割草機的動力傳遞控制機構的製作方法

2023-12-06 19:05:06 2

專利名稱：割草機的動力傳遞控制機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及具備經由電磁離合器而將內燃機的動力傳遞給割草刀具的動力傳遞機構的割草機的動力傳遞控制機構。
背景技術：
在割草機中，為了控制內燃機動力向割草刀具的傳遞，如果使用摩擦離合器等機 械離合器，則由於使離合器緩慢地連接(經過半離合狀態)，避免了伴隨著刀具的慣性等負 載而施加給內燃機的急劇的負載變動，防止內燃機在連接負載時停止工作(發動機失速)。但是，在動力傳遞機構中夾裝有電磁離合器的割草機(例如參照日本特開平9-36 號公報)中，通過旋轉的盤體彼此的吸附來傳遞動力，所以沒有緩衝要素，不可避免急劇的 負載變動，在連接負載時容易產生發動機失速。對於在連接電磁離合器時會對內燃機施加較大的負載變動的情況，一般採用對電 磁離合器進行脈衝驅動的方法(例如參照日本特開昭58-191326號公報)。在日本特開昭58-191326號公報中所公開的動力傳遞控制是，以將脈衝寬度設定 成逐漸擴大的方式對電磁離合器進行脈衝驅動。為了一邊使脈衝寬度逐漸擴大一邊進行脈衝驅動，需要構成複雜的控制電路，並 且在脈衝寬度的設定上，需要考慮內燃機的負載追隨性、離合器、刀具等的負載的不均衡， 這些並不容易，無法通過一次設定來應對離合器的長期變化等。另外，在對電磁離合器進行脈衝驅動時，電磁離合器處於與半離合相當的狀態，這 也會加速離合器的磨損。

發明內容
本發明是鑑於這一點而完成的，其目的在於提供一種割草機的動力傳遞控制機 構，從而能夠不受內燃機的負載追隨性、離合器、負載的不均衡的影響，始終通過電磁離合 器將內燃機的動力可靠地傳遞為割草刀具的旋轉而不產生發動機失速。為達成上述目的，本發明的一個技術方案提供一種割草機的動力傳遞控制機構， 上述割草機具備經由電磁離合器而將內燃機的動力傳遞給割草刀具的動力傳遞機構，其特 徵在於上述割草機的動力傳遞控制機構包括通過作業者的操作而接通/斷開(0N/0FF) 的操作開關，檢測內燃機的發動機轉速的發動機轉速檢測裝置，和電磁離合器控制裝置，其 基於上述操作開關的動作信號和上述發動機轉速檢測裝置檢測出的發動機轉速，來驅動控 制上述電磁離合器；上述電磁離合器控制裝置周期性地反覆進行下述控制在上述操作開 關接通時，在預定時間讀入上述發動機轉速檢測裝置檢測出的發動機轉速，將本次讀入的 本次發動機轉速與上次讀入的上次發動機轉速相比較，在本次發動機轉速為上次發動機轉速以上時將電磁離合器連接，在本次發動機轉速小於上次發動機轉速時將電磁離合器切 斷。根據該技術方案，由電磁離合器控制裝置周期性地反覆進行下述控制在操作開 關接通時，在本次發動機轉速為上次發動機轉速以上時將電磁離合器連接，在本次發動機 轉速小於上次發動機轉速時將電磁離合器切斷，所以在預定時間內反覆進行下述動作在 發動機轉速上升時將電磁離合器連接，在發動機轉速降低時將電磁離合器切斷，所以能夠 避免由於將電磁離合器保持連接的產生的發動機失速，從而能夠可靠地連接電磁離合器而 不產生發動機失速。
另外，電磁離合器的周期性的控制被限制在預定時間內進行，所以也抑制了電磁 離合器的磨損。而且，由於基於發動機轉速來控制電磁離合器，所以能夠不受內燃機的負載 追隨性、離合器、負載不均衡的影響，始終通過電磁離合器將內燃機的動力可靠地傳遞為刀 具的旋轉而不產生發動機失速。為達成上述目的，本發明的其他的技術方案提供一種割草機的動力傳遞控制機 構，上述割草機具備經由電磁離合器而將內燃機的動力傳遞給割草刀具的動力傳遞機構， 其特徵在於上述割草機的動力傳遞控制機構包括通過作業者的操作而接通/斷開的操 作開關；檢測內燃機的發動機轉速的發動機轉速檢測裝置；和電磁離合器控制裝置，其基 於上述操作開關的動作信號和上述發動機轉速檢測裝置檢測出的發動機轉速，來驅動控制 上述電磁離合器；上述電磁離合器控制裝置周期性地反覆進行下述控制在上述操作開關 接通時，在預定時間讀入上述發動機轉速檢測裝置檢測出的發動機轉速；在讀入的發動機 轉速小於比指示發動機轉速低第1預定轉速的下限發動機轉速時，將電磁離合器切斷；在 讀入的發動機轉速為比指示發動機轉速低第2預定轉速的上限發動機轉速以上時，將電磁 離合器連接，在讀入的檢測發動機轉速為上述下限發動機轉速以上但小於上限發動機轉速 時，將本次讀入的本次發動機轉速與上次讀入的上次發動機轉速相比較，在本次發動機轉 速為上次發動機轉速以上時將電磁離合器連接，在本次發動機轉速小於上次發動機轉速時 將電磁離合器切斷。