JP6659701B2 - 内燃機関を安全に始動する組立体及び方法 - Google Patents

Description

好ましい実施形態は、概して内燃機関に関し、より詳細には、起動状態下で、機関の回転数を対応するクラッチのクラッチイン回転数より下に制限する方法及び組立体に関する。

内燃機関を有する、限定するものではないがチェーンソー、カッター工具及び芝トリマなどの多目的の手持ち式作業装置が周知である。これらのタイプの装置はそれぞれ、内包する機関（エンジン）によって作動回転数に至らせるチェーン又は切刃などの作業組立体を有する。作業組立体はしばしば作業者のすぐ近くにあるため、接触の危険性及び思いがけない怪我の発生が存在する。したがって、そうした装置はしばしば組立体に対して、機械的な保安ブレーキを、例えば作動に作用させるために作業者が握って係合を有効にする必要がある他の安全設備とともに搭載している。

これらのタイプの装置は、機関が或る回転数又はクラッチイン回転数を超えるとき、作業組立体と係合する遠心クラッチを通常搭載する。通常の作動では、機関回転数がクラッチイン回転数より下に低下すると工具が回転しないため、クラッチは安全性を向上させる。したがって、身体的な怪我の危険性は有意に低減する。

これらの装置は、典型的に、効率的な起動を保証するために、絞り弁を開始位置に位置させた状態で始動するが、これを時折ファーストアイドルと称する。弁の位置によっては、より多くの空気が機関に流れ込んで、機関回転数を、クラッチが作業組立体と係合するクラッチイン回転数よりも上に即座に上昇させる。このことは、作業者が作業者マニュアルにいつも従うとは限らず、安全な予防策を無視することがあり、そのため機関始動時に機械的ブレーキ（又は意図された保護をもたらす他の安全設備）をつながないという理由から、危険性を呈する可能性がある。さらにまた、始動して直ぐに機関回転数が急上昇するため、作業者が作業組立体（例えば、チェーン刃）の準備を整えて作業を開始する前に、クラッチイン回転数に達することとなる。

いくつかの好ましい実施形態は、機関駆動で回転するカッター機器などである連動した作業組立体の不用意な発動を回避するために、対応する装置の起動運転中の機関回転数を制限することを提供することができる。この点で、例えば、いくつかの実施形態は、起動の際に機関に供給される点火火花又は燃料を、特に機関の回転数が閾値レベルより高いときには、省略又は制限することを提供するものである。この制限機能は、作業者側での故意による動作が行われると、そのとき停止する。

１つの好ましい実施形態では、内燃機関を提供する。内燃機関は、燃料及び空気の混合物が供給される燃焼室と、上記燃焼室に近接して配設されて火花を生成することによって上記混合物に点火するものであって、上記混合物の点火が機関のクランク部に動作可能に連結されたピストンを駆動する点火プラグと、燃料弁及び絞り弁を含む燃料供給システムであって、上記燃料弁は交互に開放又は閉鎖して上記混合物への燃料供給を制御し、かつ、上記絞り弁は上記混合物への空気供給を制御するように調節可能である燃料供給システムと、上記絞り弁の位置を判断するように構成された絞り弁位置センサと、機関回転数を判断するように構成された回転数センサと、上記燃料弁及び上記点火プラグの作動を制御するように構成される電子制御部とを含むことができる。上記電子制御部は、機関の起動において上記絞り弁位置センサによって判断されるような上記絞り弁の第１の位置に対応して回転数制限動作を開始するように構成することができ、上記回転数制限動作は、上記絞り弁が上記絞り弁の第１の位置から移動するまで機関回転数を所定の回転数より下に維持する。

別の好ましい実施形態では、チェーンソーなどの手持ち式燃焼機関駆動の動力工具を提供する。その動力工具は、カッター作業を行うように構成される作業組立体と、クラッチにより上記作業組立体に動作可能に連結されて、上記作業組立体に動力を与える内燃機関とを含むことができる。内燃機関は、燃料及び空気の混合物が供給される燃焼室と、上記燃焼室に近接して配設されて火花を生成することによって上記混合物に点火するものであって、上記混合物の点火が機関のクランク部に動作可能に連結されたピストンを駆動する点火プラグと、燃料弁及び絞り弁を含む燃料供給システムであって、上記燃料弁は交互に開放又は閉鎖されて上記混合物への燃料供給を制御し、かつ、上記絞り弁は上記混合物への空気供給を制御するように調節可能である燃料供給システムと、上記絞り弁の位置を判断するように構成された絞り弁位置センサと、機関回転数を判断するように構成された回転数センサと、上記燃料弁及び上記点火プラグの作動を制御するように構成された電子制御部とを含むことができる。上記電子制御部は、機関の起動において上記絞り弁位置センサが判断するような上記絞り弁の第１の位置に対応して回転数制限動作を開始するように構成することができ、上記回転数制限動作は、上記絞り弁が上記絞り弁の第１の位置から移動するまで機関回転数を所定の回転数より下に維持する。

