WO2022070744A1

WO2022070744A1 - 車両用動力伝達装置

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Publication number: WO2022070744A1
Application number: PCT/JP2021/032117
Authority: WO
Inventors: 信中垣; 琢麻鯉沼
Original assignee: 日立建機株式会社
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2022-04-07
Also published as: JP7349581B2; US11885398B2; EP4102105A1; CN115190950A; JPWO2022070744A1; EP4102105A4; US20230349456A1

Abstract

車両用動力伝達装置としての変速装置（２１）は、入力軸（２２）と、出力軸（２３）と、遊星式無段変速機構（３１）と、直結機構（２７）と、アイドラギヤ（２９）とを備えている。直結機構（２７）は、直結クラッチ（３０）を備えている。遊星式無段変速機構（３１）は、遊星歯車機構（３２）と、ポンプ側クラッチ（３３）と、油圧ポンプ（３６）と、油圧モータ（３８）と、モータ側クラッチ（４０）とを備えている。油圧ポンプ（３６）と油圧モータ（３８）との間は、一対の主管路（３７Ａ，３７Ｂ）で接続されている。一対の主管路（３７Ａ，３７Ｂ）の間には、一対の主管路（３７Ａ，３７Ｂ）の間を連通状態と遮断状態とに切換え可能な電磁開閉弁（４１）が設けられている。

Description

車両用動力伝達装置

　本発明は、例えば、ホイールローダに搭載され、種々の作業状態に最適な走行速度と駆動力を得ることができる車両用動力伝達装置に関する。

　ホイールローダは、ダンプへの積み込み作業を主体とした「Ｖサイクル」の動作、または、ホッパへの投入作業を主体とした「ロード＆キャリー」の動作を繰り返す。「Ｖサイクル」は、土砂等を掘削後にダンプへ積込する動作パターンである。「ロード＆キャリー」は、土砂等を掘削後、運搬（負荷走行）し、ホッパへ排土し、回送（無負荷走行）する動作パターンである。このような掘削、運搬、積込、回送等の種々の作業を行うときに、ホイールローダは、最適な走行速度と駆動力を得るために、変速機構を頻繁に切換える。

　ホイールローダの駆動システムは、代表的なものとして、「トルクコンバータ付トランスミッション」と、「静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）」と、「油圧機械式無段変速機（ＨＭＴ）」との３つに大別される。トルクコンバータ（以下、トルコンという）が搭載された車両（以下、トルコン車という）には、高効率にするために、機械的結合ができるロックアップ式トルコン車がある。

　トルコン車は、低速域では、トルコンによるトルク増幅が行われており、車体の発進、掘削などのトルクを必要とする作業の場合にトルク増幅の効果を発揮する。しかし、トルク増幅が行われているときは、トルコンの滑りが発生しており、効率が落ちる。具体的には、速度比の上昇に従って、効率も上昇していくが、ある速度比で効率は最大になり、その後下降していく。このため、トルコン車は、高速度域では効率が下がる傾向にある。しかし、トルコン車は、ロックアップ機構を採用することにより、機械的にエンジンの出力軸とトランスミッションの出力軸を連結し、動力伝達効率を高めることができる。

　静油圧式無段変速機搭載車は、静油圧式無段変速機内の油圧ポンプと油圧モータの両方、または、何れか一方が可変容量型である。静油圧式無段変速機搭載車は、可変容量型の油圧ポンプまたは油圧モータの傾転を制御することによって容積を変化させ、車速と牽引力を制御することができる。効率は、静油圧式無段変速機の機械効率と容積効率の積で求められる。静油圧式無段変速機搭載車は、高速域で約７０～８０％の高い効率で稼働することができ、低速域での効率もトルコンに比べ高い効率を発揮できる。

　油圧機械式無段変速機は、静油圧式無段変速機の油圧ユニットによる油圧動力伝達機構と、歯車による機械動力伝達機構を兼ね備えた構造となっている（特許文献１）。エンジンから油圧機械式無段変速機に入力された動力は、油圧動力伝達と機械動力伝達に分割され、後に結合され出力される。その動力の分割・結合の役割を担っているのが、遊星歯車機構である。油圧機械式無段変速機搭載車は、遊星歯車機構の作用により、車速が速くなるにつれて、伝達効率の低い油圧動力伝達の割合より伝達効率の高い機械動力伝達の割合が多くなる。この構成により、油圧機械式無段変速機搭載車は、トルコン車のデメリットの一つである低速度域でのトルコン滑りによる低効率が改善され、高速域では静油圧式無段変速機搭載車よりも高い伝達効率を実現することが可能となる。また、油圧機械式無段変速機搭載車は、油圧動力伝達機構の傾転制御による容積変化により、車速と牽引力の制御が可能である。このため、油圧機械式無段変速機搭載車は、荷役作業機と駆動システムとの間で、エンジンによって入力された動力の分配制御が可能である。

特表２０１０－５４０８６６号公報（特許第5190513号公報）

　油圧機械式無段変速機搭載車は、低速（５～１０km/h）で荷物を運搬する場合に、無段階の変速により高効率が実現できる。しかし、油圧機械式無段変速機搭載車は、高速（１０～２０km/h）で運搬するときであっても、油圧に動力を分配するため、ロックアップ機構を採用するトルコン車より伝達効率が低下してしまう可能性がある。また、油圧機械式無段変速機搭載車は、回送（１０～４０km/h）するときも同様に、油圧に動力を分配するため、ロックアップ機構を採用するトルコン車より伝達効率が低下してしまう可能性がある。例えば、０～５km/hでは、油圧機械式無段変速機搭載車とトルコン車の効率の差は０に近い。これに対して、５～１０km/hでは、油圧機械式無段変速機搭載車の方がトルコン車よりも高効率となる。一方、１０～４０km/hでは、油圧機械式無段変速機搭載車よりロックアップ機構を採用するトルコン車の方が高効率となる。

　そこで、高効率化を図るべく、低速走行時および掘削積込作業時には、低速走行時に伝達効率が高く、操作性の優れた油圧を用いた油圧機械式無段変速機を動力が経由し、回送および運搬等の高速走行時には、高速走行時に伝達効率の高い直結機構に動力の経由を切換えるトランスミッションが考えられる。具体的には、車両に搭載された原動機によって回転する入力軸と、車両の走行装置に回転を出力する出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸側の回転を変速して出力軸側に伝達する遊星式無段変速機構と、入力軸側の回転を出力軸側に遊星式無段変速機構をバイパスして伝達する直結機構と、遊星式無段変速機構の出力ギヤ側および直結機構の出力軸側を機械的に結合するアイドラ要素とを備えており、直結機構は、入力軸に接続された入力側ギヤと、入力側ギヤと噛合する出力側ギヤと、出力側ギヤとアイドラ要素との間に設けられた第１クラッチとを備えており、遊星式無段変速機構は、入力軸側に接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構の出力軸側に設けられた第２クラッチと、第２クラッチを介して遊星歯車機構の出力側と接続される油圧ポンプと、油圧ポンプと一対の主管路を介して接続された油圧モータと、油圧モータとアイドラ要素または出力軸との間に設けられた第３クラッチとを備えた車両用動力伝達装置が考えられる。

　また、この構成の場合に、第２クラッチと、第３クラッチとを、シンクロメッシュ機構クラッチとすることが考えられる。すなわち、クラッチには、摩擦板クラッチとシンクロメッシュ機構クラッチがある。シンクロメッシュ機構クラッチは、同期性能を有した噛合クラッチである。摩擦板クラッチは、同期性能で優れている。しかし、摩擦板クラッチの伝達トルクを大きくするためには、大直径の摩擦板を用いる必要、または、摩擦板の枚数を増やす必要がある。これにより、動力伝達装置が大型化し、作業車両に搭載するときにスペースの制約を受ける可能性がある。また、摩擦板クラッチは、摺動する部位の面積が大きくなり、クラッチを解放したときに、摩擦板の摩擦面（摺動面）の発熱が増大する可能性がある。摩擦板クラッチの発熱を抑制するために、摩擦板クラッチを液体で冷却することが考えられる。しかし、この場合は、摩擦面の間で液体が撹拌されることによる損失、摩擦板の回転により液体が遠心力で回方向の外側に放出されることによる損失が大きくなる可能性がある。

　これに対して、シンクロメッシュ機構クラッチは、クラッチを解放したときに、摩擦摺動面が小さいため、摩擦（摺動）による発熱を小さくできる。これにより、冷却液の量を少なくでき、損失を低減できる。そこで、損失を低減できるように、シンクロメッシュ機構クラッチを採用することが考えられる。しかし、遊星式無段変速機構内にシンクロメッシュ機構クラッチを採用する場合、遊星式無段変速機構の油圧回路内の油圧による動力伝達を短時間で遮断させ、無負荷にさせなければ、クラッチの接続・解放を安定して行うことが困難になる。

　本発明の目的は、遊星式無段変速機構の油圧回路内の油圧による動力伝達を短時間で遮断させることによりクラッチの接続・解放を安定して行うことができる車両用動力伝達装置を提供することにある。

　本発明は、車両用動力伝達装置であって、車両に搭載された原動機によって回転する入力軸と、前記車両の走行装置に回転を出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸側の回転を変速して前記出力軸側に伝達する遊星式無段変速機構と、前記入力軸側の回転を前記出力軸側に前記遊星式無段変速機構をバイパスして伝達する直結機構と、前記遊星式無段変速機構の出力側および前記直結機構の出力側を機械的に結合するアイドラ要素とを備え、前記直結機構は、前記入力軸と前記アイドラ要素との間に設けられた第１クラッチを備え、前記遊星式無段変速機構は、前記入力軸側に接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の出力側に設けられた第２クラッチと、前記第２クラッチを介して前記遊星歯車機構の出力側と接続される油圧ポンプと、前記油圧ポンプと一対の主管路を介して接続された油圧モータと、前記油圧モータと前記アイドラ要素または前記出力軸との間に設けられた第３クラッチと、前記一対の主管路の間を連通状態と遮断状態とに切換え可能な連通弁とを備えている。

　本発明によれば、遊星式無段変速機構の油圧回路内の油圧による動力伝達を短時間で遮断させることによりクラッチの接続・解放を安定して行うことができる。

実施の形態による車両用動力伝達装置が搭載されたホイールローダを示す左側面図である。図１中の変速装置（車両用動力伝達装置）を示す一部破断の側面図である。ホイールローダの動力伝達経路をコントローラと共に示す構成図である。図３中のコントローラを連通弁（電磁開閉弁）等と共に示すブロック図である。遊星式無段変速機構から直結機構へ切換えるときのコントローラによる処理を示すフローチャートである。直結機構から遊星式無段変速機構へ切換えるときのコントローラによる処理を示すフローチャートである。遊星式無段変速機構で動力伝達を行う領域Ｑと直結機構で動力の伝達を行う領域Ｐを示す説明図（トルクと車速との特性線図）である。遊星式無段変速機構から直結機構へ切換えるときのタイムチャートである。直結機構から遊星式無段変速機構へ切換えるときのタイムチャートである。第１の変形例による車両用動力伝達装置が搭載されたホイールローダの動力伝達経路をコントローラと共に示す構成図である。第１の変形例による遊星式無段変速機構から直結機構へ切換えるときのタイムチャートである。第１の変形例による直結機構から遊星式無段変速機構へ切換えるときのタイムチャートである。第２の変形例による車両用動力伝達装置が搭載されたホイールローダの動力伝達経路をコントローラと共に示す構成図である。

