KR100377645B1 - 내연기관의제어장치및방법 - Google Patents

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노기도시하루
오오야마요시시게
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가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

(목적) 부분부하에서는 층상연소에 의하여 펌프손실을 없애고 연비를 높여 최대출력시는 예비혼합연소에 의하여 출력을 크게 한다.
(구성) 부분부하시에는 연료분사밸브(13)의 근방에 점화원(14)을 설치하고, 연료를 분사한 후에 혼합기에 점화하여 생긴 불꽃을 연료의 분무로 실린더내에 확산하고, 층상 연소시킨다. 한편, 부하가 커져 층상연소로 매연등이 발생할 경우는 연료분사를 복수회로 하고 전반의 분사로 실린더내에 예비혼합기를 만들고, 이 예비혼합기를 후반의 분사로 만든 불꽃을 기통내에 분사하고, 예비혼합기를 단시간에 연소한다.
(효과) 본 발명에 의하여 연소시간이 단축하여 노크를 방지할 수 있고, 엔진의 압축비가 높아져 열효율이 상승하여 연비가 높아진다. 층상흡기에 의하여 미연탄화수소의 발생을 방지할 수 있다. 기통연료분사에 의하여 연료의 응답성이 높아져 운전성이 향상한다.

Description

내연기관의 제어장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 불꽃점화 내연기관에 있어서, 특히 기통내에 직접연료를 분사하는 불꽃점화 내연기관의 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
종래의 기술로서는 연료를 공기압력을 이용하여 기통내에 직접 분사하는 것이 알려져 있다(일본국 특개평2-153257).
종래의 디젤엔진은 층상연소이기 때문에, 부분부하의 연비는 증가하나, 최대 출력이 작다. 이것에 대하여 종래의 가솔린엔진은 예비혼합연소이기 때문에 최대 출력은 크나, 부분부하에서는 펌프손실에 의하여 연비가 감소해 버리는 결점이 있다.
본 발명은 목적은, 부분부하에서는 층상연소에 의하여 펌프손실을 없애고 연비를 높이며, 최대출력시는 예비혼합연소에 의하여 출력을 크게 할 수 있고, 또한, 엔진토크를 제어하여 운전성, 연비, 배기정화성을 향상할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 본 발명에 있어서는 부분부하시에는 연료분사밸브의 근방에 점화원을 설치하고, 연료를 분사한 후에 혼합기에 점화하여 생긴 불꽃을 연료의 분무로 실린더내에 확산하여 층상 연소시킨다. 한편, 부하가 커져 층상연소로 매연등이 발생하는 경우는, 연료분사를 복수회로 하고, 전반의 분사로 실린더내에 예비혼합기를 만들고, 후반의 분사로 만든 불꽃을 기통내에 분사하여 상기 예비혼합기를 단시간으로 연소한다.
또, 변속기의 기어비를 변환할 때에는 연료량을 변화시켜 토크단차가 없도록 한다.
부분부하와 같이 연료의 분사량이 적을 때는 분사시작과 점화시기를 비교적 가깝게 할 수 있기 때문에, 연료는 실린더내에 그다지 분산되지 않고, 비교적 좁은 범위에서 연소한다(층상 연소). 부하의 증가에 맞추어 분사시작을 빠르게 함으로써 혼합기의 형성되는 범위(예비혼합기)를 크게 할 수 있어 예비혼합연소가 발생하고, 발생토크를 증가할 수 있다.
구동토크에 따라 변속기의 기어비를 선정하며, 구동토크가 증가될 필요가 있는 경우에는 변속기의 기어비를 크게 한다. 기어비를 변환할 때 구동토크가 변동하지 않도록 연료분사량을 제어한다. 연료는 엔진의 연소실에 개구부를 가지는 연료분사밸브에 의하여 분사되며, 따라서 흡기관등에의 부착이 없고, 연료의 유입속도가 크기 때문에 연료량에 따라 엔진토크를 고응답으로 제어할 수 있다. 또한, 공연비를 크게 설정할 수 있기 때문에, 스로틀 밸브 개방도를 크게 할 수 있어 펌핑손실을 적게 할 수 있으며 연비를 향상할 수 있다. 더 나아가, 공연비를 크게 할 수 있기 때문에, 배기중의 CO, HC를 적게 할 수 있다.
제 1도에 본 발명의 제 1실시예인 제어시스템의 구성을 나타낸다. 연료탱크(1)로부터 연료펌프(2)로 연료가 공급되고 연료펌프(2)에 의해 가압된다.가압된 연료는 압력센서(3)로 연료압을 검출하고, 제어회로(5)에 압력신호를 보낸다. 제어회로(5)는 미리 정해진 목표와 비교하여 설정치 이상이면, 연료펌프(2)의 스핀밸브(4)를 개방하여 연료압을 목표압력으로 제어한다. 가압된 연료는 연료분사밸브(13)로 보내진다. 제어회로(5)에는 액셀페달(19)로부터 운전자가 의도하는 신호(토크신호)가 보내진다. 이것을 받아 제어회로(5)는 엔진회전수센서(10)의 신호를 고려하여 1회당 분사량을 계산하고, 연료분사밸브(13)의 분사밸브구동부(20)에 보낸다. 이로써 연료분사밸브(13)가 개방되고, 연료가 연소실(7)에 분사된다. 이때의 연료분사시기와 분사량(분사시간)은 제어회로(5)에서 최적치로 선정된다. 연소실(7)에 분사된 연료는 최적한 점화시기에 제어회로(5)로부터 점화회로(22)에 신호가 보내지고, 점화회로(22)에서 고전압이 발생하고, 이것이 점화플러그(14)에 보내져 불꽃점화에 의하여 점화된다. 연소실(7)의 압력이 상승하여 피스톤(9)에 작용하고, 크랭크축(16)에 회전력을 주어 변속기(15)로부터 디퍼렌셜기어(17)를 거쳐, 타이어(18a, 18b)를 구동하여 주행한다. 엔진(6)의 발생토크와 관련하여, 연소실(7)의 연소압력을 압력센서(8)로 검출하고, 제어회로(5)에 보내고, 운전자의 의도인 액셀페달(19)의 신호와 비교된다.
이 비교결과는 다음 기통의 연료분사에 반영된다. 엔진(6)의 공기량은 공기량 검출기로 계측되고, 스로틀 밸브로 유량이 제어된다. 또, 공기는 흡기관(27)에 배치된 와류제어밸브(28)로 기통내에 적절한 난류를 형성할 수 있게 제어된다. 흡기밸브(12)의 밸브리프트를 밸브리프트 제어장치(11)로 제어한다. 연소가스는 배기밸브(21)로부터 배기된다.
