发动机的不发火时负荷控制方法及其不发火时负荷控制系统

技术领域

本发明涉及一种发动机的不发火时负荷控制方法及其不发火时负荷控制系统，特别涉及一种在例如多缸柴油发动机、燃气发动机等中，对汽缸的不发火进行检测，并基于不发火的检测结果进行发动机的输出限制运转的发动机的不发火时负荷控制方法及其不发火时负荷控制系统。

背景技术

例如，在发电用的多缸柴油发动机或多缸燃气发动机中，在一个汽缸或多个汽缸发生不发火的情况下，为了使发动机的稳定运转持续，利用不发火检测构件检测不发火，同时使发动机输出降低至能够稳定运转的输出。

即，在以往的多缸发动机中，在全部汽缸处于正常运转状态并以100％的输出运转时，在两个汽缸发生不发火的情况下，使运转输出水平下降至50％的输出(在一个汽缸的情况下为90％的输出)，谋求发动机的稳定运转。

然而，若一两个汽缸发生不发火，则发动机曲轴的扭转响应振幅发生变化，由于该扭转响应振幅的变化方式根据不发火汽缸而有所不同等，因此与不发火有关的发动机的允许最大负荷根据发生不发火的汽缸而有所不同。

因此，为了使发动机的运转输出在发生不发火时适当，曲轴的扭转响应振幅的评价、研究是十分重要的。

关于对扭转振动的评价、研究，迄今为止提供了如下各种技术。

例如，在非专利文献1中，扭转振动是由作为旋转轴系的曲轴上所具备的旋转重量引起的，根据轴的强度及旋转重量的分布状况，扭转振动具有某一恒定的固有频率(Holzer法(霍尔茨法))。

例如，在轴上具备N个旋转重量的情况下，存在1节、2节、3节、……(N－1)节的(N－1)个固有频率。在此，所谓1节，是指振动的节点具有一个的情况，所谓x节，表示节点具有x个。

在产生扭转振动的起振力的频率与该x节的固有频率一致的情况下，通过共振，产生扭转振动。

在利用谐波分析仪将发动机的转矩曲线分析成正弦波向量的情况下，起振力是由该分力向量引起的。因此，扭转振动通过振动的节点数x与成为起振力的谐波的分力向量的次数y的组合，表现为x节y次的扭转振动。

一般来说，若举出具有一端固定的固定端的长度L的轴来说明转矩T与扭转角θ的关系，则节点作为固定端，下式成立。

θ＝T·L/G·Ip……(1)

其中，T：施加于自由端的转矩，G：材料的横向弹性模量，Ip：相对于轴心的截面二次极矩。

根据上述算式，扭转角与振动的振幅成比例。在轴系的各点中，轴因谐波分力的向量A_y而扭转的量与TL成比例。因此，各汽缸的谐波分力的向量(ハーモニック·ベクトル)A_y乘以自该节点至该汽缸的距离而得到的值与合计的轴的扭转角成比例。即，ΣA_y×L的大小与扭转振动的振幅成比例。

在此，各向量A_y在各汽缸之间带有相位，因此能够通过基于TL向量线图的图解法来计算ΣA_y×L。

TL向量根据多缸发动机中的点火顺序而有所不同。即，若变更发动机的曲轴排列及点火顺序，则TL合计向量的相对大小(比大きさ)C_TL明显不同。

根据对由一个汽缸产生的旋转力转矩T进行谐波分析的结果，谐波分力A_y的数值根据次数y而有所不同，若设该相对大小(比大きさ)为C_A，则振动的起振力C_V为：C_V＝C_A×C_TL。

与该C_V成比例地确定扭转振动的振幅。只要计算该C_V，就能够预测出相对于扭转振动的各次数所应表现出的振动的大小。

由上可知，需要基于应出现在轴系中的扭转振动的预测，确定有利的点火顺序及曲轴排列。点火顺序及曲轴排列与发动机的平衡有很大关系，因此应斟酌扭转振动的预测和平衡双方，确定最有利的曲轴排列及点火顺序。

