(57)【要約】【課題】  異なる電圧の複数のバッテリパックを用いてエンジンを始動することができるエンジン作業機を提供する。【解決手段】  バッテリと、少なくとも２つ以上の異なる電圧仕様の脱着可能なバッテリから供給される電力により駆動されエンジンを始動させるセルモータ１０６と、バッテリ８０からの電力により駆動され、セルモータ１０６の回転を制御する始動制御手段１０２と、バッテリ８０からセルモータ１０６への電力供給回路に直列に設けられマイコン１１８によりその開閉が制御されるスイッチング素子１２１を有し、マイコン１１８はバッテリ８０の電圧に応じてスイッチング素子１２１のＰＷＭ制御を行い、デューティ比を調整する。このように高い電圧のバッテリ８０の電圧を降圧させてセルモータ１０６を駆動するので、電動工具等で広く使われる様々なバッテリパックを用いてエンジン１０を始動できる。【選択図】図３
2014058906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって作業機器を駆動するエンジン作業機であって、
バッテリから供給される電力により駆動され前記エンジンを始動させるセルモータと、
前記セルモータへの電力供給を制御する始動制御手段と、
前記バッテリから前記セルモータへの電力を降圧させる降圧手段を有し、
前記始動制御手段は、降圧された電力で前記セルモータを駆動して前記エンジンを始動させることを特徴とするエンジン作業機。
【請求項２】
前記降圧手段は、前記バッテリから前記セルモータへの電力供給回路に直列に設けられ前記始動制御手段によりその開閉が制御されるスイッチング素子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。
【請求項３】
前記始動制御手段は、前記バッテリの電圧に応じて前記スイッチング素子のＰＷＭ制御を行い、デューティ比を制御することを特徴とする請求項２に記載のエンジン作業機。
【請求項４】
前記スイッチング素子はＦＥＴであり、前記ＦＥＴのソース及びドレインが前記バッテリから前記セルモータへの電力供給回路に直列に接続され、
前記ＦＥＴのゲートが前記始動制御手段に接続されることを特徴とする請求項３に記載のエンジン作業機。
【請求項５】
前記バッテリとして、少なくとも２つ以上の異なる電圧仕様のバッテリが選択的に装着可能であることを特徴とする請求項３又４に記載のエンジン作業機。
【請求項６】
前記バッテリは前記エンジン作業機に対して着脱可能なカセット方式とされることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
【請求項７】
前記バッテリは、リチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項６に記載のエンジン作業機。
【請求項８】
前記エンジンの温度を測定する温度検出手段を設け、
前記始動制御手段は、前記温度検出手段によって検出した温度に応じて前記デューティ比を決定することを特徴とする請求項３から７のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
【請求項９】
前記エンジンの圧縮の一部を抜くためのデコンプレッション機構と、
前記デコンプレッション機構の作動状態を検出するデコンプ状態検出手段を設け、
前記始動制御手段は、前記デコンプ状態検出手段によって検出したデコンプレッション機構の状態に応じて前記デューティ比を決定することを特徴とする請求項３から８のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
【請求項１０】
前記エンジンの種類を識別する本体識別手段を設け、
前記始動制御手段は、前記本体識別手段によって識別したエンジンの種類に応じて前記デューティ比を決定することを特徴とする請求項３から９のいずれか一項に記載のエンジン作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェンソーや刈払機等のエンジン作業機に関し、バッテリを用いてセルモータを駆動して始動させるエンジン作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
