WO2012147572A1

WO2012147572A1 - 作業車両の制御装置およびその制御方法

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Publication number: WO2012147572A1
Application number: PCT/JP2012/060381
Authority: WO
Inventors: 真一北尾; 敦白尾
Original assignee: 株式会社小松製作所
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2012-11-01
Also published as: CN103069198B; US8888657B2; US20130136624A1; EP2594828A4; EP2594828A1; CN103069198A; JP2012229790A; EP2594828B1; JP5119349B2

Abstract

　低燃費を維持しつつ、クラッチ開放時やクラッチ係合時の圧力変動による衝撃を小さく、油圧回路等の損傷を防止して滑らかなクラッチ動作をするために、１ポンプ２モータ形式ＨＳＴで、ＨＳＴモータ１０ａの出力軸への動力の伝達がクラッチ１３を介して行われるようにクラッチの開放または係合が行われ、ＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂの動力によって走行する作業車両の制御装置において、作業車両の作業車両負荷をスロットル出力量とエンジン１のエンジン回転数から求め、クラッチ１３の開放移行制御時に、作業車両負荷をもとに予め求められたＨＳＴポンプ４の上限吐出量の制限下でＨＳＴポンプ４のポンプ吐出量を小さくする制御を行い、クラッチ１３の係合移行制御時に、作業車両負荷をもとに予め求められたＨＳＴポンプ４の下限吐出量の制限下でＨＳＴポンプ４のポンプ吐出量を大きくする制御を行うＨＳＴコントローラ３１を備える。

Description

作業車両の制御装置およびその制御方法

　この発明は、エンジンによって駆動される油圧ポンプと油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動する２つの油圧モータとが閉じた油圧回路で接続され、油圧ポンプに対して２つの油圧モータが並列接続され、１つの油圧モータから出力軸への動力の伝達がクラッチを介して行われるようにクラッチの開放または係合が行われ、該１つまたは２つの油圧モータの駆動力（以下、動力）によって走行する作業車両の制御装置およびその制御方法に関するものである。

　従来から、ＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：静油圧式動力伝達装置）を備えたホイールローダなどの建設機械、農業機械、産業車両などの作業車両が知られている。ＨＳＴを備えた作業車両は、油圧ポンプと油圧モータとを閉じた油圧回路で連通させ、油圧モータの動力で走行する構成をとる。最近では、エンジンや油圧ポンプ、油圧モータを電子制御技術によって最適な出力やポンプ容量、モータ容量で駆動させて、作業効率の向上や省燃費を図ることができるようになっている。

　このＨＳＴを備えた作業車両として、たとえば油圧ポンプ対して２つの油圧モータを並列に接続させ、１つの油圧モータのみクラッチが接続され、アクスルなどの動力伝達機構を介して４輪に動力を伝達するものがある。このようなＨＳＴは、いわゆる、１ポンプ２モータ形式ＨＳＴである。この１ポンプ２モータ形式ＨＳＴは、大きな油圧モータを製造できない場合、あるいは大きな油圧モータを設置する場席が作業車両上にない場合に採用されることがある。また、大きな油圧モータを用いると、油圧モータの回転による慣性に対する迅速な応答制御が困難であり、機械的な抵抗も大きくなるため、このような理由により、この１ポンプ２モータ形式ＨＳＴが採用されることがある。この１ポンプ２モータ形式ＨＳＴは、作業車両が低速走行時に、２つの油圧モータで駆動し、作業車両が高速走行域に達したら１つの油圧モータに接続されているクラッチを開放し、他の１つの油圧モータのみの動力で作業車両を走行させる。

特開平１１－２３０３３３号公報

　ＨＳＴポンプ（走行用油圧ポンプ）は、たとえば斜板式可変容量型ピストンポンプを用い、斜板の傾転角を変化させることでＨＳＴポンプから吐き出される作動油の吐出量を変えることができる。近年の作業車両では、従来の作業車両に比して燃費低減を図るためにエンジン出力の低回転領域で走行用油圧ポンプあるいは作業用油圧ポンプをマッチングさせて作業や走行を行うように制御されている。それにともない、ＨＳＴポンプ（走行用油圧ポンプ）のポンプ吸収トルクが大きくなる。したがって、低回転領域でもＨＳＴポンプの作動油の吐出量が従来の作業車両と同等の吐出量を得るために、ＨＳＴポンプの斜板角を大きくしている。このため、低回転領域では、ＨＳＴポンプのトルクすなわち発生する作動油の圧力が大きくなる。ここで、１ポンプ２モータ形式ＨＳＴは、大きな油圧ポンプを用いないため、小型で応答性が良いが、クラッチを用い、上述した作動油の圧力が大きくなることから、クラッチ係合時やクラッチ解放時に、油圧のサージ圧の発生によるクラッチの摩耗促進や油圧機器の損傷、油圧のサージ圧の発生により油圧回路や油圧機器などを介して作業車両が急激な減速や加速をするといった衝撃が発生し、作業車両の耐久性や操作感の面で問題が生じることが考えられる。また、低速走行から高速走行に移行する際にクラッチの開放を行うが、ＨＳＴモータ自体も小型になっているため、クラッチ開放前後の変速ギア比が従来に比して大きくなり、クラッチ開放後に急激な加速感が出てしまうという操作感上の問題点が生じることが考えられる。

　この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業車両が低燃費を維持しつつ、作業車両が走行する際の油圧のサージ圧の発生といった油圧の急激な変動を抑制させ、クラッチ開放時やクラッチ係合時の衝撃を抑制させてクラッチや油圧回路や油圧機器の損傷を防止し、オペレータに滑らかなクラッチ動作による良好な操作感を与えることが可能な作業車両の制御装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる作業車両の制御装置は、エンジンによって駆動される油圧ポンプと２つの油圧モータとが閉回路であって前記油圧ポンプに対して前記２つの油圧モータが並列接続された油圧回路を有し、１つの油圧モータの出力軸への動力の伝達がクラッチを介して行われるように前記クラッチの開放または係合が行われ、該１つまたは２つの油圧モータの動力によって走行する作業車両の制御装置において、前記作業車両の作業車両負荷をスロットル出力量と前記エンジンのエンジン回転数から求める負荷検出手段と、前記クラッチの開放移行制御時に、前記負荷検出手段により求めた作業車両負荷をもとに、予め求められた前記油圧ポンプの上限吐出量の制限下で前記油圧ポンプのポンプ吐出量を小さくする制御を行い、前記クラッチの係合移行制御時に、前記負荷検出手段により求めた作業車両負荷をもとに予め求められた前記油圧ポンプの下限吐出量の制限下で前記油圧ポンプのポンプ吐出量を大きくする制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする。

　また、この発明にかかる作業車両の制御装置は、上記の発明において、前記作業車両負荷は、エンジン回転数とアクセル開度あるいはインテークマニホールド圧とをもとに求めることを特徴とする。

　また、この発明にかかる作業車両の制御装置は、上記の発明において、前記制御手段は、クラッチの開放状態、開放中状態、係合状態および係合中状態を含んだクラッチ状態を示すクラッチステータスをもとに前記クラッチの開放移行制御時および係合移行制御時を判定することを特徴とする。

　また、この発明にかかる作業車両の制御装置は、上記の発明において、前記クラッチステータスは、作業車両の走行状態の遷移を示す車両ステータスと、アクセル開度をもとに求められた前記出力軸の回転数とをもとに遷移することを特徴とする。

　また、この発明にかかる作業車両の制御方法は、エンジンによって駆動される油圧ポンプと２つの油圧モータとが閉回路であって前記油圧ポンプに対して前記２つの油圧モータが並列接続された油圧回路を有し、１つの油圧モータの出力軸への動力の伝達がクラッチを介して行われるように前記クラッチの開放または係合が行われ、該１つまたは２つの油圧モータの動力によって走行する作業車両の制御方法において、前記作業車両の作業車両負荷をスロットル出力量と前記エンジンのエンジン回転数から作業車両負荷を求め、前記クラッチの開放移行制御時に、求めた作業車両負荷をもとに予め求められた前記油圧ポンプの上限吐出量の制限下で前記油圧ポンプのポンプ吐出量を小さくする制御を行い、前記クラッチの係合移行制御時に、求めた作業車両負荷をもとに予め求められた前記油圧ポンプの下限吐出量の制限下で前記油圧ポンプのポンプ吐出量を大きくする制御を行うことを特徴とする。

