JP2022186393A - 作業車 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022186393000001
【課題】本発明では、走行モードを作業走行モードと路上走行モードに切り替える作業車両において、走行モードを切り替えることなく作業地から路上に移動することがあってもスロットルレバーの操作を無効にして安全に走行出来るようにすることを課題とする。
【解決手段】エンジン5の回転変更を足踏み込み操作するアクセルペダル16と手動操作するスロットルレバー15、及び左右ブレーキペダル17L,17Rを連結するブレーキ連結レバー24を設け、モード切替えスイッチ20で作業走行モードと路上走行モードに切り替える作業車において、前記ブレーキ連結レバー24を連結に操作するとスロットルレバー15でのエンジン回転制御を無効に制御することを特徴とする作業車とする。
【選択図】図7

Description

この発明は、トラクタ等の作業車に関するものである。
作業車両は、エンジンの回転数を所定回転数に設定する手動のスロットルレバーと足踏み操作するアクセルペダルを備え、また、作業地で走行するに適した制御を行う作業走行モードと路上を走行するに適した制御を行う路上走行モードを備え、それぞれ走行地に適した走行モードに設定して走行を開始することで操縦操作に戸惑うことなく操縦できるようにしている。
例えば、特開2021―8824号公報には、作業走行モードではスロットルレバーでエンジンの回転を高回転に設定することが可能であるが、路上走行モードに切り替えるとエンジンの回転変更をアクセルペダルでのみ可能にしてスロットルレバーでは出来ないようにして安全を図っている。
特開2021―8824号公報
しかし、作業走行モードで作業を行いそのままで路上に移動することがあるとスロットルレバーでのエンジンの回転を変更することが可能で、危険である。
そのために、本発明では、走行モードを作業走行モードと路上走行モードに切り替える作業車両において、走行モードを切り替えることなく作業地から路上に移動することがあってもスロットルレバーの操作を無効にして安全に走行出来るようにすることを課題とする。
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項1の発明は、エンジン5の回転変更を足踏み込み操作するアクセルペダル16と手動操作するスロットルレバー15、及び左右ブレーキペダル17L,17Rを連結するブレーキ連結レバー24を設け、モード切替えスイッチ20で作業走行モードと路上走行モードに切り替える作業車において、前記ブレーキ連結レバー24を連結に操作するとスロットルレバー15でのエンジン回転制御を無効に制御することを特徴とする作業車とする。
請求項2の発明は、副変速レバー21の変速を検出する副変速操作センサ75を設け、該副変速操作センサ75が高速への変速を検出するとスロットルレバー15のエンジン回転制御を無効化することを特徴とする請求項1に記載の作業車とする。
請求項1の発明で、作業地或いは路上を走行する場合は、作業走行モード或いは路上走行モードを選択して走行するが、路上走行を行う際には必ずブレーキ連結レバー24で左右ブレーキペダル17L,17Rを一体に連結した状態にして路上走行を開始するので、例えモード切替えスイッチ20を路上走行モードに切り換えずに作業地から路上に移動することがあってもスロットルレバー15でエンジン5の回転を変更することが出来ないので、スロットルレバー15の誤操作による走行速度の変更が無く、安全である。
請求項2の発明で、請求項1の効果に加えて、作業地の走行時に副変速レバー21を路上走行時に使う高速変速にするすることがあっても、スロットルレバー15の誤操作による走行速度の変更が無く、安全である。
この発明の作業車の実施形態に係るトラクタを示す左側面図である。 同トラクタの駆動伝達系や制御系の構成を示す平面模式図である。 同トラクタの操縦席の前方側の構成を示す概略斜視図である。 (A)は図3の前方側の一部を示す右側概略斜視図、(B)は(A)の前方側の一部における一部を示す概略拡大図である。 同トラクタの操縦席の後方側の構成を示す概略斜視図である。 同トラクタの制御系の構成を示す機能ブロック図である。 同トラクタの走行モードに関する制御処理の一部を示すフローチャート図である。 同トラクタの走行モードに関する制御処理の他の一部を示すフローチャート図である。
