JPH0568633B2 - - Google Patents

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JPH0568633B2
JPH0568633B2 JP62096938A JP9693887A JPH0568633B2 JP H0568633 B2 JPH0568633 B2 JP H0568633B2 JP 62096938 A JP62096938 A JP 62096938A JP 9693887 A JP9693887 A JP 9693887A JP H0568633 B2 JPH0568633 B2 JP H0568633B2
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engine
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knocking
correction amount
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JP62096938A
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Koji Myamoto
Shigeru Yamamoto
Tetsushi Hosogai
Katsuya Kamise
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Priority to US07/183,712 priority patent/US4856481A/en
Publication of JPS63263245A publication Critical patent/JPS63263245A/ja
Publication of JPH0568633B2 publication Critical patent/JPH0568633B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエンジンのノツク制限装置の改良に関
し、特にエンジン冷機時での誤制御防止対策に関
する。
(従来の技術) 従来より、エンジンのノツク制御装置として、
例えば特開昭60−75730号公報に開示されるよう
に、エンジンのノツキングを検出するノツク検出
手段と、該ノツク検出手段の出力を受け、ノツキ
ング発生時に、混合気の点火時期等のエンジンの
制御量をノツキングの抑制方向(点火時期では遅
角側)に補正することにより、ノツキングを有効
に抑制して、エンジン耐久性を良好に確保してい
る。
而して、エンジン制御量、例えば混合気の点火
時期では、その補正に伴つて混合気の燃焼状態が
変化するため、通常、補正の最大量を予め設定し
ておき、ノツキングの発生時に点火時期の補正量
が上記設定最大量を越える場合には、これを設定
最大量に制限して、混合気の燃焼状態を最小限許
容し得る限界状態に確保することが行われる。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来のものでは、エンジン
冷機時において、エンジン制御量の補正量が唐突
に設定最大補正量にまで達して、その分、混合気
の燃焼性が低下し、その結果、エンジン出力が不
意に低下してしまう問題があつた。
そこで、本発明者等は、上記出力低下の原因を
究明すべく鋭意研究したところ、エンジン冷機時
には、ピストンとシリンダ間の隙間が比較的大き
いために、燃焼行程時にはピストンのシリンダ壁
面への当りが強く、この当りに起因するノイズが
ノツキングとして誤つて検出され、その結果、エ
ンジン冷機時には、唐突に補正量が最大値に達し
て、エンジン出力の低下を招いていることを知悉
した。
そこで、上記エンジン冷機時での出力低下を抑
制すべく、例えばエンジン冷機時には、ノツキン
グ制御を強制的に停止することが考えられるが、
この考えでは、エンジン冷機時で真にノツキング
の発生した状況、特に排気ターボ過給機等により
吸気過給を行う高負荷運転時等では、ピストンの
破損や焼付きを防止できず、エンジン耐久性を良
好に確保できない欠点が生じる。
本発明は斯かる点に鑑み、その目的とするとこ
