特許 7273655 作業機用エンジンの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-02

(45)【発行日】2023-05-15

(54)【発明の名称】作業機用エンジンの制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/00 20060101AFI20230508BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20230508BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20230508BHJP

   F02P 9/00 20060101ALI20230508BHJP

   F02P 5/15 20060101ALI20230508BHJP

【ＦＩ】

F02D29/00 G

F02D45/00 362

F02D29/02 321C

F02D29/00 B

F02D29/02 K

F02D29/02 331Z

F02P9/00 304D

F02P5/15 L

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019147610

(22)【出願日】2019-08-09

(65)【公開番号】P2021028481

(43)【公開日】2021-02-25

【審査請求日】2022-03-04

(73)【特許権者】

【識別番号】509264132

【氏名又は名称】株式会社やまびこ

(73)【特許権者】

【識別番号】000215187

【氏名又は名称】追浜工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】老松 章斗

(72)【発明者】

【氏名】岡田 宏高

(72)【発明者】

【氏名】称原 祐介

(72)【発明者】

【氏名】松原 泰司

(72)【発明者】

【氏名】川原 直人

(72)【発明者】

【氏名】露木 雄一

【審査官】家喜 健太

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０４１４８１７３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１８８８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３３７２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公平０３－００６１８９（ＪＰ，Ｙ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ １３／００ － ４５／００

Ｆ０２Ｂ ６３／００

Ｆ１６Ｄ ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業用刃物に至る動力伝達経路に遠心クラッチが介装されるとともに、作業用回転数を一定に保つべく吸気系に機械式ガバナーが付設されている作業機用エンジンの制御装置であって、
前記遠心クラッチのストール時には、膨張行程における回転速度と他の行程における回転速度との差が非ストール時より大きくなることを利用して、前記遠心クラッチがストールしたか否かを判定する制御部を備え、
前記制御部は、実質的に膨張行程と排気行程からなる１回転に要した時間長と、実質的に吸気行程と圧縮行程からなる１回転に要した時間長とを交互に計測するとともに、それらの時間長の差を順次求め、該時間長の差の絶対値が所定しきい値以上となることが連続して所定回数以上続いたとき、又は、前記時間長の差の絶対値が所定しきい値以上となることが所定時間以上継続したとき、前記遠心クラッチがストールしたと判定し、
前記制御部は、前記遠心クラッチがストールしたと判定された後、作業者に前記遠心クラッチがストールしたことを知らせるため、点火制御により通常とは異なる運転音を連続して発生させることを特徴とする作業機用エンジンの制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、実質的に膨張行程と排気行程からなる１回転に要した時間長から該１回転時における回転速度を換算するとともに、実質的に吸気行程と圧縮行程からなる１回転に要した時間長から該１回転時における回転速度を換算し、それら交互に換算された回転速度の差を順次求め、該回転速度の差の絶対値が所定しきい値以上となることが連続して所定回数以上続いたとき、又は、前記回転速度の差の絶対値が所定しきい値以上となることが所定時間以上継続したとき、前記遠心クラッチがストールしたと判定することを特徴とする請求項１に記載の作業機用エンジンの制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記遠心クラッチがストールしたと判定された後、前記通常とは異なる運転音を連続して発生させるべく、混合気の点火を所定割合で行わない間引き運転を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機用エンジンの制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記間引き運転として、前記作業機用エンジンが４回転する間に混合気の点火を一度だけ行う間引きモードセットを所定回数繰り返し行うことを特徴とする請求項３に記載の作業機用エンジンの制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記間引き運転を所定回数分又は所定時間分行っても、アイドル運転モードへの切換動作が行われていないとみなせる場合には、前記作業機用エンジンを強制的に停止させることを特徴とする請求項３又は４に記載の作業機用エンジンの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、草刈機や刈払機等に搭載される作業機用エンジンの制御装置に係り、特に、作業用刃物に至る動力伝達経路に介装されている遠心クラッチのストール（刃物のロック、過負荷等による不所望なすべり）対策が採られたものに関する。

【背景技術】

【0002】

草刈機や刈払機等の作業機においては、通常、特許文献１等に見られるように、作業機用エンジン（以下、単にエンジンと称することがある）から作業用刃物（以下、単に刃物と称することがある）に至る動力伝達経路に遠心クラッチが介装されている。

