CN1170817A - 稀薄燃烧内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种稀薄燃烧内燃机,可以使真空作动器具有稳定可靠的满意的真空度,该真空作动器利用布置在进气空气量控制机构下游一侧的进气歧管中真空度,防止发动机比油耗和驾驶性能恶化。在有关发动机运行状态和真空度降低的信息基础上,控制进气歧管中气体的充满状态,该真空度用于诸如确保真空作动器的可靠运行。根据制动状态、真空度开关的通/断状态或在稀薄燃烧运行时的真空度传感器输出进行控制,以抑制发动机稀薄燃烧运行和减小排气再循环量或抑制排气再循环。

Description

稀薄燃烧内燃机
本发明涉及一种具有可用真空驱动的真空作动器的内燃机。其真空度来自发动机进气控制系统中进气量控制机构下游侧的进气系统，尤其涉及一种保证处于稀薄燃烧时真空作动器仍可靠运行的车用稀薄燃烧发动机。
汽车中所用的典型制动机构利用进气歧管产生的真空(负压)，该进气歧管处于发动机进气系统的进气空气量控制机构的下游，作为汽车的驱动源。特别是这类制动机构，由作为真空作动器的真空助力器来驱动。在制动操作时，真空助力器连接到稳压箱，稳压箱位于节气门与进气歧管之间，利用稳压箱中的真空来驱动真空助力器，以辅助制动动作。该真空也用来抽取曲轴箱中的窜气，将窜气回输入发动机的进气系统，使之不致逸散到大气中。
近来，一种稀薄燃烧发动机已付诸实用，它使供给发动机空燃混合气稀化，以改善比油耗。例如，有一种可使空燃混合气稀化到混合比为20的已经商品化的稀薄燃烧发动机，以及缸内喷射发动机或直接喷射的火花点火发动机，从广义上说，这些都属于稀薄燃烧发动机。付诸实用的发动机，其空燃比要较稀薄燃烧发动机更稀，即通过在火花塞附近以层状充气的方式可使混合比达25以上。
必须注意的是，对于空燃比设定得比常规多点喷射发动机(MPI)更大的稀薄燃烧发动机，在稀薄燃烧运行时，要提供大量的进气空气，因而在稀薄燃烧时(以较稀的空燃混合气燃烧时)，在进气空气量控制机构下游侧处的进气系统可能发生真空度下降的情况。此外，对缸内喷射的发动机，这种发动机在点火时可在火花塞周围以额外稀薄的空燃混合气形成层状充气进行燃烧，由于向发动机提供大量进气空气，在稀薄燃烧时进气系统真空度有可能下降。特别是具有排气再循环(排气再循环)系统的发动机，如果真空度降低的话，排气再循环气体有可能驻留在进气系统中，则真空度将因排气再循环气体的驻留而进一步下降。
当进气系统中的真空度因这种方式而大幅度降低时，真空作动器常常因此而不能正常运行。例如，在制动机构带有真空助力器的情况下，如果助力器的真空度下降，则驾驶员在制动操纵时需要增大向制动踏板施加的踏板力。因此，对于具有这类真空作动器的发动机，在考虑到发动机运转条件时，重要的是要保持进气系统的真空度，该真空度是指进气空气量控制机构下游一侧、且处于可保证真空作动器能满意工作的范围内。
例如，未经审查公布号为58-23244的日本专利，揭示了在进气管内保持适当真空度，并利用该真空度来驱动真空作动器，比如安装在柴油机上的真空助力器的技术。传统的技术是，考虑到真空度降低是在进行制动时发生的这一事实，在检测到制动信号时关闭节气门。另外，未经审查公布号为6-117280的日本专利，揭示了一项技术：在进气空气量控制机构下游一侧用传感器检测压力，并根据传感器所提供的检测信号控制节气门和进气门的动作。此外，未经审查公布号为7-247866的日本专利则公布了又一技术：对于在响应压力传感器输出信号的预定期间，停止运行有可能降低真空度的风扇、压缩机或类似机械。
然而，在上述公布文本中所揭示的这类技术并不适用于实行稀薄燃烧或实行层状进气随后作超稀薄燃烧的稀薄燃烧发动机。如果将前面这类技术简单地用于稀薄燃烧发动机，那么稀薄混合气或超稀薄混合气的燃烧将无法稳定进行，并导致比油耗增大和驾驶性能变坏。此外，也不能充分保证适当的真空度。
本发明的目的是提供一种稀薄燃烧发动机，当达到稳定进行稀薄燃烧时，所述发动机通过保证进气系统中进气空气量控制机构下游一侧满意的真空度能够使真空作动器稳定运行，而不致导致比油耗增大和驾驶性能变坏。
根据本发明，所提供的稀薄燃烧发动机包括：带有空气进气系统和适应于稀薄燃烧运行的发动机本体，进气系统中用于调节供给发动机进气空气量的进气空气量控制机构，可利用来自所述进气量控制机构下游处的进气系统的真空驱动的真空作动器，以及根据发动机运行状态使之有效地进行稀薄燃烧的燃烧控制装置。
本发明的稀薄燃烧发动机包括：运行状态检测装置，用于检测发动机运行状态；真空度下降检测装置，用于检测涉及作用在真空作动器上真空度的有关信息，并根据真空度信息用于检测真空度下降；以及真空度安全控制装置，当发动机处于稀薄燃烧时真空度下降检测装置检测到真空度的降低时，用于控制进气量控制机构通过减少进气空气量以使空燃比减少来确保真空度。
本发明的优点是：当发动机处于稀薄燃烧时，根据发动机运行状态和进气系统中进气空气量控制机构下游一侧的真空度状态，可以通过真空度安全控制装置校正进气空气量使之减少，从而使被供给发动机的混合气的空燃比减小，由此保证真空作动器有满意的真空度，而不致导致比油耗增大和驾驶性能变坏。
优选的方案是，稀薄燃烧发动机还包括排气再循环装置，用于将发动机的部分排气回流到进气系统中进气空气量控制机构的下游一侧。当发动机处于稀薄燃烧真空度下降检测装置检测到真空度的降低时，真空度安全控制装置根据运行状态检测装置所检测到的运行状态对排气再循环装置进行控制，减少排气再循环量或停止排气再循环。
根据该优选方案，在发动机处于稀薄燃烧运行时，通过控制排气再循环量可以立即并可靠地保证真空作动器有满意的真空度，且不使排气的排放特性恶化。
优选的方案是，真空作动器是由用于增强作用在制动踏板上的踏板力的真空助力器组成。真空度下降检测装置中至少包括下列中的一种：用于检测真空度信息、制动踏板操纵情况的制动操纵检测装置，和用于检测真空度信息、作用在真空作动器上真空度程度的真空度开关。当制动操纵检测装置检测到制动踏板操纵状况时或者当真空度开关检测到真空度低于预定程度时，真空度安全控制装置控制进气空气量控制机构，使之在预定的时段内抑制稀薄燃烧的运行。
根据该优选方案，当检测到制动踏板操纵情况时，操纵情况表示出对真空作动器的工作要求(更一般地说，是表示出真空作动器处于工作状态)，或者是当真空度开关检测到真空度下降时，在预定的时间段内抑制稀薄燃烧的运行，于是用于真空作动器满意运行所需的适当真空度，可便始终保持稳定而有效的状态。如果稀薄燃烧发动机的结构作如此安排：当在真空度安全控制装置在工作过程中，重新检测制动踏板操纵或类似的操纵影响真空度消耗的状况时，重新开始一个时间段，在该时间段中使真空度安全控制装置工作以抑制稀薄燃烧运行，那么就可以始终得到满意的真空度。
优选的方案是，稀薄燃烧发动机还包括排气再循环装置，它将发动机的部分排气回流到进气系统中进气空气量控制机构的下游一侧。真空度下降检测装置包括用于线性检测作用在真空作动器上的真空度程度的真空度传感器。根据真空度传感器所检测到的真空程度以及运行状态检测装置检测到的运行状态，真空度安全控制装置至少控制进气空气量控制机构和排气再循环装置中之一种，以减少相应的进气空气量和排气再循环量二者或其中之一。
采用该优选方案，为了阻止发动机比油耗增大和驾驶性能变坏，积极地考虑真空度程度不足问题就可以保证真空作动器具有满意的真空度。
