JP7158936B2 - 携帯式のエンジン作業機 - Google Patents

Description

本発明は、携帯式のエンジン作業機に関する。

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

また、エンジン作業機は、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、内燃エンジンと作動部とを連結し、それにより、内燃エンジンの回転が、作動部に伝達される。

エンジン作業機の内燃エンジンは、それに設けられた気化器のスロットルバルブが全閉位置又はその近傍（通常アイドル位置）にあるとき、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。この状態は、アイドル状態（通常アイドル状態）と呼ばれている。

内燃エンジンを、特に暖機が不十分な状態で、始動させるとき、内燃エンジンの始動及び運転を安定化させるために、気化器のスロットルバルブを半開位置（ファストアイドル位置）にして内燃エンジンに供給する空気量を増大させた状態で、内燃エンジンを始動させ、スロットルバルブを半開位置にしばらく維持したままエンジンを運転することが一般的に行われている。この状態は、ファストアイドル状態と呼ばれている。

内燃エンジンは、ファストアイドル状態において、内燃エンジンの回転数がクラッチイン回転数に達しないように制御される。したがって、ファストアイドル状態が解除されないと、内燃エンジンの回転数を、クラッチイン回転数よりも高い回転数にすることができない。これは、作業者の意図しないときに、内燃エンジンと作動部が連結されることを防止するためである。これに関して、ファストアイドル状態を、所定時間の経過後に解除して、通常アイドル状態にする技術が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

また、通常アイドル状態において、所定の通常アイドル回転数を目標とするＰＩ制御を用いる技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。

米国特許出願公開第２００８／０２２３３３９号 米国特許出願公開第２０１５／０３４５４６０号 米国特許第４９７９４７７号明細書

ファストアイドル状態を所定時間の経過後に解除すると、エンジン作業機を適切なタイミングで操作することができない場合がある。例えば、所定時間の経過前に、作業者がスロットルバルブを全開位置（加速位置）にして、内燃エンジンを加速させようとしても、内燃エンジンをクラッチイン回転数よりも低い回転数に制御しようとする。また、いったん所定時間が経過した後に作業者が内燃エンジンを加速させようとすると、所望の回転数に達するまでの時間がかかり、内燃エンジンの加速の応答性が悪くなることがある。

そこで、本発明は、状況に応じた適切なタイミングで操作することができる携帯式のエンジン作業機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明による携帯式のエンジン作業機は、内燃エンジンと、内燃エンジンによって駆動される作動部と、内燃エンジンと作動部との間に配置されたクラッチと、内燃エンジンの回転数を検出してかかる回転数を制御する制御装置と、を有し、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回転数であるときに内燃エンジンと作動部とを連結して、内燃エンジンの回転を作動部に伝達し、内燃エンジンは、スロットルバルブを含む燃料量、空気量、及び／又は混合気量制御装置を有し、内燃エンジンは、スロットルバルブが全閉位置又はその近傍にあるとき、通常アイドル回転数で作動し、スロットルバルブが所定の位置にあるとき、ファストアイドル回転数で作動し、制御装置は、内燃エンジンの始動後、内燃エンジンの作動モードを、ファストアイドル回転数がクラッチイン回転数よりも高くなることを防止するファストアイドルモードに移行させ、次いで、通常アイドル回転数よりも高く且つクラッチイン回転数よりも低い所定の回転数及び／又は所定の回転数範囲内を目標とする内燃エンジンの回転数の制御を行う中間アイドルモードに移行させ、中間アイドルモードは、内燃エンジンの回転数に応じて変化する回転数要素の一方の境界値及び／又は他方の境界値を有する範囲内で作動され、制御装置は、中間アイドルモードにおいて、上記回転数要素が一方の境界値又は他方の境界値を越えたとき、中間アイドルモードを解除して、作動モードを他の作動モードに移行させることを特徴としている。

このように構成されたエンジン作業機は、内燃エンジンの始動後、スロットルバルブが所定の位置にあるとき、内燃エンジンは、ファストアイドル回転数で作動し、制御装置は、内燃エンジンの作動モードをファストアイドルモードに移行させ、次いで、作動モードを中間アイドルモードに移行させる。ファストアイドルモードにおいて、ファストアイドル回転数は、クラッチイン回転数よりも高くなることを防止され、中間アイドルモードにおいて、内燃エンジンの回転数はクラッチイン回転数よりも低い所定の回転数を目標として制御されるので、いずれのモードにおいても、内燃エンジンの回転数がクラッチイン回転数に達することが確実に防止される。また、作業者がスロットルバルブを、所定の位置から全閉位置又はその近傍に戻すことを忘れている場合であっても、中間アイドルモードにおいて、内燃エンジンの回転数はクラッチイン回転数よりも低い所定の回転数を目標として制御されるので、内燃エンジンの回転数がクラッチイン回転数に達することが確実に防止され、安全な始動をスムーズに行うことができる。