別の好ましい実施形態では、内燃機関を制御する方法を提供する。その方法は、機関の起動において、絞り弁の動作範囲内で上記絞り弁の第１の位置を判断することと、上記絞り弁の上記第１の位置に応じて、上記機関の起動において回転数制限動作を開始することと、機関回転数を監視することと、上記動作範囲内で上記絞り弁の位置を監視することと、上記絞り弁が上記第１の位置から移動するまで上記機関の回転数を所定の回転数より下に維持することとを含むことができる。

この特許出願の発明者は、慎重かつ洞察力を伴った検討の結果、通常用いられる絞り弁センサを利用して、現在の回転数及び現在の絞り弁レベルに与えられるべき燃料の量を図示する（map）角度表示を提供することと、これを点火制御と組み合わせることを実現することとにより、作業工具が回転し始める特定の回転数を超えないように、機関の回転数を制御及び制限することが可能であるということに想到した。それによって、機関の既存の部分を利用するだけで、複雑なクラッチ組立体を必要とすることのない、安全な始動機構を提供することができる。この方法はまた、作業者にとって制御が極めて単純である。

それによって、本明細書における教示は、本発明は安価で実施しやすいという優れた利点をもたらす。

このように、通常の用語で本発明を説明したが、ここで、添付の図面に言及することとするが、添付の図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。

図１Ａは、例示実施形態による内燃機関の概略図を示す。

図１Ｂは、例示実施形態による内燃機関の概略図を示す。

図１Ｃは、例示実施形態による内燃機関を有する手持ち式動力工具の概略図を示す。

図１Ｄは、例示実施形態による制御部設備の概略図を示す。

図２は、例示実施形態に係る気化器型燃料供給システムを示す。

図３Ａは、例示実施形態による絞り弁位置センサの斜視図を示す。 図３Ｂは、例示実施形態による絞り弁位置センサの側面図を示す。

図４は、例示実施形態に係る絞り弁の起動モードの範囲を示す。

図５は、例示実施形態に係る絞り弁の起動モードの範囲を示す。

図６は、例示実施形態に係る絞り弁の起動モードの範囲を示す。

図７は、例示実施形態に係る絞り弁の起動モードの範囲を示す。

図８は、例示実施形態による内燃機関の制御方法を示す。

ここで、いくつかの例示実施形態を添付の図面を参照しながら以降さらに詳しく説明することとするが、いくつかであって、例示実施形態の全てを示しているものではない。実際に、ここで説明し、描いた例は、本開示の範囲、適用性又は構成を限定するものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示実施形態は、この開示が、適用可能な法的な要件を満たすこととなるように提供される。同じ参照符号は、全体を通して同じ要素を指す。また、本明細書で用いる場合、用語“ｏｒ（又は）”とは、論理演算子の演算数のうち１つ又は複数が真であるときはいつでも真の結果となる論理演算子として解釈されるべきである。本明細書で用いる場合、動作可能に連結とは、直接的又は間接的な接続に関し、いずれの場合でも、互いに動作可能に連結されている構成要素の機能的な相互接続を可能にする接続に関すると理解されたい。

上記したように、いくつかの例示実施形態は、起動における機関回転数を、作業組立体を駆動する、遠心クラッチのクラッチイン回転数より下に制限する制御部を用いる内燃機関を提供しうる。例示実施形態は、手持ち式動力工具の一例である手持ち式チェーンソーとともに用いられうるクランク室圧縮内燃機関の説明を示し記載することとするが、例示実施形態は、ヘッジカッター、動力カッター、ポールソー、ヘッジトリマ、トリマ、刈払機などの他の同様の装置及び／又は他の手持ち式動力工具の機関とともに実施されてもよいということを認識されたい。

図１Ａは、２ストローク内燃機関１の概略図を示す。しかしながら、例示実施形態はまた、異なるタイプの内燃機関（例えば、４ストローク内燃機関）とともに実施されてもよい。図１の機関１は、クランク室圧縮であり、例えば、空気３と燃料供給システム２０（例えば、気化器又は低圧燃料噴射システム）からの燃料との混合物４０が、機関クランク室に引き込まれる。混合物４０は、クランク室から、１つ又はいくつかの圧縮通路１４を通って機関燃焼室４１まで運ばれる。機関燃焼室４１は、圧縮された空気燃料混合物に点火する点火プラグ５０が設けられている。排気４２は、排気口４３を介して、かつ、消音器１３を介して排出されうる。

