Ｋｍ／ｈ）以下になると速度段３から速度段２への変速が行われる。更に、速度段２にあるときに、車速がしきい値ＡＤ１（例えば５Ｋｍ／ｈ）以下で速度比がしきい値Ｘ１（例えば０．６）を下回ると速度段１に変速し、車速がしきい値ＡＵ１を超えると速度段１から速度段２への変速が行われる。

図５及び図６に示すオート変速モード２とオート変速モード３では、速度段２と速度段３間の変速ポイント、速度段３と速度段４間の変速ポイントでのしきい値がオート変速モード１と異なり、それぞれ、しきい値が、順次、小さくなるように設定されている。また、オート変速モード２とオート変速モード３では速度段１への変速は行わない。

オート変速モード１及び２は、坂道の登坂走行に適しており、オート変速モード１はオート変速モード２より走行負荷の高い（急勾配の）登坂走行に適している。また、オート変速モード１は速度段１に変速可能であり、走行牽引力によりバケット１１１（図１参照）を地山に押し込んで行う掘削作業に適している。オート変速モード３は、走行負荷が低めの平坦路の高速走行に適している。

次に、学習モード時の動作について説明する。モードスイッチ２１でオート変速モード１〜３のいずれかを選択した後、設定開始スイッチ２２が押されると学習モードが選択される（図２１のステップＳ５００〜Ｓ５１０）。この学習モードでは、変速制御部４５は、変速タイミング記憶部４４から学習モード変速制御のしきい値のうち、選択された変速モードに対応するものを読み出して学習モード変速制御のしきい値を設定し（図７のステップＳ２，Ｓ６）、この学習モード変速制御のしきい値と、車速演算部４１からの車速情報、前後進切換スイッチ２４及び速度段変速スイッチ２５による前後進信号及び速度段信号とを用いて所定の演算処理を行い、その処理結果に基づいて電磁弁５１〜５６の対応するものに指令信号を出力して前後進制御と自動変速制御を行う（図７のステップＳ１０〜Ｓ８０）。

また、設定開始スイッチ２２が押されて学習モードが選択されると、学習モードでのしきい値の補正処理が可能となる（図２１のステップＳ５１５〜Ｓ５５０）。

学習モードで変速制御のしきい値を学習補正する場合、オペレータは、設定開始スイッチ２２を適当回数押すと、その回数に応じて表示装置４９に表示される設定開始画面を更新し、所望の設定開始画面を選択する（図２１のステップＳ５１０〜Ｓ５２０）。次いで、オペレータはホイールローダを走行させる。ホイールローダの走行中は、表示装置４９の領域６２に設定可能速度範囲と設定操作のガイダンスが表示され、領域６４に設定ＮＧかＯＫかのガイダンスが表示される。ホイールローダの走行速度が設定可能速度範囲に達すると、表示装置４９の領域６４の表示が設定可能（設定ＯＫ）に切り換わり（ステップＳ５２５，Ｓ５３０）、オペレータが所望のタイミングで設定スイッチ２３を押すと、変速制御部４５はそのときの車速と速度比（又は車速）を取り込んで、通常変速制御時にその車速と速度比が変速制御のしきい値となるように下記の計算を行い、調整値記憶部４３に調整値を記憶する（ステップＳ５３５〜Ｓ５４５）。

速度比のしきい値の調整値＝速度比のしきい値の初期値−現在速度比
車速のしきい値の調整値＝車速のしきい値の初期値−現在車速
その結果、通常変速制御時は、変速タイミング記憶部４４に記憶された変速制御のしきい値の初期値と、調整値記憶部４３に記憶された変更された調整値を用いて学習モードで取り込んだ変速条件でしきい値を設定することが可能となる（図７のステップＳ４）。

また、作業現場が変わり、元のしきい値に戻した場合は、設定開始スイッチ２２を長押しすることにより、調整値記憶部４３に記憶した調整値は全消去（調整値＝０）され、変速制御のしきい値は変速タイミング記憶部４４に記憶した標準値である初期値に戻る（図２１のステップＳ５０５〜Ｓ５７５）。