在该刚提及的优先方案中，较理想是采用缸内喷射型发动机，该发动机在气缸盖上设有喷油阀直接向燃烧室内喷油，该发动机在燃烧控制装置的控制下运行，可根据发动机运行状态在预混合燃烧方式和层状进气燃烧方式之间进行切换。排气再循环装置使层状进气燃烧方式时排气回流的量要大于在预混合燃烧方式时的回流量。在真空度传感器检测到的真空度程度基础上，确定了真空度程度短缺较大时，真空度安全控制装置便控制进气空气量控制机构和排气再循环系统，以抑制稀薄燃烧的进行，同时减少排气再循环量或者停止排气再循环过程。当在真空度程度基础上确定了真空度程度短缺较小时，真空度安全控制装置便有选择地使进气空气量控制机构或和排气再循环系统工作，以减少进气空气量或排气再循环量，或者停止排气再循环过程。
采用该优选方案，适当地根据真空度短缺程度可以确保控制满意的真空度。在确定真空度短缺程度时，较理想是根据真空度传感器检测到的真空度程度，来确定作用在真空作动器上的真空度绝对值和相对于大气压的真空度相对值，以及适当地和有选择地应用真空度的绝对值和相对值来确定真空度短缺程度。这里特别建议，根据真空度传感器检测到相对于大气压力的真空度程度相对值，检测直接影响真空作动器工作的较大的真空度短缺情况，而根据所检测到的真空度程度绝对值来检测较小的真空度短缺情况。这样就可以进行精确的真空度控制，以防止在预混合燃烧方式和层状进气燃烧方式之间进行不希望的切换，同时也阻止油耗增大和驾驶性能变坏。
优选的方案是前述的缸内喷射型发动机。排气再循环装置使层状进气燃烧方式时排气回流的量大于在预混合燃烧方式时的回流量。当根据真空度程度确定真空度短缺程度较低时，真空度安全控制装置使排气再循环装置工作，以降低排气再循环量，或者停止排气再循环过程；如需要的话，再使进气空气量控制机构工作，以抑制稀薄燃烧过程。
采用该优选方案，就可以消除真空度短缺的情况，而防止发动机比油耗增大和驾驶性能变坏。
图1是示出根据本发明第一实施例的汽车发动机装置布置的简图；
图2是定时图，显示抑制稀薄燃烧过程和图1发动机中真空度安全控制装置的制动开关通/断状态之间的相对关系；
图3是定时图，显示抑制稀薄燃烧过程和真空度安全控制装置中真空度开关通/断状态之间的关系；
图4是定时图，显示抑制稀薄燃烧过程、制动开关的通/断状态和真空度安全控制装置中真空度开关之间的关系；
图5是流程图，显示根据本发明第一实施例的真空度安全控制装置的部分程序，该部分特别与稀薄燃烧过程抑制模式的设定有关；
图6是流程图，显示真空度安全控制装置程序的另一部分，该部分紧接图5，且特别与排气再循环抑制模式的设定有关；
图7是流程图，显示真空度安全控制装置程序的又一部分，该部分紧接图6，且特别与稀薄燃烧过程抑制模式的取消有关；
图8是流程图，显示真空度安全控制装置程序的其余部分，该部分紧接图7，且特别与排气再循环抑制模式的取消有关；
图9是定时图，显示图5至图8中所示的真空度安全控制装置中汽车速度、制动开关的通/断状态、真空度开关的通/断状态、排气再循环的抑制和稀薄燃烧过程的抑制之间的关系；
图10是示出根据本发明第二实施例的真空度安全控制装置的内容，该装置依据汽车运行状态、所安装的发动机以及真空度短缺程度来进行控制；
图11是根据本发明第二实施例的真空度安全控制装置主路径的流程图；
图12是汽车运行图11所示的真空度安全控制装置时，真空度安全控制装置的子路径流程图；
图13是示出在图11中所示的子路径中，第一计时器管理控制程序的流程图；
图14是示出在图11所示的真空度安全控制装置中汽车停止时，真空度安全控制装置子路径的流程图；
图15是示出在图14所示的子路径中，第二计时器管理控制程序的流程图；
图16是示出在图14所示的子路径中，第三计时器管理控制程序的流程图；和
图17是示出在图12和图14中所示的取消抑制稀薄燃烧过程程序的流程图。
现来说明根据本发明第一实施例的稀薄燃烧内燃机。
图1中标号1表示稀薄燃烧发动机本体(以下称为发动机本体)。在发动机本体1的气缸盖2上各气缸安装有火花塞3和电磁喷油阀4，这样燃油得以从喷油阀4直接喷入燃烧室5内。6为活塞，在相应的气缸7内作垂向运动，8和9分别为进气门和排气门。在气缸盖2内形成进气道10，大体上垂直于发动机，位于分别驱动进气门8和排气门9的两凸轮轴之间。在气缸盖2侧面形成排气道11，大体上与发动机成水平。排气再循环道12，从排气道11上斜向分出。
发动机本体1的进气道10，通过带有稳压箱20的进气歧管21，与进气管21a相连接。进气歧管21、进气管21a及其外围件组成发动机的进气系统。进气空气量控制机构设置在进气管21a处。进气空气量控制机构包括：节气门体24，它形成了容置节气门22(即蝶阀)的进气通道，其中节气门的开闭与加速踏板的动作相应；以及用于旁通节气门体24中节气门22的空气旁通管25。节气门体24调节通过空气滤清器引入的进气空气量，然后将进气空气供应给进气歧管21。
节气门体24中形成旁通节气门22的旁通通道。旁通通道中设有第一空气旁通阀(#1ABV)26，主要是在发动机处于怠速状态时控制进气空气量。空气旁通管25的流通面积与节气门体24的进气通道面积相同，并带有电磁阀式的第二空气旁通阀(#2ABV)27。调节第一和第二空气旁通阀26和27使之可在发动机本体1处于低/中速范围时提供所要求的辅助进气空气。
带有稳压箱20的进气歧管21位于进气空气量控制机构下游一侧。稳压箱20连接到制动机构30上，当发动机本体1运行时，该制动机构可利用在稳压箱中产生的真空度(进气管压力)工作。制动机构30包括：真空助力器32，它利用从稳压箱20被引向到真空助力器32的真空室(图中未表示)的真空度，以及增大施加在制动踏板31上的踏板力；控制液压缸35，用于产生相应于增大踏板力的液体压力；以及制动系统35a，该系统根据控制液压缸35提供的液体压力，产生施加于汽车的制动力。因此真空助力器32构成所谓真空作动器。安装在真空助力器32中的真空度(助力压力)传感器37检测真空作动器的真空度。
排气再循环道12通过排气再循环管14连接到进气歧管21的上游侧(稳压箱20)，因此从发动机本体1排出的废气部分地被引入或回流入稳压箱20内，以改善发动机的排放特性。安装在排气再循环管14中由步进马达驱动的排气再循环阀15控制排气回流量。
图1中，36为发动机控制装置，发动机控制装置中有中央处理器、ROM和RAM这样的储存装置、计时器计数计等等。111为怠速开关，用于检测节气门22实质上处于全关状态。112和113分别为用于检测大气压力的大气压力传感器和用于检测供给发动机本体1进气空气量的空气流量传感器。
发动机控制装置36根据各种传感器检测到的发动机本体1的运行状态、由驾驶操纵状况显示的驾驶员意图等，对发动机装置进行全面控制。全面控制包括选择燃油喷射模式、控制燃油喷射量、控制火花塞3的点火定时、通过排气再循环阀15确定排气再循环排气回流量等。排气再循环阀15、第一空气旁通阀(#1ABV)26，第二空气旁通阀(#2ABV)27的工作，通过发动机控制装置36根据发动机本体1的工作状态进行控制。
燃油喷射模式包括：主要在进气冲程中喷射燃油的理论配比模式，该模式中在实际空燃比接近理论空燃比情况下进行预混合燃烧；第一种运行模式，该模式中燃油主要在进气冲程喷入并以比理论空燃比更稀的空燃比进行预混合燃烧，以及第二种运行模式，该模式中燃油主要在压缩冲程中喷入并以比第一种运行模式更稀的空燃比进行层状燃烧。