機関１はまた、カウンターウェイトとともに設けられるクランク部１２に連接棒１１を介して装着されるピストン６を含みうる。図１Ａにおいてピストン６は、流入口４４、排気口４３の両方を通り、かつ、圧縮通路１４を通る流れを可能にする、中間位置を表示（assume）している。シリンダー５への流入通路２１の口を、流入口４４と呼びうる。したがって、流入通路２１はピストン６により閉鎖することができる。流入通路２１の開閉により、通路内部で流速及び圧力に変化をつけることができる。燃料供給システム２０が気化器である場合に、これらの変化は、供給される燃料の量に大きく影響する。気化器が有する燃料フィード圧は微々たるものであるため、気化器の燃料フィード量が、流入通路２１における圧力変化により完全に影響を受ける。供給される燃料量は、流入通路２１の開閉に基づいて流入通路２１内部の流速及び圧力を変化させることによって影響を受けると考えることができる。クランク室圧縮２ストローク機関又はクランク室圧縮４ストローク機関のクランク室は、多量の燃料を保持し、その結果として均らしリザーバー（leveling reservoir）として機能することが可能であるため、回転ごとに燃料供給を調節する必要がない。その代わりに、一回転における燃料供給の調節は、その後の回転に影響しうる。

図１Ｂは、例えば図１Ａの機関である機関１の概略ブロック図を示す。機関１は、機関１の作動を制御する制御部１００を備える。制御部は、燃料供給システム２０及び／又は火花点火装置５０などの機関１の様々な構成要素及び／又は他の様々な構成要素と接続する。制御部１００は、１つ又は複数の電子制御部（ＥＣＵ）を備えてよく、１つ又はいくつかの構成要素をそれぞれ制御するように配置されてもよい。このように、機関分野の当業者にとって公知であるように、機関１の制御は局所的に分散してよい。以下の記載においては、作動は、中央処理装置か又は分散処理装置かのいずれで制御されているかによる差はないものとし、別の分散処理装置と連携してもよい。例えば本明細書に係る方法は、第１の電子制御部によって部分的に実施及び実行することができ、また第２の電子制御部によって部分的に実施及び実行することができるものであって、第１及び第２の電子制御部は互いに補い合い、両者は同じ制御部の一部であると考えられる。例えば制御部１００は、燃料供給システム２０を制御する１つのＥＣＵと、火花点火システム５０を制御する別のＥＣＵとを備えることができ、あるいは制御部１００は、燃料供給システム２０及び火花点火システム５０の両方を制御する１つのＥＣＵを備えることができる。あるいは又は加えて、制御部は、燃料供給システム２０及び火花点火システム５０の両方を制御する１つのＥＣＵを備えることができるものであって、１つのＥＣＵは、他のＥＣＵからの命令又はデータを受信する。当業者にとっては明らかであるように、多くの組み合わせが存在し、さらなる詳細は本明細書では与えないものとするが、様々なＥＣＵを概して制御部１００と呼ぶこととする。また、例えば機関の回転数を監視するために、他のＥＣＵを利用してもよい。このように制御部は、機関の回転数、燃料供給システム及び点火モジュール又はシステムを監視及び／又は制御するように配置されている。

１つ又は複数の制御部１００は、どの処理装置がどの動作を実行するかに違いが生じない、１つ及び同一の制御部１００と以降呼ぶこととする。タスクの実行は制御部間で分割できるものであって、制御部は、データ及び／又は、タスクを実行するための命令を交換することとなるということに留意されたい。例えば、点火システムの電子部（図１Ｄにおける１００Ｂを参照）などの１つの処理装置が機関回転数を監視し、燃料供給システムの電子部（図１Ｄにおける１００Ａを参照）などの燃料供給システムを規制するある処理装置に対して上記１つの処理装置のデータを送る場合、これらの処理装置の動作は、制御部１００でなされたと呼ぶこととし、このようにして制御部１００は、機関の回転数を監視する処理装置と燃料供給システムを規制する処理装置との両方を備える。

しかしながら、述べたように、図１Ｄは燃料供給電子制御部（ＥＣＵ）１００Ａがどのように点火システム電子制御部１００Ｂに接続しうるかの例を示す。明らかであるように、接地線１０２及び多目的通信線１０１の２本の線を介して燃料供給ＥＣＵ１００Ａが点火システムＥＣＵ１００Ｂと接続している。多目的通信線１０１は、燃料供給を規制するため、燃料供給システムに現在の回転数を伝えるために用い、本明細書に開示したような回転数に基づいて回転を制限する機能を含んでもよい。さらに又はあるいは、多目的通信線１０１は、点火を規制するため、燃料供給システムに絞り弁角度を伝えるために用いられ、本明細書に開示したような絞り弁角度に基づいて回転を制限する機能を含んでもよい。図１Ｃは、図１Ａ及び１Ｂにあるような内燃機関を備えた、手持ち式動力工具を示す。この例では、動力工具をチェーンソーとして例示するが、本明細書における教示は、少数の例を挙げれば例えばヘッジカッター、ポールソー、トリマ及び刈払機などである他の動力工具とともに用いてもよい。動力工具２は、内部機関１（内部であるため見えない）と、絞り弁トリガー７が配置されるハンドル４とを備える。絞り弁トリガーは、絞り弁トリガー７が押される又は引かれると、絞り弁（図２の２３を参照）が絞り弁の角度を変えるような方法で、燃料供給システムの絞り弁（図２の２３を参照）と有効に連結する。