　また、この発明にかかる作業車両の制御方法は、上記の発明において、前記作業車両負荷は、エンジン回転数とアクセル開度あるいはインテークマニホールド圧とをもとに求めることを特徴とする。

　この発明によれば、作業車両が走行を行う際、クラッチの開放移行制御時に、作業車両負荷をもとに予め求められた油圧ポンプの上限吐出量の制限下で前記油圧ポンプの吐出量を小さくする制御を行い、前記クラッチの係合移行制御時に、作業車両負荷をもとに予め求められた前記油圧ポンプの下限吐出量の制限下で前記油圧ポンプの吐出量を大きくする制御を行うようにしているので、作業車両は、低燃費を維持しつつ、クラッチ開放時やクラッチ係合時のクラッチや油圧回路あるいは油圧機器へのダメージや油圧の急激な圧力変動によるショックを抑制して滑らかなクラッチ動作を行うことで、良好なクラッチの応答性とともに良好な操作感をオペレータに与えることができる。

図１は、この発明の実施の形態にかかるホイールローダの全体構成を示す図である。図２は、この発明の実施の形態にかかるホイールローダの駆動系を中心に示した回路構成を示す図である。図３は、クラッチ開放移行時の制御処理を示すタイムチャートである。図４は、クラッチ係合移行時の制御処理を示すタイムチャートである。図５は、クラッチステータスを説明する説明図である。図６は、ＨＳＴコントローラによるクラッチステータスに基づくクラッチ制御手順およびポンプ吐出量制御手順を示すフローチャートである。図７は、クラッチ開放移行時の車両負荷に対応したＨＳＴポンプ指令値の上限値を示すグラフである。図８は、クラッチ係合移行時の車両負荷に応じたＨＳＴポンプ指令値の下限値を示すグラフである。図９は、クラッチステータスの遷移条件を示す図である。図１０は、車両ステータスと車両ステータスの遷移条件を示す図である。図１１は、車両ステータスが「１」または「２」のときの車両ステータス遷移条件を示すグラフである。図１２は、車両ステータスが「３」～「６」のときの車両ステータス遷移条件を示すグラフである。図１３は、この実施の形態にかかる制御装置および制御方法で行われる制御の概略を説明する説明図である。

　以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

［全体構成］
　図１は、作業車両の一例であるホイールローダ５０の全体構成を示す図である。また、図２は、ホイールローダ５０の駆動系を中心に示した回路構成を示す図である。図１に示すように、ホイールローダ５０は、車体５１と、車体５１の前部に装着されたリフトアーム５２やリフトアーム５２の先端に取り付けられたバケット５３、ベルクランク５６などで構成される作業機と、車体５１を支持しながら回転して車体５１を走行させる４本のタイヤ５４と、車体５１の上部に搭載されたキャブ（運転室）５５とを有する。

　車体５１は、エンジン１を収納するエンジンルームと、リフトアーム５２やベルクランク５６を動作させる作業機用油圧シリンダ１９ａ，１９ｂと、作業機用油圧シリンダ１９ａ，１９ｂを制御する制御バルブ１８と、作業機用油圧シリンダ１９ａ，１９ｂ，作業機用油圧ポンプ２，ＨＳＴポンプ（走行用油圧ポンプ）４，走行用油圧モータ１０ａ，１０ｂなどのアクチュエータを制御する車体コントローラ３０とを有する。また、車体５１には、図２に示すように、エンジン１、車体コントローラ３０、エンジンコントローラ３２などが搭載される。リフトアーム５２は、先端に取り付けられたバケット５３を持ち上げるためのリンク部材であって、リフトアーム５２に連結された作業機用油圧シリンダ（リフトシリンダ）１９ａが伸縮動作することによって上下に動作する。また、バケット５３は、リフトアーム５２の先端に取り付けられており、さらにベルクランク５６というリンク部材を介して連結された作業機用油圧シリンダ（バケットシリンダ）１９ｂが伸縮動作することによってダンプおよびチルトする。

［回路構成］
　このホイールローダ５０は、図２に示すように、エンジン１によって駆動されるＨＳＴポンプ（走行用油圧ポンプ）４から吐き出された作動油によってＨＳＴモータ（走行用油圧モータ）１０ａ，１０ｂを駆動してホイールローダ５０を走行させるためのＨＳＴ回路２０を有する。ＨＳＴ回路２０は、ＨＳＴポンプ４に対して、２つのＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂが並列接続され、閉じた油圧回路を構成した１ポンプ２モータ形式のＨＳＴシステムである。また、このＨＳＴ回路２０は、低速走行時は、２つのＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂを駆動して出力軸１５へ動力を伝えてホイールローダ５０を走行させ、高速走行時は、クラッチ１３を開放させてＨＳＴモータ１０ａから出力軸１５への動力の伝達を切り離し、ＨＳＴモータ１０ｂのみを駆動してホイールローダ５０を走行させる。

　ホイールローダ５０は、エンジン１によって駆動される作業機用油圧ポンプ２を含む作業機側機構と、エンジン１によって駆動されるＨＳＴポンプ４を含む走行側機構と、この作業機側機構と走行側機構とを制御するための、エンジンコントローラ３２や車体コントローラ３０などを含む油圧駆動機構とを有する。

　油圧駆動機構は、エンジン１、作業機用油圧ポンプ２、チャージポンプ３、ＨＳＴポンプ４、ＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂ、クラッチ１３、エンジンコントローラ３２、車体コントローラ３０、アクセル開度センサ３３、前後進切換レバー３４、車速センサ３６、ＨＳＴ圧力センサ３７、ＨＳＴ回路２０を有する。前後進切換レバー３４は、キャブ５５（運転室）内のステアリングコラムの近くに備えてあり、オペレータが操作することで、前進（Ｆ）、後進（Ｒ）、中立（Ｎ）に切り換えることが可能で、切り替えたレバーの位置は電気的に検出される。また、ホイールローダ５０の車速範囲を設定することができる速度段のスイッチがステアリングコラムの近くに備えてある。この速度段のスイッチは、独立したダイヤル式スイッチやボタン式スイッチでもよく、前後進切換レバー３４に付設するものであってもよい。オペレータによって速度段のスイッチが操作されると、設定された速度段の位置は電気的に検出される。

　エンジン１は、ディーゼルエンジンであり、エンジン１で発生した出力トルクが、作業機用油圧ポンプ２、チャージポンプ３、ＨＳＴポンプ４などに伝達される。エンジン１には、エンジン１の出力トルクと回転数とを制御するエンジンコントローラ３２が接続される。エンジンコントローラ３２は、アクセルペダル３３ａの操作量であるアクセル開度に応じて燃料噴射量を調整する。また、エンジン１は、エンジン１の実回転数を検出するエンジン回転数センサ１ａを備え、エンジン回転数センサ１ａの回転数信号をエンジンコントローラ３２に入力する。また、エンジン１には、燃料噴射装置１ｂが接続されている。エンジンコントローラ３２は、アクセル開度に応じて燃料噴射量１ｂを制御してエンジントルクやエンジン回転数を調整する。なお、燃料噴射装置１ｂは、たとえば燃料ポンプやコモンレール、インジェクタなどで構成されたコモンレール式燃料噴射システムが用いられる。

　アクセルペダル３３ａは、キャブ５５内のオペシートの下方に設けられ、ホイールローダ５０のオペレータが足踏み動作をして、その踏む込み量を調整するものである。アクセルペダル３３ａには、アクセルペダル３３ａの踏み込み量（スロットル出力量）を検出するアクセル開度センサ３３が取り付けられている。アクセル開度センサ３３は、ポテンショメータなどで実現され、検出したアクセル開度をエンジンコントローラ３２に出力する。エンジンコントローラ３２は、入力されたアクセル開度に応じて燃料噴射装置１ｂを制御し、エンジン１への燃料噴射量を調整する。なお、アクセルペダル３３ａに代えて、オペレータの手動操作が可能な、操作レバーやダイヤルといった操作手段によって、エンジン１へのスロットル出力量を決定するものであってもよい。