另外，在非专利文献2中，对于五翼叶轮六缸内燃机的不发火时扭转振动，做出了如下研究。

在此，在扭转振动响应计算的解法中，为了对转矩谐波次数的共振转速下的振动以及扭转振动应力进行评价，使用了应用稳定振动解法的模拟计算法，通过具体例子，尝试对不发火时的扭转振动特性以及内燃机起振力和叶片起振力的相互作用进行了评价。以下，省略中间过程，仅示出研究结果。

例如，若六缸内燃机有一个汽缸不发火，则4、5、6次的转矩谐波变大。由此，在正常点火中，扭转振动应力小的4、5次成分变大。特别是4次成分的扭转振动应力增加明显，根据情况有可能超过既定的允许应力曲线。

因此，本申请人在专利文献1中公开了如下发动机的不发火时负荷控制方法及其不发火时负荷控制系统：在一个汽缸或多个汽缸发生不发火的情况下，该方法及系统能够针对每个不发火发生汽缸将发生不发火时的发动机的允许最大负荷设定成适当值，能够提高发生不发火时的发动机利用率。

另外，本申请人在专利文献2中提出了一种抑制发生不发火时的发动机的利用率的降低、并且抑制伴随着发动机的燃料效率的变差而发生的发动机发电设备的效率降低的方法和装置。

即，在此，提出了一种根据多汽缸发动机的不发火的检测结果进行发动机的输出限制运转的手段，其中，基于不发火的检测信号，算出第一限制输出，并且使用基于预先设定的不发火发生汽缸与扭转振动的变化的关系而设定的输出限制值，基于不发火的检测信号算出第二限制输出，对第一限制输出和第二限制输出进行比较而算出最小的限制输出，将该最小的限制输出作为不发火时最大允许输出而使发动机运转，第一限制输出是正常运转输出减去与不发火发生汽缸数对应的不发火输出而得到的输出。

由此，相对于以往那样在一到两个汽缸发生不发火的情况下使发动机的输出一律降低50％左右的输出，能够确定适当的输出限制率来降低发动机的利用率，使发动机以必要水平以上的低输出进行运转。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：《船舶軸系捩れ振動問題の解決》{廣澤眞吾国士舘大学工学部紀要第7号(1974)}(《船舶轴系扭转振动问题的解决》{广泽真吾国士馆大学工学部纪要第7号(1974)})

非专利文献2：《5翼プロペラ6シリンダ機関の失火時捩り振動》{齋藤年正他2名福井工業大学研究紀要第38号(2008)}(《五翼叶轮六缸内燃机的不发火时扭转振动》{斋藤年正另有两位福井工业大学研究纪要第38号(2008)}

专利文献

专利文献1：(日本)特开2008-95514号公报

专利文献2：(日本)特开2008-2303号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

因此，本申请人进一步改进了专利文献1、2的方法，着眼于曲轴的扭转振动，完成了如下方法：在一部分汽缸变为不发火状态的情况下，基于曲轴扭转振动评价计算，求出曲轴的附加应力并确定适当的输出限制率，通过控制成适当的发动机输出来不使发动机的利用率降低。

本发明根据以上背景提出，目的在于提供一种发动机的不发火时负荷控制方法及其不发火时负荷控制系统，该方法及系统在一部分汽缸变为不发火状态的情况下，基于曲轴扭转振动评价计算求出对曲轴的附加应力，能够通过根据附加应力控制发动机的运转输出来进行不发火时的负荷控制运转。

用于解决技术问题的手段

为解决上述技术问题，技术方案1的本发明提供了一种发动机的不发火时负荷控制方法，该不发火时负荷控制方法对发动机中的多个汽缸的不发火进行检测，并基于该不发火的检测结果，控制发动机的运转输出，其特征在于，具备：第一阶段，在该第一阶段中，在检测出不发火时，基于曲轴扭转振动评价计算，算出对曲轴的附加应力；第二阶段，在该第二阶段中，求出与算出的对曲轴的附加应力对应的对发动机的输出限制率；第三阶段，在该第三阶段中，基于输出限制率控制发动机的运转输出。