제 2도에 연소실의 종단면도에 의하여 본 발명의 제 1실시예를 설명한다. 엔진헤드(25)에 형성된 부연소실(23)에 연료분사밸브(13), 점화플러그(14)를 설치한다. 이 때의 연료분사밸브(13)와 점화플러그(14)의 위치관계는 연료분사밸브(13)의 분무(spray)의 하류측에 점화플러그(14)가 설치되는 것이 좋다. 이러한 구성에 의하면, 점화플러그(14)로 형성된 불꽃핵(flame core)이 상기 분무에 의해 연소실(7)이나 피스톤(9)에 설치한 캐버티(24)에 분산하기 쉽다. 그러나, 점화플러그(14)가 분무에 지나치게 가까우면, 점화플러그(14)가 분무에 의해 젖어 점화불량을 일으키는 경우도 있으므로, 위치관계를 적절하게 결정하는 것이 중요하다. 또, 부연소실(23)의 출구부(26)를 조임(throttling)으로써 불꽃핵의 분출속도를 조정할 수 있다. 이 경우에도 지나치게 조이면 압력손실을 일으켜 열효율이 저하한다.
제 3도에 공연비(A/F)와 배기(HC, NOx)의 관계를 나타낸다. 연료의 분사시기가 크랭크각 90°인 경우는, NOx의 피크치는 공연비(A/F)=16 근방에서 얻어진다. 이와 같은 NOx의 배출량의 변화는 균일 혼합기의 경우에 볼 수 있는 경향이다. 분사시기가 크랭크각 90°즉, 흡기행정 중반까지는 분사된 분무가 피스톤의 작용이나 흡기에 의한 기통내의 공기의 흐름에 의하여 기통내 전체로 분산하기 때문이다. 분사시기가 커짐에 따라 NOx의 피크치가 발생하는 공연비가 커진다. 그것과 동시에, NOx의 발생이 완만하게 되기 시작한다, 또한, HC의 배출량도 변화한다. 분사시기 90°와 분사시기 180°를 비교하면, A/F=15 근처의 HC는 분사시기 90°일때 3800ppmC, 분사시기 180°일때 6500ppmC이다. 이와 같이, 같은 공연비에서 HC의 배출량이 다른 것은 연소하고 있는 곳의 공연비가 다르기 때문이다. 즉, 분사시기 180°쪽의 경우 실제로 연소하고 있는 장소의 공연비가 작기 때문이다. 따라서, 공연비가 커진 경우, 분사시기가 90°인 경우가 작은 공연비에서 연소불량(실화)을 일으키고 있다. 이와 같이 분사시기가 커지면 안정연소(HC가 증가하지 않음)를 가능하게 하는 공연비가 커지는 이유는, 분사시기가 커지면 점화시기에 가까워지고 연료가 분산하기 어렵게 되어 층상 혼합기가 되기 때문이다, 이와 같이 분사시기를 선정함으로써, 균일혼합기와 층상혼합기를 자유롭게 형성할 수 있다. 따라서, 엔진토크가 작을 때는 분사시기를 크게 하여 점화시기에 근접한다. 토크가 커짐에 따라 분사시기를 작게하여 균일 혼합기에 근접한다.
제 4도에 제 2실시예를 연소실의 종단면도로 나타낸다. 본 실시예는 연료분사밸브(13)를 연소실(7)에 돌출하여 연료를 기통내에 널리 확산하도록 분사구가 천공되어 있다. 이와 같은 경우는, 피스톤이 낮아지는 하사점 부근에서 연료를 분사하면, 기통벽면에 연료가 직접 닿아 벽면류가 만들어진다. 이와 같은 상태에서는 양호한 연소는 기대할 수 없다. 따라서, 이와 같이 분무가 넓은 분사밸브의 경우에는, 캐버티(24)가 상사점 근처에 위치할때 연료가 이 캐버티(24)내로 흡입될 수 있는 타이밍으로 연료가 분사될 필요가 있다. 그 일례로서 연료의 분사를 제 5도에 나타낸 바와 같이 복수회로 나누어 분사할 수 있다. 크랭크각 0도 근처에서 전분사(early injection)를 행하여 균일혼합기를 만든다. 점화시기 근처에서 분사하는 후분사(late injection)에서 불씨를 만들어 전분사에서 형성한 균일혼합기를 급속하게 연소시킨다. 분사량의 조정은 후분사에서도 전분사에서도 할 수 있기 때문에, 최적상태에서 분사할 수 있다.
연료분사를 2회 분사(즉, 전분사 및 후분사)로 나누는 경우의 효과는 제 2도에 나타낸 분사각도가 작은 분사밸브이어도 얻어질 수 있다.
제 6도에 전분사, 후분사하는 경우의 연료분사시간의 계산 플로우챠트를 나타낸다. 스텝 101에서 액셀개방도( α), 엔진회전수(Ne)를 판독한다. 이때, 공기량을 측정하고 있는 경우는, 공기량(Qa)을 추가하여도 좋다. 스텝 102에서 연료량(Qf)을 계산한다. 스텝 103에서 Qf>Qf1의 판정을 한다. NO인 경우는 스텝 109로 진행하고, 무효분사량(Qx)을 더하여 분사시간(Tp2)을 산출한다. 스텝 110에서 Tp2를 후분사의 시기에 분사하여 완료한다. 스텝 103이 Yes인 경우는 스텝 104로 진행하고, 최소분사량(Qf0)을 감산하여 Qf2를 산출한다. 스텝 105에서 Qf2에 무효분사량(Qx)을 더하여 분사시간(Tp1)을 산출한다. Tp1을 전분사의 시기에서 분사한다. 스텝 107에서 Qf0에 Qx를 가하여 Tp2를 산출하고, Tp2를 후분사의 시기에 분사한다. 이와 같이 전후분사 모두 각각 무효분사량(Qx)을 추가할 필요가 있다.