　ＨＳＴポンプ４は、エンジン１によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ（たとえば、斜版式可変容量型ピストンポンプ）である。ＨＳＴポンプ４から吐出された作動油は、高圧リリーフ弁７，８および低圧リリーフ弁９を含むＨＳＴ回路２０を介してそれぞれＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂに送出される。なお、ＨＳＴ回路２０油圧配管内の作動油の圧力（以下、ＨＳＴ圧力）は、このＨＳＴ回路２０内に設けられたＨＳＴ圧力センサ３７によって検出され、検出された圧力を示す信号は車体コントローラ３０内のＨＳＴコントローラ３１に入力される。また、ＨＳＴポンプ４には、ＨＳＴポンプ４の容量を制御するための斜板角および作動油の流れ方向を制御するポンプ制御弁５と、ポンプ制御弁５の制御指示によって斜板を駆動するポンプ容量制御シリンダ６とが接続されている。

　ＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂは、可変容量型の油圧モータである。各ＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂは、ＨＳＴポンプ４から吐き出された作動油によって駆動し、ホイールローダ５０を走行させるための動力を出力する。ＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂは、それぞれ斜板角を制御するモータシリンダ１２ａ，１２ｂと、モータシリンダ１２ａ，１２ｂをそれぞれ制御するモータ制御用電子サーボ弁１１ａ，１１ｂを有する。モータ制御用電子サーボ弁１１ａ，１１ｂは、車体コントローラ３０内のＨＳＴコントローラ３１から送信される制御信号によって動作する電磁制御弁であって、それぞれモータシリンダ１２ａ，１２ｂを制御動作させる。このようにして、ＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂのモータ容量を任意に変えることができる。

　クラッチ１３は、ＨＳＴコントローラ３１から送信される制御信号に応じて、クラッチ制御弁１４の駆動によってクラッチ開放あるいはクラッチ係合の制御が行われる。このクラッチ１３の開放あるいは係合によって、ＨＳＴモータ１０ａは、出力軸１５への動力を伝達させ、あるいは伝達の切り離しを行う。一方、ＨＳＴモータ１０ｂは、常に出力軸１５へ動力を伝達する。

　車速センサ３６は、出力軸１５の回転数、すなわちホイールローダ５０の車速を検出するセンサである。なお、車速センサ３６は、その設置場所を適宜決めることによってタイヤ５４の回転数から車速を検出するようにしてもよい。

　なお、チャージポンプ３は、エンジン１によって駆動され、ＨＳＴ回路２０に作動油を供給するためのポンプである。また、チャージポンプ３は、ＨＳＴポンプ４のパイロット回路に作動油を供給する。

　車体コントローラ３０内のＨＳＴコントローラ３１は、ＨＳＴ圧力センサ３７が検出するＨＳＴ圧力、エンジンコントローラ３２を介して入力されるアクセル開度、エンジン回転数センサ１ａから入力される回転数信号（エンジン回転数）、オペレータによって操作される前後進切換レバー３４の操作位置によって決まる前後進信号、車速センサ３６から入力される回転数信号（出力軸回転数）などをもとに、ＨＳＴポンプ４の作動油の吐出量であるポンプ吐出量（エンジン回転数が一定の場合、ポンプ容量である。なぜならば、次式、ポンプ吐出量＝エンジン回転数×ポンプ容量　という関係にあるからである。）およびＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂのモータ容量を制御するとともに、クラッチ１３の開放および係合の制御を行う。なお、エンジンコントローラ３２と車体コントローラ３０とは相互に接続され、お互いにデータや信号といった情報の授受を行うことができる。

［クラッチ開放・係合制御の概要］
　ここで、ＨＳＴコントローラ３１によるクラッチ開放移行時の制御概要とクラッチ係合移行時の制御概要について説明する。まず、図３に示したタイムチャートを参照して、クラッチ１３を係合状態から開放状態に移行するクラッチ開放移行時の制御について説明する。図３（ａ）は、時間（車速）に対するＨＳＴモータ１０ａ、１０ｂに指示されるモータ指令値の変化を示し、特性線Ｌａは、ＨＳＴモータ１０ａに対するモータ指令値を示し、特性線ＬｂはＨＳＴモータ１０ｂに対するモータ指令値を示す。図３（ｂ）は、時間（車速）に対するクラッチ１３の開放と係合の状態を指示するクラッチ指令値の変化を示す。ここで、クラッチ指令値が０％とは、クラッチ１３を開放させることを意味し、クラッチ指令値が１００％とは、クラッチ１３を完全に係合させることを意味する。図３（ｃ）は、時間（車速）に対するＨＳＴポンプ４に指示されるポンプ指令値の変化を示す。なお、図３では、時間が０から進むにつれてホイールローダ５０の車速は低速走行から高速走行へ移行していることとなる。まず、２つのＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂが係合状態でオペレータがアクセルペダル３３ａを踏み込むことでアクセル開度を大きくしてホイールローダ５０が走行し始めると、負荷が大きくなり、ポンプ指令値を１００％まで大きくして（ここでは、斜板角を１００％（ポンプ容量を最大）まで傾けて）、多くのポンプ吐出量とともに大きなトルクを出力する。そして、たとえば５秒経った時点ｔ１で車速がＳｐ（ｋｍ／ｈ）の変速点に達すると、開放準備状態となり、この時点ｔ１で１００％のポンプ指令値は、後述する上限値Ｐｄよりも小さい値であって、直前のポンプ指令値よりも小さいポンプ指令値Ｐｄとなり（図３（ｃ））、ＨＳＴポンプ１０ａ，１０ｂのポンプ吐出量が抑制される。また、ＨＳＴモータ１０ａのモータ指令値（斜板角の傾角により定まるモータ容量）を、図３（ａ）に示すように車速が増すとともに次第に減少させるようにさせていく。クラッチ指令値は、モータ容量が２７％になった時点ｔ２から、１００％のクラッチ指令値が徐々に減少（モジュレーション）するようにし、クラッチ指令値が３０％になった時点ｔ３でクラッチ１３は完全に開放されたものとして一挙にクラッチ指令値を０％にする（図３（ｂ））。この時点ｔ３では、クラッチ１３が開放されているので、この時点ｔ３からポンプ指令値は、上限値Ｐｄの制限を受けずに１００％まで上昇するようにしている（図３（ｃ））。

　すなわち、クラッチ１３が係合状態から開放状態に移行する開放移行時である時点ｔ１～ｔ３までの間、ポンプ指令値を抑制してポンプ容量を減少し、出力軸１５との動力伝達が切り離されるＨＳＴモータ１０ａに供給する必要のないポンプ容量分のポンプ吐出量を少なくして油圧回路内での油圧のサージ圧の発生を抑制して衝撃を抑え、滑らかなクラッチ動作を良好な応答性で実現している。よって、クラッチ開放移行時における大きなトルクによるクラッチ１３の摩擦を抑制し、さらに油圧機器や油圧配管の損傷防止を図ることができる。また、滑らかなクラッチ動作は、クラッチ開放時に急激な加速を抑制するため、オペレータに良好な操作感を与えることとなる。なお、ＨＳＴポンプ４のポンプ吐出量がクラッチ開放時に抑制される、ポンプ指令値は、作業車両の負荷に応じた上限値Ｐｄが予め求められており、この上限値Ｐｄを超えないようにしている。このようにポンプ指令値が上限値Ｐｄを超えないようにして、クラッチ開放の前（時点ｔ３前）にＨＳＴモータ１０ａに供給されるポンプ吐出量が抑制され、ＨＳＴモータ１０ａのモータ容量は減少させる。ＨＳＴモータ１０ａのモータ容量が減少するということは、ＨＳＴポンプ４からの作動油の吐出量は、その分の作動油の吐き出しを必要としない。すなわち、クラッチ開放時のポンプ指令値を、上限値Ｐｄを超えないようにしなければ、余分な作動油がＨＳＴポンプ４からＨＳＴモータ１０ａのほうへ吐き出され、行き場を失った作動油がサージ圧の発生の原因となるのである。一方、作業車両の負荷は、エンジン回転数とアクセル開度との関係で負荷の度合いを定める。その負荷の度合いに応じたポンプ指令値の上限値Ｐｄを予め定めたものをＨＳＴコントローラ３１のメモリに記憶させておく。たとえば、ある時点でのエンジン回転数とアクセル開度から負荷の度合いを求め、その負荷の度合いに対応する上限値Ｐｄが７０％であったとすると、ポンプ指令値は７０％を超えない値をとる。

