JP6576200B2 - エンジン駆動式作業機 - Google Patents

Description

本発明はエンジン駆動式の作業機に関する。

チェーンソー、刈払機、ヘッジトリマーなどのエンジン駆動式の作業機が知られている。

作業機は、気化器を備えた内燃エンジンと、作動部（例えばチェーンソーの場合、刃のついたチェーン）と、内燃エンジンと作動部の間に配置された遠心クラッチを有している。遠心クラッチは、内燃エンジンの回転数が所定のクラッチイン回転数よりも高いときに締結状態になり、内燃エンジンの回転を作動部に伝達する。逆に、エンジン回転数がクラッチイン回転数よりも低いと、遠心クラッチは解放状態となり、内燃エンジンと作動部との間の連結が遮断される。

作業機の内燃エンジンは、エンジン出力を制御するスロットルバルブを有し、スロットルバルブは気化器の混合気通路に配置されている。スロットルバルブが全閉位置にあるとき、エンジンはクラッチイン回転数よりも低い回転数で安定して回転するように設計されている。スロットルバルブの全閉状態は「アイドル状態」と呼ばれている。

エンジン始動に関し、例えばエンジンが冷えているときにエンジンを始動するときには、スロットルバルブを半開状態にセットすることが一般的に行われている。すなわち、スロットルバルブを半開状態にセットすることで、エンジンに供給する空気量（混合気）を増大させた状態でエンジンを始動させることができる。これにより、エンジンが始動した直後にエンジン停止してしまわないようにすることができる。すなわち、エンジン始動の確実性を高めることができる。スロットルバルブの半開状態は「ファーストアイドル状態」と呼ばれている。ファーストアイドル状態でエンジン始動操作することで、エンジンを速やかに始動させることができる。

しかし、ファーストアイドル状態でエンジンを始動させた場合、エンジン回転数がクラッチイン回転数よりも高くなってしまい、この結果、遠心クラッチが締結状態になってしまう。遠心クラッチが締結状態になると、作動部が不意に作動してしまう。この作動部の動作は、作業者の安全を確保する上で好ましいことではない。

作業機はブレーキを備えており、ブレーキによって作業部を制動することができる。エンジン始動時の作業者の安全を確保することを目的として、ブレーキをONした状態でエンジン始動操作を行うことが推奨される。特にファーストアイドル状態での始動の際には、エンジン回転数がクラッチイン回転数よりも高くなるため、ブレーキONを併用した始動操作が強く推奨される。

エンジン始動操作の際にブレーキをONするか否かは作業者の判断に委ねられる。作業者が例えばファーストアイドル状態でブレーキを使用しないで始動操作してしまった場合、エンジン始動に伴って作動部が動作してしまう。この作動部の動作は作業者が意図しない動作であることからエンジン始動時の作動部の動作を防止する手段を作業機に設けることが望ましい。

エンジン始動時の作動部の動作を防止するために、特に刃物を備えた作業機は、回転数抑制モードを備えた制御手段を有している。回転数抑制モードは、エンジン始動後のエンジン回転数がクラッチイン回転数よりも高くなるのを阻止する機能を有している。

内燃エンジンを始動すると、直ちに回転数抑制モードが動作を開始する。回転数抑制モードでは、エンジン回転数を検出し続ける。始動したエンジンの回転数がクラッチイン回転数よりも高いとき又は高くなることが予想されるとき（エンジン回転数が、例えばクラッチイン回転数よりも低い所定の回転数を越えたとき）、エンジン回転数を抑制する制御を実行する。エンジン回転数を抑制する制御として、点火装置の点火を間引く失火制御、点火時期制御を大きく遅角させる点火時期制御、エンジンに供給する混合気の燃料成分を増量する空燃比制御などを挙げることができる。

作業者が作業を開始する前に回転数抑制モードを解除する必要がある。しかし、一定の条件が成立しないと回転数抑制モードは解除されない。したがって、回転数抑制モードの解除の前に、作業者がスロットルレバーを操作してスロットルバルブを全開させたとしてもエンジンは応答しない。すなわち、作業者がスロットルレバーを操作しても、回転数抑制モードの制御によってエンジン回転数の上昇が阻止される。したがって、回転数抑制モードを解除していないなかで、作業者が作業を行うためにスロットルレバーを操作してもエンジンが応答しないため作業者は作業を行うことができないという状況に陥る。

回転数抑制モードは、作業者の安全を確保するために、ファーストアイドル状態が解除されてスロットルバルブがアイドル位置（閉位置）に位置決めされた状態の下でエンジン回転数が低い状態（アイドル回転数）で安定するまで継続して実行させるのが望ましい。すなわち、安全性の観点に立脚すれば、回転数抑制モードを解除する条件として厳しい条件を設定するのが良い。

その一方で、作業者が作業を開始するためにスロットルレバーを操作するときまでには回転数抑制モードを解除しておく必要がある。換言すれば、回転数抑制モードは可能な限り早い段階で解除することが望まれる。すなわち、作業性の観点に立脚すれば、回転数抑制モードを解除する条件として緩い条件を設定するのが良い。