刈払機やチェンソー等の小型の作業機には、動力源として小型のエンジンが広く用いられている。図８はエンジン作業機１の一例である刈払機の外観図である。図８に示すように、小型の２サイクルエンジンを搭載したエンジン作業機５０１は、パイプ状のメインパイプ５に図示しない駆動軸を通し、この駆動軸を、メインパイプ５の一端に設けたエンジンにて回転させることで、メインパイプ５の他端に設けた回転刃６を回転させる。回転刃６の近傍には、刈り払った草の飛散防止のための飛散防御カバー６ａが設けられる。エンジン作業機１は図示しない肩掛け用吊りベルト等で携帯されるもので、メインパイプ５の長手中央部付近に作業者が操作するための正面視略Ｕ字状を呈するハンドル４が取り付けられる。エンジン作業機１の回転数は、グリップ部３の近傍に取り付けられたスロットルレバー７により作業者により制御される。スロットルレバー７の操作は、ワイヤー２０によってエンジンの気化器に伝達される。
【０００３】
エンジン作業機１で用いられるようなエンジンは、小型軽量で大きな出力を得ることができ、燃料を供給することにより長時間の作業が可能となる。エンジンを起動するためには手動式のスタータが用いられ、始動性を向上させるための様々なアイディアが提案されてきた。例えば特許文献１では、セルモータを備えると共にエンジンへの混合気の燃料濃度を増加させることにより始動性を向上させた小型エンジン作業機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−１６４５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エンジンをセルモータによって始動させる場合、電池電圧や負荷によってセルモータの回転数が大きく変化してしまう。エンジンを始動させるためには、セルモータを所定以上の回転数で回転させる必要があるが、バッテリの残量が少なくなった状態においてもセルモータを十分駆動できるようにしなければならない。バッテリの残量が少なくても始動できるように設定すると、バッテリの電圧が高い時もしくは高い電圧仕様のバッテリを使用するときには、セルモータの回転数が逆に高すぎてしまい、遠心クラッチを用いるエンジン作業機においては、始動直後に作業機器への動力が接続され、先端の刃物等が回転してしまう恐れがある。
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、バッテリの充電状態に影響されずに安定してエンジンを始動することができるエンジン作業機を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、電圧や種類の異なる複数の専用又は電動工具用のバッテリをセルモータ駆動用として用いることができるエンジン作業機を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、異なる種類のエンジンに装着できる汎用性の高いセルモータユニットを有するエンジン作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
【００１０】
本発明の一つの特徴によれば、エンジンによって作業機器を駆動するエンジン作業機であって、バッテリから供給される電力により駆動されエンジンを始動させるセルモータと、セルモータへの電力供給を制御する始動制御手段と、バッテリからセルモータへの電力を降圧させる降圧手段を有し、始動制御手段は降圧された電力でセルモータを駆動してエンジンを始動させるように構成した。降圧手段は、バッテリからセルモータへの電力供給回路に直列に設けられた半導体スイッチング素子で実現でき、始動制御手段によりその開閉が制御される。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、始動制御手段はバッテリの電圧に応じてスイッチング素子のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行い、デューティ比を制御する。スイッチング素子は例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、例えば、ＦＥＴのソース及びドレインがバッテリからセルモータへの電力供給回路に直列に接続され、ＦＥＴのゲートが始動制御手段に接続される。バッテリとして、少なくとも２つ以上の異なる電圧仕様のバッテリを選択的に装着可能とするのが好ましく、エンジン作業機に対して着脱可能なカセット方式又はバッテリパック方式とすると良い。バッテリはリチウムイオン二次電池を用いることが好ましいが、乾電池等の任意の一次電池や、その他の任意の二次電池を用いることができる。
【００１２】
