本发明涉及对用在汽车上的内燃机进行控制的一种装置，它能够在汽车低速行驶时防止产生震动或喘振。 在汽车上使用的内燃机中，有一个燃料喷入控制系统，根据发动机的负荷（空气的吸入量或进气管中的压力）和发动机的转数决定喷入时间，即要喷入的燃料量，众所周知，在低速行驶中为了使汽车减速而突然关上节气门时，车身会产生减速震动或喘振（加速度的波动）。这种现象是由于突然关闭节气门使得空气的吸入量（或进气管内的压力）急剧减小而发生的，这样，原来根据空气吸入量计算的喷入时间也就急剧减少。结果，燃烧室内的空气/燃料混合比变大，形成了过贫的情况，因而不能产生必要的转矩，导致所谓的负转矩。这一负转矩与汽车的特征频率共振而产生震动或喘振。为了防止这一现象，在例如日本公开专利出版第59-231 144号中，当节气门在某种操作情况下关闭时，喷入时间在一段予先确定的时间内保持为正好是气门关闭前的值，然后喷入时间慢慢减少。
另外，有一种内燃机，当其制动时，如果其转数大于予定的值，则将燃料切断。在燃料重新喷入时，进行减少燃料的控制以防由于燃料的突然增加引起加速振动。在这样的控制中，燃料切断期间附着在吸入管内壁上的燃料完全汽化，而重新喷入时，为湿润吸入管的内壁要消耗喷入的燃料，所以在燃烧室内短时间产生过贫的情况。这也将导致发生震动或喘振。为了防止这种震动或喘振，在例如日本公开专利出版第60-30446号中，在开始重新喷入时一度减少喷入速率后就按予定的速率增加喷入时间。
在上述的先有技术中，不论震动或喘振是否确实发生一为防止震动或喘振，即防止燃料的增浓控制，总是在汽车的减速过程中进行的。因此，先有技术有使废气净化性能恶化的危险。此外，先有技术对于汽车恒速行驶中发生的喘振是不起抑制作用的，这时喘振的原因是机器中不规则的燃烧，路面的条件等等。
本发明的一个目的是提供用来控制内燃机的一种装置，它可以防止汽车低速行驶时产生的减速震动或喘振，而不使废气净化性能恶化。
本发明的一个特性在于，在一个靠根据至少包括机器转数在内的代表机器运行条件的参数改变要喷入的燃料量和点火时间来控制其输出的内燃机中，当机器转数的变化率为正且其绝对值大于某予定值时，对机器的输出进行递减调节，当机器转数的变化率为负且其绝对值大于某予定值时，对机器的输出进行递增调节。
按照本发明，对减速震动或喘振的减弱的控制仅在当其确实被检测到并且在其发生的早期进行。因此，由供给机器的混合气并不过份增浓，就可以避免使废气净化性能恶化。另外，本发明对汽车恒速行驶时产生的喘振也有有效的抑制作用。
在阅读说明和观察附图时本发明其它的目的，特性和优点将变得明显。
图1，图示了本发明适用的内燃机的结构;
图2，是粗略显示图1，所示控制单元结构的框图;
图3，是用于说明本发明中检测喘振的方法的;
图4，是用于说明用在本发明的一个实施例中的滤波运算的时间图;
图5，显示当引入根据本发明实施例的补偿操作时，转数和燃料喷入持续时间之间的关系;
图6，是显示根据本发明实施例的控制装置运行的流程图，按照流程图所进行的运行是在图2所示的控制单元中执行的;
图7，是显示当引入根据本发明的另一个实施例的补偿操作时，转数和被补偿的点火角度之间的关系;
图8，显示了根据另一个实施例的补偿方式的一个例子;
图9，是显示根据本发明另一实施例的控制装置运行的流程图，同样地，这个流程图的运行是在图2，中所示的控制单元中进行的;
图10，显示在汽车减速期间，与先有技术相比较的本发明的效果;和
图11，显示在汽车恒速行驶期间，与先有技术相比较的本发明的效果。
首先参考图1，将对本发明所适用的内燃机的结构作简要说明。图中，参照号10表示一个内燃机，其中由一个汽缸12和一个活塞16来表示一个燃烧室14。燃烧室14连接进气管18的一端和排气管20的一端。进气管18的另一端通过集气管部分22与气门体24连接，气门体内装有一个节气门。气门体24通过管道26与空气滤清器28连接。参照号30表示空气滤清器28的入口。吸入机器10的空气量由安装在管道26的一段上的空气流量计32测量。空气流量计32可以采用例如热线式气流计。代表由空气流量计32所测量的空气吸入量的信号送到控制单元34。
