JPS59200027A - 車両用内燃機関のための電子式燃料噴射制御装置 - Google Patents

車両用内燃機関のための電子式燃料噴射制御装置

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JPS59200027A
JPS59200027A JP58072676A JP7267683A JPS59200027A JP S59200027 A JPS59200027 A JP S59200027A JP 58072676 A JP58072676 A JP 58072676A JP 7267683 A JP7267683 A JP 7267683A JP S59200027 A JPS59200027 A JP S59200027A
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JP
Japan
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combustion engine
internal combustion
value
digital
fuel
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JP58072676A
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English (en)
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Mitsunori Takao
高尾 光則
Takahiko Kimura
隆彦 木村
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/045Detection of accelerating or decelerating state
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/02Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with positive ignition

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用内燃機関のための燃料噴射制御装置に係
シ、特に車両の燃料供給源から内燃機関ヘの燃料噴射量
を″1E子的に制御するに適した車両用内燃機関のだめ
の電子式燃料噴射制御装置に関する。
従来、この種の電子式燃料噴射制御装置においては、燃
料供給源から内燃機関への燃料噴射量を規定するに必要
とされる当該内燃機関内に生じる物理量、例えば吸入空
気量、吸気管負圧を利用して上述した燃料噴#I量を演
算決定しているのが通常である。
ところで、一般に、上述した物理量は、内燃機関の燃焼
室から吸気管内への燃焼ガスの吹返しに起因して、燃焼
室内における混合気の爆発周期に同期して脈動している
ため、かかる脈動物理量をそのまま利用して前記燃料噴
射量を決定した場合には、この燃料噴射量が前記物理量
の脈動に追随して変動し、これに伴って空燃比も変動し
内燃機関の回転速度或いは出力にむらが生じる。その結
果、車両が走行中に前後方向に揺れて乗員に不快感を与
えるという問題があった。
このような問題に対処するにあたっては、例えば、特開
昭57−2433号公報に開示されているように、内燃
機関の定常状態においてはその一回転中における吸入空
気量の平均値を利用して前記燃料噴射量を決定するとと
もに、内燃機関の過渡状態においてはその一回転中にお
ける最終の吸入空気量を利用して応答性良く前記燃料噴
射量を決定するようにしたものが提案されている。。
しかしながら、かかる提案による場合、上述した吸入空
気量に対応するアナログ電圧を、高速のアナログ−ディ
ジタル変換器(以下、A−D変換器という)、例えば逐
次比較型A−D変換器により数100 It sという
高速度にてディジタル値に変換する必要があるが、変換
速度が高いために、前記アナログ電圧に乗った高周波数
の′電気ノイズまで共に変換されることとなシ、その結
果、上述した最終の吸入空気量に対応する単一のディジ
タル値を燃量噴射量の決定に利用すると誤差を生じる。
本発明はこのようなことに対処してなされたも  “5
ので、その目的とするところは、内燃機関の過渡状態に
おける燃料噴射量が、かかる過渡状態に対する応答性の
良さを維持しつつ、上述した電気ノイズの誤差としての
影響を最小限に抑制して決定されるようにしだ車両用内
燃機関のだめの電子式燃料噴射制御装置を提供すること
にある。
このような目的を達成するにあたシ、本発明の構成の特
徴は、第6図にて例示するととぐ、車両の直流電源Bか
ら給電されたとき通電して開状態になるとともに前記給
電から遮断されたとき非通電となり閉状態になる弁手段
1aを備えて、車両の燃料供給源2からの燃料を弁手段
1aによりその開状態にて供給される内燃機関1に適用
されて、この内燃機関1の回転速度を検出してこれを速
度信号として発生する速度検出手段6と、燃料供給源2
