WO2011074583A1

WO2011074583A1 - 作業車両の変速制御装置

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Publication number: WO2011074583A1
Application number: PCT/JP2010/072498
Authority: WO
Inventors: 幸次兵藤; 淳志島津; 裕史大内; 忠義青木
Original assignee: 日立建機株式会社
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2011-06-23
Also published as: IN2012DN05236A; EP2515006A4; JP5503955B2; US8775034B2; EP2515006B1; JP2011122708A; KR20120117777A; CN102656390B; CN102656390A; US20120296531A1; EP2515006A1

Abstract

　作業車両の変速制御装置は、作業車両の車速を検出する車速検出装置と、トランスミッションの速度段をシフトアップおよびシフトダウンする変速装置と、車速検出装置で検出された車速がシフトアップ許可車速以上となると、変速装置によるシフトアップを許可する変速制御装置と、作業機装置の高さ位置を検出する高さ位置検出装置と、作業車両の前進走行と後進走行とを切り換える前後進切換装置と、車速がシフトアップ許可車速以上となると変速装置によるシフトアップを行う通常制御と、通常制御に対してシフトアップのタイミングを遅延させる遅延制御とを切り換えるシフトアップ制御切替選択装置とを備える。

Description

作業車両の変速制御装置

　本発明は、作業車両の変速制御装置に関する。

　従来から、ホイールローダ等の作業車両の変速制御装置として、車速が設定速度になったときにトランスミッションの速度段を自動的に変更する装置が知られている。例えば、ホイールローダでは、ダンプトラックに土砂を積み込む作業を行う場合などに、ダンプトラックへ接近した時点で速度段が変更されてしまうと、意図せず車速が変動するおそれがある。そこで、リフトアームの角度などから算出した作業機装置（バケット）の高さが設定高さ以上となった場合には、設定速度段を所定時間保持するように構成された変速制御装置が知られている（特許文献１参照）。

日本国特許第３３４４４９１号公報

　しかし、上述した変速制御装置において、変速タイミングを決定する上述した設定速度を、エンジンの回転数が低いほど低下させるように構成した場合、掘削作業後の後進走行時にすぐにシフトアップが行われてしまう。したがって、土砂をダンプトラックに積み込むために前進走行に切り換えた場合に、後進減速時の車両の流れが大きくなり、作業効率が低下してしまう。また、土砂を積み込むためにダンプトラックに前進走行して接近する場合に、アクセルペダルの踏み込み量が少なく、エンジン回転数が低いと、バケットが上述した設定高さに達する前に車速が設定速度に達して、意図せずシフトアップが行われることが起こりうる。このシフトアップによって車両が加速するため、オペレータの想定よりも早くダンプトラックに接近してしまうこととなる。この場合にオペレータは、ブレーキを掛けて車両を停止させて、ダンプトラックに土砂を積み込むことができる高さ位置にまでバケットを上昇させなくてはならない。そのため、作業効率が低下する恐れがある。

　本発明の第１の態様による作業車両の変速制御装置は、作業車両の車速を検出する車速検出装置と、トランスミッションの速度段をシフトアップおよびシフトダウンする変速装置と、車速検出装置で検出された車速がシフトアップ許可車速以上となると、変速装置によるシフトアップを許可する変速制御装置と、作業機装置の高さ位置を検出する高さ位置検出装置と、作業車両の前進走行と後進走行とを切り換える前後進切換装置と、車速がシフトアップ許可車速以上となると変速装置によるシフトアップを行う通常制御と、通常制御に対してシフトアップのタイミングを遅延させる遅延制御とを切り換えるシフトアップ制御切替選択手段とを備える。
　本発明の第２の態様は、第１の態様による作業車両の変速制御装置において、トランスミッションの速度段は３速以上であり、シフトアップ制御切替選択装置によって遅延制御が選択されている場合、前後進切換装置によって前進走行が選択されると、変速制御装置は、高さ位置検出装置によって検出される作業機装置の高さ位置が設定値より低い場合には、シフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速に設定し、作業機装置の高さ位置が設定値以上の場合には、シフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速よりも大きい第２シフトアップ許可車速に設定し、変速制御装置は、作業機装置の高さ位置が設定値以上の場合は、車速が第２シフトアップ許可車速以上を前進設定時間継続すると、トランスミッションの速度段を２速から３速へシフトアップするように変速装置を制御することが好ましい。
　本発明の第３の態様は、第１または第２の態様による作業車両の変速制御装置において、トランスミッションの速度段は３速以上であり、シフトアップ制御切替選択装置によって遅延制御が選択されている場合、前後進切換装置によって後進走行が選択されると、変速制御装置は、作業機装置の高さに拘わらずシフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速よりも大きい第２シフトアップ許可車速に設定し、車速が第２シフトアップ許可車速以上を後進設定時間継続すると、トランスミッションの速度段を２速から３速へシフトアップするように変速装置を制御することが好ましい。
　本発明の第４の態様は、第１から第３の態様による作業車両の変速制御装置において、トランスミッションの速度段は３速以上であり、シフトアップ制御切替選択装置によって通常制御が選択されている場合、作業機装置の高さ、および前後進切換装置の設定に拘わらず、シフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速に設定し、車速が第１シフトアップ許可車速以上となると、トランスミッションの速度段を２速から３速へシフトアップするように変速装置を制御することが好ましい。
　本発明の第５の態様によるホイールローダは、第１から第４の態様による変速制御装置を備える。

