JP6514118B2 - 作業車両及び作業車両の制御方法 - Google Patents

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    • B60L3/0061Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electrical machines
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    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
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    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/50Control strategies for responding to system failures, e.g. for fault diagnosis, failsafe operation or limp mode
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/029Adapting to failures or work around with other constraints, e.g. circumvention by avoiding use of failed parts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/283Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a single arm pivoted directly on the chassis
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/02Travelling-gear, e.g. associated with slewing gears
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/202Mechanical transmission, e.g. clutches, gears
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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Description

本発明は、作業車両及び作業車両の緊急走行方法に関する。
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。
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。
EMTは、無段変速を可能にするために、例えば、遊星歯車機構と電動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要素が電動モータに連結されている。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。EMTでは、この電動モータの回転速度が変化することによって、出力軸の回転速度比が無段に変化する。
また、HMTでは、EMTにおける電動モータの代わりに、油圧モータが用いられている。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。EMTと同様に、HMTでは、この油圧モータの回転速度が変化することによって、入力軸に対する出力軸の回転速度比が無段に変化する。
特開2006―329244号公報
上記EMT、HMT等が搭載されるハイブリッド型作業車両では、モータが故障すると、速度比を目標値に制御することができない。したがって、モータが故障すると、ハイブリッド車両は、走行自体が困難となる。しかし、稼働中等にモータに異常が発生した際に、少なくとも他の作業車両の稼動に影響のない場所まで移動できることが望ましい。
本発明の目的は、ハイブリッド型作業車両において、内部の機器(特に、モータ)に異常が発生した際に、緊急走行を行うことが可能な作業車両及び作業車両の緊急走行方法を提供することにある。
本発明の第1の態様に係る作業車両は、エンジンと、油圧ポンプと、作業機と、走行装置と、動力伝達装置と、制御部とを備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。走行装置は、エンジンによって駆動される。動力伝達装置は、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する。制御部は、動力伝達装置を制御する。動力伝達装置は、入力軸と、出力軸と、歯車機構と、第1モータと、第2モータと、回転軸固定部と、動力伝達部と、可変動力伝達部とを含む。歯車機構は、入力軸の回転を出力軸に伝達する。歯車機構は、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とを含む。第1遊星歯車機構は、互いに異なる第1回転要素、第2回転要素、及び、第3回転要素を含む。第2遊星歯車機構は、互いに異なる第4回転要素、第5回転要素、及び、第6回転要素を含む。エンジンは、入力軸を介して第1回転要素に接続することができる。動力伝達部は、第2回転要素の駆動力を第4回転要素に伝達することができる。回転軸固定部は、第3回転要素の回転軸と第5回転要素の回転軸とを一体で動作させることができる。出力軸は、第6回転要素に接続される。可変動力伝達部は、駆動力を入力する入力部と、入力した駆動力以下の駆動力を出力する出力部とを含む。制御部は、異常検出部と、接続変更部と、駆動力変換制御部とを含む。異常検出部は、第1モータと第2モータの少なくとも一方のモータが異常であることを検出する。接続変更部は、少なくとも回転軸固定部により第3回転要素の回転軸と第5回転要素の回転軸とを一体で動作させることによって、少なくとも一方のモータを駆動しなくてもエンジンの出力を出力軸まで伝達できるように動力伝達装置内の要素の接続関係を変更する。駆動力変換制御部は、エンジンの出力を適切な駆動力に変換して出力軸に伝達できるように、可変動力伝達部を制御する。
回転軸固定部は、Lクラッチと、Hクラッチとを含むとよい。Lクラッチは、固定端と接続または切断することができる。Hクラッチは、第3回転要素と第5回転要素とを接続または切断することができる。
接続変更部は、LクラッチとHクラッチとを共に係合状態とするとよい。
可変動力伝達部は、FクラッチとRクラッチとのうちの一方である第1クラッチを含むとよい。Fクラッチは、前進の向きに走行装置を駆動させる歯車機構に接続されるとよい。Rクラッチは、後進の向きに走行装置を駆動させる歯車機構に接続されるとよい。駆動力変換制御部は、作業車両発進時に、第1クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御するとよい。
可変動力伝達部は、HクラッチとLクラッチとのうちの一方である第2クラッチを含むとよい。駆動力変換制御部は、作業車両発進時に、HクラッチとLクラッチとのうちの他方である第3クラッチを係合した後、第2クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御するとよい。
制御部は、接続変更部による動作または駆動力変換制御部による制御が行われる際には、エンジンの回転速度が所定の上限値を越えないように制御するとよい。
当該作業車両は、少なくとも第2モータで発生するエネルギーを蓄え、エネルギーを少なくとも第2モータに出力可能なエネルギー貯留部をさらに備えるとよい。可変動力伝達部は、FクラッチとRクラッチとのうちの一方である第1クラッチを含むとよい。Fクラッチは、前進の向きに走行装置を駆動させる歯車機構に接続される。Rクラッチは、後進の向きに走行装置を駆動させる歯車機構に接続される。第1モータが回転不能である異常を異常検出部が検出すると、接続変更部は、少なくともLクラッチを解放状態とするとよい。さらに、駆動力変換制御部は、第1クラッチのクラッチ圧を高めるように制御し、第1クラッチが係合した後に第2モータでエネルギーを発生させ、発生されたエネルギーをエネルギー貯留部に蓄えさせるとよい。
エネルギー貯留部が所定の第1量以上のエネルギーを貯留したときに、接続変更部は、Lクラッチを解放状態とし、Hクラッチを係合状態とするとよい。駆動力変換制御部は、第1クラッチの係合を解除し、エネルギー貯留部に蓄えられたエネルギーを用いて第2モータを駆動し、出力軸を駆動するとよい。
エネルギー貯留部が貯留するエネルギーが第1量より小さい所定の第2量を下回ったときに、駆動力変換制御部は、第2モータの駆動を終了するとよい。接続変更部は、Hクラッチを解放状態とするとよい。駆動力変換制御部は、第1クラッチのクラッチ圧を高めるように制御するとよい。そして、駆動力変換制御部は、第1クラッチが係合した後にエンジンの駆動力によって第2モータでエネルギーを発生させ、発生されたエネルギーをエネルギー貯留部に蓄えさせるとよい。
エネルギー貯留部が貯留するエネルギーが第2量より小さい第3量以上であるとき、駆動力変換制御部は、第1クラッチの入出力回転軸の回転を同期させるようにエネルギー貯留部に蓄えられたエネルギーを用いて第2モータを回転させた後で、第1クラッチを係合させるとよい。エネルギー貯留部が貯留するエネルギーが第3量より小さいとき、駆動力変換制御部は、第1クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御し、第1クラッチを係合させるとよい。
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、油圧ポンプと、作業機と、走行装置と、動力伝達装置とを備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。走行装置は、エンジンによって駆動される。動力伝達装置は、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する。動力伝達装置は、入力軸と、出力軸と、歯車機構と、第1モータと、第2モータと、回転要素接続部と、動力伝達部と、可変動力伝達部とを含む。動力伝達装置では、第1モータまたは第2モータの回転速度が変化することによって、入力軸に対する出力軸の回転速度比が変化する。歯車機構は、入力軸の回転を出力軸に伝達する。歯車機構は、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とを含む。第1遊星歯車機構は、互いに異なる第1回転要素、第2回転要素、及び、第3回転要素を含む。第2遊星歯車機構は、互いに異なる第4回転要素、第5回転要素、及び、第6回転要素を含む。エンジンは、入力軸を介して第1回転要素に接続することができる。動力伝達部は、第2回転要素の駆動力を第4回転要素に伝達することができる。回転軸固定部は、第3回転要素の回転軸と第5回転要素の回転軸とを一体で動作させることができる。出力軸は、第6回転要素に接続される。可変動力伝達部は、駆動力を入力する入力部と、入力した駆動力以下の駆動力を出力する出力部とを含む。当該制御方法は、第1ステップと、第2ステップと、第3ステップとを含む。第1ステップでは、作業車両が第1モータと第2モータの少なくとも一方のモータが異常であることを検出する。第2ステップでは、作業車両が少なくとも回転軸固定部により第3回転要素の回転軸と第5回転要素の回転軸とを一体で動作させることによって、少なくとも一方のモータを駆動しなくてもエンジンの出力を出力軸まで伝達できるように動力伝達装置内の要素の接続関係を変更する。第3ステップでは、作業車両がエンジンの出力を適切な駆動力に変換して出力軸に伝達できるように、可変動力伝達部を制御する。