ろは、エンジン冷機時には、ピストンの強い当り
に伴うノイズが発生した場合、これに起因するノ
ツキングの誤検出は仕方がないものとして、エン
ジン制御量の補正量の最大値をエンジン暖機時よ
りも小さく制限することにより、ノイズに起因す
る誤検出の場合には、エンジン制御量の補正量を
小値にして、エンジン出力の不意の低下を有効に
抑制すると共に、真のノツキング発生時には、エ
ンジン制御量を可及的にその抑制方向に制御し
て、ノツキングを有効に抑制し、エンジンの耐久
性、信頼性の向上を図ることにある。
(問題点を解決するための手段) 以上の目的を達成するため、本発明では、第1
図に示すように、エンジン1のノツキングを検出
するノツク検出手段35と、該ノツク検出手段3
5の出力を受け、ノツキング発生時に、上記エン
ジン1の制御量をノツキングの抑制方向に補正す
る制御量補正手段50と、該制御量補正手段50
によるエンジン制御量の補正量が、予め設定した
最大補正量を越えるとき、エンジン制御量の補正
量を該設定最大補正量に制限する最大補正量制限
手段51とを備えたエンジンのノツ制御装置を前
提とする。そして、上記エンジンの温度を検出す
るエンジン温度検出手段40と、該エンジン温度
検出手段40の出力を受け、エンジン冷機時には
上記最大補正量制限手段51の設定最大補正量を
小さく変更する最大補正量変更手段52とを設け
る構成としたものである。
(作用) 以上の構成により、本発明では、ノツキングの
発生時には、混合気の点火時期や空燃比等のエン
ジン制御量が制御量補正手段50によりノツキン
グ抑制方向に補正されるので、ノツキングが有効
に抑制されると共に、通常時(エンジン暖機時)
では、上記エンジン制御量の補正量が設定最大補
正量を越える場合には、最大補正量制限手段51
でこの補正量が該設定最大補正量に制限されるの
で、ノツキングが可及的良好に抑制されつつ、混
合気の燃焼状態が最低限許容され得る良好な燃焼
状態に確保される。
一方、エンジン冷機時では、ピストンのシリン
ダ壁面への当りが強くてノイズが発生し、これに
起因してノツキングが誤検出され易い状況にある
が、このエンジン冷機時には、上記設定最大補正
量が最大補正量変更手段52により小さく変更さ
れて、エンジン制御量の補正量の最大値がエンジ
ン暖機時よりも小さくなるので、ノイズの発生に
起因するノツキングの誤検出時にも、混合気の燃
焼状態はさほど悪化せず、エンジン出力の不意に
低下が防止される。しかも、真のノツキング発生
時にもエンジン制御量がノツキング抑制方向に補
正されるので、ノツキングを可及的に抑制でき
て、エンジンの耐久性、信頼性が良好に確保され
ることになる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を第2図以下の図面に基
いて説明する。
第2図は本発明に係るエンジンのノツク制御装
置の全体概略構成を示し、使用燃料として高オク
タン価燃料(ハイオクガソリン)乃び低オクタン
価燃料(レギユラーガソリン)を用いるエンジン
のノツキング制御に適用したものである。同図に
おいて、1はエンジン、2はエンジンのシリンダ
3に摺動自在に嵌挿したピストン4により形成さ
れる燃焼室、5は一端がエアクリーナ6を介して
大気に連通し、他端が上記燃焼室2に開口して、
吸気を燃焼室2に供給する吸気通路、7は一端が
上記燃焼室2に開口し、他端が大気に開放され
て、排気を排出する排気通路である。上記吸気通
路5の途中には、吸入空気量を制御するスロツト
ル弁10と、該スロツトルル弁10下流側で燃料
を燃焼室2に向けて噴射供給する燃料噴射弁11
とが配されていると共に、排気通路7には、排気
ガス浄化用の触媒装置12が介設されている。ま
た、上記燃焼室2の頂部には、燃焼室2内の混合
気に点火する点火プラグ13が配置されている共
に、吸気通路5の燃焼室2への開口部には吸気弁
14が、排気通路7の燃焼室2への開口部には排
気弁15が各々配置されている。さらに、上記燃
料噴射弁11には、燃料フイルタ17を介設した
燃料供給通路18を通じて燃料タンク19が連通
接続されていて、該燃料タンク19内には、高オ
クタン価燃料(ハイオクガソリン)及び低オクタ
ン価燃料(レギユラーガソリン)がが時を異にし
て任意に供給される。