　以下、本発明の実施の形態による車両用動力伝達装置を、ホイールローダに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図５および図６に示すフローチャートの各ステップは、それぞれ「Ｓ」という表記を用いる（例えば、ステップ１＝「Ｓ１」とする）。

　図１ないし図９は、実施の形態を示している。図１において、ホイールローダ１は、車両（作業車両）の代表例である。ホイールローダ１は、左，右の前車輪２が設けられた前部車体３と左，右の後車輪４が設けられた後部車体５とが左，右方向に屈曲可能に連結されたアーティキュレート式の作業車両として構成されている。即ち、前部車体３および後部車体５は、ホイールローダ１の車体を構成している。前部車体３と後部車体５との間には、センタヒンジ６、ステアリングシリンダ（図示せず）が設けられている。前部車体３と後部車体５は、ステアリングシリンダを伸長・縮小させることにより、センタヒンジ６を中心に左，右方向に屈曲する。これにより、ホイールローダ１は、走行時の操舵を行うことができる。

　ホイールローダ１の前部車体３には、荷役作業機とも呼ばれる作業装置７が俯仰の動作を可能に設けられている。作業装置７は、ローダバケット７Ａを備えている。一方、ホイールローダ１の後部車体５には、内部が運転室となったキャブ８、エンジン９、油圧ポンプ１０、トランスミッションである変速装置２１等が設けられている。エンジン９は、ホイールローダ１の動力源（原動機）である。動力源（原動機）は、内燃機関となるエンジン９単体で構成できる他、例えば、エンジンと電動モータ、または、電動モータ単体により構成してもよい。油圧ポンプ１０は、エンジン９と接続されている。油圧ポンプ１０は、作業装置７を動作させるための油圧源である。

　前部車体３の下側には、左，右方向に延びるフロントアクスル１２が設けられている。フロントアクスル１２の両端側には、左，右の前車輪２が取付けられている。一方、後部車体５の下側には、左，右方向に延びるリヤアクスル１３が設けられている。リヤアクスル１３の両端側には、左，右の後車輪４が取付けられている。

　フロントアクスル１２は、前プロペラシャフト１４を介して変速装置２１に接続されている。リヤアクスル１３は、後プロペラシャフト１５を介して変速装置２１に接続されている。変速装置２１は、エンジン９の回転を減速して前プロペラシャフト１４および後プロペラシャフト１５に伝達する。即ち、エンジン９からの動力は、エンジン９に結合された変速装置２１に伝達される。

　エンジン９からの動力は、変速装置２１で回転数と回転方向を調整された後、変速装置２１の前，後の出力軸２３Ａ，２３Ｂから前プロペラシャフト１４および後プロペラシャフト１５を介してフロントアクスル１２およびリヤアクスル１３に伝達される。即ち、図２に示すように、変速装置２１は、エンジン９と接続される入力軸２２と、前プロペラシャフト１４に接続される前側の出力軸２３Ａと、後プロペラシャフト１５に接続される後側の出力軸２３Ｂとを備えている。変速装置２１は、変速装置２１内の動力伝達経路を切換えることにより、入力軸２２と出力軸２３Ａ，２３Ｂとの間で変速および正転・逆転の切換えを行う。

　次に、実施の形態による変速装置２１について、図１および図２に加え、図３ないし図９も参照しつつ説明する。なお、図３では、図面が複雑になることを避けるために、変速装置２１の出力軸２３を、フロントアクスル１２およびリヤアクスル１３との両方に動力を伝達する共通の出力軸２３（＝出力軸２３Ａ，２３Ｂ）として簡略的に表している。即ち、図３では、例えばセンタディファレンシャル機構等を介して前側の出力軸２３Ａと後側の出力軸２３Ｂとに動力を分割する構成に関しては省略している。

　車両用動力伝達装置としての変速装置２１は、入力軸２２と、出力軸２３と、遊星式無段変速機構３１と、有段変速機構としての変速機構２５と、直結機構２７と、伝達軸２８と、アイドラ要素としてのアイドラギヤ２９とを備えている。また、変速装置２１は、コントローラ４３と、第１圧力検出器４６と、第２圧力検出器４７と、第３圧力検出器４８と、第１速度検出器４４と、第２速度検出器４５とを備えている。

　入力軸２２は、車両に搭載された原動機となるエンジン９によって回転する。即ち、入力軸２２には、エンジン９（の駆動軸）が接続されている。これに対して、出力軸２３は、車両の走行装置となるフロントアクスル１２および／またはリヤアクスル１３に回転を出力する。即ち、エンジン９の動力は、トランスミッションである変速装置２１を介して出力軸２３から出力される。出力軸２３は、ホイールローダ１のフロントアクスル１２および／またはリヤアクスル１３を介して前車輪２および／または後車輪４に回転を出力する。

　入力軸２２から変速装置２１に入力された動力は、遊星式無段変速機構３１または直結機構２７を経由して、アイドラギヤ２９に伝達される。アイドラギヤ２９に伝達された動力は変速機構２５を通じて出力軸２３から出力される。遊星式無段変速機構３１は、入力軸２２と出力軸２３との間に設けられている。遊星式無段変速機構３１は、入力軸２２側の回転を変速して出力軸２３側に伝達する。遊星式無段変速機構３１の入力側は、直結機構２７の入力側ギヤ２７Ａが設けられた入力軸２２に接続されている。遊星式無段変速機構３１の出力側は、アイドラギヤ２９が設けられた伝達軸２８に接続されている。

　変速機構２５は、入力軸２２と出力軸２３との間に遊星式無段変速機構３１および直結機構２７と直列に設けられている。変速機構２５も、入力軸２２側の回転を変速して出力軸２３側に伝達する。この場合、変速機構２５は、アイドラギヤ２９と噛合した中間ギヤ２６と出力軸２３との間に設けられている。即ち、変速機構２５の入力側は、中間ギヤ２６に接続されている。変速機構２５の出力側は、出力軸２３に接続されている。変速機構２５は、例えば、複数段の有段変速機構として構成されている。変速機構２５は、例えば、複数の伝達軸と、複数の歯車と、複数のクラッチとを含んで構成されている。この場合、変速機構２５は、例えば、ホイールローダ１を前進させるときに接続される前進クラッチ（図示せず）と、ホイールローダ１を後退させるときに接続される後退クラッチ（図示せず）とを備えた変速機構（ＤＣＴ：Dual Clutch Transmission）として構成することができる。なお、変速機構２５は省略してもよい。即ち、中間ギヤ２６と出力軸２３とを変速機構２５を介することなく直接的に接続してもよい。

　直結機構２７は、入力軸２２側の回転を出力軸２３側に遊星式無段変速機構３１をバイパスして伝達する。即ち、直結機構２７は、入力軸２２の回転を、遊星式無段変速機構３１を介さずに変速機構２５に直接的に伝達する。直結機構２７は、入力軸２２に接続された入力側ギヤ２７Ａと、この入力側ギヤ２７Ａと噛合する出力側ギヤ２７Ｂと、伝達軸２８と同軸に配置された回転軸２７Ｂ１と、第１クラッチとしての直結クラッチ３０とを備えている。出力側ギヤ２７Ｂの回転は、直結クラッチ３０を介して伝達軸２８に伝達される。実施の形態では、入力側ギヤ２７Ａは、入力軸２２に設けられている。出力側ギヤ２７Ｂは、伝達軸２８と同軸に配置された回転軸２７Ｂ１に設けられている。直結クラッチ３０は、回転軸２７Ｂ１と伝達軸２８との間に設けられている。

　伝達軸２８は、直結機構２７の出力軸に対応し、かつ、遊星式無段変速機構３１の出力軸に対応する。この場合、伝達軸２８は、直結機構２７の回転軸２７Ｂ１と同軸に、かつ、遊星式無段変速機構３１のモータ軸３９と同軸に配置されている。伝達軸２８は、直結機構２７の回転軸２７Ｂ１と直結クラッチ３０を介して接続される。直結クラッチ３０が接続されているときは、直結機構２７の出力側ギヤ２７Ｂの回転が伝達軸２８に伝達される。伝達軸２８は、遊星式無段変速機構３１の油圧モータ３８とモータ側クラッチ４０を介して接続される。モータ側クラッチ４０が接続されているときは、遊星式無段変速機構３１の油圧モータ３８の回転が伝達軸２８に伝達される。また、伝達軸２８は、遊星式無段変速機構３１の遊星出力ギヤ３２Ｂと、アイドラギヤ２９を介して接続されている。

　アイドラ要素としてのアイドラギヤ２９は、伝達軸２８に設けられている。アイドラギヤ２９は、遊星式無段変速機構３１の出力側および直結機構２７の出力側を機械的に結合する。アイドラギヤ２９は、遊星式無段変速機構３１を構成する遊星歯車機構３２の遊星出力ギヤ３２Ｂと噛合している。アイドラギヤ２９は、中間ギヤ２６と噛合している。アイドラギヤ２９の回転は、中間ギヤ２６を介して変速機構２５に伝達される。即ち、変速装置２１の入力軸２２から入力された動力は、遊星式無段変速機構３１または直結機構２７を経由して、アイドラギヤ２９に伝達される。アイドラギヤ２９に伝達された動力は、変速機構２５を通じて出力軸２３から出力される。

　入力軸２２とアイドラギヤ２９との間に設けられた直結機構２７内には、直結クラッチ３０が設けられている。即ち、直結クラッチ３０は、直結機構２７内の出力側ギヤ２７Ｂの回転軸２７Ｂ１とアイドラギヤ２９が設けられた伝達軸２８との間に設けられている。直結クラッチ３０は、直結機構２７（回転軸２７Ｂ１）とアイドラギヤ２９（伝達軸２８）との間で回転（トルク、回転力、動力）の伝達を行う「接続状態（締結状態）」と、回転の伝達が断たれる「遮断状態（解放状態）」とに切換えが可能となっている。直結クラッチ３０が接続状態のときは、直結機構２７の出力側ギヤ２７Ｂ（回転軸２７Ｂ１）の回転が伝達軸２８を介してアイドラギヤ２９に伝達される。直結クラッチ３０が解放状態のときは、出力側ギヤ２７Ｂ（回転軸２７Ｂ１）の回転は伝達軸２８に伝達されない。直結クラッチ３０の接続・解放は、コントローラ４３からの指令（指令信号Ｃ_１）に基づいて制御される。