特許文献１は、エンジン始動後に作業者がスロットルバルブを全開状態にしたときに回転数抑制モードを解除することを開示している。

特許文献２は、ファーストアイドル状態を終了するために作業者がスロットルバルブを全閉状態にした後、エンジンの運転状態がアイドル状態になったことを検出することによって回転数抑制モードを解除することを提案している。すなわち、特許文献２は、作業者がスロットルバルブを全閉状態に戻すことに伴ってエンジン回転数が低下してエンジンがアイドル回転数で安定するのに充分な時間が経過したことを検出することによって回転数抑制モードを解除する。

米国特許出願公開第２０１２/０１９３１１２号公報 米国特許７,６９９,０３９号明細書

特許文献１に開示のように作業者がスロットルバルブを開く操作を行ったときに回転数抑制モードを解除することは、操作性の観点から好ましい手法であると言うことができる。しかし、スロットルバルブの全開状態を確実に検出するためには作業者がスロットルバルブを開く操作に応答して動作する機械的なスイッチやスロットルバルブの全開状態を検出するためのセンサなどが必要となる。例えば機械的スイッチを採用したときには作業機のコストアップ要因になる。

回転数抑制モードの解除を、機械的なスイッチのようなハードウエアを使うことなく、ソフトウエアで的確に実行させる１つの手法を特許文献２は開示している。しかし、特許文献２に開示の手法は、回転数抑制モードを解除するための条件として、エンジン回転数がアイドル回転数で安定することを条件として採用している。この結果、内燃エンジンの回転数が安定したアイドル回転数になるまで回転数抑制モードが実行される。しかし、エンジン始動時において、エンジン回転数がアイドル回転数で安定するまで比較的長い時間が経過する場合がある。

例えば、作業を開始するために作業者がスロットルレバーを操作してスロットルバルブを全開状態にしてもエンジン回転数が上昇しない場合、作業者は、何故、エンジン回転数が上昇しないのか不可解な気持ちになるだろう。そして、スロットルレバーとスロットルバルブとの間の連携に何かの支障が発生したと思い、スロットルレバーを何回も操作するかも知れない。作業者のスロットルレバーの開き操作に伴ってスロットルバルブは開き動作をすると共に気化器の混合気通路に混合気が過剰に供給される。

混合気通路に過剰に供給された混合気は、エンジン回転数を上昇させる方向に働く。エンジン回転数が上昇すると回転数抑制モードが働いてエンジン回転数を抑制する制御が実行されるだけでなく、回転数抑制モードを解除するタイミングが益々遅くなる。すなわち、作業者がスロットルレバーを操作すれば操作するほど回転数抑制モードが何時までも継続して回転数抑制モードの解除が益々遅延する状況になる。その結果、作業者は、何時までも作業できない状態が続いてしまう。

本発明の目的は、エンジン始動時の作業者の安全性を確保するために回転数抑制モードを備えた作業機を前提として、エンジン始動時の作業者の安全確保の要請と、作業を速やかに開始したいという作業者の要請との両立を図ることのできる作業機を提供することにある。

本発明の更なる目的は、エンジン回転数抑制モードを解除するための解除条件を最適化することのできる作業機を提供することにある。

上記の技術的課題は、本発明によれば、
内燃エンジン(2)と刃付き作業部(4)との間に遠心クラッチ(6)を備えた作業機(1)であって、
前記内燃エンジン(2)の始動と共に実行されるエンジン回転数抑制モードによって、前記内燃エンジン(2)の回転数がクラッチイン回転数を越えないように制御することによって前記遠心クラッチが締結状態になるのを阻止する作業機において、
前記エンジン回転数抑制モードを解除する所定のモード解除条件が成立したときに前記エンジン回転数抑制モードを解除するモード解除手段(S5, S12, S32)と、
エンジン運転状態及び／又は環境の変化に応じて前記モード解除条件を変更する解除条件変更手段(S2, S15, S34)と、
前記モード解除手段により前記エンジン回転数抑制モードを解除した後に前記内燃エンジンの運転状態を監視するウオッチモード(S13)と、
該ウオッチモードの実行によって獲得した情報に基づいて前記エンジン回転数抑制モードを再開した方が良いか否かを判別する判別手段(S14)とを有し、
該判別手段によって前記エンジン回転数抑制モードを再開した方が良いと判別したときには、前記エンジン回転数抑制モードが再開(S15)されることを特徴とする作業機(1)を提供することにより達成される。