由此，若汽缸在发动机运转中发生不发火，则发动机的动作平衡遭到破坏，曲轴的扭转振动发生变化。因此，通过进行曲轴扭转振动评价计算，能够算出对曲轴的负荷应力。通过求出与上述对曲轴的附加应力对应的对发动机的输出限制率，并基于该输出限制率控制发动机的运转输出，能够使发动机以与不发火时相适应的输出进行运转。

另外，技术方案2的本发明的特征在于，第一阶段中的曲轴扭转振动评价计算以曲轴扭转振动起振力的向量和为基础，算出对曲轴的附加应力。

由此，若汽缸在发动机运转中发生不发火，由于曲轴附加应力与曲轴扭转起振力的向量和成比例，因此能够根据不发火时的向量和的值与正常时的曲轴扭转起振力的向量和的值的比例关系，求出不发火时的曲轴的附加应力。

另外，技术方案3的本发明的特征在于，所述第一阶段中的曲轴扭转振动评价计算以曲轴的扭转角度为基础，算出对曲轴的附加应力。

由此，产生的扭转振动起振力根据不发火的汽缸的位置而有所不同，能够根据与该起振力对应的振幅比求出扭转角度。

如果知道扭转角度，就能够根据对应的扭转振动起振力的向量和，算出此时的曲轴附加应力。

另外，技术方案4的本发明的特征在于，在所述第二阶段中，判定算出的对曲轴的附加应力是否小于对曲轴的允许应力，在算出的附加应力超过允许应力时，进行控制以使发动机的运转输出减少规定量，并返回到第一阶段，重复执行第一阶段，当判定算出的对曲轴的附加应力小于对曲轴的允许应力时，算出对曲轴的附加应力并求出输出限制率。

由此，以使发动机的运转输出重复减少规定量的方式进行控制，以使不发火时的算出的对曲轴的附加应力落入允许应力的范围内，因此能够在发动机的输出不降低规定水平以上的情况下进行发动机的运转控制。

另外，技术方案5的本发明的特征在于，在所述第二阶段中，基于算出的对曲轴的附加应力和预先确定的与曲轴附加应力对应的输出限制率的映射数据，求出输出限制率。

由此，能够与算出的对曲轴的附加应力对应地，从映射数据求出对应的输出限制率，因此能够使发动机立即下降至适应的被限制的输出并进行运转。

另外，技术方案6的本发明提供了一种发动机的不发火时负荷控制系统，该不发火时负荷控制系统构成为对发动机中的多个汽缸的不发火进行检测，并基于不发火的检测结果，控制发动机的运转输出，其特征在于，具备：曲轴附加应力算出部，其在检测出不发火时，基于曲轴扭转振动评价计算，算出对曲轴的附加应力；附加应力限制量算出部，其求出与算出的对曲轴的附加应力对应的对发动机的输出限制率；发动机输出负荷控制部，其基于由附加应力限制量算出部算出的输出限制率，控制发动机的运转输出。

由此，若汽缸在发动机运转中发生不发火，则发动机的动作平衡遭到破坏，曲轴的扭转振动发生变化。因此，通过在曲轴附加应力算出部中进行曲轴扭转振动评价计算，能够算出对曲轴的附加应力。接下来，通过在附加应力限制量算出部中，求出与上述对曲轴的附加应力对应的对发动机的输出限制率，并基于该输出限制率在发动机输出负荷控制部中控制发动机的运转输出，能够使发动机以与不发火时相适应的输出进行运转。

另外，技术方案7的本发明的特征在于，所述曲轴附加应力算出部以曲轴扭转振动起振力的向量和为基础，算出对曲轴的附加应力。

由此，由于曲轴附加应力与曲轴扭转起振力的向量和成比例，因此，若汽缸在发动机运转中发生不发火，则所述曲轴附加应力算出部能够根据不发火时的向量和的值与正常时的曲轴扭转起振力的向量和的值的比例关系，求出不发火时的曲轴的负荷应力。