　次に、遊星式無段変速機構３１について説明する。

　遊星式無段変速機構３１は、遊星歯車機構３２と、第２クラッチとしてのポンプ側クラッチ３３と、静油圧式無段変速機構３４と、第３クラッチとしてのモータ側クラッチ４０とを備えている。静油圧式無段変速機構３４は、ポンプ軸３５と、油圧ポンプ３６と、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂと、油圧モータ３８と、モータ軸３９と、電磁開閉弁４１と、接続管路４２とを備えている。

　遊星歯車機構３２は、入力軸２２側に接続されている。具体的には、遊星歯車機構３２は、入力軸２２と接続されている。遊星歯車機構３２は、１または複数段の遊星歯車装置（図示せず）と、遊星出力軸３２Ａと、遊星出力ギヤ３２Ｂとにより構成されている。遊星歯車装置は、例えば、サンギヤと、リングギヤと、これらサンギヤとリングギヤとに噛合するプラネタリギヤを支持するキャリアとを備えている。例えば、入力軸２２は、サンギヤとリングギヤとキャリアとのうちのいずれかの部材に接続されている。遊星出力軸３２Ａは、サンギヤとリングギヤとキャリアとのうちの入力軸２２が接続された部材以外の部材に接続されている。遊星出力ギヤ３２Ｂは、サンギヤとリングギヤとキャリアとのうちの残りの部材に接続されている。遊星出力軸３２Ａは、ポンプ側クラッチ３３を介して静油圧式無段変速機構３４のポンプ軸３５（油圧ポンプ３６）と接続される。遊星出力軸３２Ａの回転は、ポンプ側クラッチ３３を介して静油圧式無段変速機構３４のポンプ軸３５（油圧ポンプ３６）に伝達される。遊星出力ギヤ３２Ｂは、アイドラギヤ２９に噛合している。遊星出力ギヤ３２Ｂの回転は、アイドラギヤ２９に伝達される。

　ポンプ側クラッチ３３は、遊星歯車機構３２の出力側に設けられている。即ち、ポンプ側クラッチ３３は、遊星歯車機構３２の遊星出力軸３２Ａと静油圧式無段変速機構３４のポンプ軸３５（油圧ポンプ３６）との間に設けられている。ポンプ側クラッチ３３は、遊星歯車機構３２（遊星出力軸３２Ａ）と静油圧式無段変速機構３４の油圧ポンプ３６（ポンプ軸３５）との間で回転の伝達を行う「接続状態（締結状態）」と、回転の伝達が断たれる「遮断状態（解放状態）」とに切換えが可能となっている。ポンプ側クラッチ３３が接続状態のときは、遊星歯車機構３２の遊星出力軸３２Ａの回転が静油圧式無段変速機構３４のポンプ軸３５を介して油圧ポンプ３６に伝達される。ポンプ側クラッチ３３が解放状態のときは、遊星出力軸３２Ａの回転はポンプ軸３５に伝達されない。ポンプ側クラッチ３３の接続・解放は、コントローラ４３からの指令（指令信号Ｃ_２）に基づいて制御される。

　静油圧式無段変速機構３４のポンプ軸３５は、静油圧式無段変速機構３４の入力軸に対応する。ポンプ軸３５は、油圧ポンプ３６の回転軸（入力軸）に接続されている。または、ポンプ軸３５は、油圧ポンプ３６の回転軸（入力軸）に相当する。油圧ポンプ３６は、ポンプ側クラッチ３３を介して遊星歯車機構３２の出力側、即ち、遊星歯車機構３２の遊星出力軸３２Ａと接続される。油圧ポンプ３６は、ポンプ軸３５が回転駆動されることにより、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂ内に圧油を流通させる。油圧ポンプ３６は、例えば、可変容量型で斜板式の油圧ポンプにより構成されている。油圧ポンプ３６は、ポンプ容量を調整するためのレギュレータ３６Ａを有している。油圧ポンプ３６のレギュレータ３６Ａは、コントローラ４３からの指令（指令信号Ｗ_Ｐ）に基づいて可変に制御される。一対の主管路３７Ａ，３７Ｂは、油圧ポンプ３６の一対の給排ポートと油圧モータ３８の一対の給排ポートとを接続している。

　油圧モータ３８は、油圧ポンプ３６と一対の主管路３７Ａ，３７Ｂを介して接続されている。油圧モータ３８は、油圧ポンプ３６から供給される圧油により回転する。油圧モータ３８は、例えば、可変容量型で斜板式の油圧モータにより構成されている。油圧モータ３８は、モータ容量を調整するためのレギュレータ３８Ａを有している。油圧モータ３８のレギュレータ３８Ａは、コントローラ４３からの指令（指令信号Ｗ_Ｍ）に基づいて可変に制御される。静油圧式無段変速機構３４のモータ軸３９は、静油圧式無段変速機構３４の出力軸に対応する。モータ軸３９は、油圧モータ３８の回転軸（出力軸）に接続されている。または、モータ軸３９は、油圧モータ３８の回転軸（出力軸）に相当する。

　モータ側クラッチ４０は、油圧モータ３８とアイドラギヤ２９との間に設けられている。これにより、油圧モータ３８は、モータ側クラッチ４０を介してアイドラギヤ２９と接続される。即ち、モータ側クラッチ４０は、静油圧式無段変速機構３４のモータ軸３９とアイドラギヤ２９が設けられた伝達軸２８との間に設けられている。モータ側クラッチ４０は、アイドラギヤ２９（伝達軸２８）と静油圧式無段変速機構３４の油圧モータ３８（モータ軸３９）との間で回転の伝達を行う「接続状態（締結状態）」と、回転の伝達が断たれる「遮断状態（解放状態）」とに切換えが可能となっている。モータ側クラッチ４０が接続状態のときは、静油圧式無段変速機構３４のモータ軸３９の回転（＝油圧モータ３８の回転）が伝達軸２８を介してアイドラギヤ２９に伝達される。モータ側クラッチ４０が解放状態のときは、モータ軸３９の回転は伝達軸２８に伝達されない。モータ側クラッチ４０の接続・解放は、コントローラ４３からの指令（指令信号Ｃ_３）に基づいて制御される。

　実施の形態では、変速装置２１の入力軸２２から入力された動力は、遊星式無段変速機構３１を経由し変速機構２５に動力伝達するか、または、直結機構２７を経由し変速機構２５に動力伝達するかを、任意に選ぶことができる。これにより、遊星式無段変速機構３１の動作が適している条件では、遊星式無段変速機構３１を利用することができる。一方、直結機構２７による変速が適している場合には、直結機構２７を経由して動力伝達することができる。

　遊星式無段変速機構３１を経由して変速機構２５に動力伝達する場合は、直結クラッチ３０を解放し、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を接続する。この場合は、動力の流れとして、遊星歯車機構３２および静油圧式無段変速機構３４を介して変速機構２５側に動力を分配する場合と、油圧ポンプ３６の回転数を０にすることで静油圧式無段変速機構３４に動力を伝達せずに変速機構２５側に動力を伝達する場合がある。

　直結クラッチ３０を解放し、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を接続し、静油圧式無段変速機構３４に動力が伝達され、変速機構２５側に動力伝達する状態を無段変速状態という。直結クラッチ３０を解放し、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を接続し、静油圧式無段変速機構３４に動力を伝達せずに、変速機構２５側に動力伝達する状態を内部直結という。この内部直結時には、油圧ポンプ３６の傾転（吐出容量）を所定以上に上昇させ、油圧モータ３８の傾転を中立にすることで、静油圧式無段変速機構３４内にブレーキ作用を働かせ、油圧ポンプ３６の回転数を０にする。これにより、エンジン９からの動力を変速機構２５に伝達させる。実際には、油圧ポンプ３６および油圧モータ３８は油漏れがあるため、油圧ポンプ３６の回転数は０にはならないが、エンジン９からの動力の多くを変速機構２５に分配できる。一方、直結機構２７を経由し変速機構２５に動力伝達する場合は、直結クラッチ３０を接続し、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を解放する。

　ここで、直結クラッチ３０、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０は、湿式多板クラッチまたはシンクロメッシュ機構クラッチを採用できる。湿式多板クラッチは、摩擦板を押し付け合うことで伝達トルクを発生させる。シンクロメッシュ機構クラッチは、軸に固定したハブの端面の小さな歯同士を噛み合わせてトルクを伝達する。このため、シンクロメッシュ機構クラッチは、摩擦板クラッチと比較して小型かつ伝達トルク容量が大きい。さらに、シンクロメッシュ機構クラッチは、噛合を解除（解放）したときの引き摺りトルクが小さいため、連れ回りによる発熱が湿式多板クラッチに比較して小さい。

　このため、実施の形態では、損失低減のため、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０は、爪部の係合（噛合）により回転を伝達する噛合クラッチ、即ち、シンクロメッシュ機構クラッチとする。直結クラッチ３０は、湿式多板クラッチとする。しかし、このようにポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０をシンクロメッシュ機構クラッチとした場合、静油圧式無段変速機構３４の油圧ポンプ３６および油圧モータ３８の負荷を低下させなければ、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０の接続・解放が困難になる。

　そこで、実施の形態では、静油圧式無段変速機構３４は、連通弁としての電磁開閉弁４１を備えている。即ち、静油圧式無段変速機構３４の一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間は、接続管路４２によって接続されている。そして、接続管路４２の途中に電磁開閉弁４１が設けられている。これにより、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間には、これら一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を連通状態と遮断状態とに切換え可能な電磁開閉弁４１が設けられている。電磁開閉弁４１は、連通状態に対応する開位置（Ａ）と遮断状態に対応する閉位置（Ｂ）とに切換えが可能である。電磁開閉弁４１の切換えは、コントローラ４３からの指令（指令信号Ｗ）に基づいて制御される。電磁開閉弁４１は、遊星式無段変速機構３１を介して動力を伝達する場合において、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を遮断する閉位置（Ｂ）にある。一方、電磁開閉弁４１は、遊星式無段変速機構３１と直結機構２７との動力伝達経路の切換えを行うときに、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を連通する開位置（Ａ）に切換えられる。このとき、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を連通させることで、遊星式無段変速機構３１の油圧回路内の油圧による動力伝達を短時間で遮断した状態で、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０の接続・解放を行う。これにより、遊星式無段変速機構３１から直結機構２７への切換え、および、直結機構２７から遊星式無段変速機構３１への切換え、を可能にしている。

　次に、変速装置２１の動力伝達経路の切換え制御を行うコントローラ４３について、図３および図４を参照しつつ説明する。ここで、図４は、コントローラ４３の詳細を示すブロック図である。