本発明のさらに他の特徴によれば、エンジンの温度を測定する温度検出手段を設け、始動制御手段は温度検出手段によって検出した温度に応じてスイッチング素子のＰＷＭ制御を行い、デューティ比を決定する。また、エンジンの圧縮の一部を抜くためのデコンプレッション機構と、デコンプレッション機構の作動状態を検出するデコンプ状態検出手段を設け、始動制御手段はデコンプ状態検出手段によって検出したデコンプレッション機構の状態に応じてデューティ比を決定する。さらに、エンジンの種類を識別する本体識別手段を設け、始動制御手段は本体識別出手段によって識別したエンジンの種類に応じてデューティ比を決定する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、降圧された電力でセルモータを駆動してエンジンを始動させるので、エンジンの始動用にセルモータよりも定格電圧の高い電動工具用のバッテリパックを用いることができる。
請求項２の発明によれば、降圧手段はバッテリからセルモータへの電力供給回路に直列に設けられ始動制御手段によりその開閉が制御されるスイッチング素子であるので、セルモータへのＯＮ／ＯＦＦスイッチを用いて降圧手段を実現でき、コストアップを大幅に抑えたエンジン作業機を実現できる。
請求項３の発明によれば、始動制御手段はバッテリの電圧に応じてスイッチング素子のＰＷＭ制御を行い、デューティ比を制御するので、異なる電圧仕様のバッテリを使用することができ、バッテリの残量に影響されずセルモータを安定して駆動することができる。
請求項４の発明によれば、スイッチング素子はＦＥＴであり、ＦＥＴのソース及びドレインがバッテリからセルモータへの電力供給回路に直列に接続されるので、マイコンを用いて高精度にＰＷＭ制御を行うことができる。
請求項５の発明によれば、バッテリとして、少なくとも２つ以上の異なる電圧仕様のバッテリが選択的に装着可能であるので、様々な種類の電動工具用のバッテリパックを用いてセルモータを駆動することができる。
請求項６の発明によれば、バッテリはエンジン作業機に対して着脱可能なカセット方式とされるので、取り外して充電が可能となる上に、過放電となった場合は充電済みのバッテリと容易に交換できるので、使い勝手の良いエンジン作業機を提供できる。
請求項７の発明によれば、バッテリはリチウムイオン二次電池であるので、メモリー効果が小さくエネルギー密度が高く小型のバッテリを実現できる。
請求項８の発明によれば、始動制御手段は温度検出手段によって検出した温度に応じてデューティ比を決定するので、周囲の温度に影響されず、セルモータを安定して駆動することができる。
請求項９の発明によれば、始動制御手段はデコンプ状態検出手段によって検出したデコンプレッション機構の動作状態に応じてデューティ比を決定するのでセルモータを安定して駆動することができる。
請求項１０の発明によれば、始動制御手段は本体識別出手段によって識別したエンジンの種類に応じてデューティ比を決定するので、セルモータが装着されたエンジンの種類に合わせた安定した駆動制御を実現できる。
【００１４】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係るエンジン作業機の内部構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るエンジン作業機の背面図である。
【図３】本発明の実施例に係るエンジン作業機の回路図である。
【図４】本発明の実施例に係るエンジン作業機の始動制御手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例に係るエンジン作業機の種類と目標モータ電圧の関係を示すテーブルである。
【図６】本発明の実施例に係るエンジン作業機の温度と温度補正係数の関係を示すテーブルである。
【図７】本発明の実施例に係るエンジン作業機のデコンプ状態とデコンプ状態補正係数の関係を示すテーブルである。
【図８】従来のエンジン作業機の一例（刈払機）を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。
【００１７】
図１は、本実施例に係るエンジン作業機１の内部構造を示す縦断面図である。エンジン１０は、２サイクルの小型エンジンであって、クランク軸１３がメインパイプ５（図８参照）と同軸上に配置され、シリンダ１１がクランクケース１４から略垂直方向上側に伸びるように配置され、ピストン１２がシリンダ１１内を上下方向に往復移動する。クランク軸１３の前側（出力側）には、遠心クラッチ２９を介して図示しない駆動軸の一端部がクラッチシャフト３２を介して連結される。遠心クラッチ２９が取り付けられるマグネトロータ２２には、エンジン冷却用のフィンが一体に形成される。遠心クラッチ２９は、クランク軸１３の回転数が一定以上になると遠心力によって揺動子３０ａがクラッチドラム３０ｂに接続される公知の遠心クラッチである。クラッチシャフト３２はハウジング３４にて保持されるベアリング３３によって回転可能に保持される。マグネトロータ２２の外周部、ここでは上部にイグニッションコイル２３が設けられる。イグニッションコイル２３で発生された高圧電流は、イグニッションコード２４とプラグキャップ２５ａを介して点火プラグ２５に伝達される。エンジン１０のクランクケース１４の下側には、燃料タンク２７が設けられる。燃料タンク２７には、２サイクル用のガソリンとオイルの混合油が入れられ、後述する気化器３５（図２参照）に送られる。