根據該技術方案，在讀入的檢測發動機轉速小於下限發動機轉速且遠遠達不到指 示發動機轉速時，將電磁離合器維持為切斷狀態；在檢測發動機轉速為上限發動機轉速以 上且接近指示發動機轉速時，將電磁離合器維持為連接狀態，在發動機轉速位於兩者的中 間時，如果發動機轉速上升就將電磁離合器連接，如果發動機轉速下降就將電磁離合器切 斷，由此能夠儘可能地減少電磁離合器的連接/切斷的重複次數，進一步抑制電磁離合器 的磨損，並能夠迅速且可靠地連接電磁離合器而不產生發動機失速。另外，根據內燃機的特性，在輸出因發動機轉速的下降而降低時，如果通過電磁離 合器連接負載，則會有以相當低的發動機轉速水平反覆進行發動機轉速的上升/下降的危 險，但通過在小於下限發動機轉速的較低發動機轉速時，強制切斷電磁離合器，則能夠避免 在較低的發動機轉速水平下反覆地進行電磁離合器的連接/切斷。另外，電磁離合器的周期性控制被限制在預定時間內進行，並且即使在預定時間 內，也能夠儘可能地減少電磁離合器的連接/切斷的重複次數，所以能夠進一步抑制電磁 離合器的磨損。進而，由於基於發動機轉速來控制電磁離合器，所以能夠不受內燃機的負載追隨性、離合器、負載不均衡的影響，始終通過電磁離合器將內燃機的動力可靠地傳遞為刀具的 旋轉而不產生發動機失速。為達成上述目的，本發明的其他的技術方案提供一種割草機的動力傳遞控制機 構，上述割草機具備經由電磁離合器而將內燃機的動力傳遞給割草刀具的動力傳遞機構， 其特徵在於上述割草機的動力傳遞控制機構包括通過作業者的操作而接通/切斷的操 作開關；節氣門開度檢測裝置，其檢測設置在內燃機的進氣系統上的節氣門的節氣門開度； 和電磁離合器控制裝置，其基於上述操作開關的動作信號和上述節氣門開度檢測裝置檢測 出的節氣門開度，來驅動控制上述電磁離合器；上述電磁離合器控制裝置周期性地反覆進 行下述控制在上述操作開關接通時，在預定時間讀入上述節氣門開度檢測裝置檢測出的 節氣門開度，在讀入的節氣門開度小於上限節氣門開度時將電磁離合器連接，在讀入的節 氣門開度為上限節氣門開度以上時將電磁離合器切斷。根據該技術方案，由於通過電磁離合器控制裝置周期性地反覆進行下述控制在讀 入的節氣門開度小於上限節氣門開度時將電磁離合器連接，在讀入的節氣門開度為上限節氣 門開度以上時將電磁離合器切斷，所以在節氣門開度為上限節氣門開度以上且內燃機的輸出 沒有餘量時，將電磁離合器切斷，由此能夠可靠連接電磁離合器而不產生發動機失速。
另外，電磁離合器的周期性的控制被限制在預定時間內進行，所以還能夠進一步 抑制電磁離合器的磨損。進而，由於基於節氣門開度來控制電磁離合器，所以能夠不受內燃機的負載追隨 性、離合器、負載不均衡的影響，始終通過電磁離合器將內燃機的動力可靠地傳遞為刀具的 旋轉而不產生發動機失速。


圖1是應用了本發明的動力傳遞控制機構的割草機的一例的整體立體圖。圖2是該割草機本體的側視圖。圖3是其俯視圖。圖4是其後視圖。圖5是將割草機的一部分省略並將局部剖開的部分側視圖。圖6是將割草機的一部分省略並將局部剖開的後視圖。圖7是行駛用直流(DC)電動機以及減速機構的剖面圖，是沿圖5的VII-VII線的 剖面圖。圖8是表示操作手柄的握持部周邊的結構的立體圖。圖9是割草機的控制系統的示意框圖。圖10是表示第1實施例的電磁離合器的控制順序的流程圖。圖11是表示第2實施例的電磁離合器的控制順序的流程圖。圖12是表示第3實施例的電磁離合器的控制順序的流程圖。圖13是表示第4實施例的電磁離合器的控制順序的流程圖。
具體實施例方式下面基於圖1至圖13對本發明的一個實施方式進行說明。
