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JPH068619B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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JPH068619B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射制御装置

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JPH068619B2
JPH068619B2 JP59161197A JP16119784A JPH068619B2 JP H068619 B2 JPH068619 B2 JP H068619B2 JP 59161197 A JP59161197 A JP 59161197A JP 16119784 A JP16119784 A JP 16119784A JP H068619 B2 JPH068619 B2 JP H068619B2
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combustion engine
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昭雄 小林
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両特に自動車に搭載する内燃機関に装備され
る燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御装置に係り、特
に機関の始動時に燃料噴射装置を確実に制御できる内燃
機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、内燃機関の始動時に非同期噴射や始動用電磁
式燃料噴射弁を駆動させて燃料を所定量増量等すること
によって、機関始動性が向上することが知られており、
特公昭47−42410号公報や特開昭48−1042
5号公報にて燃料の増量等の手段が示されている。
一方、近年、燃料噴射制御装置は機能アップ等の要求に
より、マイクロコンピュータを用いたものが主流となっ
てきている。
そして、燃料噴射制御装置のマイクロコンピュータは、
通常、イグニッションスイッチがオンし、マイクロコン
ピュータにバッテリ電圧が印加されると、マイクロコン
ピュータのリセット状態が解除され、ポートやRAM等
をイニシャライズして所定のプログラムが実行されるよ
うになり、これに応じて燃料噴射装置の作動制御が開始
される。
しかしながら、上記マイクロコンピュータにおいては機
関の始動状態を確実に判定することができないことがあ
り、このため始動時の非同期噴射や始動用電磁式燃料噴
射弁の駆動が始動時1回だけのはずが複数回行われた
り、全く行われなかったりして、始動性が極端に悪くな
る場合がある。すなわち、第4図に示すごとくイグニッ
ションスイッチ(IGSW)がオンすると燃料噴射制御
装置のマイクロコンピュータはリセットされ、マイクロ
コンピュータ内のCPUもリセットされる。このリセッ
トの解除後、もしくはスタータ信号がオンされた時に非
常同期噴射(または始動用電磁式燃料噴射弁の駆動)を
指令するパルス信号が1回発生するのであるが、スター
タがオンしている間、バッテリ電圧がCPU動作電圧よ
り低下するとCPUにリセットがかかり、再びバッテリ
電圧がCPU動作電圧より上昇するとCPUのリセット
が解除され、これに応じて非同期噴射を指令するパルス
信号が発生されるようになって、非同期噴射が多発され
るようになる(従来の噴射A)。従って供給燃料が過剰
なって、点火プラグに燃料がかぶって着火しなくなり始
動不能となる恐れがある。またこれを防ぐために、イグ
ニッションスイッチがオンしてマイクロコンピュータの
リセットが解除された後に、エンジンが停止しているこ
とを回転数センサ等の信号により確認してから非同期噴
射を指令するパルス信号を1回発生するよう構成したも
のがあるが、この場合イグニッションスイッチがオンさ
れてからスタータがオンするまでの時間が短いと非同期
噴射を指令するパルス信号が発生されないことがあり、
非同期噴射が実行されないことがある(従来の噴射
