JPS61207855A - 内燃エンジンの燃料供給制御装置 - Google Patents

内燃エンジンの燃料供給制御装置

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JPS61207855A
JPS61207855A JP60046495A JP4649585A JPS61207855A JP S61207855 A JPS61207855 A JP S61207855A JP 60046495 A JP60046495 A JP 60046495A JP 4649585 A JP4649585 A JP 4649585A JP S61207855 A JPS61207855 A JP S61207855A
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fuel cut
engine
combustion engine
internal combustion
control device
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Akimasa Yasuoka
安岡 章雅
Takeo Kiuchi
健雄 木内
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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
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • 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
    • F02D41/12Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、内燃エンジンの燃料供給料12Il装置に関
ずるものであり、特に、スロットル弁のバイパス通路に
設けた制御弁が開状態で調節不能状態等となり、これに
より内燃エンジンの吸入空気量が制御不能となって、ア
イドル回転数が高くなりづぎ、車輌の運転に支障をきた
す場合に、アイドル及び低負荷運転時の燃料の供給を適
正に制御することによって、エンジン回転数を予定値と
することができる内燃エンジンの燃料供給制御装置に関
するものである。
(従来の技術) 従来から、内燃エンジンの吸気通路に設けられたスロッ
トル弁がほぼ閑じられた状態で運転を持続させるいわゆ
るアイドル運転時には、スロットル弁の上流と下流とを
連通ずるバイパス通路に設けた制御弁により内燃エンジ
ンの吸入空気mを制御して、内燃エンジンの出力制御を
行なっている。
すなわち、アイドル運転時においては、エアコン等の外
部負荷状態に応じて前記制御弁の開度を制御し、予定の
吸入空気量を確保すると共に、該吸入空気量に応じて燃
料が供給されることにより、内燃エンジンの出力が適正
となるように制御されている。
また、従来から燃費をよくする等の目的のために、減速
時にフユエルカツトを行なうフユエルカツトシステムを
搭載した車がある。
この種の車では、例えば走行時において、アクセルの踏
み込みを止め、スロットル弁がほぼ全細状態になった時
に、フユエルカツトを行なう。そして、エンジン回転数
が予定のアイドル回転近くまで低下した時には、前記フ
ユエルカツトを解除する。
ところで、このフユエノレカットシステムを有する従来
型は、減速時のフユエルカット→エンジン回転数が予定
のアイドル回転数まで低下−}フユエルカツト解除→エ
ンジン回転数の上昇→フユエルカツトという順序による
エンジン回転数のハンチングを生ずるおそれがある。
これを防止する為に、従来型では、フユエルカツトを解
除するエンジン回転数を低く設定する一方、このフユエ
ルカツト解除状態から7ユエルカツト状態となる時のエ
ンジン回転数を高く設定するようにしている。すなわち
、フユエノレカットシステムを有する従来型は、いわゆ
る減速時の7ユエルカツト領域が、第5図に破線で囲む
ようになっており、ヒステリシス領域を有している。
(発明が解決しようとする問題点) 上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