제 7도에 연료압력의 제어장치를 나타낸다. 연료탱크(1)로부터 연료펌프(2)로 연료가 보내진다. 연료펌프(2)는 모터(30)로 구동되고, 가압된 연료를 고압배관(34)에 보낸다. 고압배관(34)에는 분사밸브(13a∼13d), 어큐뮬레이터(accumulator; 33), 연료압력센서(3), 릴리프밸브(32)가 설치되어 있다. 릴리프밸브(32)에는 가스가 댐퍼로서 봉입되어 있으며, 연료압력이 높아지면 어큐뮬레이터(33)내로 연료가 유입하며, 연료압력이 내려가면 연료를 고압배관(34)에 보내기 시작한다. 릴리프밸브(32)는 연료압력이 지나치게 높아진 경우에 연료를유실시켜 압력상승을 방지한다. 연료압력센서(3)는 압력에 비례한 신호를 제어회로(5)에 보내며, 제어회로는 이 신호에 응답하여 연료펌프(2)의 전자스필장치(electromagnetic spill device; 4)에 신호를 보내어 연료펌프(2)의 분출량을 제어하고 연료압력을 제어한다. 또한, 연료압력센서(3)로부터의 신호에 응답하여 제어회로(5)는 연료모터(30)의 콘트롤러(31)에 신호를 보내어, 연료펌프(30)의 회전수를 제어하여 연료압력을 제어한다. 본 실시예에서는 전자스필장치(4)와 콘트롤러(31)가 모두 설치되었으나, 이들중 어느 하나에 의해서도 연료압력은 제어할 수 있다. 그러나, 연료펌프(2)를 엔진으로 구동하는 경우에는 모터(30)가 제공되지 않기 때문에 전자스필장치(4)만이 사용된다.
제 8도에 EGR(exhaust gas regeneration)의 제어계통도를 나타낸다. 공기는 공기유량계(35), 스로틀 밸브(37), 흡기관(27)을 거쳐 엔진(6)으로 들어가고, 배기관(41)으로 배출되어 배기된다. 배기관(41)에는 촉매(39)가 있다. 여기에서 EGR이 필요하게 되면, 제어장치(5)로부터 EGR밸브(38)에 신호를 보내어 EGR밸브를 개방한다. 또, 스로틀 밸브 액츄에이터(36)에 신호를 보내어 스로틀 밸브(37)를 폐쇄하여 흡기관(27)의 압력을 대기압보다 낮게 한다. 그러면, 흡기관압력에 비례하여 배기가 배기관(41)으로부터 흡기관(27)으로 EGR밸브(38)를 거쳐 흐른다.
이때, 배기의 유량은, 흡기관압력에 비례하기 때문에, 이 흡기관압력을 흡기관 압력센서(40)로 검출하여 제어회로(5)에 보내고, 스로틀 밸브 액츄에이터(36)로 스로틀 밸브(37)의 개방도를 조절한다. 스로틀 밸브(37)의 개방도를 제어하면, 흡기관(27)의 압력을 제어할 수 있고, EGR량이 피드백제어에 의하여 정확하게 제어될수 있다.
제 9도에 본 발명의 제 3실시예를 나타낸다. 공기는 스로틀 밸브(213)에 의하여 조정되고, 흡기관(214)을 거쳐 엔진에 흡입된다. 흡기밸브(208)의 리프트는 형상이 서로 다른 캠(203)을 변환함으로써 변화될 수 있다. 캠의 변환은 로커아암(210)을 유압제어밸브(202)로 변환함으로써 행한다. 유압제어밸브(202)는 예를 들면 전자솔레노이드에 의해 작동된다. 스로틀 밸브 모터(212)에 의하여 개방도를 제어한다. 엔진에는 기통내압력을 검출하는 센서(220)를 설치한다. 또, 기통내에 연료를 직접 분사하는 분사밸브(204)를 설치한다. 배기관에는 배기의 공연비를 검출하는 센서(205)를 설치한다. 배기관에는 촉매를 설치한다. 촉매는 산소과다의 조건에서도 NOx를 제거할 수 있는 것이 바람직하다. 또, 이론공연비 조건에서는 HC, CO, NOx를 동시에 제거할 수 있는 3원촉매에 기능이 필요하다. 또, 배기의 일부는 배기관유량을 제어하는 밸브(215, 218)에 의하여 제어된다. 상기 구성에 의하면, 연소온도는 저하되고 그에 따라 NOx의 양을 저감할 수 있다. 이들 각 제어밸브는 제어장치(201)로 제어된다. 연비를 저감하기 위해서는 흡기관내의 압력을 대기압에 근접시켜 펌핑손실을 작게 하는 것이 바람직하다. 이를 위해서, 스로틀 밸브(212)는 되도록 완전개방상태로 한다. 그러나, 배관(216)으로부터 배기 환류(EGR)를 행하는 경우에서는 흡기관내의 압력을 배기관내의 압력보다 작게 할 필요가 있기 때문에 스로틀 밸브를 폐쇄한다.
제 10도에 본 발명의 제 3실시예의 동작을 나타낸다. 운전조건에 따라 제 10도와 같이 흡기밸브의 리프트를 변화시킨다. 공기량이 많이 필요한 때에는 흡기밸브의 리프트를 리프트(A)와 같이 한다. 공기량이 적을 때에는 흡기밸브의 리프트를 리프트 B, 리프트 C와 같이 변화시킨다. 리프트를 변화시킴으로써 배기밸브와의 오버랩도 변화된다, 고출력운전시에는 배기밸브와 흡기밸브의 오버랩기간을 크게 한다. 이러한 구성에 의하면, 흡기밸브의 리프트에 의하여 공기량을 변화시킬 수 있다.
제 11도에 로커아암(221, 223, 224)과 캠(225, 226, 227)의 구성의 일예를 나타낸다. 로커아암(223)과 캠(225)이 흡기밸브를 왕복운동하도록 구동한다. 로커아암(226)과 캠(224)은 고정되어 있지 않고 자유로운 상태로 되어 있다. 캠을 변환하면 로커아암(224)과 캠(226)이 흡기밸브를 왕복운동하도록 구동한다. 로커아암(223)과 캠(225)은 고정되어 있지 않고 자유로운 상태로 되어 있다. 이와 같이 함으로써 캠을 변환할 수 있다. 이 예에서는 캠의 리프트를 변화시키도록 구성했으나, 캠의 형상을 바꾸어 밸브의 개방 시기 및 밸브의 폐쇄 시기를 동시에 제어하여도 된다.
제 12도에 액셀개방도와 엔진회전수에 대한 캠 선택의 맵을 나타낸다. 이 예에서는 캠의 변환을 3단계로 선택했다. 엔진회전수가 낮고, 액셀개방도가 작을 때에는 리프트가 작은 캠(A)을 선택한다. 엔진회전수 및 액셀개방도가 커짐에 따라 리프트가 큰 캠으로 변환한다.