また、上記スロツトル弁10上流側の吸気通路
5と、触媒装置12上流側の排気通路7とには、
排気ターボ過給機20が跨つて配置されている。
該排気ターボ過給機20は、排気通路7に介設さ
れたタービン20aと、該タービン20aに連結
軸20cを介して駆動連結され吸気通路5のスロ
ツトル弁10上流側に介設されたコンプレツサ2
0bとを備えてなり、排気ガス流により回転する
タービン20aによつてコンプレツサ20bを回
転駆動して、吸気の過給を行うものである。
上記排気ターボ過給機20近傍の排気通路7に
は、該排気ターボ過給機20をバイパスするバイ
パス通路22が設けられ、該パイパス通路22の
上流側開口部には、該開口部を開閉するウエスト
ゲート23が配置されている。該ウエストゲート
弁23には、その開閉用のダイヤフラム装置25
が接続され、該ダイヤフラム装置25は、ダイヤ
フラム25aにより図中左右に区画された圧力室
25b及びバネ室25cを備え、バネ室25cに
はバネ25dが縮装されていると共に、圧力室2
5bにはデユーテイ電磁弁26が連通接続されて
いる。該デユーテイ電磁弁26は、上記排気ター
ボ過給機20のコンプレツサ20b下流側の吸気
通路5の圧力、つまり過給圧が圧力通路27を介
して導入されると共に、開放通路28を介してコ
ンプレツサ20b上流側の吸気通路5に開口され
ていて、デユーテイ比が0%の場合には、上記開
放通路28を閉じて、過給圧自体を直接ダイヤフ
ラム装置25の圧力室25bに作用させるこによ
り、過給圧がバネ25dの付勢力以上の偏給圧値
PLに上昇した時点で、バネ25dを縮小させつ
つダイヤフラム25aを遍倚させて、ウエストゲ
ート弁23を開く一方、デユーテイ比が100%の
場合には、圧力通路27を最大開口面積で開放通
路28に連通して圧力室25bに作用する圧力値
を下げ、その分、上記過給圧値PLよりも高い過
給圧値PHでもつてウエストゲート弁23を開くよ
うにしている。尚、29は排気ターダ過給機20
で過給された空気を冷却するインタクーラ、30
は点火プラグ13での点火時期を調整するイグナ
イタである。
而して、エンジン1のシリンダ3周りには、ノ
ツキングを検出するノツク検出手段としてのノツ
クセンサ35が配置され、その検出信号はノツク
アダプター36を介してCPU等を内蔵するコン
トローラ37に入力されている。
また、38はエアクリーナ6直下流に配置され
て吸入空気量を計測するエアフローセンサ、39
は該エアフローセンサ38上流側で吸入空気の温
度を検出する吸気温度センサ、40はエンジン冷
却水温度によりエンジン温度を検出するエンジン
温度検出手段としての冷却水温度センサ、41は
スロツトル弁10の開度を検出する開度センサ、
42はエンジン回転数センサとしてのデイストリ
ビユータでつて、該各センサ38〜42の検出は
上記コントローラ37に入力されている。そし
て、該コントローラ37により、燃料噴射弁弁1
1、デユーテイ電磁弁26及びイグナイタ30が
各々作動制御される。尚、第2図中、43はエン
ジン1の始動時にON操作されるスタータスイツ
チである。
次に、上記コントローラ37による燃料噴射
量、点火時期及び最大過給圧の各制御を第3図イ
及びロのフローチヤート図に基いて説明する。第
3図イからスタートして、ステツプS1でイグニツ
シヨンスイツチのON操作に伴う電源投入後、使
用燃料が高オクタン価燃料であることを想定し
て、ステツプS2でデユーテイ電磁弁26への制御
信号のデユーテイ比信号値DREGを10%に設定し
て、排気ターボ過給機20の最大過給圧を過給圧
値PHに初期設定すると共に、ステツプS3で点火プ
ラグ13の点火時期のリタード量θKを基準値
(0゜cA)に初期設定する。また、ステツプS4で冷
却水温度センサ40からのエンジン冷却水温度を
検出すると共に、ステツプS5で吸気温度センサ3
9からの吸気温度を検出することとする。
しかる後、ステツプS6でスタータスイツチ43
のON操作の有無を判断し、ON操作時のYESの
場合には、ステツプS7で始動開始時と判断してそ
のまま待機し、OFF操作されたエンジン完爆後
は、ステツプS8でデイストリビユータ42からの
エンジン回転数Neを検出すると共に、ステツプ
S9でエアフローセンサ38からの検出信号に基い