　コントローラ４３の入力側は、第１速度検出器４４と、第２速度検出器４５と、第１圧力検出器４６と、第２圧力検出器４７と、第３圧力検出器４８に接続されている。コントローラ４３の出力側は、電磁開閉弁４１と、直結クラッチ３０と、ポンプ側クラッチ３３と、モータ側クラッチ４０と、遊星式無段変速機構３１の油圧ポンプ３６のレギュレータ３６Ａと、遊星式無段変速機構３１の油圧モータ３８のレギュレータ３８Ａとに接続されている。コントローラ４３は、例えば、演算回路（ＣＰＵ）、メモリ等を備えたマイクロコンピュータを含んで構成され、メモリには、後述の図５および図６に示す処理フローを実行するための処理プログラム、即ち、変速装置２１の動力伝達経路の切換え制御処理に用いる処理プログラム等が格納されている。

　第１速度検出器４４は、変速装置２１の入力軸２２に設けられている。第１速度検出器４４は、入力軸２２の回転速度および回転方向を検出する回転検出センサである。入力軸２２の回転速度は、エンジン９の回転速度（以下、エンジン回転速度Ｖinという）に対応する。第１速度検出器４４は、エンジン回転速度Vinに対応する検出信号をコントローラ４３へ出力する。第２速度検出器４５は、変速装置２１の出力軸２３に設けられている。第２速度検出器４５は、出力軸２３の回転速度（以下、出力回転速度Ｖoutという）および回転方向を検出する回転検出センサである。出力回転速度Ｖoutは、車速に対応している。第２速度検出器４５は、出力回転速度Ｖoutおよび回転方向に対応する検出信号をコントローラ４３へ出力する。

　第１圧力検出器４６は、一方の主管路３７Ａに設けられている。第１圧力検出器４６は、一方の主管路３７Ａの液圧（圧力）を検出する圧力センサである。第１圧力検出器４６は、一方の主管路３７Ａの液圧Ｐ_Ａに対応する検出信号をコントローラ４３へ出力する。第２圧力検出器４７は、他方の主管路３７Ｂに設けられている。第２圧力検出器４７は、他方の主管路３７Ｂの液圧（圧力）を検出する圧力センサである。第２圧力検出器４７は、他方の主管路３７Ｂの液圧Ｐ_Ｂに対応する検出信号をコントローラ４３へ出力する。第３圧力検出器４８は、直結クラッチ３０に設けられている。第３圧力検出器４８は、直結クラッチ３０のクラッチ圧（圧力）を検出する圧力センサである。第３圧力検出器４８は、直結クラッチ３０のクラッチ圧Ｐ_Ｃに対応する検出信号をコントローラ４３へ出力する。

　コントローラ４３は、ポンプ容量、モータ容量の調整と、電磁開閉弁４１の連通、遮断と、直結クラッチ３０、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０の接続、解放とを制御する。ここで、直結クラッチ３０が解放され、かつ、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０との両方が接続されることにより、遊星式無段変速機構３１を介して入力軸２２の回転を出力軸２３に伝達する状態を、第１の状態（遊星伝達状態）とする。これに対して、直結クラッチ３０が接続され、かつ、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０との両方が解放されることにより、直結機構２７を介して入力軸２２の回転を出力軸２３に伝達する状態を、第２の状態（直結伝達状態）とする。第２の状態は、遊星式無段変速機構３１をバイパスして入力軸２２の回転を出力軸２３に伝達する状態である。

　この場合に、コントローラ４３は、第１の状態から第２の状態に切換えるときに、直結クラッチ３０を接続し、電磁開閉弁４１を閉位置（Ｂ）から開位置（Ａ）に切換えた後、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０とを解放する。このとき、即ち、第１の状態から第２の状態へ切換えるときに、コントローラ４３は、直結クラッチ３０とポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０との３つのクラッチが接続された状態にする。一方、コントローラ４３は、第２の状態から第１の状態に切換えるときに、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０とを接続した後、電磁開閉弁４１を開位置（Ａ）から閉位置（Ｂ）に切換え、直結クラッチ３０を解放する。このとき、即ち、第２の状態から第１の状態へ切換えるときに、コントローラ４３は、直結クラッチ３０とポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０との３つのクラッチが接続された状態にする。

　また、コントローラ４３は、第１圧力検出器４６および第２圧力検出器４７の検出値に基づいて、電磁開閉弁４１を切換える。第１圧力検出器４６および第２圧力検出器４７は、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの圧力差を検出する圧力検出器に対応する。コントローラ４３は、第１圧力検出器４６および第２圧力検出器４７の検出値が閾値以下になったときに、電磁開閉弁４１を閉位置（Ｂ）から開位置（Ａ）に切換える。より具体的には、コントローラ４３は、第１圧力検出器４６の検出値と第２圧力検出器４７の検出値の差、即ち、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの圧力差（差圧）が閾値（後述の第１圧力閾値）以下になったときに電磁開閉弁４１を閉位置（Ｂ）から開位置（Ａ）に切換える。なお、差圧の検出には、差圧を直接的に検出する差圧計（差圧検出器）を用いてもよい。また、差圧の閾値は、例えば、電磁開閉弁４１を閉位置（Ｂ）から開位置（Ａ）に切換えるときの圧力変動を抑制できる値として設定することができる。

　図４に示すように、コントローラ４３は、エンジン回転速度検出部４３Ａと、車速判定部４３Ｂと、圧力検出部４３Ｃと、指令演算部４３Ｄと、連通弁指令部４３Ｅと、クラッチ指令部４３Ｆと、傾転制御指令部４３Ｇとを備えている。エンジン回転速度検出部４３Ａには、第１速度検出器４４からエンジン回転速度Vinが入力される。エンジン回転速度検出部４３Ａは、エンジン回転速度Vinを指令演算部４３Ｄに出力する。車速判定部４３Ｂには、第２速度検出器４５から出力回転速度Ｖoutが入力される。車速判定部４３Ｂは、車速に対応する出力回転速度Ｖoutを指令演算部４３Ｄに出力する。圧力検出部４３Ｃには、第１圧力検出器４６、第２圧力検出器４７および第３圧力検出器４８から液圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂおよびクラッチ圧Ｐ_Ｃが入力される。圧力検出部４３Ｃは、液圧Ｐ_Ａと液圧Ｐ_Ｂとの圧力差（＝一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの差圧）とクラッチ圧Ｐ_Ｃとを指令演算部４３Ｄに出力する。

　指令演算部４３Ｄは、変速装置２１の出力トルクであるトランスミッション出力トルクを算出する。具体的には、第１の状態の場合は、アイドラギヤ２９のトルクと変速機構２５の変速比からトランスミッション出力トルクを算出する。アイドラギヤ２９のトルクは、動力源となるエンジン９の燃料を燃焼室へ送るインジュクタの解放時間とエンジン９の回転速度から算出したエンジン９の出力トルク、遊星歯車機構３２のギヤ比、油圧ポンプ３６の傾転量、油圧モータ３８の傾転量、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの液圧Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂから求められる。一方、第２の状態の場合は、エンジン９の出力トルクと作業装置７を動作させる油圧ポンプ１０の負荷トルクから入力軸２２のトルクを推定し、入力軸２２から直結クラッチ３０を経由し出力軸２３までの変速比を乗じてトランスミッション出力トルクを算出する。

　指令演算部４３Ｄは、エンジン回転速度検出部４３Ａ、車速判定部４３Ｂおよび圧力検出部４３Ｃからの入力およびトランスミッション出力トルクの値に基づき、電磁開閉弁４１に対する指令（電磁弁指令）、クラッチ３０，３３，４０に対する指令（クラッチ指令）、油圧ポンプ３６のレギュレータ３６Ａに対する指令（ポンプ指令）、油圧モータ３８のレギュレータ３８Ａに対する指令（モータ指令）を演算する。指令演算部４３Ｄは、電磁弁指令を連通弁指令部４３Ｅに出力し、クラッチ指令をクラッチ指令部４３Ｆに出力し、ポンプ指令およびモータ指令を傾転制御指令部４３Ｇに出力する。

　連通弁指令部４３Ｅには、指令演算部４３Ｄから電磁弁指令が入力される。連通弁指令部４３Ｅは、指令演算部４３Ｄからの電磁弁指令に従って、電磁開閉弁４１の開閉動作に関する制御指令を電磁開閉弁４１に出力する。即ち、連通弁指令部４３Ｅは、電磁開閉弁４１に対してＯＮ（連通）／ＯＦＦ（遮断）信号Ｗを出力する。この場合、ＯＮ（連通）は電磁開閉弁４１の開位置（Ａ）に対応し、ＯＦＦ（遮断）は、電磁開閉弁４１の閉位置（Ｂ）に対応する。クラッチ指令部４３Ｆには、指令演算部４３Ｄからクラッチ指令が入力される。クラッチ指令部４３Ｆは、指令演算部４３Ｄからのクラッチ指令に基づき、クラッチ３０，３３，４０の接続・解放の動作に関する制御指令をクラッチ３０，３３，４０に出力する。即ち、クラッチ指令部４３Ｆは、クラッチ３０，３３，４０に対してＯＮ（接続）／ＯＦＦ（解放）信号Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３を出力する。この場合、直結クラッチ３０には信号Ｃ_１を出力し、ポンプ側クラッチ３３には信号Ｃ_２を出力し、モータ側クラッチ４０には信号Ｃ_３を出力する。

　傾転制御指令部４３Ｇには、指令演算部４３Ｄからポンプ指令およびモータ指令が入力される。傾転制御指令部４３Ｇは、指令演算部４３Ｄからのポンプ指令およびモータ指令に基づき、油圧ポンプ３６および油圧モータ３８の傾転動作に関する制御指令を油圧ポンプ３６のレギュレータ３６Ａおよび油圧モータ３８のレギュレータ３８Ａに出力する。即ち、傾転制御指令部４３Ｇは、油圧ポンプ３６のレギュレータ３６Ａおよび油圧モータ３８のレギュレータ３８Ａに対して斜板又は斜軸の傾転指令信号Ｗ_Ｐ，Ｗ_Ｍを出力する。この場合、油圧ポンプ３６のレギュレータ３６Ａには傾転指令信号Ｗ_Ｐを出力し、油圧モータ３８のレギュレータ３８Ａには傾転指令信号Ｗ_Ｍを出力する。静油圧式無段変速機構３４内の油圧ポンプ３６と油圧モータ３８は、可変容量型である。油圧ポンプ３６と油圧モータ３８は、斜板又は斜軸の傾転角が変更されることにより吐出容量が変更される。油圧ポンプ３６および油圧モータ３８は、片傾転でも両傾転でもよい。