回転軸固定部は、固定端と接続または切断することができるLクラッチと、第3回転要素と第5回転要素とを接続または切断することができるHクラッチとを含むとよい。そして、接続関係を変更するステップにおいて、作業車両は、LクラッチとHクラッチとを共に係合状態とするとよい。
当該作業車両は、少なくとも第2モータで発生するエネルギーを蓄え、エネルギーを少なくとも第2モータに出力可能なエネルギー貯留部をさらに備えるとよい。回転軸固定部は、固定端と接続または切断することができるLクラッチと、第3回転要素と第5回転要素とを接続または切断することができるHクラッチとを含むとよい。可変動力伝達部は、FクラッチとRクラッチとのうちの一方である第1クラッチを含むとよい。Fクラッチは、前進の向きに走行装置を駆動させる歯車機構に接続されるとよい。Rクラッチは、後進の向きに走行装置を駆動させる歯車機構に接続されるとよい。少なくとも一方のモータが異常であることを検出するステップにおいて、作業車両は、第1モータが回転不能である異常を作業車両が検出するとよい。接続関係を変更するステップにおいて、作業車両は、少なくともLクラッチを解放状態とするとよい。可変動力伝達部を制御するステップにおいて、作業車両は、第1クラッチのクラッチ圧を高めるように制御するとよい。さらに、作業車両は、第1クラッチが係合した後に第2モータでエネルギーを発生させ、発生されたエネルギーをエネルギー貯留部に蓄えさせるとよい。
エネルギー貯留部が所定の第1量以上のエネルギーを貯留したときに、接続関係を変更するステップにおいて、作業車両は、Lクラッチを解放状態とし、Hクラッチを係合状態とするとよい。可変動力伝達部を制御するステップにおいて、作業車両は、第1クラッチの係合を解除し、エネルギー貯留部に蓄えられたエネルギーを用いて第2モータを駆動し、出力軸を駆動するとよい。
本発明に係る作業車両及び作業車両の制御方法では、第1モータと第2モータの少なくとも一方が異常であることを検出されると、接続変更部により少なくとも一方のモータを駆動しなくてもエンジンの駆動力を出力軸まで伝達できるように動力伝達装置内の要素の接続関係を変更される。このように接続関係が変更されると、速度比は固定させられることとなるが、駆動力変換制御部により、エンジンからの駆動力を適切な駆動力に変換して出力軸に伝達できるように、可変動力伝達部が制御される。したがって、当該作業車両は、内部の機器(特に、モータ)に異常が発生した際に、緊急走行を行うことが可能である。
図1は、作業車両の側面図である。 図2は、作業車両の構成を示す模式図である。 図3は、実施形態に係る動力伝達装置の構成を示す模式図である。 図4は、実施形態に係る制御部の内部構成を示す図である。 図5Aは、第1の実施形態に係る制御部の概略動作を示すフローチャートである。 図5Bは、第1の実施形態に係る制御部の概略動作を示すフローチャートである。 図5Cは、第1の実施形態に係る制御部の概略動作を示すフローチャートである。 図6Aは、第2の実施形態に係る制御部の概略動作を示すフローチャートである。 図6Bは、第2の実施形態に係る制御部の概略動作を示すフローチャートである。 図6Cは、第2の実施形態に係る制御部の概略動作を示すフローチャートである。 図6Dは、第2の実施形態に係る制御部の概略動作を示すフローチャートである。
[第1の実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る作業車両1の側面図である。図1に示すように、作業車両1は、車体フレーム2と、作業機3と、走行輪4、5と、運転室6とを備えている。作業車両1は、ホイールローダであり、走行輪4、5が回転駆動されることにより走行する。作業車両1は、作業機3を用いて掘削等の作業を行うことができる。
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傾動可能に取り付けられている。前フレーム16には、作業機3および走行輪4、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の一端は前フレーム16に取り付けられている。リフトシリンダ13の他端はブーム11に取り付けられている。リフトシリンダ13が作業機ポンプ23からの作動油によって伸縮することによって、ブーム11が上下に回動する。バケット12は、ブーム11の先端に取り付けられている。バケットシリンダ14の一端は車体フレーム2に取り付けられている。バケットシリンダ14の他端はベルクランク15を介してバケット12に取り付けられている。バケットシリンダ14が、作業機ポンプ23からの作動油によって伸縮することによって、バケット12が上下に回動する。
後フレーム17には、運転室6及び走行輪5が取り付けられている。運転室6は、車体フレーム2上に載置されている。運転室6内には、オペレータが着座するシート、オペレータに作業車両1内の各種状態を表示するモニタ、後述する操作装置などが配置されている。
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。
図2は、本発明の実施形態に係る作業車両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。
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及び空気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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、ブレーキ操作装置50と、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や、後述する緊急走行モードを選択するための操作部材(図示せず)をさらに有してもよい。
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。
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。
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。
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、前進位置(F)と中立位置(N)と後進位置(R)とに選択的に切り換えられる。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(FR検出信号)を制御部27に出力する。
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。
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、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。ブレーキ操作部材50aは、後述するパーキングブレーキPBを作動させるために操作されるパーキングブレーキ操作部材も含む。パーキングブレーキ操作部材は、例えばパーキングスイッチ或いはパーキングレバーであり、オペレータによって操作される。パーキングブレーキPBは、パーキングブレーキ操作部材の操作に基づきパイロット油圧をパーキングブレーキ制御弁VBに供給することにより、パーキングブレーキ制御弁VBを駆動する。パーキングブレーキ操作部材が操作されると、操作信号が制御部27に出力される。
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。
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。また、制御部27は、アクセル操作量に応じたエンジン21のトルク特性を出力するための燃料噴射及び空気流入量に関する指令信号を燃料噴射装置21aに送ってもよい。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。
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、インバータ60と、キャパシタ64と、を備えている。動力伝達装置24では、第1モータMG1または第2モータMG2の回転速度が変化することによって、入力軸61に対する出力軸63の回転速度比が変化する。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。すなわち、入力軸61は、エンジン21の出力軸と接続する。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。
歯車機構62は、エンジン21からの駆動力を伝達する機構である。歯車機構62によって、第1モータMG1または第2モータMG2の回転速度が変化すると、入力軸61に対する出力軸63の速度比が変化する。歯車機構62は、FR切換機構65と、変速機構66と、を有する。
FR切換機構65は、FクラッチCFと、RクラッチCRと、Fクラッチ出力軸61fと、Rクラッチ出力軸61r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。FクラッチCFは、Fクラッチ出力軸61fと入力軸61(Fクラッチ入力軸)とを接続又は切断する。RクラッチCRは、Rクラッチ出力軸61rと入力軸61(Rクラッチ入力軸)とを接続又は切断する。Fクラッチ出力軸61fには、第1FクラッチギアGf1が接続している。Rクラッチ出力軸61rには、第1RクラッチギアGr1が接続している。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。第2FクラッチギアGf2及び第3RクラッチギアGr3は、後述する伝達軸67、第1サンギアS1、第1遊星ギアP1、第1リングギアR1、及び第1リング外周ギアGo1を介して第2モータMG2の出力軸に接続している。すなわち、Fクラッチ出力軸61f及びRクラッチ出力軸61rは、第1遊星歯車機構の少なくとも1つの回転要素を介して第2モータMG2の出力軸と接続する。
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、FクラッチCFが接続される場合の伝達軸67の回転方向と、R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。
FクラッチCFとRクラッチCRとは、油圧式クラッチであり、各クラッチCF、CRには、トランスミッションポンプ29からの作動油が供給される。FクラッチCFへの作動油は、Fクラッチ制御弁VFによって制御される。RクラッチCRへの作動油は、Rクラッチ制御弁VRによって制御される。FクラッチCFとRクラッチCRとは、それぞれのクラッチ制御弁VF、VRが操作されることによって、それぞれのクラッチの圧力(クラッチ圧)が変化する。クラッチ圧が弱いと、クラッチの入力軸に対し、クラッチの出力軸が滑りながら接続することになる。そして、クラッチ圧が所定の圧力(係合圧)に到達すると、クラッチの入力軸に対し、クラッチの出力軸が滑らずに接続することとなる。このように、クラッチの入力軸に対し、クラッチの出力軸が滑らずに接続することをクラッチが係合するという。