在进气管18的一段上安装有燃料喷口（喷嘴）36，燃料由燃料泵40从燃料箱38抽出经过蓄油器（dumper）42和过滤器44送到喷嘴，喷嘴在机器10的打开期间将燃料喷入由机器10所吸入的空气中，该期间根据来自控制单元34的信号而变化。通过调节该打开期间（喷入时间），吸入燃烧室14的空气和燃料混合汽的空气/燃料比就可得到控制。而且，还安装了一个燃料压力调节器46，通过它，当供给喷射器36的燃料的压力超过予定值时，一部分燃料将送回燃料箱38。
下列信号送给控制单元34，除去前面提到过的空气流量信号。首先，其中之一是机器的转数信号，它由安放在分电器48中的曲柄转角检测器发出。其次一个是来自安装在气门体24上的怠速开关的信号，它表示节气门关闭。控制单元34还接收来自冷却水温度检测器50的信号，通过它将机器10的温度读入到控制单元34。收到了这些信号，控制单元34向喷咀36，燃烧泵40和点火线圈52发出信号。给点火线圈52的信号控制供给分电器48的高压产生的时间，即，该信号通过改变点火时间来调节机器10的输出。
图2，粗略显示了上述控制单元34的结构。如图中所示，控制单元34由组成处理单元（MPU）的熟知的微处理器，只读存贮器（ROM）和随机存贮器（RAM）通过总线连接组成。另外，在MPU上还通过总线与输入/输出（I/O）电路连接。通过该电路，MPU接收来自起动器开关、氧气检测器和电瓶电压检测器的信号，以及在参考图1，已经描述过的来自空气流量计，曲柄转角检测器，怠速开关和冷却水温度检测器的信号。另外，不应认为与I/O电路连接的检测器或装置限于这里所描述的几种形式或它们全都是实现本发明所需要的。收到发自那些检测器和装置的信号后，MPU执行予定的处理并通过I/O电路对喷咀、点火线圈和燃料泵输出信号。虽然图1中只示出一个喷咀36，但可以明白在这种情况下在一个器汽缸的发动机上每一个汽缸都是具有一个喷咀。
下面参考图3至图5，将对根据本发明的一个实施例中震动或喘振的探测和减小的方法的原理进行说明。
如果喘振发生，则机器10的转数会波动。另外，如图3A和3B中所示，把机器带负载情况时的波动与空载情况时比较，波动程度大不相同。即，机器在负载情况下的转数变化率△N要很大于机器在空载情况下的转数变化率。这样，通过提供适当的阈值△NR就能够辩别出由喘振引起的转数的波动。
图4，是显示对喘振的检测与对其进行削弱操作的时间图。假设由喘振引起的转数波动如图4（a）中所示，图4（b）中出现的信号对应于△N≥△NR的区间。滤波运算，在后面将要详细描述，与图4（b）中信号出现时同时起动，并在图4（b）的信号消失后持续一段TI的时间。
下面将参考图5说明滤波运算。滤波运算是由用下面公式表示的所谓的递归数字滤波器来执行的。
N＝Ny+G（Ny-Ny-1）
其中的N表示由该滤波处理所修正的转数，它用于计算本次的燃料喷入持续时间（燃料喷入脉冲的宽度），Ny表示本次用于滤波运算的实际转数，Ny-1表示修正的转数，它已在上一次用于燃料喷入时间的计算，而G表示一个常数。
现在让我们假设机器的转数波动如图5（a）中的实线所示。图中，转数呈阶梯式波动，这是因为它是按控制单元34中读入的信号的形式显示的，即，实线表示采样值的变化，这些值在每个采样周期中读入到控制单元34中。若将上述滤波处理用到如图5（a）中实线所示的转数信号上，信号将如图5（a）中的虚线那样变化。虚线表示的值就是由上述公式求得的N。如图所示，当实际转数变小时，求得的修正转数小于实际转数。相反，当实际转数变大时，求得的修正转数就大于实际转数。这就是由上述公式表示的滤波运算的意义。当转数由增加向减少变化或相反时，滤波处理执行y次（如图中台阶数目所示）。滤波处理次数的数目y取决于汽车的特性频率。因此，它必须由实验来最后确定。
燃料喷入持续时间TP是以这样修正的转数为基础计算的。获得喷入持续时间Tp的方法与众所周知的方法相同，即它基本上是由关系Qa/N求得的，其中Qa是吸入的空气的量，N是机器的转数。由滤波处理修正而得的转数用作上述关系中的N。