てエンジン一回転当りの吸入空気量Qを算出し
て、これら値に基いてステツプS10で燃料噴射弁
11からの燃料噴射量TPを演算する。
そして、ステツプS11でエンジン回転数Neを極
低回転数値(例えば500rpm)と大小比較し、Ne
<500rpmのYESの場合には、上記ステツプS7で
始動中又はエンスト時と判断して、ステツプS6に
戻る。一方、始動完了後は、先ずノツク制御及び
最大過給圧制御を行う領域か否かを判別すべく、
ステツプS12でエンジン回転数Neを、またステツ
プS13で燃料噴射量(噴射パルス幅)TPを各々比
較し、Ne<1500rpm及びTP<2msecの各場合に
は、その制御領域にないので、ステツプS14でデ
ユーテイ電磁弁26のデユーテイ制御値DWGを
“0”値に設定して、第3図ロのステツプS15で、
イグニツシヨンスイツチのOFF操作されるエン
ジン停止時まで以上の動作を繰返す。
一方、上記ステツプS12及びS13でNe≧
1500rpm及びTP≧2msecのYESの場合には、ス
テツプS16でノツク制御及び最大過給圧制御領域
にあると判断して、ステツプS17でデユーテイ電
磁弁26へのデユーテイ比信号値DREGを初期設定
値(100%)とした後、ステツプS18以降で点火時
期及び最大過給圧によりノツキング制御を行う。
つまり、先ずステツプS18でノツクセンサ35
からの信号波形を入力し、そのパルス数がノツク
強度に比例することから、ノツクパルス数を計数
し、ノツクパルス数=0の場合には点火時期を進
角制御すべく、ステツプS19でその継続時間Tを
計測し、T≦60msecの場合には、誤制御を防止
する観点からステツプS20で点火時期のリタード
量θK(i)を前回の値θK(i−1)に設定して保持す
る一方、T>60msecの場合には、ステツプS21で
前回の値θK(i−1)から微小値(例えば0.234゜)
だけ減算して、その分進角させた後、ステツプ
S22でこの今回のリタード量θK(i)の値を把握し、
θK(i)<0の場合には、基準値以上の進角制御を防
止すべく、特にステツプS23でθK(i)=0に訂正し
てステツプS25に進む。
また、上記ステツプS18でノツクパルス数≠0
の場合には、ノツキング発生時であるので、点火
時期を遅角制御することとし、ステツプS24で前
回の点火時期のリタード量θK(i−1)に対して、
ノツクパルス数の増大に応じて増大する1回当り
のリタード量θRETを加算して、今回のリタード量
θK(i)を大きくした後に、ステツプS25に進む。
そして、ステツプS25で点火時期のリタード量
θKを限界値(例えば6゜cA)と比較し、θK≦6゜cA
の場合には、点火時期制御でもつてノツキングを
十分に抑制できると判断して、直ちにステツプ
S37に進み、該ステツプS37でその時のデユーテイ
電磁弁26のデユーテイ比信号値DREG(当初は100
%)に対して、第4図に示す如き吸気温度の上昇
に応じて漸次小値になる特性の吸気温度補正係数
CATを乗算して、デユーテイ電磁弁26のデユー
テイ制御値DWGを算出して、最大過給圧値をエン
ジン信頼性の確保上、高吸気温度で低くなるよう
補正した後、ステツプS15でエンジンの運転中と
判断する場合には、ステツプS4に戻つて以上の動
作を繰返す。
これに対し、上記ステツプS25でθK>6゜cAの場
合には、ノツキングの抑制には最大過給圧制御が
必要と判断して、ステツプS26で点火時期のリタ
ード量θK限界値(6゜cA)に修正した後、第3図
ロのステツプS27でデユーテイ電磁弁26のデユ
ーテイ比信号DREG(当初は100%)から25%を減算
して、その分、最大過給圧値を下げることによ
り、ノツキングを有効に抑制することとする。
その後は、最大過給圧値を一段下げるので、エ
ンジン冷却水温度に応じて何段まで下げ得るかを
決定した後、点火時期を所定時間後に基準値に戻
すべく、先ずステツプS28で冷却水温度センサ4
0からの冷却水温度TWを把握し、該冷却水温度
TWをエンジン暖機時に相当する所定温度値(例
えば85℃)と比較し、通常はTW≧85℃のエンジ
ン暖機時であるので、ステツプS29で上記減算後
のデユーテイ比信号値DREGの値を把握し、DREG≧
0の場合には、減算後のデユーテイ比信号値DREG
でもつてデユーテイ電磁弁26を実際に作動制御