図２は、好ましい実施形態に係る気化器型燃料供給システム２０を示す。図２に示すように、燃料供給システム２０の気化器は、ベンチュリ２２を有する流入通路２１を含む。絞り弁２３は、チョーク弁２４とともに、流入通路２１内の絞り弁シャフト１９に回動可能に支持される。燃料供給システム２０の気化器はまた、燃料タンク２６から燃料を引く燃料ポンプ２５を含む。燃料ポンプ２５は、図１の機関１のクランク室が生成する圧力パルスにより駆動されうる、パルセーション制御（pulsation controlled）のダイアフラムポンプでありうる。燃料ポンプ２５は、針弁２７を介して、燃料調整器２９の燃料調整室２８に燃料を送達する。

燃料調整室２８は、ダイアフラム３０により大気圧と隔離されてよく、かつ、所定の燃料量を保持するように構成されてよい。燃料調整室２８からのダクト３１が、燃料弁３２と通じうる。燃料弁３２は、開放位置と閉鎖位置との間で動作する双安定バルブであってよい。燃料弁３２は、燃料調整室２８と、流入通路２１に通じる燃料ライン（３３及び３４）との間の相互接続を開放又は閉鎖することができる。燃料弁３２は、開放位置と閉鎖位置との間で、かつ同様に中間の位置で動作する連続バルブ又は可変バルブであってよい。このように、燃料弁は、燃料供給を制御するように配置される。燃料ラインのうち微細チャネル３３が、絞り弁２３の下流のアイドルノズル３５に通じうる。機関が作動する際の流入通路２１における圧力変化に起因して、燃料が、メインノズル３６及びアイドルノズル３５を通して燃料調整室２８から引かれる。燃料弁３２が閉鎖している場合、燃料を燃料調整室２８から引くことができない。絞り弁２３が閉鎖している場合、燃料はアイドルノズル３５及びメインノズル３６から引かれる。しかしながら、メインノズル３６への粗燃料ライン３４は、実質的にアイドルノズル３５への微細燃料ライン３３より大きいため、絞り弁全開で運転中に、アイドルノズル３５が燃料供給に与える影響はほんのわずかでありうる。

場合によってソレノイドで作動できる燃料弁３２は、制御部１００が制御しうる。制御部１００はまた、燃焼室４１内で混合物４０を点火する火花を加えるために、点火プラグ５０の作動を制御できる。このように、いくつかの実施形態では、制御部１００は点火制御装置でありうる。制御部１００は、例えば、１つの絞り弁位置センサ１０１（又は複数の絞り弁位置センサ１０１）からの絞り弁位置、１つの機関回転数センサ１０２（又は複数の機関回転数センサ１０２）からの機関回転数データ及び／又は１つの追加センサ１０３（又は複数の追加センサ１０３）からの入力などであるセンサ入力を受信することができる。追加センサ１０３は、温度センサ又はその他の好適なパラメータ測定センサでありうる。制御部１００はセンサ入力を用いて、燃料弁３２を開放するときもしくは閉鎖するときを決定することによりＡ／Ｆ比を制御してもよく、及び／又は、燃焼室４１内で混合物４０の点火のための火花を加えるタイミングを制御してもよい。この性能において、以下にさらに詳細に説明するように、制御部１００は、作業組立体の不用意な作動を防止するために起動における機関回転数を制限するために用いることができる。代替的な実施形態では、制御部１００は、混合物４０に火花を加えること及び点火タイミングを制御する独立した点火モジュールと通じる、機関管理の論理を含む制御モジュールとして機能することができる。以下にさらに詳細に説明するように、点火モジュールは、制御部１００のうちの構成要素か又は独立したＥＣＵかにかかわらず、起動モード及び通常モードの少なくとも２つの点火モードを有する。

通常モードでは、図３を参照しながら以下に開示するものであるように、絞り弁の現在の動作角度又は位置（すなわち、絞り弁がどの程度開放しているか）が制御部に提供されるように配置されている絞り弁を、主に適切な燃料供給を決定するために用いる。

しかしながら、この出願の中心である起動モードでは、絞り弁位置は、例えば絞り弁の動きを介した、意識的かつ故意による回転数の増加が影響を及ぼしているか否かを判断するためにも用いられる。このことは、制御部に対して、所定の閾値より下又はその周辺に機関の回転数を維持し、機関をうっかり吹かしてしまうことを防止することを可能にするために用いられ、それによって動力工具を意図的でなく始動することを防止するものであって、チェーンソーの例においては、少なくともチェーンソーがカッター工具として有効となりうる任意の回転数でチェーンを動かすことを防止することとなる、ということを意味する。