　作業車両による作業内容や好みに応じて、シフトアップを通常制御と遅延制御との間で任意に切替選択することができ、作業車両の作業効率の向上を図ることができる。

本発明の一実施の形態による作業車両の一例であるホイールローダの側面図。変速制御装置の概略構成を示す図。車速と速度段との関係を示す図。ホイールローダの走行性能を示す図。Ｖシェープローディングについて説明する図。（ａ）（ｂ）従来技術における掘削後の後進時と、土砂等の積み込み時におけるトランスミッションの速度段の変化について説明する図。（ａ）（ｂ）一実施の形態における掘削後の後進時と、土砂等の積み込み時におけるトランスミッションの速度段の変化について説明する図。一実施の形態によるシフトアップの遅延制御処理の流れを説明するフローチャート。

　以下、図１～８を参照して、本発明の一実施の形態による作業車両の変速制御装置について説明する。図１は、本実施の形態による変速制御装置が適用される作業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１、作業機装置であるバケット１１２、タイヤ１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１、エンジン室１２２、タイヤ１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。アーム１１１はアームシリンダ１１４の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（ダンプまたはクラウド）する。前部車体１１０と後部車体１２０はセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ（不図示）の伸縮により後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈折する。

　図２は、本実施の形態に係る変速制御装置の概略構成を示す図である。エンジン１の出力軸にはトルクコンバータ２の不図示の入力軸が連結され、トルクコンバータ２の不図示の出力軸はトランスミッション３に連結されている。トルクコンバータ２は周知のインペラ，タービン，ステータからなる流体クラッチであり、エンジン１の回転はトルクコンバータ２を介してトランスミッション３に伝達される。トランスミッション３は、その速度段を１速～４速に変速する液圧クラッチを有し、トルクコンバータ２の出力軸の回転はトランスミッション３で変速される。変速後の回転は、プロペラシャフト４，アクスル５を介してタイヤ１１３，１２３に伝達され、ホイールローダ１００が走行する。エンジン１の回転数は、エンジン回転数センサ２５で検出される。

　作業用油圧ポンプ６はエンジン１により駆動され、油圧ポンプ６からの吐出油は方向制御弁７を介して作業用アクチュエータ８（例えばアームシリンダ１１４）に導かれる。方向制御弁７は操作レバー９の操作により駆動され、操作レバー９の操作量に応じてアクチュエータ８を駆動できる。バケット１１２の高さは、バケット高さを検出するためのセンサ（バケット高さ検出用センサ）２６の検出値に基づいてコントローラ１０で算出される。バケット高さ検出用センサ２６は、たとえば、前部車体１１０に対するアーム１１１の角度を検出するセンサ、および、アーム１１１に対するバケット１１２の角度を検出するセンサである。すなわち、バケット１１２の高さは、これら各センサの検出値と、予め記憶されているアーム１１１の長さや形状、取付位置などの情報に基づいてコントローラ１０で算出される。