本発明の更なる目的、本発明の作用効果は、後に説明する本発明の実施態様の詳しい説明から明らかになろう。

チェーンソーの斜視図である。 チェーンソーの駆動部の断面図である。 スロットルバルブとチョークバルブとの連携を説明するための図である。 本発明の基本的な概念を説明するための図である。 回転数抑制モードを解除するための条件設定に関し、複数のモード解除条件を予め用意する例を説明するための図である。 回転数抑制モードを解除するための条件設定に関し、基本的な解除条件と付加的な解除条件とを組み合わせる例を説明するための図である。 モード解除条件の最適化のための第１の実施態様（第１の例）を説明するためのフロー図である。 モード解除条件の最適化のための第２の実施態様の第１の方法（第２の例）を説明するためのフロー図である。 モード解除条件の最適化のための第２の実施態様の第２の方法（第３の例）を説明するためのフロー図である。 エンジン回転数抑制モード及びその解除に関連した制御系のブロック図である。 スロットルバルブが半開位置から全閉位置に移動したときのエンジンの回転数の変化を示す図である。

図１、図２を参照して、本発明を適用できるエンジン駆動式の作業機であるチェーンソーを説明する。参照符号１はチェーンソーを示す。チェーンソー１は、内燃エンジン２と、内燃エンジン２によって駆動される作動部４である刃付きチェーンと、内燃エンジン２と作動部４との間に配置された遠心クラッチ６（図２）を有している。遠心クラッチ６は、内燃エンジン２の回転数が所定のクラッチイン回転数（例えば4,800rpm）よりも高い回転数のときに内燃エンジン２と刃付きチェーン４とを連結して、内燃エンジン２の動力を刃付きチェーン４に伝達する。

チェーンソー１はブレーキレバー７（図１）を有している。ブレーキレバー７を作業者が操作することによって、遠心クラッチ６の出力側を制動するブレーキ（図示せず）を作動させることができる。すなわち、ブレーキレバー７をON状態にすることでブレーキを締結して遠心クラッチ６の出力側の回転を強制停止することができる。チェーンソー１におけるエンジン２、刃付きチェーン４、遠心クラッチ６、及びその他の構成及び作用は従来と同一であることから、その詳細な説明を省略する。

特に図２を参照して、内燃エンジン２は、好ましくは２サイクルガソリンエンジンである。エンジン２は、後に図３を参照して説明する気化器８を有している。気化器８は、スロットルバルブ１０とチョークバルブ１２を有し、スロットルバルブ１０とチョークバルブ１２は混合気生成通路１３に配設されている。スロットルバブル１０は混合気生成通路１３の下流側に位置決めされ、チョークバブル１２は混合気生成通路１３の上流側に位置決めされている。

内燃エンジン２の始動の直後にエンジン回転数抑制モードが実行され、エンジン回転数がクラッチイン回転数よりも低い回転数となるようにエンジン制御が実行される。そして、設定されている解除条件が成立するとエンジン回転数抑制モードが解除される。エンジン回転数抑制モードの解除の後は、作業者がスロットルレバー１６（図１）を操作すると、スロットルロッド３０（図３）が変位し、このスロットルロッド３０の変位に伴ってスロットルバルブ１０の開度を大きくすると、このスロットルバルブ１０の開度に応じたエンジン出力が得られる。

図４を参照して、エンジン回転数抑制モードの解除条件は、各種のパラメータに応じた最適な解除条件が設定される。採用可能なパラメータは、エンジンの運転状態及び環境に関連したパラメータである。採用可能なパラメータを例示的に列挙すれば次の通りである。

（１）エンジン温度：
（２）エンジン回転数、エンジン回転数の加速度、エンジン回転数の変化の傾き：
（３）一定期間のエンジン回転数の変動量（振幅）：
（４）一定期間のエンジン回転数の平均値：

（５）吸気温度（外気温度）：
（６）吸気圧力：
（７）チョークバルブ１２の開度：（チョークバルブ１２の開度は、チョークバルブポジションセンサや全開検出スイッチなどで検出できる。）

（８）スロットルバルブ１０の開度：（スロットルバルブ１０の開度は、スロットルバルブポジションセンサや全開検出スイッチなどで検出できる。）
（９）気化器８の混合気生成通路１３に供給される混合気の流量：（例えば電子制御式の気化器であれば、その制御量によって、供給された混合気の流量の情報を入手することができる。）
（１０）シリンダ内圧力：
（１１）クランクケース２c（図２）内の圧力：
（１２）排気圧力：
（１３）排気温度：
（１４）エンジン始動のためにリコイルロープ２０（図１）を引き上げた回数。

エンジン回転数抑制モードの解除条件の変更は、例えば次に挙げる要因によって行われる。
(a)エンジン始動などの所定のタイミングからの経過時間：
(b)後に説明する移行状態に入ってからの経過時間：
(c)一定期間のエンジン回転数の変動周期：
(d)一定期間のエンジン回転数の上昇ピークの頻度：
(e)一定期間のエンジン回転数の下降ピークの頻度など。

上記(a)ないし(e)の単数又は複数の要因に基づいて、エンジン回転数抑制モードの解除条件の変更が実行され、モード解除条件の最適化が行われる。

モード解除条件の最適化は、例えば図５に示すように、複数の解除条件(n)を予め用意し、その中から選択するようにしても良い。変形例として、図６に示すように、基本となるモード解除条件と複数の付加的条件とを用意し、単一又は複数の付加的な条件を選択するようにしてもよい。図６の場合には、設定されるモード解除条件は、基本解除条件と単数又は複数の付加的な要件との組み合わせからなる条件群又は基本的解除条件だけで構成されることになる。