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明の実施形態に係る作業車の一例であるトラクタ1が示されている。図2には、図1のトラクタ1の一部(駆動伝達系や制御系の構成)が示されている。
以下の説明では、前後とはトラクタ1の前進する方向と後進する方向とする。また同様に、左右(L,R)とはトラクタ1の前進する方向で見たときの左側および右側とし、上下とはトラクタ1の上側および下側とする。
トラクタ1は、図1や図2に示されるように、車体2の前部および後部に左右一対の前輪3(3L,3R)および後輪4(4L,4R)が設けられている。またトラクタ1は、車体2の前部内に搭載されたエンジン5で発生させる回転動力が、車体2の中間部に配置された主変速部6Aと副変速部6Bからなる変速機構部6(図2参照)において適宜減速された後に後輪4等に伝えられる。
これにより、トラクタ1は、所要の速度で前進および後進することが可能な車両として構成されている。エンジン5については、その前部および上部を含む一部が、開閉するボンネット7で覆われている。
このトラクタ1においては、図2に示されるように、変速機構部6において減速された後の回転動力を前輪3に伝達することを接続又は切断するための前輪駆動クラッチ65が設けられている。
この前輪駆動クラッチ65を接続する状態(入り状態)にしたときは、その回転動力が差動装置の前輪デフ装置31から左右の前輪軸部32L,32Rを通して前輪3に伝わるとともに後輪デフ装置41から左右の後輪軸部42L,42Rを通して後輪4に伝わって、四輪が駆動される。また、前輪駆動クラッチ65を切断する状態(切り状態)にしたときは、回転動力が後輪4のみに伝わって二輪が駆動される。
これにより、トラクタ1は、前輪駆動クラッチ65を切り替えることにより、二輪駆動(2WD)と四輪駆動(4WD)のいずれかの形態で走行することが可能になっている。
また、トラクタ1は、図1等に示されるように、車体2の後部に、ロータリ耕耘機等の作業機90を連結させて昇降動させる連結昇降装置8や、作業機90で利用される回転動力を出力するPTO軸9が設けられている。
連結昇降装置8は、リンク機構、ロッド、油圧シリンダ等を組み合わせて構成されている。PTO軸9は、エンジン5で発生する回転動力の一部が分配されてPTOクラッチ95およびPTO変速部96(図2参照)を介して伝達されることにより所定の速度および方向に回転するようになっている。図1では、作業機90としてロータリ耕耘機を昇降可能にしている。このロータリ耕耘機によれば、図1に示されるように圃場に下降させられた状態において、PTO軸9から伝達される回転動力で耕耘爪91を回転させることにより圃場の地面(土壌)を耕すことができる。
さらに、トラクタ1では、図1から図3等に示されるように、車体2の中間部から後部にかけて、トラクタ1の操縦者が座って運転等の操作を行う操縦席10が設けられている。操縦席10は、例えば、操縦者が座るシート部10aと操縦者の足を置く床面部10bとで構成されている。
操縦席10の前方には、図1、図3等に示されるように、床面部10bの左右中央部から立ち上がるハンドルポスト11が設けられている。ハンドルポスト11の上部には、ステアリングホイール(ハンドル)12やメータパネル13が設けられている。
ステアリングホイール12は、前輪3の操舵装置33を作動させて走行するときの向きを調節するよう操作される。メータパネル13は、トラクタ1における走行速度、設定や状態の状況、警告内容等の情報を表示する表示手段等で構成されている。
また、ハンドルポスト11の上部でステアリングホイール12の下方側の周辺部分には、図3等に示されるように、前後進切替えレバー14、スロットルレバー15等が設けられている。前後進切替えレバー14は、前進走行と後進走行との切り替えを行うように操作される。スロットルレバー15は、エンジン5の回転数を所定の範囲内で選択して固定するよう操作するスロットル操作手段の一例である。スロットルレバー15は、例えば、所定の低速回転数と所定の高速回転数の2種類の回転数を選択できるようになっている。このときの所定の低速回転数は、アイドリング状態のときの回転数に設定される。