中間アイドルモードにおいて、例えば、内燃エンジンを加速させるためにスロットルバルブを全開位置に移動させるとき、及び／又は、暖気運転を終了させるためにスロットルバルブを全閉位置又はその近傍に移動させるとき、内燃エンジンの回転数が上昇し又は下降する。中間アイドルモードは、内燃エンジンの回転数に応じて変化する回転数要素の一方の境界値及び／又は他方の境界値を有する範囲内で作動され、制御装置は、上記回転数要素が一方の境界値又は他方の境界値を越えたとき、中間アイドルモードを解除して、作動モードを他の作動モードに移行させる。このため、制御装置は、作業者の操作に対して敏感に応答することができる。その結果、作業者の操作性を向上させることができる。中間アイドルモードにおける所定の回転数及び／又は所定の回転数範囲と、一方の境界値及び／又は他方の境界値との差を小さくすれば、制御装置は、作業者の操作に対して更に敏感に応答することができ、その結果、作業者の操作性を更に向上させることができる。

上記エンジン作業機において、好ましくは、中間アイドルモードの制御は、上記所定の回転数を目標とするフィードバック制御であり、かかるフィードバック制御は、好ましくは、ＰＩ制御である。

このように構成されたエンジン作業機では、スロットルバルブが所定の位置にあるときのファストアイドル回転数が、所定の回転数を目標とするフィードバック制御により安定する。制御装置は、スロットルバルブの位置を変化させたときの内燃エンジンの回転数の変化を敏感に検出して、作動モードを変化させることができ、その結果、作業者の操作性を向上させることができる。

上記エンジン作業機において、好ましくは、制御装置は、中間アイドルモードにおいて、上記回転数要素が一方の境界値を越えたとき、中間アイドルモードを解除して、作動モードを、内燃エンジンを加速させる加速モードに移行させる。

このように構成されたエンジン作業機では、例えば、作業者が、内燃エンジンを加速させるためにスロットルバルブを所定の位置から全開位置に移動させると、内燃エンジンの回転数が上昇する。制御装置は、上記回転数要素が一方の境界値を越えたとき、作動モードを中間アイドルモードから加速モードに移行させるので、中間アイドルモードにおける所定の回転数又は所定の回転数範囲と一方の境界値との差を小さくすれば、作業者の操作に対して敏感に応答することができる。その結果、作業者の操作性を向上させることができる。

上記エンジン作業機において、好ましくは、制御装置は、中間アイドルモードにおいて、上記回転数要素が他方の境界値を越えたとき、中間アイドルモードを解除して、作動モードを、内燃エンジンを通常アイドル回転数で回転させる通常アイドルモードに移行させる。

このように構成されたエンジン作業機では、例えば、作業者が、暖気運転を終了させるためにスロットルバルブを所定の位置から全閉位置又はその近傍に移動させると、内燃エンジンの回転数が下降する。制御装置は、上記回転数要素が他方の境界値を越えたとき、作動モードを中間アイドルモードから通常アイドルモードに移行させるので、作業者の操作に対して敏感に応答することができる。その結果、作業者の操作性を向上させることができる。また、スロットルバルブを所定の位置から全閉位置又はその近傍に移動させたときに作動モードが中間アイドルモードのままであるときに生じ得るエンストを防止することができる。

通常アイドルモードに移行する上記エンジン作業機において、好ましくは、制御装置は、通常アイドルモードにおいて、所定の回転数を目標とするフィードバック制御を行い、かかる通常アイドルモードのフィードバック制御は、好ましくは、ＰＩ制御である。

このように構成されたエンジン作業機では、スロットルバルブが全閉位置又はその近傍にあるときの通常アイドル回転数が、所定の回転数を目標とするフィードバック制御により安定する。制御装置は、スロットルバルブの位置を変化させたときの内燃エンジンの回転数の変化を敏感に検出して、作動モードを変化させることができ、その結果、作業者の操作性を向上させることができる。

通常アイドルモードに移行する上記エンジン作業機において、好ましくは、通常アイドルモードは、内燃エンジンの回転に応じて変化する回転数要素の少なくとも一方の境界値を有する範囲内で作動され、制御装置は、通常アイドルモードにおいて、上記回転数要素が一方の境界値を越えたとき、作動モードを通常アイドルモードから、内燃エンジンを加速させる加速モードに移行させる。