前述したように、エンジン回転数抑制モードは所定のモード解除条件が成立すると解除される。そして、モード解除条件は諸々のパラメータに応じて最適化される。したがって、図４の機能ブロック図から分かるように、エンジン回転数抑制モードはモード解除条件を包含する概念として把握することができる。

本発明の具体的な実施態様は、（１）エンジン始動時のモード解除条件の最適化、（２）エンジン始動後のモード解除条件の最適化を含んでいる。（２）のエンジン始動後のモード解除条件の最適化は２つの例を含む。第１の例は、エンジン回転数抑制モードを解除した後のエンジン運転状態を監視し、必要に応じてエンジン回転数抑制モードが再開される。第２の例では、エンジン回転数抑制モードを実行中にモード解除条件を変更することでモード解除条件が、順次、最適化される。

第１の実施態様（第１の例、図７）：
以下、第１の実施態様（図７）を第１の例と呼ぶ。第１の例においては、エンジン始動と共に実行されるエンジン回転数抑制モードとして、少なくとも２つのモードが予め用意されている。換言すれば、少なくとも２つのモード解除条件が予め用意されている。エンジン回転数抑制モードが例えば３つのモードを有している場合、第１モード（第１のモード解除条件）、第２モード（第２のモード解除条件）、第３モード（第３のモード解除条件）は、前回のエンジン停止のときの状態に基づいて選択される。

すなわち、第１の例（図７）は、典型的には前回のエンジン停止のときのエンジンの状態を今回のエンジン回転数抑制モードの制御（モード解除条件）に反映するというものである。勿論、エンジン始動時のエンジン温度に基づいて、このエンジン温度に対応するエンジン回転数抑制モードを設定してもよい。例えばエンジンが完全に冷えているときにはエンジン始動時にエンジンの運転状態が安定するのに時間を要すると想定できるから、モード解除条件が厳しいエンジン回転数抑制モードを設定すればよい。

前述した（１）乃至（１４）のパラメータは、前回のエンジン停止時のパラメータである。例えば、前記（３）一定期間のエンジン回転数の変動量（振幅）のパラメータは、前回エンジンを停止する直前の所定の期間におけるエンジン回転数の変動量である。エンジン回転数の変動量によって、例えば燃料タンクの燃料が枯渇したか否かを推定することができる。同様に、前記（８）のスロットルバルブ１０の開度によって、例えば燃料タンクの燃料が枯渇したか否かを推定することができる。

前回のエンジン停止時の運転状態の情報と現在の運転状態の情報との間に大きな違いがあった場合には、環境変化の可能性があるため、エンジン回転数抑制モードの解除条件を例えば厳しくすればよい。例えば、外気温度、エンジン温度、吸気圧力、エンジン回転数の平均値などにおいて、前回のエンジン停止時と現在との間に大きな違いがあるときには作業環境が変わったと推定できる。作業環境の変化を例示すれば、次の通りである。
（１）作業環境が低所（高所）から高所（低所）に変化：
（２）低温（高温）の作業環境が高温（低温）に変化：
（３）空の燃料タンクに燃料を補充：
（４）燃料の質や種類の変化など。

これらのパラメータの少なくとも１つのパラメータに基づいて第１乃至第３のモードのいずれかが選択され（図７のS2）、そして、この選択されたモードが実行される（S3）。

例えば、前回のエンジン停止時において気化器８の混合気生成通路１３に供給される混合気の流量の大、中、小に基づいて第１乃至第３のモードのいずれかが選択される。第１乃至第３のモード（第１乃至第３のモード解除条件）は、エンジン回転数抑制モードを解除する条件が厳しい乃至緩いの違いがある。

例えば、前回のエンジン停止時の混合気の流量が「大」の場合、エンジン２の混合気生成通路１３には多くの混合気が残留している。したがって、今回のエンジン始動に際して、エンジン２はエンジン回転数の変動幅が小さくなり、誤ったモード解除の可能性が高くなる。このことから、エンジン回転数抑制モードを解除する条件が厳しい第１モード（第１のモード解除条件）が選択される。

前回のエンジン停止時の混合気の流量が「小」の場合、エンジン２の混合気生成通路１３に残留している混合気の量は比較的少ないと予想できる。したがって、今回のエンジン始動に際して、エンジン２はエンジン回転数の変動幅が相対的に大きくなる傾向になる。変動が大きいときには、誤ったモード解除の可能性が低くなる。このことから、エンジン回転数抑制モードを解除する条件が緩い第３モード（第３のモード解除条件）が選択される。