さらに、ハンドルポスト11の上部には、図4に示されるように、トラクタ1の路上走行モードと作業走行モードを切り替えるモード切替え手段の一例としてのモード切替えスイッチ20が設けられている。
モード切替えスイッチ20は、図4(B)に拡大して示されるように、ダイヤル式のものであり、路上走行モードとしての「走行」20aと、作業走行モードとしての「耕耘」20bと四輪駆動としての「4WD」20cと作業走行モードとしての「こだわり」20dに切り替えることができるように構成されている。
路上走行モードとしての「走行」は、道路走行、圃場の出入り、傾斜地等の場所を走行する際に適した機能や動作が予め選定されており、例えば作業機90を自動で水平に切替える制御が実行されるよう設定されている。作業走行モードとしての「耕耘」20bは、圃場等の作業場において行われる作業に適した機能や動作が予め設定されている。その機能や動作としては、例えば、後進に切り替えたときやステアリングホイール12を切ったときに作業機90を自動で上昇させること、旋回時に内側の後輪4に自動的にブレーキをかけること等の機能や動作であり、これらが実行されるよう設定されている。「4WD」20cは左右の前輪3L,3Rと左右の後輪4L,4Rが駆動されるよう設定されている。
また、「こだわり」20dは、主に作業時の機能について操縦者が任意に選択変更することが可能なモードであり、主に作業走行モードとしての「耕耘」20bにおける機能や動作の採用の有無を選択することができる。
操縦席10の床面部10bでハンドルポスト11の下部の周辺部分には、図3等に示されるように、アクセルペダル16、左右のブレーキペダル17L,17R、クラッチペダル18、PTO変速レバー19、ブレーキ連結レバー24等が設けられている。
アクセルペダル16は、エンジン5の回転数を任意に変更するよう操作するアクセル操作手段の一例であり、ペダル式になっている。左右のブレーキペダル17L,17Rは、左右の後輪4L,4Rにおける図示しないブレーキ装置を作動させるときに踏み込んで操作して急旋回を行う。クラッチペダル18は、エンジン5と主変速部6Aの間に配置されてエンジン5の回転動力の伝達を接続又は切断するとともに回転動力を前進および後進用に切り替えて伝達させる前後進クラッチ55を作動させるときに踏み込んで操作される。PTO変速レバー19は、PTO軸9の回転の速度や方向の切り替えが行われるPTO変速部96を作動させるときに操作される。ブレーキ連結レバー24は、左右のブレーキペダル17L,17Rを連結する連結アーム25を連結して一体に左右の後輪4L,4Rを制動させるように路上走行前に必ず切り換え操作して片ブレーキにならない。
操縦席10のシート部10aの左脇には、左側操作部が設けられている。この左側操作部には、図5に示されるように副変速部6Bの切り替えを行う副変速レバー21が設けられている。
副変速レバー21は、例えば、副変速ギヤ機構におけるギヤの組み合わせとして低速段、中速段および高速段の3種類の副変速段を選択して切り替えることができるよう構成されている。
操縦席10のシート部10aの右脇には、右側操作部が設けられている。この右側操作部には、図5に示されるように主変速部6Aの切り替えを行う主変速レバー22や、作業機90の昇降角度を調整する作業機昇降レバー26等が設けられている。
主変速レバー22は、例えば、主変速ギヤ機構におけるギヤの組み合わせとして1段(低速側)から15段(高速側)までの複数の主変速段のいずれかに自由に切り替えることができるよう構成されている。
そして、このトラクタ1は、図2や図6に示されるように、エンジン5の動作やトラクタ1の走行動作等の各種の動作について制御するための制御手段70を備えている。
制御手段70は、例えばマイクロコンピュータ等で構成されるものであり、メモリ部70mに格納されている制御用のプログラムやデータに基づいて必要な制御を行うようになっている。
この制御手段70には、エンジン5の動作を制御する際に参考にする指示情報や制御情報を得るためにエンジン回転センサ71、スロットルセンサ72、アクセルセンサ73、連結センサ26が接続されており、その各センサ71,72,73、26で検出される検出値(検出結果の情報)が入力される。
エンジン回転センサ71は、エンジン5の回転数(例えばクランクの回転数)を検出する手段である。スロットルセンサ72は、スロットルレバー15の選択したときの回転数の移動位置を検出する手段である。アクセルセンサ73は、アクセルペダル16の操作量(ペダルの踏み込み量)を検出する手段である。連結センサ26は、ブレーキ連結レバー24を連結に操作したことを検出する手段である。