另外，技术方案8的本发明的特征在于，所述曲轴附加应力算出部以曲轴的扭转角度为基础，算出对曲轴的附加应力。

由此，若检测到汽缸发生了不发火，则所述曲轴附加应力算出部能够以曲轴的扭转角度为基础，算出曲轴附加应力。

另外，技术方案9的本发明的特征在于，所述附加应力限制量算出部判定算出的曲轴附加应力是否小于对曲轴的允许应力，在算出的曲轴附加应力超过允许应力时，附加应力限制量算出部发出指令以使发动机的运转输出减少规定量，在算出的曲轴附加应力小于对曲轴的允许应力的情况下，附加应力限制量算出部算出对曲轴的附加应力的限制量。

由此，所述附加应力限制量算出部以使发动机的运转输出重复减少规定量的方式进行控制，以使不发火时的算出的对曲轴的附加应力落入允许应力的范围内，并且所述附加应力限制量算出部在对曲轴的附加应力变为允许应力的范围内时算出对曲轴的附加应力的限制量，因此能够在发动机的输出不降低规定水平以上的情况下进行发动机的运转控制。

并且，技术方案10的本发明的特征在于，所述附加应力限制量算出部参照由曲轴附加应力算出部算出的曲轴附加应力和存储有预先确定的与曲轴附加应力对应的输出限制率的映射数据部，提取与所述曲轴附加应力对应的输出限制率。

由此，能够从算出的曲轴附加应力和存储有预先确定的与曲轴附加应力对应的输出限制率的映射数据部，提取应该限制成的输出限制率，并能够以上述输出限制率为基础，在发动机输出负荷控制部中控制发动机的运转输出。

发明效果

根据本发明，通过根据因汽缸不发火而产生的扭转振动，进行曲轴扭转振动评价计算，算出对曲轴的附加应力并导出与附加应力的变化对应的发动机的输出限制率，并以该输出限制率为基础进行发动机的输出控制，来避免发动机的必要水平以上的低负荷运转，由此，还能够改善燃料效率，能够期待发动机发电设备的效率的提高。

附图说明

图1是用于实施本发明的发动机的不发火时负荷控制方法的第一实施方式的不发火时负荷控制系统整体的框图。

图2是第一实施方式中的不发火控制器的详细框图。

图3是用于表示曲轴的一个例子来对曲轴系扭转振动进行说明的图。

图4是表示用于实施第一实施方式的不发火时负荷控制方法的一个例子的流程图。

图5是第二实施方式中的不发火控制器的详细框图。

图6是表示用于实施第二实施方式的不发火时负荷控制方法的一个例子的流程图。

具体实施方式

以下，举出实施方式，基于附图对本发明的发动机的不发火时负荷控制方法及其不发火时负荷控制系统进行说明。

(第一实施方式)

图1中示出了用于实施第一实施方式的发动机的不发火时负荷控制方法的不发火时负荷控制系统1。

该不发火时负荷控制系统1是针对搭载于发动机主体2的多个汽缸3，检测汽缸3的不发火，并控制不发火时的输出的结构，其具备检测不发火的不发火检测部4、不发火控制器5和燃料喷射控制部6。

发动机主体2在该例中示出了发电用V型多缸(十八缸)柴油发动机，但既可以是多缸燃气发动机，也可以是多缸汽油发动机。

该发动机主体2将十八个汽缸3排列成V型两列状(L1、L2、………L9)、(R1、R2、………R9)。在各汽缸3上，设有向各汽缸3的内部喷射燃料的燃料喷射器7。

燃料喷射器7在后述不发火控制器5的控制下，利用发动机输出负荷控制信号，经由燃料喷射控制部6控制燃料喷射量及燃料喷射时间。

不发火检测部4配置于各汽缸3。不发火检测部4例如通过检测汽缸内压力变化等，检测各汽缸3的不发火的发生。来自上述不发火检测部4的各汽缸3中的不发火发生检测信号被输入到不发火控制器5。