在稀薄燃内燃机中，具有真空作动器(真空助力器32)，该作动器利用在进气空气量控制机构下游一侧的进气系统21、21a所产生的真空度(亦即在进气歧管21内所产生的真空度)；该内燃机在第一种和第二种运行模式下均能进行稀薄燃烧，根据本实施例的内燃机特点是，考虑到比油耗和驾驶性能，通过调节进气歧管21和位于进气空气量控制机构下游的稳压箱20中气体(包括进气空气和排气再循环废气)的充满程度来保证真空助力器32和制动机构30具有能可靠运行的满意的真空度。
说到底，发动机控制装置36利用安装在制动机构30上的真空助力器32上的真空度(助力压力)传感器37，检测和监控作用在真空作动器上的真空度。此外，发动机控制装置36还检测安装在制动机构30上的真空助力器32上真空度开关(V-SW)33的通/断状态，以及检测用于检查制动踏板31受压程度的制动开关(BK-SW)34的通/断状态。例如，当真空度逐步低于预定值时，真空度开关33处于接通状态；当真空度不低于预定值时，真空度开关33处于断开状态。在这一点上，发动机控制装置36检测真空开关33的通/断状态，作为与作用在真空作动器上有关的真空度信息。
当驾驶员踩踏制动踏板31时，制动开关(BK-SW)34处于接通状态；而制动踏板被放开时，则处于断开状态。制动踏板的操纵状况表示了对真空作动器运行的要求。更一般地说，它表明了真空作动器是处于工作状态。这里，发动机控制装置36检测真空开关33的通/断状态，作为与作用在真空作动器上有关的真空度信息。
为了保证进气歧管21(稳压箱20)中有满意的真空度，以保证制动机构30工作，发动机控制装置36根据所得信息进行真空度控制，这些信息有：开关33和34的通/断状态、开关33和34的接通状态持续时间区间、由进气空气量控制机构调节的空燃比(A/F)、排气再循环量(排气回流量)等。
正如前面已弄清楚的以及下面将作出解释的，发动机控制装置36具有燃烧控制装置的功能，根据发动机本体1的运行状态使发动机本体以稀薄燃烧运行；发动机控制装置36还具有真空度安全装置的功能，它用以控制进气空气量控制机构，当发动机本体1以稀薄燃烧运行而被检测到真空度下降时，可以减小进气量。发动机控制装置36与前述各种相应的传感器/开关结合在一起，构成检测发动机本体1运行状态的运行状态检测装置以及检测真空度信息和根据真空度信息检测真空度下降的真空度下降检测装置。
以下将参照对抑制稀薄燃烧运行(以下称稀燃运行)控制的例子，说明发动机控制装置36的真空度控制。例如，在根据第一实施例的装置中，当制动开关34或真空度开关33处于接通状态时，稀燃运行受到抑制。当在预定的时间区段(例如2秒钟)执行抑制稀燃运行时、或者当另一个预定的时间区段(例如0.5秒钟)从真空度开关33在预定时间区段结束前回到断开状态结束时，取消对稀燃运行的抑制。
在第一或第二种运行模式中，也就是在在从燃油喷射模式回到理论配比模式(该模式中按理论燃烧运行)，抑制向发动机本体1稀薄喷射来抑制稀燃运行。这意味着包括第二空气旁通阀27的进气空气量控制机构被关闭，因而减少了进气空气量，从而使供给发动机本体1的混合气空燃比减小了。
开始对稀燃运行进行抑制时(从稀燃运行转向理论配比运行时)，喷油阀4喷射的燃油量受到控制，从而不使发动机输出功率发生变化，这种变化会导致驾驶性能变坏。例如，在保持基本燃油喷射量不变的情况下，执行校正模式以增加为补偿进气空气量减少(这要蒙受泵吸损失增大)所需要的燃油喷射量。另一方面，在取消抑制稀燃运行的情况下(也就是从理论配比运行转向稀燃运行时)，执行校正模式减少相应泵气损失量减小的燃油喷射量。
更为特殊的是，关于制动开关34的通/断状态，稀燃运行以可重新触发方式被抑制2秒钟，制动开关34每次均转为接通状态，如图2所示。此外，关于真空度开关33的通/断状态，稀燃运行从真空度开关33转为接通状态起被抑制2秒钟，如图3所示。如果在稀燃运行抑制模式的2秒钟结束前，真空度开关33就转为断开状态，则附加的0.5秒钟抑制时间将继续该抑制模式，然后取消稀燃运行的抑制状态，据此，当真空度开关一旦已经转为接通时，稀燃运行就至少抑制0.5秒钟。
在图3的例子中，在稀燃运行的抑制期间真空度开关33再度转为接通时，持续2秒钟的稀燃运行抑制模式被以重新触发方式重新设定。但是，假如稀燃运行已持续了2秒钟或2秒钟以上，则稀燃运行抑制模式的重新触发，亦即新设定的2秒钟持续期可被删除，从而可阻止稀燃运行的抑制持续到2.5秒钟以上，该时间是2秒钟抑制期加上0.5秒钟的附加抑制期。
在制动开关34和真空度开关33组合用于控制真空度时，控制内容的变化取决于如何运用开关33和34所检测到的信息，或取决于真空度控制的控制方法。在以图4为例的真空度控制方法中，稀燃运行以可重新触发方式被抑制2秒钟，制动开关34和真空度开关33每次均转为接通状态。当真空度开关33在2秒钟稀燃运行抑制期间反回到断开状态时，稀燃运行的抑制从此时起经0.5秒钟后被取消，以确定真空度在一定程度上是安全的。
根据先前的真空度安全控制，如果当引起真空度下降的制动机构30开始动作、因制动开关34转向接通而被检测到时，推定进气歧管21中的真空度下降，或者，如果这一真空度下降直接是由于真空度开关33转向接通而决定，那么开始抑制稀燃运行。结果就是调节进气歧管21中的气体充盈状态。换句话说，中断供应丰富的进气空气，该进气空气有助于稀燃运行而造成进气歧管21中真空度下降，通过理论配比运行可使进气歧管21中下降的真空度恢复。这可使之获得满意的真空度以保证制动机构30的运行。
在大约2秒钟时间内抑制稀燃运行，仅仅造成发动机本体1的稀燃运行的短暂中断，因此可以认为稀燃运行实质上是连续进行的。因此，若有兴趣通过引入稀燃运行模式(第一种和第二种模式)改善比油耗，可以引入稀燃运行的抑制控制。
代替或组合应用前述抑制稀燃运行的控制，根据制动开关34和真空度开关33的通/断状态，可以执行抑制排气再循环的控制。排气再循环回流部分排气进入进气歧管21，可能使进气歧管21中或用于制动运行的真空作动器32中已下降的真空度状态难以恢复。在这一点上，较理想是根据制动机构30的运行状态(该状态由开关33和34检知)或真空度状态，通过控制排气再循环阀15来调节进气歧管21中气体的充盈状态。尤其是，可建议排除进气歧管21中由于减小排气再循环量或抑制排气再循环而造成的真空度下降，因此在适当的范围内保持进气歧管21的真空度，才可能保证制动机构30的运行。
如果基本上在2秒钟内执行减小/抑制排气再循环的控制，如前所述稀燃运行抑制控制，不会引起排气再循环排气净化能力的实质性恶化，从而可维持排气再循环的净化功能。特别是，若有兴趣通过稀燃运行模式改善比油耗，如果减小排气再循环量或者在稀燃运行期间抑制排气再循环，则用于制动机构30运行的真空度可得到有效的保证。在喷射模式中排气再循环排气被大量引入，喷射模式是在压缩冲程中喷入燃油。因此，减小/抑制排气再循环的控制对于缸内喷射型稀薄燃烧内燃机特别有效，该发动机具有前述第二种运行模式，在压缩冲程中喷射燃油。
图5到图8显示了真空度安全控制的实际程序，这是在前述操作原则基础上以及在本实施例的发动机上执行的。在该真空度安全控制中，除了根据真空度开关33和制动开关34的通/断状态外，还根据汽车车速状况执行稀燃运行的抑制和排气再循环的抑制。