제 13도에 엔진토크와 엔진회전수에 대한 캠 선택의 맵을 나타낸다. 이 예에서는 캠의 변환을 3단계로 선택했다. 엔진토크는 액셀개방도에 대하여 미리 결정한목표토크로 한다. 엔진회전수가 낮고, 엔진토크가 작을 때에는 리프트가 작은 캠(A)을 선택한다. 엔진회전수 및 엔진토크가 커짐에 따라, 리프트가 큰 캠으로 변환한다.
제 14도에 공연비 A/F의 변환시 흡입공기량의 제어방법을 나타낸다. 스로틀 밸브 완전개방이나 리프트가 큰 캠을 선정하면, 연료량이 증가하여 공연비가 작아지고 엔진토크(=축토크)가 커진다. 공연비가 16부근은 NOx의 배출량이 많아지기 쉽기 때문에, 공연비를 18로부터 15로 스킵(skip)시킨다. 이때, 공기량을 그대로 하여 공연비를 15로 변환하면, 연료량이 많아져, C와 같이 엔진토크(축토크)가 증대하여, 위화감을 느낀다. 그래서, 공연비를 변환할 때에는 공기량을 적게 하여 연료량의 증대를 방지하고, 축토크를 A에서 B와 같이 변화시켜, 쇼크를 적게 한다. 공기량의 조정은 스로틀 밸브 또는 캠의 변환으로 행한다. 스로틀 밸브로 행하면, 흡기관내의 압력이 작아지고, 펌핑손실이 커지기 때문에, 되도록이면 캠의 변환으로 행하는 것이 좋다. 또한, 축토크가 작아져, 예를 들면, 공연비를 70이상으로 하여도 목표의 축토크가 달성되지 않는 경우에도 캠 또는 스로틀 밸브로 공기량을 조정한다.
제 15도에 연료량과 축토크의 관계를 나타낸다. 연료량을 많게하면, 축토크를 크게 할 수 있기 때문에, 연료량에 의하여 축토크를 제어할 수 있다.
제 16도에 본 발명의 제 4실시예를 나타낸다. 액셀개방도( α) 및 엔진회전수(N)등 엔진상태를 검출하는 엔진상태검출부(301), 그리고 연료분사량(Qf)을 계산하여 연료분사량 계산부(302)에 의하여 연료분사량(Qf)을 구한다. 충전효율 맵(303)에 의거하여 공기량 및 공연비 계산부(304)로 엔진의 공기량을 계산하고, 각 캠의 공기량을 구하여 공연비를 계산한다. 공연비 판정부(305)에서 공연비가 가연범위인지를 판정하고, 캠 선정부(306)에서 캠의 선정 및 스로틀 제어부(307)에서 스로틀 밸브 개방도의 결정을 행한다. 공기량이 과다할 경우에는 혼합기가 희박상태가 되어 버리기 때문에 리프트가 적은 캠으로 변환한다. 기통내 분사에서는 기통내의 혼합기를 직접 제어하기 때문에, 희박혼합기의 한계를 종래의 흡기포트 분사시스템에 비하여 크게 할 수 있기 때문에, 연료량으로 제어할 수 있는 축토크의 범위가 넓다. 따라서, 공기량을 종래와 같이 미세하게 제어하지 않아도 연료량으로 축토크를 제어할 수 있다.
제 17도에 본 발명의 제 5실시예를 나타낸다. 엑셀 개방도 검출수단(311)에서 액셀개방도를 검출하고, 토크 계산수단(312)에서 목표토크를 결정한다. 목표토크에 따라 연료량 계산수단(313)에서 연료량을 결정한다. 314에서 엔진토크(축토크; T)에 대하여 공연비를 미리 결정하여 두면, 공기량(Qa)을 구할 수 있다. 공연비 판정수단(316)에서 공연비를 판정하고, 공연비가 18이상인 경우에는 318에서 스로틀 밸브를 완전 개방하여 토크검출수단(319)에서 엔진토크를 검출하고, 목표토크가 되도록 연료분사량을 제어한다. 한편, 공연비가 18이하인 경우에는 321에서 목표공연비가 되도록 공기량을 제어한다. 공기량은 예를 들면, 스로틀 밸브 개방도 또는 캠의 리프트로 행한다.
여기에서 공기량센서(322)로 공기량을 검출하고, 목표공기량이 되도록 공기량을 제어하여도 좋다.
제 18도에 목표공연비의 맵을 나타낸다. 엔진토크의 증대와 함께 공연비를 작게 하나, B점에서는 공연비=16을 스킵하도록 공연비를 C점으로 변환한다. 또한, 토크를 크게 할 때는 공연비를 작게 하여 D점을 향하도록 한다. 공연비를 더욱 작게 하면 혼합기가 지나치게 짙은 상태가 된다. 따라서, 그 영역에서는 공기량을 검출하여 공연비제어를 행하는 것이 바람직하다.
제 19도에 엔진회전수(N)와 흡입공기량(Qa)에 대한 스로틀 밸브 개방도(θth)의 관계를 나타낸다. 스로틀 밸브로 공기량을 제어할 경우에는 흡입공기량에 대한 맵으로부터 스로틀 밸브 개방도를 구한다. 또한, 정밀한 제어를 행할 때에는 공기량을 검출하여 피드백을 행한다.
제 20도, 21도에 본 발명의 제 6실시예를 나타낸다. 공연비가 18이상인 경우, 혼합기가 지나치게 희박하여 운전성, 배기정화성이 저하하는 경우가 있기 때문에, 연소변동을 검출하고, 공기량을 적게 하도록 스로틀 밸브 개방도 또는 캠 리프트를 설정한다.
제 22도에 본 발명의 제 7실시예를 나타낸다. 엔진의 실린더 가스킷(231)에 전극(234)을 매입하여 전극(232)으로부터 고전압을 가한다. 가스킷에는 나사고정용구멍(233)이 뚫려 있다.
제 23도에 제 22도의 종단면을 나타낸다. 전극(238과 239)사이에 고전압이 점화코일로부터 가해져 불꽃 방전한다. 이로써 기통벽면근처 및 다른 점화점으로부터 혼합기에 점화가 행하여지기 때문에 연소속도가 커진다. 또, 벽면근처에서 연소시키기 때문에, 벽면근처의 소위 퀀칭영역(quench region)이 적어져, 미연소 탄화수소가 적어지고, 또한 노킹이 덜 발생하게 된다. 가스킷 상하면에는 절연층(235 및 237)을 설치한다. 전극(239)이 접지된 경우에는 절연층(237)은 없어도 좋다.