(1)前記制御弁または該制御弁の駆動回路などの異常
により、アイドル運転時の吸入空気量が過大となった時
には、該空気量に応じて燃料も供給されることから、ア
イドル運転時のエンジン回転数は1胃する傾向となる。
この為に、前記フユエルカツトのヒステリシス領域内で
エンジン回転数が大ぎくハンチングする状態となる。ま
た、発進する為にアクセルを踏み込むと、この時は前記
フユエルカツトが解除される故に、エンジン回転数が急
増したり、エンジンの動力が駆動輪まで伝達されている
状態(インギア状態)では、急発進、急加速するという
危険があった。
(a前記制御弁または該制御弁の駆動回路などの異常に
より、アイドル運転時の吸入空気量が過小となった時に
は、従来から既知の手段により、この状態を検出し、各
種弁を全開に保持して吸入空気量を確保するようにする
場合がある。
しかし、この場合にも、該空気量に応じて燃料も供給さ
れることから、アイドル運転時のエンジン回転数が高く
なり、前記(1)と同様の問題が生じた。
本発明は、前述のrgI題点を解決するためになされた
ものである。
(問題点を解決するための手段および作用)前記の問題
点を解決するために、本発明は、スロワ1〜ル開度とエ
ンジン回転数とに応じた、アイドル運転時の7ユエルカ
ツト領域を予め設定しておき、内燃エンジンの吸入空気
量が制御不能となった場合には、現在のスロットル開度
とエンジン回転数とから、内燃エンジンの動作点が前記
フユエルカツト領域内にあるか否かを判断し、該領域内
にあればフユエルカツトを行ない、該領域になければ、
フユエルカツトを行なわないことによりエンジンのアイ
ドル回転数を予定値とするように構成した点に特徴があ
る。
(実施例) 以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明の一実施例の概略構成図である。
同図において、スロットル弁32がほぼ全開に近い開度
(例えば3°〜5°程度、以下アイドル開度という)に
なると、この時のインテークマニホールド33における
吸入空気量は前記スロットル弁32の上流と下流とを連
通ずるバイパス通路31に設けられた制御弁30により
制御される。
この制御弁30は、リニアソレノイド16に流れる電流
に応じてその開度が決定さ社る。
噴射ノズル34からの燃料噴射量は、既知の手段により
、インテークマニホールド33における吸入空気量に応
じて決定されている。なお、シリンダ35内のピストン
38は、往復運動を繰り返して、クランク軸36に回転
力を与える。
また、エンジン回転数センサ2は、エンジン回転数を任
意の適宜の方法で検知し、これに応じたデジタルのエン
ジン回転数信号を、電子制御装置40へ供給する。スロ
ットル開度センサ39は、スロットル弁32の開度信号
をデジタル信号として電子制御装置40へ供給する。
電子制御装置40は、後述するようにして、リニアソレ
ノイド16に流れる電流を制御すると共に、内燃エンジ
ンの吸入空気量が制御不能の状態にあると判定した時に
は、現在のスロットル開度とエンジン回転数とから、内
燃エンジンの動作点が予定のフユエルカツト領域内にあ
るかどうかを判定し、判定結果が肯定的である場合には
フユエルカツト指令信号を発生・出力する。
第3図は、第2図の電子制御装置40の内部構成の一具
体例を示す回路図である。図において、第2図と同一の
符号は、同一または同等部分をあられしている。
電子制御装置40は、中央演算5A置(CPU)50、
記憶装置(メモリ)51および入出力信号処理回路(イ
ンターフェース)52からなるマイクロコンピュータ5
3と、マイクロコンピュータ53の指令に応じてリニア
ソレノイド16に流れる電流を制御等する駆動回路54
から構成されるいる。
また、本実施例では、リニアソレノイド16の一端が前
記駆動回路54に接続され、他端がバッテリ55に接続
されている。なお、符号56は、噴射ノズル34(第2
図)のソレノイドを示す。
第3図において、スロットル弁32(第2図)が前記ア
イドル開度となっている、アイドル運転時には、後記す
る(1)式により、CPU50で演算されたりニアソレ
ノイド電流指令値1 cmdがインターフェース52か
ら出力される。
Icmd −1fbn + re + Iat+ Ih