して、最大過給圧を下げると共に、ステツプS30
で所定時間(例えば100msc)のタイマをセツト
した後、ステツプS31で順次該タイマ値をカウン
トダウンし、ステツプS32でタイマ値=0になる
のを待つて、ステツプS33で点火時期のリタード
量θKを基準値(“0”値)にリセツトして、点火
時期を元に戻す。一方、上記最大過給圧値の下げ
制御が複数回繰返されて、最終的に上記スステツ
プS29でDREG<0になると、ノツク制御の限界と
判断して、ステツプS34でデユーテイ比信号値
DREGを“0”値に修正して、排気ターボ過給機2
0の最大過給圧を過給圧値PLに保持するととも
に、その時の点火時期を保持する。
また、上記ステツプS28でTW<85℃のエンジン
冷機時に場合には、シリンダ3へのピストン4の
強い当りに起因するノイズの発生する状況で、ノ
ツキングの誤検出を招き易いと判断して、最大過
給圧の低下を抑えるべく、ステツプS35で減算後
のデユーテイ比信号値DREGが所定値(例えば50
%)以上か否かを判別し、DREG≧50%の場合に
は、許容範囲と判断して、減算後のデユーテイ比
信号値DREGでもつてデユーテイ電磁弁26を実際
に作動制御して、最大過給圧を下げると共に、上
記ステツプS30に戻つて点火時期のリタード量θK
を所定時間後に基準値(“0”値)にリセツトす
る。一方、DREG<50%となる場合には、過給圧の
低下制御の限界を越えると判断して、ステツプ
S36で減算後のデユーテイ比信号値DREGを50%値
に保持して、最大過給圧をそのまま維持する。
そして、その後は、ステツプS37でデユーテイ
電磁弁26のデユーテイ比信号値DREGに第4図に
示す吸気温度補正係数CATを乗算して、デユーテ
イ制御値DWGを算出した後、ステツプS15でエン
ジン運転中と判断する場合には、ステツプS4に戻
つて以上の動作を繰返す。
よつて、第3図に制御フローにおいて、ステツ
プS18、S24〜S27、S29〜S33により、ノツクセンサ
35の出力を受け、ノツキングの発生時に、点火
時期のリタード量θKが限界値(6゜cA)に達する
毎に、デユーテイ電磁弁26のデユーテイ比信号
値DREGを100%から25%づつ小さくして、排気タ
ーボ過給機20の最大過給圧値(エンジン制御
量)を過給圧値PHから段階的にノツキング抑制方
向(低下方向)に補正するようにした制御量補正
手段50を構成している。
また、同図ロのステツプS34により、上記制御
量補正手段50による排気ターボ過給機20の最
大過給圧値、換言すれば、これに対応するデユー
テイ電磁弁26のデユーテイ比信号値DREGの低下
幅(補正量)が、予め設定した最大補正量(100
%から0%までの100%)を越えるとき、この補
正量を設定最大補正量の100%に、つまりデユー
テイ比信号値DREGを0%に制限するようにした最
大補正量制限手段51を構成している。
さらに、同図のステツプS28、S35、S36により、
冷却水温度センサ40の出力を受け、エンジン温
度が暖機時に相当する85℃未満のエンジン冷機時
には、排気ターボ過給機20の最大過給圧値(デ
ユーテイ電磁弁26のデユーテイ比信号値DREG)
を50%に制限して、上記最大補正量制限手段51
の設定最大補正量を100%から50%に小さくする
ようにした最大補正量変更手段52を構成してい
るる。
したがつて、上記実施例においては、第5図に
示すように、エンジン冷却水温度が85℃以上のエ
ンジン暖機時では、ノツクセンサ35のノツクパ
ルス数がが増大すると、点火時期のリタード量θK
が増大して点火時期が遅角制御され、ノツキング
が抑制される。そして、ノツキング消失すると点
火時期は進角制御され、再びノツキングが発生す
ると、以上の点火時期の遅角制御が繰返し行われ
て、そのリタード量θKが遂に限界値(6゜cA)に
達すると、今度はデユーテイ電磁弁26のデユー
テイ比信号値DREGが25%だけ小さく制御されて、
その分、排気ターボ過給機20による最大過給圧
PHが低下すると共に、点火時期が基準値(θK=
0)に戻されることが繰返し行われて、ノツキン
グが有効に抑制される。そして、ノツキングの発
生毎に以上の動作が繰返し行われて、最終的にデ
ユーテイ比信号値DREGがDREG<0となる場合に