　次に図４に示したタイムチャートを参照して、クラッチ１３を開放状態から係合状態に移行するクラッチ係合移行時の制御について説明する。図４（ａ）は、時間（車速）に対するＨＳＴモータ１０ａ、１０ｂに指示されるモータ指令値の変化を示し、特性線ＬＬａは、ＨＳＴモータ１０ａに対するモータ指令値を示し、特性線ＬＬｂはＨＳＴモータ１０ｂに対するモータ指令値を示す。図４（ｂ）は、時間（車速）に対するクラッチの開放と係合の状態を指示するクラッチ指令値（目標値）の変化を示す。図４（ｃ）は、時間（車速）に対するＨＳＴポンプ４に指示されるポンプ指令値の変化を示す。なお、図４では、時間が０から進むにつれてホイールローダ５０の車速は高速走行から低速走行へ移行していることとなる。一方、クラッチ１３を開放状態から係合状態に移行するクラッチ係合移行時の制御は、図４に示すように、ＨＳＴモータ１０ｂが出力軸１５へ動力を伝達している状態で、ＨＳＴモータ１０ａの動力がクラッチ１３へ伝達されていない状態（クラッチ１３が開放状態）で、ホイールローダ５０が高速走行から減速走行へ減速する場合、すなわち、オペレータがアクセルペダル３３ａを操作してアクセルペダル３３ａの踏み込み量を減らしアクセル開度が小さくなると、図４（ｃ）に示すようにＨＳＴポンプ４に対するポンプ指令値は小さくなる。その後、クラッチ１３が開放状態から係合状態に移行を開始する時点ｔ１１から係合状態を完了する時点ｔ１２までの間で、クラッチ指令値を０％近傍から１００％にし、クラッチ１３を係合させる（図４（ｂ））。このクラッチ指令値は目標値であり、時点ｔ１１から少しの時間はクラッチ指令値を大きく（例えば１００％）したクラッチ指令値を出力させ、その少しの時間の後は、クラッチ指令値を減少させ、時点ｔ１２へと経過するに従って、クラッチ指令値を１００％へと増加させている。したがって、実際のクラッチ１３の係合度合いは、クラッチ指令値にやや遅れて応答してクラッチ１３が緩やかに開放から係合へと移行することになる。この時点ｔ１１～ｔ１２の間、ポンプ指令値は、予め求められた下限値Ｐｕよりも大きな値で、直前のポンプ指令値よりも増加したポンプ指令値にする（図４（ｃ））。ポンプ指令値は、時点ｔ１２以降は、時点ｔ１１直前の値となる。また、時点ｔ１２以降は、クラッチ１３が係合してＨＳＴモータ１０ａのモータ指令値（モータ容量）は特性線ＬＬａに示すように大きくなる（図４（ａ））。

　すなわち、クラッチ１３が開放状態から係合状態に移行する係合移行時である時点ｔ１１～ｔ１２までの間、ポンプ指令値を大きくしてＨＳＴポンプ４のポンプ容量（ポンプ吐出量）を増加させる。ホイールローダ５０の減速にともない、クラッチ１３を係合させてＨＳＴモータ１０ａから出力される動力を出力軸１５へ伝達させるのであるが、ＨＳＴモータ１０ａに供給する必要のある作動油分（ポンプ容量分）、ポンプ指令値を時点ｔ１２までに増加させて、クラッチ１３が係合される前に、ＨＳＴポンプ４からＨＳＴモータ１０ａに供給される作動油を確保しておく。したがって、クラッチ係合時には、ＨＳＴモータ１０ａが応答性よく駆動して、ＨＳＴモータ１０ｂなどで油圧の急激な変動が生じることを抑制して衝撃を抑えつつ、応答性よく、かつ、滑らかなクラッチ動作を実現している。なお、増加されるポンプ指令値は、作業車両の負荷に応じた下限値Ｐｕが予め求められており、この下限値Ｐｕを下まわらないようにしている。このようにポンプ指令値が下限値Ｐｕを下まわらないようにすることで、ＨＳＴモータ１０ａに供給される作動油の圧力や量が確保され、ＨＳＴモータ１０ａが確実に駆動することができる。一方、作業車両の負荷は、エンジン回転数とアクセル開度との関係で負荷の度合いを定める。その負荷の度合いに応じたポンプ指令値の下限値Ｐｕを予め定めたものをＨＳＴコントローラ３１のメモリに記憶させておく。たとえば、ある時点でのエンジン回転数とアクセル開度から負荷の度合いを求め、その負荷の度合い対応する下限値Ｐｕが７０％であったとすると、ポンプ指令値は７０％を下回らない値をとる。

　この実施の形態では、クラッチ開放移行時にはポンプ吐出量を予め決められた上限値を超えない範囲でポンプ吐出量を減少させる。そして、出力軸１５への動力の伝達が切り離されるＨＳＴモータ１０ａに供給されていたポンプ吐出量分を、クラッチ開放前に抑制し、油圧のサージ圧の発生を抑えて応答性よく滑らかなクラッチ動作を実現して衝撃を抑制している。また、クラッチ係合移行時にはポンプ吐出量を予め決められた下限値を下まわらない範囲でポンプ吐出力を増加させる。そして、出力軸１５への動力を伝達させるＨＳＴモータ１０ａに供給される作動油分をクラッチ係合前に確保し、油圧の急激な変動を抑えて滑らかなクラッチ動作を実現して衝撃を抑制している。

［クラッチ制御（開放制御・係合制御）の詳細］
　ここで、上述したクラッチ制御（開放制御・係合制御）およびポンプ吐出量の制御は、クラッチステータスという概念を用いて行う。クラッチステータスは、図５に示すように、６種のステータスの定義があり、クラッチステータスが「０」のときは「開放準備」、「１」のときは「開放完」、「２」のときは「係合中」、「３」のときは「強制係合中」、「４」のときは「係合完」、「５」のときは「開放中」である。なお、クラッチステータス間の移行、すなわちクラッチ制御（開放制御・係合制御）は、図５に示した目標クラッチ指令値をＨＳＴコントローラ３１が出力することによって実行される。なお、図５に示した、時間と目標クラッチ指令値の関係を表したグラフは、図３（ｂ）および図４（ｂ）を併せて表したものである。

　クラッチステータスが「係合完」とは、クラッチ１３が完全に繋がって、ＨＳＴモータ１０ａの動力が出力軸１５に伝達されている状態を示すステータスであり、目標クラッチ指令値は１００％である。このクラッチステータス（係合完）では、クラッチ１３の開放に備えて、後述する車両ステータス、アクセル開度（スロットル出力量）（％）、クラッチステータス滞在時間（現在のクラッチステータスが変わらずに保たれている時間）によって変速点（第１マップあるいは第２マップを参照して求まる出力軸回転数）を決定し、この変速点と検出される出力軸１５の回転数（以下、出力軸回転数）とが比較され、後述する遷移条件を満足する場合、クラッチステータスを「開放準備」に移行する。なお、このクラッチステータスの移行のタイミングが図５に示すように変速点Ｖｏとなる。