【0003】

遠心クラッチは、作業時において、刃物に草が絡まったり、地面の凹凸で刈刃と地面が接触したり、針金や石等の異物を噛み込んだりした際に、刃物がロック状態あるいは過負荷状態となり、遠心クラッチにおけるエンジン側のクラッチシュー等のドライビングユニットと刃物側のクラッチドラムとの間に不所望なすべり（ストール）が生じる。

【0004】

上記のように、遠心クラッチにストール（以下、クラッチストールと称することがある）が発生すると、摩擦熱で損傷が生じたり、シューやドラムが磨耗したりする等して動力伝達に支障を来すことになるとともに、製品寿命が短くなる等の問題を生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第４６４４５７３号公報

【文献】特開２００３－５６４３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、従来においても、作業機用エンジンの分野ではクラッチストール対策が採られている。例えば、前記特許文献１には、クラッチストールの発生を、エンジン回転数が所定範囲内に所定時間以上入っていること等に基づいて検知し、クラッチストールが検知されると、エンジン回転数を下げる等して、クラッチストールの発生を作業者に警告する技術が提案されている。

【0007】

しかしながら、かかる提案技術は、機械式ガバナーが付設されていないチェーンソー等の手で持ち上げて操作される携帯型動力作業機用２ストロークエンジンに適用されるもので、その適用範囲が狭いとともに、スロットル開度センサ等も必要となり、クラッチストールを常時正確に検知できるとは言い難い。また、上記のように警告を行ってもクラッチストールが発生したことを作業者が気づかないことが多く、警告にはならないと思われる。

【0008】

また、例えば特許文献２には、クラッチストールに関連して、スクーター等の小型車両において、遠心クラッチ接続時に生じるジャダ現象を防止すべく、クランク軸の回転変動の度合いに基づいて、クラッチ振動の発生を検出して、点火時期を遅らせる技術が提案されている。しかし、かかる提案技術は、遠心クラッチ接続時特有のものであり、本発明の対象である草刈り作業等を行っている際のクラッチストールの検知や対策に適用することはできない。

【0009】

なお、クラッチストールは、例えば、クランク角センサ等のセンサ類を遠心クラッチのエンジン側だけでなく刃物側にも付設して常時両方の回転数を監視すれば検出することができるが、草刈機等に用いられる作業機用エンジンに、クランク角センサ等のセンサ類を付設することは、コストの面からも難しい。

【0010】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、追加部品や改造をほとんど必要とすることなく既存の作業機用エンジンをそのまま用いて、作業用刃物に至る動力伝達経路に介装された遠心クラッチのストールの発生を確実に検知することのできる、費用対効果に優れた作業機用エンジンの制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成すべく、本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、「遠心クラッチのストール時には、膨張行程における回転速度と他の行程における回転速度との差が非ストール時より大きくなる」という知見を得た。これは、膨張行程では、混合気が一気に燃焼して膨張するのでピストンの押し下げ力が強く回転速度が速くなるのに対し、膨張行程に続く排気行程、吸気行程、圧縮行程では惰性で回転しているので回転速度は遅くなるが、刃物に草が絡まる等したクラッチストール発生時においては、その影響を、膨張行程よりそれに続く惰性で回転している排気行程、吸気行程、圧縮行程の方が受けやすいからと考えられる。

【0012】

本発明に係る作業機用エンジンの制御装置は、上記知見及びそれに基づく考察に立脚してなされたもので、作業用刃物に至る動力伝達経路に遠心クラッチが介装されるとともに、作業用回転数を一定に保つべく吸気系に機械式ガバナーが付設され、前記遠心クラッチのストール時には、膨張行程における回転速度と他の行程における回転速度との差が非ストール時より大きくなることを利用して、前記遠心クラッチがストールしたか否かを判定する制御部を備えることを特徴としている。

【0013】

好ましい態様では、前記制御部は、実質的に膨張行程と排気行程からなる１回転に要した時間長と、実質的に吸気行程と圧縮行程からなる１回転に要した時間長とを交互に計測するとともに、それらの時間長の差を順次求め、該時間長の差の絶対値が所定しきい値以上となることが連続して所定回数以上続いたとき、又は、前記時間長の差の絶対値が所定しきい値以上となることが所定時間以上継続したとき、前記遠心クラッチがストールしたと判定するようにされる。