因此，对不发火控制器5进行说明。

不发火控制器5具备曲轴附加应力算出部8、曲轴附加应力判定部9、输出减少指令部10、附加应力限制量算出部11和发动机输出负荷控制部12。

所述曲轴附加应力算出部8接收来自所述不发火检测部4的检测信号，根据因汽缸不发火而产生的扭转振动，以曲轴扭转振动起振力的向量和VS为基础，算出对曲轴的附加应力，以此作为曲轴扭转振动评价计算。关于上述曲轴扭转振动起振力的向量和VS，已知正常点火时和异常燃烧时即不发火时的曲轴扭转振动的值取规定值，故而知道此时对曲轴的附加应力也取规定值。另外，向量和VS根据不发火的对应汽缸(L1、L2、………L9)、(R1、R2、………R9)或根据它们的组合而有所不同，因此只要分别预先存储为映射数据，就能够根据不发火的对应汽缸提取向量和，从与正常点火时的曲轴扭转振动起振力的向量和VS的比例关系，容易地算出此时的附加应力。

在此，对于曲轴系扭转振动，作为参考，在图3中示出了曲轴的一个例子，作为曲轴扭转振动评价计算，对用于算出对曲轴的附加应力的、曲轴扭转振动起振力的向量和进行说明。

在图3中，I节模式的扭转振动的振幅比被用实线进行了表示，但也可以如虚线所示地近似线性。对于II节，同样也可以近似线性。

各汽缸中的曲轴上施加的扭转振动起振力与振幅比成比例。因此，在影响最大的I、II节模式的情况下，其可以与表示曲轴的曲轴长度方向上的坐标的vp向量〔各节的扭转振动的振幅模式(内燃机部)向量〕成比例。

可以将次数m的扭转振动起振力的向量和看作与〈vpN，θmN〉成比例来进行评价。注意，关于次数，在两冲程的情况下，m＝1、2、3、4、……，在四冲程的情况下，m＝0.5、1、1.5、2、……。其中，e^r＝[a₁a₂……a_N]，θ^r_mN＝[1exp(j·mθ₂)……exp(j·mθn)]，n＝N－1。

曲轴附加应力判定部9判定在所述曲轴附加应力算出部8中算出的曲轴附加应力是否小于对曲轴的允许应力。

另外，在由所述曲轴附加应力判定部9判定的曲轴附加应力超过允许应力时，输出减少指令部10向后述发动机输出负荷控制部12输出指令，以将发动机的运转输出减少规定量。

在算出的曲轴附加应力小于对曲轴的允许应力的情况下，附加应力限制量算出部11算出对曲轴的附加应力的限制量。

并且，发动机输出负荷控制部12基于来自前述输出减少指令部10的将发动机的运转输出减少规定量的指令、以及由所述附加应力限制量算出部11算出的附加应力限制量，输出发动机输出负荷控制信号，经由所述燃料喷射控制部6控制燃料喷射量及燃料喷射时间。

在以上的第一实施方式的不发火时负荷控制系统1中，基于将发动机的不发火时负荷控制方法表示在图4中的流程图对动作进行说明。

作为第一阶段，在发动机起动中，利用不发火检测部4分别对发动机主体2的各汽缸3监视不发火，若检测到不发火(步骤S1)，则从发生不发火的汽缸3向不发火控制器5的曲轴附加应力算出部8输入不发火检测信号。

在所述曲轴附加应力算出部8中，如步骤S2所示，利用来自不发火检测部4的检测信号，确定不发火汽缸3。例如，从汽缸组(L1、L2、………L9)、(R1、R2、………R9)中，确定不发火汽缸是L1，还是L2，或者是L1及R1还是L1及R2，并输出与确定相关的信号。

在曲轴附加应力算出部8中，对于曲轴扭转振动起振力的向量和VS，由于正常点火时和不发火时的曲轴扭转振动的值取规定值，因此存储有与不发火汽缸3对应的向量和VS。因此，提取与不发火的汽缸3相关的向量和VS，根据与正常点火时的曲轴扭转振动起振力的向量和VS的比例关系，能够容易地算出此时的附加应力。