　トルクコンバータ２は入力トルクに対し出力トルクを増大させる機能、つまりトルク比を１以上とする機能を有する。トルク比は、トルクコンバータ２の入力軸の回転数Ｎｉと出力軸の回転数Ｎｔの比であるトルクコンバータ速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｉ）の増加に伴い小さくなる。たとえばエンジン回転数が一定状態で走行中に走行負荷が大きくなると、トルクコンバータ２の出力軸の回転数、つまり車速が減少し、トルクコンバータ速度比ｅが小さくなる。このとき、トルク比は増加するため、より大きな駆動力（牽引力）で車両走行可能となる。

　トランスミッション３は、各速度段に対応したソレノイド弁を有する自動変速機である。これらソレノイド弁は、コントローラ１０からトランスミッション制御装置２０へ出力される制御信号によって駆動され、これにより１速～４速の間で速度段が自動的に変更される。本実施の形態では、トランスミッション３の速度段は、たとえば１速度段から４速度段まで設けられている。

　自動変速制御には、トルクコンバータ速度比ｅが所定値に達すると変速するトルクコンバータ速度比基準制御と、車速が所定値に達すると変速する車速基準制御の２つの方式がある。本実施の形態では、車速基準制御によりトランスミッション３の速度段を制御する。

　図３は、車速ｖと速度段の関係を示す図である。本実施の形態では、コントローラ１０が車速ｖに応じてトランスミッション制御装置２０に制御信号を出力し、図３に示すように車速ｖに応じてトランスミッション３を変速する。すなわち車速ｖが変速許可車速ｖ１２に上昇すると、１速から２速にシフトアップし、車速ｖが変速許可車速ｖ１２から変速許可車速ｖ２３に上昇すると、２速から３速にシフトアップし、車速ｖが変速許可車速ｖ２３から変速許可車速ｖ３４に上昇すると、３速から４速にシフトアップする。一方、車速ｖが変速許可車速ｖ４３に低下すると、４速から３速にシフトダウンし、車速ｖが変速許可車速ｖ３２に低下すると、３速から２速にシフトダウンし、車速ｖが変速許可車速ｖ２１に低下すると、２速から１速にシフトダウンする。なお、シフトチェンジを安定して行うように、変速許可車速ｖ１２，ｖ２３，ｖ３４はそれぞれ変速許可車速ｖ２１，ｖ３２，ｖ４３よりも大きく設定されている。これらの各変速許可車速はシフトアップまたはシフトダウンを許可する閾値であり、予めコントローラ１０に設定されている。トランスミッション制御装置２０は、各速度段に対応したソレノイド弁で構成されており、コントローラ１０からの制御信号によって駆動される。

　本実施の形態では、コントローラ１０は、エンジン１の回転数が低ければ各変速許可車速を低下させ、エンジン１の回転数が高ければ各変速許可車速を上昇させる。このように、コントローラ１０がエンジン１の回転数に応じて各変速許可車速を変更することで、燃料消費量低減に効果がある。

　図４は、本実施の形態のホイールローダ１００の走行性能を示す図である。説明の便宜上、図４では、シフトアップ時の変速許可車速（シフトアップ許可車速）のみを記載しているが、シフトダウン時の変速許可車速（シフトダウン許可車速）についても同様である。各速度段における走行性能を示す曲線の交点ｘ１，ｘ２，ｘ３はエンジン１の回転数が下がると矢印ａ１，ａ２，ａ３で示すように移動する。各変速許可車速は、概ねこの交点ｘ１，ｘ２，ｘ３に設定されている。図４において、Ａ，Ｂ，Ｃで示す車速の範囲は、エンジン１の回転数に応じて変速許可車速ｖ１２，ｖ２３，ｖ３４が変化する範囲をそれぞれ示している。

　本実施の形態では、後述するシフトアップ遅延制御において、図４に示す変速許可車速（第１シフトアップ許可車速）Ｖ２３を、エンジン１の回転数にかかわらず変速許可車速（第２シフトアップ許可車速）Ｖ２３ａのように上昇させて（引き上げて）、２速から３速へのシフトアップが起こり難くなるようにしている。ここで、第２シフトアップ許可車速ｖ２３ａは、エンジン１の回転数に応じて変化する第１シフトアップ許可車速ｖ２３の最大値に対して、たとえば１０％程度高い値になるように設定されている。