絞り弁位置は、絞り弁位置センサにより感知され、制御部（上述したようないくつかの電子制御部より成りうる）に提供されて、第１の領域（Ｃ＋／Ｃ−）又は第２の領域（Ｂ＋／Ｂ−）のいずれかの外側の位置に移動したということが感知されれば、制御部は、絞り弁の故意による発動が実行されたと判断することとなり、それ以降通常モードで作動することとなる。第１の領域（Ｃ＋／Ｃ−）は、現在の絞り弁位置周辺の領域として、起動の際に判断されうる。絞り弁位置がこの領域の外側に移動することは、絞り弁が故意に動かされているということを示唆する。一実施形態では、第１の領域は、弁の動作の全範囲のうちの５パーセントでありうる。一実施形態では、第１の領域は、弁の動作の全範囲のうちの３から１２パーセントの範囲でありうる。一実施形態では、第１の領域は、弁の動作の全範囲のうちの３から３０パーセントの範囲でありうる。一実施形態では、動作の全範囲に対する上記領域の相対的大きさ（relative size、割合）は、一方向への動きであるとして扱う（すなわち、Ｃ＝５％、３から１２％、３から３０％及び／又はＣ−＝−５％、−３から−１２％、−３から−３０％）。一実施形態では、動作の全範囲に対する上記領域の相対的大きさは、両方向への動きであるとして扱う（すなわち、Ｃ＋Ｃ−＝５％、３から１２％、３から３０％）。第２の領域（Ｂ＋／Ｂ−）は、設計者が設定することができ、その内側で起動モードが開始されるべきものである、絞り弁位置領域を示している。この第２の領域の外側の絞り弁位置で動力工具の機関を始動することによって、使用者は、使用者が即座に動力工具を使用するつもりであり、起動モードを必要としないということを示唆することができる。この場合、制御部は、起動モードを発動しないが、直接、通常モードで始動することとなる。

そのため、絞り弁位置センサ（燃焼機関における公知の実体である）は、適切な燃料供給を決定するため及び使用者の代理として回転数の増加が意図的であるかを判断するための両方である、２つの目的のために利用される。

一実施形態では、制御部はまた、起動モードを停止して通常モードに従って作動する前に、絞り弁位置が、第１及び第２の領域のいずれか又は両方の外側にあるかを判断するように構成されてもよい。このことは、絞り弁の発動が意図的であったということを確実にして、絞り弁の短い不用意な発動が工具を発動させることから守る。

この発明全体及び特にこれらの実施形態についてのさらなる詳細を、以下に詳細に与えることとする。

機関回転数データは、いくつかの異なる方法のいずれかを経て得ることができる。例えば、機関のクランクと同じ回転数で回転するフライホイールは、フライホイールの周囲に設けられる１つ又は複数の磁石を有しうる。磁石は、点火システムに対してだけでなく、制御部１００などの他の電子構成要素に対してエネルギーを供給するために用いることが可能であるが、フライホイールのうちの１つの磁石（又は複数の磁石）が静止検出部を通過するたびに検出されるように配置された静止検出部を備える機関回転数センサ１０２を有することによって機関回転数を監視するために用いることもできる。機関回転数センサ１０２の精度は、フライホイール上の磁石の数及び検出部の数によって決まりうる。例えば、１つの磁石及び１つの検出部を用いることにより、一回転にかかる時間を計測することが可能であり、かつ、２つの磁石及び１つの検出部を用いることにより、フライホイールの半回転にかかる時間を計測することが可能である。機関回転数をより短い間隔で測定するならば、磁石及び／又は検出部の数を増やすことができる。あるいは又は加えて、好ましい実施形態の精神及び範囲内で、機関回転数データを提供する他の方法を用いることができる。このように、制御部は、回転数を示すセンサ表示を受信するように構成される。

絞り弁位置データは、好ましくは、それぞれ斜視図及び側面図を示す図３Ａ及び３Ｂを含む図３に示す絞り弁位置センサ１０１を介して得る。磁力感知素子３２０は、燃料供給システム２０の静止部分に対して固定的な方式で搭載されるアナログホール素子（hall device）である。アナログホール素子３２０は、ホール素子３２１を介して磁束密度と釣り合う出力電圧を生成するように構成されるホール素子３２１を有する。アナログホール素子３２０は、温度変化などである異なった状況を補償するための集積回路を有することが可能である。可動部３４０は、実質的に円盤形状を有し、可動部３４０の中心が絞り弁シャフト１９に装着され、好ましくは静止部分（fixed portion）に対して垂直である方向に分極している２つの磁石３１０を有する。しかしながら、可動部３４０はもちろん例えば三角形形状を有する、又は、磁石３１０を１つのみか、もしくは２つより多い磁石３１０を設けるなど、異なって構成することが可能である。磁石３１０は、回転軸線から離間して可動部３４０に固定され、かつ、磁石３１０同士は、ほぼ７５度で離間される。また、２つの磁石３１０は、可動部３４０及び絞り弁シャフト１９の回転の大きさに対して実質的に釣り合う、ホール効果素子３２０のホール素子３２１を通る磁束密度を形成するように、互いに対して反対方向に分極されている。その結果として、アナログホールセンサ３２０が、絞り弁シャフト１９及び絞り弁２３の回転の大きさに対して、ほぼリニアである出力電圧を生成する。この種のホール効果素子３２０によれば、絞り弁２３の動作範囲内で絞り弁２３の位置の正確な値を判断することが可能である。そのため、絞り弁位置データは、それに基づいて絞り弁の位置を判断することが可能であるそうした出力電圧、それに基づいて絞り弁の位置を判断することが可能である中間結果又は判断した絞り弁の位置のいずれかを含むことができる。