【0014】

他の好ましい態様では、前記制御部は、実質的に膨張行程と排気行程からなる１回転に要した時間長から該１回転時における回転速度を換算するとともに、実質的に吸気行程と圧縮行程からなる１回転に要した時間長から該１回転時における回転速度を換算し、それら交互に換算された回転速度の差を順次求め、該回転速度の差の絶対値が所定しきい値以上となることが連続して所定回数以上続いたとき、又は、前記回転速度の差の絶対値が所定しきい値以上となることが所定時間以上継続したとき、前記遠心クラッチがストールしたと判定するようにされる。

【0015】

他の好ましい態様では、前記制御部は、前記遠心クラッチがストールしたと判定された後、作業者に前記遠心クラッチがストールしたことを知らせるため、点火制御により通常とは異なる運転音を連続して発生させるようにされる。

【0016】

更に好ましい態様では、前記制御部は、前記遠心クラッチがストールしたと判定された後、前記通常とは異なる運転音を連続して発生させるべく、混合気の点火を所定割合で行わない間引き運転を行うようにされる。

【0017】

更に好ましい態様では、前記制御部は、前記間引き運転として、前記作業機用エンジンが４回転する間に混合気の点火を一度だけ行う間引きモードセットを所定回数繰り返し行うようにされる。

【0018】

他の好ましい態様では、前記制御部は、前記間引き運転を所定回数分又は所定時間分行っても、アイドル運転モードへの切換動作が行われていないとみなせる場合には、前記作業機用エンジンを強制的に停止させるようにされる。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係る作業機用エンジンの制御装置では、既存の作業機用エンジンに追加部品や改造をほとんど必要とすることなく、また、既存の制御プログラムを若干改変しただけの極めて簡素な構成のもとで、遠心クラッチがストールしたことを確実に検出することができ、費用対効果に優れる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係る作業機用エンジンの制御装置の一実施形態が適用された畔草刈機の外観を示す図。

【図2】図１に示される畔草刈機における、車体下部に配在された作業用刃物を、車体を裏返して示す図。

【図3】図１に示される畔草刈機における、棹状ハンドルの上部に設けられた矩形枠状ハンドルにスロットルレバーを握り込んだ状態を示す図。

【図4】図１に示される畔草刈機におけるエンジン等の主要部を模式的に示す概略図。

【図5】図４に示されるエンジンの点火系の構成を概念的に示す機能ブロック図。

【図6】エンジンの回転速度を検出する際の説明に供される図。

【図7】図５に示されるコントローラのクラッチストール判定部が実行するクラッチストール判定ルーチン（処理内容）の一例を示すフローチャート。

【図8】図５に示されるコントローラの点火制御部が実行するクラッチストール解除ルーチン（処理内容）の一例を示すフローチャート。

【図9】クラッチストール判定に供されるエンジン回転数差ΔＮの変化としきい値を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態の一例を図面を参照しながら説明する。

【0022】

図１は、本発明に係る作業機用エンジンの制御装置の一実施形態が適用された畔草刈機の外観を示す図である。また、図２は、図１に示される畔草刈機における、車体下部に配在された作業用刃物を、車体を裏返して示す図、図３は、図１に示される畔草刈機における、棹状ハンドルの上部に設けられた矩形枠状ハンドルにスロットルレバーを握り込んだ状態を示す図である。また、図４は、図１に示される畔草刈機におけるエンジン等の主要部を模式的に示す概略図である。

【0023】

図示実施形態の作業機としての畔草刈機１は、車体２の前後左右に車輪５を備えた自走式で、車体２に対して、棹状ハンドル１１とその上部に設けられた矩形枠状ハンドル１２とからなる操作ハンドル１０が左右に旋回可能とされ、走行しながら平面に加えて斜面の草刈りも行えるようになっている。車体２の中央部の下側には、回転する左右一対の刃物（ナイフ、カッター等とも呼ばれる）７（図２）を覆うように幅広のカバー６が設けられ、車体２の中央部の上側には、リコイルスタータ２４付きエンジン（図示例では、空冷４ストロークエンジン）２０が縦置きで搭載されている。なお、左右一対の刃物７は草を相互に内方に巻き込むように刈り込んで、進行方向後側にはき出すようになっている。