更为特殊的是，如图9的定时图所示，在真空度安全控制程序中当车速超过预定值时(例如，设定在2.5km/h到20km/h之间的基准速度V0)，按第一或第二运行模式的稀燃运行根据开关33和34的通/断状态而受到抑制。当车速不大于该基准速度V0时，排气再循环根据开关的通/断状态而被抑制。无论稀燃运行的抑制控制和排气再循环的抑制控制，都是从真空度开关33转向接通时起执行2秒钟，在2秒钟结束前从真空度开关33转向断开时起执行0.5秒钟，以及在制动开关34转向接通时起执行2秒钟。
随后参照图5到9进一步说明上述控制程序。首先，现时车速是否被定为大于基准速度V0(S1)。如果车速大于基准速度V0，真空度开关(V-SW)33是否被确定在接通状态(S2)。如果真空度开关33处于接通，则确定标记D是否位于表明真空度开关33处于断开状态(S3)的0值处。标记D表明真空度开关是否处于断开状态，以及真空度是否等于或大于制动安全运行所需的最小真空度。尤其是当S2步骤真空度开关33处于断开状态时，在S4步骤标记D被设定在0；而当稀燃运行的抑制模式已经持续预定时期(例如2秒钟)时，在后面提及的S44步骤标记D被设定为1，这样可可靠地保证有足够的真空度。同时，真空度开关33实际上被设计成当真空度下降到大于最小真空度值的一个阈值时转向接通。换句话说，定出可靠进行制动界限的方式设定阈值。
因此，当在S3时确定标记D设定为0值，而不考虑在S2时真空度开关33处于接通状态，那么确认真空度开关33在该控制路径的先前循环和现有循环之间，已由断开状态转向接通状态。
如果以此方式检测到真空度开关33从断开状态切换到接通状态，关于显示是否已设定稀燃运行抑制模式(S5)的标记A也可确定。如果标记A处于0值，表示未设定稀燃运行抑制模式，然后设定稀燃运行抑制模式(S6)，标记A处于表示稀燃运行抑制模式的1值(S7)，而第一计时器设为初始计数值(S8)。第一计数器负责执行稀燃运行抑制模式的运行时间段，开始响应真空度开关33接通状态的检测而运行该模式。初始计数值等于预定时间段除以执行控制路径的时间间隔，该预定值是指抑制模式的预定持续期，例如2秒钟。
第一计时器和下述的其他计时器的设计，使之执行倒数计时，虽然在图5到8中未图示相关的倒数计时过程。如果以正计时代替倒数计时，初始计时值0要设定在S8步骤。如果确认在S5步骤标记A已设定为1，则跳过S6到S8步骤。
另一方面，如果在S2步骤确认真空度开关33处于断开状态，那么在S4步骤标记D设定为表示真空度开关为断开的0值，决定标记A是否为表示设定稀燃运行抑制模式(S9)的0值。如果标记A确定为1那么稀燃运行抑制模式已被设定，第二个计时器设定为初始计数值，该初始值由预定时间段(例如0.5秒钟)除以执行控制路径(S10)的时间间隔而得，以便引起稀燃运行抑制模式，以进一步继续从真空开关33转向断开时起的预定时间段。然后设定标记A为0值(S11)，设定标记B为表示在真空度开关33转向断开后稀燃运行抑制模式的1值(S12)。如果在S9步骤确定未设定为稀燃运行抑制模式则跳过S10到S12。
根据上述S2到S12过程，如果车速大于基准速度V0，根据真空度开关33的通/断状态(在该两个状态间切换)，设定稀燃运行抑制模式。换句话说，通过进气空气量控制机构的动作来设定以减小进气空气量，尤其是在第二空气旁通阀27转向关闭方向，接着设定标记A、B、C，和设定第一和第二计时器。
下一步是，无论如何制动开关(BK-SW)34确定设定在接通状态(S13)。如果制动开关34设定在接通状态，要确定标记E是否处于表明制动开关34为断开状态的0值(S14)。当在S13步骤时确认制动开关34为断开状态(S15)，标记E设定为0值。虽然在S13步骤检测到制动开关34为接通状态，如果确认在下一步S14步骤标记E为0值，检测到在控制路径的前一循环与现有循环之间制动开关34已从断开状态切换到接通状态。
如果检测到制动开关34从接通状态切换到断开状态，那么与此相应的设定了稀燃运行抑制模式(S16)，并设定标记C为1值，该值表明在车速大于基准速度V0的情况下，在进行制动时的稀燃运行抑制模式(S17)。下一步是，速度标记E为1(S18)，然后对第三计时器设定预定时间区段，例如2秒钟。第三计时器用来管理执行稀燃运行抑制模式的时间区段，该模式根据检测制动开关34的接通状态而设定(S19)。
从S13到S19的过程程序表面看，如果制动开关34对制动踏板产生泵压作用，在重复检测到制动开关34的通/断动作时，每一次接通状态都设定预定时间区段为2秒钟。其结果是，稀燃运行抑制模式的预定时间区段，从制动开关34再度被检测到为接通状态时重新开始。
同时，如果在S14步骤确认标记E已经设定在1值，那么跳过S16到S19的程序。
根据S13到S19所示的程序，在车速超过基准速度V0的情况下，根据制动开关34的通/断状态(从断开状态切换到接通状态)设定排气再循环抑制模式，接着设定第三计时器的标记C和E。
另一方面，如果在S1步骤确认车速小于基准速度V0，则根据真空度开关33和制动开关34的通/断状态设定排气再循环抑制模式，代替稀燃运行抑制模式的设定，如图6所示。基本上说，以类似前述S2到S19程序的方法对排气再循环抑制进行控制。换句话说，执行图6中的S22到S39过程。但是，这里用标记F、G、H、I和J分别代替标记A、B、C、D和E。此外，分别用第四到第六计时器代替第一到第三计时器。
简而言之，如果检测到真空度开关33从断开状态切换到接通状态，就进入排气再循环抑制模式，并以第四计时器开始计量排气再循环抑制模式实际持续的时间区段(S23到S28)。如果在取消ERG抑制模式之前真空度开关33转向断开，则第五计时器开始计量(S24到S32)。不过，当制动开关34从断开状态切换到接通状态时，进入排气再循环抑制模式，并以第四计时器开始计量排气再循环抑制模式实际持续的时间区段(S34到S39)。
现有控制循环过程，结合按汽车速度和真空度开关33及制动控制开关34的通/断状态而起作用的稀燃运行抑制和排气再循环抑制的设定，在完成该控制循环过程后，根据稀燃运行抑制和排气再循环抑制的取消而执行如图7和8所示的控制过程。
在取消抑制模式的控制时，首先要确定标记A是否处于表示未设定稀燃运行抑制模式的0值(S41)。如果该确定的结果是否定的，那么，如果标记A，相应于真空度开关33转向接通的动作而处于表示已设定稀燃运行抑制模式的1值，那么无论稀燃运行抑制模式是否已经持续2秒钟，该时间是根据第一计时器所测时间段的基础上确定的(S42)。如果稀燃运行抑制模式已经持续2秒钟，那么标记A设定在表示取消稀燃运行抑制模式的0值(S43)，而标记D设定在表示可保证满意的真空度1值(S44)。如果在S41步骤标记A处于0值，表示根据真空度开关34转向接通的动作而未设定在稀燃运行抑制模式，或者如果在S42步骤第一计时器所测得的时间区段未超过2秒钟，那么进入随后的过程而不执行S43和44设定过程的标记。
其后，无论是否确定标记B处于0值(S45)。如果该确定为否定的，也就是说，如果标记B被确定处于表示真空度开关33转向断开后稀燃运行抑制模式的1值，那么确定无论是否由第二计时器测得的时间区段，该时间区段中稀燃运行的抑制持续超过0.5秒钟(S46)。如果由第二计时器测得的时间区段超过0.5秒钟，标记B设定在表示真空度开关转向断开后(S47)取消稀燃运行抑制模式的0值，然后取消稀燃运行抑制模式(S49)。