いくつかの実施形態では、機関回転数制限動作は、機関の点火タイミングを変更することによって適用することができる。点火タイミングの変更は、機関１の起動における絞り弁２３の動作範囲内の絞り弁２３の位置に応じて、機関が最初に始動したときと、機関回転数が閾値を超えたときとに、単独で又は機関点火の省略と組み合わせて利用することができる。例えば、機関回転数を、装置の作業組立体を駆動するクラッチの、クラッチイン回転数より下に制限することは、点火の省略又は点火火花のタイミング等による制限によって達成されうる。あるいは、均等に配分された回転数（Ｎ）の間、燃料弁３２を閉鎖すること（例えば、燃料供給を遮断すること）により起動運転中に燃料供給を制御できる。例えば、燃料弁３２は、その間燃料弁３２を閉鎖する回転については、流入サイクル全体の間閉鎖されていてよく、かつ、その間燃料弁３２を開放する回転については、流入サイクル全体の間完全に開放していてよい。機関回転数を制限する手段としての点火の制限及び燃料供給の制御についての詳細な説明は、国際公開第２００９／１１６９０２号パンフレットにおいて提供しており、その全体が本明細書に援用されるものとし、ここでは繰り返さない。記載した方法による機関回転数の制限は、好ましくは、例示に限定するものではないが、絞り弁の操作のような意図的行為が、作業組立体が作動されることを意思表示する装置の作業者が取るまで維持される。

ここで図４を参照すると、機関１を制御する好ましい実施形態の図示を示している。特に、曲線４００は、絞り弁２３の全動作範囲を表しており、矢印４０２は、その範囲内における絞り弁２３の位置を表す。Ｂ^-／Ｂ⁺で示す範囲は、回転数制限動作を制御部１００が開始することとなる、起動絞り弁位置の範囲であり、回転数制限動作によって機関１の回転数を対応する作業組立体と機関１が係合するクラッチイン回転数より下に維持する。図示するように、範囲Ｂ^-／Ｂ⁺は、制御部１００が、絞り弁２３の全ての可能性のある起動位置に対して回転数制限動作を開始するように選択されている。さらに、Ｃ^-／Ｃ⁺で示す範囲は、通常作動が続くことができるように、制御部１００が機関における回転数制限動作を停止することとなる前に、絞り弁２３が開放方向又は閉鎖方向のいずれかに移動されればならない量を表す。好ましくは、範囲Ｃ^-／Ｃ⁺は、充分大きく選択されていて、作業者による絞り弁２３の意図的な位置変えのみが、機関１の作業組立体と不用意な係合を防止する回転数制限動作を終了することとなる。範囲Ｃ^-／Ｃ⁺は、絞り弁２３の起動位置４０２に関係なく、同一の角度範囲であるように選択することが可能である。あるいは、角度範囲Ｃ^-／Ｃ⁺は、範囲Ｂ^-／Ｂ⁺内の絞り弁２３の特定の起動位置によって決まりうる。角度範囲Ｃ^-／Ｃ⁺は、特定の起動位置に基づく程度又は大きさに対して、さらに又はあるいは位置に対して設定されてよい。

ここで図５を参照すると、機関１を制御する代替の例示的実施形態の図示を示している。先述した実施形態のように、Ｂ^-／Ｂ⁺で示す範囲は、制御部１００が、回転数制限動作を開始することとなる起動絞り弁位置の範囲であり、回転数制限動作によって機関１の回転数を対応する作業組立体と機関１が係合するクラッチイン回転数より下に維持する。図示するように、範囲Ｂ^-／Ｂ⁺は、範囲Ｂ^-／Ｂ⁺外側のＡで示す動作範囲の２つの部分を残して、絞り弁２３の全動作範囲４００の一部分のみを含むように選択されている。範囲の部分Ａ内に入る起動絞り弁位置では、回転数制限動作は、機関の起動から直ぐに停止される。しかしながら起動絞り弁位置４０２が範囲Ｂ^-／Ｂ⁺内に入る例では、制御部１００が機関における回転数制限動作を停止することとなる前に、絞り弁２３が、開放方向又は閉鎖方向のいずれかにおいて移動するはずである量を示すために、Ｃ^-／Ｃ⁺で示す範囲が再び与えられることに留意されたい。Ｃ^-／Ｃ⁺範囲は、起動時に静的であるか、又は動的であって絞り弁位置がＢ^-／Ｂ⁺範囲内に入るように変化させるように設定されてよい。