次に、学習モードにおける変速制御のしきい値の設定例を説明する。

前述したように、例えば採石場におけるホイールローダの作業には、採石した砂利をダンプトラックの待機場所まで運ぶ作業があり、この作業では、採石現場からダンプトラックの待機場所までの間に長い坂道がある場合は、その坂道を登らなければならない。その坂道の勾配（傾斜）は作業現場ごとに異なり、メーカ側から提供された変速モード１〜３におけるしきい値の設定で適切に対応できない場合は、オペレータの意図しない場所で変速が行われ、作業効率が著しく低下する。

例えば、オート変速モードで坂道を登る場合、坂道を登る間は２速が維持され、坂道を登り切る直前で２速から３速に切り換わってくれると、坂道は２速で力強く登ることができ、かつ坂道を登り切った後の平坦路では３速で軽快に走行することができるため、好都合である。しかし、メーカ側から提供された変速モード１では坂道の勾配が緩すぎ、モード２では坂道の勾配がきつすぎるという場合が多々生じる。この場合、モード１では、坂道を登る間は２速が維持されるが、坂道を登り切った後の平坦路でも２速のままであり、自動で３速に切り換わらない。また、モード２では、坂道の途中で２速から３速に切り換わってしまい、その後、３速では力不足のため減速して再び２速に切り換わり、これが繰り返されるという事態が生じる。

本実施の形態では、学習モードで変速制御のしきい値を学習設定することによりそのような問題を解決することができる。
まず、モードスイッチ２１で例えばオート変速モード２を選択した後、設定開始スイッチ２２を押して学習モードを選択する。次いで、設定開始スイッチ２２を適当回数押してモード２の２速から３速の変速ポイントのしきい値の設定開始画面を選択する。次いで、オペレータは前後進切換スイッチ２４を前進位置とし、速度段変速スイッチ２５を２速以上例えば４速に設定してホイールローダを始動する。始動時は、トランスミッション１２は速度段２（２速）にあり、オペレータは、この状態で図示しないアクセルペダルを踏み込んでエンジン１０の回転数を上昇させると、ホイールローダは加速しながら坂道を登る。ホイールローダが坂道を登る間に、車速がモード２の２速から３速への変速ポイントの設定可能速度範囲に達すると、設定開始画面の領域６４の表示が設定ＯＫとなり、表示装置４９の画面は設定可能画面に切り換わる。オペレータは、この画面を見ることにより設定許可を確認し、坂道を登り切る直前で設定スイッチ２３を押す。これによりそのときの車速と速度比の値が２速から３速の変速ポイントのしきい値として学習され記憶される（実際には初期値との差分の調整値が記憶される）。

このように２速から３速の変速ポイントのしきい値を学習設定することにより、坂道をモード２で実際に登るときも、坂道を登り切る直前で２速から３速に切り換わるように制御される。その結果、坂道を２速で力強く登ることができ、坂道を登り切った後は平坦路を３速でスピーディーに走行することができる。

このように本実施の形態では、オペレータがホイールローダを実際に走行させたときの所望のタイミングでの変速条件が得られるよう変速制御のしきい値が学習設定されるため、作業現場の状況に応じて所望の変速条件を自由に設定することができるとともに、その変速条件で変速を行わせ作業を行うことにより所望の変速タイミングが得られ、作業効率を向上させることができる。また、ホイールローダの走行中にオペレータの操作により所望の変速条件を学習するので、試行錯誤を繰り返す必要がなく、設定作業を容易に行うことができる。

また、本実施の形態では、変速条件が設定可能範囲内にあるときにのみ変速条件取得手段による変速条件の取得を許可するので、学習補正による変速制御のしきい値の設定であっても、変速制御に支障のない適切な範囲でしきい値の設定ができ、無理のない変速制御が可能となる。また、オペレータは、表示装置４９の領域６４のガイダンスを見ながら、適切なタイミングでしきい値を設定することができる。

また、本実施の形態では、表示装置４９の領域６２に現在の変速条件が設定可能範囲内にあるかどうかのガイダンスを表示するので、変速制御のしきい値を学習補正により設定するオペレータは、そのガイダンスを見ながら、安心して適切なしきい値を設定することができる。