から内燃機関1に供給すべき燃料の量を規定するに必要
とされる当該内燃機関1内に生じる物理量を検出してこ
れを物理量信号として発生する物理量検出手段4と、前
記物理量信号の値を経時的に繰返しディジタル値に変換
するA−D変換手段5と、内燃機関1の例えば少なくと
も一回転中に生じるA−D変換手段5からの各ディジタ
ル値を平均化してディジクル平均値として求める平均化
手段6と、予め定めだ前記回転速度、前記ディジクル平
均値及び前記燃料の量の最適値に対応する燃料供給時間
の間の関係から前記速度信号及び前記ディジタル平均値
に応じて前記燃料供給時間を求めるとともにこの結果を
出力信号として発生し弁手段1aに付与−する出力手段
7とを備えだ電子式燃料噴射制御装置において、平均化
手段乙により求められる少なくとも二つのディジクル平
均値の差が、内燃機関1の過渡状態を表わす前記物理量
の所定値よシ大きいか否かを判別する判別手段8を設け
て、この判別手段8が大きいとの判別をした吉きに出力
手段7が、前記ディジタル平均値を求める間隔よりも短
い間隔中に生じるA−D変換手段5からの各ディジタル
値の平均値を前記出力信号として発生するようにしたこ
とにある。
しかして、このように本発明を構成することによシ、物
理量検出手段からの物理量信号に乗る高周波数の電気ノ
イズが、当該物理量信号と共KA−D変換手段5によシ
ディジタ/’ filNに変換されても、判別手段8が
内燃機関1の過渡状態を判別したときには、かかる過渡
状態におけるA−D変換手段5からの各ディジタル値の
うちの少なくとも最新の二つのディジタル値の平均値を
前記出力信号として出力手段7から発生させるようにし
だので、前記出力信号の値に混入する上述の電気ノイズ
の誤差としての影響度合が最小限に抑制された状態にて
、内燃機関1の過渡状態における燃料噴射量が応答性良
くかつ精度良く決定され、その結果、内燃機関1がその
過渡時において応答性良く円滑に回転して轟該車両の快
適な過渡走行状態を実現し得る。
以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第1
図は、本発明に係る電子式燃料噴射制御装置が車両用6
気筒内燃機関10に適用された例を示している。電子式
燃料噴射制御装置は、水温センサ20、スロットルポジ
ションセンサ30゜負圧センサ40、吸気温センサ50
、両基準角センサ6[1,7[1及び回転角センサ80
を備えておシ、水温センサ20は、内燃機関10の冷却
系統における冷却水温Twを検出しこれを水温信号とし
て発生する。スロットルポジションセンサ60は、内燃
機関10の吸気管13内に位置するスロット/し弁14
の開度0を検出しこれを開度信号として発生し、負圧セ
ンサ40は、吸気管16におけるスロワ)/し弁1−4
の後流部分から導出してなる導管41内の負圧Pを検出
しこれを負圧信号として発生する。
吸気温センサ50は内P機関10のエアフィルタ16内
を流れる吸気温TAを検出してこれを吸気温信号として
発生する。両基阜角センサ6[l。
70は回転角センサ80と共に内燃(走間10のデイヌ
l−’Jピユータ17内にてそのカム軸に設けられてお
シ、基準角センサ6Dは、前記カム軸の一回転(即ち、
内燃機関10のクランク軸の二回転に相当する)毎に内
燃機関10の第1基準回転角を検出しこれを基準角信号
a(第2図参照)として発生する。かかる場合、」−述
した第1基準回転角は、第2図に示すごとく、内燃機関
10のクランク軸の回転角、即ちクランク角0°(例え
ば、内燃機関10の第1気筒C内におほる第1ピストン
Pの上死点に対応するクランク角)に対する所定進角値
θ。に対応する。
基準角センサ70は、前記カム軸の一回転毎に内燃機関
10の第2基準回転角を検出しこれを基準角信号b(第
2図参照)として発生する。かかる場合、上述した第2
基準回転角はクランク角660゜に対する所定進角値θ
bに対応する。回転角センサ80は、前記カムl1il
llの半回転毎に一連の所定回転角を順次検出しこれを
回転角信号C(第2図参照)として発生する。かかる場
合、上述した一連の所定回転角はそれぞれクランク角0
°を基準としてクランク角幅600の整数倍に対応する
。このことは、内燃機関10のクランク軸−回転毎に回
転角センサ80から生じる回転角信号Cの数が内燃機関
100気筒数(6)に等しいことを意味する。
マイクロコンピュータ?Oは、逐次変換型A−り変換器
を内蔵しておシ、このA−D変換器は、水温センサ20
からの水温信号、スロワ)/レポジからの負圧信号、吸
気温センサ5oがらの故気温信号及び車両用直流電源B
がらの直流電圧をそれぞれディジタル変換し第1.第2
.第6.第4及び第5のディジタル信号として発生する
。また、マイクロコンピュータ9oは、その内部に予め
記憶した公知の主制御プログラムを図示しないフローチ
ャー1〜に従い実行し、この実行中において、回転角セ
ンサ80からの回転角信号Cを1敵して内燃機関10の
回転速度Nを演算し、l′liJ記A−D変換器から水
温センサ20、スロワl−1vポジシヨンセンサ30及
び吸気温センサ5oとの協働により生じる第1.第6.