【００１８】
クランク軸１３の前側（出力側）には、遠心クラッチ２９を介して図示しない駆動軸の一端部がクラッチシャフト３２を介して連結される。遠心クラッチ２９が取り付けられるマグネトロータ２２には、エンジン冷却用のフィンが一体に形成される。遠心クラッチ２９は、クランク軸１３の回転数が一定以上になると遠心力によって揺動子３０ａがクラッチドラム３０ｂに接続される公知の遠心クラッチである。クラッチシャフト３２はハウジング３４にて保持されるベアリング３３によって回転可能に保持される。
【００１９】
シリンダ１１の燃焼室に隣接する位置（図１ではシリンダ１１の側面）には、デコンプレッション機構（以下、「デコンプ」と称する）３１が設けられる。デコンプ３１は、エンジン１０の始動時に燃焼室内の圧力の一部を解放してピストン１２による圧縮作業を容易にし、エンジン１０を始動しやすくするための機構である。本実施例ではデコンプ３１の操作部（操作ボタン）を押し込む（操作ボタンを後方から前方側に移動させる）ことによりシリンダ１１内の圧力の一部を解放することができる。デコンプ３１はクランク軸１３の回転直後の最初の燃焼（初爆）が起こるとその圧力変動で自動的に復帰する。デコンプ３１には、その作動状態を検出するデコンプ状態検出手段３７が設けられる。デコンプ状態検出手段３７はデコンプ３１の操作部と連動して稼働するレバーと、そのレバーによってＯＮ又はＯＦＦとなるスイッチを含んで構成され、デコンプ３１が操作された場合（デコンプＯＮの場合）に後述する制御回路にＯＮ信号を発する。
【００２０】
本実施例に係るエンジン１０の始動装置としては、セルモータ１０６とリコイルスタータ４０の２系統が設けられる。セルモータ１０６は接続線５２を介して供給される電力により回転し、回転軸１０６ａに設けられたピニオン５７が回転することによってギヤ４９が回転する、ギヤ４９はベアリング４８によってクランク軸１３に対して回転可能なように保持され、ギヤ４９が速い速度で回転するとギヤ４９の一部に取り付けられたワンウェイクラッチ５０が遠心力によって径方向外側に突き出て、第一ドラム５１と密接して第一ドラム５１を回転させることによりクランク軸１３が回転する。リコイルスタータ４０は、リール４１に巻かれたスタータロープ４２をスタータハンドル３６（後述する図２参照）で速い速度で回すことによりワンウェイクラッチ４６が遠心力によって径方向外側に突き出て、第二ドラム４７と密接して第二ドラム４７を回転させる。第二ドラム４７はクランク軸１３に固定されているため、第二ドラム４７が回転するとクランク軸１３も回転するためエンジンを始動することができる。開放されたスタータロープ４２は、スパイラルスプリング４３の復元力によりリール４１に巻き取られる。
【００２１】
セルモータ１０６には接続線５２によりバッテリ収納部３９から電力が供給される。バッテリ収納部３９は、例えば作業者が把持する２つのグリップ部３（図８参照）とは別に設けられるものであって、例えばハンドル４に着脱可能に設けられる。本実施例ではパック形式のバッテリ８０に合わせた形状のバッテリ収納部３９としているが、装着されるバッテリの形状に合わせてバッテリ収納部の形状は任意に設定することができる。例えば、広く用いている電動工具用のバッテリパックを流用することができ、その場合、電圧の異なる複数種類の電動工具用のリチウムイオン電池パックを装着できるように構成すると好ましい。また、バッテリの種類はリチウムイオン電池だけに限られずに、任意の一次電池又は二次電池を用いることができる。エンジン１０を始動させる場合は、電源スイッチ１１０をＯＮにしてからセルスイッチ１２５を押す。運転中のエンジン１０を停止する際には、ストップスイッチ３８を押すことによりエンジン１０が停止する。ストップスイッチ３８は、エンジン１０の点火を停止させる、いわゆるキルスイッチであるが、本実施例のようにバッテリ収納部３９に設けるのでは無く、エンジン１０側の任意の位置（例えば上部カバー２）に設けるようにしても良い。
【００２２】
バッテリ収納部３９の内部には、略円筒形であって装着及び取り外しが可能なバッテリ８０が収容される。バッテリ８０は、略円筒形であってバッテリ収納部３９に装着及び取り外しが可能なように、いわゆるカセット式に構成される。バッテリ８０には２箇所の掛止部８１ａが形成され、バッテリ収納部３９の内壁に形成された凹部（図示せず）と係合することによりバッテリ８０を保持する。バッテリ８０を取り外すには、リリースボタン８１を押しながらバッテリ８０をバッテリ収納部３９から引き出す。バッテリ８０は、略円筒形であってバッテリ収納部３９に装着及び取り外しが可能なように構成される。