このように構成されたエンジン作業機では、例えば、作業者がスロットルバルブを所定の位置から全閉位置又はその近傍に移動させた後、内燃エンジンは通常アイドル回転数で作動し、作動モードは、通常アイドルモードである。その後、作業者が、内燃エンジンを加速させるためにスロットルバルブを全開位置に移動させると、内燃エンジンの回転数が上昇する。また、中間アイドルモードの所定の回転数と通常アイドルモードの所定の回転数を設定すれば、通常アイドルモードの一方の境界値と所定の回転数の差を小さくすることができ、作業者の操作に対して敏感に応答することができる。その結果、作業者の操作性を向上させることができる。

上記エンジン作業機において、好ましくは、制御装置は、ファストアイドルモードを、その開始から所定の期間経過後に解除する。

このように構成されたエンジン作業機では、所定期間を内燃エンジンの暖気が達成される程度の期間に定めることにより、内燃エンジンの暖気を確実に行うことができる。その後、作動モードを中間アイドルモードに移行させて、作動モードを変化させることができるので、作業者の操作性を向上させることができる。

上記エンジン作業機において、好ましくは、ファストアイドルモード、中間アイドルモード、及び／又は通常アイドルモードにおいて、制御装置により点火タイミングが制御される。

点火タイミングが制御されるので、エンストを起こさないでクラッチインさせない制御および／または加速する制御において、応答性の良い制御を行うことができる。

本発明によるチェーンソーの斜視図である。 内燃エンジンの概略図である。 内燃エンジンの点火装置の概略図である。 点火装置の回路図である。 本発明によるチェーンソーの第１の作動例を示す図である。 本発明によるチェーンソーの第２の作動例を示す図である。 本発明によるチェーンソーの第３の作動例を示す図である。 本発明によるチェーンソーの第４の作動例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例による携帯式のエンジン作業機であるチェーンソーを説明する。

図１に示すように、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である刃付きチェーン３と、内燃エンジン２と刃付きチェーン３との間に配置された遠心クラッチ４を有している。遠心クラッチ４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３とを連結して、内燃エンジン２の回転を刃付きチェーン３に伝達する。また、チェーンソー１は、遠心クラッチ４の出力側を停止させるブレーキ（図示せず）を作動させるブレーキレバー５を有している。チェーンソー１における内燃エンジン２、刃付きチェーン３、遠心クラッチ４、及びその他の構造は、従来のものであり、その詳細な説明を省略する。

図２に示すように、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。また、内燃エンジン２に設けられた気化器７は、内燃エンジン２に流入させる混合気の量を調節するスロットルバルブ８を有する。スロットルバルブ８は、スロットルレバー７ａ（図１参照）又はチョークノブ（図示せず）等によって作動され、従来既知のものである。内燃エンジン２は、シリンダ２ａと、クランクシャフト２ｂと、シリンダ２ａ内に配置され且つクランクシャフト２ｂに連結されたピストン２ｃと、シリンダ２ａの上部に配置された点火プラグ１０を有している。内燃エンジン２の圧縮ストロークにおいて、ピストン２ｃは、上死点位置２ｄまで上昇する。一般的にはピストン２ｃが上死点位置２ｄに到達するよりも前のタイミングで、点火プラグ１０を有効に作動させてシリンダ２ａ内の混合気を燃焼させることにより、ピストン２ｃに下向きの推進力を与える。

図３に示すように、内燃エンジン２は、点火プラグ１０を作動させる点火装置１２を有している。点火装置１２は、クランクシャフト２ｂ（図２参照）に取付けられたフライホイール１４ａの外周に設けられた１対の磁石１４ｂと、フライホイール１４ａの外周に隣接して配置されたＵ字形の鉄心１４ｃと、鉄心１４ｃの周りに巻かれた入力用コイル１４ｄを有している。また、点火装置１２は、入力用コイル１４ｄに接続された制御装置１６と、制御装置１６に接続された１次側コイル１８ａと、点火プラグ１０に接続された２次側コイル１８ｂを有している。

図４に示すように、点火装置１２の制御装置１６は、マイコン２０と、ダイオード２２と、コンデンサ２４と、スイッチ用サイリスタ２６を有する。マイコン２０のピンａとピンｅは、入力用コイル１４ｄに接続され、入力用コイル１４ｄに誘導された電圧は、マイコン２０に電力を供給する。マイコン２０のピンｂ及びピンｃも、入力用コイル１４ｄに接続され、マイコン２０は、入力用コイル１４ｄに誘導された電気信号を受信する。ダイオード２２、コンデンサ２４及び１次側コイル１８ａが、入力用コイル１４ｄに直列に接続される。スイッチ用サイリスタ２６は、コンデンサ２４及び１次側コイル１８ａと並列に接続される。また、マイコン２０のピンｄは、サイリスタ２６のゲートに接続される。ピンｄがＬＯＷのとき、サイリスタ２６は非通電状態になり、ピンｄがＨＩＧＨのとき、サイリスタ２６は通電状態になる。