　次に、コントローラ４３によって行われるクラッチ３０，３３，４０および電磁開閉弁４１の具体的な制御処理について説明する。

　ここで、図７は、トルクと車速との関係を示す特性線図（「トルク―車速」特性線図）である。遊星式無段変速機構３１から直結機構２７に切換える領域Ｐと、直結機構２７から遊星式無段変速機構３１に切換える領域Ｑを決めておく。領域Ｐは、直結機構２７で動力の伝達を行う領域に対応する。領域Ｑは、遊星式無段変速機構３１で動力の伝達を行う領域に対応する。図７中の「直結機構ＯＮ線」は、領域Ｐの境界線である。図７中の「直結機構ＯＦＦ線」は、領域Ｑの境界線である。境界線の斜線のある方が領域を示している。車速Ｖ１（＝第１速度閾値Ｖ１）は、直結機構２７で走行可能な最低エンジン回転数における車速であり、例えば、６km/h程度とすることができる。車速Ｖ２（＝第２速度閾値Ｖ２）は、遊星式無段変速機構３１の最大エンジン回転数にて、直結機構２７に切換える場合の車速であり、例えば、９km/h程度とすることができる。車速Ｖ３（＝第３速度閾値Ｖ３）は、直結機構ＯＮ線での最低車速のことであり、例えば、７km/h程度とすることができる。車速Ｖ４（＝第４速度閾値Ｖ４）は、直結機構ＯＦＦ線での最大車速のことであり、例えば、７．５km/h程度とすることができる。

　変速装置２１の動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１から直結機構２７に切換えるときのコントローラ４３の制御処理および各部の状態変化について、図５および図８を参照しつつ説明する。

　図５は、コントローラ４３で実行される具体的な処理フロー、即ち、遊星式無段変速機構３１から直結機構２７に動力の伝達経路を切換えるときの制御処理（判定処理）を示している。図５の制御処理は、例えば、遊星式無段変速機構３１で動力の伝達を行っている間、所定の制御周期で繰り返し実行される。

　例えば、後述の図６のＳ１４の処理により、変速装置２１の動力の伝達経路が遊星式無段変速機構３１に切換わると、図５の処理フローが開始される。図５のＳ１では、ホイールローダ１の車速Ｖが第２速度閾値Ｖ２（最高切換速度Ｖ２ともいう）よりも大きいか否かを判定する。車速Ｖは、第２速度検出器４５により検出される実際のホイールローダ１の速度（実速度）に対応する。第２速度閾値Ｖ２は、遊星式無段変速機構３１から直結機構２７へ切り換える基準（閾値）となる車速の判定値である。Ｓ１で「ＹＥＳ」、即ち、車速Ｖが第２速度閾値Ｖ２よりも高いと判定された場合は、Ｓ５に進む。Ｓ５では、動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１から直結機構２７に切換える。即ち、コントローラ４３は、直結クラッチ３０が解放され、かつ、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０との両方が接続された第１の状態から、直結クラッチ３０が接続され、かつ、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０との両方が解放された第２の状態に切換える。なお、第２速度閾値Ｖ２である最高切換速度Ｖ２は、遊星式無段変速機構３１の最大エンジン回転数にて直結機構２７に切換えるときの車速に対応する。このように、車速Ｖが第２速度閾値Ｖ２よりも高い場合には、動力の伝達経路を直結機構２７に切換えて、図６の処理をスタートする。

　一方、Ｓ１で「ＮＯ」、即ち、車速Ｖが第２速度閾値Ｖ２以下であると判定された場合は、Ｓ２に進む。Ｓ２では、車速Ｖが第３速度閾値Ｖ３（切換速度Ｖ３ともいう）よりも大きいか否かを判定する。図７に示すように、第３速度閾値Ｖ３は第２速度閾値Ｖ２よりも小さい（Ｖ３＜Ｖ２）。Ｓ２で「ＮＯ」、即ち、車速Ｖが第３速度閾値Ｖ３以下であると判定された場合は、Ｓ３に進む。Ｓ３では、動力の伝達経路は、遊星式無段変速機構３１のまま維持する。即ち、動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１のまま継続する。直結機構２７への切換えは行わない。このように、車速Ｖが最高切換速度Ｖ２より小さく、かつ、車速Ｖが切換速度Ｖ３より小さい場合には、動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１のまま継続し、リターンする。

　これに対して、Ｓ２で「ＹＥＳ」、即ち、車速Ｖが第３速度閾値Ｖ３よりも大きいと判定された場合は、Ｓ４に進む。Ｓ４では、トランスミッション出力トルクが領域Ｐに含まれているか否かを判定する。即ち、Ｓ４では、車速Ｖと出力トルクとの関係が図７の領域Ｐに含まれているか否かを判定する。出力トルクは、指令演算部４３Ｄで算出される。Ｓ４で「ＮＯ」、即ち、車速Ｖと出力トルクとの関係が図７の領域Ｐに含まれていないと判定された場合は、Ｓ３に進む。即ち、動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１のまま維持する。このように、車速Ｖが切換速度Ｖ３以上で最高切換速度Ｖ２よりも小さく、かつ、直結機構２７に切換える領域Ｐに含まれていない場合には、動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１のまま継続し、リターンする。

　一方、Ｓ４で「ＹＥＳ」、即ち、車速Ｖと出力トルクとの関係が図７の領域Ｐに含まれていると判定された場合は、Ｓ５に進み、動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１から直結機構２７に切換える。このように、車速Ｖが切換速度Ｖ３以上で最高切換速度Ｖ２よりも小さく、かつ、直結機構２７に切換える領域Ｐに含まれている場合には、動力の伝達経路を直結機構２７に切換えて、図６の処理をスタートする。

　図８は、動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１から直結機構２７へ切換えるときのタイムチャートを示している。図８では、主管路３７Ａ，３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）と、直結クラッチ３０のクラッチ圧Ｐ_Ｃと、油圧ポンプ３６の傾転量と、油圧モータ３８の傾転量と、電磁開閉弁４１の状態と、ポンプ側クラッチ３３の状態と、モータ側クラッチ４０の状態と、油圧ポンプ３６の回転数と、油圧モータ３８の回転数とを示している。

　初めに、動力の伝達経路を、遊星式無段変速機構３１が無段変速している状態から直結機構２７へ切換える場合を説明する。動力の伝達経路が遊星式無段変速機構３１の場合は、ホイールローダ１は低速度域である。この場合は、コントローラ４３は、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を「ＯＮ（接続）」にし、直結クラッチ３０を「ＯＦＦ（解放）」にし、電磁開閉弁４１を「ＯＦＦ（遮断）」にしている。図５の処理でＳ５に進むと、コントローラ４３は、動力の伝達経路を直結機構２７に切換える。このとき、コントローラ４３は、クラッチ指令部４３Ｆから直結クラッチ３０にＯＮの指令を出力する（時点Ａ）。これにより、クラッチ圧Ｐ_Ｃが上昇し、直結クラッチ３０が接続し始める（時点Ｂ）。この後、コントローラ４３は、主管路３７Ａ，３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）が第１圧力閾値以下になると、連通弁指令部４３Ｅから電磁開閉弁４１にＯＮの指令を出力し、電磁開閉弁４１を閉位置（Ｂ）から開位置（Ａ）に切換える。これにより、静油圧式無段変速機構３４内の主管路３７Ａ，３７Ｂが連通する（時点Ｃ）。この後、コントローラ４３は、圧力検出部４３Ｃから主管路３７Ａ，３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）が第２圧力閾値以下であることを取得し、クラッチ指令部４３Ｆからポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０に解放指令を出力する。これにより、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０が解放される（時点Ｄ）。これにより、動力の伝達経路が遊星式無段変速機構３１から直結機構２７に完全に切り換わる。なお、第２圧力閾値は、主管路３７Ａ，３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）が０（または０に近い値）であるか否かを判定する判定値、即ち、静油圧式無段変速機構３４の油圧による動力伝達が遮断（解放）されているか否かを判定する判定値として設定されている。これまでは、動力の伝達経路を、遊星式無段変速機構３１が無段変速している状態から直結機構２７へ切換える場合を示した。遊星式無段変速機構３１が内部直結している状態から直結機構２７へ動力の伝達経路を切換える場合には、モータ側クラッチ４０が時点Ａより前からＯＦＦとなっている点、油圧モータ３８の傾転が中立となっている点、ポンプ回転数が０（または０に近い値）である点で異なる。

　次に、変速装置２１の動力の伝達経路を直結機構２７から遊星式無段変速機構３１に切換えるときのコントローラ４３の制御処理および各部の状態変化について、図６および図９を参照しつつ説明する。

　図６は、コントローラ４３で実行される具体的な処理フロー、即ち、直結機構２７から遊星式無段変速機構３１に動力の伝達経路を切換えるときの制御処理（判定処理）を示している。図９の制御処理は、例えば、直結機構２７で動力の伝達を行っている間、所定の制御周期で繰り返し実行される。

　例えば、図５のＳ５の処理により、変速装置２１の動力の伝達経路が直結機構２７に切換わると、図６の処理フローが開始される。図６のＳ１１では、車速Ｖが第４速度閾値Ｖ４（切換速度Ｖ４ともいう）よりも小さいか否かを判定する。第４速度閾値Ｖ４は、直結機構２７から遊星式無段変速機構３１へ切り換える基準（閾値）となる車速の判定値である。Ｓ１１で「ＮＯ」、即ち、車速Ｖが第４速度閾値Ｖ４以上であると判定された場合は、Ｓ１２に進む。Ｓ１２では、動力の伝達経路は、直結機構２７のまま維持する。即ち、動力の伝達経路を直結機構２７のまま継続する。遊星式無段変速機構３１への切換えは行わない。このように、車速Ｖが切換速度Ｖ４以上の場合には、動力の伝達経路を直結機構２７のまま継続し、リターンする。

　一方、Ｓ１１で「ＹＥＳ」、即ち、車速Ｖが第４速度閾値Ｖ４よりも小さいと判定された場合は、Ｓ１３に進む。Ｓ１３では、車速Ｖが第１速度閾値Ｖ１（最低切換速度Ｖ１ともいう）よりも小さいか否かを判定する。図７に示すように、第１速度閾値Ｖ１は第４速度閾値Ｖ４よりも小さい（Ｖ１＜Ｖ４）。Ｓ１３で「ＹＥＳ」、即ち、車速Ｖが第１速度閾値Ｖ１よりも小さいと判定された場合は、Ｓ１４に進む。Ｓ１４では、動力の伝達経路を直結機構２７から遊星式無段変速機構３１に切換える。即ち、コントローラ４３は、直結クラッチ３０が接続され、かつ、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０との両方が解放された第２の状態から、直結クラッチ３０が解放され、かつ、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０との両方が接続された第１の状態に切換える。なお、第１速度閾値Ｖ１である最低切換速度Ｖ１は、直結機構２７の最小エンジン回転数にて遊星式無段変速機構３１に切換えるときの車速に対応する。このように、車速Ｖが第１速度閾値Ｖ１よりも低い場合には、動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１に切換えて、図５の処理をスタートする。

　これに対して、Ｓ１３で「ＮＯ」、即ち、車速Ｖが第１速度閾値Ｖ１以上であると判定された場合は、Ｓ１５に進む。Ｓ１５では、トランスミッション出力トルクが領域Ｑに含まれているか否かを判定する。即ち、Ｓ１５では、車速Ｖと出力トルクとの関係が図７の領域Ｑに含まれているか否かを判定する。Ｓ１５で「ＮＯ」、即ち、車速Ｖと出力トルクとの関係が図７の領域Ｑに含まれていないと判定された場合は、Ｓ１２に進む。即ち、動力の伝達経路を直結機構２７のまま維持する。このように、車速Ｖが切換速度Ｖ１以上で最高切換速度Ｖ４よりも小さく、かつ、遊星式無段変速機構３１に切換える領域Ｑに含まれていない場合には、動力の伝達経路を直結機構２７のまま継続し、リターンする。