【００２３】
バッテリ８０の内部には、例えば１４５００サイズのリチウムイオン電池セル（図示せず）が４本収容される。バッテリ収納部３９の後端部（図では下側）の形状は、下端の開口部３９ａを覆うように形成される。開口部３９ａに続くバッテリ８０の装着空間の他端には始動制御回路基板８５が設けられ、始動制御回路基板８５から開口部３９ａに向かって複数のターミナル８４が延びるように設けられる。始動制御回路基板８５は、図３で後述する制御回路１０２が搭載される基板である。バッテリ８０の前端部（図では上側）には、複数の端子８３が設けられ、バッテリ８０をバッテリ収納部３９に装着することにより端子８３はバッテリ収納部３９側に形成されるターミナル８４と接触するので、バッテリ８０の電力が後述する制御回路１０２に供給される。
【００２４】
図２は、本発明の実施例に係るエンジン作業機１の背面図である。エンジン１０の左側には、エンジン１０の吸気ポートを連結するインシュレータ１９を介して気化器３５が設けられ、気化器３５の左側には吸入する空気を濾過するエアクリーナの格納空間を構成するエアクリーナカバー２６が設けられる。エンジン１０の右側にはマフラー１６が設けられ、マフラー１６の後面側には、排気ガスの出口となる排気口１６ａが設けられる。マフラー１６は、作業者が直接触れてしまうのを防止するため、樹脂製のマフラーカバー８で覆われる。エンジン１０は、その上部が上部カバー２によって覆われる。クランク軸１３と同軸上であってその後端にはリコイルスタータ４０（図１参照）が設けられ、リコイルスタータ４０はスタータケース９によって覆われる。本実施例のエンジン作業機１ではリコイルスタータ４０だけでなくセルモータ１０６（図１参照）も設けられるので、後方から見たスタータケース９の形状は、リコイルスタータ４０を覆う部分とセルモータ１０６を覆う部分が連結されたような瓢箪型の形状とされる。スタータケース９の左側にはスタータハンドル３６が設けられる。クランクケース１４の下側には燃料タンク２７が設けられる。燃料タンク２７は、半透明の高分子樹脂により形成される容器であって、開口部に取り付けられるキャップ２８を外すことによってガソリンと所定比率のオイルを混合した混合燃料を入れることができる。
【００２５】
図３は、本実施例に係るエンジン作業機１の回路図である。エンジン作業機１には、セルモータ１０６を用いた始動装置が設けられ、始動装置は制御回路１０２（制御手段）によって電子的に制御される。制御回路１０２は、３つのＦＥＴ１０７、１１７、１２１と、抵抗器１０８、１０９、１１１、１１２、１２０、１２２、１２４、１２６と、電源スイッチ１１０と、セルスイッチ１２５と、コンデンサ１１３、１１４、１１５と、レギュレータ１１６と、マイコン１１８と、サーミスタ１１９と、ハーネス１３１と接続コネクタ１３０を含んで構成される。
【００２６】
マイコン１１８は、レギュレータ１１６によって供給される定電圧にて駆動され、複数有するＡ／Ｄ変換ポートには、エンジンの温度を示すサーミスタ１１９の出力信号、抵抗器１１１及び１１２によるバッテリ８０の電圧を示す信号が入力される。さらに、エンジン１０側から、回転検出用コイル１０５の出力信号、デコンプ状態検出手段３７の信号、本体識別手段１０４の信号が接続コネクタ１３０及びハーネス１３１を介して入力される。エンジン回転信号は、エンジン１０に取り付けられたマグネットからの磁束を回転検出用コイル１０５によって電圧に変換し、マイコン１１８に入力されることで検出される。本体識別手段１０４は、例えばエンジン本体の種類に応じて異なる値の抵抗器で構成でき、排気量やクランク軸を回転させる際に必要なトルク値に応じてセルモータを稼働させるのに必要な値をマイコン１１８に識別させる役割を果たす。デコンプ状態検出手段３７は、デコンプ３１（図１）の操作ボタンと連動して動作するスイッチを含んで構成され、デコンプ３１がＯＮとされた場合にはスイッチが導通状態となり、その出力がマイコン１１８に入力される。マイコン１１８は、これらの入力値から所定の論理演算を行い、ＦＥＴ１１７、１２１のゲート信号の送出を行うことにより、ＦＥＴ１１７、１２１のソース−ドレイン間の導通又は遮断を制御する。
【００２７】