　クラッチステータスが「開放準備」とは、クラッチ１３の開放に備えて、ＨＳＴモータ１０ａのモータ容量を小さくし、ある値（例えば２７％）まで小さくさせる状態を示すステータスである。ここで、次のような遷移条件を満たすとクラッチステータスが「開放中」に移行する。つまり、ＨＳＴモータ１０ａのモータ容量が、さらにある値（例えば２７％）より小さくなり、かつ所定の時間が経過したという遷移条件（詳細は後述）が満たされるとクラッチステータスを「開放中」に移行させる。

　クラッチステータスが「開放中」とは、クラッチ１３を開放する状態を示すステータスであり、クラッチ指令値を１００％から例えば３０％に徐々に減少（モジュレーション）させて小さくしクラッチ１３を開放する。なお、クラッチ指令値が３０％になったら、クラッチステータスを「開放完」に移行させる。なお、このクラッチ指令値３０％は、あくまで例示の数値であって、予め他の値を設定することによっても、この実施の形態は実現可能である。

　クラッチステータスが「開放完」とは、故障検出用（クラッチ制御弁１４のクラッチソレノイドの天絡検出用）にクラッチ指令を０％にする状態を示すステータスである。なお、クラッチステータスが「開放完」においては、検出される出力軸回転数が、ある回転数以上で、かつ車速段が３速または４速の場合、クラッチ指令値を０％にする。また、他の回転数以下になった場合はクラッチ指令値を例えば３０％にする。なお、クラッチステータスが「開放完」の状態では、次のような遷移条件（詳細は後述）でクラッチステータスが移行する。すなわち、クラッチ１３の係合に備えて、車両ステータス、スロットル出力量（％）、クラッチステータス滞在時間により変速点（第１マップあるいは第２マップを参照して求まる出力軸回転数）を決定し、この変速点よりも検出される出力軸回転数が小さい場合、クラッチステータスを「係合中」に移行させる。すなわち、このクラッチステータスの移行のタイミングが図５に示すように変速点Ｖｃとなる。なお、このクラッチ指令値３０％は、あくまで例示の数値であって、予め他の値を設定することによっても、この実施の形態は実現可能である。

　クラッチステータスが「係合中」とは、クラッチ１３を係合するためにクラッチ指令値を変動させる状態を示すステータスである。なお、クラッチステータスが「係合中」の状態では、次のような遷移条件（詳細は後述）でクラッチステータスが移行する。すなわち、ホイールローダ５０の車速が上がり、検出される出力軸回転数が、ある回転数以上、かつ車速段が３速または４速の場合、クラッチステータスは「開放完」に移行する。また、図５に示すように、クラッチステータスが「係合中」になってから、予め定められた通常係合終了時間Ｒ２（図５参照）が経過してクラッチ指令値が１００％になった場合、クラッチステータスは、「係合完」に移行する。さらに、クラッチ１３を係合動作させている際に、所定の遷移条件（詳細は後述）が満たされると、クラッチ１３は強制係合という係合動作を行う。クラッチステータスは、「係合中」から後述するクラッチステータス「強制係合中」に移行する。ここで、強制係合というクラッチ１３の係合動作の目的について説明する。通常は、クラッチ１３が係合中にクラッチ１３は図５の実線で示すようなクラッチ指令値を受けて係合動作が行われる。しかし、ホイールローダ５０が所定の速度以下（特に低速で走行しているような速度以下）で走行している際に、クラッチ１３が係合される際の衝撃でホイールローダ５０が停止するような違和感を、オペレータが感じるおそれがある。また、ホイールローダ５０のバケット５３に積荷を載せて登板路にさしかかった際に、開放されていたクラッチ１３をすばやく係合動作させて牽引力を出したい場面がある。以上のような場合に、通常の係合であれば、図５に示す、通常係合時間Ｒ２の間にクラッチ１３が係合動作されるが、クラッチステータスが「係合中」に「強制係合中」へ移行するような遷移条件を設けて判断することで、通常係合時間Ｒ２（図５参照）よりも短時間でクラッチ１３を係合動作（強制係合）させる。すなわち、強制係合時間Ｒ２´（図５参照）として定義される、強制係合のために必要な時間は、通常係合時間Ｒ２よりも短時間である。

　クラッチステータスが「強制係合中」とは、クラッチステータスが「強制係合中」へ移行した時点の目標クラッチ指令値から、あらかじめ定めた割合でクラッチ指令値を１００％まで増加させる状態を示すステータスである（図５の破線参照）。なお、クラッチステータスが「強制係合中」にホイールローダ５０の車速が上がり、次のような遷移条件（詳細は後述）を満たすとクラッチステータスは、「開放完」に移行する。すなわち、出力軸回転数が、ある回転数以上、かつ車速段が３速または４速の場合、クラッチステータスは、「開放完」に移行する。あるいは、次のような遷移条件（詳細は後述）を満たすとクラッチステータスは、「係合完」に移行する。クラッチステータスが「強制係合中」に、クラッチ指令値が１００％に到達した場合、クラッチステータスを「係合完」に移行させる。つまり、図５に示した、強制係合時間Ｒ２´が経過し、図５中の破線のようにクラッチ指令値を増加させて１００％に到達したら、クラッチステータスを「係合完」に移行させる。

　なお、クラッチステータスのうち、開放準備「０」と開放中「５」を合わせた期間が開放移行時間Ｒ１（図５参照）として定義され、クラッチ１３が開放の準備と開放の動作を行っている時間（開放移行時）に相当する。また、クラッチステータスのうち、係合中「２」は、上記のように通常係合時間Ｒ２として定義され、クラッチ１３が係合の動作を行っている時間（係合移行時）に相当する。あるいは強制係合中「３」の期間である強制係合時間Ｒ２’が、クラッチ１３が係合の動作を行っている時間（係合移行時）に相当する。

　ＨＳＴコントローラ３１によるクラッチ制御（開放制御・係合制御）およびポンプ吐出量制御について図６に示すフローチャートを参照して説明する。まず、ＨＳＴコントローラ３１は、上述したクラッチステータスのうち、現在、どのクラッチステータスなのかを判定する（ステップＳ１０１）。その後、この判定された現在のクラッチステータスが「開放完」であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。クラッチステータスが「開放完」である場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）には、さらにＨＳＴポンプ４の目標吐出量を算出する（ステップＳ１０３）。そして、この目標吐出量となるようにＨＳＴポンプ４のポンプ制御弁５に対して斜板角の角度を指示する信号（ポンプ指令値）が出力され、ポンプ吐出量制御を行うとともに、クラッチ１３のクラッチ制御弁１４に対して、クラッチ１３の開放状態を維持する信号（クラッチ指令値）が出力され、クラッチ開放制御を行って（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０１に移行する。

　一方、クラッチステータスが「開放完」でない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）には、さらに、クラッチステータスが「係合完」であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。クラッチステータスが「係合完」である場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）には、さらにＨＳＴポンプ４の目標吐出量を算出する（ステップＳ１０６）。そして、この目標吐出量となるように、ポンプ指令値を出力してポンプ吐出量制御を行うとともに、クラッチ１３の係合状態を維持する、クラッチ指令値を出力してクラッチ係合制御を行って（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１に移行する。

　一方、クラッチステータスが「係合完」でない場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）には、さらに、クラッチステータスが「係合中」または「強制係合中」であるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。クラッチステータスが「係合中」または「強制係合中」である場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）には、さらにＨＳＴポンプ４の目標吐出量を算出する（ステップＳ１０９）。つぎに、ＨＳＴポンプ４のポンプ指令値の下限値を取得する（ステップＳ１１０）。そして、図４に示したように、この下限値の制限下で、目標吐出量となるようにポンプ指令値を出力してポンプ吐出量制御を行うとともに、クラッチ１３を係合させる、クラッチ指令値を出力してクラッチ係合中制御を行って（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０１に移行する。クラッチ係合中制御とは、図４に示したように、時点ｔ１１からｔ１２に至る間に行われる、ＨＳＴモータ１０ａ、１０ｂに対するモータ容量制御と、クラッチ１３に対するクラッチ制御、ＨＳＴポンプ４に対するポンプ吐出量制御の３つの制御を総合したものを意味する。時点ｔ１１からｔ１２に至る間に行われる、クラッチ係合中制御の時間は、図５に示した通常係合終了時間Ｒ２に相当する。