例如，若正常点火时的曲轴扭转振动起振力的向量和VS是0.085，且某汽缸3不发火，则由点火顺序、轴承应力和曲轴应力决定的向量和VS遭到破坏，值变大。例如若在不发火汽缸为L1及R1时，向量和VS变为1.394，则该值变为正常点火时的向量和VS即0.085的16.4倍，因此，不发火汽缸为L1及R1时的曲轴附加应力为正常点火时的曲轴附加应力的16.4倍。

接下来，作为第二阶段，输出与在所述曲轴附加应力算出部8中算出的曲轴附加应力有关的信号，所述曲轴附加应力判定部9做出其与对曲轴的允许应力相比是大还是小的判定(步骤S3)。

在由曲轴附加应力判定部9判定的曲轴附加应力超过允许应力时，输出减少指令部10向发动机输出负荷控制部12输出指令，以将发动机的运转输出减少规定量(步骤S4)。

另一方面，曲轴附加应力如果低于允许应力，则被输出到所述附加应力限制量算出部11，附加应力限制量算出部11算出对曲轴的附加应力的限制量(步骤S7)。

在步骤4中，在从输出减少指令部10向发动机输出负荷控制部12输出应将发动机的运转输出减少规定量的指令，使发动机主体2进行了减少输出的运转之后，与第一阶段相同，在所述曲轴附加应力算出部8中，再次利用扭转振动计算，进行曲轴附加应力的算出(步骤S5)。

然后，在所述曲轴附加应力判定部9中，对再次算出的曲轴附加应力做出其与对曲轴的允许应力相比是大还是小的判定(步骤S6)。

在步骤S6中，在曲轴附加应力还大于允许应力的情况下，在步骤S4中，向所述发动机输出负荷控制部12输出指令，以将发动机的运转输出减少规定量。

曲轴附加应力如果低于允许应力，则被输出到所述附加应力限制量算出部11，该附加应力限制量算出部11算出对曲轴的附加应力的限制量(步骤S7)。

然后，作为第三阶段，在所述发动机输出负荷控制部12中，能够输出发动机输出负荷控制信号，经由燃料喷射控制部6控制燃料喷射量及燃料喷射时间(步骤S8)。

如上所述，根据第一实施方式，在使发动机主体2运转时，在不发火时负荷控制系统1中，利用设于发动机主体2的各汽缸3的不发火检测部4检测不发火，确定不发火的汽缸3，由于曲轴附加应力与曲轴扭转起振力的向量和成比例，因此能够根据不发火时的向量和的值与正常时的曲轴扭转起振力的向量和的值的比例关系，求出不发火时的曲轴的附加应力。

能够以该附加应力不超过允许应力的方式，控制发动机的运转输出而进行运转。因此，能够在发生不发火时进行发动机的适当的负荷控制运转。

因此，在发生不发火时，能够出于使发动机的稳定运转持续的目的而以最小允许运转输出进行运转，避免发动机的必要水平以上的低负荷运转，由此，还能够改善燃料效率，能够期待发动机发电设备的效率的提高。

本发明的发动机的不发火时负荷控制方法及其不发火时负荷控制系统可以作为以下的第二实施方式来实施。注意，与第一实施方式相同，成为对象的发动机将十八个汽缸3排列成V型两列状(L1、L2、………L9)、(R1、R2、………R9)。在发动机主体2中具备各汽缸3，该各汽缸3设有向各汽缸3的内部喷射燃料的燃料喷射器7。

(第二实施方式)

图5中示出了第二实施方式的不发火时负荷控制系统1。

在第二实施方式中，不发火控制器5具备：计测部51，其求出曲轴的扭转角度；曲轴附加应力算出部52，其通过根据由计测部51求出的曲轴的扭转角度计算振动，来算出曲轴附加应力；映射数据部53，其存储有预先确定的与曲轴附加应力对应的输出限制率；附加应力提取部54，其参照由曲轴附加应力算出部52求出的曲轴附加应力和映射数据部53，提取与曲轴附加应力对应的输出限制率；发动机输出负荷控制部55，其基于来自附加应力提取部54的输出限制率，控制发动机的运转输出。