更に、本実施の形態では、オペレータの操作により変速制御のしきい値を初期値に戻す学習補正解除手段を更に備えるので、オペレータは、変速制御のしきい値を学習補正により設定後、何時でもメーカ側から提供された元の値（初期値；標準値）に戻すことができる。

本発明が適用されるホイルローダ（作業機）の外観を示す図である。 本発明の一実施の形態に係わる変速制御装置を備えたホイールローダ（作業機）の走行システムの全体構成を概略的に示す図である。 コントローラの処理内容の詳細を示す機能ブロック図である。 オート変速モードでの変速制御機能の概念を示す図であって、オート変速モード１の場合を示す図である。 オート変速モードでの変速制御機能の概念を示す図であって、オート変速モード２の場合を示す図である。 オート変速モードでの変速制御機能の概念を示す図であって、オート変速モード３の場合を示す図である。 オート変速モードでの変速制御機能の全体を示すフローチャートである。 図７に示した１速変速制御処理の詳細を示すフローチャートである。 図７に示した２速変速制御処理の詳細を示すフローチャートである。 図７に示した３速変速制御処理の詳細を示すフローチャートである。 図７に示した４速変速制御処理の詳細を示すフローチャートである。 図１２は表示装置の通常モード画面を示す図である。 学習モードにおけるオート変速モード１の２速から１速の変速ポイント（図４の車速のしきい値ＡＤ１及び速度比のしきい値Ｘ１）の設定開始画面を示す図である。 学習モードにおけるオート変速モード１の２速から１速の変速ポイント設定画面を示す図である。 学習モードにおけるオート変速モード１の２速から１速の変速ポイント設定完了画面を示す図である。 学習モードにおけるオート変速モード１の１速から２速への変速ポイント（図４の車速のしきい値ＡＵ１）の設定開始画面を示す図である。 学習モードにおけるオート変速モード１の３速から２速への変速ポイント（図４の車速のしきい値ＢＤ１）の設定開始画面を示す図である。 学習モードにおけるオート変速モード１の２速から３速への変速ポイント（図４の車速のしきい値ＢＵ１及び速度比のしきい値Ｙ１）の設定開始画面を示す図である。 学習モードにおけるオート変速モード１の４速から３速への変速ポイント（図４の車速のしきい値ＣＤ１）の設定開始画面を示す図である。 学習モードにおけるオート変速モード１の３速から４速への変速ポイント（図４の車速のしきい値ＣＵ１及び速度比のしきい値Ｚ１）の設定開始画面を示す図である。 学習モードにける変速制御のしきい値補正処理の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジン
１１ トルクコンバータ
１２ トランスミッション
１３ 前輪
１４ 後輪
２１ モードスイッチ
２２ 設定開始スイッチ
２３ 設定スイッチ
２４ 前後進切換スイッチ
２５ 速度段変速スイッチ
２６ 回転センサ
２７ トルコン出力回転センサ
２８ 中間軸回転センサ
２９ トランスミッション出力軸回転センサ
３０ コントローラ
３１ モードスイッチ判定部
３２ 設定開始スイッチ判定部
３３ 設定スイッチ判定部
３４ 前後進スイッチ判定部
３５ 速度段スイッチ判定部
３６ エンジン回転演算部
３７ トルコン出力回転演算部
３８ 中間軸回転演算部
３９ トランスミッション出力軸回転演算部
４０ 速度比演算部
４１ 車速演算部
４２ 回転センサエラー判定部
４３ 調整値記憶部
４４ 変速タイミング記憶部
４５ トランスミッション変速制御部
４９ 表示装置
５０ クラッチ切換電磁弁装置
５１ 前進クラッチ切換電磁弁
５２ 後進クラッチ切換電磁弁
５３ １速クラッチ切換電磁弁
５４ ２速クラッチ切換電磁弁
５５ ３速クラッチ切換電磁弁
５６ ４速クラッチ切換電磁弁
６１ 領域
６２ 領域
６３ 領域
６４ 領域
１００ ホイルローダ
１０１ 車体前部
１０２ 車体後部
１０３ ステアリングシリンダ
１０４ フロント作業機
１０６ 運転室
１０７ 操作レバー
１０８ ハンドル
１１１ バケット
１１２ ブーム
１１３ バケットシリンダ
１１４ ブームシリンダ
１１５ 支持部