본 발명의 또다른 실시예를 제 24도를 이용하여 설명한다. 흡입공기량은 흡기관에 설치한 에어 플로우미터(air flowmeter; 501)에 의하여 계량된다. 엔진회전수는 크랭크각센서(509)에 의하여 검출한다. 기통내에 흡입되는 공기량, 엔진회전수에 따라 연료량을 결정하고, 연료를 기통내에 연료분사밸브(502)로부터 분사한다. 공기량은 액셀와이어에 접속된 스로틀 밸브(551)와 모터에 의해 제어되는 스로틀 밸브(550)에 의하여 제어된다. 공기량은 스로틀 밸브(550)만으로 제어하여도 좋으나, 액셀와이어에 접속된 스로틀 밸브(551)를 설치하면, 스로틀 밸브(550)의 이상동작시에도 공기량이 과다해지는 일이 없다. 배기관(512)에 CO, HC를 산화하고, 산화분위기에서 NOx를 환원할 수 있는 기능을 가진 촉매(506)를 배치한다. 따라서, 희박연소와 같이 배기에 산소가 있어도 NOx를 환원할 수 있다. 배기에 설치한 공연비센서에 의하여 배기가스의 공연비를 검출하고, 목표공연비로 되어 있는지를 조사한다. 목표공연비 보다 희박하면, 연료량을 증대한다. 또한, 산화분위기에서 NOx를 환원하려면 HC가 필요하며 또한 촉매의 정화효율이 최대가 되도록 촉매 온도를 제어하기 위하여, 촉매온도를 온도센서(528)로 검출하고, 목표촉매온도 및 HC가 되도록 연료분사량 및 점화시기를 제어한다. 충전기(514)의 충전작동은 제어장치(508)에 의하여 외부로부터 제어될 수 있다. 감속시에는 충전동작을 행하여 감속에너지를 회수한다. 또한, 엔진의 흡입공기량은 과급기(supercharger; 511)에 의하여 증대시킬 수 있다. 촉매 작용은 배기가스내의 산소농도에 의해서도 영향을 받기 때문에, 촉매입구에 공기도입통로(534)를 설치하고, 제어밸브로 공기량을 제어한다. 공기는 공기펌프(535)로 도입하여도 좋다. 공기량을 많게 하면 공기에 의하여 촉매가 냉각되기 때문에 촉매의 온도제어를 위하여 사용하여도 좋다.
제 25도에 요구토크(=요구 구동토크; Tv)와 엔진토크(Te)의 관계를 나타낸다. 변속기의 기어비가 5단계인 것을 예로서 설명한다. 스로틀 밸브 완전개방상태에서 연료량을 변화시킨 경우이다. 요구토크(Tv)가 작을 때에는 기어비가 작은 5속을 선택한다. 요구토크(Tv)가 커지면, 연료량을 많게 하여 엔진토크(Te)를 크게 한다. 이 때 연료량은 안정연소를 위한 희박한계이내에서 NOx가 적은 공연비가 30 내지 20사이에서 변화시킨다. 그러나, NOx촉매의 정화율 특성을 고려하여 공연비의 범위를 바꾸어도 좋다. 또, 안정연소한계가 더욱 큰 공연비까지 가능하면, 30이상으로 하여도 좋다. 큰 공연비로 운전하면, 펌핑손실이 적어져 연비가 향상한다. 요구토크(Tv)가 다시 커지면 기어비를 크게 하여 4속으로 한다. 이 때, 공연비가 20인채 기어를 변환하면, 구동토크가 과대해져 토크의 단차가 생겨 운전성이 악화된다. 그래서 연료량을 적게 하고, 엔진의 발생토크를 적게 하여 구동토크의 단차를 방지한다. 마찬가지로 요구토크 증대에 따라, 순차기어를 변환한다. 여기에서, 구동토크는 다음과 같이 구할 수 있다.
(구동토크) = (엔진토크) ×(기어비)
즉, 기어비가 커질수록 구동토크가 커진다. 공연비의 범위를 20 내지 30과 같이 고정으로 하여 선택하면, 토크단차가 없도록 기어비를 선택한다. 1속에서 공연비를 20으로 하고, 그이상으로 토크가 필요한 때에는 공연비를 더욱 작게 한다. 요구토크(Tv)는 예를 들면 액셀개방도에 따라 결정된다. 액셀개방도가 클 때에는 요구토크(Tv)가 커진다.
제 26도에 스로틀 밸브 개방도( θ)와 요구토크(Tv)의 관계를 나타낸다. 요구토크(Tv)가 작을 때에는 스로틀 밸브 개방도( θ)를 작게 하여 엔진토크를 작게 한다. 그것 이상의 요구토크에서는 스로틀 밸브 개방도( θ)를 완전개방하여 순차 기어비를 변환한다. 1속에서는 NOx의 발생량을 고려하여 공연비를 스킵시키기 때문에 토크단차가 생기게 된다. 따라서, 스로틀 밸브 개방도를 폐쇄하는 방향으로 제어하여 토크단차가 없도록 한다. 스로틀 밸브 개방도는 모터등으로 제어한다. 스로틀 밸브는 폐쇄하는 방향으로 제어되기 때문에 엔진토크가 운전자의 의도에 반하여 커지는 일이 없다. 스로틀 밸브는 완전개방으로 하는 것이 바람직하나, 엔진의 운전성능상 완전개방운전을 할 수 없을 때에는 되도록 스로틀 밸브가 개방된 상태에서 운전한다.