【0024】

エンジン２０の下側には、その動力を減速などして車輪５や刃物７に伝達及び遮断するための動伝機構部３（図２及び図４）が設けられている。動伝機構部３の上部には、図４に模式的に示されているように遠心クラッチ４が配在されている。遠心クラッチ４は、エンジン２０から刃物７に至る動力伝達経路に介装されており、エンジン２０側のクラッチシュー等のドライビングユニットと刃物７側のクラッチドラムとで構成されている。動伝機構部３内には、遠心クラッチ４のクラッチドラム側に、所定の配列態様で、減速ギア、シフトフォーク、車輪５（走行）用クラッチ、刃物７用ベルトテンションクラッチ等が配在されている。

【0025】

動伝機構部３内のクラッチ等を操作するため、棹状ハンドル１１の上部にはパネル１３が設けられている。該パネル１３や棹状ハンドル１１の上部等には、刃物７への動力伝達を断接するための刃物用レバー１４等のワイヤ引張式のレバー類が設けられるとともに、エンジン停止スイッチ１８が設けられている。このエンジン停止スイッチ１８がＯＮにされると、その情報が後述するコントローラ５０に入力され、コントローラ５０は、点火コイルの一次側（一次コイル３１）を短絡させるなどして点火（火花放電）させないようにする。これにより、エンジン２０が停止する。

【0026】

また、矩形枠状ハンドル１２には、エンジン２０の気化器２５のスロットル弁２６（図４）を開閉操作するためのスロットルレバー１５（主クラッチレバーとも呼ばれる）が回動可能に設けられている。このスロットルレバー１５を図３に示される如くに作業者が手指で矩形枠状ハンドル１２（の上辺部）に合わせるように握り込むと、スロットル弁２６が作業用開度（略全開）まで開かれ、作業者が手指を離すと根元に設けられた復元ばねにより元の矩形枠状ハンドル１２（の上辺部）から離れた位置に戻り、このときは、スロットル弁２６がアイドル開度（略全閉）に戻される。

【0027】

一方、エンジン２０は、図４に示される如くに、その上部に、エアクリーナ２３、スロットル弁２６を内蔵した気化器２５が設けられ、気化器２５におけるスロットル弁２６の下側（換言すれば、吸気系）には、作業用回転数及びアイドル回転数を一定に保つべく機械式ガバナー２７が設けられている。

【0028】

この機械式ガバナー２７は、その仕組みはよく知られたもので、気化器２５のスロットル弁２６をガバナースプリングで開く方向に付勢するとともに、エンジン２０の回転によって生じるガバナーウエイトの遠心力をスロットル弁２６を閉じる方向に働かせ、これをバランスさせることにより、任意の回転数（作業用回転数、アイドル回転数）に安定させようとするものである。なお、本実施形態のエンジン２０では、一例として、作業用回転数が６０００（ｒｐｍ）前後、アイドル回転数が２３００（ｒｐｍ）前後、遠心クラッチ４のクラッチイン回転数が３５００（ｒｐｍ）前後となっている。

【0029】

一方、本実施形態のエンジン２０には、フライホイールマグネト方式の点火系が設けられている。この点火系は、フライホイール２８に配設されたマグネット２９と、シリンダ２１に配設された点火コイルユニット３０と、シリンダ２１の頂部に設けられた点火プラグ３７とを備えている。詳細には、フライホイール２８の外周部の所定位置には、扇形のマグネット２９がその外周側端面を露出させた状態で嵌め込まれて固定され、シリンダ２１におけるフライホイール２８の外周には、前記マグネット２９と対面し得るように、点火コイルユニット３０が配設されている。

【0030】

点火コイルユニット３０は、その構成自体はよく知られたもので、シリンダ２１とは反対側の面に絶縁体を介して取着された制御装置としての制御回路基板４０を備えている。制御回路基板４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路等で構成されたマイクロコンピュータが搭載されるとともに、スイッチング素子、小型小容量のバッテリ（電源）として機能するコンデンサ、ダイオード、抵抗器、端子等の他の必要な電子部品が実装されている。この制御回路基板４０は、図５に機能ブロックで示される如くの、点火制御等を行う、制御部としてのコントローラ５０と、点火コイルとして一次コイル３１（発電コイル）及び二次コイル３２を有する点火出力部３５を含んで構成されている。

【0031】

このような構成の点火系では、図５に示される如くに、フライホイール２８に設けられたマグネット２９が点火コイルユニット３０を横切る際に一次コイル３１にパルス電圧が誘起される。誘起されたパルス電圧は、コントローラ５０の誘起電圧処理部５１で点火用の主電圧分と回転速度計測等に用いられる副電圧分とに分圧される。主電圧分は点火出力部３５（のコンデンサ）に供給され、副電圧分は回転信号として波形整形部５３に供給される。点火出力部３５に供給された電圧（電力）は、点火用だけでなく、制御回路基板４０のＣＰＵ等の駆動用電源としても利用される。