次に、本発明の実施形態の一例による点火装置の作動を説明する。

内燃エンジン２の作動により、クランクシャフト２ｂが回転すると、フライホイール１４ａに取付けられた１対の磁石１４ｂが、Ｕ字形の鉄心１４ｃの近くを通過する。それにより、入力用コイル１４ｄに電圧が誘導され、入力用コイル１４ｄに電流が流れる。マイコン２０は、入力用コイル１４ｄからピンａ、ｅを介して供給される電圧によって駆動されるとともに、電流による電気信号をピンｂ，ｃを介して受信する。マイコン２０は、かかる電気信号により、内燃エンジン２の回転数（回転速度）及び角度位置を検出し又は計算する。

マイコン２０がピンｄをＬＯＷにして、サイリスタ２６を非通電状態にすると、入力用コイル１４ｄに誘導された電圧により、コンデンサ２４を充電する。点火プラグ１０の点火タイミングになったら、マイコン２０は、ピンｄをＨＩＧＨにして、サイリスタ２６を通電状態にする。それにより、コンデンサ２４を放電させて、１次側コイル１８ａに電流を流す。１次側コイル１８ａに流れる電流は、２次側コイル１８ｂに高電圧パルスを発生させて、かくして、点火プラグ１０を作動させる。

本発明の実施形態の一例のチェーンソー１において、スロットルバルブ８の位置を検出するセンサは設けられていない。制御装置１６（マイコン２０）は、内燃エンジン２の回転数及び角度位置を検出することによって、後述するように、スロットルバルブ８の位置を判断したり、作動モードを変更したり、点火タイミングの制御を行ったりするようにプログラムされ又は構成される。図２に示すように、スロットルバルブ８の位置は、例えば、全閉位置又はその近傍である通常アイドル位置８ａ、半開位置であるファストアイドル位置８ｂ、及び全開位置である加速位置８ｃである。以下、スロットルバルブ８が通常アイドル位置８ａにあるときの内燃エンジン２の回転数を、通常アイドル回転数と称し、スロットルバルブ８がファストアイドル位置８ｂにあるときの内燃エンジン２の回転数を、ファストアイドル回転数と称する。

次に、図５～図９を参照して、本発明の実施形態によるチェーンソー１の第１～第４の作動例を説明する。

図５に示す第１の作動例において、制御装置１６は、内燃エンジン２の作動モードを、始動モードＭ１、ファストアイドルモードＭ２、中間アイドルモードＭ３、通常アイドルモードＭ４の順に移行させる。リコイルロープを引くこと等によって、内燃エンジン２のクランクシャフト２ｂを回転させて、内燃エンジン２を始動させる。

始動モードＭ１において、制御装置１６は、回転数と点火タイミングの関係を定めたマップを使用して、内燃エンジン２を加速させる。制御装置１６は、時刻Ｔ１において、内燃エンジン２の回転数が、所定の回転数Ｒ１よりも高いか低いかを判断する。所定の回転数Ｒ１及び時刻Ｔ１は、スロットルバルブ８が、ファストアイドル位置８ｂにあるのか通常アイドル位置８ａにあるのかを判断できるように定められるのがよい。Ｔ１は、例えば、１～３秒であり、所定の回転数Ｒ１は、例えば、３０００～５０００ｒｐｍである。

第１の作動例では、例えば暖気運転のために、スロットルバルブ８がファストアイドル位置８ｂにあると仮定する。この場合、内燃エンジン２の回転数は、時刻Ｔ１において、所定の回転数Ｒ１よりも高くなる。制御装置１６は、内燃エンジン２の回転数が所定の回転数Ｒ１よりも高いことを検出することにより、スロットルバルブ８がファストアイドル位置８ｂにあると判断し、作動モードを始動モードＭ１からファストアイドルモードＭ２に移行させる。

ファストアイドルモードＭ２において、制御装置１６は、ファストアイドル回転数がクラッチイン回転数よりも高くなることを防止するために、クラッチイン回転数よりも低い所定の回転数Ｒ２を内燃エンジン２の回転数の目標とする制御を行う。制御は、回転数と点火タイミングの関係を定めたマップを使用することによる制御であってもよいし、回転数を検出して点火タイミングを変化させるフィードバック制御であってもよい。また、かかるフィードバック制御は、ＰＩ制御であるのがよい。ファストアイドルモードＭ２は、時刻Ｔ２まで解除されない。時刻Ｔ２は、時刻Ｔ１に所定の期間を加えた時刻であるのがよい。所定の期間は、内燃エンジン２の暖気が達成される程度の期間（例えば、５～１０秒）であるのが好ましい。所定の回転数Ｒ２は、例えば、３０００～５０００ｒｐｍである。この場合、所定の回転数Ｒ２に換えて所定の回転数範囲を設定して、ファストアイドル回転数が所定の回転数範囲に入ることを目標とする制御を行ってもよい。制御装置１６は、時刻Ｔ２において、作動モードをファストアイドルモードＭ２から中間アイドルモードＭ３に移行させる。