ＦＥＴ１２１は、セルモータ１０６を駆動するスイッチとなるもので、マイコン１１８の指令（ゲート信号の供給）によってＦＥＴ１２１のソース−ドレイン間が導通状態となり、セルモータ１０６に電流が流れる。また、マイコン１１８はＦＥＴ１２１の導通をパルス幅変調（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）制御をすることによりバッテリ８０からセルモータ１０６に供給される電力を降圧させて、実効電圧を調整する。尚、ＦＥＴ１２１はその他の半導体スイッチング素子で構成しても良く、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やその他のトランジスタ等で構成できる。
【００２８】
次に、本発明のエンジン作業機１の一連の動作について図４のフローチャートを用いて説明する。まず初めに、始動装置用の電源スイッチ１１０がＯＮされると（ステップ２０１）、抵抗器１０８、１０９によってＦＥＴ１０７のゲート電圧が印加され、ＦＥＴ１０７はＯＮ状態となり（ステップ２０２）、レギュレータ１１６に電圧が供給される。レギュレータ１１６は定電圧源であり、マイコン１１８等に定電圧を供給する。また、コンデンサ１１４、１１５はレギュレータ１１６の出力電圧を安定させるために設けられる。
【００２９】
マイコン１１８の電源端子に所定の電圧が入力されるとマイコン１１８は起動する（ステップ２０３）。次にマイコン１１８は、ゲート信号を供給する事によりＦＥＴ１１７をＯＮ（ソース−ドレイン間を導通）にして、電源スイッチ１１０が開放された後もＦＥＴ１０７のＯＮ状態を維持し続けるようにする（ステップ２０４）。
【００３０】
次に、マイコン１１８は電池電圧の測定を行う（ステップ２０５）。図３に示す回路図では、バッテリ８０は定格電圧３．６Ｖのリチウムイオン電池を４本直列に接続した定格電圧１４．４Ｖであるがそれだけに限られずに、セルモータ１０６の定格電圧よりも高い電圧の様々なバッテリ、例えば１４．４Ｖ〜２４Ｖ程度のリチウムイオン電池セルを用いた電動工具用のバッテリパック、又はエンジン用その他の一次電池、二次電池を用いたバッテリ装置を用いることができる。電池電圧は、抵抗器１１１、１１２によって分圧された電圧をコンデンサ１１３で平滑し、マイコン１１８のＡ/Ｄ変換入力端子に入力することにより測定される。
【００３１】
次に、ステップ２０６でマイコン１１８は、サーミスタ１１９の出力信号から温度の検出を行う。この温度検出は、サーミスタ１１９と抵抗器１２０によって分圧された電圧をマイコン１１８のＡ/Ｄ変換入力端子に入力することにより測定される。
【００３２】
次に、ステップ２０７でマイコン１１８は、エンジン作業機本体の識別を行う。この本体の識別は、本体識別手段１０４を使用して行う。ここでは、本体識別手段１０４に含まれる抵抗器と抵抗器１２２によって分圧された電圧をマイコン１１８のＡ/Ｄ変換入力端子に入力することにより行われる。マイコン１１８には分圧された電圧値と、それに対応するセルモータの駆動条件等の設定テーブルを予め記憶しており、識別されたエンジン作業機に最適な制御条件でセルモータ１０６を駆動する。
【００３３】
次に、ステップ２０８でマイコン１１８は、デコンプ３１の設定状態の検出を行う。マイコン１１８は、デコンプ状態検出手段３７からの信号がＨｉｇｈ（デコンプＯＮでシリンダ内圧力開放）、Ｌｏｗ（デコンプＯＦＦでシリンダ内圧力密閉）のどちらであるかを検出することにより、デコンプ３１の状態を判別できる。
【００３４】
次に、ステップ２０９でマイコン１１８は、セルモータ１０６に印加する実効電圧を制御するために、ＦＥＴ１２１に入力するゲート信号のＰＷＭ制御ＯＮデューティ比を決定する。ＰＷＭ制御ＯＮデューティ比は、次式によって決定される。
ＰＷＭ制御ＯＮデューティ比＝
（目標モータ電圧／バッテリ電圧）×（１＋温度補正係数−デコンプ状態係数）
ここで、目標モータ電圧とは、エンジン作業機本体の種類によって決定されるものである。温度補正係数とは、環境温度によってエンジンの負荷、バッテリの内部抵抗が変化するため、それを補正するための係数である。デコンプ状態係数とは、デコンプレッション機構の開放、密閉状態によってエンジンの負荷が変化するため、それを補正するための係数である。
【００３５】
図５にエンジン作業機本体の種類と目標モータ電圧の関係を示した表を示す。エンジンを回転させるために必要なモータトルクはエンジンの排気量、シリンダ内の圧縮比等によって変わるために、セルモータに印加する最適な電圧は変わるため、予めそのエンジン作業機に合ったセルモータ印加電圧を設定しておき、エンジン作業機識別手段によって識別されたエンジン作業機に合致した目標モータ電圧を選択する。このようにエンジン作業機本体に応じて制御回路１０２が目標モータ電圧を変更することができるように構成しておけば、図１に示すスタータユニット（リコイルスタータ４０とセルモータ１０６からなるアセンブリ）と、接続線５２で接続されるバッテリ収納部３９を汎用部品と製造しておき、様々なエンジン作業機に共通するスタータユニットとして実現することができる。特にエンジン本体側と接続する為に接続コネクタ１３０を用いるようにすれば、スタータユニットの装着及び脱着が容易である。