前回のエンジン停止時の混合気の流量が「中」の場合、エンジン２の混合気生成通路１３に残留している混合気の量は相対的に「中」程度であると予想できる。したがって、今回のエンジン始動に際して、エンジン２はエンジン回転数の変動幅が相対的に若干大き目になる傾向になる。このことから、エンジン回転数抑制モードを解除する条件が相対的に中程度の第２モード（第２のモード解除条件）が選択される。

第２の実施態様の第１の方法（第２の例、図８）：
以下、第２の実施態様の第１の方法（図８）を第２の例と呼ぶ。第２の例においては、上記第１の例と同様にエンジン始動と共にエンジン回転数抑制モードが実行される（図８のS10）。そしてモード解除条件が成立したらエンジン回転数抑制モードを解除するのは従来と同じである（図８のS11、S12）。第２の例では、エンジン回転数抑制モードの解除と共に所定のパラメータを監視し続けるウオッチモードが実行される（図８のS13）。ウオッチモードの実行中に獲得した情報に基づいて、エンジンの運転状態が不安定でエンジン回転数がクラッチイン回転数よりも上回る可能性が大きい又はクラッチイン回転数よりも高い回転数が所定時間継続しそうなときには、エンジン回転数抑制モードを再度実行する（図８のS14、S15）。必要に応じて、エンジン回転数抑制モードの解除、ウオッチモード、エンジン回転数抑制モードの再度の実行、エンジン回転数抑制モードの再度の解除を繰り返すのがよい。そして、好ましくは、回転数抑制モードを再開するときにモード解除条件を変更するのがよい。解除条件の変更は、モード解除条件を緩くする方向に変更するのがよい。すなわち、再開する毎に、回転数抑制モードが解除され易くなるようにモード解除条件を変更するのがよい。

例えば、第１の例（図７）と同様にエンジン始動と共に実行する第１回目のエンジン回転数抑制モードの解除条件が前回のエンジン停止時のパラメータを反映してあれば、先行するエンジン回転数抑制モードにおける解除条件と、次のエンジン回転数抑制モードにおける解除条件とは同じであってもよい。

第１回目のエンジン回転数抑制モードの解除条件が前回のエンジン停止時のパラメータを反映してあるか否かに関わりなく、好ましくは、先行するエンジン回転数抑制モードにおける解除条件と、次のエンジン回転数抑制モードにおける解除条件とが異なっているのがよい。先行するエンジン回転数抑制モードの第１解除条件と次のエンジン回転数抑制モードの第２解除条件とを異ならせるときには、第２解除条件は第１解除条件よりも緩和した条件つまりエンジン回転数抑制モードを解除し易い条件にするのがよい。

第２の例（図８）によれば、エンジン始動と共に第１回目のエンジン回転数抑制モードが実行され(図８のS10)、このエンジン回転数抑制モードの解除条件が成立したらエンジン回転数抑制モードを解除すると共にウオッチモードが実行される(S11〜S13)。このウオッチモードの実行によって獲得した情報に基づいてエンジン回転数抑制モードを再度実行した方が良いと判断されたときには(S14)、第２回目のエンジン回転数抑制モードが実行され(S15)、この第２回目のエンジン回転数抑制モードの解除条件が成立したら(S16)、第２回目のエンジン回転数抑制モードを解除する(S17)と共にウオッチモードが実行される(S18)。

なお、ウオッチモードは例えば作業者が作業を開始したら解除される。検知したエンジン情報に基づいて例えばスロットルバルブ１０の全開状態を検知し、この全開状態の検知に基づいてウオッチモードを解除することができる。

ウオッチモードの解除に関する他の例を列挙すれば次のとおりである。
（１）エンジン回転数抑制モードを解除した後、一定期間内にエンジン回転数が一定の範囲に保たれていたらウオッチモードを解除する。すなわち、エンジン回転数が一定以上、上昇又は下降しなかったらウオッチモードを解除する。
（２）エンジン回転数がクラッチイン回転数を越えない状態が一定時間継続していればウオッチモードを解除する。
（３）エンジン回転数抑制制御の非実行回数が所定の回数に達したらウオッチモードを解除する。
（４）エンジン運転状態がハーフスロットル領域のときのエンジン回転数（クラッチイン回転数乃至スロットル全開のときのエンジン回転数）を、所定時間継続しなかったらウオッチモードを解除する。

第１回目のエンジン回転数抑制モードと第２回目のエンジン回転数抑制モードとは、モード解除条件が異なるだけでエンジン回転数抑制の制御内容は共通であってもよい。また、第１回目のエンジン回転数抑制モードと第２回目のエンジン回転数抑制モードは異なるエンジン回転数抑制制御を含んでいてもよい。

第２の実施態様の第２の方法（第３の例、図９）；
以下、第２の実施態様の第２の方法（図９）を第３の例と呼ぶ。第３の例においては、エンジン始動などの所定のタイミングからの時間の経過又は時間の経過に伴うエンジンの状態の変化に応じてエンジン回転数抑制モードの解除条件を順次変更し（図９のS34）、解除条件を緩くする。