ac −・−・−(1)(1)式における各項の内容は
、次の通りである。
l fbn・・・エンジン温度の関数である目標アイド
ル回転数と、エンジン回転数センサ2により検出された
実際のエンジン回転数との偏差をもとに、比例(P項)
、積分(1項)、微分(D項)制御を行う為のPIDフ
ィードバック制御項(基本制御項)。
le・・・交流発電機(八〇G)の負荷、すなわちAC
Gのフィールド電流に応じて予定値を加算する加算補正
項。
lat・・・自動変速1ffATのセレクタ位置がドラ
イブ(D)レンジにある時に予定値を加算する加算補正
項。
11+ac・・・エアコン作動時に予定値を加算する加
算補正項。
なお、以上の(1)式の各項を得て、l amdをCP
U50で演算する為には、図示したエンジン回転数セン
サ2およびスロットル開度センサ39の他に、各種セン
サを適宜配設して、これらセンサ出力をマイクロコンピ
ュータ53へ供給しなければならない。しかし、このこ
とは当然であるので各種センサの図示は省略しである。
前記(1)式により演算されたl cmdは、インター
フェース52から駆動回路54の一部を構成する可変デ
ユーティ発振器57に供給される。該可変・デユーティ
発振器57は、Icmdに応じてデユーティ比制御がな
されたパルス信号を出力する。
前記可変デユーティ発振器57のパルス信号は、リニア
ソレノイド駆動用トランジスタTr1のベースに印加さ
れる。この結果、該トランジスタTr1はパルス信号に
応じて駆動される。
本実施例では、トランジスタTr1の駆動状態に応じて
、バッテリ55からの電流が、リニアソレノイド16、
トランジスタTr1および抵抗R1を通ってアースへと
流れる。この為に、該電流(ソレノイド電流)に応じて
制御弁30(第2図)の開度はリニアに制御されること
になる。
ところで、本実施例では、前記ソレノイド電流を、抵抗
R1による電圧降下量として検出し、電流検出回路58
でデジタル信号に変換してインターフェース52へ供給
している。すなわち、インターフェース52には、リニ
アソレノイド16に流れた電流値1 actがデジタル
信号化されて供給されることになる。
次に、本実施例では、後述するようにして、前記1 a
Ct信号およびエンジン回転数センサ2の出力(エンジ
ン回転数信号)から、内燃エンジンの吸入空気量が制御
不能の状態にあるか否かをマイクロコンピュータ53で
判定する。
この結果、制御不能の状態にあると判定した場合には、
実際のスロットル弁32の開度(スロットル開度θth
)およびエンジン回転数Neに応じて、フユエルカツト
をするか否かを決定する。
以下、この燃料供給制御動作について、図面を用いて説
明する。
第4図はマイクロコンピュータ53の動作を説明するフ
ローチャートである。
マイクロコンピュータ53は、エンジン回転数に同期し
た割込み信号により、燃料供給制御動作をスタートする
ステップ$1・・・前記電流値1 actが、アイドル
運転時のl cmdの最小値1o  (−例としては、
約200mA)よりも、予定以上に大幅に低い状態(l
act<Io)が予定時間(例えば3秒間)継続したか
否かを判断する。該判断が成立した時には、処理はステ
ップS6へ進み、該判断が不成立の時にはステップ$2
へ進む。
このステップS1の判断が成立する場合としては、第3
図中における次の(1)〜(5)の原因が考えられる。
(1)第3図のB点のアースへのショート。
(2前記B点の断線。
(3IトランジスタTr1がオフ状態になりっばなしと
なった時。
(4)第3図の0点の断線。
(5)電流検出回路58の故障により、該電流検出回路
58の出力が、ローレベルになりっばなしとなった時。
ただし、前記(1)および(51の原因による場合には
、ステップS1の判断は成立しても、実際にはりニアソ
レノイド16に電流が流れている。すなわち、(1)の
場合は、リニアソレノイド16に大電流が流れる為に制
御弁30はほぼ全開状態となる。また、(5)の場合は
、リニアソレノイド16に適正な電流が流れ、したがっ
て制御弁30は適正な開度に保持されている場合もある
前記(′2J〜(4)の原因の場合には、実際にリニア
ソレノイド16に電流が流れず、この結果、制御弁30
はほぼ全開状態にある。したがって、この場合には、従