　図２に示すコントローラ１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。コントローラ１０には、アクセルペダル１１の操作量を検出するペダル操作量検出器１２と、トルクコンバータ２の不図示の入力軸の回転数Ｎｉを検出する回転数検出器１３と、トルクコンバータ２の不図示の出力軸の回転数Ｎｔを検出する回転数検出器１４と、トランスミッション３の出力軸の回転速度、つまり車速ｖを検出する車速検出器１５とが接続されている。コントローラ１０には、車両の前後進を指令する前後進切換スイッチ１７と、１速～４速の間で最大速度段を指令するシフトスイッチ１８と、上述したエンジン回転数センサ２５およびバケット高さ検出用センサ２６と、トランスミッション３における変速を自動で行うか手動で行うかを切り替えるマニュアル・自動変速手段切替装置２７とが接続されている。

　さらに、コントローラ１０には、シフトアップ制御切替選択装置２８が接続されている。シフトアップ制御切替選択装置２８は、マニュアル・自動変速手段切替装置２７によって自動変速が選択されている場合に、車速ｖが変速許可車速以上となると２速から３速へのシフトアップを行う通常制御と、通常制御に対してシフトアップのタイミングを遅らせる遅延制御とを切り換えるための装置である。

　コントローラ１０は、アクセルペダル１１の操作量に応じてエンジン１の回転速度（回転数）を制御する。また、コントローラ１０は、上述したようにエンジン回転数センサ２５で検出したエンジン１の回転数に応じて各変速許可車速を変更するとともに、シフトアップ制御切替選択装置２８によって遅延制御が選択された場合には、２速から３速へのシフトアップのタイミングを遅らせるように遅延制御を行う。なお、コントローラ１０は、遅延制御においてシフトアップ遅延時間を計測する不図示のタイマも備えている。

　図５は、土砂等をダンプトラックへ積み込む方法の１つであるＶシェープローディングについて示す図である。Ｖシェープローディングでは、まず、矢印ａで示すように、ホイールローダ１００を前進させて土砂等をすくい込み、その後、矢印ｂで示すように、ホイールローダ１００を一旦後退させる。そして、矢印ｃで示すように、ダンプトラックに向けてホイールローダ１００を前進させて、すくい込んだ土砂等をダンプトラックに積み込み、矢印ｄで示すように、ホイールローダ１００を元の位置に後退させる。

　図５の矢印ｂで示す土砂等の掘削後の後退時、および矢印ｃで示す土砂等のダンプトラックへの積み込みの際に、従来のホイールローダ１００ではトランスミッション３の速度段がどのように変化するのかを、図６（ａ）（ｂ）をそれぞれ参照して説明する。

　図６（ａ）に示すように、バケット１１２で土砂等を掘削してから後進する場合（図５の矢印ｂ）、通常、掘削作業は１速または２速で行われるため、後進し始めたとき（スタート時）の速度段は、１速または２速である。アクセルペダル１１の踏込み量が少なくエンジン１の回転数が低いと、上述したように変速許可車速Ｖ２３が低下する。そのため、後進走行の開始後すぐに、２速から３速へシフトアップしてしまう。３速にシフトアップした状態でダンプトラックへ接近するために前進に切り換えると、ホイールローダ１００は後進しながら減速するため、車両の後方への流れが大きくなって速やかに前進走行に移行できず、作業効率の低下を招くことになる。３速にシフトアップした状態では駆動力が小さく、車両の後方への流れが大きくなってしまう。ここで、車両の流れとは、例えば３速にシフトアップして車速が上昇した状態において、後進から前進に切り換わるまでの制動距離が長くなりオペレータが意図した以上に車両が後方に動き続けることをいう。

　図６（ｂ）に示すように、前進走行に切り換えてダンプトラックへ土砂等を積み込む際には（図５の矢印ｃ）、バケット１１２を上昇させながらダンプトラックに向かってホイールローダ１００を前進させている。ダンプトラックに向かって前進し始めたとき（スタート時）の速度段は、１速または２速である。アクセルペダル１１の踏み込み量が少なくエンジン１の回転数が低いと、上述したように変速許可車速ｖ２３が低下する。そのため、ダンプトラックへの積み込みに必要な高さまでバケット１１２が上昇する前に車速が変速許可車速ｖ２３に達して、２速から３速へシフトアップすることになる。