제 27도에 요구구동토크(Tv)와 차속에 대한 기어위치(V)의 관계를 나타낸다. 차속에 따라 기어비를 변환한다. 차속이 높을수록 기어비를 작게 한다. 기어비를 크게 하면, 구동토크를 크게 할 수 있다. 스로틀 밸브 개방도를 완전 개방하여 저속에서 차속을 크게 하는 경우를 예로서 설명한다. 차량의 속도가 1속(1단기어)으로부터 2속의 하한으로 증가하면, 공연비를 30으로부터 20으로 변환하여, 토크단차가 없도록 한다. 요구토크의 감소에 따라 공연비를 20으로부터 30으로 변환한다. 차속이 더욱 커지면, 3속으로 변환하고, 그때 공연비를 20으로 변경하여, 토크단차가 없도록 한다. 마찬가지로 5속까지 반복한다. 1속에서 요구토크를 변화시킬 경우에는 스로틀 밸브 완전개방으로 공연비 30으로 하고, 또한 요구토크가 필요한 때에는 연료량을 많게 하여 공연비를 20으로 한다. 요구토크가 적을 때에는 스로틀 밸브 개방도를 작게 하여 공기량을 적게 한다. 공연비를 일정하게 했을 때, 공기량이 적어지면 연료량이 적어지기 때문에 요구토크가 작아진다. 요구토크가 작으나, 5속의 하한 차속의 토크보다 클 때에는 5속을 선택한다. 5속의 하한 차속보다 차속을 작게 하면, 엔진회전수가 지나치게 낮아진다. 5속 완전개방상태에서, 공연비 20에서 얻어지는 토크보다도 더 큰 토크가 필요한 때에 차속이 4속의 하한속도보다도 크면 4속을 선정한다. 그때, 공연비를 30으로 하여 토크의 단차가 생기지 않도록 한다. 4속에서 완전개방상태에서, 공연비 30에서 얻어지는 토크보다도 더 작은 토크가 필요한 때에는 스로틀 밸브를 폐쇄한다. 마찬가지로 요구토크를 크게할 때에는 3속으로 변경한다. 마찬가지로 1속까지 기어를 변경하면서 토크를 제어한다.
제 28도에 1속의 하한 차속이하에 있어서의 차속과 토크전버터 출구의 엔진토크(Te)의 관계를 나타낸다. 하한차속 이하에서는 변속기와 접속한 상태이면, 엔진회전수가 지나치게 낮아져 극단적으로는 엔진고장을 일으킨다. 그와 같은 영역에서는 변속기와 엔진을 직접연결하는 소위 로크업(lock-up)을 해제하고, 토크컨버터를 거쳐 접속한다. 차속이 작아지면, 토크컨버터의 입구와 출구 사이에 회전수의차이를 일으키는 슬라이딩 영역이 된다. 슬라이딩 영역에서는 토크가 증가되고, 토크컨버터 출구의 엔진토크가 커진다. 공연비에 의하여 엔진토크를 변화할 수 있다. 예를 들면, 엔진회전수가 800rpm이하에서는 로크업을 해제한다. 그러나, 토크컨버터에 의하여 슬라이딩이 있으면, 토크컨버터에서 에너지의 전달손실이 있어 연비가 악화된다.
제 29도에 변속기 및 엔진제어의 플로우챠트도를 나타낸다. 액셀개방도 및 기어단수 r=5일 때의 차속으로부터 엔진회전수를 계산한다. 엔진회전수가 예를 들면, 800rpm이하에서는 기어단수를 1속으로 작게 하여, 엔진회전수가 800rpm이하가 되지 않도록 한다. 플로우챠트에서는 순차, 기어단수를 순차적으로 작게 하여 가나, 최저 허용엔진회전수와 차속으로부터 기어단수를 결정하여도 좋다. 기어단수가 1속보다 클 때에는 로크업한다. 기어단수가 1속이면 엔진회전수가 최저허용 엔진회전수 보다도 낮아도 그것이상 기어단수를 작게 할 수 없기 때문에 로크업을 해제한다. 기어단수가 결정되면, 운전자가 요구하는 구동토크에 대하여 요구엔진토크를 계산한다. 다음에, 요구엔진토크로 연료량을 계산하고, 스로틀 밸브가 완전개방되었을 때의 공연비를 계산한다. 공연비가 30이상에서는 불안정한 연소가 되기 때문에, 공연비가 30이 되도록 스로틀 맬브 개방도를 계산한다. 이로써, 결정한 연료량, 스로틀 밸브 개방도, 기어단수가 되도록 각 액츄에이터(연료분사밸브, 스로틀 밸브, 변속기)를 제어한다. 한편, 공연비가 20이하인 경우, 기어단수를 (r-1)로 하여 엔진회전수를 다시 계산한다. 이때, 구동토크단차가 없도록 연료량을 제어한다. 또, 기어단수가 1속에서는 그것이상으로 기어단수를 작게 할 수 없기 때문에 공연비를 12 내지 15로 변환한다. 이때, NOx의 배출량이 적어지도록 공연비를 스킵시키고 있기 때문에, 구동토크의 단차가 없도록 스로틀 밸브 개방도를 계산하고, 액츄에이터를 제어한다.
제 30도에 액셀개방도와 요구구동토크의 관계를 나타낸다. 액셀개방도가 작아지면 요구구동토크는 작아진다. 같은 액셀개방도에서 차속이 증가하면 요구구동토크는 작아진다. 요구구동토크가 -로 되어 있는 것은 엔진브레이크를 의미한다. 차속이 클수록 같은 액셀개방도에서는 엔진브레이크의 효과가 좋다.
제 31도에 나타낸 바와 같이 액셀개방도와 차속에 대하여 요구구동토크를 결정한다. 이들 값은 맵으로서 제어용 컴퓨터의 메모리에 기억시켜 둔다. 예를 들면, 액셀개방도 및 차속을 16분할하여 256개의 요구구동토크치를 기억시킨다.
제 32도에 엔진회전수와 엔진토크의 관계를 나타낸다. 같은 엔진회전수에서는 스로틀 밸브 개방도가 클수록 토크가 커진다. 스로틀 밸브 개방도를 제어함으로써 엔진토크를 제어할 수 있다. 또, 공연비에 의하여 엔진토크가 다르기 때문에 스로틀 밸브 개방도, 연료량을 변화시켜 토크를 제어한다.
본 발명의 다른 효과로서 과급하지 않은 경우에 비하여 과급한 경우에 흡입공기량이 많아져 엔진토크가 제 33도에 나타낸 바와 같이 증대한다. 과급수단으로서 배기터보를 이용하면, 운전자의 의도와는 관계없이, 과급하지 않은 경우(a)와 과급한 경우(b)의 토크특성을 가지게 된다. 따라서, 가속시에 잡자기 엔진출력이 커지는 등 위화감이 있다.