　一方、Ｓ１５で「ＹＥＳ」、即ち、車速Ｖと出力トルクとの関係が図７の領域Ｑに含まれていると判定された場合は、Ｓ１４に進み、動力の伝達経路を直結機構２７から遊星式無段変速機構３１に切換える。このように、車速Ｖが切換速度Ｖ１以上で最高切換速度Ｖ４よりも小さく、かつ、遊星式無段変速機構３１に切換える領域Ｑに含まれている場合には、動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１に切換えて、図５の処理をスタートする。

　図９は、動力の伝達経路を直結機構２７から遊星式無段変速機構３１へ切換えるときのタイムチャートを示している。図９では、主管路３７Ａ，３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）と、直結クラッチ３０のクラッチ圧Ｐ_Ｃと、油圧ポンプ３６の傾転量と、油圧モータ３８の傾転量と、電磁開閉弁４１の状態と、ポンプ側クラッチ３３の状態と、モータ側クラッチ４０の状態と、油圧ポンプ３６の回転数と、油圧モータ３８の回転数を示している。

　初めに、動力の伝達経路を、直結機構２７から遊星式無段変速機構３１が無段変速している状態へ切換える場合を説明する。動力の伝達経路が直結機構２７の場合は、ホイールローダ１は高速度域である。この場合は、コントローラ４３は、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を「ＯＦＦ（解放）」にし、直結クラッチ３０を「ＯＮ（接続）」にし、電磁開閉弁４１を「ＯＮ（連通）」にしている。図６の処理でＳ１４に進むと、コントローラ４３は、圧力検出部４３Ｃから主管路３７Ａ，３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）が第２圧力閾値以下であることを取得し、クラッチ指令部４３Ｆからポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０に接続指令を出力する。これにより、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０が接続される（時点Ａ）。この接続により、油圧ポンプ３６および油圧モータ３８は回転し始め、所定の回転数まで上昇させる。コントローラ４３は、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０が完全に接続した後、連通弁指令部４３Ｅから電磁開閉弁４１にＯＦＦの指令を出力し、電磁開閉弁４１を開位置（Ａ）から閉位置（Ｂ）に切換える（時点Ｂ）。この後、油圧ポンプ３６の傾転を大きくし、油圧ポンプ３６の吐出量を上昇させ、主管路３７Ａ，３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）を上昇させる。これにより、遊星式無段変速機構３１内の油圧による動力伝達が可能になる（時点Ｃ）。同時に、直結クラッチ３０にＯＦＦの指令を出力し、直結クラッチ３０を解放する。これにより、動力の伝達経路が直結機構２７から遊星式無段変速機構３１に完全に切り換わる。これまでは、動力の伝達経路を、直結機構２７から遊星式無段変速機構３１が無段変速している状態へ切換える場合を示した。直結機構２７から遊星式無段変速機構３１が内部直結している状態へ動力の伝達経路を切換える場合は、モータ側クラッチ４０が時点Ａより前からＯＦＦとなっている点、油圧モータ３８の傾転が中立となっている点、ポンプ回転数が０（または０に近い値）である点で異なる。

　以上のように、実施の形態によれば、直結機構２７とアイドラギヤ２９との間と、遊星歯車機構３２と油圧ポンプ３６との間と、油圧モータ３８とアイドラギヤ２９との間にクラッチ３０，３３，４０をそれぞれ設け、クラッチ３０，３３，４０の接続・解放により、動力伝達経路を切換える。このため、損失を低減でき、高効率化を図ることができる。また、遊星式無段変速機構３１を経由し、動力伝達を行う場合のみ、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８が回転をする。このため、直結機構２７を経由して動力伝達する場合は、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８の回転による損失を低減でき、高効率化を図ることができる。しかも、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８とを接続する一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間に連通弁としての電磁開閉弁４１を設けている。このため、電磁開閉弁４１を連通させることにより、遊星式無段変速機構３１（静油圧式無段変速機構３４）の油圧回路内の油圧による動力伝達を短時間で遮断した状態で、クラッチ３０，３３，４０の接続・解放を安定して行うことができる。これにより、動力伝達経路の切換を安定して行うことができる。

　実施の形態によれば、ポンプ側クラッチ３３（第２クラッチ）とモータ側クラッチ４０（第３クラッチ）をシンクロメッシュ機構クラッチとしている。このため、電磁開閉弁４１により油圧ポンプ３６と油圧モータ３８との間を連通させることにより、油圧ポンプ３６および油圧モータ３８の回転による動力を短時間で遮断した状態で、シンクロメッシュ機構クラッチを安定して接続・解放できる。この結果、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を解放したときの引き摺りトルクが小さいシンクロメッシュ機構クラッチを用いることが可能となり、車両の動力損失を低減でき、伝達効率の高い変速装置２１（トランスミッション）を提供することができる。

　実施の形態によれば、コントローラ４３は、動力の伝達経路が遊星式無段変速機構３１となる第１の状態から動力の伝達経路が直結機構２７となる第２の状態に切換えるときに、電磁開閉弁４１を遮断状態である閉位置（Ｂ）から連通状態である開位置（Ａ）に切換えた後、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０とを解放する。このため、電磁開閉弁４１を閉位置（Ｂ）から開位置（Ａ）に切換えることにより遊星式無段変速機構３１（静油圧式無段変速機構３４）の油圧回路内の油圧による動力伝達を短時間で遮断した状態で、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を円滑に解放することできる。

　実施の形態によれば、コントローラ４３は、直結機構２７が動力伝達経路となる第２の状態から遊星式無段変速機構３１が動力伝達経路となる第１の状態に切換えるときに、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０とを接続した後、電磁開閉弁４１を連通状態である開位置（Ａ）から遮断状態である閉位置（Ｂ）に切換える。このため、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を接続するときに圧力変動を低減でき、これらポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を円滑に接続することができる。

　実施の形態によれば、コントローラ４３は、第１の状態から第２の状態へ切換えるときに、直結クラッチ３０（第１クラッチ）とポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０との３つのクラッチ３０，３３，４０が接続された状態にする。このため、第１の状態から第２の状態へ切換えるときの出力トルクの変動を低減できる。

　実施の形態によれば、コントローラ４３は、第２の状態から第１の状態へ切換えるときに、直結クラッチ３０とポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０との３つのクラッチ３０，３３，４０が接続された状態にする。このため、第２の状態から第１の状態へ切換えるときの出力トルクの変動を低減できる。

　実施の形態によれば、コントローラ４３は、圧力検出器４６，４７により検出される一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの圧力差が閾値（第１圧力閾値）以下になったときに、電磁開閉弁４１を閉位置（Ｂ）から開位置（Ａ）に切換える。このため、電磁開閉弁４１を閉位置（Ｂ）から開位置（Ａ）に切換ることにより一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を連通するときの急激な圧力変動を抑制できる。

　実施の形態によれば、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂを連通・遮断する連通弁を電磁開閉弁４１としている。このため、電磁開閉弁４１を遮断位置となる閉位置（Ｂ）から連通位置となる開位置（Ａ）にすることにより、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を遮断状態から連通状態にすることができる。一方、電磁開閉弁４１を開位置（Ａ）から閉位置（Ｂ）にすることにより、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を連通状態から遮断状態にすることができる。

　なお、実施の形態では、ポンプ側クラッチ３３とモータ側クラッチ４０をシンクロメッシュ機構クラッチとした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ポンプ側クラッチ（第２クラッチ）とモータ側クラッチ（第３クラッチ）をドグクラッチや湿式多板クラッチとしてもよい。

　実施の形態では、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂを連通・遮断する連通弁を電磁開閉弁４１とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、図１０に示す第１の変形例のように、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を連通状態と遮断状態とに切換え可能な連通弁を、設定圧（リリーフ設定圧、リリーフ開始圧）の変更が可能な電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂとしてもよい。ここで、一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を接続する接続管路４２には、逆止弁となるチェック弁５２，５３が設けられている。一方のチェック弁５２は、一方の主管路３７Ａ側から他方の主管路３７Ｂ側に向けて圧油が流通するのを許容し、逆向きに圧油が流通するのを阻止する。他方のチェック弁５３は、他方の主管路３７Ｂ側から一方の主管路３７Ａ側に向けて圧油が流通するのを許容し、逆向きに圧油が流通するのを阻止する。接続管路４２には、それぞれのチェック弁５２，５３をバイパスするバイパス管路５４，５５が接続されている。電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂは、バイパス管路５４，５５の途中に設けられている。

　電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂは、コントローラ４３からの指令信号（指令信号Ｗ）に基づいて開弁圧（リリーフ圧）が変化する電動式の可変リリーフバルブにより構成されている。電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂの設定圧（リリーフ設定圧、リリーフ開始圧）の変更は、コントローラ４３からの指令信号（指令信号Ｗ）に基づいて制御される。電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂは、設定圧を低くすることにより一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を連通する連通状態とし、設定圧を高くすることにより一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間を遮断する遮断状態とする。

　このように、第１の変形例では、静油圧式無段変速機構３４内の油圧による動力伝達を遮断する手段として、可変リリーフバルブである電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂを用いている。電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂは、通常はリリーフ圧を高圧側所定値（例えば、３５ＭＰａから５０ＭＰａ）に設定してある。そして、変速装置２１の動力伝達経を遊星式無段変速機構３１から直結機構２７に切換えるときに、電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂのリリーフ圧を低圧側所定値（例えば、最小値）に変更する。即ち、電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂにより一対の主管路３７Ａ，３７Ｂの間で圧力をリリーフする。このため、静油圧式無段変速機構３４内の油圧による動力伝達を遮断した状態で、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０の接続、解放を行うことができる。これにより、遊星式無段変速機構３１から直結機構２７への切換えを可能にしている。なお、連通弁として、電磁開閉弁４１と電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂとの両方を設ける構成としてもよい。この場合、電磁開閉弁４１と電磁リリーフ弁５１Ａ，５１Ｂは、並列に設けることができる。