另一方面，如果标记B设定在表示真空度开关转向断开后取消稀燃运行抑制模式的0值，或如果由第二计时器测得的时间区段中该抑制模式不超过0.5秒钟，即使标记B处于表示真空度开关33已经转向断开的1值，那么要检查标记C，看其是否被设定在与制动开关34的转向接通动作有关的稀燃运行抑制模式(S50)。如果标记C处于表示稀燃运行抑制模式的1值，那么确定稀燃运行抑制模式已经持续的时间区段，在第三计时器测定时间结果的基础上(S51)，无论是否等于或大于2秒钟。如果确定该2秒钟或2秒钟以上已经结束，那么标记C被设定在表示取消稀燃运行抑制模式的0值，该模式是根据制动开关转向接通动作而设定的(S52)。
如果标记C以该方式设定为0值，或者由第三计时器测定的稀燃运行抑制模式持续的时间区段不超过2秒钟，以标记C为1，那么无论标记A、B和C是否处于0值就可确定(S53)。当确认所有标记A、B和C均为0值时，稀燃运行抑制模式被取消(S54)。
如上所述，在根据真空度开关33转向接通动作时设定的稀燃运行抑制模式持续2秒钟或2秒钟以上后，取消稀燃运行抑制模式；或者在根据制动开关34转向接通动作时设定的稀燃运行抑制模式持续2秒钟或2秒钟以上后，取消稀燃运行抑制模式；或者在真空度开关33转向断开时起，稀燃运行抑制模式持续0.5秒钟以后，取消稀燃运行抑制模式。
根据图8所示的S61到S74确定的过程，该过程类似于S41到S54程序，取消按前述方法设定的排气再循环抑制模式。尤其是，取决于有关标记F、G和H确定的结果，检查由第四到第六计时器中之一所测得的时间区段。如果确认根据真空度开关33或制动开关34转向接通动作时设定的排气再循环抑制模式持续2秒钟或2秒钟以上，或者在真空度开关33转向断开后，排气再循环抑制模式持续0.5秒钟或0.5秒钟以上，取消稀燃运行抑制模式。
根据上述程序(控制过程)按汽车速度抑制稀燃运行或排气再循环，藉此控制气体(包括进气空气和排气再循环排气)在进气歧管21(稳压箱20)中的充满状况，因而可以确保安全运行制动机构30的真空度。因此，不必提供如真空泵一类的真空度发生装置，即可方便而有效地保证所需的真空度。此外，在根据检测到的真空度开关33转向接通动作时，和根据检测到的制动开关34转向接通动作时设定的稀燃运行(或排气再循环)抑制，彼此独立地用不同的计时器管理。此外，在真空度开关33转向断开后，稀燃运行(排气再循环)抑制的持续时间区段由另外的计时器管理。在取消稀燃运行和取消排气再循环的计时器管理的情况下，上述控制使之有可能根据开关33和34的通/断状态进行有效的真空度控制。
尤其是，稀燃运行抑制和排气再循环抑制，其中任意一种都是在真空度开关33转向断开动作后的预定时间区段内连续进行的，使之有可能根据真空度开关33的通/断动作使真空度恢复到高于阈值的足够程度。因此，可以避免真空度开关33在接通和断开动作之间作不希望的重复。结果，可以以稳定的方式确保可靠运行制动机构30所需的真空度。
在上述第一实施例中，检测来自进气歧管21、用于真空助力器(真空作动器)32的真空度，是否足以利用真空度开关33确保助力器的运行，以及，在检测结果的基础上，为控制真空度而对发动机本体1进行燃烧控制(控制进气歧管21中气体的充满状态)。然而，有可能用真空度传感器37来代替真空度开关33，以线性地(以模拟方式)检测真空助力器32的真空室(图中未表示)内的真空度。在此情况下，前述用于真空度控制的燃烧控制，可在表示真空度程度检测结果的基础上进行。
也就是说，有可能根据真空度传感器7所检测的真空度程度，来确定真空度短缺情况，由此根据确定的结果对抑制稀燃运行或停止或抑制排气再循环进行控制。尤其是，最佳燃烧模式可以根据真空度短缺程度和当时汽车和发动机的运行状态来设定，这样就有可能避免频繁地切换燃烧模式，例如可以得到运行制动作动器所需的真空度，而不会引起发动机和汽车的驾驶性能变坏。
图10为根据上述观点建立的本发明第二实施例的真空度安全控制内容，其中控制内容不因真空度短缺程度和汽车运行状态(停止/行驶)而改变，汽车的行驶状态，在广义上也代表了发动机运行状态。
特别是在发动机起动时或发动机非人为熄火时，将不执行稀燃运行抑制控制和排气再循环抑制控制。如果真空度传感器37故障或假定故障，仅运行稀燃运行抑制控制。在确定真空度传感器37故障时，如果真空度传感器37是在5V下工作，输出电压为0.2V到4.5V，则真空度传感器37工作正常，如果传感器输出电压下降到上述范围之外，则传感器有故障。
除了发动机本体1起动或熄火时，在其正常运行期间，如果真空度传感器37正常工作，可根据真空度传感器37的输出来确定真空度短缺的程度。本方案的真空度传感器37检测绝对压力，也就是空气进气系统所产生的负压或真空度的绝对值，并随着发动机本体1的运行而被引入真空助力器32，该真空度随发动机本体1的运行状态变化。例如，当真空度传感器37正常工作时，输出的输出电压Bv，表示所检测的绝对值与标准大气压力之差，在0.2V到4.5V间变化。除了踏板力外，供给真空助力器(真空作动器)32的真空度和大气压力之差作用控制液压缸35上。从上述情况的观点看，在现有方案中，真空度短缺程度较大的状态由相对于大气压力的真空度相对值来确定，而真空度短缺程度较小的状态由真空度绝对值来确定。
最后，通过确定真空度传感器37的输出Bv是否落在0.2V到4.5V范围内来确定其故障状况。
如果真空度传感器37被认为是工作正常，则根据真空度传感器输出Bv和大气压力传感器112的输出Av，确定作用在真空作动器上的真空度Bvr。
由于真空度传感器输出Bv(在压力基础上)表示标准大气压(760mmHg)和绝对压力P之差，大气压力传感器输出Av(在压力基础上)与绝对压力P之差的真空度Bvr表达为：
Bvr＝Av-P＝Av-(760mmHg-Bv)＝Av+Bv-760mmHg
由于标准大气压(一个大气压，760mmHg)是给定的常数，相对压力Bvr可以这样确定：
Bvr＝Av+Bv
在这两个方程式中，省略了把大气压力传感器和真空度传感器的输出电压相对地转换成相应压力值的两个转换系数。
该相对压力Bvr与预定值B2(B2s)相比较，确定真空度短缺程度。当相对压力Bvr小于预定值B2(B2s)时，则确定真空度短缺程度较高。此外，用真空度传感器37的输出代表的真空度绝对值(绝对压力)Bv，与另一个预定值B1(B1A、B1s和B1sA)相比较，直接确定真空助力器32中的真空度程度。在确定B1、B1A、B2、B1s、B1sA、B2s程度时，后缀1表示绝对压力的基准确定，后缀2表示相对压力的基准确定，后缀s表示在汽车停止时的确定，后缀A表示辅助装置在使用时的确定。
如果绝对压力Bv低于确定值B1(B1A、B1s和B1sA)，则确定真空度短缺程度较低。如果为了确保真空助力器32中的真空度，要执行改变发动机本体1运行模式的控制装置。尤其是，真空度安全控制装置是由抑制稀燃运行和排气再循环来执行的。尤其是，根据发动机本体1的运行状态，也就是汽车是否处于运行或停止状态，执行稀燃运行和排气再循环的抑制控制。
下面将参照图11到17说明真空度安全装置。
如图11中主路径所示，首先检测汽车速度V、发动机转速Ne和大气压力Av(S101)。然后检测真空度传感器37输出Bv(S102)，并计算真空助力器32的真空程度Bv和大气压力Av之间的相对压力Bvr(S103)。