【００３６】
次に図６を用いて、エンジン作業機の温度と温度補正係数の関係を示すテーブルの例を説明する。エンジン作業機においては、温度が低いほど温度補正係数が上げて、ＰＷＭ制御ＯＮデューティ比を増加させるようにする。しかしながら、温度が１０度以上の場合は補正する必要が無いので温度補正は行わない。尚、これらの補正テーブルは、エンジンの種類、セルモータの種類、バッテリの特性に応じて変化するものであるので、製品出荷前に予め最適な補正係数を設定してマイコン１１８内の図示しない記憶装置に格納しておくと良い。
【００３７】
図７はエンジン作業機のデコンプ状態とデコンプ状態補正係数の関係を示す図である。デコンプ３１がＯＮとなりシリンダの圧力が開放の状態では、エンジンを回転させるための負荷が軽減するために、ＰＷＭ制御ＯＮデューティ比を低下させて、セルモータへの印加電圧を低下させるようにしている。しかしながら、デコンプ３１がＯＦＦのままでシリンダの圧力が密閉の状態では補正は行わない。このようにデコンプ３１の設定状態に応じてセルモータ１０６の駆動制御を調整するので、無駄な電力をセルモータに送ることを防止でき、バッテリの消費を抑えることができる。
【００３８】
再び図４のフローチャートに戻る。ステップ２１０ではセルスイッチ１２５が押されたか（ＯＮにされたか）どうかを判定する。ここでセルスイッチ１２５がＯＦＦの場合は、ステップ２１１に進み、マイコン起動からの経過時間を測定し、所定時間セルスイッチ１２５が押されないときは、ステップ２１６に進み、マイコン１１８はＦＥＴ１１７をＯＦＦさせることによって、制御回路１０２の電源を自らシャットダウンして、エンジン１０の始動制御を終了する。ステップ２１０でセルスイッチ１２５がＯＮになったときは、ステップ２１２に進み、マイコン１１８はステップ２０９で算出したＰＷＭ制御ＯＮデューティ比に応じたゲート電圧をＦＥＴ１２１供給することによりセルモータ１０６を回転駆動する。
【００３９】
次に、ステップ２１３にてマイコン１１８は、エンジン１０が始動したかどうか、即ち、エンジン１０が所定値以上の回転数で継続して回転しているかどうかを検出する。これはマイコン１１８によって回転検出用コイル１０５から周期的にエンジン回転信号が検出されているかによって判別できる。ステップ２１３において、エンジン１０が始動していると判断（ステップ２１５）した場合は、ステップ２１６に進み、マイコン１１８はＦＥＴ１１７をＯＦＦさせることによって、制御回路１０２の電源を自らシャットダウンして、エンジン１０の始動制御を終了する。また、始動していないと判断した場合は、ステップ２１４に進み、セルモータ起動から所定時間経過したかを判別し、所定時間経過していない場合はステップ２１０に戻り、引き続きセルモータを駆動し続ける。所定時間を経過した場合はステップ２１６に進み、マイコン１１８はＦＥＴ１１７をＯＦＦさせることによって、制御回路１０２の電源を自らシャットダウンして、エンジン１０の始動制御を終了する。尚、図４のフローチャートでは、１回のセルモータ起動によってエンジン始動ができなかった場合は、ステップ２１４及び２１６で制御回路１０２の電源をシャットダウンして始動制御を終了するように構成したが、セルモータ起動の回数をカウントして所定回数まではセルモータ１０６の再起動を許可するように構成しても良いし、電源スイッチ１１０がＯＮにされてから所定時間内はセルモータの再起動を許可するように構成しても良いし、バッテリ８０の電圧が低下するまではセルモータの再起動を許可するように構成しても良い。
【００４０】
以上のように、本実施例では、セルモータによりエンジンを始動させるときに、ＦＥＴのスイッチング効果を利用してＰＷＭ制御を行うことにより、セルモータに供給される電力のＤｕｔｙ比の制御を行う。このため、バッテリの電圧仕様や残量、環境温度、エンジンのデコンプレッション機構の状態、エンジン作業機の種類が変わっても、最適な回転数でセルモータを回転させることができ、エンジンを良好に始動することができ、バッテリの消費電力も削減することができる。また、セルモータの定格電力よりも高い電圧を有するバッテリを用い、降圧させてセルモータを駆動するように構成したので、使用するバッテリとして電動工具用のバッテリパックや、その他の汎用バッテリを用いることができる。