【0032】

前記主電圧分が供給される点火出力部３５では、エンジン回転速度に対応した時期（基準点火時期）に、コンデンサに放電させて二次コイル３２に瞬間的に高電圧を発生させ、この高電圧をケーブルを介して点火プラグ３７に印加することによりプラグギャップ間で火花放電させて、クランク軸２２の回転に同期した点火を行うようになっている。

【0033】

そして、本実施形態では、前記コントローラ５０は、前述したように、「遠心クラッチ４のストール時には、膨張行程における回転速度と他の行程における回転速度との差が非ストール時より大きくなる」ことを利用して、遠心クラッチ４がストールしたか否かを判定するようにされる。また、前記コントローラ５０は、クラッチストール発生（判定）後は、該クラッチストール状態から速やかに脱するようにすべく、前記基準点火時期から進角・遅角させる点火時期の制御の他、点火コイルの一次側を短絡させるなどして点火（火花放電）させないようにする失火制御や間引き制御等の点火制御を行うようになっている。

【0034】

以下、制御回路基板（作業機用エンジンの制御装置）４０の主要部を構成するコントローラ（制御部）５０の制御処理内容を図５～図９を参照しながら説明する。

【0035】

前記コントローラ５０は、図５に示される如くの、誘起電圧処理部５１、波形整形部５３、パルス間隔（周期）計測部５４、エンジン回転数算出部５５、クラッチストール判定部５６、点火制御部５７で構成されている。

【0036】

誘起電圧処理部５１から前記副電圧分（パルス電圧信号）が供給される波形整形部５３では、パルス電圧信号を図６に示される如くの矩形パルス信号（回転信号）に整形してパルス間隔（周期）計測部５４に送る。

【0037】

ここで、一次コイル３１から誘起されるパルス電圧は、もともと点火用の信号なので、上死点の少し手前で発生するようにされており、パルス間隔（周期）計測部５４に送られる矩形パルス信号の後端縁のクランク角度位置は、上死点前の例えば３０°程度とされる。なお、本実施形態のエンジン２０は、４ストロークエンジンであるので、吸気、圧縮、膨張、排気の４行程、つまりエンジン（クランク軸）２回転で一燃焼サイクルを構成し、矩形パルス信号は、一燃焼サイクル中において圧縮上死点前と排気上死点前の２回、相互に３６０°（１回転分）離れて出現する。そのため、該矩形パルス信号により、一燃焼サイクル（２回転）を、実質的に膨張行程と排気行程とからなる１回転と、実質的に吸気行程と圧縮行程とからなる１回転とに分けることができ、これをクラッチストールの検出判定に用いる。

【0038】

なお、本実施形態のエンジン２０では、上記説明からもわかるように、点火出力部３５には、一次コイル３１に誘起されたパルス電圧が圧縮上死点前と排気上死点前の２回供給され、混合気の点火が行われる圧縮上死点前だけでなく、排気上死点前でも二次コイル３２に瞬間的に高電圧を発生させて点火プラグ３７に火花放電させるようになっている。

【0039】

一方、波形整形部５３から矩形パルス信号が送られるパルス間隔（周期）計測部５４では、パルス信号のパルス間隔（時間的間隔）を周期Ｔａ（実質的に膨張行程と排気行程からなる１回転に要した時間長）、Ｔｂ（実質的に吸気行程と圧縮行程からなる１回転に要した時間長）として計測してエンジン回転数算出部５５及びクラッチストール判定部５６に順次送る。エンジン回転数算出部５５は、パルス間隔（周期）計測部５４から送られてくる周期Ｔａ、Ｔｂの複数回分（例えば４回分）の平均値を算出して、それをエンジン回転数に換算して点火制御部５７に送る。

【0040】

パルス間隔（周期）計測部５４から周期Ｔａ、Ｔｂが送られてくるクラッチストール判定部５６では、時間的に隣り合う前回周期と今回周期との時間長差（Ｔａ－Ｔｂ、Ｔｂ－Ｔａ）の絶対値｜Ｔａ－Ｔｂ｜、｜Ｔｂ－Ｔａ｜を順次求める。