B)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明が解決しようとする問題点は、上述したごとく、
マイクロコンピュータを用いた燃料噴射制御装置では、
機関の始動時の誤動作発生の恐れがあるという点であ
る。
従って本発明の目的とする点は、機関の始動状態を確実
に判定して、機関始動時の誤動作発生を未然に防いだ構
成を有する内燃機関の燃料噴射制御装置を提供すること
である。
〔問題点を解決するための手段〕
以上に述べた問題点を解決するために本発明において
は、第5図に示すごとく電源電圧が動作電圧以下になる
とリセットされ、前記電源電圧が動作電圧以上になると
リセットが解除されるマイクロコンピュータを備え、こ
のマイクロコンピュータは、 内燃機関の諸パラメータを入力信号とし、この入力信号
に応じて計算されたパルス幅を有するパルス信号を電磁
式燃料噴射弁に出力する演算手段と、 内燃機関の諸パラメータの一部を用いて始動状態か否か
を判別する判別手段と、 この判別手段により始動状態であると判別している間
は、前記電源電圧が動作電圧以下になっても前記判別手
段から得られる始動状態を記憶する記憶手段と、 前記判別手段により始動状態でないと判別されると前記
記憶手段に記憶されている始動状態を解除する解除手段
と、 前記記憶手段に記憶された始動状態が所定の状態になっ
た時に前記演算手段に始動用の燃料噴射を指令する制御
手段と を有する内燃機関の燃料噴射制御装置としている。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は全体構成図を示し、1は公知の4サイクル火花
点火式内燃機関(以下、「エンジン」という)で、燃料
用空気をエアクリーナ2、吸気管3、スロットル弁4を
経て吸入する。また、燃料は図示しない燃料系から各気
筒に対応して設置された電磁式燃料噴射弁5および冷間
始動時に作動する冷間始動用電磁式燃料噴射弁9を介し
て供給される。燃料後の排気は排気マニホールド6、排
気管7、三次触媒コンバータ8等を経て大気に放出され
る。吸気管3には、エンジン1に吸入される吸気量を検
出し、吸気量に応じたアナログ電圧信号を出力するポテ
ンショメータ式の吸気量センサ10、及び吸入空気の温
度を検出し吸気温に応じたアナログ信号を出力するサー
ミスタ式の吸気温センサ11が設置されている。また、
エンジン1には冷却水温を検出し、冷却水温に応じたア
ナログ電圧信号を出力するサーミスタ式の水温センサ1
2が設置され、さらに、排気マニホールド6には、排気
中の酸素濃度から空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比
より小さいリッチのとき高レベル信号を、理論空燃比よ
り大きいリーンのとき低レベル信号を出力する空燃比セ
ンサ13が設置される。排気管7には排気温度を検出す
るサーミスタ式の排気温センサ14が設置される。15
はエンジン1のクランク軸の回転速度(回転数)を検出
する回転数センサで、例えばディストリビュータ16内
のロータに軸着したタイミングロータに対向してピック
アップコイルを配設して構成され、クランク軸の回転速
度に応じた周波数のパルス信号を出力する。17はスロ
ットル弁4のスロットル開度を検出するスロットルセン
サで、例えばスロットル弁4の全閉時のアイドル状態を
示す信号を出力する。18は点火コイルを内蔵するイグ
ナイタで、点火コイルの一次電流を制御されたタイミン
グで遮断してその二次側に高電圧を発生し、この高電圧
をディストリビュータ16を介してエンジンシリンダの
各点火プラグに印加する。19は図示しないスタータに
接続されたSTA端子で、スタータのオン状態を検出
し、そのオン時間に応じたパルス信号を出力する。
燃料噴射制御装置20は、各センサ10〜15および1
7と図示しないスタータに接続されたSTA端子19か
らの検出信号に基づき燃料噴射量を演算し、この噴射量
に応じて電磁式燃料噴射弁5および9の開弁時間を制御
するものである。
そして、燃料噴射制御装置20にはマイクロコンピュー
タ20aが備えられている。第2図に燃料噴射制御装置
20の主要部構成を示す。
100は所定のプログラムに従って各種演算制御処理を
実行するCPU、101は回転数センサ15からの検出
信号を入力しエンジン回転数をカウントする回転数カウ
ンタである。102は割り込み制御部で、エンジン回転
に同期して回数数カウンタ101から送られる割り込み