这样获得的喷入持续时间Tp成为图5（b）中的虚线所示。图中的实线表示根据图5（a）中实线所示的转数计算的喷入持续时间Tp，即不采用根据滤波处理对转数所进行的修正。为了下面便于说明，以后前一喷入持续时间称为补偿喷入持续时间，而后者称为原喷入持续时间。如图中所示，当机器的转数减小，喷入持续时间得到补偿使其大于原持续时间，于是机器的输出增大并且转数的下降得到节制。相反地，当机器的转数增大时，喷入持续时间的补偿使其小于原持续时间，于是机器的输出减少并且转数的上升也得到节制。图5（b）中的阴影部分表示喷入持续时间的补偿量。
上述操作由控制单元34所包括的MPU按照图6中所示的操作流程执行。下面将对操作流程进行说明。
操作启动后，在予定的采样时间上对转数N进行采样，并在第100步时将其读入MPU。在第102步，从本次采样读下的N和上次采样读下的N′计算出变化率△N，并在第102步辩别是否△N≥△NR。如果△N＜△NR，操作跳到第110步，且将本次采样读下的N存入存贮器中予定的地址中。若△N≥△NR，则在第104步辩别变化率△N的符号是否改变。如果不变，操作跳到第110步。若变化率△N的符号改变，则操作进入由第105步至第108步构成的滤波过程。在该过程中，滤波运算重复y次。完成滤波处理后，操作进行第110步，在该步，第100步中读入的转数N存入存贮器中予定的地址中。
如上所述，仅当震动或喘振被确定检测到时才执行对其抑制的控制（参见第102步）。另外，如图5（b）所示，富补偿总是伴随着贫补偿。总而言之，吸入燃烧室的混合汽几乎不是增浓的。因此，不会恶化废气。
下面将参考图7至9说明另一个实施例。如众所周知，也可以通过控制点火时间来调节内燃机的输出。点火一般是在一定角度上进行，该角度是根据所检测到的表示机器工作情况的参数从存贮在存贮器中的点火时间图中读出的。
那么，假设当机器按从该图中读出的点火时间ADVM工作时，发生如图7（a）所示的转数波动。在这个实施例中，当机器的转数减小，点火时间便相对于ADVM提前，于是机器的输出增加并且转数的下降得到节制。当机器的转数增大时，点火时间相对于ADVM是延迟的，于是机器的输出减小并且转数的增加情况得到节制。
图8显示了补偿量的一个例子。在图中，横坐标表示从补偿操作开始计算的补偿操作顺序。即，补偿量是根据补偿操作的顺序而变化的。另外，纵坐标表示补偿量的绝对值△ADV。当转数减小时，相应于补偿顺序中的各个补偿的值△ADV加到从点火时间图中读出的当前的点火角ADVM上。相反地，当转数增加时，相应于补偿顺序中的各个补偿的值△ADV从当前的点火角ADVM中减去。在图8中所示的关系可以以表格的形式存入存贮器。
另外，图8中所示的补偿量在每次补偿中是减少的。但是，为选择各次补偿量的方式并不限于此。例如，第二次的补偿量可以选得比第一次的大。希望最大的补偿量应该对应在转数变化率表现出最大值时的那一次补偿。按照这样的要求，在转数变化最剧烈的时候，加上最大的补偿，使得减弱震动或喘振的效果有所加强。
上述操作由控制单元34中的MPU根据图9中所示的操作流程执行。该图中的操作流程与图6中的几乎相同。第106′步是要点，这一步与图6的流程不同，不难明白这个第106′步的操作如上所述。
下面考虑的是对本实施例所作的一个改动。在第106′步上所执行的是为对喷入持续时间Tp进行补偿的计算而不是如图9中所示为补偿点火时间ADV的计算。即，通过用适当选择的常数量或常数率改变以实际转数（不是修正后的转数）为基础计算的喷入持续时间Tp′来获得补偿了的喷入持续时间。
图10和11显示了本发明的效果，与先有技术比较，图10中显示了汽车减速时的效果，图11显示了恒速行驶时的效果。可以明白，按照本发明，在减速和恒速行驶两种情况下都可以减弱喘振。
另外，还会明白的是，上述的各实施例可以独立地或相结合地有效使用。例如，当检测到震动或喘振发生时，如果燃料喷入和点火时间都使用补偿，则减弱震动或喘振的效果会进一步加强。
尽管我们在此只显示并描述了实现我们的发明的装置的某些形式，但是会明白，其中还可以在所附权利要求的范围内作进一步的变化和修改而不偏离我们的发明的精神和范围。