中間アイドルモードＭ３において、制御装置１６は、クラッチイン回転数よりも低い所定の回転数Ｒ３を内燃エンジン２の回転数の目標とする制御を行う。この場合、所定の回転数Ｒ３に換えて所定の回転数範囲を設定して、内燃エンジン２の回転数が所定の回転数範囲に入ることを目標とする制御を行ってもよい。所定の回転数Ｒ３は、所定の回転数Ｒ２と同じであってもよいし、それよりも高くてもよいし、それよりも低くてもよく、本実施形態では高く設定される。所定の回転数Ｒ３を所定の回転数Ｒ２よりも高く設定すると、暖機前の回転数よりも暖機後の回転数が高くなるので都合が良い。制御は、回転数と点火タイミングの関係を定めたマップを使用することによる制御であってもよいし、回転数を検出して点火タイミングを変化させるフィードバック制御であってもよい。フィードバック制御は、ＰＩ制御であるのがよい。

中間アイドルモードＭ３は、ファストアイドルモードＭ２と異なり、内燃エンジン２の回転数に応じて変化する回転数要素の一方の境界値及び／又は他方の境界値を有する範囲内で作動される。回転数要素は、回転数の高低を定めることができる特徴又は傾向を有する要素であり、例えば、回転数自体、回転数変動、及び／又は回転数に影響を与える制御変数等である。言い換えれば、回転数要素が一方の境界値及び／又は他方の境界値を越えるとき、制御装置１６は、中間アイドルモードＭ３を解除し、作動モードを中間アイドルモードＭ３から他の作動モードに移行させる。例示として、回転数要素が回転数であるとする。一方の境界値（上限値）は、所定の回転数Ｒ３よりも高い上限回転数Ｒ３Ｕであり、他方の境界値（下限値）は、所定の回転数Ｒ３よりも低い下限回転数Ｒ３Ｌである。

第１の作動例では、作動モードが中間アイドルモードＭ３であるときに、作業者がスロットルバルブ８をファストアイドル位置８ｂから通常アイドル位置８ａに戻すと仮定する。この場合、内燃エンジン２の回転数は、低下し、時刻Ｔ３において、下限回転数Ｒ３Ｌよりも低くなる。制御装置１６は、内燃エンジン２の回転数が下限回転数Ｒ３Ｌよりも低いことを検出することにより、作動モードを中間アイドルモードＭ３から通常アイドルモードＭ４に移行させる。

通常アイドルモードＭ４において、制御装置１６は、クラッチイン回転数よりも低い所定の回転数Ｒ４を内燃エンジン２の回転数の目標とする制御を行う。この場合、所定の回転数Ｒ４に換えて所定の回転数範囲を設定して、通常アイドル回転数が所定の回転数範囲に入ることを目標とする制御を行ってもよい。所定の回転数Ｒ４は、スロットルバルブ８がアイドル位置８ａにあるときに安定して作動する回転数であり、例えば、２０００～４０００ｒｐｍである。制御は、回転数と点火タイミングの関係を定めたマップを使用することによる制御であってもよいし、回転数を検出して点火タイミングを変化させるフィードバック制御であってもよい。フィードバック制御は、ＰＩ制御であるのがよい。

通常アイドルモードＭ４は、内燃エンジンの回転に応じて変化する回転数要素の少なくとも一方の境界値を有する範囲内で作動される。回転数要素は、例えば、回転数自体、回転数変動、及び／又は回転数に影響を与える制御変数等である。回転数要素が一方の境界値を越えるとき、制御装置１６は、通常アイドルモードＭ４を解除し、作動モードを通常アイドルモードＭ４から他の作動モードに移行させる。例示として、回転数要素が回転数であるとする。一方の境界値（上限値）は、所定の回転数Ｒ４よりも高い上限回転数Ｒ４Ｕである（図７参照）。なお、第１の作動例では、通常アイドルモードＭ４は解除されていない。

図６に示す第２の作動例において、制御装置１６は、内燃エンジン２の作動モードを始動モードＭ１、ファストアイドルモードＭ２、中間アイドルモードＭ３、加速モードＭ５の順に移行させる。始動モードＭ１、ファストアイドルモードＭ２、中間アイドルモードＭ３は、第１の作動例と同様である。

第２の作動例では、作動モードが中間アイドルモードＭ３であるときに、スロットルバルブ８をファストアイドル位置８ｂから加速位置８ｃに移動させると仮定する。この場合、内燃エンジン２の回転数は、上昇し、時刻Ｔ５において、上限回転数Ｒ３Ｕよりも高くなる。制御装置１６は、内燃エンジン２の回転数が上限回転数Ｒ３Ｕよりも高いことを検出することにより、スロットルバルブ８が加速位置８ｃにあると判断し、作動モードを中間アイドルモードＭ３から加速モードＭ５に移行させる。