各クラッチ制御弁VF、VRは、制御部27からの指令信号によって制御される。FクラッチCFのオン(係合)/オフ(切断)とRクラッチCRのオン(係合)/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、F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)に接続される。R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)に接続される。
変速機構66は、伝達軸67と、第1遊星歯車機構68と、第2遊星歯車機構69と、Hi/Lo切換機構70と、出力ギア71と、を有している。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。ここで、説明の便宜上、入力軸61を介してエンジン21に接続する第1遊星歯車機構68の回転要素を第1回転要素と呼ぶ。つまり、エンジン21は、入力軸61を介して第1遊星歯車機構68の第1回転要素に接続することができる。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。ここで、第1遊星歯車機構68の1回転要素の駆動力を、第2遊星歯車機構69の1回転要素に伝達するものを動力伝達部PTと呼ぶ。本実施形態では、第1キャリアC1が動力伝達部PTに相当する。そして、動力伝達部PTに接続する第1遊星歯車機構68の回転要素を第2回転要素と呼ぶ。本実施形態では、第1遊星ギアP1が第2回転要素に相当する。
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Go2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。ここで、動力伝達部PTに接続する第2遊星歯車機構69の回転要素を第4回転要素と呼ぶ。つまり、第2サンギアS2は、第4回転要素に相当する。したがって、動力伝達部PTは、第2回転要素の駆動力を第4回転要素に伝達している。
また、出力軸63に接続される第2遊星歯車機構69の回転要素を第6回転要素と呼ぶ。つまり、第2リングギアR2は、第6回転要素に相当する。
Hi/Lo切換機構70は、動力伝達装置24における駆動力伝達経路を第1モードと第2モードとで選択的に切り換えるための機構である。本実施形態において、第1モードは、速度比が低い場合に選択されるLoモードであり、第2モードは、速度比が高い場合に選択されるHiモードである。このHi/Lo切換機構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。
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。FクラッチCFとRクラッチCRと同様に、クラッチ制御弁VH、VLが操作されることによって、各クラッチCH、CLの圧力(クラッチ圧)が変化する。各クラッチ制御弁VH、VLは制御部27からの指令信号によって制御される。
HクラッチCHを係合状態とすると、第1遊星歯車機構68の1回転要素(第1リングギアR1)の回転軸と、第2遊星歯車機構69の1回転要素(第2遊星ギアP2)の回転軸とが一体で回転する。さらに、LクラッチCLを係合状態(クラッチの出力軸がクラッチの入力軸に対して滑らずに接続している状態)とすると、第1リングギアR1の回転軸、第2キャリアC2及び第2遊星ギアP2の回転軸が固定される。このように、第1遊星歯車機構68の1回転要素の回転軸と、第2遊星歯車機構69の1回転要素の回転軸とを一体で動作させることができるものを、回転軸固定部RAFと呼ぶ。本実施形態では、回転軸固定部RAFは、HクラッチCH、及びLクラッチCLを含む。ここで、回転軸固定部RAFに接続する第1遊星歯車機構68の回転要素を第3回転要素と呼び、回転軸固定部RAFに接続する第2遊星歯車機構69の回転要素を第5回転要素と呼ぶ。本実施形態では、第1リングギアR1が第3回転要素に相当し、第2遊星ギアP2が第5回転要素に相当する。この定義によれば、HクラッチCHは第3回転要素と第5回転要素とを接続又は切断することができると言える。また、第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素は互いに異なり、第4回転要素、第5回転要素、第6回転要素は互いに異なる。
HクラッチCHとLクラッチCLを共に係合状態であるときに、FクラッチCFまたはRクラッチCRが接続されると、エンジン21からの駆動力が固定の速度比で出力軸に伝達される。ここで、FクラッチCFまたはRクラッチCRのうち、接続されるほうのクラッチを第1クラッチと呼ぶ。この場合、第1クラッチは、FR検出信号に基づいて決定される。第1クラッチは、接続の際に、エンジン21が停止(stall)しないように、第1クラッチのクラッチ圧を徐々に上昇させることによって、第1クラッチの出力軸が接続対象クラッチの入力軸に対して滑りながら接続させることが望ましい。第1クラッチは、エンジン21からの駆動力が伝達される入力軸(以下、入力部と呼ぶ)と、入力軸の駆動力の一部を出力する出力軸(以下、出力部と呼ぶ)を含んでいる。このように、駆動力を入力する入力部と、入力した駆動力以下の駆動力を出力する出力部とを含むものを、可変動力伝達部VPFと呼ぶ。この場合、第1クラッチが可変動力伝達部VPFに相当する。
図3では、FクラッチCFを可変動力伝達部VPFとして図示しているが、必ずしもそれに限られない。本実施形態では、可変動力伝達部VPFは、FクラッチCF、RクラッチCR、HクラッチCH、及びLクラッチCLのうちの1つのクラッチを意味する。例えば、FR検出信号に基づいてFクラッチCFまたはRクラッチCRを係合した後、制御部27は、HクラッチCH及びLクラッチCLのうちの一方(以下、第3クラッチと呼ぶ)を係合させ、HクラッチCH及びLクラッチCLのうちの他方(以下、第2クラッチと呼ぶ)を滑りながら接続させてもよい。この場合、第2クラッチが可変動力伝達部VPFに相当する。
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制御部27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の第1キャリアC1に接続されている。
第1モータMG1にはインバータ60が接続されており、このインバータ60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制御部27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。
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の第1リング外周ギアGo1(つまり、第1リングギアR1)に接続されている。
第1モータMG1、第2モータMG2は、駆動モータとして機能し、回転速度が0になるように制御されると、それぞれ、第1キャリアC1、第1リング外周ギアGo1(つまり、第1リングギアR1)を固定することができる。
第2モータMG2にはインバータ60が接続されており、インバータ60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制御部27から与えられる。本実施形態では、インバータ60は、第1モータMG1と第2モータMG2の両方の駆動に使用される一体型インバータを例示しているが、第1モータMG1と第2モータMG2とのそれぞれに対して、別々のインバータが使用されてもよい。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。
キャパシタ64は、モータMG1、MG2の少なくとも一方で発生す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の合計発電量が各モータMG1、MG2の合計電力消費量より大きいときに、各モータMG1、MG2で発電された電力を蓄電する。また、キャパシタ64は、各モータMG1、MG2の合計電力消費量が各モータMG1、MG2の合計発電量により大きいときに、電力を放電する。すなわち、各モータMG1、MG2は、キャパシタ64に蓄えられた電力によって駆動される。なお、キャパシタ64に代えて、バッテリーが他の蓄電手段として用いられてもよい。また、モータMG1,MG2のうちの一方が発電し、他方が給電することによって、モータMG1,MG2の各々が駆動可能である場合は、キャパシタ64は省略されてもよい。
制御部27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への指令トルクまたは指令回転速度を示す指令信号をインバータ60に与える。また、制御部27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。ただし、第1の実施形態では、特に、制御部27は、第1モータMG1と第2モータMG2との少なくとも一方が異常であることが検出した場合、回転軸固定部RAFによって、クラッチCH、CLを係合させ、モータMG1、MG2の制御を停止させた状態で、作業車両1を走行させる。このような作業車両1の走行形態を「緊急走行モード」と呼ぶ。以降の説明では、「緊急走行モード」を実現するための制御部27の構成及び動作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の内部構成の詳細を示すブロック図である。図4に示すように、制御部27は、異常検出部81と、接続変更部82と、駆動力変換制御部83とをさらに含む。図4においては、記憶部56の記載は省略されている。
異常検出部81は、第1モータMG1,第2モータMG2に接続される各種センサ(第1モータ回転速度検出部75、第2モータ回転速度検出部76など)、インバータ60、キャパシタ64において測定される電流値・電圧値などに基づいて、第1モータMG1及び第2モータMG2の少なくとも一方のモータで生じた異常を検出する。第1の実施形態では、特に、異常検出部81は、第1モータMG1及び第2モータMG2の少なくとも一方が回転可能ではあるものの、制御部27からの指令信号に応じて正常に動作しない異常を検出する。この異常は、例えば、モータのコイル等の回路が短絡する、または、モータの回路と外部との間に異常な接触が生じてしまうことにより過電流が生じていることがインバータ60を流れる電流等によって検出することによって、検出される。また、第1モータ回転速度検出部75、第2モータ回転速度検出部76において、2相の出力信号の一方が出力できない場合、異常検出部81は、当該モータ回転速度検出部に係るモータの異常を検出することができる。異常検出部81は、異常を検出したモータの情報を含む異常検出信号を接続変更部82と、駆動力変換制御部83に出力する。
接続変更部82は、少なくとも回転軸固定部RAFにより第3回転要素(第1リングギアR1)の回転軸と第5回転要素(第2遊星ギアP2)の回転軸とを一体で動作させることによって、異常検出部81によって異常が検出されたモータを駆動しなくても、エンジン21の出力を出力軸63まで伝達できるように動力伝達装置24内の要素の接続関係を変更する。具体的には、接続変更部82は、HクラッチCHとLクラッチCLとを共に係合状態とする。