も、同図に破線で示す如く最大補正量制限手段5
1によりDREG=0に制限されて、排気ターボ過給
機20の最大過給圧は過給圧値PLに保持される。
一方、エンジン冷却水温度が85℃未満のエンジ
ン冷機時では、ピストン4とシリンダ3との隙間
が比較的大きく、両者の強い当りに伴うノイズが
発生し易くて、このノイズがノツクセンサ35で
ノツキングと誤検出され易い状況にあるから、デ
ユーテイ比信号値DREGは直ちにDREG=0に制限さ
れて、最大過給圧は過給圧値PLに唐突に低下す
る状況である。しかし、このエンジン冷機時に
は、デユーテイ比信号値DREGの低下幅(補正量)
が100%から50%に小さく変更されて、同図に実
線で示す如く、デユーテイ比信号値DREGは最大限
50%に留まる。このことにより、最大過給圧は
100%に対応する過給圧値PHと、0%に対応する
過給圧値PLとの中間に位置する過給圧値{PH+
PL}/2になり、最小値の過給圧値PLには低下
しないので、エンジン出力の唐突な低下が可及的
に防止される。しかも、真にノツキング発生した
場合にも、最大過給圧値は過給圧値PHから過給圧
値{PH+PL}/2に低下しているので、ノツキ
ングを可及的有効防止することができ、エンジン
耐久性、信頼性を有効に確保できる。
尚、上記実施例では、点火時期の遅角制御で十
分でない場合に最大過給圧値を徐々に段階的に低
オクタン価対応値(過給圧値PL)に低下させた
が、ノツキング制御を過給圧制御のみで行つても
よいのは勿論のこと、ノツキングを抑制するため
のエンジン制御量は、過給圧の他、点火時期や混
合気の空燃比でもよい。その場合、例えば点火時
期によるノツキング制御では、点火時期のリター
ド量θKの最大値(設定最大補正量)をエンジン暖
機時の6゜cAから、エンジン冷機時では2゜cAに変
更すればよい。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のノツク制御装置
によれば、ノツキング発生時にその抑制方向に補
正するエンジン制御量の補正量の、エンジン暖機
時における設定最大補正量を、エンジン冷機時に
は小さく変更したので、エンジン冷機時には、ノ
イズに伴うノツキングの誤検出が生じても、これ
に伴うエンジン制御量の過補正を防止して、エン
ジン出力の不意な低下を有効に防止できると共
に、真にノツキングが発生した場合にも、これを
有効に抑制して、エンジンの耐久性、信頼性の向
上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロツク図であ
る。第2図ないし第5図は本発明の実施例を示
し、第2図は全体概略構成図、第3図イ及びロは
コントローラの作動を示すフローチヤート図、第
4図は吸気温度に対する最大過給圧の補正係数の
特性図、第5図は作動説明図である。 1……エンジン、13……点火プラグ、20…
…排気ターボ過給機、23……ウエストゲート
弁、26……デユーテイ電磁弁、35……ノツク
センサ、37……コントローラ、40……冷却水
温度センサ、50……制御量補正手段、51……
最大補正量制限手段、52……最大補正量変更手
段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンのノツキングを検出するノツク検出
    手段と、該ノツク検出手段の出力を受け、ノツキ
    ング発生時に、上記エンジンの制御量をノツキン
    グの抑制方向に補正する制御量補正手段と、該制
    御量補正手段によるエンジン制御量の補正量が、
    予め設定した最大補正量を越えるとき、エンジン
    制御量の補正量を該設定最大補正量に制限する最
    大補正量制限手段とを備えるとともに、上記エン
    ジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、
    該エンジン温度検出手段の出力を受け、エンジン
    冷機時には上記最大補正量制限手段の設定最大補
    正量を小さく変更する最大補正量変更手段とを備
    えたことを特徴とするエンジンのノツク制御装
    置。
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