また、制御手段70は、エンジン5の回転数を実際に調節するときの制御対象になる回転数調節装置51と接続されており、その回転数調節装置51にエンジン5の回転数を制御するための制御信号を送信するようになっている。
回転数調節装置51は、エンジン5がガソリンエンジンである場合には、そのエンジン5におけるスロットルの開度をスロットルセンサ72又はアクセルセンサ73の検出値に応じて調節するようスロットルをワイヤーにより動かす装置として構成される。また、回転数調節装置51は、エンジン5がディーゼルエンジンである場合には、そのエンジン5における燃焼噴射のタイミングをスロットルセンサ72又はアクセルセンサ73の検出値に応じて調節するようセンサアームをリンクにより動かす装置として構成される。
一方、制御手段70には、トラクタ1の走行動作を制御する際に参考にする制御情報を得るためにモード切替えセンサ74、副変速操作センサ75、主変速操作センサ76、走行速度センサ77等が接続されており、その各センサ74,75,76,77等で検出される検出値が入力される。
モード切替えセンサ74は、モード切替えスイッチ20を切り替えたときのモードの選択位置を検出する手段である。副変速操作センサ75は、副変速レバー21の選択したときの副変速段の移動位置を検出する手段である。主変速操作センサ76は、主変速レバー22の選択したときの主変速段の移動位置を検出する手段である。走行速度センサ77は、トラクタ1の走行速度を検出する手段である。
また、制御手段70は、トラクタ1の走行条件を実際に変更するときの制御対象になる副変速駆動装置61、主変速駆動装置62等と接続されており、その副変速駆動装置61、主変速駆動装置62等に対して変速段の変更等の動作を制御するための制御信号を送信するようになっている。
副変速駆動装置61は、副変速操作センサ75の検出値に応じて副変速部6Bにおける副変速段等の変更を行うためのメカリンクや副変速の操作位置を検出する副変速操作センサ75等で構成された装置である。主変速駆動装置62は、主変速操作センサ76の検出値に応じて主変速部6Aにおける主変速段等の変更を行うためのソレノイド、油圧クラッチ等で構成された装置である。
さらに、制御手段70には、トラクタ1のPTO軸9に関する動作を制御するときの動作処理の参考にする制御情報を得るためにPTO入切センサ78、PTO変速センサ79等が接続されており、その各センサ78,79等で検出される検出値が入力される。
PTO入切センサ78は、PTO入切スイッチ23における入り状態および切り状態を検出する手段である。PTO変速センサ79は、PTO変速レバー19の選択したときの移動位置を検出する手段である。
また、制御手段70は、PTO軸9の動作を実際に変更するときの制御対象になるクラッチ駆動装置85、PTO変速駆動装置86等と接続されており、そのクラッチ駆動装置85、PTO変速駆動装置86等に対してその各動作を制御するための制御信号を送信するようになっている。
クラッチ駆動装置85は、PTO入切センサ78の検出値に応じてPTOクラッチ95における接続又は切断の状態の切り替えを行うためのソレノイド、油圧クラッチ等で構成された装置である。PTO変速駆動装置86は、PTO変速センサ79の検出値に応じてPTO変速部96における変速段等の変更を行うためのメカリンクやPTO変速の操作位置を検出するPTO変速センサ79等で構成された装置である。
ちなみに、このトラクタ1においては、ハンドルポスト11の上部でステアリングホイール12の下方になる部分にあるエンジン始動停止用のキースイッチ29(図3参照)を操作することによりエンジン5の始動および停止が可能になっている。
特にこのトラクタ1では、エンジン5を始動させるためには、スロットルレバー15が所定の低速回転数(アイドリング状態の回転数)を選択した位置にあることが前提条件にされている。このため、トラクタ1においてエンジン5を始動するときにスロットルレバー15が低速回転数を選択する位置にない場合は、エンジン5を始動させることができない。
そして、このトラクタ1は、エンジン5を始動して走行等の動作を行うにときには、制御手段70により以下に説明する制御が行われるようになっている。