指令信号を入力し、この時、割り込み信号をCPU10
0に出力する。103はデジタル入力ポートで、空燃比
センサ13、スロットルセンサ17、STA端子19か
らのデジタル信号を入力しCPU100に伝達する。1
04はアナログマルチプレクサとA/D変換器からなる
アナログ入力ポートで、吸気量センサ10、吸気温セン
サ11、水温センサ12、及び排気温センサ14からの
各検出信号をA/D変換して順次CPU100に伝達す
る機能をもつ。
105は直接バッテリ21に接続される電源回路で、R
AM106に電源を供給し、107はイグニッションス
イッチ22を介してバッテリ21に接続される電源回路
で、RAM106以外の各ユニットに電源を供給する。
RAM106は読み込み読み出し可能な一時記憶回路で
あるが、イグニッションスイッチ22のオフ後も、常時
記憶内容を保持する不揮発性メモリをなす。108はフ
ログラムや各種定数、テーブルデータ等を記憶する読み
出し専用のROMである。
出力回路109、110はラッチ、ダウンカウンタ、パ
ワートランジスタなどからなり、この内出力回路109
はCPU100で演算された燃料噴射量(時間)データ
に基づき実際の燃料噴射弁5の開弁時間を制御する制御
信号をつくり、燃料噴射弁5に所定のタイミングで出力
する。又、出力回路110はCPU100で演算された
点火時期データに基づき点火プラグのスパーク時間を制
御する制御信号をつくり、イグナイタ18に所定のタイ
ミングで出力する。111はタイマーで、クロック信号
を発生してCPU100に送り、あるいは割り込み制御
部102に時間割り込み信号を出力する。
また、燃料噴射制御装置20は冷間始動時用電磁式燃料
噴射弁9を制御する制御回路200が設けられており、
冷間始動時に1回だけSTA端子19の信号に応じて作
動する。
また150はCPU100に送りこまれる信号およびC
PU100から送り出される信号の伝達路であるシステ
ムバスである。
次に、第3図(a)に示すCPU100の概略フローチヤ
ートを参照して燃料噴射制御装置20の一動作例を説明
する。
まず、イグニッションスイッチ22により電源回路10
7に電源が供給されると、ステップ1000でメインル
ーチンが起動され、ステップ1001でポート103、
104やRAM106等がイニシャライズされる。なお
この時RAM106内部に記憶された始動状態を示すフ
ラグFSTAは前回CPU100がリセットされる前の
状態を維持するように設定してある。ステップ1002
では、エンジン1の始動状態を判別する。この判別は、
通常、エンジン1の回転数が設定値(例えば100r.p.
m.)以下及びスタータと接続されたSTA端子19のス
タータがオン状態であることを示すパルス信号が出力さ
れていること等で判別される。ステップ1002にて始
動状態でないと判別されたならば、ステップ1004に
進んで、FSTAを0としてステップ1010へと進
む。また始動状態であると判別されたならば、ステップ
1003へと進み、ステップ1003ではRAM106
内部に記憶されているFSTAが1であるか、ないかを
判別する。ここでFSTAが1であるならば、ステップ
1010へと進むが、FSTAが0であるならば、ステ
ップ1005に進み燃料噴射弁5の非同期噴射量をエン
ジンパラメータに応じて計算し、出力回路109へと出
力してこの噴射量に応じた燃料噴射弁5の開弁時間を制
御する制御信号を出力回路109より燃料噴射弁5へと
出力し、燃料噴射弁5は制御信号に応じて非同期噴射を
実行する。そしてステップ1006に進んでFSTAを
1としてステップ1010に進む。ステップ1010で
は所定の演算方法を用いて点火時間の計算を行い出力回
路110に送り、出力回路110より点火プラグのスパ
ーク時間を制御する制御信号が所定のタイミングでイグ
ナイタ18へと出力され、ステップ1011では通常の
エンジン1の状態に応じた噴射量を計算して出力回路1
09に送り、出力回路109よりエンジン1の回転に同
期した所定タイミングで燃料制御弁5から燃料噴射が行
われるように制御信号が出力される。この後、ステップ
1002へと戻り、前述のルーチンが繰り返される。
上述のルーチンにおいて、エンジン1がイグニッション
スイッチ22を切って停止した場合はステップ1004
でFSTAが0とされた状態がRAM106内で記憶さ
れ、次回の始動時には確実に1回だけ非同期噴射が行わ