駆動力変換制御部83は、エンジン21の出力を適切な駆動力に変換して出力軸63に伝達できるように、可変動力伝達部VPFを制御する。具体的には、上述する第1クラッチが可変動力伝達部VPFである場合、駆動力変換制御部83は、FR検出信号に基づいて、FクラッチCFとRクラッチCRとのうち、どちらが第1クラッチかを決定し、エンジン回転速度に基づいて、エンジン21が停止しないように、作業車両1発進時に、第1クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御する。上述する第2クラッチが可変動力伝達部VPFである場合、駆動力変換制御部83は、FR検出信号に基づいてFクラッチCFとRクラッチCRのいずれかを係合させる。つぎに、駆動力変換制御部83は、HクラッチCHとLクラッチCLとのうち一方を第2クラッチとして選択し、他方を第3クラッチとして選択した上で、第3クラッチを先に係合させる。最後に、駆動力変換制御部83は、エンジン回転速度に基づいて、エンジン21が停止しないように、作業車両1発進時に、第2クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御する。なお、上述する第2クラッチが可変動力伝達部VPFである場合、接続変更部82の処理と、駆動力変換制御部83の処理が、同時に進められることとなる。以下に、これらの動作の詳細を説明する。
図5A〜5Cは、第1の実施形態に係る制御部27の概略動作を示すフローチャートである。図5Aは、第1クラッチが可変動力伝達部VPFである場合、及び、第2クラッチが可変動力伝達部VPFである場合について、制御部27が行う共通の動作を示す。図5Bは、第1クラッチが可変動力伝達部VPFである場合における制御部27が行う動作を示す。図5Cは、第2クラッチが可変動力伝達部VPFである場合における制御部27が行う動作を示す。図5Bと図5Cにおいて、同じ動作を表すものは、同じ符号を付しており、詳細な説明を省略する。
作業車両1起動後、作業車両1が通常走行を行っている(ステップS10)ときに、異常検出部81が第1モータMG1及び第2モータMG2の少なくとも一方のモータで生じた異常を検出したとする(ステップS20でYes)。このとき、作業車両1は走行を停止し、オペレータに異常が生じたことを運転室6内のモニタに表示するなどして通知する(ステップS30)。このとき、制御部27は、第1モータMG1及び第2モータMG2の制御を停止し、全てのクラッチを解放させるとよい。また、オペレータへの通知は、モニタ表示だけでなく、音声通知など他の通知手段であってもよい。異常検出部81が異常を検出していない場合(ステップS20でNo)、作業車両1は通常走行を継続する(ステップS10)。
オペレータへの異常通知があると、オペレータが緊急走行モードを選択するか否かを決定する(ステップS40)。緊急走行モードを選択するための操作部材が操作されるなどによって、オペレータが緊急走行モードを選択すると(ステップS40でYes)、制御部27は、FR検出信号が中立位置(N)を表す信号であるか否か判定する(ステップS45)。FR検出信号が中立位置(N)を表す信号である場合(ステップS45でYes)、制御部27は、緊急走行モードを起動する(ステップS50)。オペレータが緊急走行モードを選択しない場合(ステップS40でNo)、または、FR検出信号が中立位置(N)以外を表す信号である場合(ステップS45でNo)、作業車両1はそのまま停止する。
緊急走行モードが起動された場合、制御部27は、エンジン回転速度が所定の上限値Nlmt3を超えないように制御する(ステップS53)。これにより、以降のステップS90〜S170、S190、S191、S200、S210、S220、S230の実行中は、ステップS53によって、制御部27は、エンジン回転速度が所定の上限値Nlmt3を超えないように制御している。つぎに、制御部27は、緊急走行モードを選択するための操作部材が通常走行時の状態に戻されたかどうか等に基づいて、オペレータによる緊急走行モード終了指示があるかどうか判定する(ステップS57)。緊急走行モード終了指示があると(ステップS57でYes)、制御部27が全てのクラッチを解放する指令信号を各クラッチに対応する制御弁に出力し、ステップS53によるエンジン回転速度の制限を解除する(ステップS71)。そして、作業車両1は停止する。
緊急走行モード終了指示がないと(ステップS57でNo)、制御部27は、緊急走行可能かどうか判定する(ステップS60)。具体的には、制御部27は、「緊急走行モード」で走行するために必要な動力伝達装置24の要素が全て動作可能かどうかを判定する。第1の実施形態では、制御部27は、クラッチCF、CR、CH、CLが動作可能かどうかを判定する。緊急走行不可能と制御部27が判定する場合(ステップS60でNo)、制御部27は、全てのクラッチを解放する指令信号を各クラッチに対応する制御弁に出力し、ステップS53によるエンジン回転速度の制限を解除した上で(ステップS70)、オペレータに緊急走行モードの走行が不可能であることを通知する(ステップS80)。この場合でも、モニタ表示、音声通知などの各種通知手段を利用可能である。
つぎに、第1クラッチが可変動力伝達部VPFである場合における制御部27が行う動作について説明する。緊急走行が可能であると制御部27が判定した場合(ステップS60でYes)、接続変更部82は、HクラッチCHのクラッチ圧を係合圧とするための指令信号をHクラッチ制御弁VHに出力し、LクラッチCLのクラッチ圧を係合圧とするための指令信号をLクラッチ制御弁VLに出力する(図5BのステップS90)。これによって、HクラッチCHとLクラッチCLがともに係合される。さらに、第1遊星歯車機構68の第3回転要素(第1リングギアR1)の回転軸と、第2遊星歯車機構69の第5回転要素(第2遊星ギアP2)の回転軸とが固定される。
つぎに、駆動力変換制御部83は、FR検出信号が中立位置(N)を表す信号であれば(ステップS100でYes)、クラッチCH、CLを解放する指令信号をクラッチ制御弁VH、VLに出力し(ステップS110)、ステップS57の処理を再度実行する。FR検出信号が中立位置(N)を表す信号でなければ(ステップS100でNo)、ステップS120の処理を実行する。
ステップS120では、駆動力変換制御部83は、エンジン回転速度Nengが所定の回転速度Nlmt2より小さいか否かを判定する。回転速度Nlmt2より小さい回転速度は、エンジン21が停止(stall)する回転速度まで減少する恐れが高い回転速度である。エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt2より小さいと(ステップS120でYes)、駆動力変換制御部83は、クラッチCF、CRを解放するための指令信号をFクラッチ制御弁VFとRクラッチ制御弁VRとに出力する(ステップS110)。これにより、エンストが防止される。その後、ステップS57の処理が再度実行される。
エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt2以上であると(ステップS120でNo)、駆動力変換制御部83は、エンジン回転速度Nengが所定の回転速度Nlmt1より小さいか否かを判定する(ステップS130)。回転速度Nlmt1より小さい回転速度は、回転速度Nlmt2まで減少する可能性の高い回転速度である。エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt1より小さい場合(ステップS130でYes)、駆動力変換制御部83は、クラッチCF、CRのクラッチ圧を維持するための指令信号をFクラッチ制御弁VFとRクラッチ制御弁VRとに出力する(ステップS140)。その後、ステップS57の処理が再度実行される。
エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt1以上であると(ステップS130でNo)、駆動力変換制御部83は、FR検出信号が前進位置(F)を表す信号であるか否かを判定する(ステップS150)。FR検出信号が前進位置(F)を表す信号である場合(ステップS150でYes)、駆動力変換制御部83は、RクラッチCRを解放するための指令信号をRクラッチ制御弁VRに出力し(ステップS160)、FクラッチCFのクラッチ圧が係合圧となるまで(ステップS170でNo)、FクラッチCFのクラッチ圧を所定圧(ΔP)だけ増加させる(ステップS180)。FクラッチCFのクラッチ圧が係合圧となると(ステップS170でYes)、ステップS53によるエンジン回転速度の制限を解除する(ステップS175)。ステップS175またはS180が実行されると、ステップS57の処理が再度実行される。
FR検出信号が後進位置(R)を表す信号である場合(ステップS150でNo)、駆動力変換制御部83は、FクラッチCFを解放するための指令信号をFクラッチ制御弁VFに出力し(ステップS190)、RクラッチCRのクラッチ圧が係合圧となるまで(ステップS200でNo)、RクラッチCRのクラッチ圧を所定圧(ΔP)だけ増加させる(ステップS210)。RクラッチCRのクラッチ圧が係合圧となると(ステップS200でYes)、ステップS53によるエンジン回転速度の制限を解除する(ステップS205)。ステップS205またはS210が実行されると、ステップS57の処理が再度実行される。
つぎに、第2クラッチが可変動力伝達部VPFである場合における制御部27が行う動作について説明する。緊急走行が可能であると制御部27が判断した場合(ステップS60でYes)、駆動力変換制御部83は、FR検出信号が中立位置(N)を表す信号であれば(図5CのステップS100でYes)、全クラッチを解放する指令信号を各クラッチに対応するクラッチ制御弁に出力し(ステップS111)、ステップS57の処理を再度実行する。FR検出信号が中立位置(N)を表す信号でなければ(ステップS100でNo)、ステップS120の処理を実行する。この関係で、エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt2より小さい場合(ステップS120でYes)、駆動力変換制御部83は、全クラッチを解放する指令信号を各クラッチに対応するクラッチ制御弁に出力する(ステップS111)。
エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt2以上であり(ステップS120でNo)、エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt1より小さい場合(ステップS130でYes)、駆動力変換制御部83は、全クラッチのクラッチ圧を維持するための指令信号を各クラッチに対応するクラッチ制御弁に出力する(ステップS141)。エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt1以上であると(ステップS130でNo)、駆動力変換制御部83は、FR検出信号が前進位置(F)を表す信号であるか否かを判定する(ステップS150)。FR検出信号が前進位置(F)を表す信号である場合(ステップS150でYes)、駆動力変換制御部83は、FクラッチCFを係合するための指令信号、RクラッチCRを解放するための指令信号、第3クラッチ(HクラッチCH、LクラッチCLのいずれか)を係合させるための指令信号を、各クラッチに対応するクラッチ制御弁に出力する(ステップS161)。FR検出信号が後進位置(R)を表す信号である場合(ステップS150でNo)、駆動力変換制御部83及び接続変更部82は、FクラッチCFを解放するための指令信号、RクラッチCRを係合するための指令信号、第3クラッチ(HクラッチCH、LクラッチCLのいずれか)を係合させるための指令信号を、各クラッチに対応するクラッチ制御弁に出力する(ステップS191)。