再下一步，确定发动机是否处于熄火状态或起动状态(S104)。例如，通过检查发动机点火开关等方法确定。如果确定发动机本体1处于熄火状态或起动状态，程序返回S101，不必运行稀燃运行抑制控制和排气再循环抑制控制(S105和S106)。因此，不运行真空度安全控制装置，而根据发动机工作条件运行空燃比控制和排气再循环控制等。
如果发动机未处于熄火状态或起动状态，要确定真空度传感器37的输出电压是否落在0.2V到4.5V正常范围内，以确定真空度传感器37是否工作正常(S107)。如果真空度传感器37有故障，运行稀燃运行抑制控制，以确保必要的安全真空度(S108)。在稀燃运行抑制控制时，如在第一方案中那样，进气空气量减少了。此时，目标空燃比的设定接近理论空燃比，控制燃油喷射量，以保持空燃比处于目标值，防止驾驶性能恶化，也就是防止发动机输出有实质性改变。由于抑制发动机本体1的稀燃运行，当允许发动机在理论控制模式下运行时，在进气歧管和真空作动器中保证了所需的真空度。此时，不必允许排气再循环抑制控制(S106)。
作为在S107步骤确定的结果，如果确认真空度传感器37是正常工作的，而无论确定汽车是否停止(S109)。在该确定中，要确定汽车速度是否等于或高于例如5km/h。如果汽车速度低于确定速度，则认为汽车处于停止或类似状态。如果在S109的确定结果为是，也就是说，如果汽车被认为是运行状态，那么执行汽车运行时的真空度安全控制装置(S110)。如果汽车被认为是停止状态(或行驶速度很低的类似停止状态)，那么执行汽车停止时的真空度安全控制装置(S140)。换句话说，根据汽车(发动机本体1)的运行状态，进入汽车运行或停止的真空度安全控制子路径(S110或S140)。
根据流程图，例如图12，执行汽车运行状态的稀燃运行抑制控制(S110)。在该子路径中，以上述方法确定的相对压力Bvr，与预定程度B2进行比较(S111)。如果相对压力Bvr小于预定程度B2，也就是说真空度大大减小，确定真空度短缺程度很大(S112)。
另一方面，如果相对压力Bvr大于预定程度B2，或者，如果真空度短缺程度不大，要确定作为发动机本体1负载的空调等辅助装置是否处于接通状态(S113)。取决于辅助装置是否处于接通，将表示真空度传感器37输出的真空度程度(绝对压力)Bv与相应的预定程度B1和B1A(S115)之一进行比较。如果绝对压力Bv低于相应的确定程度B1或B1A，那么就确定真空度短缺程度较小(S116)。这表明虽然作用到真空作动器所需的真空度在一定程度上可保证，但不保证有足够的真空度。如果绝对压力Bv被确定高于相应的确定程度B1或B1A，该确定的结果表示，在真空助力器32上有足够真空度。换句话说，认为无真空度短缺(S117)。
前面的确定程度(determinati on levels)B1、B1A和B2，以及用于下述确定的确定程度B1s、B1sA和B2s，根据运行状态如发动机转速Ne和汽车速度V来设定，例如，在图形数据表中给出的确定程度。如前所述，后缀1表示有关绝对压力的基准确定，后缀2表示有关相对压力的基准确定，后缀s表示有关在汽车停止时的确定，后缀A表示有关辅助装置在使用时的确定。
如果在S112步骤，确定运转状态时真空度短缺程度较高，则在执行稀燃运行抑制控制时设定稀燃运行抑制模式(S118)。特别是如果发动机在稀燃运行状态下，以达到以下二者之一：前述据第一运行模式的预先混合燃烧和前述根据第二运行模式的层状进气燃烧，这种稀燃运行本质上是被抑制的，而标记h被设定在表示执行稀燃运行抑制控制状态的1值(S120)，标记i被设定在表示执行排气再循环抑制控制状态的1值(S121)。
通过对稀燃运行的抑制，将稀燃运行模式被设定在试图确保进气歧管21内有满意的真空度。其结果是，在真空助力器32中确保有足以满足制动运行的真空度。然后，直到后面所述的执行取消稀燃运行的抑制之前，一直保持稀燃运行抑制模式。
另一方面，如果在S116步骤确定真空度短缺程度较低，确定制动开关(BK-SW)34是否处于接通状态(S122)。换句话说，无论制动踏板是否受压，那么确定正在运用真空进行制动。如果制动开关34为接通，那么已设定稀燃运行抑制模式(S123)，而标记h被设定在表示稀燃运行抑制模式的1值(S124)。
如果制动开关34为断开，在怠速开关(ID-SW)111为通/断状态的基础上(当进气门22在如此关闭状态时该开关为接通)，进一步确定进气门22是否实质上处于全关状态(S125)。如果发动机处于怠速状态，用于和稀燃运行抑制控制一起进行计时器管理的参数T，被设定在预定的时间区段，即2秒钟(S126)，而执行在第一计时器管理的稀燃运行抑制控制(S127)。
如图13所示，在第一计时器管理的稀燃运行抑制控制时，无论标记a是否处于表示执行第一计时器管理的稀燃运行抑制的1值(S131)。如果标记a不为0，稀燃运行抑制控制开始(S132)，而标记a设定在1值(S133)。随后开始用计时器测量从稀燃运行抑制控制开始起的结束时间区段(S134)。然后确定计时器所测量的时间区段是否达到由前述参数T所代表的预定计时器管理区段(S135)。当计时器管理区段结束时，取消稀燃运行抑制控制(S136)。在此情况下，标记a设定在表示取消稀燃运行抑制控制的0值(S137)，而程序回到图11所示的主路径，真空度安全控制子路径如图12所示。
在图12的子路径中，如果在S117步骤确定不存在真空度短缺，则确定制动开关34通/断状态(S128)。如果制动开关34为接通状态，参数T设定为一预定区段，如1秒钟(S129)，并执行作为真空度安全控制的稀燃运行抑制控制，如前述的稀燃运行抑制控制(S127)。
在怠速开关为接通时(S125)，或者如果制动开关不在接通状态，条件时未发现真空度短缺现象，那么取消稀燃运行抑制模式(S130)。取消稀燃运行抑制模式的过程和取消在下述汽车停止时真空度安全控制中取消类似的抑制模式的过程，如图17所示。这些过程将在以后叙述。
如果在运行模式确定步骤S109，确定汽车为停止状态，另一方面，在汽车停止时执行真空度安全控制，如图14所示(S140)。在该控制中，如在汽车运行时真空度安全控制的情况那样，确定真空度短缺程度。特别是，用上述方法计算的相对压力Bvr与预定确定程度B2s进行比较(S141)。如果相对压力Bvr小于确定程度B2s，则被确定的真空度短缺程度高。
如果相对压力Bvr大于确定程度B2s，确定辅助装置是否处于接通(S143)。根据确定结果，将真空度程度(绝对压力)Bv与相应的预定确定程度B1s和B1sA进行比较(S144和S145)。当绝对压力Bv小于相关的确定程度B1s或B1sA，则确定真空度短缺程度是低的(S146)。如果绝对压力Bv大于相关的确定程度B1s或B1sA，则确定不存在真空度短缺(S147)。
在汽车停止时，如果真空度短缺程度被确定是高的(S142)，则在第二计时器管理下执行真空度安全控制，如图15所示(S148)。特别是在真空度安全控制时，确定关联的标记g是否处于表示执行控制的1值(S161)。如果标记g不是1值，那么用第而计时器测量开始执行排气再循环抑制的区段(S162)，而标记g设定在表示第二计时器测量的1值(S163)。在此情况下，开始排气再循环抑制(S164)，而程序回到图11的主路径，子路径如图14所示。