【0041】

ここで、前述したように、周期Ｔａは、混合気が一気に燃焼して膨張する膨張行程を含んでいるので周期Ｔｂより短くなり、それらの時間長差の絶対値｜Ｔａ－Ｔｂ｜、｜Ｔｂ－Ｔａ｜は、クラッチのストール時の方が、非ストール時より大きくなる。これを利用して、クラッチストール判定部５６は、クラッチストールが発生したか否かを判定する。

【0042】

かかるクラッチストール判定部５６が実行するクラッチストール判定ルーチン（処理内容）の一例を図７のフローチャートを参照しながらより詳しく説明する。

【0043】

このクラッチストール判定ルーチンは、リコイルスタータ２４によりエンジン２０が回転し始めたときにスタートし、所定周期で繰り返し実行される。スタート後、ステップＳ７１において、前述したパルス間隔（周期）計測部５４において説明した如くにして、パルス信号のパルス間隔（時間的間隔）を計測し、続くステップＳ７２において、時間的に隣り合う前回周期Ｔ_ｎ－１と今回周期Ｔ_ｎとの時間長差（Ｔ_ｎ－１－Ｔ_ｎ）の絶対値ΔＴ（＝｜Ｔ_ｎ－１－Ｔ_ｎ｜）を順次求める。

【0044】

続くステップＳ７３では、時間長差の絶対値ΔＴがしきい値Ｔｔｈ以上か否かを判断する。ΔＴがしきい値Ｔｔｈ以上である場合には（Ｓ７３：Ｙｅｓ）、ΔＴがしきい値Ｔｔｈ以上となった回数をカウントすべく、続くステップＳ７４において、前回のカウント値Ｋに１を加算して今回のカウント値Ｋとする。

【0045】

続くステップＳ７５では、カウント値Ｋがしきい値Ｋｔｈ（例えば２００）以上か否かを判断する。カウント値Ｋがしきい値Ｋｔｈ未満の場合は（Ｓ７５：Ｎｏ）、元に戻り、カウント値Ｋがしきい値Ｋｔｈ以上の場合には（Ｓ７５：Ｙｅｓ）、クラッチストールが発生したと判定し、ステップＳ８０のクラッチストール発生後制御（図５の点火制御部５７による、図８のフローチャートに示されるクラッチストール解除ルーチン）に移行してこのルーチンを終了する。

【0046】

また、ステップＳ７３で時間長差の絶対値ΔＴがしきい値Ｔｔｈ以上ではないと判断された場合には（Ｓ７３：Ｎｏ）、ステップＳ７７でカウント値Ｋが１以上か否かを判断する。カウント値Ｋが１以上である場合には（Ｓ７７：Ｙｅｓ）、カウント値Ｋがしきい値Ｋｔｈ（例えば２００）に達する前にΔＴがしきい値Ｔｔｈ未満になったので、クラッチストールは発生してないと判断して、ステップＳ７８でカウント値Ｋをリセットして元に戻る。

【0047】

ここで、図９に、時間長差の絶対値ΔＴをエンジン回転数（回転速度）差ΔＮに換算して、作業時において遠心クラッチ４が非ストール状態にあるときからストール状態になったときの回転数差ΔＮの変化の一例が示されているように、回転数差ΔＮは、非ストール時には５０～１００（ｒｐｍ）であるのに対し、ストール時には１５０（ｒｐｍ）を超えるので、本例では、しきい値Ｎｔｈ（しきい値Ｔｔｈから換算）を１２５（ｒｐｍ）に設定している。本例では、回転数差ΔＮ（＝｜Ｎ_ｎ－１－Ｎ_ｎ｜）がこのしきい値Ｎｔｈを超えて（時点ｔ１）からカウント値Ｋがしきい値Ｋｔｈ（例えば２００）以上となってクラッチストールが発生したと判定される（時点ｔ２）までの時間は、約２～３秒程度とされる。

【0048】

次に、図５のクラッチストール判定部５６において、クラッチストールが発生したと判定された場合には、その旨を点火制御部５７に送る。点火制御部５７では、クラッチストール発生後に速やかにクラッチストール状態を解除するべく、図８のフローチャートで示される如くの処理内容のクラッチストール解除ルーチンを行う。