本實施方式的割草機1，是通過四衝程內燃機10使割草用刀具12(圖2)旋轉進行 割草作業、並通過行駛用直流電動機30能夠自己行駛的混合動力型的自行式割草機。圖1通過整體立體圖表示本割草機1，圖2通過側視圖表示割草機主體，圖3是其俯視圖，圖4是其後視圖。參照圖1，刀具外殼2對沿著地面旋轉的刀具12(圖2)進行樞軸支撐，並從上方進 行覆蓋，該刀具外殼2被左右一對的前輪6、6以及後輪7、7行駛自如地支撐。在本說明書中，將割草機1的前進方向設為前方，並以此為基準確定前後左右。刀具外殼2的四角具有對前輪6、6和後輪7、7這四個輪子進行樞軸支撐的軸承部 2f、2f、2r、2r，由軸承部2f、2f、2r、2r圍起來的中央部2c的下部為扁平碗狀，從而形成覆蓋 刀具12的刀具容納部2b，中央部2c的後半部分隨著向後而向上方鼓出，進而向後方連續而 形成向上方鼓出的鼓出部2e。在該刀具外殼2的中央部2c上，以曲軸11 (圖2)指向垂直方向的方式搭載有內 燃機10。內燃機10的氣缸IOcy朝向前方，曲軸11從曲軸外殼IOc向下方突出。如圖5所示，在曲軸11與刀具外殼2之間，夾裝有電磁離合器20。因此，內燃機 10的驅動通過電磁離合器20的連接而使刀具12旋轉，從而能夠割草。從刀具外殼2的中央部2c的右側部連續到後半部分的鼓出部2e，斜著設有垂直分 隔板3 (參照圖3)，通過垂直分隔板3對刀具外殼2內進行分隔，從而形成割草輸送通路4。割草輸送通路4是對刀具外殼2內進行劃分而形成的通路，通路前端開口於刀具 容納部2b，通路截面面積從該前端開口向後方逐漸變大，在鼓出部2e的稍微傾斜的後壁上 形成大的後端開口 4b (圖3、圖4)。送草通路4的後端開口 4b較大地開口成比鼓出部2e的後壁2d的右半部大，圖1 所示的運草收集袋5的前端的口連結在該後端開口 4b上，並向後方延伸設置。通過斜著的垂直分隔板3對刀具外殼2內進行分隔，從而在右側形成上述割草輸 送通路4，在垂直分隔板3的左側的空間的下半部設有行駛用直流電動機30和減速機構 40。如圖4所示，行駛用直流電動機30的電動機驅動軸31插入減速機構40的上部， 作為減速機構40的輸入軸，電動機驅動軸31的旋轉經由減速齒輪組的嚙合而減速傳遞給 位於減速機構40的下部作為輸出軸的驅動軸50。如圖4以及圖6所示，在分別旋轉自如地樞軸支撐後輪7、7的後車軸7a、7a的後 方，驅動軸50向左右延伸並被旋轉自如地架設，驅動齒輪61、61經由雙向離合器55而嵌裝 在驅動軸50的兩端，該驅動齒輪61、61與一體地緊固在後輪7、7上的從動齒輪62、62相齧
口 O因此，行駛用直流電動機30的電動機驅動軸31的旋轉，經由減速機構40被減速 並被傳遞給驅動軸50，驅動軸50的旋轉經由雙向離合器55以及驅動齒輪61、61與從動齒 輪62、61的嚙合而被傳遞為後輪7、7的旋轉，從而使割草機1行駛。另外，所謂雙向離合器是這樣的結構驅動源側的驅動軸的前進方向的動力僅傳 遞給驅動輪，並且若離合器的卡合脫離，則驅動輪側的前進方向以及後退方向這兩個方向 的旋轉不傳遞給驅動軸側。將行駛用直流電動機30的驅動控制、內燃機10的運轉控制以及將內燃機10的驅動傳遞給刀具12的上述電磁離合器20的連接/切斷控制等，全都通過由計算機構成的電 子控制裝置即ECU 70 (圖2、圖4)執行。該E⑶70被配設在這樣的位置在刀具外殼2的後部鼓出部2e的上部，並且是割 草輸送通路4的由垂直分隔板3分隔出的左側空間的上半部上。上述行駛用直流電動機30 位於ECU 70的下方。ECU 70被容納在長方體狀的框體內，在框體的上表面上，並列並長尺 寸地突出形成有多個冷卻風扇71。刀具外殼2的後部鼓出部2e的傾斜的上壁的一部分開口為矩形，該矩形口比E⑶ 70的框體的上表面的長方形稍小。如圖3所示，冷卻風扇71從下側嵌插於該矩形口並向上 部露出，使ECU 70的框體的上表面外周緣部與矩形口的開口邊緣部抵接，並通過螺釘72緊 固，從而將ECU 70支撐在刀具外殼2的上壁上。接下來，根據圖5至圖7說明動力傳遞系統。首先，根據圖5所示的剖面圖說明向刀具12傳遞內燃機10的動力的電磁離合器 20的結構。在向內燃機10的下方突出的曲軸11上，從下方呈鋸齒形地嵌合有旋轉盤21，進而 嵌插有圓筒狀的軸環22，並經由墊圈23w，通過帶凸緣螺栓23固定成一體，從而旋轉盤21 與曲軸11 一體地旋轉。旋轉盤21由利用軸承19樞軸支撐的圓筒部21a和其下端的圓板部21b構成，在 圓板部21b上懸吊設置有環狀的電磁線圈24，電磁線圈24接近圓板部21b且被支撐在其上部。