Claims (7)

1. エンジンの動力をトルクコンバータ及び変速装置を介して車輪に伝え、走行を行う作業機の変速制御装置において、
   オート変速モードを有し、このオート変速モードにおいて、予め設定した変速制御のしきい値に基づいて前記変速装置の変速段を切り換え、変速を行わせる自動変速制御手段と、
   作業機の走行中にオペレータの操作により所望の変速条件を学習し、その変速条件が得られるよう前記変速制御のしきい値を補正する学習補正手段とを備え、
   前記学習補正手段は、
   表示装置と、
   変速条件の学習時に設定可能な速度範囲を前記表示装置に表示させる第１表示手段と、
   現在の走行状態が前記表示装置に表示された設定可能な速度範囲にあり、現在の走行状態で変速条件の設定が可能であるかどうかのガイダンスを前記表示装置に表示させる第２表示手段と、
   オペレータにより操作され、変速条件の設定を指示する第１操作手段と、
   前記第１操作手段が操作されたときの変速条件が前記表示装置に表示された前記設定可能な速度範囲内にあるときにのみ変速条件の取得を許可する変速条件取得許可手段と、
   前記変速条件取得許可手段により変速条件の取得を許可されたとき、その変速条件を得るための値を記憶する変速条件取得手段と、
   前記変速条件取得手段が前記変速条件を得るための値の記憶を完了したときに変速条件の設定が完了した旨のガイダンスを前記表示装置に表示させる第３表示手段とを有し、
   前記自動変速制御手段は、前記変速条件取得手段に記憶した値を用いて前記変速制御のしきい値を設定する第１しきい値設定手段を有することを特徴とする作業機の変速制御装置。
2. 請求項１記載の作業機の変速制御装置において、
   オペレータにより操作され、通常モードと学習モードのいずれかを選択する第２操作手段を更に有し、
   前記学習補正手段は、前記変速条件取得手段を前記学習モードが選択されているときに機能させる手段を更に有し、
   前記自動変速制御手段は、前記学習モードにおける変速制御のしきい値を設定する第２しきい値設定手段と、前記通常モードが選択されているときは前記第１しきい値設定手段により変速制御のしきい値を設定し、前記学習モードが選択されているときは、前記第２しきい値設定手段により変速制御のしきい値を設定するしきい値切り換え手段とを更に有することを特徴とする作業機の変速制御装置。
3. 請求項１記載の作業機の変速制御装置において、
   前記変速条件取得手段は、前記取得した変速条件を得るための値を前記変速制御のしきい値の調整値として記憶し、
   前記第１しきい値設定手段は、前記しきい値の調整値と予め設定してあるしきい値の初期値とを用いて前記変速制御のしきい値を設定することを特徴とする作業機の変速制御装置。
4. 請求項３記載の作業機の変速制御装置において、
   前記変速条件取得手段は、前記取得した変速条件と前記変速制御のしきい値の初期値との差を計算し、この差を前記調整値として記憶し、
   前記第１しきい値設定手段は、前記差の値と前記変速制御のしきい値の初期値とを加算し、この加算した値を前記変速制御のしきい値として設定することを特徴とする作業機の変速制御装置。
5. 請求項１記載の作業機の変速制御装置において、
   オペレータの操作により前記変速制御のしきい値を初期値に戻す学習補正解除手段を更に備えることを特徴とする作業機の変速制御装置。
6. 請求項１記載の作業機の変速制御装置において、
   前記学習補正手段は、学習する変速条件として、オペレータの意図するタイミングで操作したときの車速を取得することを特徴とする作業機の変速制御装置。
7. 請求項１記載の作業機の変速制御装置において、
   前記変速条件取得手段は、学習する変速条件として、オペレータの意図するタイミングで操作したときの車速と速度比を取得することを特徴とする作業機の変速制御装置。

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