ステップS161またはステップS191が終了すると、駆動力変換制御部83及び接続変更部82は、第2クラッチ(HクラッチCHとLクラッチCLのうち、第3クラッチでない方のクラッチ)のクラッチ圧が係合圧となるまで(ステップS220でNo)、第2クラッチのクラッチ圧を所定圧(ΔP)だけ増加させる(ステップS230)。第2クラッチのクラッチ圧が係合圧となると(ステップS220でYes)、ステップS53によるエンジン回転速度の制限を解除する(ステップS225)。ステップS111、S141、S225、またはS230が実行されると、ステップS57の処理が再度実行される。
上述する所定圧ΔP、エンジン回転速度の閾値Nlmt1、Nlmt2、Nlmt3は、予め定められ、記憶部56に記憶されている。なお、Nlmt2<Nlmt1<Nlmt3である。なお、上述する第2クラッチと第3クラッチをHクラッチCHとLクラッチCLのどちらにするかは、任意である。つまり、HクラッチCHが第2クラッチであり、LクラッチCLが第3クラッチであってもよい。あるいは、HクラッチCHが第3クラッチであり、LクラッチCLが第2クラッチであってもよい。
なお、上述するステップS90、ステップS161及びS191は、作業車両1が少なくとも回転軸固定部RAFにより、第3回転要素(第1リングギアR1)の回転軸と第5回転要素(第2遊星ギアP2)の回転軸とを一体で動作させることによって、少なくとも一方のモータを駆動しなくてもエンジン21の出力を出力軸63まで伝達できるように動力伝達装置24内の要素の接続関係を変更するステップに相当する。また、ステップS170〜S180、S200〜210、S220〜230は、作業車両1がエンジン21の出力を適切な駆動力に変換して出力軸63に伝達できるように、可変動力伝達部VPFを制御するステップに相当する。
また、ステップS90〜S230、S60において、エンジン21は、アクセル操作量に応じてエンジン回転速度Neng及び出力トルクを変化させる。オペレータがアクセルを踏んでいない状態では、エンジン回転速度Nengはアイドリングをするための回転速度を維持する。そして、無負荷状態においては、オペレータのアクセル操作量が大きいほど、エンジン回転速度Nengが大きくなる。緊急走行モードにおいて、第1クラッチや第2クラッチが接続されると、エンジン21の回転軸には路面抵抗等による減速トルクを受けることとなり、この減速トルクがエンジン出力トルクより高いと、エンジン回転速度Nengが低下する。ステップS120やステップS130では、このようなエンジン回転速度の低下によりエンジンが停止する危険性が高くなっているか否かを駆動力変換制御部83は判定し、必要に応じてクラッチ圧の増加の中止、もしくはクラッチ圧の低下を行っている。
[第2の実施形態]
第1の実施形態では、第1モータMG1及び第2モータMG2の少なくとも一方が制御不能であり、第1モータMG1及び第2モータMG2の両方が回転可能である場合についての緊急走行について説明した。しかし、モータ出力軸が軸受ベアリングとの間で一体化して動かなくなるモータ固着による異常も存在する。これは、軸受に潤滑油が不足したときにベアリングがモータ軸及び軸受に焼きつき、焼きついたベアリングが溶解し、溶解したベアリングが冷めるとモータ軸及び軸受と一体化することによって生じる。第2の実施形態では、特に、第1モータMG1が固着する異常が生じた場合における緊急走行方法について説明する。
第2の実施形態における作業車両及び動力伝達装置の構成は、図2及び図3に示される第1の実施形態と同じである。ただし、第2の実施形態においては、キャパシタ64は、特に、少なくとも第2モータMG2で発生す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、第2モータMG2によって発電された電力は、キャパシタ64に蓄えられる。また、キャパシタ64は、キャパシタ64に蓄えられた電力を少なくとも第2モータMG2に出力可能である。なお、キャパシタ64に代えて、バッテリーが他の蓄電手段として用いられてもよい。また、第2の実施形態では、可変動力伝達部VPFは、上述する第1クラッチである。
第2の実施形態における制御部27の構成は、図4に示される、異常検出部81、接続変更部82、及び、駆動力変換制御部83を含む。しかし、異常検出部81、接続変更部82、及び、駆動力変換制御部83の各部の詳細な動作は、第1の実施形態と異なる。
異常検出部81は、第1モータMG1及び第2モータMG2の少なくとも一方のモータで生じた異常を検出する。第2の実施形態では、異常検出部81は、特に、第1モータMG1が固着しているか否かを検出する。すなわち、異常検出部81は、第1モータMG1が回転不能である異常を検出する。具体的には、オペレータが第1モータ固着点検モードを起動することによって異常検出部81が実行される。第1モータ固着点検モードが起動されると、異常検出部81は、全てのクラッチを解放する。そして、異常検出部81は、第1モータMG1にトルクをかけて、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MG1の回転速度Nm1を取得する。この回転速度の絶対値|Nm1|が所定の閾値Nbond(ただし、Nbond>0)以下である状態が所定の時間Tbond以上継続するとき、異常検出部81は、第1モータMG1が回転不能である異常が生じていると判定する。
異常検出部81は、さらに第2モータMG2についても同様にトルクをかけて第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MG2の回転速度Nm2を取得する。この回転速度の絶対値|Nm2|が所定の閾値Nbond以下である状態が所定の時間Tbond以上継続していないことを確認する。つまり、異常検出部81は、第1モータMG1が回転不能である異常が生じていないことを確認する。また、異常検出部81は、LクラッチCLが解放されている、または正常に動作すること、第2モータMG2が接続するインバータ60、キャパシタ64、HクラッチCH及び上述する第1クラッチが正常に動作していることを確認する。
異常検出部81は、第1モータMG1が固着していて、第2モータMG2が固着していないこと、各クラッチが正常に動作していること等を検出すると、これらのモータの情報を含む異常検出信号を接続変更部82と、駆動力変換制御部83とに出力する。接続変更部82及び駆動力変換制御部83は、このような異常検出信号を受信すると、以下のような動作を行う。
まず、接続変更部82は、キャパシタ64が所定の満充電判定閾値Vchg_f以上の電気エネルギーが充電されているか否か検出する。満充電判定閾値Vchg_fとは、キャパシタ64の電気エネルギーの最大充電量近傍の値である。さらに、Vchg_fは、作業車両1の走行に支障とならない程度の充電量である。キャパシタ64が満充電判定閾値Vchg_f以上の電気エネルギーが充電されていない場合、接続変更部82は、少なくともLクラッチCLを解放状態とする。通常、接続変更部82は、HクラッチCHとLクラッチCLとを共に解放状態とする。キャパシタ64が満充電判定閾値Vchg_f以上の電気エネルギーが充電されている場合、接続変更部82は、HクラッチCHを係合状態とし、LクラッチCLを解放状態とする。
駆動力変換制御部83は、接続変更部82によってHクラッチCHとLクラッチCLとが共に解放状態とされるとき、エンジン21の出力を第2モータMG2の回転軸に伝達できるように、可変動力伝達部VPF(第1クラッチ)を制御する。具体的には、駆動力変換制御部83は、エンジン21が停止しないように、エンジン回転速度に基づいて第1クラッチのクラッチ圧を高めるように制御する。これによって、第1クラッチが係合される。第1クラッチが係合された後に、駆動力変換制御部83は、エンジン21の回転速度を上昇させるなどして、第2モータMG2において電気エネルギーを発生させる。発生された電気エネルギーは、キャパシタ64に蓄えられる。
駆動力変換制御部83は、接続変更部82によってHクラッチCHが係合状態とされ、LクラッチCLが解放状態とされるとき、第1クラッチの係合を解除する。このとき、FクラッチCFまたはRクラッチCRのうち第1クラッチでない方のクラッチも解放されている。そして、駆動力変換制御部83は、キャパシタ64に蓄えられたエネルギーを用いて第2モータMG2を駆動し、出力軸63を駆動する。
つぎに、第2の実施形態の制御部27の動作の詳細を説明する。図6A〜6Dは、第2の実施形態に係る制御部27の概略動作を示すフローチャートである。作業車両1起動後、作業車両1が通常走行を行っている(ステップS10)ときに、オペレータがアクセルを踏んでも進まないなど、作業車両1の走行異常がオペレータによって認識されたとする。このとき、オペレータは、第1モータ固着点検モードを起動する(ステップS16)。つぎに、異常検出部81は、第1モータMG1が回転不能であるか否かを検出する(ステップS22)。
ステップS22においては、異常検出部81は、第1モータMG1にトルクをかけて、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MG1の回転速度Nm1を取得する。そして、取得した回転速度の絶対値|Nm1|が所定の閾値Nbond以下である状態が所定の時間Tbond以上継続するとき、異常検出部81は、第1モータMG1が固着することにより、回転不能である異常が生じていると判定する。第1モータMG1が回転不能である場合(ステップS22でNo)、ステップS10に戻る。第1モータMG1が回転不能である場合(ステップS22でYes)、ステップ310に進む。
ステップS310において、制御部27(接続変更部82)は、キャパシタ64の電圧Vcapが満充電判定閾値Vchg_fより低いか否か判定する。キャパシタ電圧Vcapが満充電判定閾値Vchg_f以上である場合(ステップS310でNo)、制御部27(接続変更部82)は後述するステップ550に進む(図6A及び図6D参照)。なお、満充電判定閾値Vchg_fは、キャパシタ64の電気エネルギーの最大充電量近傍の値である。
キャパシタ電圧Vcapが満充電判定閾値Vchg_fより低い場合(ステップS310でYes)、制御部27(接続変更部82)は、FクラッチCF及びRクラッチCRがともにリリース(解放)されているか否かを判定する(ステップS320)。FクラッチCFまたはRクラッチCRのいずれかが接続されている場合(ステップS320でNo)、制御部27は充電ができないものとして本制御を終了させる(図6A及び図6D参照)。FクラッチCF及びRクラッチCRがともに解放されている場合(ステップS320でYes)、制御部27(接続変更部82)は、第1モータMG1の回転速度を0rpmとするように第1モータMG1を制御する(ステップS330)。第1モータMG1の回転軸は固着されているため、通常回転が生じないが、本制御は、後述の処理において第1モータMG1の回転軸が確実に回転しないようにするために行われる。これによって、第2回転要素(第1遊星ギアP1)の回転軸と、第4回転要素(第2サンギアS2)の回転軸とが固定される。