在上述軸環22的外周上，經由軸承25安裝有環狀的刀具支撐構件26，並且該刀具 支撐構件26相對於曲軸11旋轉自如，刀具12的基端環狀部12a與該環狀支撐構件26的 下表面抵接，並通過帶凸緣的螺栓26b固定成一體。因此，刀具12被支撐成相對於曲軸11 旋轉自如。在刀具支撐構件26上支撐有中空圓板狀的離合器盤27，並且該離合器盤27能夠 上下移動。即，立設在刀具支撐構件26上表面上的多個銷釘26p貫通離合器盤27，從而離 合器盤27的結構為相對於刀具支撐構件26能夠上下移動，但被限制了與刀具支撐構件 26相對的旋轉而與其一起旋轉。該離合器盤27接近上述旋轉盤21的圓板部21b並與之相對，在向上方移動時，與 圓板部21b接觸。在離合器盤27上表面的與旋轉盤21的圓板部21b相接觸的面上，粘貼 有摩擦構件。另外，在離合器盤27下表面的外周邊緣部的下方，通過螺栓29在刀具外殼2上固 定支撐有環狀卡定板28。在環狀卡定板28上表面上粘貼有摩擦構件28a。電磁離合器20為上述那樣的結構。在不向電磁線圈24通電而消磁時，離合器盤 27向下方移動而與旋轉盤21分離，因此即使驅動內燃機10，曲軸11與旋轉盤21 —起旋轉， 動力也不會傳遞到刀具支撐構件26上，由此刀具12不旋轉。另一方面，在向電磁線圈24通電而勵磁時，離合器盤27由於磁力而向上方移動， 吸附在旋轉盤21上，所以曲軸11的旋轉使離合器盤27與旋轉盤21 —體地旋轉，離合器盤 27的旋轉經由銷釘26p而傳遞到刀具支撐構件26上，從而刀具12旋轉。此時，如果使電磁線圈24消磁，離合器盤27離開旋轉盤21，離合器盤27下降從而載置在環狀卡定板28的摩擦構件28a上，離合器盤27與刀具12由於慣性而進行旋轉的情 況同時被限制，從而停止。接下來，根據圖5至圖7說明由行駛用直流電動機30驅動的行駛驅動系統。
如已經敘述的那樣，在刀具外殼2的後部鼓出部2e的從垂直分隔板3左側空間的 下半部上，設有行駛用直流電動機30和減速機構40，如圖7所示，行駛用直流電動機30的 向右側突出的電動機驅動軸31插入減速機外殼41的上部，在電動機驅動軸31的端部嵌裝 有電動機驅動齒輪32。在減速機外殼41的下部，在左右方向上貫通有驅動軸50 ；在減速機外殼41的內 部，在電動機驅動軸31與驅動軸50之間，以指向左右方向的方式架設有2根齒輪軸42、43。在齒輪軸42上旋轉自如地樞軸支撐有小直徑齒輪45，與小直徑齒輪45 —體地嵌 裝有大直徑齒輪44，大直徑齒輪44與上述驅動齒輪32相嚙合。大直徑齒輪46和小直徑齒輪47形成為一體，並且旋轉自如地樞軸支撐在齒輪軸 43上，大直徑齒輪46與上述小直徑齒輪45相嚙合，小直徑齒輪47與嵌裝在驅動軸50上的 大直徑齒輪48相嚙合。減速機構40如上述那樣構成，電動機驅動軸31的旋轉經過從小直徑齒輪與大直 徑齒輪的各齒輪的嚙合而減速，然後被傳遞給驅動軸50。在驅動軸50的兩端經由雙向離合器55、55設有驅動齒輪61、61。驅動齒輪61、61 與一體形成在後輪7、7上的從動齒輪62、62相嚙合。因此，通過行駛用直流電動機30的驅動，雙向離合器55、55被連接，後輪7、7旋 轉，從而割草機1能夠行駛。當在提供停止電力的狀態下使行駛用直流電動機30的動作停止(短路停止)時， 雙向離合器55、55在切斷狀態下停止，如果雙向離合器在切斷狀態下，則變為驅動輪側的 前進方向以及後退方向這兩個方向的旋轉不會傳遞到驅動軸側的結構，從而能夠輕鬆地進 行割草機1的推拉作業以及方向轉換。相對於如上所述的割草機1的主體，從刀具外罩2的後部鼓出部2e的上部向後方 延伸設置有操作手柄80。操作手柄80是將管狀構件彎曲成U字狀而成的，從刀具外罩2的後部鼓出部2e的 左右側部分向後方並稍向上長尺寸地延伸出左右長柄部81L、81R，左右長柄部81L、81R的 後端部彼此與握持部82相連結而構成操作手柄80。在操作手柄80上，配設有供作業者操作的各種操作構件。參照圖8，在向上方凸出地彎曲的握持部82的中央，以向下方懸吊的狀態固定有 立方體狀的第1操作開關殼體83，在該第1操作開關殼體83的正面配設有作為第1操作構 件的按鈕84。