　このシフトアップによって車速がさらに増すこととなるため、ダンプトラックへの積み込みに必要な高さまでバケット１１２が上昇する前に、ホイールローダ１００がダンプトラックに到達してしまう恐れがある。この場合には、ホイールローダ１００のオペレータは、ブレーキを掛けてホイールローダ１００を停止させてバケット１１２を上昇させなければならない。そのため、作業効率が低下するだけでなく、ホイールローダ１００のオペレータに煩わしさを感じさせてしまう。

　従来技術として、バケット１１２の高さが設定高さ以上となった場合には、その時の速度段を維持するように構成された変速装置が知られている。しかし、ホイールローダ１００に当該変速装置を用いたとしても、図６（ｂ）に示すように、バケット１１２が設定高さに達する前に車速が変速許可車速ｖ２３に達して、２速から３速へシフトアップしてしまうと、上述した不具合を解消できない。また、設定高さを低くしてしまうと、バケット１１２を低い高さ位置として行う掘削作業や高速走行時に、オペレータの意図とは異なる速度段に保持されてしまうという別の不具合を招くこととなる。

　これに対して、本実施の形態においては、２速から３速へのシフトアップを遅延させる遅延制御を行うことによって、掘削後の後進時（矢印ｂ）、およびダンプトラックへの土砂の積み込み時（矢印ｃ）に、２速から３速へのシフトアップのタイミングを従来のホイールローダと比べて遅延し、不所望な車両の流れや増速を抑制する。具体的には、シフトアップ制御切替選択装置２８によって遅延制御が選択されると、車両の進行方向、および作業機装置であるバケット１１２の高さに基づいて、２速から３速へのシフトアップを許可するシフトアップ許可車速を設定する。以下に、シフトスイッチ１８によって最大速度段が３速に設定されていた場合について、詳細に説明する。

（１）後進走行時の遅延制御
　矢印ｂに示すように土砂等を掘削した後、後進走行する場合には、バケット１１２の高さに関係なく、２速から３速へのシフトアップを許可する変速許可車速を第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａに設定する。上述したように、第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａは、第１シフトアップ許可車速Ｖ２３よりも大きい値に設定されている。コントローラ１０は、第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上の車速が後進設定時間Ｔｒ以上継続した場合に、２速から３速へのシフトアップを許可する。後進設定時間Ｔｒは、例えばＶシェープローディングにおいて後進する際に、３速へのシフトアップが起こりにくくなるように、予め適切な値を設定しておく。例えば、後進設定時間Ｔｒ＝５秒とする。

　図７（ａ）に示すように、土砂等の掘削後、オペレータがアクセルペダル１１を最大に踏み込んで（フルアクセルで）後進走行する場合、車速は第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上となる可能性があるが、後進設定時間Ｔｒが経過するまでは２速から３速へシフトアップすることはない。Ｖシェープローディングにおいて後進走行する時間は、通常、３～４秒程度であるので、後進設定時間Ｔｒを例えば５秒に設定することにより、ほとんどの場合、後進走行時に３速にシフトアップせず、２速のままで走行できる。

　オペレータがアクセルペダル１１を半分程度踏み込んで（ハーフアクセルで）後進走行する場合、通常、車速は第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａまで上昇しないため、ホイールローダは２速のままで走行する。これにより、後進走行から前進走行に切り換えたときの車両流れが少なくてすむ。また、前進走行への切替後には１速または２速で発進することになるので、加速性がよく、作業時間（サイクルタイム）を短縮できる。

（２）前進走行時の遅延制御
　矢印ｃに示すように前進走行する場合には、バケット１１２の高さが設定値よりも低い場合に２速から３速へのシフトアップを許可する第１シフトアップ許可車速Ｖ２３と、バケット１１２の高さが設定値以上の場合に２速から３速へのシフトアップを許可する第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａとを設定する。

　バケット１１２の高さの設定値は、例えば、運搬姿勢におけるバケット１１２の高さと、アーム１１１が略水平となる最大リーチ時におけるバケット１１２の高さとの中間位置に設定されている。ここで、運搬姿勢におけるバケット１１２の高さとは、バケット１１２の下端（下面）がホイールローダ１００の地上最低高付近に位置する時のバケット１１２の高さのことである。アーム１１１が略水平になる状態とは、アーム１１１の基端の揺動中心と先端のバケット１１２の揺動中心とが略水平になる状態のことである。