ここで図６及び７を参照すると、機関１を制御する代替の実施形態のさらに別の図示を示している。図５に示す実施形態のように、本実施形態は、制御部１００が機関１における回転数制限動作を開始するものである、範囲Ｂ^-／Ｂ⁺で示す起動絞り弁位置の範囲を含む。しかしながら、範囲Ｂ^-／Ｂ⁺は、絞り弁２３のアイドル位置まで延び、すなわち、Ａで示される一範囲のみ存在し、制御部１００による回転数制限動作が起動から直ぐに停止されるものである、ここでまた、起動絞り弁位置４０２が範囲Ｂ^-／Ｂ⁺内に入る例では（図６）、絞り弁２３が所定の距離移動した後で回転数制限動作が終了するように、範囲Ｃ^-／Ｃ⁺が与えられる。起動絞り弁位置４０２が範囲Ａ内に入る場合（図７）、回転数制限動作が起動において停止されるため、範囲Ｃ^-／Ｃ⁺は必要ないことに留意されたい。

図８は、内燃機関を制御する方法のブロック図を示す。その方法は、機関の起動において、絞り弁の動作範囲内で絞り弁の第１の位置を判断するステップと（５００）、絞り弁の第１の位置に応じて、機関の起動において回転数制限動作を開始するステップと（５１０）、機関回転数を監視するステップと（５２０）、動作範囲内で絞り弁の位置を監視するステップと（５３０）、絞り弁が第１の位置から移動するまで、機関の回転数を所定の回転数より下に維持するステップと（５４０）を含むことができる。

要約すると、絞り弁がファーストアイドルをもたらすのみではないような開放位置に絞り弁があるときに動力工具を始動すれば、絞り弁は、少なくとも閾値より上に、増加し続けることとなるような機関回転数ももたらすこととなる。機関回転数が閾値より上に超えると、本明細書の教示の機能性が有効になることとなり、点火のタイミングが変更されること又は少なくともいくつかの点火火花を完全に省略することによって、機関回転数を制限することとなる。そのとき機関は機関の回転数を（有意に）減らすこととなり、機関回転数は閾値より下回ることとなるため、安全な作動が維持される。

点火モジュールを制御する利点のひとつは、幅広い範囲の機関の実施が容易である精密制御をもたらすということであり、それは較正を必要とせず、かつ、排気ガスの（余計な）増加を引き起こす危険性がない。

上記の開示は、１つ又は複数の火花を省略するという、火花数を制限することによって点火を制御するという点に焦点を当てた。

省略されるべき火花数は、回転数が閾値を超える量に基づきうる。そのため、制御部は、回転数の増加が省略される火花数を増やすことになるように、現在の回転数及び閾値間の差異に基づく数の火花を省略するように構成することとなる。

あるいは（又は加えて）、制御部は、点火タイミングを変更することによって点火を制御するように構成してもよい。例えば、機関回転数を低下させるために、回転サイクル内でより早くタイミングが生じるように、タイミングを動かすことができる。そのときチャンバは、同量の燃料を受け取れず、さらに燃料が圧縮されない。その結果、タイミングが適当であったときよりも、その点火での機関の動力は減少する。

このように制御部は、点火のタイミングを修正することによって回転数を制限するように構成される。

本明細書で述べたこの発明の多くの変形例及び他の実施形態が、これら発明に関する当業者にはわかるであろうものであって、先の説明及び関連の図面に提示した教示の利点を有する。したがって、この発明は、開示した特定の実施形態に限定されず、その変形例及び他の実施形態は、添付の請求項の範囲内に含まれるべきであることを意図しているということを理解されたい。さらに、先の説明及び関連の図面は、要素及び／又は機能の或る例示的な組み合わせの文脈における好ましい実施形態を説明しているが、要素及び／又は機能の異なる組み合わせが、添付の請求項の範囲から逸脱しない代替の実施形態によりもたらされてよいということを認識されたい。この点において、例えば、明確に上述したものとは異なる要素及び／又は機能の組み合わせがまた、添付の請求項の一部で述べられうるものとして解釈される。効果、利点又は課題を解決するための手段が本明細書に記載されている場合、そうした効果、利点及び／又は解決するための手段は、必ずしも全ての好ましい実施形態ではないが、いくつかの好ましい実施形態に対して、適用可能でありうるということを認識されたい。そのため、本明細書に記載したあらゆる効果、利点又は解決するための手段が、全ての実施形態又は本明細書で主張していることに対して、重大で、必要で又は不可欠であるものとして考えるべきではない。本明細書において特定の用語を用いたが、そうした用語は、単に包括的で記述的な意味で用いており、限定する目的で用いていない。