在彎曲的握持部82的前方，設有作為第2操作構件的刀具杆85，並且該刀具杆85 與該握持部接進離開自如。擺動中心軸100貫通第1操作開關殼體83的左右側壁，在擺動中心軸100向外部 突出的兩端上，嵌裝著左右行駛杆86、86的基端部，從而左右行駛杆86、86可擺動地設在握 持部82的後方。行駛杆86由如下部分構成擺動臂部86a，其基端部嵌裝在擺動中心軸100上；和操作部86b，其從該擺動臂部86a的前端向左右側方彎曲。在左右行駛杆86、86向前方擺動時，操作部86b、86b與握持部82相接，在左右行駛杆86、86向後方擺動時，操作部86b、86b從握持部82離開。操作部86b的剖面形成為圓弧形狀，以便與圓管狀的握持部82的外周面大致嵌 合，從而與握持部82的形狀相同地彎曲。另外，在靠近右長柄部81R的握持部82處，在內側安裝有第2操作開關殼體87， 在設為側視為三角形的第2操作開關殼體87的左側面上，可前後擺動地安裝有速度調節杆 88。進而，在第2操作開關殼體87的後面(對於作業者來說是正面)上設有可旋轉的 觸發旋鈕89。另外，如圖1所示，提手座95突出設置在右長柄部81R上，在該提手座95上支撐 著起動提手96，起動用繩索97從起動提手96向前方延伸並連結在配設於內燃機10上部的 反衝起動器(未圖示)上。相對於按鈕84、刀具杆85、行駛杆86、速度調節杆88、觸發旋鈕89的操作，如圖9 所示，按鈕開關84s、刀具杆開關85s、行駛杆開關86s、速度操作調控器88v、觸發開關89s 分別動作，按鈕開關84s、刀具杆開關85s、行駛杆開關86s、速度操作調控器88v、觸發開關 89s的信號被輸入上述E⑶70。在圖9中表示本割草機1的控制系統的示意框圖。內燃機10具備為將發動機轉速維持為一定而進行調整的電子調速機構，ECU 70 控制對內燃機10的節氣門進行驅動的電子調速電動機75。另外，E⑶70驅動控制電磁離合器20以及行駛用直流電動機30。在內燃機10中，裝備有通過曲軸11的旋轉而發電的交流(AC)發電機76，由交流 發電機76發出的電力中的行駛用電力供給行駛用直流電動機30以供行駛，並且控制用電 力供給ECU 70、電子調速電動機75等控制系統。E⑶70驅動控制內燃機10、行駛用直流電動機30，所以其具備檢測內燃機10的運 轉狀況的發動機轉速傳感器77以及節氣門開度傳感器78等，由發動機轉速傳感器77檢測 出的發動機轉速、由節氣門開度傳感器78檢測出的節氣門開度的數據信號被輸入ECU 70。在操作觸發旋鈕89時，觸發開關89s接通，如果向前方握持部82的方向對行駛杆 86進行擺動操作，行駛杆開關86s接通，從而由交流發電機76所發出的行駛用電力供給行 駛用直流電動機30開始驅動，由此開始行駛。在按壓按鈕84後，接著向後方握持部82的方向對刀具杆85進行擺動操作，由此 若刀具杆開關85s接續按鈕開關84s而接通，則向電磁離合器20通電，使電磁線圈24勵磁， 從而進入離合器連接狀態，使刀具12旋轉，進行割草作業。對於在將該電磁離合器20連接從而通過內燃機10的動力使刀具12旋轉時的、由 ECU 70進行的電磁離合器20的控制順序，將其第1實施例表示在圖10中並進行說明。首先，判斷在當按鈕開關84s接通(ON)時設為「 1」的標識F中，是否出現「 1」(步 驟1)，在沒有出現「1」時，進入步驟S2，判斷按鈕開關84s是否接通、即按鈕84是否受到按壓。如果按鈕開關84s為斷開狀態，跳到步驟S5，將內燃機10的指示發動機轉速設定為不進行割草作業時的預定的發動機轉速Na，接下來在步驟S6中設定控制時間計數器值 T。控制時間計數器值T與電磁離合器20的控制的最大時間相當。在按鈕84被按壓使按鈕開關84s接通時，從步驟S2進入步驟S3，在標識F中設置 「1」，進入步驟35。從而，在按鈕開關84s接通時，之後在步驟Sl的標識F的判斷中，「1」已設立，所 以進入步驟S4。
在步驟S4中，判斷刀具操作開關85s是否接通，即刀具操作杆85是否被操作。