れる。これはステップ1002で始動状態であると判断
されて、ステップ1003でFSTAが0であるのでス
テップ1005に進み、ステップ1005で前述の非同
期噴射が行われ、ステップ1006でFSTAを1とし
て、ステップ1010、1011と進み、またステップ
1002へ戻る。ステップ1002に戻った時、始動状
態でない、つまりエンジン1が所定回転数以上またはス
タータがオフであるならばステップ1004にすすみF
STAを0としてステップ1010以下に進むようにな
り、またステップ1002にて始動状態であると再び判
別されてステップ1003に進んでも、ステップ100
3にてFSTAが1と記憶されているのでステップ10
05、1006を迂回してステップ1010以下に進む
ようになるからである。
ところで、始動中のスタータ等による負荷のためにバッ
テリ21の電圧が低下して、CPU100にリセットが
かかった場合には、ステップ1005にて非同期噴射が
行われてステップ1006にてFSTAが1としてRA
M106内に記憶された後なら、FSTAが1としてR
AM106内に記憶されているため、リセット解除後、
再びステップ1000でメインルーチンが起動されてス
テップ1002で始動状態と判別されても、FSTAが
1と記憶されているためにステップ1003にてステッ
プ1005、1006を迂回してステップ1010へと
進むよう判別されるため、燃料噴射弁5の始動時におけ
る非同期噴射はイグニッションスイッチ22がオンされ
てからオフされるまでに1回だけ実行されることにな
る。
従って、冷間始動時用の燃料噴射弁9が作動しないよう
な温度状態で燃料噴射弁5の非同期噴射により始動性が
左右されるような場合、上述のことからCPU100の
再リセット解除後の非同期噴射を防げ、かつ確実に1回
非同期噴射が実行されるため、この時エンジン1に供給
される燃料量は所定量に規定され、過燃料供給による始
動不能ということは決して無く、始動性が向上する。
次に第3図(b)に示すCPU100の概略フローチャー
トを参照して燃料制御装置20の他の動作例を説明す
る。
まずステップ2000でメインルーチンが起動され、ス
テップ2001でポート103、104やRAM106
等がイニシャライズされる。なおこの時RAM106内
部のスタータがオンである信号がSTA端子19より送
られている間、本ルーチンが繰り返されている回数を記
憶するCSTAは前回CPU100がリセットされる前
の状態を維持するよう設定してある。そしてステップ2
02にてSTA端子19からの信号によりスタータオン
状態であるかどうかを判別し、オン状態ならば、ステッ
プ2003にてCSTAに1を加え、またオフ状態なら
ば、ステップ2004にてCSTAを0にして、ともに
ステップ2005に進む。ステップ2005ではCST
Aの値が所定値Tと一致しているかを判別し、一致した
時のみステップ2006に進み、前述同様、非同期噴射
を計算、実行し、それ以外はステップ2006を迂回し
てステップ2010以下に進む。なおステップ201
0、ステップ2011は前述の第3図(a)に示したステ
ップ1010、ステップ1011と同様、通常の点火時
期、噴射量の計算を実行する。そして例えばステップ2
002からステップ2011まで4msで通過すると、所
定値Tを25とすればスタータがオンしてから約100
ms後に非同期噴射が実行される。なお、スタータがオン
してから100msたつまでにCPU100がリセットさ
れても、RAM106内にCPU100がリセットされ
る直前のCSTAの値がそのまま維持されているため
に、CPU100のリセットが解除されてからも引き続
きCSTAの値が増加されてCPU100のリセット状
態をはさんでCSTAが所定値T(=25)となった時
点で非同期噴射が行われ、またCSTAはスタータがオ
ンしている間は増加しつづけて、スタータがオフになっ
た時点でCSTAは0とされることから、普通にイグニ
ッションスイッチ22を切ってCPU100をリセット
した場合は、CSTAには0が記憶されているため、燃
料噴射弁5の非同期噴射はスタータが駆動している間、
つまりSTA端子19のスタータオンを示す信号がデジ
タル入力ポート103に送られている間に1回だけ駆動
し、その間に2回駆動することはない。
従って、冷間始動時用の燃料噴射弁9が作動しないよう
な温度状態で燃料噴射弁5の非同期噴射により始動性が