はじめに、このトラクタ1では、ブレーキ連結レバー24の操作を判断し、制御手段70により次のように制御される。
すなわち、制御手段70は、図7に示されるように、ブレーキ連結レバー24を連結したかを判断し、連結していればステップ12の前に移行する(S10)。
さらに、モード切替えスイッチ20が操作されることでモード切替えセンサ74から路上走行モードに切り替えられたことを検出した検出値が得られるか否かを判断しており(ステップS11)、その検出値が得られると、路上走行ではエンジン5の回転数をアクセルセンサ73の検出値に応じて制御するよう処理する(S12)。
これにより、路上走行する際には、回転数調整装置51がアクセルセンサ73の検出値に応じて調整を行うよう作動することになり、エンジン5の回転数がアクセルペダル16の操作量である踏み込み量に応じて変更される。別の観点からすれば、路上走行する際には、エンジン5の回転数の制御にスロットルセンサ72の検出値が用いられることがなく、スロットルレバー15の操作によってエンジン5の回転数を変更することができない。
このため、路上走行モードに切り替えられたときは、スロットルレバー15の選択位置にかかわらず、アクセルペダル16の踏み込む操作のみでエンジン5の回転数を任意に変更することができる。
また、このときの制御手段70による制御は、ブレーキ連結レバー24が連結解除されるか、モード切替えセンサ74から路上走行モードに切り替えられたことの検出値が無くなるまで継続され(S13)、その検出値が無くなった段階で終了する。
従って、このトラクタ1では、ブレーキ連結レバー24が連結にされるか、路上走行モードが選択されたときに、スロットルレバー15が例えば高速回転数の側に操作されたままであっても、そのスロットルレバー15の選択位置に応じてエンジン5の回転数が制御されることがないので、スロットルレバー15が選択されている位置によってエンジン5の回転数が不意に急上昇することが抑制される。このときのスロットルレバー15が選択されている位置とは、例えば、高速回転数の側の位置である。
この結果、トラクタ1の操縦者は、路上走行モードを選択した際にエンジン5の回転数が急上昇するおそれがないので、トラクタ1を違和感なく使用することができる。
続いて、このトラクタ1では、路上走行から作業走行することを選択した場合、制御手段70により次のように制御される。
すなわち、制御手段70は、図8に示されるように、モード切替えスイッチ20が操作されることでモード切替えセンサ74から作業走行モードに切り替えられたことを検出した検出値が得られるか否かを判断しており(ステップS20)、その検出値が得られると、先ずはエンジン5の回転数を低速回転数になるよう制御する(S21)。
これにより、路上走行から作業走行に切り替えられると、回転数調整装置51がアクセルセンサ73の検出値に応じて低速回転数に調整するよう作動する。このため、モード切替えスイッチ20の操作により路上走行モードから作業走行モードを選択するように切り替えたときには、スロットルレバー15が例えば高速回転数の側に操作されたままであっても、そのスロットルレバー15の選択位置にかかわらずエンジン5の回転数が先ずは低速回転数、この例ではアイドリング状態の回転数になるよう強制的に制御される。つまり、このときもエンジン5の回転数がスロットルセンサ72の検出値を用いて制御されることはない。
したがって、このトラクタ1では、作業走行モードが選択されたときに、スロットルレバー15が例えば高速回転数の側に操作されたままであっても、そのスロットルレバー15の選択位置に応じてエンジン5の回転数が制御されることがないので、このときもスロットルレバー15が選択されている位置によってエンジン5の回転数が不意に急上昇してしまうことが抑制される。
この結果、トラクタ1の操縦者は、作業走行モードを選択した際にもエンジン5の回転数が急上昇するおそれがないので、トラクタ1を違和感なく使用することができる。
また、このトラクタ1では、作業走行することが選択されてエンジン5の回転数が低速回転数になるよう制御されると、制御手段70により、スロットルレバー15の選択位置によりスロットルセンサ72から低速回転数を選択していることを検出した検出値が得られるか否かが判断される(S22)。