제 34도는 엔진토크와 스로틀 밸브 개방도의 시간변화를 나타낸 타임챠트도이다. 액셀을 밟으면 공기량이 증가하여 연료분사량이 커진다. 과급한 경우, 공기량이 갑지가 커지기 때문에, 제 34(b)도에 나타낸 바와 같이 운전자의 의도와는 무관하게 엔진토크가 커져 위화감이 있다. 과급하지 않은 경우, 시간에 따른 스로틀 밸브 개방도에 대한 엔진토크의 변화가 (a)와 같이 나타나게 된다 따라서, 과급에 의해 회전수가 높아지기까지는 관성력에 의하여 어느 정도의 시간을 요하기 때문에, 가속시의 도중에서 과급되게 된다.
제 35도에 본 발명의 제 2실시예의 제어블록도를 나타낸다. 차체의 가속도를 가속도센서로 검출하고, 소망의 구동토크를 얻을 수 없는 경우는 엔진의 변속비를 수정한다.
제 36도에 연료량과 차체가속도의 시간변화를 나타낸다. 액셀 개방도에 대하여 목표가속도가 도면과 같이 결정되면 연료량을 크게 하여 엔진토크를 크게 한다. 통내분사에서는 기통내에 직접 연료를 분사할 수 있기 때문에 흡기관등에 대한 연료의 부착이 없어 응답성 좋게 토크를 제어할 수 있다. 가속도를 검출하여 목표가속도가 되도록 연료량을 제어한다.
제 37도에 흡입공기량, 연료량과 차체가속도의 시간변화를 나타낸다. 액셀개방도에 대하여 목표가속도가 도면과 같이 결정되면 연료량, 흡입공기량을 크게 하여 엔진토크를 크게 한다. 흡입공기량은 스로틀 밸브 개방도로 제어하나 흡기관내의 용적에 따라 지연이 생겨 응답성 좋게 토크를 제어할 수 없다. 따라서, 엔진토크의 변화가 큰 경우에는 공기량으로 제어하고, 변화가 작은 경우에는 연료량으로제어한다. 이와 같은 제어에서는 공연비의 변화의 범위를 좁게 할 수 있음과 동시에 넓은 범위에서 엔진토크를 제어할 수 있다.
본 발명에서는 스로틀 밸브 완전개방영역을 많이 이용하기 때문에, 감속시 엔진브레이크의 효과가 좋지 않다. 그래서, 감속시에는 충전기를 동작시켜 충전제어를 행한다. 이로써, 감속시의 엔진브레이크를 행할 수 있고, 또한 감속시의 에너지를 회수할 수 있다. 감속상태와 관련하여서는 예를 들면, 분사펄스(Tp)가 설정치(Tpc)이하, 또는 스로틀 밸브 개방도가 소정치 이하, 또는 엔진회전수(N)가 설정치 이상에서는 감속이라고 판단하여 충전동작을 행한다. 그외 분사펄스가 설정치 이상이나 설정치 이하여부에 관계없이 액셀개방도가 설정치 이상에서는 충전동작을 행한다. 충전동작중의 경우에는 충전목표전압을 높게 하고, 충전부하를 크게 한다. 충전부하로서 연료히터등 다른 부하를 이용하여도 좋다. 스로틀 밸브를 이용한 경우에는 감속시에는 스로틀 밸브를 폐쇄한다.
본 발명에 의하여 연소시간이 단축하여 노크를 방지할 수 있고, 엔진의 압축비가 높아져 열효율이 상승하고, 연비가 높아진다. 층상 흡기에 의하여 미연탄화수소의 발생을 방지할 수 있다. 통내연료분사에 의하여 연료의 응답성이 높아져 펌핑손실을 증대하는 일 없이 응답성 좋게 엔진출력을 제어하고, 운전성을 향상할 수 있다.
제 1도는 본 발명의 제 1실시예를 나타내고, 본 제어시스템의 구성을 나타낸 개념도,
제 2도는 연소실의 종단면도,
제 3도는 공연비 A/F와 배기중의 HC, NOx의 상관도,
제 4도는 본 발명의 제 2실시예를 나타내고, 제 5도와 동일한 연소실의 종단면도,
제 5도는 연료분사시기를 나타낸 챠트도,
제 6도는 연료분사시간의 계산 플로우챠트도,
제 7도는 연료압력의 제어장치의 블록도,
제 8도는 EGR의 제어계통을 나타낸 개념도,
제 9도는 본 발명의 제 3실시예를 나타내고, 본 제어시스템의 구성을 나타낸 개념도,
제 10도는 흡기밸브의 동작을 나타낸 타임챠트도,
제 11도는 로커아암의 구성을 나타낸 사시도,
제 12도는 엔진회전수와 액셀 개방도와 캠 선택의 맵도,
제 13도는 엔진회전수와 엔진토크와 캠 선택의 맵도,
제 14도는 공연비 A/F와 축토크의 상관도,
제 15도는 연료량과 축토크의 상관도,
제 16도는 본 발명의 제 4실시예를 나타낸 본 제어시스템의 블록도,
제 17도는 본 발명의 제 5실시예를 나타낸 본 제어시스템의 블록도,
제 18도는 목표공연비의 엔진토크에 대한 맵도,
제 19도는 엔진회전수와 흡입공기량에 대한 스로틀 밸브 개방도의 상관도,
제 20도는 본 발명의 제 6실시예를 나타낸 본 제어시스템의 블록도,
제 21도는 제 20도와 마찬가지로 본 제어시스템의 블록도,
제 22도는 본 발명의 제 7실시예를 나타내고, 엔진의 실린더 가스킷의 구성을 나타낸 상면도,
제 23도는 제 22도의 종단면도,
제 24도는 본 발명의 실시예를 나타낸 개념도,
제 25도는 요구토크와 엔진토크의 상관도,
제 26도는 스로틀 밸브 개방도와 요구토크의 상관도,
제 27도는 요구구동토크와 기어위치의 상관도,
제 28도는 차속과 엔진토크의 상관도,
제 29도는 변속기 및 엔진의 제어플로우챠트도,
제 30도는 액셀 개방도와 요구구동토크의 상관도,
제 31도는 액셀 개방도와 차속의 상관도,
제 32도는 엔진회전수와 엔진토크의 상관도,
제 33도는 엔진회전수와 엔진토크의 상관도,
제 34도는 엔진토크와 스로틀 밸브 개방도의 시간변화를 나타낸 타임챠트도,
제 35도는 본 발명의 제 2실시예의 제어블록도,
제 36도는 연료량과 차체가속도의 시간변화를 나타낸 타임챠트도,
제 37도는 공기량, 연료량과 차체가속도의 시간변화를 나타낸 타임챠트도 이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 연료탱크 2 : 연료펌프
3 : 연료압력센서 4 : 전자스핀장치
5 : 제어회로 6 : 엔진
7 : 연소실 8 : 연소압력센서
9 : 피스톤 12 : 흡기밸브
13 : 연료분사밸브 14 : 점화플러그
19 : 액셀페달 21 : 배기밸브
24 : 캐버티 28 : 와류콘트롤밸브
501 : 에어프로미터 502 : 연료분사밸브
503 : 점화플러그 504 : 흡기밸브
505 : 배기밸브 506 : 촉매
507 : 공연비센서 508 : 제어장치
514 : 충전기

Claims (85)

  1. 내연기관의 제어장치에 있어서,
    ( i ) 연료를 내연기관의 연소실로 분사하는 포트를 구비하는 연료분사수단;
    ( ii ) 실린더 내의 공기량을 제어하는 공기량 제어수단;
    (iii) 트랜스미션; 및
    (iv) 연료 분사량, 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서 구동토크를 제어하는 구동토크 제어수단을 포함하는 시스템을 포함하며,
    상기 구동토크 제어수단은 상기 트랜스미션의 기어위치를 이동시키는 때에 연료량을 제어하여 구동토크가 변화되지 않게 하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동토크 제어수단은 감속시에 전기 충전동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동토크 제어수단은 촉매의 온도를 소정 레벨로 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 구동토크 제어수단은 점화시기에 의해서 촉매의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 구동토크 제어수단은 배기가스의 농도를 소정레벨로 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 구동토크 제어수단은 촉매의 입구에 제공된 공기유입수단에 의해서 배기가스농도의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  7. 내연기관의 제어장치에 있어서,
    ( i ) 연료를 내연기관의 연소실로 분사하는 포트를 구비하는 연료분사수단;
    ( ii ) 실린더 내의 공기량을 제어하는 공기량 제어수단;
    (iii) 트랜스미션; 및
    (iv) 연료 분사량, 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서 구동토크를 제어하는 구동토크 제어수단을 포함하는 시스템을 포함하며,
    상기 구동토크 제어수단은 상기 트랜스미션의 기어위치를 이동하는 때에 공연비를 변화시키고, 또한 이 때에 상기 트랜스미션의 기어비를 선택하여 토크가 변화되지 않게 하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  8. 내연기관의 제어장치에 있어서,