左右されるような場合、RAM106内に常時記憶され
たCSTAの値によりCSTAの値が所定値Tになった
ときのみ非同期噴射が実行されるようになって前述の第
3図(a)のフローチャートの場合と同様、余分な非同期
噴射が無くなり、かつ確実に1回の非同期噴射が実行さ
れて、エンジン1に供給される燃料量は所定量に規定さ
れて、過燃料供給による始動不能ということは決してな
く、始動性は向上する。さらに確実にエンジン始動状態
にのみ非同期噴射を実行するためにステップ2002の
前に始動判別(図示せず)を行い、始動状態でない時に
はステップ2004に、始動状態の時はステップ200
3に進むように設定しておき、ステップ2001でイニ
シャライズ時にSTA端子19の信号、エンジン1の回
転数等で決まる始動状態の判別を予め始動状態であると
しておけば、エンジン1の回転数が設定値、例えば10
0r.p.m.以下であるという判別等を含んだ始動状態判別
に用いられる時間が節約でき、早いタイミングで非同期
噴射が実行できるようになり、イグニッションスイッチ
22をオンしてすぐにスタータがオンしても予め始動状
態であると判別されているので、上述のフローが直ちに
実行されて非同期噴射が行われる。
次に第3図(c)に示すCPU100の概略フローチャー
トを参照して燃料噴射制御装置20のさらに他の動作例
を説明する。
まずステップ3000にてメインルーチンが起動され、
ステップ3001でポート103、104やRAM10
6等がイニシャライズされる。なおこの時RAM106
内部のスタータがオンである信号がSTA端子19より
送られている間、本ルーチンが繰り返されている回数を
記憶するCSTAは前回CPU100がリセットされる
前の状態を維持するよう設定してある。さらに冷間始動
時用の燃料噴射弁9の作動判別フラグFSTjを1に予
め設定してある。ステップ3002、3003、300
4では前述の第3図(b)で示したステップ2002、2
003、2004と同じく、スタータがオンしている
間、本ルーチンの繰り返される回数をCSTAで記憶
し、スタータがオフしている時はCSTAを0とする。
またスタータがオンしている時にCPU100にリセッ
トがかかってリセット解除後再びステップ3001でイ
ニシャライズされてもCSTAはCPU100のリセッ
トがかかる直前の値を維持するのでCSTAの値は引き
続いて増加していく。ステップ3005では、CSTA
の値が所定値Tになったかを判別する。そして所定値
となったならステップ3006で冷間始動時用の燃
料噴射弁9の作動判別フラグFSTjが1であることを
判別し、FSTj=1である時ステップ3007に進
み、冷間始動時用の燃料噴射弁9の作動処理を行い、所
定信号を出力回路109を介して制御回路200に出力
し、これに応じて制御回路200により冷間始動時用の
燃料噴射弁9が駆動制御される。ステップ3007で所
定処理が行われたらステップ3008でFSTjを0と
してステップ3010に進み、ステップ3010、30
11では前述の第3図(a)に示したステップ1010、
1011と同様、通常の点火時期、噴射量の計算を実行
する。またステップ3005でCSTAの値が所定値T
と一致しない、あるいはステップ3006でFSTj
が0の場合はともにステップ3007、3008を迂回
してステップ3010へと進む。そして、例えば本ルー
チンも前述の第3図(b)に示したルーチン同様、ステッ
プ3002からステップ3011まで4msで通過すると
して、所定値Tを4と設定しておくと、スタータがオ
ンしてから約16ms後に冷間始動時用の燃料噴射弁9が
駆動する。またこの間にCPU100にリセットがかか
ってもCPU100のリセットがかかっている間をはさ
んでCSTAの値は増加していくのでCPU100のリ
セットのかかっている時間と16msとの加算した時間経
過した後に、つまりCSTAの値が所定値T(=4)
となった時に燃料噴射弁9が駆動する。さらに冷間始動
時間の燃料噴射弁9が駆動した後にCPU100にリセ
ットがかかって再びステップ3001でイニシャライズ
されてFSTjが1と設定されても、スタータがオンし
続けている時はCSTAの値が所定値Tより大きな値
となっており、スタータがオフしていればCSTAは0
であるからいずれにしてもステップ3005でNOと判
別されてステップ3006、3007、3008を迂回
するため、冷間始動時用の燃料噴射弁9はスタータが駆