第4のディジクル信号に応じ、後述のごとく決定される
内燃機関1oへの燃料の基本l1ji躬量に対応した基
本噴射時間τのだめの水温補正値Kw、過渡補正値にθ
及び吸気温補正値KAをそれぞれ演算し、かつ前記A−
D変換器から直流電源Bとの協働にょシ生じる第5デイ
ジタル信号に応じ、基本噴射時間τの各補正値Kw。
Kθ、KAによる補正後の値(補正基本噴躬時間τヮを
演算する。
さらに、マイクロコンピュータ90は、その内部に予め
記憶した第1と第2の割込制御プログラムを、第6図及
び第4図に示す各フローチャー1・に従い実行し、第2
割込制御プログラムの実行中においては両基桑角センザ
60,70との協イ動のもとに、前記A−D変換器から
負圧センサ40との協働により生じる第6デイジタル信
号(負圧Pに対応するディジタル値Pm□を有する)を
内燃機関10の定常状態及び過渡状態にそれぞれ応じて
後述のごとく平均化すべぐ各煎の演算処理を行い、丑だ
第1割込制御プログラムの実行中において−2、主制御
プロクラム及び第2割込制御プログラムの各実行中に求
めた各値に応じ、その内蔵に係るダウンカウンタの駆動
に必要な各種の演算処理を後述のごとく行う。かかる場
合、第1割込制御プログラムの実行のだめの割込時期は
、基準角センサ60(又[70)′iJ・らの基準角信
号a(又はb)を基準として回転角センサ80からの回
転角信号cfマイクロコンピュータ90内にて6分周し
て形成される分周信号d(第2図に示すごとく、クラン
ク角3000を基準として6600毎に発生するにより
規定されるとともに、第2割込制御プログラムの割込時
期は、回転角センサ8oからの回転角信号Cにより規定
される。
駆動回路100I/i、マイクロコンピュータ9Gの制
御のもとに内燃機関10の燃料噴射弁12への直流電源
Bからの給電を選択的に♂I−容する。このことは、燃
料噴射弁12が、駆動回路100との協働により、その
内蔵に係るソレノイドを直流型#Bからの給電によシ開
いて燃料供給源15からの炉で粗を内燃1幾関10の燃
焼室内にl機料することを、意味する。なお、燃料噴射
弁12は、内燃(走間10の多気管11に、その気筒数
に応じた数たけ設けられている。
以上のように構成した本実施例において、水元lす」装
置を作動状態におくとともに当該車両をフロ  。
ットル弁14の開度を一定に保持して定速走行状態にお
けば、マイクロコンピュータ90が公知の主制御プログ
ラムを実行し、この実行中において上述したごとく内燃
機関1oの回転速度N、水温Mi JF、f+i:4 
K w、過渡補正値K o 、 ”AKmhMTfEM
 KA及び補正11、冒10イ1[′1τヮを演算する
。しかして、回転角センサ8oが回転角信号Cを生じる
と、マイクロコンビニーり9oが主制御プログラムの実
行を中止して第2割込制御プログラムを第4図のフロー
チャー1・に従いステップ600にて実行し始め、ステ
ップ601にて前記A=D変換器から生じる第6デイジ
タル信号の値、即ちディシタルレイ直八、をとり込む。
現段階においては両基準角センザ60,70から基準角
信号+7.bが生じていなければ、マイクロコンピュー
タ9oがステップ502にてl’ N OJと判別し、
ステップ606にて加算値Pan5 (現段階にてはス
テップ600にてPms = oと初期化されている)
にステップ301におけるディジタル値Pmiを加算し
てこの加算結果をPm8と更新し、ステップ604にお
いてステップ301におけるディジタル値PmよをPm
1−1と更新する。以後、回転角センサ8oから回転角
信号Cが順次生じる毎((、マイクロコンピュータ9o
が第2割込制御卸〕。
ログラムのステップ30[1〜3[14におケル演’4