　図１１は、第１の変形例において、動力の伝達経路を遊星式無段変速機構３１が無段変速している状態から直結機構２７へ切換えるときのタイムチャートを示している。動力の伝達経路が遊星式無段変速機構３１の場合は、ホイールローダ１は低速度域である。コントローラ４３は、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を「ＯＮ（接続）」、直結クラッチ３０を「ＯＦＦ（解放）」にし、電磁リリーフ弁５１Ａおよび電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧を高い状態に保持してある。図５の処理でＳ５に進むと、コントローラ４３は、クラッチ指令部４３Ｆから直結クラッチ３０にＯＮ指令（接続指令）を出力する。これと共に、コントローラ４３は、電磁リリーフ弁５１Ａおよび電磁リリーフ弁５１Ｂにリリーフ開始圧の制御指令を出力する電磁リリーフ弁指令部（図示せず）から、電磁リリーフ弁５１Ａにリリーフ開始圧を低下させる指令を出力する（時点Ａ）。これにより、電磁リリーフ弁５１Ａのリリーフ開始圧が低下する（時点Ａ）。その後、クラッチ圧Ｐ_Ｃが上昇し、直結クラッチ３０が接続し始める（時点Ｂ）。その後、コントローラ４３は、主管路３７Ａおよび主管路３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）が、第１圧力閾値以下になると、電磁リリーフ弁指令部から電磁リリーフ弁５１Ｂにリリーフ開始圧を低下させる指令を出力する（時点Ｃ）。この後、コントローラ４３は、圧力検出部４３Ｃから主管路３７Ａおよび主管路３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）が第２圧力閾値以下であることを取得し、クラッチ指令部４３Ｆからポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０にＯＦＦ指令（解放指令）を出力する。これにより、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０が解放される（時点Ｄ）。これにより、動力の伝達経路が遊星式無段変速機構３１から直結機構２７に完全に切り換わる。

　図１１で示す時点０から時点Ａまでの間は、電磁リリーフ弁５１Ａおよび電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧が高い状態に保持してあるので、接続管路４２を通じて主管路３７Ａから主管路３７Ｂに向かう作動液の流れと、主管路３７Ｂから主管路３７Ａに向かう作動液の流れは、ともに遮断状態にある。このため、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８の双方向で動力伝達が可能である。一方で、時点Ａから時点Ｃまでの間は、電磁リリーフ弁５１Ａのリリーフ開始圧が低い状態に保持され、電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧が高い状態に保持してある。即ち、接続管路４２を通じて主管路３７Ａから主管路３７Ｂに向かう作動液の流れは連通されているのに対して、主管路３７Ｂから主管路３７Ａに向かう作動液の流れは遮断状態にある。このため、油圧ポンプ３６から油圧モータ３８へ動力伝達を行うことが可能であるが、油圧モータ３８から油圧ポンプ３６への動力伝達は遮断されている。一方で、時点Ｃ以降は、電磁リリーフ弁５１Ａおよび電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧は、ともに低い状態に保持してあるので、接続管路４２を通じて主管路３７Ａから主管路３７Ｂに向かう作動液の流れと、主管路３７Ｂから主管路３７Ａに向かう作動液の流れは、ともに連通状態にある。このため、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８の双方向で動力伝達が遮断されている。

　このような制御により、時点０から時点Ａまでの間は、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８の双方向で動力伝達が可能であるため、入力軸２２と出力軸２３との間で、遊星式無段変速機構３１とアイドラギヤ２９を通じて双方向に動力伝達が可能である。これにより、エンジン９から入力軸２２に伝達された動力は、出力軸２３、フロントアクスル１２およびリヤアクスル１３を経由して、前車輪２および後車輪４に動力を伝達する。また、前車輪２および後車輪４から入力された力は、フロントアクスル１２およびリヤアクスル１３、出力軸２３を経由して、入力軸２２からエンジン９に伝達することができる。即ち、ホイールローダ１を加速させるためにエンジン９から出力された動力を前車輪２および後車輪４に伝達する場合と、ホイールローダ１を減速させるために前車輪２および後車輪４から伝達された力をエンジン９に伝達し、エンジン９が動力を吸収する場合（エンジンブレーキ）の両方で、変速装置２１は動力伝達をすることが可能となる。このため、エンジン９は、ホイールローダ１を加速させるだけでなく減速（エンジンブレーキ）させることが可能となり、フロントアクスル１２およびリヤアクスル１３内に設置された制動装置（図示せず）の負荷を低減することが可能となる。

　一方で、時点Ａから時点Ｃまでの間は、油圧ポンプ３６から油圧モータ３８へ動力伝達を行うことが可能であるが、油圧モータ３８から油圧ポンプ３６への動力伝達は遮断されている。このため、入力軸２２から遊星式無段変速機構３１に伝達される動力は、アイドラギヤ２９に伝達することが可能であるが、アイドラギヤ２９から遊星式無段変速機構３１を通じて入力軸２２に動力を伝達することができない。時点Ａ以降は、直結クラッチ３０にクラッチ圧Ｐ_Ｃが与えられているため、入力軸２２に伝達された動力は、直結機構２７を経由してアイドラギヤ２９に伝達することができる。これにより、「入力軸２２に伝達された動力が直結機構２７を経由してアイドラギヤ２９に伝達されることを可能とする状態」と、「入力軸２２に伝達された動力が遊星式無段変速機構３１を経由してアイドラギヤ２９に伝達されることを可能とする状態」と、「入力軸２２に伝達された動力が直結機構２７を経由してアイドラギヤ２９に伝達され、遊星式無段変速機構３１を通じて入力軸２２に伝達されることを遮断する状態」とを、同時に作ることが可能となる。このため、「入力軸２２に伝達された動力が直結機構２７を経由してアイドラギヤ２９に伝達され、遊星式無段変速機構３１を通じて入力軸２２に伝達する動力循環状態」がないため、遊星式無段変速機構３１から直結機構２７への動力伝達経路の切換えを、容易に行うことが可能となる。

　時点Ｃ以降は、主管路３７Ａと主管路３７Ｂは、接続管路４２を通じて双方向に連通状態にあるため、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８の双方向の動力伝達を遮断している状態にある。このため、遊星式無段変速機構３１（静油圧式無段変速機構３４）の油圧回路内の油圧による動力伝達を遮断した状態で、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を安定して解放することができる。

　これらの、時点０から時点Ｄにかけての、電磁リリーフ弁５１Ａと電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧力の制御により、動力伝達経路を遊星式無段変速機構３１から直結機構２７に、容易にかつトルク変動を低減しながら切換えることが可能となる。

　なお、これまでは、動力の伝達経路を、遊星式無段変速機構３１が無段変速している状態から直結機構２７へ切換える場合を示した。遊星式無段変速機構３１が内部直結している状態から直結機構２７へ動力の伝達経路を切換える場合の、電磁リリーフ弁５１Ａと電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧力の制御についても同様である。違いは、モータ側クラッチ４０が時点０よりＯＦＦとなっている点、油圧モータ３８の傾転が中立となっている点、油圧ポンプ３６の回転速度が０（または０に近い値）である点である。

　図１２は、第１の変形例において、動力の伝達経路を直結機構２７から遊星式無段変速機構３１が無段変速している状態へ切換えるときのタイムチャートを示している。動力の伝達経路が直結機構２７の場合は、ホイールローダ１は高速度域である。コントローラ４３は、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を「ＯＦＦ（解放）」にし、直結クラッチ３０を「ＯＮ（接続）」にし、電磁リリーフ弁５１Ａおよび電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧が低い状態に保持してある。図６の処理でＳ１４に進むと、コントローラ４３は、クラッチ指令部４３Ｆからポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０にＯＮ指令（接続指令）を出力する。これにより、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０の接続が開始される（時点Ａ）。ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０の接続が完了すると、クラッチ指令部４３Ｆから直結クラッチ３０にＯＦＦ指令（解放指令）を出力すると共に、電磁リリーフ弁５１Ａおよび電磁リリーフ弁５１Ｂにリリーフ開始圧の制御指令を出力する電磁リリーフ弁指令部（図示せず）から、電磁リリーフ弁５１Ｂにリリーフ開始圧を上昇させる指令を出力する（時点Ｂ）。これにより、電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧は上昇する（時点Ｂ）。その後、クラッチ圧Ｐ_Ｃが低下し、直結クラッチ３０が解放し始め、主管路３７Ａおよび主管路３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）が上昇する。その後、コントローラ４３は、主管路３７Ａおよび主管路３７Ｂの圧力差（Ｐ_Ｂ－Ｐ_Ａ）が、第３圧力閾値以上になると、電磁リリーフ弁指令部から電磁リリーフ弁５１Ａにリリーフ開始圧を上昇させる指令を出力する（時点Ｃ）。これにより、動力の伝達経路が直結機構２７から遊星式無段変速機構３１に完全に切り換わる。

　図１２で示す時点０から時点Ｂまでの間は、電磁リリーフ弁５１Ａおよび電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧を低い状態に保持してあるので、接続管路４２を通じて主管路３７Ａから主管路３７Ｂに向かう作動液の流れと、主管路３７Ｂから主管路３７Ａに向かう作動液の流れは、双方向で連通状態にある。このため、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８の双方向で動力伝達が遮断されている。一方で、時点Ｂから時点Ｃまでの間は、電磁リリーフ弁５１Ａのリリーフ開始圧が低い状態に保持され、電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧が高い状態に保持してある。即ち、接続管路４２を通じて主管路３７Ａから主管路３７Ｂに向かう作動液の流れは連通されているのに対して、主管路３７Ｂから主管路３７Ａに向かう作動液の流れは遮断状態にある。このため、油圧ポンプ３６から油圧モータ３８へ動力伝達を行うことが可能であるが、油圧モータ３８から油圧ポンプ３６への動力伝達は遮断されている。一方で、時点Ｃ以降は、電磁リリーフ弁５１Ａおよび電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧は、ともに高い状態に保持してあるので、接続管路４２を通じて主管路３７Ａから主管路３７Ｂに向かう作動液の流れと、主管路３７Ｂから主管路３７Ａに向かう作動液の流れは、ともに遮断状態にある。このため、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８の双方向で動力伝達が可能となる。

　このような制御により、時点０から時点Ｂまでの間は、接続管路４２を通じて主管路３７Ａと主管路３７Ｂは、双方向に連通状態にあるため、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８の双方向の動力伝達を遮断している状態にある。このため、遊星式無段変速機構３１（静油圧式無段変速機構３４）の油圧回路内の油圧による動力伝達を遮断した状態で、ポンプ側クラッチ３３およびモータ側クラッチ４０を安定して結合することができる。

　一方で、時点Ｂから時点Ｃまでの間は、油圧ポンプ３６から油圧モータ３８へ動力伝達を行うことが可能であるが、油圧モータ３８から油圧ポンプ３６への動力伝達は遮断されている。このため、入力軸２２から遊星式無段変速機構３１に伝達される動力は、アイドラギヤ２９に伝達することが可能であるが、アイドラギヤ２９から遊星式無段変速機構３１を通じて入力軸２２に動力を伝達することができない。時点Ｃまでは、直結クラッチ３０にクラッチ圧Ｐ_Ｃが与えられているため、入力軸２２に伝達された動力は、直結機構２７を経由してアイドラギヤ２９に伝達することができる。これにより、「入力軸２２に伝達された動力が直結機構２７を経由してアイドラギヤ２９に伝達されることを可能とする状態」と、「入力軸２２に伝達された動力が遊星式無段変速機構３１を経由してアイドラギヤ２９に伝達されることを可能とする状態」と、「入力軸２２に伝達された動力が直結機構２７を経由してアイドラギヤ２９に伝達され、遊星式無段変速機構３１を通じて入力軸２２に伝達されることを遮断する状態」とを、同時に作ることが可能となる。このため、「入力軸２２に伝達された動力が直結機構２７を経由してアイドラギヤ２９に伝達され、遊星式無段変速機構３１を通じて入力軸２２に伝達する動力循環状態」がないため、直結機構２７から遊星式無段変速機構３１への動力伝達経路の切換えを、容易に行うことが可能となる。