【0049】

すなわち、図８に示される点火制御部５７が実行するクラッチストール解除ルーチンは、エンジン２０が起動したときにスタートし、所定周期で繰り返し実行される。スタート後、ステップＳ８１において、前述したエンジン回転数算出部５５で算出されたエンジン回転数（実回転数）を読み込み、続くステップＳ８２で、実回転数がアイドル回転数より若干高い２４００（ｒｐｍ）から４５００（ｒｐｍ）の範囲内にあるか否かを判断する。実回転数が２４００～４５００（ｒｐｍ）の範囲内にある場合には（Ｓ８２：Ｙｅｓ）、クラッチストール状態にあるので、ステップＳ８３に進む。

【0050】

ステップＳ８３では、前記したエンジン回転速度に対応した基準点火時期より１０°ＣＡ程度遅角させて、２回転連続で点火を行い、続く２回転連続で点火コイルの一次側を短絡させるなどして失火させる間引き運転（間欠点火）を行い、出力を低下させて実回転数を下げる制御を行う。なお、前述したように本実施形態のエンジン２０では、圧縮上死点前だけでなく、排気上死点前でも点火プラグ３７に火花放電（空点火）させるようになっているので、実際に混合気に点火されるのは４回転に１回だけである。この４回転に１回の点火を１セット（間引きモードセットと称する）として、条件（ａ）実回転数が２４００～４５００（ｒｐｍ）の範囲外となる（Ｓ８２：Ｎｏ）、及び、条件（ｂ）エンジン停止スイッチ１８がＯＮされる（Ｓ８５：Ｙｅｓ）、ことを満たさない限り、予め設定したセット数しきい値Ｍｔｈ（例えば３２セット）完了するまで間引き運転を行う（ステップＳ８４～Ｓ８６、Ｓ８１～Ｓ８３）。

【0051】

ここで、上記のような間引き運転を行うと、エンジン２０に通常時とは異なる運転音、具体的には物をたたく打音のような音が連続して発生するので、前記した間引きモードセットを何セットか（換言すれば、所定回数）行えば（通常は８セット程度行えば）、作業者がクラッチストールが発生したことに気づくと思われる。作業者がクラッチストールが発生していることに気づき、スロットルレバー１５を握っている状態から解放すれば、スロットル弁２６がアイドル開度（略全閉）に戻され、実回転数がアイドル回転数の２３００（ｒｐｍ）前後に戻されるので、クラッチストール状態が解除される。

【0052】

また、作業者がスロットルレバー１５を握ったまま、刃物用レバー１４を操作して刃物７への動力伝達を絶つと、刃物７側がエンジン２０側から切り離されるので、クラッチストール状態が解除され、実回転数が前記４５００（ｒｐｍ）を超えるものとなる。

【0053】

図８のフローチャートのステップＳ８２において、クラッチストール発生後に、前記のようにスロットルレバー１５や刃物用レバー１４が操作されて実回転数が２４００～４５００（ｒｐｍ）の範囲外となった場合には（Ｓ８２：Ｎｏ）、クラッチストールが解除されたとみなして、エンジン２０を停止させることなく、ステップＳ９１に進み、後述するステップＳ８４でセットされる間引きモードセット実行回数Ｍが１以上か否かを判断する。間引きモードセット実行回数Ｍが１以上でない場合には（Ｓ９１：Ｎｏ）、そのままこのルーチンを終了し、間引きモードセット実行回数Ｍが１以上である場合には（Ｓ９１：Ｙｅｓ）、Ｍがセット数しきい値Ｍｔｈ（例えば３２）以上となる前にクラッチストールが解除されたとみなして、ステップＳ９２でＭをリセットして、ステップＳ９５に進む。

【0054】

ステップＳ９５では、前記したエンジン回転速度に対応した基準点火時期より１０°ＣＡ程度進角させて４回転連続で点火を行い、その後、通常の制御に移行する（ステップＳ９９）。

【0055】

前記ステップＳ８３に続いてステップＳ８４では、前記した間引きモードセットを行った回数をカウントすべく、前回の間引きモードセット実行回数Ｍに１を加算して今回の間引きモードセット実行回数Ｍとする。