　図７（ｂ）に示すように、バケット１１２の高さが設定値まで上昇すると、２速から３速へのシフトアップを許可する車速が、第１シフトアップ許可車速Ｖ２３から第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａに引き上げられる。オペレータがアクセルペダル１１を最大に踏み込んで（フルアクセルで）前進走行する場合、車速は第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上となる可能性があるが、前進設定時間Ｔｆが経過するまでは２速から３速へシフトアップすることはない。ダンプトラックへの積み込み作業のためにバケット１１２を設定値以上の高さに保持して前進走行する時間は、通常、２～３秒である。そこで、前進設定時間Ｔｆを例えば４秒に設定することにより、ほとんどの場合、３速にシフトアップすることなく、ダンプトラックに接近できる。

　オペレータがアクセルペダル１１を半分程度踏み込んで（ハーフアクセルで）前進走行する場合、通常、車速は第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａまで上昇しないため、バケット１１２を設定値以上の高さに保持した状態で、ホイールローダは２速のままでダンプトラックに接近することができる。これにより、積み込み作業のためにダンプトラックに接近する場合に、ホイールローダが３速にシフトアップすることによって高速状態でブレーキを作動させる必要がなくなり、オペレータの疲労軽減と作業効率の向上を図ることができる。

（３）通常制御
　シフトアップ制御切替選択装置２８によって通常制御が選択されると、車両の進行方向、およびバケット１１２の高さにかかわりなく、２速から３速へのシフトアップを許可する変速許可車速を、第１シフトアップ許可車速Ｖ２３に設定する。これにより、前進走行および後進走行ともに、車速が第１シフトアップ許可車速Ｖ２３以上となると、遅延時間（前進設定時間Ｔｆ，後進設定時間Ｔｒ）を設けることなく、速やかに２速から３速にシフトアップする。例えば走行距離が長い場合などは、３速を選択することでエンジン回転速度を抑えて低燃費で走行することが可能となる。

　図８に、本実施の形態において、２速から３速へのシフトアップ遅延制御を行う場合の処理手順のフローチャートを示す。図８のフローチャートは、とくに、シフトスイッチ１８によって最大速度段が３速に設定されていた場合に、ホイールローダが２速から３速へシフトアップする場合の制御の流れを示している。図８の処理は、シフトアップ制御切替選択装置２８によって遅延制御が選択されると開始され、コントローラ１０で繰り返し実行される。

　まず、ステップＳ１において、車速検出器１５によって車速ｖを検出する。ステップＳ２では、前後進切換スイッチ１７によって前進走行が選択されているか否かを判定する。前進走行が選択されている場合は、ステップＳ３へ進み、バケット高さ検出用センサ２６の検出値に基づいてバケット１１２の高さを算出する。ステップＳ４では、ステップＳ３で算出したバケット１１２の高さが設定値を超えたか否かを判定する。ステップＳ４が肯定判定されるとステップ５へ進む。ステップＳ５では、ステップＳ１で検出した車速ｖが第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上であるか否かを判定する。

　ステップＳ５が肯定判定されると、ステップＳ６へ進み、第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上の車速が前進設定時間Ｔｆ以上継続しているか否かを判定する。ステップＳ６が肯定判定されると、ステップＳ７へ進み、２速から３速へのシフトアップを行う。一方、ステップＳ５またはＳ６が否定判定されると、２速から３速へのシフトアップは行わず、図８の処理を繰り返す。なお、ステップＳ５が否定判定されると、コントローラ１０は、車速ｖが第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上となってからの経過時間を計測するタイマ（不図示）をリセットする。

　ステップＳ４が否定判定され、バケット１１２の高さが設定値より低い場合は、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、車速ｖが第１シフトアップ許可車速Ｖ２３以上であるか否かを判定する。ステップＳ８が肯定判定されると、ステップＳ７へ進み、２速から３速へのシフトアップを行う。ステップＳ８が否定判定されると、２速から３速へのシフトアップは行わず、図８の処理を繰り返す。