つぎに、ステップS340において、制御部27(接続変更部82)は、少なくともLクラッチCLが解放状態となるようにLクラッチ制御弁VLを制御する。通常、制御部27(接続変更部82)は、HクラッチCH及びLクラッチCLがともに解放されるように、Hクラッチ制御弁VH及びLクラッチ制御弁VLを制御する。つまり、制御部27(接続変更部82)は、HクラッチCH及びLクラッチCLをともに解放する指令信号を、Hクラッチ制御弁VH及びLクラッチ制御弁VLに出力する。これにより、出力軸63は自由に回転できるので、作業車両1は、ニュートラルにおける一般的な車両の動作と同じ動作を行う。つまり、作業車両1が走行状態にある場合にステップS340の動作が実行されると、作業車両1は、慣性によって走行を行う。また、作業車両1が傾斜面上に位置するときは、重力の斜面に平行な方向の成分が動力伝達装置24等の作業車両1内部の摩擦力よりも大きいときは、作業車両1は斜面を下る方向に加速する。
ステップS340が終了後、図6BのステップS350において、制御部27(駆動力変換制御部83)は、キャパシタ電圧Vcapがクラッチ同期制御閾値Vlst1より高いか否か判定する。キャパシタ電圧Vcapがクラッチ同期制御閾値Vlst1以下である場合、第2モータMG2を制御して第1クラッチの入力軸の回転と第1クラッチの出力軸の回転とを同期させるために十分な電力がキャパシタ64にないことを意味する。キャパシタ電圧Vcapがクラッチ同期制御閾値Vlst1以下である場合(ステップS350でNo)、後述するステップS410に進む。キャパシタ電圧Vcapがクラッチ同期制御閾値Vlst1より大きい場合(ステップS350でYes)、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチの入力軸61の回転速度に対する出力軸61f,61rの回転速度(第1クラッチの相対回転速度)を0に近づけるように、第2モータMG2の回転速度Nm2を制御する(ステップS360)。つまり、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチの出力軸61f,61rの回転と、第1クラッチの入力軸61の回転とを同期させるように、キャパシタ64に蓄えられたエネルギーを用いて第2モータMG2を回転させる。
つぎに、第2モータMG2の制御中に、制御部27(駆動力変換制御部83)は、キャパシタ電圧Vcapがクラッチ同期制御閾値Vlst1より高いか否か判定する(ステップS370)。もし、キャパシタ電圧Vcapがクラッチ同期制御閾値Vlst1以下となれば(ステップS370でNo)、第2モータMG2の回転速度Nm2の制御を中止し(ステップS380)、ステップS350へ戻る。キャパシタ電圧Vcapがクラッチ同期制御閾値Vlst1より高い場合(ステップS370でYes)、制御部27は、第1クラッチの相対回転速度RSの絶対値が所定の閾値Rth(ただし、Rthは正の値)より下回っているかどうか判定する(ステップS390)。なお、ステップS390においては、制御部27は、−Rth<RS<Rthであるか否かを判定してもよい。
第1クラッチの相対回転速度RSの絶対値が所定の閾値Rth以上である場合(ステップS390でNo)、ステップS360に進む。第1クラッチの相対回転速度RSの絶対値が所定の閾値Rthより小さい場合(ステップS390でYes)、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチを滑らないように係合するように、第1クラッチのクラッチ圧を高めるように第1クラッチのクラッチ制御弁を制御する(ステップS400)。すなわち、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチを滑らないように係合するための指令信号を第1クラッチのクラッチ制御弁に出力する。つまり、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチの入出力回転軸の回転を同期させた後に第1クラッチを係合させる。これにより、第1クラッチの回転速度の差を減らした上で第1クラッチを係合させるので、第1クラッチの磨耗が軽減される。なお、このときの第1クラッチのクラッチ圧を係合圧と呼ぶ。
一方、キャパシタ電圧Vcapがクラッチ同期制御閾値Vlst1以下である場合(ステップS350でNo)、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチのクラッチ圧を所定の増分だけ増加させるように、第1クラッチのクラッチ制御弁を制御する(図6CのステップS410)。つまり、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチのクラッチ圧を所定の増分だけ増加させる指令信号を第1クラッチのクラッチ制御弁に出力する。制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチのクラッチ圧を徐々に高めることによって、第1クラッチの2つの回転軸を滑らしながら接続させる。これによって、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチの2つの回転軸の回転速度を近づける。そして、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチが係合したかどうか判定する(ステップS420)。具体的には、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチのクラッチ圧が係合圧に達したかどうかを判定する。駆動力変換制御部83が第1クラッチのクラッチ制御弁に出力する指令信号の電流の大きさなどによって、係合圧に達したかどうかが判定されてもよい。第1クラッチが係合しているときは、第1クラッチの2つの回転軸の回転速度が一致している。
第1クラッチのクラッチ圧が係合圧に達していない場合(ステップS420でNo)、制御部27(駆動力変換制御部83)は、エンジン回転速度Nengが上述する回転速度Nlmt1より下回っていないか否か判定する(ステップS430)。回転速度Nlmt1より小さい回転速度は、クラッチを係合した場合、上述するエンジン回転速度Nlmt2まで減少する可能性の高い回転速度である。エンジン回転速度Nengが所定の回転速度Nlmt1以上である場合(ステップS430でNo)、ステップS410に戻る。エンジン回転速度Nengが所定の回転速度Nlmt1より下回っている場合(ステップS430でYes)、制御部27(駆動力変換制御部83)は、エンジン回転速度Nengが所定の回転速度Nlmt2より下回っていないか否か判定する(ステップS440)。回転速度Nlmt2より小さい回転速度は、エンジン21が停止(stall)する回転速度まで減少する恐れが高い回転速度である。
エンジン回転速度Nengが所定の回転速度Nlmt2以上である場合(ステップS440でNo)、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチのクラッチ圧を維持するように第1クラッチのクラッチ制御弁を制御する(ステップS450)。すなわち、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチのクラッチ圧を維持する指令信号を第1クラッチのクラッチ制御弁に出力する。エンジン回転速度Nengが所定の回転速度Nlmt2を下回った場合(ステップS440でYes)、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチを解放するように第1クラッチのクラッチ制御弁を制御する(ステップS460)。すなわち、駆動力変換制御部83は、第1クラッチを解放する指令信号を第1クラッチのクラッチ制御弁に出力する。
ステップS450又はS460の終了後、制御部27は、エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt4より上回ったかどうか判定する(ステップS470)。回転速度Nlmt4は、アクセルオフ、且つ無負荷のときのエンジン21の回転速度付近の値である。エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt4より上回った場合(ステップS470でYes)、ステップS410に戻る。エンジン回転速度Nengが回転速度Nlmt4以下である場合(ステップS470でNo)、ステップS440に戻る。
第1クラッチが係合された後(ステップS400の後、若しくは、ステップS420でYesのとき)、制御部27(駆動力変換制御部83)は、エンジン21の駆動力により第2モータMG2を回転させることによってキャパシタ64を充電する動作(S500)を行う。つまり、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第2モータMG2でエネルギーを発生させ、発生されたエネルギーをキャパシタ64に蓄えさせる。
つぎに、制御部27(駆動力変換制御部83)は、キャパシタ64の電圧Vcapが満充電判定閾値Vchg_fより低いか否か判定する(ステップS510)。キャパシタ64の電圧Vcapが満充電判定閾値Vchg_fより低い場合(ステップS510でYes)、ステップS500に戻る。キャパシタ64の電圧Vcapが満充電判定閾値Vchg_f以上である場合(ステップS220でNo)、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第1クラッチの係合を解除するように第1クラッチのクラッチ制御弁を制御する(ステップS520)。つぎに、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第2モータMG2の回転速度を0rpmとするように第2モータMG2を制御する(ステップS530)。制御部27(駆動力変換制御部83)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MG2の回転速度から第2モータMG2が停止したかどうか判定する(ステップS540)。第2モータMG2が停止していない場合(ステップS540でNo)、ステップS530に戻る。第2モータMG2が停止している場合(ステップS550でNo)、ステップS550に進む。
ステップS550とS560では、キャパシタ64は、最大値付近まで充電されているため、制御部27は、キャパシタ64に蓄えられたエネルギーを使用して、作業車両1を走行させる。具体的には、ステップS550において、制御部27(接続変更部82)は、HクラッチCHを係合させる。つまり、制御部27(接続変更部82)は、LクラッチCLを解放状態とし、HクラッチCHを係合状態とする。これによって、第1遊星歯車機構68の1回転要素(第1リングギアR1)の回転軸と、第2遊星歯車機構69の1回転要素(第2遊星ギアP2)の回転軸とが一体となって動作する。
そして、ステップS560において、制御部27(駆動力変換制御部83)は、アクセル操作検出部51bによって検出されたアクセル踏み込み量とは無関係に予め定められたトルクを出力する。このトルクは、記憶部56に格納されている。ただし、制御部27(駆動力変換制御部83)は、アクセル操作検出部51bによって検出されたアクセル踏み込み量に応じたトルクを第2モータMG2に出力させるように制御してもよい。この場合、例えば、アクセル踏み込み量に対応するトルクの大きさはテーブルとして記憶部56に格納されている。もしくは、駆動力変換制御部83は、数式に基づき、アクセル踏み込み量からトルクを算出してもよい。このように、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第2モータMG2を駆動し、出力軸63を駆動する。