内燃エンジン２を始動した直後のエンジンの不安定性は諸々の要因によって発生する。この不安定性は時間の経過によって小さくなる。エンジン回転数抑制モードを解除する最適なタイミングはその時々で変化する。つまり回転数抑制モードが解除されるタイミングは一定ではない。エンジン始動直後はエンジン回転数の変動幅が不安定である場合が多い。このことから、エンジン始動直後は、回転数抑制モードを解除する条件に付加的な条件を加えて、モード解除条件を厳しくするのが良い。そして、エンジン始動からの時間の経過や運転状態の変化に応じて付加的な解除条件を減らす又は解除条件を緩くすることで適切なタイミングで回転数抑制モードを解除できる。

エンジン回転数抑制モードを解除する条件の変更は、典型的且つ便宜的には、エンジン始動から経過した時間に基づいて実行するのがよい（図９のS33、S37）。変形例として、例えば、エンジン始動のためにリコイルロープ２０（図１）を引き上げた回数が所定回数に達したときに、モード解除条件を再設定して、モード解除条件を厳しくする。リコイルロープ２０の引き上げ操作に伴って、エンジン２の混合気生成通路１３に混合気が吸い込まれる。この結果、混合気生成通路１３に残留している混合気が過剰になっている可能性があり、混合気生成通路１３中の混合気の濃度が不明となる。したがって、モード解除条件を厳しくするのがよい。

以上、エンジン回転数抑制モードを解除するためのモード解除条件を最適化する３つの方法を説明したが、これら３つの方法は互いに組み合わせることが可能である。上述したように、第１の例（図７）は、前回のエンジンの状態を今回のエンジン回転数抑制モード（特にモード解除条件）に反映させるものである。第２の例（図８）は、エンジン回転数抑制モードを解除した後にエンジンの運転状態を監視するウオッチモードを有し、ウオッチモードで未だにエンジンの運転状態が安定していないと判断したときにはエンジン回転数抑制モードを再開して、モード解除条件を再設定するものである。第３の例（図９）は、エンジン始動からの時間の経過又はエンジンの運転状態の変化に応じてエンジン回転数抑制モードの解除条件を段階的に緩和するものである。

３つの方法の組み合わせを例示的に列挙すれば次の通りである。
（１）第１の例（図７）と第２の例（図８）との組み合わせ：
第２の例（図８）において、第１の例（図７）の教えに従って前回のエンジンの状態を反映させたエンジン回転数抑制モードをエンジン始動と共に実行させてもよい。

（２）第１の例（図７）と第３の例（図９）との組み合わせ：
第３の例（図９）において、第１の例（図７）の教えに従って前回のエンジンの状態を反映させたエンジン回転数抑制モードをエンジン始動と共に実行させてもよい。

（３）第２の例（図８）と第３の例（図９）との組み合わせ：
第２の例（図８）において、エンジン始動に伴って実行される第１回目のエンジン回転数抑制モードと、この回転数抑制モードの解除に続くウオッチモードを経て再設定される第２回目のエンジン回転数抑制モードとの対比において、第３の例（図９）の教えに従って第１回目の回転数抑制モードでの解除条件と第２回目の回転数抑制モードでの解除条件とを例えば異ならせ、第２回目の回転数抑制モードでの解除条件を相対的に緩和してもよい。第２回目と次の第３回目の回転数抑制モードの解除条件についても同様であり、第３回目の回転数抑制モードでの解除条件を相対的に緩和してもよい。

（４）第１乃至第３の例（図７〜図９）の組み合わせ：
第２の例（図８）において、エンジン始動に伴って実行される第１回目のエンジン回転数抑制モードとして、第１の例（図７）の教えに従って前回のエンジン停止のときの内燃エンジン２の状態を反映した回転数抑制モードを設定する。

そして、この回転数抑制モードの解除に続くウオッチモードを経て再設定される第２回目のエンジン回転数抑制モードとの対比において、第３の例（図９）の教えに従って第１回目の回転数抑制モードでの解除条件と第２回目の回転数抑制モードでの解除条件とを例えば異ならせ、第２回目の回転数抑制モードでの解除条件を相対的に緩和してもよい。第２回目と次の第３回目の回転数抑制モードの解除条件についても同様であり、第３回目の回転数抑制モードでの解除条件を第２回目よりも相対的に緩和してもよい。

以下に、エンジン始動方法の典型例に基づいて本発明の実施態様を説明する。図３は、気化器８に含まれるスロットルバルブ１０とチョークバルブ１２の連携を説明するための図である。図３を参照して、スロットルバルブ１０とチョークバルブ１２は互いに独立に動作するように構成されていてもよいし、一定の動きを互いに関連して動作するように構成されていてもよい。図３に図示の気化器８は、チョークレバー１４（図１）を操作したときに、チョークバルブ１２が全開位置から全閉位置になるとともに、スロットルバルブ１０が全閉位置から半開位置になるように構成されている（図３(a)）。