在判斷刀具操作開關85s接通之前，從步驟S4跳到上述步驟S5，在刀具操作杆85 被操作，刀具操作開關85s接通時，進入步驟S7，使標識F返回「0」，進入步驟S8。在步驟S8中，將指示發動機轉速Ns設定為進行割草作業時的預定發動機轉速 Nb (轉速比不進行割草作業時的發動機轉速Na高)。這樣，依次操作按鈕84、刀具操作杆85，刀具操作開關85s接續按鈕開關84s而接 通時，進入電磁離合器20的驅動控制。在沒有按壓按鈕84時，即使對刀具操作杆85進行擺動操作，也不會進入電磁離合 器20的驅動控制，不能進行割草作業。在刀具操作開關85s接續按鈕開關84s而接通，進入電磁離合器20的驅動控制， 從步驟S7、S8進入步驟S9時，判斷上述控制時間計數器值T是否顯示正值，如果是正值就 進入步驟S10，如果為0以下就跳到步驟S 19。在控制時間計數器值T顯示正值期間，從步驟S9進入步驟S10，對控制時間計數器 值T進行減量(減法運算)，進入步驟Sll。在反覆對控制時間計數器值T進行減法運算從而到達0以下的最初設定的控制時 間時，跳到步驟S19，向電磁離合器20通電使之進入連接狀態，從而使刀具12旋轉，強制進 入割草作業。這是為了避免始終反覆進行電磁離合器20的驅動控制，使刀具12的旋轉穩定化。在控制時間計數器值T顯示正值，從步驟S9進入步驟S10，接下來進入步驟Sll 時，判斷控制周期計數器值t是否顯示正值。控制周期計數器值t與反覆進行電磁離合器20的驅動控制的周期相當。在控制周期計數器值t顯示正值期間，進入步驟S12，由此對控制周期計數器值t 進行減量(減法運算)。在反覆對控制周期計數器值t進行減法運算從而到達0以下時，跳到步驟S13，將 控制周期計數器值t設定為預定的周期。該預定的周期是與從指示發動機轉速導出的1個循環的周期相近的周期。另外， 由於內燃機10為四衝程內燃機，所以旋轉兩周為1個循環。因此，預定的周期可以考慮是 沒有進行割草作業時的發動機轉速的周期與進行割草作業時的發動機轉速的周期的中間 的周期。當在步驟S13中將控制周期計數器值t設定為預定的周期時，進入步驟S14，讀入 由發動機轉速傳感器77檢測出的發動機轉速N，在接下來的步驟S15中將本次讀入的本次 發動機轉速N與上次(1周期前)讀入的上次發動機轉速No相比較，如果本次發動機轉速N小於上次發動機轉速No則進入步驟S16，如果本次發動機轉速N為上次發動機轉速No以 上則進入步驟S18。在本次發動機轉速N小於上次發動機轉速No且發動機轉速比1周期前下降時，進 入步驟S16，將上次發動機轉速No置換為本次發動機轉速N，在步驟S17中停止向電磁離合 器20通電，將電磁離合器20切斷，從而使刀具12的旋轉停止。S卩，在發動機轉速降低時，對旋轉的刀具12的負載過大，如果直接將電磁離合器 20設為連接狀態，則會有內燃機10停止(發動機失速)的危險，所以將電磁離合器20切 斷。另一方面，在本次發動機轉速N為上次發動機轉速No以上且發動機轉速比1周期 前上升時，進入步驟S18，將上次發動機轉速No置換為本次發動機轉速N，在步驟S19中向 電磁離合器20通電，將電磁離合器20連接，從而使刀具12旋轉。S卩，在發動機轉速上升時，沒有發動機失速的危險，所以將電磁離合器20設為連 接狀態，從而使刀具12旋轉。如上所述，在經過控制時間(控制時間計數器值T)之前，對於每個控制周期(控 制周期計數器值t)，反覆將本次發動機轉速N與上次發動機轉速No相比較，在發動機轉速 降低時，使電磁離合器20成為切斷狀態，在發動機轉速上升時，將電磁離合器20設為連接 狀態，由此能夠避免由於保持將電磁離合器20連接的狀態而產生的發動機失速，從而能夠 可靠地連接電磁離合器而不產生發動機失速。在經過控制時間之後，通常內燃機10變為能夠進行指示發動機轉速下的運轉的 狀態，所以將電磁離合器20維持為連接狀態，進入割草作業的穩定運轉狀態。由於基於發動機轉速來控制電磁離合器20，所以能夠不受內燃機的負載追隨性、 離合器、負載不均衡的影響，始終通過電磁離合器20將內燃機10的動力可靠地傳遞為刀具 12的旋轉而不產生發動機失速。接下來，關於電磁離合器20的控制順序，將第2實施例表示在圖11中。在上述第1實施例中，將控制周期確定為與預先從指示發動機轉速Ns導出的1個 循環的周期相近的一定的周期，但在本第2實施例中，將從由發動機轉速傳感器77檢測出 的當前發動機轉速N計算出的內燃機的1個循環的周期設為控制周期。