つぎに、ステップS550において、制御部27(駆動力変換制御部83)は、キャパシタ電圧Vcapが充電開始閾値Vchg_sより小さいか否か判定する。キャパシタ電圧Vcapが充電開始閾値Vchg_s以上であるとき(ステップS570でNo)、ステップS550に戻る。キャパシタ電圧Vcapが充電開始閾値Vchg_sよりも小さいとき(ステップS570でYes)、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第2モータMG2の回転速度を0rpmとするように第2モータMG2を制御する(ステップS580)。つまり、制御部27(駆動力変換制御部83)は、第2モータMG2の駆動を終了する。制御部27(駆動力変換制御部83)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MG2の回転速度から第2モータMG2が停止したかどうか判定する(ステップS590)。第2モータMG2が停止していない場合(ステップS590でNo)、ステップS580に戻る。第2モータMG2が停止している場合(ステップS590でYes)、ステップS600において、制御部27(接続変更部82)は、HクラッチCHを解放状態とする。ステップS600が終了後、ステップS320に戻る。
上述するキャパシタ64を充電する動作において、回転速度閾値Nbond、時間閾値Tbond、クラッチ同期制御閾値Vlst1、充電開始閾値Vchg_s、回転速度閾値Nlmt4、クラッチ同期制御閾値Vlst1、相対回転速度閾値Rth、回転速度閾値Nlmt1、回転速度閾値Nlmt2、満充電判定閾値Vchg_fは、予め定められ、記憶部56に記憶されている。また、Vlst1、Vchg_s、Vchg_fは、(式1)の関係が成り立つ。さらに、Nlmt4、Nlmt1、Nlmt2は、(式2)の関係が成り立つ。
Vlst1 <Vchg_s <Vchg_f…(式1)
Nlmt2 < Nlmt1 < Nlmt4…(式2)
なお、上述するステップS22は、作業車両1が第1モータMG1と第2モータMG2の少なくとも一方が以上であることを検出するステップに相当する。上述するステップS340及びS550、S600は、作業車両1が少なくとも回転軸固定部RAFにより、第3回転要素(第1リングギアR1)の回転軸と第5回転要素(第2遊星ギアP2)の回転軸とを一体で動作させることによって、少なくとも一方のモータを駆動しなくてもエンジン21の出力を出力軸63まで伝達できるように動力伝達装置24内の要素の接続関係を変更するステップに相当する。また、ステップS350〜S540、S560は、作業車両1がエンジン21の出力を適切な駆動力に変換して出力軸63に伝達できるように、可変動力伝達部VPFを制御するステップに相当する。
[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。
(1)第1の実施形態において、異常検出部81が第1モータMG1と第2モータMG2の少なくとも一方が異常であることを検出する。そして、接続変更部82が、回転軸固定部RAFによって第1遊星歯車機構68の1回転要素(第1リングギアR1)の回転軸と、第2遊星歯車機構69の1回転要素(第2遊星ギアP2)の回転軸とを固定する。したがって、異常が検出されたモータを駆動しなくてもエンジン21の駆動力を出力軸63まで伝達できるように動力伝達装置24内の要素の接続関係を変更される。このように接続関係が変更されると、速度比は固定させられることとなる。しかし、駆動力変換制御部83が、エンジン21からの駆動力を適切な駆動力に変換して出力軸63に伝達できるように、可変動力伝達部VPFを制御する。したがって、作業車両1は、モータMG1,MG2に異常が発生した際に、緊急走行を行うことが可能である。さらに、可変動力伝達部VPFにおいて入力部と同じ駆動力を出力部が出力するとき、作業車両1は、オペレータの増速意思に従い、エンジン回転速度を増加させることによって、車速を増加させることができる。
(2)第1の実施形態において、回転軸固定部RAFは、HクラッチCHとLクラッチCLとを含む。そして、接続変更部82は、HクラッチCHとLクラッチCLとを共に係合状態とする。その結果、第1遊星歯車機構68の1回転要素(第1リングギアR1)の回転軸と、第2遊星歯車機構69の1回転要素(第2遊星ギアP2)の回転軸とが固定される。
(3)第1の実施形態において、可変動力伝達部VPFは、FクラッチCFとRクラッチCRとのうちの一方である第1クラッチを含む。駆動力変換制御部83は、作業車両1発進時に、第1クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御する。これによって、第1クラッチ接続時のエンジン負荷の急激な上昇が避けられるため、エンストを抑止することができる。さらに、エンジン回転速度が、エンジンが停止する危険性が高くなる程度まで低下すると、駆動力変換制御部83は、クラッチ圧の増加の中止、もしくはクラッチ圧の低下を行うため、エンストがさらに抑止される。
(4)第1の実施形態において、可変動力伝達部VPFは、HクラッチCHとLクラッチCLとのうちの一方である第2クラッチを含む。駆動力変換制御部83は、作業車両1発進時に、第2クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御する。これによって、第2クラッチ接続時のエンジン負荷の急激な上昇が避けられるため、エンストを抑止することができる。さらに、エンジン回転速度が、エンジンが停止する危険性が高くなる程度まで低下すると、駆動力変換制御部83は、クラッチ圧の増加の中止、もしくはクラッチ圧の低下を行うため、エンストがさらに抑止される。
(5)第1の実施形態において、制御部27は、接続変更部82による動作または駆動力変換制御部83による制御が行われる際には、エンジン21の回転速度が所定の上限値Nlmt3を越えないように制御する。エンジン回転速度が大きいと、可変動力伝達部VPFの入力部と出力部との速度差が大きくなり、入力部と出力部とが滑りながら接続する際の発熱量が大きくなる。エンジン21の回転速度が所定の上限値Nlmt3を越えないように制御されることによって、発熱量が抑えられるので、可変動力伝達部VPFの磨耗を抑え、可変動力伝達部VPFの焼付けを防止することができる。
(6)第2の実施形態において、第1モータMG1が回転不能であることを異常検出部81が検出すると、接続変更部82は、少なくともLクラッチCLを解放状態とする。好ましくは、接続変更部82は、HクラッチCHとLクラッチCLとを共に解放状態とする。そして、駆動力変換制御部83は、FクラッチCFとRクラッチCRとのうちの一方である第1クラッチのクラッチ圧を高めるように制御する。そして、駆動力変換制御部83は、第1クラッチが係合した後に第2モータMG2でエネルギーを発生させ、発生されたエネルギーをキャパシタ64に蓄えさせる。これによって、作業車両1は、第2モータMG2を駆動するエネルギーをキャパシタ64に蓄積させることが可能となる。
(7)第2の実施形態において、キャパシタ64が所定の満充電判定閾値Vchg_f以上のエネルギーを貯留したときに、接続変更部82は、LクラッチCLを解放し、HクラッチCHを係合する。駆動力変換制御部83は、第1クラッチの係合を解除し、キャパシタ64に蓄えられたエネルギーを用いて第2モータMG2を駆動し、出力軸63を駆動する。これによって、作業車両1は、キャパシタ64に蓄えられたエネルギーによって第2モータMG2を駆動して走行することが可能となる。
(8)第2の実施形態において、キャパシタ64が所定の充電開始閾値Vchg_sを下回ったときに、駆動力変換制御部83は、第2モータMG2の駆動を停止する。接続変更部82は、HクラッチCHを解放状態とする。駆動力変換制御部83は、第1クラッチのクラッチ圧を高めるように制御する。そして、駆動力変換制御部83は、第1クラッチが係合した後に第2モータMG2でエネルギーを発生させ、発生されたエネルギーをキャパシタ64に蓄えさせる。これによって、作業車両1は、間欠的に所望の距離だけ走行することができる。
(9)第2の実施形態において、キャパシタ64が貯留するエネルギーが充電開始閾値Vchg_sより小さいクラッチ同期制御閾値Vlst1より大きいとき、駆動力変換制御部83は、第1クラッチの入出力回転軸の回転を同期させるようにキャパシタ64に蓄えられたエネルギーを用いて第2モータMG2を回転させた後で、第1クラッチを係合させる。そして、キャパシタ64が貯留するエネルギーがクラッチ同期制御閾値Vlst1以下であるとき、駆動力変換制御部83は、第1クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御し、第1クラッチを係合させる。これによって、作業車両1が一度走行した後の充電においては、第2モータMG2の回転によって第1クラッチの入出力回転軸の回転を同期された後で第1クラッチが係合されるので、第1クラッチの損傷が抑止される。また、作業車両1走行前にキャパシタ64のエネルギー量が少ない場合であっても、第1クラッチのクラッチ圧を徐々に上昇させることによって第1クラッチを係合させることが可能となる。
[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。
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。
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。本発明をHMTに適用する場合、アキュムレータをキャパシタ64の代わりのエネルギー貯留部として利用するとよい。すなわち、第2モータMG2で発生した油圧エネルギーは、アキュムレータによって蓄圧され、蓄圧された油圧エネルギーが第2モータMG2で消費されてもよい。
本実施形態では、第1〜第6回転要素を、それぞれ、第1サンギアS1、第1遊星ギアP1、第1リングギアR1、第2サンギアS2、第2遊星ギアP2、第2リングギアR2としている。しかし、第1〜第3要素は、第1遊星歯車機構68の互いに異なる回転要素であれば、どのような組み合わせであってもよい。第4〜第6要素は、第2遊星歯車機構69の互いに異なる回転要素であれば、どのような組み合わせであってもよい。また、第1遊星歯車機構68及び第2遊星歯車機構69における第1キャリアC1及び第2キャリアC2の位置関係が逆であってもよい。同様に、第1モータMG1、第2モータMG2も、それぞれのモータを区別するために設けた名称であって、本実施形態で第1モータMG1と呼ぶものを第2モータMG2と呼び、第2モータMG2と呼ぶものを第1モータMG1と呼んでもよい。
上述の実施形態では、ステップS16、S30〜S45、S53、S57、S70〜S80、S600は、適宜省略可能である。
上述の実施形態では、動力伝達装置が備える遊星歯車機構の数が2つの例を示しているが、動力伝達装置が備える遊星歯車機構の数は、3つ以上であってもよい。
上述したFR切換機構65は、エンジン21と変速機構66,66aとの間に設けられているが、変速機構66,66aとアクスル45との間に設けられてもよい。この場合においても、上述する緊急走行モードにおける制御部27による制御方法は変わらない。
第2の実施形態において、キャパシタ64において充電中に、作業車両1は、第1クラッチとHクラッチCHを係合させて走行してもよい。ただし、この場合の作業車両1の速度は、エンジン21が停止(stall)しない程度にエンジン21が回転して走行できる速度となる。