来と同様に、本実施例でも、既知の適宜の手段により、
各種弁を全開として吸入空気量を確保するようにしてい
る。
ステップS2・・・前記Iactが[cmdよりも予定
以上に大幅に高い状態(Iact> ■cn+d )が
、予定時間(例えば3秒間)継続したか否かを判断する
。該判断が成立した時には、ステップS6へ進み、該判
断が不成立の時にはステップS3へ進む。
このステップS2の判断が成立する場合としては、第3
図中における次の(61,(7)の原因が考えられる。
(6)トランジスタTr1がオン状態になりっばなしと
なった時。
(7)電流検出回路58の故障により、該電流検出回路
58の出力がハイレベルになりっばなしとなった時。
ただし、前記(nの原因による場合には、ステップS2
の判断は成立しても、実際にはりニアソレノイド16に
適正な電流が流れて、制御弁30を適正な開廓に保持し
ている場合もある。
ステップS3・・・予定時間(例えば10秒間)内に、
予定回数(例えば3回)以上のエンジン回転数の大きな
ハンチングが生じたか否かを判断する。
この判断は、具体的には、エンジン回転数センサ2の出
力から、予定幅以上のエンジン回転数の変動を検出し、
該変動が前記予定時間内に予定回数以上生じたかどうか
を検出することで行なわれる。
該判断が成立した時には、ステップS6へ進み、該判断
の不成立時には、リニアソレノイド16の駆動回路54
を含む吸気系に異常がないとして、ステップS4へ進む
なお、このステップS3の判断が成立する場合としては
、次の(8)〜(10)のような故障原因が考えられる
。減速フユエルカツトシステムを搭載した車は、前述し
たように、フユエルカツトが解除される時のエンジン回
転数と、該フユエルカツト解除状態からフユエルカツト
される時のエンジン回転数とにいわゆるヒステリシスが
ある為に、次の(8)〜(10)のような故障原因があ
る場合には、エンジン回転数の大きなハンチングを生ず
るからである。
(8)制御弁30が正常動作時に比べて開き方向で機械
的に固着されてしまっている時。
(9)スロットル弁32は、具体的には、プライマリ側
バルブとセコンダリ側バルブからなるが、セコンダリ側
バルブが機械的故障により戻り不良状態となっている時
。(なお、スロットル開度を代表するのは、プライマリ
側バルブの開度である) (10)例えば、吸入負圧測定用のパイプ外れ、または
排気ガス再循環方式(EGR)の還流配管外れ等により
、インテークマニホールド33側に空気が洩れ込む状態
となった時。
ステップS4・・・スロットル開度センサ39により検
出した最新のスロットル開度値と、エンジン回転数セン
サ2により検出したエンジン回転数の最新値から、スロ
ットル開度θthおよびエンジン回転数Neをパラメー
タとして減速時のフユエルカツト領域が予め決定されて
いる第5図の減速時フユエルカツト判別テーブルT1を
読み出す。このフユエルカツト判別テーブルT1は、メ
モリ51のROM(読み出し専用メモリ)に予め記憶さ
れている。なお、減速時のフユエルカツト領域にエンジ
ンの動作点がある時は、既知の適宜の手段によりフユエ
ルカットされることになる。
ステップS5・・・後記するステップS8におけるフユ
エルカツト指令信号の出力を解除する。その後、メイン
プログラムへ戻る。
ステップS6・・・スロットル開度センサ39により検
出した最新のスロットル開度値と、エンジン回転数セン
サ2により検出したエンジン回転数の最新値から、スロ
ットル開度θ【hおよびエンジン回転数Neをパラメー
タとしてフユエルカツト領域が予め決定されている第5
図のフユエルカツト判別テーブルT2を読み出す。この
フユエルカツト判別テーブルT2も、メモリ51のRO
Mに記憶されている。
なお、この第5図に斜線で示すフユエルカツト領域には
、いわゆるヒステリシスを持たせていない。したがって
、アクセルを全く踏み込んでいないスロットル弁32の
ほぼ全開状態の時(本実施例では、スロットル弁の開度
が34以下の時)にはエンジン回転数が1200rpm
以上になるとフユエルカツトされ、該回転数より低下す
ると7ユエルカツトが解除される。
この為にエンジン回転数は、はぼ120Orpmに維持
される。また、スロットル弁を軽く踏み込んでその開度