γを繰返し、かかる繰返しの演算中においてステップ3
03における加算値pmsの加算更新及びステップ60
4におけるステップろolでのディジクル値Pm1のP
m1−+としての更新を繰返す3、このような状態にお
いて基準角センサ6oがら基準角信号Qが生じると、マ
イクロコンピュータ90がステップ302にてIYEs
Jと半(J )tll シ、ステップ605にてステッ
プ305における最新の加算値pmsを16」により除
してこの除算結果を平均値Pm工としてセラ1−シ、ス
テップろo6にて加算値PmI]=0とセラ1−シ、ス
テップ508においてステップ605における平均伯I
 Pmi k  mi、−1と更新する。しかして、上
述と同様眞してステップ30[1〜3[14を通る演算
を繰返す1用に基準角センサ70から基準角信号すが生
じると、マイクロコンピュータ90がステップ302に
て[YESJと半1別し、ヌテッブ605.ろo6にて
ステップ。
606における最新の加算値PmSがら平均11C1P
m iを求めるとともに当該加算値pmsを零とセット
する。
ついで、第2割込制御プログラムがステップ607に進
むと、マイクロコンピュータ90がステップ605にお
ける平均値Pmiとステップ608における平均(M 
PD、1.との差の絶対値1△Pm l = lPm1
−下m1−1 lを演算し、第2割込制御プログラムを
ステップ608を介しステップ609に進める。
現段階においては当該車両の定速走行状態にあるため、
内燃機関10の過渡状態を表わす吸気管16内の所定負
圧値Pmo(マイクロコンピュータ9゜内に予め記憶済
み)よシメテップ607における絶対値]Δ下m]の方
が小さく、従って、マイクロコンピュータ9Dがステッ
プ309にて1NO」と判別し、ステップ310にてス
テップ605における最新の平均値Pm工を最適負圧値
Pmとセットする。このことは、ステップ606におけ
る6回の加算後(即ち内燃機関10の一回転後)の加算
値pm6のステップ605における平均値Pm工とステ
ップ608における先行平均値Pmニー、との差の絶対
値]Δ1mlが所定負圧イ]αPrnoよシ小さいこと
に基き、平均値πm1を最適負圧値P、nとセットする
ことを意味する。
しかして、マイクロコンピュータ9oがその内部にて生
じる分周信号dに応答して第1割込制御プログラムの実
行をステップ200にて開始すると、このマイクロコン
ピュータ9oが、ステップ201〜205において、基
本1貞射時間τ、回転速度N及び最適負圧値Pm間の関
係を表わすマツプに基き主制御プログラムにおける回転
速度N及び第2割込制御プログラムのステップ610に
おける最適負圧値Pmに応じ基本Ila剖時開時間演算
し、この演算結果に主制御ブロクラムにおける各補正値
KA、KW、にθを東じてこの乗算結果を補正基本噴射
時間τ、とセットし、このセット結果に主制御プログラ
ムにおける補1「時間餉τVを加算してこの加算結果を
最適噴#J’ l告Lit1τ0とセラ    1トシ
、かつこの最適噴射時間τ0を前記ダウンカウンタにセ
ットする。
すると、マイクロコンピュータ9oのダウンカウンタが
最適噴射時間τ。のセットと同時にこれを出ノJ信号と
して発生するとともにダウンカウントし始める。ついで
、駆動回路100がマイクロコンピュータ90からの出
力信号に応答して駆動信号を発生し、これに応答して燃
料噴射弁12がそのソレノイドへの直流電源Bからの給
電により開いて燃料供給#15からの燃料を内燃機関1
0内に噴射し始める。然る後、マイクロコンピュータ9
0のダウンカウンタがそのダウンカウント終了により前
記出力信号の発生を停止すると、駆動回路100が駆動