　時点Ｃ以降は、油圧ポンプ３６と油圧モータ３８の双方向で動力伝達が可能であるため、入力軸２２と出力軸２３との間で、遊星式無段変速機構３１とアイドラギヤ２９を通じて双方向に動力伝達が可能である。これにより、エンジン９から入力軸２２に伝達された動力は、出力軸２３、フロントアクスル１２およびリヤアクスル１３を経由して、前車輪２および後車輪４に動力を伝達する。また、前車輪２および後車輪４から入力された力は、フロントアクスル１２およびリヤアクスル１３、出力軸２３を経由して、入力軸２２からエンジン９に伝達することができる。即ち、ホイールローダ１を加速させるためにエンジン９から出力された動力を前車輪２および後車輪４に伝達する場合と、ホイールローダ１を減速させるために前車輪２および後車輪４から伝達された力をエンジン９に伝達し、エンジン９が動力を吸収する場合（エンジンブレーキ）の両方で、変速装置２１は動力伝達をすることが可能となる。このため、エンジン９は、ホイールローダ１を加速させるだけでなく減速（エンジンブレーキ）させることが可能となり、フロントアクスル１２およびリヤアクスル１３内に設置された制動装置（図示せず）の負荷を低減することが可能となる。

　これらの、時点０から時点Ｃにかけての、電磁リリーフ弁５１Ａと電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧力の制御により、動力伝達経路を直結機構２７から遊星式無段変速機構３１に、容易にかつトルク変動を低減しながら切換えることが可能となる。

　なお、これまでは、動力の伝達経路を、直結機構２７から遊星式無段変速機構３１が無段変速している状態へ切換える場合を示した。直結機構２７から遊星式無段変速機構３１が内部直結している状態へ動力の伝達経路を切換える場合の、電磁リリーフ弁５１Ａと電磁リリーフ弁５１Ｂのリリーフ開始圧力の制御についても同様である。違いは、モータ側クラッチ４０が時点０よりＯＦＦとなっている点、油圧モータ３８の傾転が中立となっている点、油圧ポンプ３６の回転速度が０（または０に近い値）である点である。

　なお、前述の実施の形態では、遊星式無段変速機構３１の油圧モータ３８とアイドラギヤ２９との間に第３クラッチとしてのモータ側クラッチ４０を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、図１３に示す第２の変形例のように、遊星式無段変速機構３１の油圧モータ３８と出力軸２３との間にモータ側クラッチ４０を設けてもよい。即ち、変速機構２５の出力側に接続される出力軸２３には、出力軸ギヤ６１が設けられている。出力軸側伝達軸６２には、出力軸２３の出力軸ギヤ６１と直接または複数の歯車（図示せず）を介して噛合する伝達ギヤ６３が設けられている。

　モータ側クラッチ４０は、静油圧式無段変速機構３４のモータ軸３９と出力軸側伝達軸６２との間に設けられている。モータ側クラッチ４０は、出力軸２３と静油圧式無段変速機構３４（油圧モータ３８のモータ軸３９）との間で回転の伝達を行う「接続状態（締結状態）」と、回転の伝達が断たれる「遮断状態（解放状態）」とに切換えが可能となっている。モータ側クラッチ４０が接続状態のときは、静油圧式無段変速機構３４のモータ軸３９の回転（＝油圧モータ３８の回転）が出力軸側伝達軸６２、伝達ギヤ６３、出力軸ギヤ６１を介して、出力軸２３に伝達される。モータ側クラッチ４０が解放状態のときは、モータ軸３９の回転は出力軸側伝達軸６２に伝達されない。このような第２の変形例によれば、変速機構２５を小型に構成することができる。

　実施の形態では、車両用動力伝達装置としての変速装置２１を、作業車両のとしてのホイールローダ１に搭載した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ホイール式ショベル等の建設車両、リフトトラック等の運搬車両、トラクタ等の農業車両といった各種の車両の動力伝達装置として広く適用することができる。

　１　ホイールローダ（車両）
　９　エンジン（原動機）
　１２　フロントアクスル（走行装置）
　１３　リヤアクスル（走行装置）
　２１　変速装置（車両用動力伝達装置）
　２２　入力軸
　２３，２３Ａ，２３Ｂ　出力軸
　２７　直結機構
　２９　アイドラギヤ（アイドラ要素）
　３０　直結クラッチ（第１クラッチ）
　３１　遊星式無段変速機構
　３２　遊星歯車機構
　３３　ポンプ側クラッチ（第２クラッチ）
　３６　油圧ポンプ
　３７Ａ，３７Ｂ　主管路
　３８　油圧モータ
　４０　モータ側クラッチ（第３クラッチ）
　４１　電磁開閉弁（連通弁）
　４３　コントローラ
　４６　第１圧力検出器（圧力検出器）
　４７　第２圧力検出器（圧力検出器）
　５１　電磁リリーフ弁（連通弁）

Claims

　車両に搭載された原動機によって回転する入力軸と、
　前記車両の走行装置に回転を出力する出力軸と、
　前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸側の回転を変速して前記出力軸側に伝達する遊星式無段変速機構と、
　前記入力軸側の回転を前記出力軸側に前記遊星式無段変速機構をバイパスして伝達する直結機構と、
　前記遊星式無段変速機構の出力側および前記直結機構の出力側を機械的に結合するアイドラ要素とを備え、
　前記直結機構は、前記入力軸と前記アイドラ要素との間に設けられた第１クラッチを備え、
　前記遊星式無段変速機構は、
　前記入力軸側に接続された遊星歯車機構と、
　前記遊星歯車機構の出力側に設けられた第２クラッチと、
　前記第２クラッチを介して前記遊星歯車機構の出力側と接続される油圧ポンプと、
　前記油圧ポンプと一対の主管路を介して接続された油圧モータと、
　前記油圧モータと前記アイドラ要素または前記出力軸との間に設けられた第３クラッチと、
　前記一対の主管路の間を連通状態と遮断状態とに切換え可能な連通弁とを備えたことを特徴とする車両用動力伝達装置。
　請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、
　前記第２クラッチおよび前記第３クラッチは、シンクロメッシュ機構クラッチであることを特徴とする車両用動力伝達装置。
　請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、
　前記連通弁の連通、遮断と、前記第１クラッチ、前記第２クラッチおよび前記第３クラッチの接続、解放とを制御するコントローラを備え、
　前記コントローラは、
　前記第１クラッチが解放され、かつ、前記第２クラッチと前記第３クラッチとの両方が接続されることにより、前記遊星式無段変速機構を介して前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する第１の状態から、前記第１クラッチが接続され、かつ、前記第２クラッチと前記第３クラッチとの両方が解放されることにより、前記遊星式無段変速機構をバイパスして前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する第２の状態に切換えるときに、
　前記連通弁を遮断状態から連通状態に切換えた後、前記第２クラッチを解放することを特徴とする車両用動力伝達装置。
　請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、
　前記連通弁の連通、遮断と、前記第１クラッチ、前記第２クラッチおよび前記第３クラッチの接続、解放とを制御するコントローラを備え、
　前記コントローラは、
　前記第１クラッチが接続され、かつ、前記第２クラッチと前記第３クラッチとの両方が解放されることにより、前記遊星式無段変速機構をバイパスして前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する第２の状態から、前記第１クラッチが解放され、かつ、前記第２クラッチと前記第３クラッチとの両方が接続されることにより、前記遊星式無段変速機構を介して前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する第１の状態に切換えるときに、
　前記第２クラッチを接続した後、前記連通弁を連通状態から遮断状態に切換えることを特徴とする車両用動力伝達装置。
　請求項３に記載の車両用動力伝達装置において、
　前記コントローラは、前記第１の状態から前記第２の状態へ切換えるときに、前記第１クラッチと前記第２クラッチと前記第３クラッチとの３つのクラッチが接続された状態にすることを特徴とする車両用動力伝達装置。
　請求項４に記載の車両用動力伝達装置において、
　前記コントローラは、前記第２の状態から前記第１の状態へ切換えるときに、前記第１クラッチと前記第２クラッチと前記第３クラッチとの３つのクラッチが接続された状態にすることを特徴とする車両用動力伝達装置。
　請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、
　前記一対の主管路の圧力差を検出する圧力検出器と、前記圧力検出器の検出値に基づいて、前記連通弁を切換えるコントローラとを備え、
　前記コントローラは、前記圧力検出器の検出値が閾値以下になったときに、前記連通弁を遮断状態から連通状態に切換えることを特徴とする車両用動力伝達装置。
　請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、
　前記連通弁は、連通状態に対応する開位置と遮断状態に対応する閉位置とに切換え可能な電磁開閉弁であることを特徴とする車両用動力伝達装置。
　請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、
　前記連通弁は、設定圧の変更が可能な電磁リリーフ弁であり、設定圧を高くすることにより遮断状態とし、設定圧を低くすることにより連通状態とすることを特徴とする車両用動力伝達装置。
　請求項９に記載の車両用動力伝達装置において、
　前記電磁リリーフ弁の設定圧の変更と、前記第１クラッチ、前記第２クラッチおよび前記第３クラッチの接続、解放とを制御するコントローラを備え、
　前記コントローラは、
　前記第１クラッチが解放され、かつ、前記第２クラッチと前記第３クラッチとの両方が接続されることにより、前記遊星式無段変速機構を介して前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する第１の状態から、前記第１クラッチが接続され、かつ、前記第２クラッチと前記第３クラッチとの両方が解放されることにより、前記遊星式無段変速機構をバイパスして前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する第２の状態に切換えるときに、
　前記一対の主管路の間を、一方向に連通させ、かつ、反対方向に遮断する状態を設けることを特徴とする車両用動力伝達装置。
　請求項９に記載の車両用動力伝達装置において、
　前記電磁リリーフ弁の設定圧の変更と、前記第１クラッチ、前記第２クラッチおよび前記第３クラッチの接続、解放とを制御するコントローラを備え、
　前記コントローラは、
　前記第１クラッチが接続され、かつ、前記第２クラッチと前記第３クラッチとの両方が解放されることにより、前記遊星式無段変速機構をバイパスして前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する第２の状態から、前記第１クラッチが解放され、かつ、前記第２クラッチと前記第３クラッチとの両方が接続されることにより、前記遊星式無段変速機構を介して前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する第１の状態に切換えるときに、
　前記一対の主管路の間を、一方向に連通させ、かつ、反対方向に遮断する状態を設けることを特徴とする車両用動力伝達装置。