Claims (13)

1. 動力工具（２）とともに用いるように配置され、かつ、前記動力工具（２）の作業組立体を駆動する、内燃機関（１）であって、前記作業組立体はクラッチを有し、前記内燃機関（１）は、
   燃料及び空気の混合物（４０）が供給される燃焼室（４１）と、
   前記燃焼室に近接して配設されて火花を生成することによって前記混合物（４０）に点火するものであって、前記混合物の点火が前記機関のクランク部に動作可能に連結されたピストンを駆動する、点火プラグ（５０）と、
   燃料弁（３２）及び絞り弁（２３）を含む燃料供給システム（２０）であって、前記燃料弁は前記混合物（４０）への燃料供給を制御するように配置され、かつ、前記絞り弁は前記混合物への空気供給を制御するように調節可能である、燃料供給システム（２０）と、
   前記絞り弁（２３）の動作の全範囲内において、前記絞り弁（２３）の位置を判断するように構成される磁力感知素子と、
   機関回転数を判断するように構成された回転数センサ（１０２）と、
   前記燃料弁（３２）及び前記点火プラグ（５０）の作動を制御するように構成された制御部（１００）であって、該制御部（１００）は、前記回転数センサ（１０２）からの前記機関回転数の表示を受信し、かつ、前記絞り弁（２３）の位置を検出するように構成された、制御部（１００）とを備え、
   前記内燃機関（１）は、起動モード又は通常モードのいずれかで起動するように構成され、
   前記起動モードにおいて、前記制御部（１００）は、前記絞り弁（２３）の所定の動作範囲内であると検出される前記絞り弁（２３）の位置に対応して、前記機関回転数を所定の回転数より下に維持する回転数制限動作を開始するように構成され、
   前記通常モードにおいて、前記制御部（１００）は、前記絞り弁（２３）の所定の動作範囲外であると検出される前記絞り弁（２３）の位置に対応して、回転数制限動作を開始せず、かつ、
   前記絞り弁の全作動範囲内で、前記絞り弁の開閉方向に、前記絞り弁の初期位置から所定量移動しない限り、前記内燃機関（１）は前記起動モードで最初に起動される、
   内燃機関（１）。
2. 前記所定の動作範囲は、前記絞り弁の前記動作の全範囲のうちの一部のみである、請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記起動モードの前記回転数制限動作は、前記絞り弁が、前記絞り弁の前記所定の動作範囲外に移動するまで維持される、請求項１又は２に記載の内燃機関。
4. 前記所定の動作範囲は、前記絞り弁の前記動作の全範囲のうちの３から３０パーセントである、請求項３記載の内燃機関。
5. 前記所定の動作範囲は、前記絞り弁の前記動作の全範囲のうちの３から１２パーセントである、請求項３記載の内燃機関。
6. 前記回転数制限動作の前記所定の回転数は、前記クラッチが前記作業組立体と係合する前記機関のクラッチイン回転数である、請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関。
7. 前記回転数制限動作は、火花を加えることを省略することを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の内燃機関。
8. 前記制御部は、回転数の増加が省略される火花数を増やすことになるように、現在の回転数と前記機関回転数の閾値との間の差異に基づく数の火花を省略するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃機関。
9. 前記制御部は、前記点火のタイミングを修正することによって前記回転数を制限するように構成される、請求項１から８のいずれか一項に記載の内燃機関。
10. 前記機関は、チェーンソー、動力カッター、ポールソー、刈払機、ヘッジトリマ又はトリマに設けられる、請求項１から９のいずれか一項に記載の内燃機関。
11. 絞り弁を含む内燃機関の制御方法であって、
    内燃機関の起動において前記絞り弁の動作の全範囲内の前記絞り弁の初期位置を判断するステップと、
    前記内燃機関を起動モードで起動すべきか又は通常モードで起動すべきかを判断するステップと、
    前記絞り弁の所定の動作範囲内にある前記絞り弁の位置に対応して、前記絞り弁の全作動範囲内で、前記絞り弁の開閉方向に、前記絞り弁の前記初期位置から前記所定の動作範囲を超えて移動しない限り、前記起動モードで内燃機関を起動するステップであって、該起動モードで内燃機関を起動するステップは、前記内燃機関の起動において回転数制限動作を開始するステップを含み、前記回転数制限動作は所定のレベル以下の機関回転数を維持する、ステップと、
    前記絞り弁の所定の動作範囲外にある前記絞り弁の位置に対応して、前記通常モードで機関を起動するステップであって、該通常モードで機関を起動するステップは、前記内燃機関の起動において前記回転数制限動作を開始することを含まない、ステップと、
    を含む方法。
12. 前記絞り弁が前記所定の動作範囲外へ移動したことを検出することに対応して、前記回転数制限動作を停止するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記磁力感知素子が、アナログホールセンサである、請求項１から１０のいずれか一項に記載の内燃機関。

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