　一方、ステップＳ２が否定判定され、前後進切換スイッチ１７によって後進走行が選択されている場合は、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、車速ｖが第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上であるか否かを判定する。ステップＳ９が肯定判定されると、ステップＳ１０へ進み、第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上の車速が後進設定時間Ｔｒ以上継続しているか否かを判定する。ステップＳ１０が肯定判定されると、ステップＳ７へ進み、２速から３速へのシフトアップを行う。一方、ステップＳ９またはＳ１０が否定判定されると、２速から３速へのシフトアップは行わず、図８の処理を繰り返す。なお、ステップＳ９が否定判定されると、コントローラ１０は、車速ｖが第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上となってからの経過時間を計測するタイマ（不図示）をリセットする。

　本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）ホイールローダ１００のコントローラ１０は、車速ｖがシフトアップ許可車速以上となるとシフトアップを許可する車速基準制御により自動変速制御を行う。上述した一実施の形態では、シフトアップ制御切替選択装置２８を備え、車速ｖがシフトアップ許可車速以上となるとシフトアップを行う通常制御と、通常制御に対してシフトアップのタイミングを遅延させる遅延制御とを切り換えることが可能である。これにより、ホイールローダ１００のオペレータは、ホイールローダ１００による作業内容や好みに応じて、自動変速制御を通常制御と遅延制御との間で任意に切替選択することができる。遅延制御を選択することによって、たとえば、Ｖシェープローディングにおいて変速許可速度の低下によるオペレータの意図に反するシフトアップ、およびこのシフトアップに起因するホイールローダ１００の増速を抑制できる。したがって、ダンプトラックへの積み込みに必要な高さまでバケット１１２が上昇する前にホイールローダ１００がダンプトラックに到達してしまう、という不具合を防止して、作業効率の低下を防止できる。
（２）トランスミッション３の速度段は、３速以上に構成されている。シフトアップ制御切替選択装置２８によって遅延制御が選択されている場合、前後進切換スイッチ１７によって前進走行が選択されると、コントローラ１０は、バケット１１２（作業機装置）の高さ位置が設定値より低い場合には、シフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速Ｖ２３に設定し、バケット１１２の高さ位置が設定値以上の場合には、シフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速Ｖ２３よりも大きい第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａに設定する。そして、バケット１１２の高さ位置が設定値以上の場合は、車速ｖが第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上を前進設定時間Ｔｆ継続すると、トランスミッション３の速度段を２速から３速へシフトアップする。遅延制御が選択され、ホイールローダ１００が前進走行する場合は、バケット１１２の高さが設定値以上となると、２速から３速へのシフトアップが起こり難くなるように構成した。これにより、たとえば、Ｖシェープローディングのダンプトラックへの接近時に多用する２速走行時にオペレータの意図に反するシフトアップを効果的に抑制できるので、上述した不具合を効果的に防止できる。
（３）シフトアップ制御切替選択装置２８によって遅延制御が選択されている場合、前後進切換スイッチ１７によって後進走行が選択されると、コントローラ１０は、バケット１１２の高さに拘わらずシフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速Ｖ２３よりも大きい第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａに設定し、車速ｖが第２シフトアップ許可車速Ｖ２３ａ以上を後進設定時間Ｔｒ継続すると、トランスミッション３の速度段を２速から３速へシフトアップする。これにより、たとえばＶシェープローディングにおいて掘削後に後進する場合に、２速から３速へのシフトアップが起こり難くなる。したがって、後進から前進に切り換えたときの車両流れが少なくなるとともに、前進切換後に２速（または１速）で加速することができ、作業時間を短縮して効率的に作業を行うことができる。
（４）シフトアップ制御切替選択装置２８によって通常制御が選択されている場合、バケット１１２の高さ、および前後進切換スイッチ１７の設定に拘わらず、シフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速Ｖ２３に設定し、車速ｖが第１シフトアップ許可車速Ｖ２３以上となると、トランスミッション３の速度段を２速から３速へシフトアップする。遅延制御を選択した場合に３速へのシフトアップを行うためには、車速ｖが第２シフトアップ許可車速Ｖ２３以上を設定時間ＴｆまたはＴｒ継続する必要があり、フルアクセルに近い状態で運転し続ける必要がある。したがって、走行距離が長い場合は通常制御を選択することが低燃費運転の観点からは効果的である。