加速モードＭ５において、制御装置１６は、回転数と点火タイミングの関係を定めたマップを使用して、内燃エンジン２を加速させる。

第１の作動例及び第２の作動例では、ファストアイドルモードＭ２において、ファストアイドル回転数は、クラッチイン回転数よりも高くなることが防止され、中間アイドルモードＭ３において、内燃エンジン２の回転数はクラッチイン回転数よりも低い所定の回転数Ｒ３を目標として制御されるので、いずれのモードにおいても、内燃エンジン２の回転数がクラッチイン回転数に達することが確実に防止される。また、作業者がスロットルバルブ８を、ファストアイドル位置８ｂから通常アイドル位置８ａに戻すことを忘れている場合であっても、中間アイドルモードＭ３において、内燃エンジン２の回転数はクラッチイン回転数よりも低く、通常アイドルモードの所定の回転数Ｒ４より高い所定の回転数Ｒ３を目標として制御されるので、内燃エンジン２の回転数がクラッチイン回転数に達することが確実に防止され、安全な始動をスムーズに行うことができる。

また、中間アイドルモードＭ３は、ファストアイドルモードＭ２と異なり、上限回転数Ｒ３Ｕ及び下限回転数Ｒ３Ｌを有する範囲内で作動されるので、制御装置１６は、内燃エンジン２の回転数が、上限回転数Ｒ３Ｕ又は下限回転数Ｒ３Ｌを越えたとき、中間アイドルモードＭ３を解除して、作動モードを加速モードＭ５又は通常アイドルモードＭ４に移行させる。このため、制御装置１６は、作業者の操作に対して敏感に応答することができる。その結果、作業者の操作性を向上させることができる。また、中間アイドルモードＭ３の所定の回転数Ｒ３と上限回転数Ｒ３Ｕ及び／又は下限回転数Ｒ３Ｌとの差を小さくすれば、制御装置１６は、作業者の操作に対して更に敏感に応答することができ、その結果、作業者の操作性を更に向上させることができる。

また、第１の作動例において、作業者がスロットルバルブ８をファストアイドル位置８ｂから通常アイドル位置８ａに移動させたとき、制御装置１６は、作動モードを中間アイドルモードＭ３から通常アイドルモードＭ４に移行させるので、作動モードが中間アイドルモードＭ３のままであるときに生じ得るエンストを防止することができる。

図７に示す第３の作動例において、制御装置１６は、内燃エンジン２の作動モードを始動モードＭ１、ファストアイドルモードＭ２、中間アイドルモードＭ３、通常アイドルモードＭ４、加速モードＭ６の順に移行させる。始動モードＭ１、ファストアイドルモードＭ２、中間アイドルモードＭ３、通常アイドルモードＭ４は、第１の作動例と同様である。

第３の作動例では、作動モードが通常アイドルモードＭ４であるときに、スロットルバルブ８を通常アイドル位置８ａから加速位置８ｃに移動させると仮定する。この場合、内燃エンジン２の回転数は、上昇し、時刻Ｔ６において、上限回転数Ｒ４Ｕよりも高くなる。制御装置１６は、内燃エンジン２の回転数が上限回転数Ｒ４Ｕよりも高いことを検出することにより、作動モードを通常アイドルモードＭ４から加速モードＭ６に移行させる。

加速モードＭ６において、制御装置１６は、回転数と点火タイミングの関係を定めたマップを使用して、内燃エンジン２を加速させる。

第３の作動例では、制御装置１６は、内燃エンジン２の回転数が上限回転数Ｒ４Ｕを越えたとき、作動モードを通常アイドルモードＭ４から加速モードＭ６に移行させる。この場合、中間アイドルモードＭ３の所定の回転数Ｒ３を回転数の高い側に設定して、通常アイドルモードＭ４の所定の回転数Ｒ４を回転数の低い側に設定し、すなわち、２つの所定の回転数を設定するため、通常アイドルモードＭ４を中間アイドルモードＭ３と同じ所定の回転数Ｒ１０で制御するようにしたものに比べ（この場合、これらのモードＭ４の所定の回転数Ｒ１０と上限回転数Ｒ３Ｕの差は、図７の矢印で示すようになる）、通常アイドルモードＭ４の上限回転数Ｒ４Ｕと所定の回転数Ｒ４の差を小さくすることができ、作業者の操作に対して敏感に応答することができる。その結果、作業者の操作性を向上させることができる。