　一方、クラッチステータスが「係合中」または「強制係合中」でない場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）には、クラッチステータスが「開放準備」または「開放中」であり（ステップＳ１１２）、ＨＳＴポンプ４の目標吐出量を算出する（ステップＳ１１３）。さらに、ＨＳＴポンプ４のポンプ指令値の上限値を取得する（ステップＳ１１４）。そして、図３に示したように、この上限値の制限下で、目標吐出量となるようにポンプ指令値を出力してポンプ吐出量制御を行うとともに、クラッチ１３を開放させる、クラッチ指令値を出力してクラッチ開放中制御を行って（ステップＳ１１５）、ステップＳ１０１に移行する。クラッチ開放中制御とは、図３に示したように、時点ｔ１からｔ３に至る間に行われる、ＨＳＴモータ１０ａ、１０ｂに対するモータ容量制御と、クラッチ１３に対するクラッチ制御、ＨＳＴポンプ４に対するポンプ吐出量制御の３つの制御を総合したものを意味する。この、時点ｔ１からｔ３に至る間に行われる、クラッチ開放中制御の時間は、上記のように図５に示した開放移行時間Ｒ１に相当する。

　すなわち、ステップＳ１１１では、図４の時点ｔ１１～ｔ１２の間のクラッチ係合移行時の制御（クラッチ係合中制御）を行い、ステップＳ１１５では、図３の時点ｔ１～ｔ３の間のクラッチ開放移行時の制御（クラッチ開放中制御）を行う。

　次に、上記のポンプ指令値の上限値あるいは下限値の決め方について説明する。図７および図８は、エンジン回転数に対するアクセル開度に応じたポンプ指令値の上限値あるいは下限値を示した図である。ここで、ステップＳ１１４で取得するポンプ指令値の上限値は、図７に示すグラフのデータを参照して取得する。この上限値のデータは、ＨＳＴコントローラ３１のメモリなどの記憶装置にあらかじめ記憶されている。また、ステップＳ１１０で取得するポンプ指令値の下限値は、図８に示すグラフのデータを参照して取得する。この下限値のデータは、ＨＳＴコントローラ３１のメモリなどの記憶装置にあらかじめ記憶されている。これら、図７および図８に示したグラフのデータの上限値あるいは下限値は、エンジン回転数とアクセル開度とで決定される作業車両（この実施の形態の場合、ホイールローダ５０）の負荷に対応して予め設定されているものである。なお、図７、図８に示したグラフのデータは、ポンプ指令値の上限値あるいは下限値であり、負荷を示す値ではない。ここで、図７、図８における曲線ＬＡ１１，ＬＡ２１は、アクセル開度が大きいとき、たとえばアクセル開度が９０％以上のときを示し、曲線ＬＡ１２，ＬＡ２２は、アクセル開度が中程度のとき、たとえばアクセル開度が７０％のときを示し、曲線ＬＡ１３，ＬＡ２３は、アクセル開度が小さいとき、たとえばアクセル開度が５０％以下のときを示している。また、図７、図８に示したグラフのデータは、作業車両の種類や車格によって異なって設定されるものである。このようなポンプ指令値（ポンプ吐出量）の上限値あるいは下限値を予め設定し、作業車両の負荷に応じて上限値あるいは下限値を選択して、モータ容量制御、クラッチ制御、ポンプ吐出量制御を行うことで、クラッチ開放移行時あるいはクラッチ係合移行時におけるポンプ吐出量の抑制あるいは増加を確実かつ適切に制御する。

　図５などを用いて説明したように、クラッチステータスは、６種のクラッチステータスがあり、クラッチステータスは遷移条件という条件が満たされた場合に移行する。この遷移条件について詳細を説明する。図９は、クラッチステータスの遷移条件を示す。各々のクラッチステータスについては、図５を用いて説明したが、それぞれのクラッチステータスでそれぞれの遷移条件を満たす場合に、クラッチステータスを遷移させる。

　遷移条件１－（１）　クラッチステータスが開放完から係合中に移行する場合
　開放完のクラッチステータス「１」から係合中のクラッチステータス「２」に移行する場合の遷移条件について説明する。クラッチステータスが「１」になってから１秒未満の時に、ある閾値の出力軸回転数以下という条件（係合条件（１））を満足すれば、クラッチステータス「２」に移行する。ここで、ある閾値の出力軸回転数とは、図１１に示すグラフを参照して求められる出力軸回転数である。すなわち、アクセル開度センサ３３によって検出されたアクセル開度（スロットル出力量）から上記の係合条件（１）に対応するグラフを用いて閾値の出力軸回転数を求める。一方、クラッチステータスが同じクラッチステータスを継続している時間（上記のような、クラッチステータスが「１」になってから１秒未満）は、カウンタなどによって計測する。また、クラッチステータスが「１」になって１秒以上の時に、ある閾値の出力軸回転数以上という条件（係合条件（２））を満足すれば、クラッチステータス「２」に移行する。ここでも、ある閾値の出力軸回転数とは、図１１に示す係合条件（２）のグラフを参照して求められる出力軸回転数である。

　遷移条件２－（２）　クラッチステータスが係合中から強制係合中に移行する場合
　係合中のクラッチステータス「２」から強制係合中のクラッチステータス「３」に移行する場合の遷移条件について説明する。高負荷時で、ある閾値の出力軸回転数以下という条件（強制係合条件（１））を満足すれば、クラッチステータス「３」に移行する。ここでも、ある閾値の出力軸回転数とは、図１１に示す強制係合条件（１）のグラフを参照して求められるものである。また、高負荷時という状態は、以下のようなことを状態を意味する。ＨＳＴ圧力センサ３７で検出される作動油圧（ＨＳＴ圧力）が、あらかじめ規定している値以上であって、かつ、車両ステータスがＦＲシャトルあるいはＲＦシャトルでなく、クラッチステータスが「係合中」になってから所定の時間（例えば、０．３秒）が経過し、「係合中」になった時点の出力軸回転数から、規定の量の回転数が減少したことを車速センサ３６が検出した状態である。つまり、上記のように、ホイールローダ５０のバケット５３に積荷を載せて登板路にさしかかった際に、開放されていたクラッチ１３をすばやく係合動作させて牽引力を出したい場面が、高負荷時の状態に相当する。また、シャトル時あるいは低負荷時で、ある閾値の出力軸回転数以下という条件（強制係合条件（２））を満足すれば、係合中のクラッチステータス「２」から強制係合のクラッチステータス「３」に移行する。ここでは、ある閾値の出力軸回転数とは、図１１に示す強制係合条件（２）のグラフを参照して求められるものである。また、シャトル時あるいは低負荷時という状態は、以下のようなことを状態を意味する。シャトル時とは、ホイールローダ５０が積荷をバケット５３に積み込むために、前進走行して完全に停止しないまま後進走行に切り替える場合や、後進走行して完全に停止しないまま前進走行に切り替える場合である。すなわち、シャトル時とは、後述する車両ステータスで言えば、シャトル時を意味する、車両ステータス「３」あるいは「４」である。

　遷移条件４－（１）　クラッチステータスが係合完から開放準備に移行する場合
　係合完のクラッチステータス「４」から開放準備のクラッチステータス「０」に移行する場合の遷移条件について説明する。係合完では、図５に示すようにクラッチ指令値は１００％である。そこで、クラッチステータス「４」になって２秒未満の時で、ある出力軸回転数以上という条件（開放条件（１））を満足すれば、クラッチステータス「０」に移行する。ここで、ある閾値の出力軸回転数とは、図１２に示す開放条件（１）のグラフを参照して求められる出力軸回転数である。また、クラッチステータス「４」になって２秒以上の時で、ある閾値の出力軸回転数以上という条件（開放条件（２））を満足すれば、クラッチステータス「０」に移行する。ここで、ある閾値の出力軸回転数とは、図１２に示す開放条件（２）のグラフを参照して求められる出力軸回転数である。