信号の発生を停止し、これに応答して燃料噴射弁12が
そのソレノイドへの給電停止によシ閉じて内燃機関10
への燃料噴射を停止する。
1ツ上の作用説明から理解されるとおり、当該車両の定
速走行状態においては、第2割込制御プログラムのステ
ップ310にて求めた最適負圧値Pm=Pm]、即ち内
燃機関10の一回転中における6回分のディジタ/I/
値Pmiの加算平均値を利用して最適噴射時間で。を演
算するので、負圧センサ40からの負圧信号の値Pが脈
動しているにもかかわらす、前記最適噴射時間τ。がほ
ぼ安定した値として得られて内燃機関10への燃料噴射
量、即ち空燃比も安定し、その′結果内燃機関10が円
滑に回転して運転者に対し快適な定速走行感覚を与え得
る。
また、上述の作用説明において、当該車両が急加速状態
等の過渡走行状態におかれた場合には、マイクロコンピ
ュータ90が第2割込制御プログラムのステップ609
にて[YEsJと判別し、然る後ステップ611にて、
各ステップ301及び604における各最新のディジタ
ル値Pm工及びPm i、−1の和の−を求めこれを最
適負圧値Pmとセラ ト 」一連した場合と同様にして第1割込制御プログラムの
実行中においてステップ611における最適負圧値P,
=( Pmi. 4− p.[l,−1 ) / 2 
’z利用して最適噴射時間τ0を演算しこれを前記ダウ
ンカウンタにセットする。以後、上述と同様にして燃料
噴射弁12が、前記ダウンカウンタのセラ1−に応答す
る駆動回路1°OOとの協働により最適噴射時間Toだ
け開いて内燃機関10へ燃料供袷薊15からの燃料を噴
射する。
換言すれば、当該車両の過渡走行状態に基く内燃機関1
0の過渡状態においては、内燃機関10の一回転中の最
新のディジタル値Pm工及びその先行ディジタル値P。
i−1の加算平均値を最適負圧値Pmとして求め、これ
に基き最適噴射時間τ0を演算するようにしたので、高
速度で作動する前記逐次変換型A−D変換器が、負圧セ
ンサ40からの負圧信号に乗る高周波電気ノイズをもデ
ィジタル変換しても、この高周波ノイズのディジタル値
がステップ611にて加算平均されて最適負圧値Pmに
混入することとなり、このため、最適負圧値pmKgJ
する前記高周波ノイズの誤差としての影ハ度合が、単一
のディジタル値Pユ□を最適負圧値Pとする場合に比べ
て減少し、前記最適噴射時間τ0が粘度の良い値となる
とともに内燃機関1Gへの燃量噴射量も精度良く定まる
。また、最適負圧値Pmを内燃機関10の一回転中にお
いて最新の連続する一対のディジタル値Pmi l +
 Pmiにより定めるようにしたので、内燃機関10の
過渡状態に追随して応答性良く内燃機関1Bへの過渡的
P料噴射量を適切に制御し得る。その結果、運転者は当
該車両の快適な過渡走行感覚を得ることができる。
なお、前記実施例においては、第2割込制御プログラム
における内燃機関10の過渡状態の判別をステップ60
9のみにて行う例について説明しだが、これに代えて、
第2割込制御プログラムのステップ308〜611に相
当する部分を、第5図にて示すごとく変更して実施して
もよく、かかる場合、内燃機関10の最安定状態を表わ
す負圧値Pm+ (< Pmo )に比べてステップ3
07における絶対値差1Δpm’ lが小さいときマイ
クロコンピュータ90がステップ612にてrNOJと
判別し、ステップ616にて各ステップ605及び30
8    。
における最新の平均値P1.,1及びPmニー1の和の
1/2を最適負圧値Pmとしてセットする。このことは
、内燃機関10が最安定状態にあると(!:KJ1(き
その二回転に亘るディンタル値Pmiの平均値を、燃料
噴射11Yの決定に必要な最適負圧値Pmとすることを