図８に示す第４の作動例において、制御装置１６は、内燃エンジン２の作動モードを、始動モードＭ１、ファストアイドルモードＭ２、中間アイドルモードＭ３、加速モードＭ５、通常アイドルモードＭ４、加速モードＭ６の順に移行させる。始動モードＭ１、ファストアイドルモードＭ２、中間アイドルモードＭ３、加速モードＭ５は、第２の作動例と同様であり、通常アイドルモードＭ４、加速モードＭ６は、第３の作動例と同様である。以下、作動モードを、加速モードＭ５、通常アイドルモードＭ４、加速モードＭ６に移行させるところを説明する。

加速モードＭ５において、制御装置１６は、回転数と点火タイミングの関係を定めたマップを使用して、内燃エンジン２を加速させる。しかしながら、作業者が、スロットルバルブ８を加速位置８ｃにしても、内燃エンジン２の応答が追付かないこと、又は、作業者が燃料の供給量を小さく設定し過ぎていること等が原因で、内燃エンジン２が一時的にリーン状態になり（エアに比べて燃料が遅れ）、内燃エンジン２の回転数が低下する恐れがある。この場合、制御装置１６は、内燃エンジン２の回転数が上限回転数Ｒ４Ｕよりも低いことを検出することにより、作動モードを加速モードＭ５から通常アイドルモードＭ４に移行させ、実際の回転数に応じた制御が可能になる。その後、スロットルバルブ８が加速位置８ｃにある場合には、内燃エンジン２の回転数が上昇し、時刻Ｔ６において、上限回転数Ｒ４Ｕよりも高くなる。制御装置１６は、内燃エンジン２の回転数が上限回転数Ｒ４Ｕよりも高いことを検出することにより、スロットルバルブ８が加速位置８ｃにあると判断し、作動モードを通常アイドルモードＭ４から加速モードＭ６に移行させる。

第４の作動例では、内燃エンジン２の回転数が低下する上記の状態において生じ得るエンストを防止することができる。また、中間アイドルモードＭ３において、作業者がスロットルバルブ８を加速位置８ｃへ移動させたとき、燃料供給の遅れ等による混合気のリーン化により、内燃エンジン２の回転数が、上限回転数Ｒ３Ｕに到達せずに、急激に低下する場合も同様であり、通常アイドルモードＭ４があるので、通常アイドルモードＭ４で制御が行われ、その結果、エンストが起きにくい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

上記実施形態では、クラッチを、遠心クラッチ４として説明したけれども、内燃エンジン２の回転数が所定のクラッチイン回転数よりも高い回転数であるときに内燃エンジン２と作動部３とを連結して、内燃エンジン２の回転を作動部３に伝達するクラッチであれば、その他のクラッチであってもよい。

上記実施形態では、スロットルバルブ８を気化器７に設けたけれども、気化器７の代わりに、燃料量、空気量、及び／又は混合気量制御装置を採用してもよい。

第１の作動例の始動モードＭ１において、スロットルバルブ８がアイドル位置８ａにある場合、内燃エンジン２の回転数は、時刻Ｔ１において、所定の回転数Ｒ１よりも低くなる。制御装置１６は、内燃エンジン２の回転数が所定の回転数Ｒ１よりも低いことを検出することにより、スロットルバルブ８が通常アイドル位置８ａにあると判断し、作動モードを始動モードＭ１から中間アイドルモードＭ３又は通常アイドルモードＭ４に移行させてもよい。作動モードが中間アイドルモードＭ３に移行した場合、第１の作動例のように、作動モードは中間アイドルモードＭ３から通常アイドルモードＭ４に移行する。

上述した実施形態では、ファストアイドルモードと、中間アイドルモードと、通常アイドルモードの違いは、所定の回転数Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４や、次のモードへ移るための条件であるが、それらの違いは、様々な内燃機関や作動部の仕様に合わせるように、所定の回転数Ｒ２，Ｒ３，Ｒ３であってもよいし、所定の回転数Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に換えて所定の回転数範囲であってもよいし、次のモードへ移行するための条件であってもよいし、それらの組合せであってもよい。

１ チェーンソー（エンジン作業機）
２ 内燃エンジン
３ 刃付きチェーン（作動部）
４ 遠心クラッチ（クラッチ）
７ 気化器（燃料量、空気量、及び／又は混合気量制御装置）
８ スロットルバルブ
８ａ 通常アイドル位置
８ｂ ファストアイドル位置
８ｃ 加速位置
１６ 制御装置
２０ マイコン
Ｍ２ ファストアイドルモード
Ｍ３ 中間アイドルモード
Ｍ４ 通常アイドルモード
Ｍ５ 加速モード
Ｍ６ 加速モード
Ｒ３Ｕ 上限回転数（一方の境界値）
Ｒ３Ｌ 下限回転数（他方の境界値）
Ｒ４Ｕ 上限回転数（一方の境界値）