ステップS22においてスロットルセンサ72から低速回転数を選択していることを検出した検出値が得られると、制御手段70は、作業走行においてはエンジン5の回転数をスロットルセンサ72の検出値に応じて制御するよう処理する(S23)。
これにより、作業走行する際には、回転数調整装置51がスロットルセンサ72の検出値に応じて調整を行うよう作動することになり、エンジン5の回転数をスロットルレバー15の選択した回転数に固定するよう制御される。このため、作業走行モードに切り替えられたときは、スロットルレバー15を操作してエンジン5の回転数を予め定めた回転数に固定するよう制御することができる。これにより、作業走行するときであっても、スロットルレバー15を高速回転数の側を選択するよう操作すれば高速で走行することが可能になる。
また、このときの制御手段70による制御は、図8に示されるように、モード切替えセンサ74から作業走行モードに切り替えられたことの検出値が無くなるまで継続され(S24)、その検出値が無くなった段階で終了する。
なお、このときの制御手段70による制御においては、スロットルセンサ72が低速回転数を選択していることが検出されるまでの間は、スロットルセンサ72の検出値が用いられることがなく、スロットルレバー15の操作によってエンジン5の回転数が制御されることがない。これにより、この間は、スロットルレバー15を例えば高速回転数の側を選択するように操作しても、そのスロットルレバー15の操作によりエンジン5の回転数を変更することができない。
したがって、このトラクタ1では、路上走行モードが選択されたときと作業走行モードが選択されたときのいずれの場合であっても、上記したようにエンジン5の回転数が不意に急上昇してしまうことが抑制される。
この結果、トラクタ1の操縦者は、路上走行モードと作業走行モードのいずれのモードを選択した際にもエンジン5の回転数が急上昇するおそれがないので、トラクタ1を違和感なく使用することができる。
さらに、このトラクタ1における制御手段70は、路上走行の際にスロットルレバー15が意図的に操作された場合、メータパネル13における表示部13a(図6参照)に警告の表示をすることと、メータパネル13に付設する音発生部13b(図6参照)で警告の音を発することの一方又はその双方を行うように構成されている。
この場合、警告の表示は、例えば、メータパネル13において表示されるアイコン等の点灯対象を点灯又は点滅させることで行われる。
これにより、トラクタ1の操縦者は、路上走行をするときにスロットルレバー15の操作が禁止されていることを知ることができ、無駄な操作を行うことを回避することができる。
なお、制御手段70は、路上走行の際にスロットルレバー15が意図的に操作された場合、警告の表示と警告音の発生の少なくとも一方をした後か又はそれらをせずに、エンジン5を停止させる制御を行うように構成してもよい。
また、作業機90は路上を走行する場合に一定高さまで上昇させるので、この作業機90の上昇角度をリンクアームの角度や作業機昇降レバー26の操作位置で検出して、スロットルレバー15を操作してもエンジン5の回転数が制御されることがないように出来る。
さらに、トラクタ1にGPS測位システムを設け、機体が圃場内に在る場合にアクセルペダル16によるエンジン5の回転制御が出来るようにすることも良い。
5 エンジン
15 スロットルレバー
16 アクセルペダル
17L 左ブレーキペダル
17R 右ブレーキペダル
20 モード切替えスイッチ
21 副変速レバー
24 ブレーキ連結レバー
75 副変速操作センサ

Claims (2)

  1. エンジン5の回転変更を足踏み込み操作するアクセルペダル(16)と手動操作するスロットルレバー(15)、及び左右ブレーキペダル(17L,17R)を連結するブレーキ連結レバー(24)を設け、モード切替えスイッチ(20)で作業走行モードと路上走行モードに切り替える作業車において、前記ブレーキ連結レバー(24)を連結に操作するとスロットルレバー(15)でのエンジン回転制御を無効に制御することを特徴とする作業車。
  2. 副変速レバー(21)の変速を検出する副変速操作センサ(75)を設け、該副変速操作センサ(75)が高速への変速を検出するとスロットルレバー(15)のエンジン回転制御を無効化することを特徴とする請求項1に記載の作業車。
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