動している間、つまりSTA端子19のスタータオンを
示す信号がデジタル入力ポート103に送られている間
に1回だけ動作し、この間に2回以上動作することはな
い。そして前述の第3図(b)の動作例で述べたのと同じ
くステップ3001でイニシャライズ時に予め始動状態
であると設定しておいても良い。なお冷間始動時におい
ては制御回路200にて冷間始動時用の制御が冷間始動
時用の燃料噴射弁9に優先的に実行される。
従って、冷間始動時用の燃料噴射弁9を用いて全始動時
のエンジン1への燃料を供給する場合、冷間時以外は上
述したようにRAM106内に常時記憶されたCSTA
の値によりCSTAの値が所定値Tになったときのみ
冷間始動時用の燃料噴射弁9を駆動するように動作制御
しているので、この燃料噴射弁9の駆動は1回のみであ
り、この時の供給燃料量を所定量に規定しておけば、過
燃料供給による始動不能ということは決してなく、始動
性は向上する。
なお、上述の各動作例では、燃料噴射弁5の非同期噴射
によるものと、冷間始動時用の燃料噴射弁9によるもの
とを各々述べたが、始動時のエンジン1への所定量の燃
料供給を両方を用いて行ってもかまわない。
また上述の実施例ではRAM106を直接バッテリ21
に接続される電源回路105により、バックアップして
常時記憶内容を保持する不揮発性メモリとしていたが、
バックアップなしでも常時記憶内容を保持する不揮発性
メモリを用いてもよい。
また上述の実施例では本装置をLジェトロ方式のものに
適用していたが、Dジェトロ方式や、その他マイクロコ
ンピュータによりエンジン1の制御を行う方式のものに
は全て適用可能である。
〔発明の効果〕
以上に述べたように本発明においては、内燃機関が始動
せずに、何回も始動を試みた時には、判別手段によりそ
の都度、始動状態でないと判断されて記憶手段に記憶さ
れている始動状態が解除され、その都度、始動状態が所
定の状態となった時に始動用の燃料噴射が実行されて、
1回始動に失敗しても繰り返し始動が可能であり、しか
も、電源電圧がマイクロコンピュータの作動電圧以下に
低下した時にも、記憶手段により判別手段から得られる
始動状態が記憶され続けるため、始動時用の燃料噴射の
処理が確実なものとなって、内燃機関への過燃料供給、
これにともなう内燃機関の始動不能等が未然に防げ、従
って内燃機関の始動性が著しく向上できるという優れた
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の全体構成図、第2図は本発明
の実施例の主要部を示す概略構成図、第3図(a)は本発
明の実施例の一動作例を示すフローチャート、第3図
(b)は本発明の実施例の他の動作例を示すフローチャー
ト、第3図(c)は本発明の実施例のさらに他の動作例を
示すフローチャート、第4図は従来装置による動作およ
び本発明の実施例による第3図(b)に示すフローチャー
トに従った動作を示すタイムチャート、第5図は本発明
の概略構成図である。 1……内燃機関,5……電磁式燃料噴射弁、9……冷間
始動時用電磁式燃料噴射弁,19……STA端子,20
……燃料噴射制御装置,20a……マイクロコンピュー
タ,100……CPU,106……RAM。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源電圧が動作電圧以下になるとリセット
    され、前記電源電圧が動作電圧以上になるとリセットが
    解除されるマイクロコンピュータを備え、このマイクロ
    コンピュータは、 内燃機関の諸パラメータを入力信号とし、この入力信号
    に応じて計算されたパルス幅を有するパルス信号を電磁
    式燃料噴射弁に出力する演算手段と、 内燃機関の諸パラメータの一部を用いて始動状態か否か
    を判別する判別手段と、 この判別手段により始動状態であると判別している間
    は、前記電源電圧が動作電圧以下になっても前記判別手
    段から得られる始動状態を記憶する記憶手段と、 前記判別手段により始動状態でないと判別されると前記
    記憶手段に記憶されている始動状態を解除する解除手段
    と、 前記記憶手段に記憶された始動状態が所定の状態になっ
    た時に前記演算手段に始動用の燃料噴射を指令する制御
    手段と を有する内燃機関の燃料噴射制御装置。
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