【0056】

また、ステップＳ８５において、エンジン停止スイッチ１８がＯＮか否かを判断し、エンジン停止スイッチ１８がＯＮである場合には（Ｓ８５：Ｙｅｓ）、ステップＳ９０に進む。また、エンジン停止スイッチ１８がＯＮでない場合には（Ｓ８５：Ｎｏ）、ステップＳ８６で、間引きモードセット実行回数Ｍがセット数しきい値Ｍｔｈ（例えば３２）以上か否かを判断する。Ｍがセット数しきい値Ｍｔｈ（例えば３２）以上でない場合には（Ｓ８６：Ｎｏ）、元に戻り、Ｍがセット数しきい値Ｍｔｈ（例えば３２）以上になった場合には（Ｓ８６：Ｙｅｓ）、アイドル運転モードへの切換動作が行われていないとみなせるので、ステップＳ９０に進んで、点火コイルの一次側を短絡させるなどして点火（火花放電）させないようにして、エンジン２０を強制的に停止させる。

【0057】

以上で説明したように、本実施形態の制御回路基板（作業機用エンジンの制御装置）４０（のコントローラ（制御部）５０）では、追加部品や改造をほとんど必要とすることなく既存の作業機用エンジン２０に通常備えられるフライホイールマグネト方式の点火系から得られる点火用のパルス電圧信号を回転信号として用いて、既存の制御プログラムを若干改変しただけの極めて簡素な構成のもとで、遠心クラッチ４がストールしたことを確実に検出することができ、費用対効果に優れる。

【0058】

また、クラッチストールが発生したことを、警告ランプや警報器等を用いることなく、混合気の点火を所定割合で行わない間引き運転を行って、通常とは異なる打音等の運転音を連続して発生させることによって作業者に知らせるようにされるので、この点からも追加部品や改造を必要せず、費用対効果に優れる。

【0059】

上記のように、クラッチストールを確実に検出することができるとともに、クラッチストールが発生したことを作業者に知らせることができるので、クラッチストール状態から速やかに脱出することができるとともに、保守点検も容易となり、さらに、クラッチシューやクラッチドラムの磨耗が低減されて動力伝達に支障を来すことがないようにでき、その結果、信頼性が向上するとともに、遠心クラッチ、ひいては作業機の製品寿命を長くすることができる。

【0060】

なお、上記実施形態においては、クラッチストールが発生したか否かを、前回周期と今回周期との時間長差（Ｔａ－Ｔｂ、Ｔｂ－Ｔａ）の絶対値｜Ｔａ－Ｔｂ｜、｜Ｔｂ－Ｔａ｜に基づいて判定するようにされているが、周期Ｔａ、Ｔｂから回転速度を算出・換算して、この回転速度の差の絶対値に基づいて判定するようにしてもよい。

【0061】

また、上記実施形態においては、周期の時間長差（回転速度差）の絶対値が所定しきい値以上となることが連続して所定回数以上続いたとき、遠心クラッチ４がストールしたと判定するようにされているが、それに限られることはなく、周期の時間長差（回転速度差）の絶対値が所定しきい値以上となることが所定時間以上継続したとき、前記遠心クラッチ４がストールしたと判定するようにしてもよい。

【0062】

また、上記実施形態においては、クラッチストールが発生したか否かを、周期の時間長差（回転速度差）に基づいて判定するようにされているが、例えば回転速度の差を利用して比率等に置き換えて判定するようにしてもよい。

【0063】

また、上記実施形態においては、作業機として畔草刈機を例示したが、作業機は、それに限られることはなく、芝刈り機や刈払機等であってもよい。

【符号の説明】

【0064】

１ 畔草刈機（作業機）
２ 車体
３ 動伝機構部
４ 遠心クラッチ
５ 車輪
６ カバー
７ 作業用刃物
１０ 操作ハンドル
１１ 棹状ハンドル
１２ 矩形枠状ハンドル
１３ パネル
１４ 刃物用レバー
１５ スロットルレバー
１８ エンジン停止スイッチ
２０ 作業機用エンジン
２１ シリンダ
２２ クランク軸
２３ エアクリーナ
２４ リコイルスタータ
２５ 気化器
２６ スロットル弁
２７ 機械式ガバナー
２８ フライホイール
２９ マグネット
３０ 点火コイルユニット
３１ 一次コイル
３２ 二次コイル
３５ 点火出力部
３７ 点火プラグ
４０ 制御回路基板（作業機用エンジンの制御装置）
５０ コントローラ（制御部）
５１ 誘起電圧処理部
５３ 波形整形部
５４ パルス間隔（周期）計測部
５５ エンジン回転数算出部
５６ クラッチストール判定部
５７ 点火制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】