更に、作業者がチヨークレバー１４を戻したときに、チョークバルブ１２が全閉位置から全開位置に変化するが、スロットルバルブ１０は半開位置を維持するように構成されている（図３(b)）。更に、作業者がスロットルレバー１６（図１）を操作してスロットルレバー１６を原位置に戻すことによって、スロットルバルブ１０が半開位置から全閉位置に戻るように構成されている（図３(c)）。

内燃エンジン２はエンジン回転数を制御する制御装置１８（図２）を有している。本実施形態では、内燃エンジン２のクランク軸２aに取付けられたマグネット（フライホイールと一体）２b（図２）を有し、マグネット２bは、エンジン２のエンジン回転数を検出するrpmセンサの一部を構成する。例えばエンジン２のクランク軸２aの１回転に要する時間（クランク軸周期）を検出し、クランク軸周期をプログラム処理することによりエンジン回転数を算出する。

次に、内燃エンジン２の典型的な始動方法及び始動と共に実行されるエンジン回転数抑制モードを説明する。図１０は、エンジン回転数抑制モードの実行に関連した要素の機能ブロック図である。

図１０を参照して、前述した制御装置１８は一般的にはマイクロコンピュータで構成される。制御装置１８には、エンジン回転数を検出するための、マグネット２bを含む回転数(rpm)センサ４０、タイマ２２、他の各種センサ２４から信号が入力される。制御装置１８は点火装置２dを制御する。なお、センサ４０、２４は、それ自体が機能を有する部品の意味に限定されない。制御装置１８の演算処理によって情報を生成する場合も含まれる。

図３を参照して、チョークレバー１４を操作して、チョークバルブ１２を全開位置から全閉位置に移動させるとともに、スロットルバルブ１０を半開位置にする（図３(a)）。これを「ファーストアイドル起動」と呼び、特にエンジン２が冷えているときの冷態起動に効果的である。次いで、リコイルロープ２０（図１）を引いて、エンジン２を始動させる。チョークバルブ１２が全閉位置にあるため、クランクケース２c（図２）内が負圧になったときに、混合気が多く供給され、燃焼しやすい状態になる。リコイルロープ２０を何回か引いて、初爆が聞こえたら、エンジン２が燃焼可能な状態になったことが分かる。

次いで、チョークレバー１４を元に戻す。それにより、チョークバルブ１２が全開位置に位置決めされる。また、スロットルバルブ１０は半開位置に維持される（図３(b)参照）。次いでリコイルロープ２０を引いて、エンジン２を始動させる。スロットルバルブ１０が半開位置にあるので、エンジン２は「ファーストアイドル状態」で運転する。

内燃エンジン２のスロットルバルブ１０を半開位置にしたまま内燃エンジン２を運転させる「ファーストアイドル状態」において、内燃エンジン２の始動時から、内燃エンジン２がクラッチイン回転数よりも高い回転数で回転することを阻止する回転数抑制モードが実行される。具体的には、内燃エンジン２の回転数が、クラッチイン回転数（例えば4,800rpm）よりも低い所定の回転数（例えば3,200rpm）を越えたとき、点火時期を大きく遅角する点火時期制御が実行される。これによりエンジン２の回転数の上昇を阻止することができる。

次に、回転数抑制モードの解除について説明する。図１１は、エンジン始動からスロットルレバー１６（図１）の操作によってスロットルバルブ１０が全開状態になるまでのエンジン回転数の変動を示す波形図である。この図１１は単なる一例であり、内燃エンジン２の状態、環境によって様々な波形が現れる。なお、回転数抑制モードはエンジン始動と共に実行されている。

図１１を参照して、内燃エンジン２の始動時はスロットルバルブ１０が半開位置にあることから、内燃エンジン２の運転状態はファーストアイドル状態にある。次に、作業者がスロットルレバー１６（図１）を操作してスロットルレバー１６を原位置に戻すと、スロットルバルブ１０が半開位置から全閉位置に変わる（図３(c)）。スロットルバルブ１０が全閉状態となることにより、エンジン２の運転状態は、ファーストアイドル状態から移行状態を経てアイドル状態に移行する。

図１１を見ると直ぐに分かるように、エンジン始動に伴って回転数抑制モードが作動しているため、エンジン回転数が、しきい値（クラッチイン回転数よりも若干低い所定の回転数）を越えると、エンジン回転数抑制制御（例えば失火制御）が実行される。図中、P１は失火制御が実行されている箇所を示す。これにより、図１１に図示のファーストアイドル状態でのエンジン回転数の上限値が約4,500rpmに抑えられる。クラッチイン回転数が4,800rpmであることから、遠心クラッチ６は非締結状態が維持される。この結果、エンジン２から作動部４への動力伝達は遠心クラッチ６によって遮断される。ファーストアイドル状態でのエンジン２の回転数変動周期を「T１」で図示してある。