本発明に係るハイブリッド型作業車両は、内部の機器(特に、モータ)に異常が発生した際に、緊急走行を行うことができる。

Claims (14)

  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、
    を備え、
    前記動力伝達装置は、入力軸と、出力軸と、歯車機構と、第1モータと、第2モータと、回転軸固定部と、動力伝達部と、可変動力伝達部とを含み、
    前記動力伝達装置では、前記第1モータまたは前記第2モータの回転速度が変化することによって、前記入力軸に対する前記出力軸の回転速度比が変化し、
    前記歯車機構は、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達し、
    前記歯車機構は、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とを含み、
    前記第1遊星歯車機構は、互いに異なる第1回転要素、第2回転要素、及び、第3回転要素を含み、
    前記第2遊星歯車機構は、互いに異なる第4回転要素、第5回転要素、及び、第6回転要素を含み、
    前記エンジンは、前記入力軸を介して前記第1回転要素に接続することができ、
    前記動力伝達部は、前記第2回転要素の駆動力を前記第4回転要素に伝達することができ、
    前記回転軸固定部は、前記第3回転要素の回転軸と前記第5回転要素の回転軸とを一体で動作させることができ、
    前記出力軸は、前記第6回転要素に接続され、
    前記第1モータと前記第2モータは、それぞれ前記第1遊星歯車機構の異なる回転要素に接続され、
    前記可変動力伝達部は、前記エンジンから前記走行装置へ駆動力を伝達する経路上に設けられたクラッチを含み、
    前記制御部は、
    前記第1モータと前記第2モータの少なくとも一方のモータが異常であることを検出する異常検出部と、
    少なくとも前記回転軸固定部により前記第3回転要素の回転軸と前記第5回転要素の回転軸とを一体で動作させることによって、前記少なくとも一方のモータを駆動しなくても前記エンジンの出力を前記出力軸まで伝達できるように前記動力伝達装置内の要素の接続関係を変更する接続変更部と、
    前記エンジンの出力を適切な駆動力に変換して前記出力軸に伝達できるように、前記可変動力伝達部を制御する駆動力変換制御部と、
    を含む、作業車両。
  2. 前記回転軸固定部は、
    固定端と接続または切断することができるLクラッチと、
    前記第3回転要素と前記第5回転要素とを接続または切断することができるHクラッチとを含む、
    請求項1に記載の作業車両。
  3. 前記接続変更部は、前記Lクラッチと前記Hクラッチとを共に係合状態とする、請求項に記載の作業車両。
  4. 前記可変動力伝達部は、FクラッチとRクラッチとのうちの一方である第1クラッチを含み、
    前記Fクラッチは、前進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され、
    前記Rクラッチは、後進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され、
    前記駆動力変換制御部は、前記作業車両発進時に、前記第1クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御する、請求項3に記載の作業車両。
  5. 前記可変動力伝達部は、前記Hクラッチと前記Lクラッチとのうちの一方である第2クラッチを含み、
    前記駆動力変換制御部は、前記作業車両発進時に、前記Hクラッチと前記Lクラッチとのうちの他方である第3クラッチを係合した後、前記第2クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御する、請求項に記載の作業車両。
  6. 前記制御部は、前記接続変更部による動作または前記駆動力変換制御部による制御が行われる際には、前記エンジンの回転速度が所定の上限値を越えないように制御する、請求項1から5のいずれかに記載の作業車両。
  7. 少なくとも前記第2モータで発生するエネルギーを蓄え、前記エネルギーを少なくとも前記第2モータに出力可能なエネルギー貯留部をさらに備え、
    前記可変動力伝達部は、FクラッチとRクラッチとのうちの一方である第1クラッチを含み、
    前記Fクラッチは、前進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され、
    前記Rクラッチは、後進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され、
    前記第1モータが回転不能である異常を前記異常検出部が検出すると、
    前記接続変更部は、少なくとも前記Lクラッチを解放状態とし、
    前記駆動力変換制御部は、前記第1クラッチのクラッチ圧を高めるように制御し、前記第1クラッチが係合した後に前記第2モータでエネルギーを発生させ、発生されたエネルギーを前記エネルギー貯留部に蓄えさせる、
    請求項2に記載の作業車両。
  8. 前記エネルギー貯留部が所定の第1量以上のエネルギーを貯留したときに、
    前記接続変更部は、前記Lクラッチを解放状態とし、前記Hクラッチを係合状態とし、
    前記駆動力変換制御部は、前記第1クラッチの係合を解除し、前記エネルギー貯留部に蓄えられたエネルギーを用いて前記第2モータを駆動し、前記出力軸を駆動する、
    請求項7に記載の作業車両。
  9. 前記エネルギー貯留部が貯留するエネルギーが前記第1量より小さい所定の第2量を下回ったときに、
    前記駆動力変換制御部は、前記第2モータの駆動を終了し、
    前記接続変更部は、前記Hクラッチを解放状態とし、
    前記駆動力変換制御部は、前記第1クラッチのクラッチ圧を高めるように制御し、前記第1クラッチが係合した後に前記エンジンの駆動力によって前記第2モータでエネルギーを発生させ、発生されたエネルギーを前記エネルギー貯留部に蓄えさせる、
    請求項8に記載の作業車両。
  10. 前記駆動力変換制御部は、
    前記エネルギー貯留部が貯留するエネルギーが前記第2量より小さい第3量より大きいとき、前記第1クラッチの入出力回転軸の回転を同期させるように前記エネルギー貯留部に蓄えられたエネルギーを用いて前記第2モータを回転させた後で、前記第1クラッチを係合させ、
    前記エネルギー貯留部が貯留するエネルギーが前記第3量以下であるとき、前記第1クラッチのクラッチ圧を徐々に高めるように制御し、前記第1クラッチを係合させる、
    請求項9に記載の作業車両。
  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を備え、
    前記動力伝達装置は、入力軸と、出力軸と、歯車機構と、第1モータと、第2モータと、回転軸固定部と、動力伝達部と、可変動力伝達部とを含み、
    前記動力伝達装置では、前記第1モータまたは前記第2モータの回転速度が変化することによって、前記入力軸に対する前記出力軸の回転速度比が変化し、
    前記歯車機構は、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達し、
    前記歯車機構は、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とを含み、
    前記第1遊星歯車機構は、互いに異なる第1回転要素、第2回転要素、及び、第3回転要素を含み、
    前記第2遊星歯車機構は、互いに異なる第4回転要素、第5回転要素、及び、第6回転要素を含み、
    前記エンジンは、前記入力軸を介して前記第1回転要素に接続することができ、
    前記動力伝達部は、前記第2回転要素の駆動力を前記第4回転要素に伝達することができ、
    前記回転軸固定部は、前記第3回転要素の回転軸と前記第5回転要素の回転軸とを一体で動作させることができ、
    前記出力軸は、前記第6回転要素に接続され、
    前記第1モータと前記第2モータは、それぞれ前記第1遊星歯車機構の異なる回転要素に接続され、
    前記可変動力伝達部は、前記エンジンから前記走行装置へ駆動力を伝達する経路上に設けられたクラッチを含み、
    前記制御方法は、
    前記作業車両が前記第1モータと前記第2モータの少なくとも一方のモータが異常であることを検出するステップと、
    前記作業車両が少なくとも前記回転軸固定部により前記第3回転要素の回転軸と前記第5回転要素の回転軸とを一体で動作させることによって、前記少なくとも一方のモータを駆動しなくても前記エンジンの出力を前記出力軸まで伝達できるように前記動力伝達装置内の要素の接続関係を変更するステップと、
    前記作業車両が前記エンジンの出力を適切な駆動力に変換して前記出力軸に伝達できるように、前記可変動力伝達部を制御するステップと、
    を含む、
    作業車両の制御方法。
  12. 前記回転軸固定部は、固定端と接続または切断することができるLクラッチと、前記第3回転要素と前記第5回転要素とを接続または切断することができるHクラッチとを含み、
    前記接続関係を変更するステップにおいて、前記作業車両は、前記Lクラッチと前記Hクラッチとを共に係合状態とする、
    請求項11に記載の作業車両の制御方法。
  13. 前記作業車両は、少なくとも前記第2モータで発生するエネルギーを蓄え、前記エネルギーを少なくとも前記第2モータに出力可能なエネルギー貯留部をさらに備え、
    前記回転軸固定部は、固定端と接続または切断することができるLクラッチと、前記第3回転要素と前記第5回転要素とを接続または切断することができるHクラッチとを含み、
    前記可変動力伝達部は、FクラッチとRクラッチとのうちの一方である第1クラッチを含み、
    前記Fクラッチは、前進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され、
    前記Rクラッチは、後進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され、 前記少なくとも一方のモータが異常であることを検出するステップにおいて、前記作業車両は、第1モータが回転不能である異常を前記作業車両が検出し、
    前記接続関係を変更するステップにおいて、前記作業車両は、少なくとも前記Lクラッチを解放状態とし、
    前記可変動力伝達部を制御するステップにおいて、前記作業車両は、前記第1クラッチのクラッチ圧を高めるように制御し、前記第1クラッチが係合した後に前記第2モータでエネルギーを発生させ、発生されたエネルギーを前記エネルギー貯留部に蓄えさせる、
    請求項11に記載の作業車両の制御方法。
  14. 前記エネルギー貯留部が所定の第1量以上のエネルギーを貯留したときに、
    前記接続関係を変更するステップにおいて、前記作業車両は、前記Lクラッチを解放状態とし、前記Hクラッチを係合状態とし、
    前記可変動力伝達部を制御するステップにおいて、前記作業車両は、前記第1クラッチの係合を解除し、前記エネルギー貯留部に蓄えられたエネルギーを用いて前記第2モータを駆動し、前記出力軸を駆動する、
    請求項13に記載の作業車両の制御方法。
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