下一个控制循环中，在回到图14的子路径后，确定由第二计时器测量的区段是否超过预定的燃烧冲程时间区段(S165)。如果已通过预定的排气再循环抑制时间区段，标记g设定在表示完成排气再循环抑制的0值(S166)，而执行稀燃运行抑制控制(S167)。特别是，在确定汽车停止时真空度短缺程度较大之后，由排气再循环抑制执行真空度安全控制，然后，排气再循环抑制时间区段结束后，开始稀燃运行抑制控制。另一方面，如果确定真空度短缺程度抵(S146)，确定制动开关(BK-SW)34是否为接通(S149)，并确定怠速开关(ID-SW)是否为接通(S150)，或者，用于时间管理的参数T设为2秒钟(S151)，以及在第三计时器管理下执行稀燃运行抑制控制(S152)。此外，如果制动开关34为断开和怠速开关为断开，执行取消稀燃运行抑制模式的过程(S153)。
即使在S147步骤时确定不存在真空度短缺，也要确定制动开关34是否为接通(S154)。如果表示检测到制动动作的制动开关接通状态，那么用于计时器管理的参数T设定为1秒钟(S155)，并在第三计时器管理下执行稀燃运行抑制控制(S152)。另一方面，如果在S154步骤确定制动开关34为断开，以前述S130步骤的同样方式执行取消稀燃运行抑制模式过程(S153)。
如图16所示，在汽车停止时的第三计时器管理的稀燃运行抑制控制(S152)，确定标记j是否为表示未执行第三计时器管理的稀燃运行抑制控制的0值(S171)。如果该结果为是，确定标记c是否为表示保留上述稀燃运行抑制控制开始的1值(S172)。如果首次进入图16所示的子路径，则稀燃运行抑制控制未进行。于是，在S172步骤确定的结果为不。在此情况下，第三计时器设定在预定的排气再循环抑制时间区段IG(S173)，而标记c设定在表示保留稀燃运行抑制控制开始的1值(S174)。根据标记f的值第三计时器开始计时后，执行排气再循环抑制控制，这将在后面叙述。
当为预定排气再循环抑制时间区段IG而设定第三计时器后，再度进入图16所示的子路径时，在S172步骤确定标记c为表示保留稀燃运行抑制控制开始的1值。在此情况下，根据由第三计时器测得的时间确定预定的排气再循环时间IG是否已结束(S175)。当测得预定时间IG结束时，标记C重新设定到O值以指示允许开始稀薄燃烧抑制控制(S176)，并执行稀薄运行抑制的控制(S177)。然后，标记d设定在1值以指示执行稀薄运行抑制控制(S178)，以及开始第四计时器测量执行稀薄运行抑制控制的时间段。当在下一控制循环再次进入图16的子路径时，在S171阶段确定标记d为表示执行稀薄运行抑制控制的1值。在这种情况时，确定第四计时器所计量的时间是否超过预定时间区段IG，该区段按参数T设定(S180)。如果确认按预定时间区段执行稀燃运行抑制控制，那么取消稀燃运行抑制控制模式(S181)，标记d回位到表示未执行抑制控制的0值(S182)。由此，在汽车停止时，如果在图14所示的子路径中确定真空度短缺较小，或如果在未确定真空度短缺的同样子路径中检测到制动动作，那么，按预定时间IG执行排气再循环抑制，该排气再循环抑制从确定真空度小的短缺开始或从检测到制动动作开始，仅仅在此之后按参数T所示的时间区段内，执行稀燃运行抑制控制。
在稀燃运行抑制控制之前开始、与在排气再循环抑制单独执行的预定区段IG结束后的稀燃运行抑制控制同时执行的排气再循环抑制控制，确定标记f是否为表示未执行排气再循环抑制控制的0值(S183)。如果标记f为0值，那么执行排气再循环抑制控制(S184)，如果标记f设定在表示执行排气再循环抑制控制的1值(S185)，那么开始计量单独执行排气再循环抑制时间区段的第五计时器(S186)。然后确定由第五计时器计量的时间区段是否超过I+IG，该时间区段是参数T所代表的预定时间与预定时间IG之和(S187)。如果检测到T+IG时间的结束，那么就取消排气再循环抑制控制模式，并恢复正常的排气再循环控制模式(S188)。取消排气再循环抑制控制模式后，标记f速度到代表未执行排气再循环抑制控制的0值(S189)，图16所示的过程结束。
由此，在此情况下，执行的排气再循环抑制控制，其时间区段等于预定时间IG和参数T所表示的时间(1秒钟或2秒钟)的总和，起始时刻为确定汽车停止时真空度稍有短缺时，或者在发现真空度无短缺现象时检测到制动动作时。由此在上述环境下，首先，仅仅开始排气再循环抑制，然后在预定时间IG结束后，与排气再循环抑制控制同时执行稀燃运行抑制控制。
下面，说明取消稀燃运行抑制(S130和S153)的控制。在根据图17所示的程序执行的控制中，表示无论是否正在执行稀燃运行抑制控制的标记a、d和h尚未被依次检查到(S190、S191和S192)。如果标记a、d和h均不为1值，那么本质上未执行稀燃运行抑制控制，因而也不存在取消执行稀燃运行抑制控制模式。
如果在图17的S190步骤确定标记a为1值，这表示进入图12所示的取消控制步骤S130，其结果是，例如，在完成图13的稀燃运行抑制控制之前，怠速开关111从接通切换到断开，开始图13的控制，例如，相应于确定的结果表示在汽车停止时的真空度短缺程度较小，而怠速开关为接通。如果标记a为1值，确定第一计时器计量的时间是否超过参数T所代表的预定时间区段(S193)。
如果在图17的S191步骤确定标记a为1值，这表示进入图14所示的稀燃运行抑制取消步骤S153，其结果是，例如，在完成排气再循环抑制控制和已开始的稀燃运行之前，制动开关34或怠速开关111从接通切换到断开，相应于确定的结果表示在汽车停止时的真空度短缺程度较小，而制动开关34和怠速开关111为接通。这时确定第四计时器计量的时间是否超过参数T所给定的预定时间区段(S194)。
如果在第一和第四计时器所计量时间的基础上，确定在每一种条件下均应执行的稀燃运行抑制控制时间已经结束(S193和S194)，那么取消稀燃运行抑制控制(S195)。
在S192步骤确定标记h为1值，这表示进入图12所示的稀燃运行抑制取消步骤S130，例如，相应于在执行已经开始的图12中稀燃运行抑制控制每期间，从真空度短缺大的状态转换到真空度无短缺状态，例如，其结果是确定真空度短缺较大。在此情况下，取消稀燃运行抑制控制每(S195)。在下面阶段S196，标记a、d和h回位到0值。
在以上述方式取消稀燃运行抑制控制时，确定排气再循环抑制控制模式是否应被取消。在此确定时，要检查标记f和i(S197和S198)。如果标记f和i均不为1值，则不必执行排气再循环抑制控制，而结束执行现有控制循环中图17的子路径。另一方面，如果标记f为1值，确定由第五计时器计量的时间区段是否超过T+IG，该时间区段是参数T所给定时间与预定排气再循环抑制时间IG之和(S199)。当检测到T+IG时间的结束，或者当标记i为1值，那么就取消排气再循环抑制控制模式，并恢复正常的排气再循环控制模式(S200)。然后标记f和i回位到0值(S201)，其子路径结束。
虽然图17中忽略了图示，在相应于确定真空度短缺较大时开始执行排气再循环/稀燃运行抑制控制期间，如果真空度确定较大的状态切换到真空度无短缺状态，那么在预定IG时间区段结束后，取消排气再循环/稀燃运行抑制控制。
根据前述图11到17所示的排气再循环/稀燃运行抑制控制，执行稀燃运行抑制控制和排气再循环控制，适当地按照进气歧管21中真空度短缺程度和汽车与发动机本体的运行状态(广义地说，是发动机本体的运行状态)，代表该状态的是，汽车速度V和制动开关34与怠速开关111的通/断状态，如图10所示。