ファーストアイドル状態から移行状態に移るとエンジンの運転状態が大きく変化することが図１１から分かる。移行状態におけるエンジン回転数の上昇ピークをP３で示し、エンジン回転数の変動周期をT３a〜T３dで示す。ここに、移行状態における上昇ピークP３は、検出したエンジン回転数が所定の回転数（例えば300rpm）よりも大きく下降したときにその直前の回転数を意味する。

エンジン運転状態が移行状態のときにエンジン回転数抑制モードを解除するのが望ましい。この観点に基づいて、ファーストアイドル状態のときの波形と移行状態のときの波形を比較すると次の特徴を見出すことができる。

（１）移行状態のときの回転数変動周期T３は、ファーストアイドル状態のときの回転数変動周期T１よりも大きい（T３＞T１）。
（２）換言すると、移行状態のときの上昇ピークP３の頻度は、ファーストアイドル状態のときの上昇ピークP１の頻度よりも少ない。移行状態のときの下降ピークP４の頻度は、ファーストアイドル状態のときの下降ピークP２の頻度よりも少ない。ここに、移行状態における下降ピークP４は、検出したエンジン回転数が所定の回転数（例えば300rpm）よりも大きく上昇したときにその直前の回転数を意味する。

（３）別の言い方をすれば、所定期間において、移行状態のときの上昇ピークP３又は下降ピークP４の回数は、ファーストアイドル状態のときの上昇ピークP１又は下降ピークP２の回数よりも少ない。

（４）所定期間において、移行状態のときの上昇ピークP３の回転数は、ファーストアイドル状態のときの上昇ピークP１の回転数よりも小さくなる。
（５）所定期間において、移行状態のときの下降ピークP４の回転数は、ファーストアイドル状態のときの下降ピークP２の回転数よりも小さくなる。

（６）移行状態のときの隣接する２つの上昇ピークP３、P３間の時間間隔が、ファーストアイドル状態のときの隣接する２つの上昇ピークP１、P１間の時間間隔よりも大きい。
（７）移行状態のときの隣接する２つの下降ピークP４、P４間の時間間隔が、ファーストアイドル状態のときの隣接する２つの下降ピークP２、P２間の時間間隔よりも大きい。

（８）移行状態のときに、下降ピークP４を含む低いエンジン回転数が小さな範囲で変動している。
（９）移行状態のときに、上昇ピークP３の回転数は、時間の経過に伴って低下する傾向がある。

図１１の波形には現れないが、エンジン２が冷えているときに始動したときには、エンジン温度は、エンジン始動から時間の経過に伴って上昇する。

上記のような特徴に基づいて、前述した第１の例（図７）、第２の例（図８）、第３の例（図９）のいずれか又は組み合わせを適用し、また、幾つかのパラメータを組み合わせることで、移行状態のときにエンジン回転数抑制モードを的確なタイミングで解除することができる。

なお、上述したように、ファーストアイドル状態から移行状態への移行は作業者の操作に基づく。したがって、ファーストアイドル状態でエンジン始動した場合、第２の例（図８）、第３の例（図９）が提案するモード解除条件の変更制御はファーストアイドル状態から移行状態に移行した時点から開始するようにしてもよい。

１ チェーンソー（エンジン駆動式の作業機）
２ エンジン
２d 点火装置
４ 刃付きチェーン（作動部）
６ 遠心クラッチ
８ 気化器
１０ スロットルバルブ
１８ 制御装置

Claims (5)

1. 内燃エンジンと刃付き作業部との間に遠心クラッチを備えた作業機であって、
   前記内燃エンジンの始動と共に実行されるエンジン回転数抑制モードによって、前記内燃エンジンの回転数がクラッチイン回転数を越えないように制御することによって前記遠心クラッチが締結状態になるのを阻止する作業機において、
   前記エンジン回転数抑制モードを解除する所定のモード解除条件が成立したときに前記エンジン回転数抑制モードを解除するモード解除手段と、
   エンジン運転状態及び／又は環境の変化に応じて前記モード解除条件を変更する解除条件変更手段と、
   前記モード解除手段により前記エンジン回転数抑制モードを解除した後に前記内燃エンジンの運転状態を監視するウオッチモードと、
   該ウオッチモードの実行によって獲得した情報に基づいて前記エンジン回転数抑制モードを再開した方が良いか否かを判別する判別手段とを有し、
   該判別手段によって前記エンジン回転数抑制モードを再開した方が良いと判別したときには、前記エンジン回転数抑制モードが再開されることを特徴とする作業機。
2. 前記ウオッチモードを解除する条件が成立したときに前記ウオッチモードが解除される、請求項１に記載の作業機。
3. エンジン停止時の運転状態を保存するメモリを更に有し、
   該メモリに保存されているエンジン運転状態に基づいて前記モード解除条件が変更される、請求項１又は２に記載の作業機。
4. 前記エンジン回転数抑制モードの実行中に検出したエンジンの運転状態又は時間に基づいて前記モード解除条件が変更される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の作業機。
5. 前記エンジン回転数抑制モードの実行中に変更される前記モード解除条件が、変更前の前記モード解除条件よりも緩い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の作業機。

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