從本第2實施例的步驟S21到步驟S30，與上述第1實施例的步驟Sl到步驟SlO 相同，從本第2實施例的步驟S32到步驟S37，與上述第1實施例的步驟S14到步驟S19相 同。步驟S31中的內燃機的經過1個循環的周期的判斷如下述那樣進行最初的循環 從不進行割草作業時的指示發動機轉速計算出1個循環的周期，從而判斷該周期的經過， 從下一個循環開始判斷基於在步驟S32中讀入的檢測發動機轉速N而計算出來的1個循環 的周期的經過。因此，在經過控制時間(控制時間計數器值T)之前，對於內燃機10的每1個循環 的周期，反覆將本次發動機轉速N與上次發動機轉速No相比較，在發動機轉速降低時，使電 磁離合器20處於切斷狀態，在發動機轉速上升時，使電磁離合器20處於連接狀態，由此能 夠避免由於保持將電磁離合器20連接的狀態而產生的發動機失速，從而能夠可靠地連接 電磁離合器而不產生發動機失速。
電磁離合器20的周期性的控制被限制在控制時間內進行，所以抑制了電磁離合 器的磨損。接下來，對於電磁離合器20的控制順序，將其第3實施例表示在圖11中並進行說 明。本第3實施例的從步驟S41到步驟S54，與上述第1實施例的步驟Sl到步驟S14相同。然後，在反覆對控制周期計數器值t進行減法運算從而到達0以下時，跳到步驟 S53，將控制周期計數器值t設定為預定的周期，當在步驟S54中讀入檢測發動機轉速N後， 在步驟S55中，檢測發動機轉速N是否小於比指示發動機轉速Ns低第1預定轉速nl的下 限發動機轉速。在檢測發動機轉速N小於下限發動機轉速時，跳到步驟S58，將上次發動機轉速No 置換為本次發動機轉速N，在步驟S59中停止向電磁離合器20通電，將電磁離合器20切斷， 從而使刀具12的旋轉停止。根據內燃機的特性，在因發動機轉速的下降而輸出降低時，如果通過電磁離合器 20連接負載，則會有以相當低的發動機轉速水平反覆進行發動機轉速的上升/下降的危 險，但通過在小於下限發動機轉速的較低發動機轉速時，強制切斷電磁離合器20，則能夠避 免在後述的步驟S57以後在較低的發動機轉速水平下反覆地進行電磁離合器20的連接/ 切斷。另外，在小於下限發動機轉速的低發動機轉速時，也有發動機失速的危險，割草作 業的完成情況不好，不適於割草作業，所以強制切斷電磁離合器20，使割草作業停止。當在步驟S55中判斷為檢測發動機轉速N超過下限發動機轉速時，進入步驟S56， 判斷發動機轉速N是否為比指示發動機轉速Ns低第2預定轉速n2的上限發動機轉速以上。另外，處於nl > η2的關係。在發動機轉速N為上限發動機轉速以上時，跳到步驟S60，將上次發動機轉速No置 換為本次發動機轉速N，在步驟S61中向電磁離合器20通電，將電磁離合器20連接，從而使 刀具12旋轉。在發動機轉速N為上限發動機轉速以上且接近指示發動機轉速時，即使發動機轉 速降低也沒有發動機失速的危險，割草作業的完成情況也大致良好，所以將電磁離合器維 持為連接狀態，能夠儘可能地減少電磁離合器20的連接/切斷的重複次數，並能夠迅速且 可靠地連接電磁離合器20而不產生發動機失速。當在步驟S56中判斷為檢測發動機轉速N小於上限發動機轉速時，進入步驟S57。S卩，在檢測發動機轉速N為下限發動機轉速以上但小於上限發動機轉速時，進入 步驟S57，將本次讀入的本次發動機轉速N與上次(1周期前)讀入的上次發動機轉速No相 比較。如果本次發動機轉速N小於上次發動機轉速No則進入步驟S58，將上次發動機轉 速No置換為本次發動機轉速N，在步驟S59中停止向電磁離合器20通電，將電磁離合器20 切斷，從而使刀具12的旋轉停止；另一方面，如果本次發動機轉速N為上次發動機轉速No 以上則進入步驟S60，將上次發動機轉速No置換為本次發動機轉速N，在步驟S61中向電磁 離合器20通電，將電磁離合器20連接，從而使刀具12旋轉。