因此，与稀燃运行抑制受控制情况相比较，该情况与利用固定设定的确定值的真空度减小结果无关，可以以更精确的方式控制真空度。这使之有可能避免发动机本体1运行模式的突然切换。例如，当真空度一定程度上有所下降时，简单地执行稀燃运行抑制控制，可以补偿真空度的短缺。换句话说，在发生难以满意地操作真空作动器的真空度实质性短缺之前，就可以通过在短时间区段内简单地抑制稀燃运行，而有效地补偿真空度短缺。因此实施例要优于前面的实施例，前实施例中可适当地避免由于抑制稀燃运行而引起的驾驶性能恶化。
此外，在本方案中，从真空度传感器34的输出可得到真空度绝对值和相对于大气压的相对值，通过适当地运用该绝对值和相对值，可执行消除真空度短缺的稀燃运行抑制控制。因此，可保证稳定地进行制动所需的真空度，同时可得到稀燃运行的优点，如改善比油耗。
再进一步说，在本实施例中，如果真空度短缺程度较低的话，仅在稀燃运行抑制前的预定时间区段内执行排气再循环抑制控制。该单独执行排气再循环抑制有时使之有可能确保所需的真空度。在此情况下，可以忽略稀燃运行的抑制，所以不必要从稀燃运行模式切换到可能引起驾驶性能恶化的其他运行模式，因而改善了驾驶性能。根据该方案，在执行排气再循环抑制之后对稀燃运行进行抑制，排气再循环气体不潴留在进气管内，可以很容易地控制空燃比和燃油喷射量等参数，因而可以精确地控制燃烧状态。这使之可以有效地进行稳定控制。
本发明并不限于上述这些实施例。
例如，作为当然可能执行稀燃运行抑制或排气再循环抑制控制的因素，是仅仅利用真空度开关33和制动开关34之一的输出。
此外，在第一实施例中，通过相应于真空度开关33或制动开关34的输出，切换稀燃运行抑制模式到理论空燃比运行模式，来抑制稀燃运行。但是，稀燃运行并不必要通过有效切换到理论空燃比运行模式来抑制。相应于真空度开关33和制动开关34的输出，有效地从第二运行模式切换到第一运行模式，可以减少进气空气量。
根据本发明，可以在切换运行模式的概念之外执行控制。例如，可以简单地使节气门转向关闭来进行控制，以减少空燃比。而且，关于排气再循环，代替抑制排气再循环，可以一定程度地降低排气再循环量。
相应于开关33和34的输出，并非有效控制的基本要求。例如，可以在对真空助力器32估计或检测到的真空度基础上进行稀燃运行抑制控制(改变空燃比)或排气再循环抑制控制。如第二方案所述，可以在有关发动机运行状态的信息(如空燃比)基础上，估计或检测真空度。
根据真空助力器32中真空度程度，可以仅控制排气再循环量或仅控制稀燃运行抑制(改变空燃比)。作为选择的是，在发动机整个运行范围内可以确保满意的真空度，该运行范围可适当联合运用前述的控制方式进行控制。
在估计作用在真空作动器上真空度程度的基础上，可以可靠地执行真空度控制。在诸如排气再循环量、根据节气门开度和发动机转速等确定的目标空燃比(A/F)信息的基础上，可以估计真空度的程度。这样安排并不需要准备真空度开关、真空度传感器等，因而在成本上具有优越性。
此外，不使用制动开关34检测制动动作，例如可以通过检测代表减速状态的加速器节气门返回动作来可靠地控制真空度。同时，本发明可应用于一种布置方案，该方案用电磁节气门(所谓电线驱动)作为进气空气量控制机构，以及该方案设计采用电磁节气门控制进气空气量，而与加速器开度无关。真空作动器并不限于作为制动机构的组成零件，也可以作为其他装置的部件。例如，真空作动器作为提高怠速(idle-up)装置的部件，用于空调或动力转向装置，或作为改变进气管长度装置，用于改变进气管的有效长度，或作为可变进气装置的驱动设备部件，用于改变涡流比。
可以以在该发明范围内的种种方式对本发明进行各种修改。

Claims (6)

1.一种稀薄燃烧内燃机，它包括：具有进气系统和适合稀薄燃烧运行的发动机本体；在进气系统中用于调节供给发动机本体进气空气量的进气空气量控制机构，可用真空度进行操作的真空作动器，该真空度取自在进气空气量控制机构下游一侧的空气进气系统，以及用于根据发动机本体的运行状态，使发动机本体有效进行稀薄燃烧的燃烧控制装置，其特征在于，它还包括：
检测发动机本体运行状态的运行状态检测装置；
真空度下降检测装置用于检测有关作用在真空作动器上的真空度信息，和用于检测在真空度信息基础上真空度的降低；以及
真空度安全装置，用于控制进气空气量控制机构控制机构，在发动机本体以稀薄燃烧运行时，当上述真空度下降检测装置检测到真空度下降，可以减少进气空气量来保证真空度以减小空燃比。
2.根据权利要求1所述的稀薄燃烧内燃机，其特征在于它还包括：
排气再循环装置，用于将发动机本体的部分排气回流进在进气空气控制机构下游一侧的的空气进气系统中；
所说的真空度安全装置，根据所运行状态检测装置所检测到的运行状态，控制所述排气再循环装置，以便在发动机本体以稀薄燃烧运行时，上述真空度下降检测装置检测到真空度下降时，可以减少排气再循环量或停止排气再循环。
3.根据权利要求1所述的稀薄燃烧内燃机，其特征在于：
所述真空作动器包括用于增大制动踏板上踏板力的真空助力器；
所述真空度下降检测装置至少包括制动作用检测装置，用于检测制动踏板的动作，作为真空度信息；以及真空度开关，用于检测作用在真空作动器上真空度程度，作为真空度信息；以及
所述真空度安全装置，控制进气空气量控制机构，当制动作用检测装置检测到的制动踏板动作或真空度开关检测到真空度程度比预定值下降时，用以在预定时间区段内抑制稀薄燃烧的运行。
4.  根据权利要求1所述的稀薄燃烧内燃机，其特征在于，它还包括：
排气再循环装置，用于将发动机本体的部分排气回流入进气空气控制机构的空气进气系统下游一侧；
所述真空度下降检测装置包括真空度传感器，用于线性检测作用在真空作动器上的真空度程度；以及
所述真空度安全装置，根据所述真空度传感器检测到的真空度程度以及运行状态检测装置检测的运行状态至少控制下列之一：所述进气空气量控制机构和所述排气再循环装置，因此可相应地减少进气空气量和排气再循环量二者或二者之一。
5.  根据权利要求4所述的稀薄燃烧内燃机，其特征在于：
所述发动机本体是一种缸内喷射型，其在缸盖上有喷油器直接向燃烧室喷射燃油，所述发动机在燃烧控制装置的控制下、根据发动机本体的运行状态，在预混合燃烧运行和层状进气燃烧运行之间切换；
所述排气再循环装置，在层状进气燃烧运行时回流的排气量大于预混合燃烧运行时的回流排气量；
所述真空度安全装置控制上述进气空气控制机构及上述排气再循环系统，当根据上述真空度传感器检测到的真空度程度，而确定真空度短缺较大时，抑制稀薄燃烧的运行和减少排气回流量或停止排气再循环；以及
所述真空度安全装置，可选择地运行所述进气空气量控制机构或排气再循环系统，当在真空度程度基础上确定真空度短缺较小时，以减少排气回流量或停止排气再循环。
6.根据权利要求4所述的稀薄燃烧内燃机，其特征在于：
所述发动机本体是一种缸内喷射型，其在缸盖上有喷油器直接向燃烧室喷射燃油，该发动机在燃烧控制装置的控制下、根据发动机本体的运行状态，在预混合燃烧运行和层状进气燃烧运行之间切换；
所述排气再循环装置，在层状进气燃烧运行时回流的排气量大于预混合燃烧运行时的回流排气量；
所述真空度安全装置使排气再循环装置运行，以减少排气回流量或停止排气再循环；如需要，当在真空度程度基础上确定真空度短缺较小时，然后运行进气空气量控制机构以抑制稀薄燃烧的运行。
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