　遷移条件２－（１）　クラッチステータスが係合中から係合完に移行する場合
　係合中のクラッチステータス「２」から係合完のクラッチステータス「４」に移行する場合の遷移条件について説明する。図５に示した、通常係合終了時間Ｒ２が経過したらクラッチステータス「４」に移行する。

　遷移条件２－（３）　クラッチステータスが係合中から開放完に移行する場合
　係合中のクラッチステータス「２」から開放完のクラッチステータス「１」に移行する場合の遷移条件について説明する。検出された出力軸回転数が、ある規定の回転数以上であって、かつ、速度段が３速あるいは４速であるという条件を満足すれば、クラッチステータスを「１」に移行する。

　遷移条件３－（１）　クラッチステータスが強制係合中から係合完に移行する場合
　強制係合中のクラッチステータス「３」から係合完のクラッチステータス「４」に移行する場合の遷移条件について説明する。ポンプ目標指令値が１００％に到達した場合に移行する。これは、上記に図５を用いて説明したように、クラッチ１３が係合中に強制係合中なると、ポンプ指令値を増加させ、すみやかにクラッチ１３を係合動作させるためポンプ指令値を１００％にする（図５の破線参照）が、１００％に到達したらクラッチステータスを係合完へ移行するのである。

　遷移条件３－（２）　クラッチステータスが強制係合中から開放完に移行する場合
　強制係合中のクラッチステータス「３」から開放完のクラッチステータス「１」に移行する場合の遷移条件について説明する。ここでは、遷移条件２－（３）と同じような条件でクラッチステータスを移行する。

　遷移条件０－（１）　クラッチステータスが開放準備から開放中に移行する場合
　開放準備のクラッチステータス「０」から開放中のクラッチステータス「５」に移行する場合の遷移条件について説明する。開放準備では、図５に示すようにクラッチ指令値は１００％であるが、モータ指令値は図３に示すように減少させていく。モータ指令値がある値（例えば２７％）以下になってから、所定の時間（例えば、０．０１秒）が経過したらクラッチステータスを移行する。

　遷移条件５－（１）　クラッチステータスが開放中から開放完に移行する場合
　開放中のクラッチステータス「５」から開放完のクラッチステータス「１」に移行する場合の遷移条件について説明する。開放中では、図５に示すように、所定の割合でクラッチ指令値を減少させていくが、クラッチ指令値が、ある値（例えば３０％）以下になったら、クラッチステータスを移行する。

　次に車両ステータスについて説明する。車両ステータスには、図１０に示すように、停止中「０」、前進「１」、後進「２」、ＦＲシャトル「３」、ＲＦシャトル「４」、前進Ｎ停止「５」、後進Ｎ停止「６」の７種のステータスがある。車両ステータスの現在の車両ステータス（現車両ステータス）は、以前の作業車両の状態から定められる次車両ステータスである。つまり、現車両ステータス、前後進切換レバー３４の位置、車速センサ３６によって検出される回転方向および出力軸回転数の４つの要素がどのような情報であるかによって、次車両ステータスが決定される。前後進切換レバー３４の位置は、前進「Ｆ」、後進「Ｒ」、中立「Ｎ」の３種の位置がある。前後進切換レバー３４は、オペレータが操作することによって、位置が決められる。つまり、ホイールローダ５０を、前進走行させる際は前進「Ｆ」に操作され、後進走行させる際には後進「Ｒ」に操作され、エンジン１をアイドリングさせてホイールローダ５０を停止させるような場合は中立「Ｎ」に操作される。前後進切換レバー３４の位置を接点スイッチなどによって電気的に検出し、前進「Ｆ」、後進「Ｒ」、中立「Ｎ」をオペ選択前後進のデータとして取得する。

　現在状態が停止中とは、ホイールローダ５０が走行していない状態であり、現在状態が前進とはホイールローダ５０が前進走行を行っている状態であり、現在状態が後進とはホイールローダ５０が後進走行を行っている状態である。また、車両状態がＦＲシャトルとは、ホイールローダ５０が前進走行から後進走行に即座に切り換わる状態であり、車両状態がＲＦシャトルとは、ホイールローダ５０が後進走行から前進走行に即座に切り換わる状態である。車両状態が前進Ｎ停止とは、ホイールローダ５０が前進走行中に前後進切換レバー３４が中立に操作された状態である。また、車両状態が後進Ｎ停止とは、ホイールローダ５０が後進走行中に前後進切換レバー３４が中立に操作された状態である。

　車速センサ３６によって検出される回転方向が、ホイールローダ５０を前進させる方向であると検出された場合は、車速センサ回転方向のデータとして「Ｆ」を取得し、他方、ホイールローダ５０を後進させる方向であると検出された場合は、車速センサ回転方向のデータとして「Ｒ」を取得する。また、車速センサ３６によって検出される出力軸回転数は、図１０に示すように、現車両ステータスやオペ選択前後進のデータによっては、予め設定されている閾値（Ｖｚｅｒｏ、Ｖｓ）との大小関係が比較される。閾値Ｖｚｅｒｏは、ホイールローダ５０が停止状態か否かを判断する値であり、出力軸回転数が０（ｒｐｍ）に近い値である。また、閾値Ｖｓは、Ｖｚｅｒｏよりも大きな値である。閾値Ｖｓは、ホイールローダ５０がシャトル動作を行う際に、次車両ステータスが停止中「０」にすべきか否かの判断に用いられる。シャトル動作では、前後進の切り換えを即座に行うため、切り換え直後は出力軸回転数は、ある程度の値をもっている。そこで、閾値Ｖｚｅｒｏだけでなく、閾値Ｖｓという２つの閾値を設定し、後述する論理和を用いて、次車両ステータスを決定する。

　現車両ステータスの次車両ステータスへの遷移条件は、前後進切換レバー３４の位置（オペ選択前後進のデータ）、車速センサの回転方向のデータ、および出力軸回転数のデータの論理積（アンド）である条件Ａと、出力軸回転数である条件Ｂとの論理和（オア）を用いて定められる。この遷移条件に関連する条件Ａと条件Ｂを常時監視することによって、車両ステータスを得ることができる。

　以上のようにして得られた車両ステータスと、アクセル開度センサ３３によって検出されるアクセル開度（スロットル出力量）とによって、クラッチステータスを遷移させるために必要な「閾値としての出力軸回転数」（上記、ある閾値の出力軸回転数）が決定される。すなわち、車両ステータスが前進「１」または後進「２」のときは、図１１に示したグラフのデータ（以下、第１マップ）を参照して用いることによって、閾値としての出力軸回転数が求まる。また、車両ステータスがＦＲシャトル「３」、ＲＦシャトル「４」、前進Ｎ停止「５」、後進Ｎ停止「６」のときは、図１２に示したグラフのデータ（以下、第２マップ）を参照して用いることによって、閾値としての出力軸回転数が求まる。なお、第１マップあるいは第２マップは、上述したクラッチステータスの遷移条件（係合条件（１）、係合条件（２）、強制係合条件（１）、強制係合条件（２）、開放条件（１）、開放条件（２））毎に、スロットル出力量（％）に応じて予め設定されている（図１１，１２）。

　そして、車速センサ３６によって検出される出力軸回転数が、第１マップあるいは第２マップに示した、閾値としての出力軸回転数と比較され、クラッチステータスの遷移条件（係合条件（１）、係合条件（２）、強制係合条件（１）、強制係合条件（２）、開放条件（１）、開放条件（２））のいずれかを満足する場合、クラッチステータスの移行が行われる。「閾値としての出力軸回転数」は、ホイールローダ５０としては、低速走行から高速走行への変速点Ｖｏあるいは高速走行から低速走行への変速点Ｖｃとなる。変速点Ｖｏは、クラッチ１３が係合状態から開放状態へと移行する点となり、変速点Ｖｃは、クラッチ１３が開放状態から係合状態へと移行する点となるのである。上述したように図１０を用いて車両ステータスを決定することができれば、図１１の第１マップ、もしくは図１２の第２マップを使って、検出される出力軸回転数に対して、閾値としての出力軸回転数を参照比較し、クラッチステータスを決定する。出力軸回転数の変化などを監視しておくことによって、現在のクラッチステータスを得ている。そして、上述したように図６に示したステップＳ１０１を含めた、現在のクラッチステータスの判定を行うことによって、クラッチステータスに応じたポンプ吐出量制御およびクラッチ制御（開放制御・係合制御）が行われる。以上に説明したこの実施の形態について、図１３を用いてまとめる。