－－－変形例－－－
（１）上述の説明では、２速から３速へのシフトアップの遅延制御について説明したが、本発明はこれには限定されない。例えば、１速から２速へのシフトアップを遅延するように構成してもよいし、３速から４速へのシフトアップを遅延するように構成してもよい。すなわち、図７（ａ）（ｂ）に示すような後進走行時および前進走行時において、オペレータの意図に反するシフトアップを抑制できるように、低速度段から１つ上の速度段へのシフトアップを遅延するように構成することができる。また、トランスミッション３における選択可能な速度段の段数は４段には限定されず、３段でも、５段以上であってもよい。

（２）上述の説明では、変速制御装置を構成するコントローラ１０を備える作業車両の一例としてホイールローダ１００を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、フォークリフト、テレハンドラー、リフトトラック等、他の作業車両であってもよい。

（３）上述の説明では、第２シフトアップ許可車速ｖ２３ａが、エンジン１の回転数に応じて変化する第１シフトアップ許可車速ｖ２３の最大値に対して、たとえば１０％程度高い値になるように設定されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第２シフトアップ許可車速ｖ２３ａを、エンジン１の回転数に応じて変化する第１シフトアップ許可車速ｖ２３の最大値と、２速における最大車速Ｖ２（図４参照）との略中間程度に設定してもよい。
（４）上述した実施の形態および各変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
　本出願は日本国特許出願２００９－２８３１３９号（２００９年１２月１４日出願）を基礎として、その内容は引用文としてここに組み込まれる。

Claims

　作業車両の車速を検出する車速検出装置と、
　トランスミッションの速度段をシフトアップおよびシフトダウンする変速装置と、
　前記車速検出装置で検出された車速がシフトアップ許可車速以上となると、前記変速装置によるシフトアップを許可する変速制御装置と、
　作業機装置の高さ位置を検出する高さ位置検出装置と、
　前記作業車両の前進走行と後進走行とを切り換える前後進切換装置と、
　前記車速が前記シフトアップ許可車速以上となると前記変速装置によるシフトアップを行う通常制御と、前記通常制御に対してシフトアップのタイミングを遅延させる遅延制御とを切り換えるシフトアップ制御切替選択装置とを備える作業車両の変速制御装置。
　請求項１に記載の作業車両の変速制御装置において、
　前記トランスミッションの速度段は３速以上であり、
　前記シフトアップ制御切替選択装置によって前記遅延制御が選択されている場合、前記前後進切換装置によって前進走行が選択されると、
　前記変速制御装置は、前記高さ位置検出装置によって検出される前記作業機装置の高さ位置が設定値より低い場合には、前記シフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速に設定し、前記作業機装置の高さ位置が前記設定値以上の場合には、前記シフトアップ許可車速を前記第１シフトアップ許可車速よりも大きい第２シフトアップ許可車速に設定し、
　前記変速制御装置は、前記作業機装置の高さ位置が前記設定値以上の場合は、前記車速が前記第２シフトアップ許可車速以上を前進設定時間継続すると、前記トランスミッションの速度段を２速から３速へシフトアップするように前記変速装置を制御する作業車両の変速制御装置。
　請求項１または請求項２に記載の作業車両の変速制御装置において、
　前記トランスミッションの速度段は３速以上であり、
　前記シフトアップ制御切替選択装置によって前記遅延制御が選択されている場合、前記前後進切換装置によって後進走行が選択されると、
　前記変速制御装置は、前記作業機装置の高さに拘わらず前記シフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速よりも大きい第２シフトアップ許可車速に設定し、前記車速が前記第２シフトアップ許可車速以上を後進設定時間継続すると、前記トランスミッションの速度段を２速から３速へシフトアップするように前記変速装置を制御する作業車両の変速制御装置。
　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の作業車両の変速制御装置において、
　前記トランスミッションの速度段は３速以上であり、
　前記シフトアップ制御切替選択装置によって前記通常制御が選択されている場合、前記作業機装置の高さ、および前記前後進切換装置の設定に拘わらず、前記シフトアップ許可車速を第１シフトアップ許可車速に設定し、前記車速が前記第１シフトアップ許可車速以上となると、前記トランスミッションの速度段を２速から３速へシフトアップするように前記変速装置を制御する作業車両の変速制御装置。
　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の変速制御装置を備えるホイールローダ。