在讀入的檢測發動機轉速N小於下限發動機轉速且遠遠達不到指示發動機轉速 Ns時，將電磁離合器20維持為切斷狀態，在檢測發動機轉速N為上下限發動機轉速以上且 接近指示發動機轉速Ns時，將電磁離合器20維持為連接狀態，在發動機轉速N位於兩者的 中間時，如果發動機轉速上升就將電磁離合器20連接，如果發動機轉速下降就將電磁離合 器20切斷，由此能夠儘可能地減少電磁離合器20的連接/切斷的重複次數，並能夠迅速且 可靠地連接電磁離合器20而不產生發動機失速。電磁離合器20的周期性的控制被限制在控制時間內進行，同時在控制時間內，也 能夠儘可能地減少電磁離合器20的連接/切斷的重複次數，所以能夠進一步抑制電磁離合 器20的磨損。接下來，對於電磁離合器20的控制順序，將其第4實施例表示在圖12中並進行說 明。本第4實施例代替上述實施例的發動機轉速N而基於內燃機10的進氣系統的節 氣門的氣門開度即節氣門開度θ來驅動控制電磁離合器20。節氣門開度θ是由上述節氣門開度傳感器78檢測出的。本第4實施例的從步驟S71到步驟S83，與上述第1實施例的步驟Sl到步驟S13 相同。然後，在反覆對控制周期計數器值t進行減法運算從而到達0以下時，跳到步驟 S83，將控制周期計數器值t設定為預定的周期，然後在步驟S84中讀入由節氣門開度傳感 器78檢測出的節氣門開度θ，判斷接下來的步驟S85中檢測節氣門開度θ是否小於上限 節氣門開度θ u(例如80%開度)。如果檢測節氣門開度θ為上限節氣門開度θ u以上，則進入步驟S86，停止向電磁 離合器20通電，將電磁離合器20切斷，如果檢測節氣門開度θ小於上限節氣門開度θ u， 則向電磁離合器20通電，將電磁離合器20連接，從而使刀具12旋轉。S卩，在檢測節氣門開度θ為上限節氣門開度θ u以上且內燃機10的輸出沒有餘 量時，即使稍微變動，也有發動機失速的危險，所以將電磁離合器20切斷，在檢測節氣門開 度θ小於上限節氣門開度eu且內燃機10的輸出有餘量時，將電磁離合器20連接，從而 使刀具12旋轉。在每個控制周期t執行從步驟S83到步驟S87的由上述節氣門開度θ進行的電 磁離合器20的連接/切斷控制，通過在控制時間T內進行，能夠迅速且可靠地連接電磁離 合器20而不產生發動機失速。由於基於節氣門開度θ對電磁離合器20進行控制，所以能夠不受內燃機的負載 追隨性、離合器、負載不均衡的影響，始終通過電磁離合器20將內燃機10的動力可靠地傳 遞為刀具12的旋轉而不產生發動機失速。電磁離合器20的周期性的控制被限制在控制時間內進行，所以能夠進一步抑制 電磁離合器20的磨損。在上面的實施方式中，列舉了混合動力型的自行式割草機，但本發明也適用於割 草作業和行駛都由電動機驅動的自行式割草機。
權利要求
一種割草機的動力傳遞控制機構，上述割草機具備經由電磁離合器(20)而將內燃機(10)的動力傳遞給割草刀具(12)的動力傳遞機構，其特徵在於上述割草機的動力傳遞控制機構包括通過作業者的操作而接通/斷開的操作開關(84s)；節氣門開度檢測裝置(78)，其檢測設置在內燃機的進氣系統上的節氣門的節氣門開度(θ)；和電磁離合器控制裝置(70)，其基於上述操作開關(84s)的動作信號和上述節氣門開度檢測裝置(78)檢測出的節氣門開度(θ)，來驅動控制上述電磁離合器(20)；上述電磁離合器控制裝置(70)周期性地反覆進行下述控制在上述操作開關(84s)接通時，在預定時間(t)讀入上述節氣門開度檢測裝置(78)檢測出的節氣門開度(θ)；在讀入的節氣門開度(θ)小於上限節氣門開度(θu)時將電磁離合器(20)連接；在讀入的節氣門開度(θ)為上限節氣門開度(θu)以上時將電磁離合器(20)切斷。
全文摘要
本發明提供割草機的動力傳遞控制機構。在割草機的從內燃機(10)到割草刀具(12)的動力傳遞機構中，電磁離合器(20)的控制裝置周期性地反覆進行下述控制在操作開關接通時，在預定時間(t)讀入檢測發動機轉速(N)，將本次讀入的本次發動機轉速(N)與上次讀入的上次發動機轉速(No)相比較，在本次發動機轉速(N)為上次發動機轉速(No)以上時將電磁離合器連接，在本次發動機轉速(N)小於上次發動機轉速(No)時將電磁離合器切斷。通過該控制，能夠不受內燃機的負載追隨性、離合器、負載不均衡的影響，始終通過電磁離合器將內燃機的動力可靠地傳遞為刀具的旋轉而不產生發動機失速。
文檔編號F16D48/06GK101803510SQ20101017060
公開日2010年8月18日 申請日期2007年5月24日 優先權日2006年5月24日
發明者小林浩, 川上俊明 申請人:本田技研工業株式會社