　すなわち、図１３において、まず、車両ステータス（次車両ステータス）を決定する（ステップＳ２１０）。この車両ステータス決定のため、図１０に示したように、現車両ステータスの情報を取得し、前後進切換レバー３４の位置の情報を取得し、さらに車両センサ３６により回転方向と出力軸回転数の情報を取得する。

　さらに、アクセル開度センサ３３によりアクセル開度の情報を取得し、さらに車両ステータスに応じた出力軸回転数（変速点）の情報を取得する（ステップＳ２０２）。この出力軸回転数（変速点）の情報の取得は、第１マップあるいは第２マップから取得する。さらに、現在のクラッチステータスの情報を取得する（ステップＳ２０３）。さらに、車速センサにより現在の出力軸回転数の情報を取得する（ステップＳ２０４）。

　その後、図９に示したクラッチステータスの遷移条件の成立判定を行う（ステップＳ２０５）。この遷移条件の成立判定に用いられる情報としては、
（１）現在のクラッチステータスの情報
（２）現在の出力軸回転数の情報
（３）出力軸回転数（変速点）の情報
（４）経過時間
（５）ＨＳＴ圧力センサにより検出されるＨＳＴ圧力の情報
（６）作業車両の現在の車速段
（７）現在の車両ステータスの情報
（８）現在のポンプ指令値の情報
がある。なお、遷移条件によって（１）～（８）のうちの１つあるいは複数の情報を用いて遷移条件の成立判定を行う。

　その後、ステップＳ２０５における遷移条件の成立判定結果をもとに、クラッチステータスの遷移を行う（ステップＳ２０６）。そして、図６のフローチャートに示した制御を実行する（ステップＳ２０７）。すなわち、クラッチ制御（係合制御・開放制御）、ＨＳＴポンプ４のポンプ吐出量制御、およびＨＳＴモータ１０ａ，１０ｂのモータ容量制御を行う。その後、ステップＳ２１０に移行して上述した処理を繰り返し行う。

［変形例］
　上述した実施の形態では、エンジン回転数とアクセル開度とをもとに作業車両の負荷を求めていたが、エンジン回転数とインテークマニホールド圧とをもとに作業車両の負荷を求めるようにしてもよい。アクセル開度を検出することは、エンジン１の負荷状態を間接的に検出することである。そこで、エンジン１へ空気を吸い込む経路であるインテークマニホールドにおける、インテークマニホールドを通過する空気の圧力（インテークマニホールド圧）を、圧力センサを用いて空気圧を検出するようにすれば、エンジン１の負荷状態を直接的に検出することとなるため、作業車両の負荷をより安定的かつ精度良く検出することができる。結果的に、クラッチステータスの遷移を高精度で行うことができ、クラッチ制御（開放制御・係合制御）の高精度化を図ることができる。

　この実施の形態では、クラッチ開放移行時に、ポンプ指令値の上限値という制限下でポンプ吐出量を抑制し、クラッチ係合移行時に、ポンプ指令値の下限値という制限下でポンプ吐出量を増加するという制御を行っているため、ＨＳＴモータ１０ａ、１０ｂの小型化によって、大きな変速ギア比が求められる設計や、さらにはエンジン１の性能が向上し大きなポンプ吸収トルクが求められる設計に対しても、この実施形態に係る制御装置や制御方法によれば、クラッチ１３の係合あるいは開放の際の衝撃が抑制され滑らかなクラッチ動作を行うことができ、オペレータに対しては良好な操作感を与えて、作業車両のクラッチや油圧機器等に対して特別な耐久性向上策を付与する必要がない。よって、ホイールローダ５０などの作業車両の新規設計や設計変更に対して迅速かつ容易に対応することができる。

　　　１　エンジン
　　　１ａ　エンジン回転数センサ
　　　１ｂ　燃料噴射装置
　　　２　作業機用油圧ポンプ
　　　３　チャージポンプ
　　　４　走行用油圧ポンプ（ＨＳＴポンプ）
　　　５　ポンプ制御弁
　　　６　ポンプ容量制御シリンダ
　　　７，８　高圧リリーフ弁
　　　９　低圧リリーフ弁
　　１０ａ，１０ｂ　走行用油圧モータ（ＨＳＴモータ）
　　１１ａ，１１ｂ　モータ制御用電子サーボ弁
　　１２ａ，１２ｂ　モータシリンダ
　　１３　クラッチ
　　１４　クラッチ制御弁
　　１５　出力軸
　　１９ａ　作業機用油圧シリンダ（リフトシリンダ）
　　１９ｂ　作業機用油圧シリンダ（バケットシリンダ）
　　２０　ＨＳＴ回路
　　３０　車体コントローラ
　　３１　ＨＳＴコントローラ
　　３２　エンジンコントローラ
　　３３　アクセル開度センサ
　　３３ａ　アクセルペダル
　　３４　前後進切換レバー
　　３６　車速センサ
　　３７　ＨＳＴ圧力センサ
　　５０　ホイールローダ

Claims

　エンジンによって駆動される油圧ポンプと２つの油圧モータとが閉回路であって前記油圧ポンプに対して前記２つの油圧モータが並列接続された油圧回路を有し、１つの油圧モータの出力軸への動力の伝達がクラッチを介して行われるように前記クラッチの開放または係合が行われ、該１つまたは２つの油圧モータの動力によって走行する作業車両の制御装置において、
　前記作業車両の作業車両負荷をスロットル出力量と前記エンジンのエンジン回転数から求める負荷検出手段と、
　前記クラッチの開放移行制御時に、前記負荷検出手段により求めた作業車両負荷をもとに、予め求められた前記油圧ポンプの上限吐出量の制限下で前記油圧ポンプのポンプ吐出量を小さくする制御を行い、前記クラッチの係合移行制御時に、前記負荷検出手段により求めた作業車両負荷をもとに予め求められた前記油圧ポンプの下限吐出量の制限下で前記油圧ポンプのポンプ吐出量を大きくする制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする作業車両の制御装置。
　前記作業車両負荷は、エンジン回転数とアクセル開度あるいはインテークマニホールド圧とをもとに求めることを特徴とする請求項１に記載の作業車両の制御装置。
　前記制御手段は、クラッチの開放状態、開放中状態、係合状態および係合中状態を含んだクラッチ状態を示すクラッチステータスをもとに前記クラッチの開放移行制御時および係合移行制御時を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両の制御装置。
　前記クラッチステータスは、作業車両の走行状態の遷移を示す車両ステータスと、アクセル開度をもとに求められた前記出力軸の回転数とをもとに遷移することを特徴とする請求項３に記載の作業車両の制御装置。
　エンジンによって駆動される油圧ポンプと２つの油圧モータとが閉回路であって前記油圧ポンプに対して前記２つの油圧モータが並列接続された油圧回路を有し、１つの油圧モータの出力軸への動力の伝達がクラッチを介して行われるように前記クラッチの開放または係合が行われ、該１つまたは２つの油圧モータの動力によって走行する作業車両の制御方法において、
前記作業車両の作業車両負荷をスロットル出力量と前記エンジンのエンジン回転数から作業車両負荷を求め、
　前記クラッチの開放移行制御時に、求めた作業車両負荷をもとに予め求められた前記油圧ポンプの上限吐出量の制限下で前記油圧ポンプのポンプ吐出量を小さくする制御を行い、前記クラッチの係合移行制御時に、求めた作業車両負荷をもとに予め求められた前記油圧ポンプの下限吐出量の制限下で前記油圧ポンプのポンプ吐出量を大きくする制御を行うことを特徴とする作業車両の制御方法。
　前記作業車両負荷は、エンジン回転数とアクセル開度あるいはインテークマニホールド圧とをもとに求めることを特徴とする請求項５に記載の作業車両の制御方法。