が5°に至るまでは、フユエルカツトされるエンジン回
転数がリニアに上昇するようにフユエルカツト領域が定
められている。この為に、吸気系の異常時にもスムーズ
な運転状態が得られる。
なお、第5図に示す6800 rpmは、内燃エンジン
が機械的に許容できる最高回転数の一例である。
ステップS7・・・前記ステップS6で読み出した信号
から第5図に示すフユエルカツト領域にあるか否かを判
断する。該判断が成立した時にはステップS8へ進み、
不成立の時には前記ステップS5へ進む。
ステップS8・・・フユエルカツト指令信号を発生・出
力する。この結果、既知の適宜の手段により、噴射ノズ
ル34のソレノイド56に流れる電流は遮断されること
になる。すなわち、フユエルカツト状態となる。その後
、メインプログラムへ戻る。
次に、本発明の機能ブロック図を第1図に示し、これに
ついて説明する。
I Old作成手段101は、例えば前記(1)式の演
算を行なってI cmdを発生する。電流量調節手段1
02は前記[cmdに応じて駆動制御され、リニアソレ
ノイド16に流れる電流量を調節する。
1 act検出手段103は、リニアソレノイド16に
流れた電流値1 actを検出する。
)act<10またはI acL> I cmd判定手
段104は、前記電流値1 actと前記Icmdとを
瑞較して、1act<Io(前記したように、IOはl
 c+ndの最小値)、またはI act > l c
mdの状態が予定時間、継続したか否かを判定する。
そして、該判定結果が肯定的である場合には、異常検出
信号(論理値111 I+の信号)をオア回路105a
の一方の端子に供給する。
ハンチング検出手段106は、エンジン回転数センサ2
の出力から、予定時間内に予定回数以上のエンジン回転
数の大きなハンチングがあったか否かを検出し、あった
場合には、異常検出信号(論理値411 I+の信号)
をオア回路105aの他方の端子に供給する。
オア回路105aは、IaCt<10またはI act
 > I Clad判定手段104、あるいはハンチン
グ検出手段106のいずれか一方から出力信号が供給さ
れた時、′1”信号を出力する。
該“1°′信号の出力は、レジスタ105cで保持され
て、フユエルカツト領域記憶手段107へ供給される。
フユエルカツト領域記憶手段107は、スロットル開度
θ[hおよびエンジン回転数Neをパラメータとして、
フユエルカツト領域が予め決定されているフユエルカツ
ト判別テーブル(実施例では、テーブルT2)を記憶り
でいる。
そして、前記レジスタ105Gから“1″信号が供給さ
れた時には、これに応じて現在のスロットル開度および
エンジン回転数より現在の内燃エンジンの動作点がフユ
エルカツト領域にある場合には、フユエルカツト指令信
@(論理値11111の信号)を発生・出力する。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、つぎ
のような効果が達成される。
(1)  制御弁または該制御弁の駆動回路等の異常に
より、アイドル運転時の吸入空気量が過大となったり、
また同様の理由により吸入空気量が過小となり、これに
応じて各種弁が開かれた結果、過大となった場合にも、
予定のエンジン回転数以上となった時にはフユエルカツ
トされるので、該予定のエンジン回転数以上にはアイド
ル回転が上昇することがない。
さらに、スロットル開度の増大とともにフユエルカツト
されるエンジン回転数がリニアに上界するようにフユエ
ルカツト領域が設定されているので、スロットル弁のほ
ぼ全開状態からアクセルを踏み込んだ場合でも、エンジ
ン回転数が急増することがなく、また急発進、急加速の
危険性もなくなる。
(aまた、本発明ではフユエルカツト領域に、従来の減
速時のフユエルカツトのような、いわゆるヒステリシス
を持たせていないので、エンジン回転数が大きくハンチ
ングするということがない。
この結果、内燃エンジ・ンの吸入空気量が制御不能の状
態となった場合において、フユエルカツトシステムを搭
載した従来型に比べて、乗り心地および運転操作のしや
すさの点で優れることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の機能ブロック図である。第2図は本発
明の一実施例の概略構成図である。第3図は第2図の電