【００４１】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述のエンジン作業機として刈払機で説明したが、刈払機だけでなく、カッター、チェンソー、芝刈機、カルチベータ等のその他のエンジン作業機であっても良い。また、上述の実施例ではＰＷＭ制御ＯＮデューティ比を算出するに当たって、バッテリ電圧、温度、デコンプ状態を考慮して行ったが算出に用いるべきパラメータはこれだけに限られずにその他のエンジン始動に影響する要素のデータを用いるように構成しても良い。
【符号の説明】
【００４２】
１  エンジン作業機                      ２  上部カバー
３  グリップ部                          ４  ハンドル
５  メインパイプ                        ６  回転刃
６ａ  飛散防御カバー                    ７  スロットルレバー
８  マフラーカバー                      ９  スタータケース
１０  エンジン                          １１  シリンダ
１２  ピストン                          １３  クランク軸
１４  クランクケース                    １６  マフラー
１６ａ  排気口                          １９  インシュレータ
２０  ワイヤー                          ２２  マグネトロータ
２３  イグニッションコイル              ２４  イグニッションコード
２５  点火プラグ                        ２５ａ  プラグキャップ
２６  エアクリーナカバー                ２７  燃料タンク
２８  キャップ                          ２９  遠心クラッチ
３０ａ  揺動子                          ３０ｂ  クラッチドラム
３１  デコンプ                          ３２  クラッチシャフト
３３  ベアリング                        ３４  ハウジング
３５  気化器                            ３６  スタータハンドル
３７  デコンプ状態検出手段              ３８  ストップスイッチ
３９  バッテリ収納部                    ３９ａ  開口部
４０  リコイルスタータ                  ４１  リール
４２  スタータロープ                    ４３  スパイラルスプリング
４６  ワンウェイクラッチ                ４７  第二ドラム
４８  ベアリング                        ４９  ギヤ
５０  ワンウェイクラッチ                ５１  第一ドラム
５２  接続線                            ５７  ピニオン
８０  バッテリ                          ８１  リリースボタン
８１ａ  掛止部                          ８３  端子
８４  ターミナル                        ８５  始動制御回路基板
１０２  制御回路                        １０４  本体識別手段
１０５  回転検出用コイル                １０６  セルモータ
１０６ａ  回転軸                        １０７  ＦＥＴ
１０８、１０９  抵抗器                  １１０  電源スイッチ
１１１、１１２  抵抗器                  １１３、１１４、１１５  コンデンサ
１１６  レギュレータ                    １１７  ＦＥＴ
１１８  マイコン                        １１９  サーミスタ
１２０  抵抗器                          １２１  ＦＥＴ
１２２、１２４  抵抗器                  １２５  セルスイッチ
１２６  抵抗器                          １３０  接続コネクタ
１３１  ハーネス                        ５０１  エンジン作業機
５０２  上部カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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