Claims (11)

1. 携帯式のエンジン作業機（１）であって、
   内燃エンジン（２）と、
   前記内燃エンジン（２）によって駆動される作動部（３）と、
   前記内燃エンジン（２）と前記作動部（３）との間に配置されたクラッチ（４）と、
   前記内燃エンジン（２）の回転数を検出して前記回転数を制御する制御装置（１６）と、を有し、
   前記クラッチ（４）は、前記内燃エンジン（２）の回転数が所定のクラッチイン回転数よりも高い回転数であるときに内燃エンジン（２）と前記作動部（３）とを連結して、前記内燃エンジン（２）の回転を前記作動部（３）に伝達し、
   前記内燃エンジン（２）は、スロットルバルブ（８）を含む燃料量、空気量、及び／又は混合気量制御装置（７）を有し、
   前記内燃エンジン（２）は、前記スロットルバルブ（８）が全閉位置又はその近傍（８ａ）にあるとき、通常アイドル回転数で作動し、前記スロットルバルブ（８）が所定の位置（８ｂ）にあるとき、ファストアイドル回転数で作動し、
   前記制御装置（１６）は、前記内燃エンジン（２）の始動後、前記内燃エンジン（２）の作動モードを、前記ファストアイドル回転数が前記クラッチイン回転数よりも高くなることを防止するファストアイドルモード（Ｍ２）に移行させ、次いで、前記通常アイドル回転数よりも高く且つ前記クラッチイン回転数よりも低い所定の回転数及び／又は所定の回転数範囲内を目標とする内燃エンジン（２）の回転数の制御を行う中間アイドルモード（Ｍ３）に移行させ、
   前記中間アイドルモード（Ｍ３）は、内燃エンジン（２）の回転数に応じて変化する回転数要素の一方の境界値（Ｒ３Ｕ）及び他方の境界値（Ｒ３Ｌ）を有する範囲内で作動され、
   前記制御装置（１６）は、前記中間アイドルモード（Ｍ３）において、前記回転数要素が一方の境界値又は他方の境界値を越えたとき、前記中間アイドルモード（Ｍ３）を解除して、前記作動モードを他の作動モードに移行させることを特徴とするエンジン作業機。
2. 前記中間アイドルモード（Ｍ３）の制御は、前記所定の回転数を目標とするフィードバック制御であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。
3. 前記中間アイドルモード（Ｍ３）のフィードバック制御は、ＰＩ制御であることを特徴とする請求項２に記載のエンジン作業機。
4. 前記制御装置（１６）は、前記中間アイドルモード（Ｍ３）において、前記回転数要素が一方の境界値（Ｒ３Ｕ）を越えたとき、前記中間アイドルモード（Ｍ３）を解除して、前記作動モードを、前記内燃エンジン（２）を加速させる加速モード（Ｍ５）に移行させることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
5. 前記制御装置（１６）は、前記中間アイドルモード（Ｍ３）において、前記回転数要素が他方の境界値（Ｒ３Ｌ）を越えたとき、前記中間アイドルモード（Ｍ３）を解除して、前記作動モードを、前記内燃エンジン（２）を前記通常アイドル回転数で作動させる通常アイドルモード（Ｍ４）に移行させることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
6. 前記制御装置（１６）は、前記通常アイドルモード（Ｍ４）において、所定の回転数（Ｒ４）を目標とするフィードバック制御を行う、請求項５に記載のエンジン作業機。
7. 前記通常アイドルモード（Ｍ４）のフィードバック制御は、ＰＩ制御であることを特徴とする請求項６に記載エンジン作業機。
8. 前記通常アイドルモード（Ｍ４）は、内燃エンジン（２）の回転数に応じて変化する回転数要素の少なくとも一方の境界値（Ｒ４Ｕ）を有する範囲内で作動され、
   前記制御装置（１６）は、前記通常アイドルモード（Ｍ４）において、前記回転数要素が一方の境界値を越えたとき、前記作動モードを前記通常アイドルモードから、前記内燃エンジンを加速させる加速モード（Ｍ６）に移行させることを特徴とする請求項５～７の何れか１項に記載のエンジン作業機。
9. 前記制御装置（１６）は、前記ファストアイドルモード（Ｍ２）を、その開始から所定の期間経過後に解除することを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載のエンジン作業機。
10. 前記ファストアイドルモード（Ｍ２）及び／又は前記中間アイドルモード（Ｍ３）において、点火タイミングによる制御が行われることを特徴とする請求項４に記載のエンジン作業機。
11. 前記ファストアイドルモード（Ｍ２）、前記中間アイドルモード（Ｍ３）、及び／又は前記通常アイドルモードにおいて、点火タイミングによる制御が行われることを特徴とする請求項５に記載のエンジン作業機。

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