子制御1%置の内部構成の一興体例を示す回路図である
。第4図はマイクロコンピュータの動作を説明するフロ
ーチャートである。第5図は第3図のメモリのROMに
記憶されているフユエルカツト領域が予め決定されてい
るフユエルカツト判別テーブルである。 2・・・エンジン回転数センサ、16・・・リニアンレ
ノイド、30・・・制御弁、31・・・バイパス通路、
32・・・スロットル弁、38・・・ピストン、39・
・・スロットル開度センサ、101・・・l cmd作
成手段、102・・・電流母調節手段、103・・・l
 aCt検出手段、101=[act  Ioまたはl
 actl aid判定手段、106・・・ハンチング
検出手段、107・・・フユエルカット領域記憶手段代
理人弁理士  平木通人 外1名 第2図 第 4  図 手続補正■(自発) 昭和61年1月29日 特願昭60−46495号 2、発11の名称 内燃エンジンの燃料供給制御装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 (532)本田技研工業株式会社 4、代理人 &補正の内容 (1)  明細書aS頁第15〜16行「を有する従来
阜」を削除。 (2)  開館19頁第16行rgs図の減速時」を「
第5図の破線で囲まれた減速時」と補正。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃エンジンのスロツトル弁下流に供給する吸入
    空気量を制御する制御弁を備えた内燃エンジンの燃料供
    給制御装置において、 前記吸入空気量の異常を検出した時に異常検出信号を出
    力する異常検出手段と、 内燃エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ
    と、 スロツトル弁の開度を検出するスロツトル開度センサと
    、 スロツトル開度およびエンジン回転数をパラメータとし
    て、一定のフユエルカツト領域を記憶しており、前記異
    常検出信号に応答して、前記エンジン回転数センサおよ
    びスロツトル開度センサの出力によつて決まるエンジン
    の動作点が、前記フユエルカツト領域にある場合にはフ
    ユエルカツト指令信号を発生するフユエルカツト領域記
    憶手段と、 を具備したことを特徴とする内燃エンジンの燃料供給制
    御装置。
  2. (2)スロツトル開度が大きい程エンジン回転数が高く
    なるように、前記フユエルカツト領域が設定されている
    ことを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の内燃
    エンジンの燃料供給制御装置。
  3. (3)スロツトル開度が予定開度以上となつた時には、
    エンジン回転数にかかわらず前記フユエルカツト領域が
    設定されていないことを特徴とする前記特許請求の範囲
    第1項または第2項記載の内燃エンジンの燃料供給制御
    装置。
  4. (4)前記制御弁は、内燃エンジンのスロツトル弁の上
    流と下流とを連通するバイパス通路に設けられ、その開
    度がソレノイドに流れる電流量に応じて比例的に制御さ
    れる制御弁であつて、かつ前記異常検出手段は、前記ソ
    レノイドの電流指令値Icmdと前記ソレノイドに流れ
    た電流Iactとを比較して、その結果、予定のIac
    t<Io(IoはIcmdの最小値)あるいは予定のI
    act>Icmdの状態が予定時間継続したか否かを判
    定し、該判定結果が肯定的である場合には前記異常検出
    信号を出力する Iact<IoまたはIact>Icmd判定手段と、
    前記エンジン回転数センサの出力からエンジン回転数の
    ハンチングを検出し、予定時間内に予定回数以上の該ハ
    ンチングを検出した時には、前記異常検出信号を出力す
    るハンチング検出手段とから成ることを特徴とする前記
    特許請求の範囲第1項、第2項または第3項記載の内燃
    エンジンの燃料供給制御装置。
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