意味する。また、ステップ612における判別が「YE
sJとなる場合には、上述と同様にしてヌテツブ309
〜611における演算処理がなされる。
まだ、前記実施例においては、ステップ611において
連続する二つのディジタル値Pfnニー1+Pmiの加
算平均値を最適負圧値Pmとした例について説明したが
、これに代えて、例えば、連続する三つのディジクル値
”mi 2 + pmi l + Pmiの加算平均値
をPmとしてもよい。
また、本発明の実施にあたっては、負圧センサ40に代
えて吸気量センサを採用し、この吸気量センサにより検
昌41される内燃機関10への吸気量を負圧Pに代えて
利用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は、第1図における各基準角センサからの基準角信号、
回転角センサかもの回転角信号、マイクロコンピュータ
内にて形成される分周信号の波形図、第6図及び第4図
は、第1図におけるマイクロコンピュータの作用を示す
フローチャー1・及び第5図は、第4図におけるフロー
チャートの部分的変形例を示すフローチャー1・、並び
に第6図は、特許請求の範囲における発明の構成に対す
る対応図である。 符号の説明 B・・・直流電源、10・・・内燃機関、12・・・燃
料噴射弁、15・・・燃料供給源、40・・・負圧セン
サ、80・・・FIO転角センサ、90・・・マイクロ
コンピュータ、100・・・駆動回路。 af H大 日本電装株式会社 代理人 弁理士 長 谷 照 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 車両の直流電源から給電されたとき通電して開状態にな
    るとともに前記給電から遮断されたとき非通電となシ閉
    状態になる弁手段を備えて、車両の燃料供給源からの燃
    料を前記弁手段によシその開状態にて供給される内燃機
    関に適用されて、この内燃機関の回転速度を検出してこ
    れを速度信号として発生する速度検出手段と、前記燃料
    供給源から前記内燃機関に供給すべき燃料の量を規定す
    るに必要とされる当該内燃機関内に生じる物理量を検出
    してこれを物理量信号として発生する物理量検出手段と
    、前記物理量信号の値を経時的に繰返しディジタμ値に
    変換するアナログ−ディジタル変換手段と、前記内燃機
    関の例えば少なくとも一回)1云中に生じる前記アナロ
    グ−ディジタル変換手段からの各ディジタμ値を平均化
    してディジタル平均値として求める平均化手段と、予め
    定めた前記回転速度、前記ディジタル平均値及び前記燃
    料の量の最適値に対応する燃料供給時間の間の関係から
    前記速度信号及び前記ディジタル平均値に応じて前記燃
    料供給時間を求めるとともにこの結果を出力信号として
    発生し前記弁手段に付与する出力手段とを備えた電子式
    燃料噴射制御装置において、前記平均化手段により求め
    られる少なくとも二つのディジタル平均値の差が、Ri
    J記内燃機関の過渡状態を表わす前記物理量の所定値よ
    り大きいか否かを判別する判別手段を設けて、この判別
    手段が大きいとの判別をしたときに前記出力手段が、前
    記ディジタル平均値を求める間隔よりも短い間隔中に生
    じる前記アナログ−ディジタル変換手段からの各ディジ
    タlし値の平均値を前記出力信号として発生するように
    したことを特徴とする車両用内燃機関のための電子式窓
    j¥11員躬制御装置。
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