计测部51接收来自设置于各汽缸3的不发火检测部4的发生不发火的检测信号，求出该汽缸3的位置的曲轴的扭转角度。

这是因为施加于各汽缸中的曲轴的扭转振动起振力与振幅比成比例，因此所产生的扭转振动起振力根据不发火的汽缸3的位置而有所不同，根据与该起振力对应的振幅比，能够求出扭转角度。

另外，曲轴附加应力算出部52根据由计测部51求出的曲轴的扭转角度，求出扭转振动起振力，与第一实施方式相同，曲轴扭转振动起振力的向量和VS被与正常点火时进行对比，由于不发火时的曲轴扭转振动的值取规定值，因此能够算出此时的曲轴附加应力(MPa)。

另外，在映射数据部53中，预先存储有与曲轴附加应力(MPa)对应的发动机输出限制率(％)。即，只要知道曲轴附加应力，就能够提取相适应的输出限制率。

并且，附加应力提取部54参照由所述曲轴附加应力算出部52求出的曲轴附加应力和映射数据部53，提取与曲轴附加应力对应的输出限制率。

并且，发动机输出负荷控制部55能够基于来自所述附加应力提取部54的输出限制率，控制发动机的运转输出。

在以上的第二实施方式的不发火时负荷控制系统1中，基于将发动机的不发火时负荷控制方法表示在图6中的流程图对动作进行说明。

在发动机起动中，利用不发火检测部4分别对发动机主体2的各汽缸3监视不发火，若检测到不发火(步骤S1)，则从发生不发火的汽缸3向不发火控制器5的计测部51输入不发火检测信号。

在计测部51中，由于施加于各汽缸中的曲轴的扭转振动起振力与振幅比成比例，因此产生的扭转振动起振力根据不发火的汽缸3的位置而有所不同，根据与该起振力对应的振幅比，能够求出扭转角度(步骤S2)。

接下来，在步骤S3中，曲轴附加应力算出部52根据由计测部51求出的曲轴的扭转角度，求出扭转振动起振力，与第一实施方式相同，曲轴扭转振动起振力的向量和VS被与正常点火时进行对比，由于不发火时的曲轴扭转振动的值取规定值，因此能够算出此时的曲轴附加应力(MPa)。

接着，附加应力提取部54能够参照由所述曲轴附加应力算出部52求出的曲轴附加应力和映射数据部53，提取与曲轴附加应力对应的输出限制率。

即，由于在所述映射数据部53中预先存储有与曲轴附加应力(MPa)对应的发动机输出限制率(％)，因此，只要知道曲轴附加应力，就能够提取相适应的输出限制率。

进一步地，发动机输出负荷控制部55能够基于来自所述附加应力提取部54的输出限制率，控制发动机的运转输出(步骤S5)。

然后，能够基于附加应力限制量从所述发动机输出负荷控制部55输出发动机输出负荷控制信号，并经由燃料喷射控制部6控制燃料喷射量及燃料喷射时间。

根据以上的第二实施方式，在发生不发火时，在计测部中，能够计测曲轴的扭转角度，接着，在曲轴附加应力算出部中，能够通过根据由计测部求出的曲轴的扭转角度计算振动，算出曲轴附加应力。然后，在附加应力提取部中，能够根据算出的曲轴附加应力和存储有预先确定的与曲轴附加应力对应的输出限制率的映射数据部，提取应该限制成的输出限制率，并能够以上述输出限制率为基础，在发动机输出负荷控制部中控制发动机的运转输出。

如上所述，在发生不发火时，能够出于使发动机主体的稳定运转持续的目的而避免对最小允许运转输出进行必要水平以上的输出限制，与上述现有技术相比，能够提高发动机主体的利用率，并且能够避免使发动机主体进行必要水平以上的低负荷运转，由此，还能够改善燃料效率，能够提高发动机发电设备的效率。

工业实用性

根据本发明，能够提供如下的发动机的不发火时负荷控制方法及不发火时输出限制装置：在一个汽缸或多个汽缸中发生不发火的情况下，该方法及装置能够对因发生不发火而产生的扭转振动进行评价，求出附加应力，并能够通过根据与附加应力对应的输出限制率对发动机进行运转输出控制直至达到最小运转输出，来抑制发生不发火时的发动机的利用率降低，并且抑制伴随着发动机的燃料效率的变差而发生的发动机发电设备的效率降低。

附图标记说明

1不发火时负荷控制系统

2发动机主体

3汽缸

4不发火检测部

5不发火控制器

6燃料喷射控制部

7燃料喷射器

8曲轴附加应力算出部

9曲轴附加应力判定部

10输出减少指令部

11附加应力限制量算出部

12发动机输出负荷控制部

51计测部

52曲轴附加应力算出部

53映射数据部

54附加应力提取部

55发动机输出负荷控制部

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种发动机的不发火时负荷控制方法，其对发动机中的多个汽缸的不发火进行检测，并基于该不发火的检测结果，控制发动机的运转输出，其特征在于，具备：

第一阶段，在该第一阶段中，在检测出所述不发火时，基于曲轴扭转振动评价计算，算出对该曲轴的附加应力；

第二阶段，在该第二阶段中，求出与该算出的对曲轴的附加应力对应的对所述发动机的输出限制率；

第三阶段，在该第三阶段中，基于所述输出限制率控制发动机的运转输出；

在所述第二阶段中，判定所述算出的对曲轴的附加应力是否小于对所述曲轴的允许应力，在算出的所述附加应力超过所述允许应力时，进行控制以使所述发动机的运转输出减少规定量，并返回到所述第一阶段，重复执行所述第一阶段，当判定所述算出的对曲轴的附加应力小于对所述曲轴的允许应力时，算出对所述曲轴的附加应力并求出输出限制率。

2.如权利要求1所述的发动机的不发火时负荷控制方法，其特征在于，所述第一阶段中的曲轴扭转振动评价计算以所述曲轴扭转振动起振力的向量和为基础，算出对曲轴的附加应力。

3.如权利要求1所述的发动机的不发火时负荷控制方法，其特征在于，所述第一阶段中的所述曲轴扭转振动评价计算以所述曲轴的扭转角度为基础，算出对所述曲轴的附加应力。

4.如权利要求1至3中任一项所述的发动机的不发火时负荷控制方法，其特征在于，在所述第二阶段中，基于所述算出的对曲轴的附加应力和预先确定的与曲轴附加应力对应的输出限制率的映射数据，求出输出限制率。

5.一种发动机的不发火时负荷控制系统，其构成为对发动机中的多个汽缸的不发火进行检测，并基于不发火的检测结果，控制所述发动机的运转输出，其特征在于，具备：

曲轴附加应力算出部，其在检测出所述不发火时，基于曲轴扭转振动评价计算，算出对该曲轴的附加应力；

附加应力限制量算出部，其求出与该算出的对曲轴的附加应力对应的对所述发动机的输出限制率；

发动机输出负荷控制部，其基于由该附加应力限制量算出部算出的对所述发动机的输出限制率，控制所述发动机的运转输出；

所述附加应力限制量算出部判定所述算出的曲轴附加应力是否小于对所述曲轴的允许应力，在所述算出的曲轴附加应力超过所述允许应力时，所述附加应力限制量算出部发出指令以使发动机的运转输出减少规定量，在所述算出的曲轴附加应力小于对所述曲轴的允许应力的情况下，所述附加应力限制量算出部算出对所述曲轴的附加应力并求出所述输出限制率。

6.如权利要求5所述的发动机的不发火时负荷控制系统，其特征在于，所述曲轴附加应力算出部以所述曲轴扭转振动起振力的向量和为基础，算出对曲轴的附加应力。

7.如权利要求5所述的发动机的不发火时负荷控制系统，其特征在于，所述曲轴附加应力算出部以所述曲轴的扭转角度为基础，算出对所述曲轴的附加应力。

8.如权利要求5至7中任一项所述的发动机的不发火时负荷控制系统，其特征在于，所述附加应力限制量算出部参照由所述曲轴附加应力算出部算出的曲轴附加应力和存储有预先确定的与曲轴附加应力对应的输出限制率的映射数据部，提取与所述曲轴附加应力对应的输出限制率。