    ( i ) 연료를 내연기관의 연소실로 분사하는 포트를 구비하는 연료분사수단;
    ( ii ) 실린더 내의 공기량을 제어하는 공기량 제어수단;
    (iii) 트랜스미션; 및
    (iv) 연료 분사량, 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서 구동토크를 제어하는 구동토크 제어수단을 포함하는 시스템을 포함하며,
    최소 기어단수를 선택하는 경우에, 상기 구동토크 제어수단은 NOx의 배출량이 증가되는 공연비의 값을 회피하고, 이 때에 상기 구동토크 제어수단은 구동토크에 스텝이 발생하지 않는 방식으로 스로틀 밸브 개방정도를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  9. 연료분사수단이 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량, 상기 공기량 제어수단에 의해서제어된 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속된 트랜스미션 출력측에서의 구동토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    상기 트랜스미션의 기어위치를 이동시키는 때에 연료량이 제어되어 구동토크가 변화되지 않는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    감속시에 전기 충전동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    촉매의 온도가 소정레벨로 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기간의 제어방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    촉매의 온도가 점화시기에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기간의 제어방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    배기가스의 농도가 소정레벨로 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    배기가스 농도의 제어는 촉매의 입구에 제공된 도입수단에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  15. 연료분사수단이 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량, 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어된 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속된 트랜스미션 출력측에서의 구동토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    상기 트랜스미션의 기어위치가 이동되어 상기 트랜스미션의 기어비가 선택될 때, 공연비가 변화되어 구동토크가 변화되지 않는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  16. 연료분사수단이 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량, 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어된 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속된 트랜스미션 출력측에서의 구동토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    최소 기어단수를 선택하는 때에, NOx의 배출량이 증가되는 값의 공연비가 회피되고, 이 때에 스로틀 밸브 개방도를 제어함으로써 구동토크에 스텝이 발생하지 않게 하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  17. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    분사포트가 상기 연소실 내에 배치되는 연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 스로틀 밸브의 개방도를 일정하게 한 상태에서 일정 범위내에서 공연비를 변화시킴으로써 엔진토크를 제어하는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하면서 엔진토크를 제어하는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 작은 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비(stoichiometric ratio)보다 큰 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  19. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 혼합비보다 큰 범위에서 공연비를 변화시킴으로써 엔진토크를 제어하는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하면서 엔진토크를 제어하는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 작고, 상기 제 1 제어모드 및 제 2 제어모드가 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 엔진제어기는 18 내지 15의 공연비를 스킵하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  21. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    분사포트가 상기 연소실 내에 배치되는 연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 혼합비보다 큰 범위내에서 공연비를 변화시킴으로써 엔진토크를 제어하는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하면서 엔진토크를 제어하는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 1 제어모드 및 제 2 제어모드가 선택되어 상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 작고, 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 엔진제어기는 18 내지 15의 공연비를 스킵하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  23. 내연기관의 제어장치에 있어서,
    ( i ) 연소실내에 배치되어 연료를 내연기관의 연소실로 분사하는 포트를 구비하는 연료분사수단;
    ( ii ) 실린더 내의 공기량을 제어하는 공기량 제어수단; 및
    (iii) 연료 분사량 및 공기량 중 적어도 하나에 따라서 토크를 제어하는 토크제어수단을 포함하는 시스템을 포함하며,
    토크가 소정값 보다 작은 경우에는, 공연비를 일정하게 유지하는 동안 상기 토크 제어수단이 스로틀 밸브를 제어하고, 토크가 소정값 보다 큰 경우에는, 상기 토크 제어수단이 토크를 제어하는 범위 내에서 공연비를 변화시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 시스템은 트랜스미션을 더 포함하고, 상기 토크 제어수단은 연료 분사량, 공기량 및 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비 보다 큰 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  26. 내연기관의 제어장치에 있어서,
    ( i ) 연료를 내연기관의 연소실로 분사하는 포트를 구비하는 연료분사수단;
    ( ii ) 실린더 내의 공기량을 제어하는 공기량 제어수단; 및
    (iii) 연료 분사량 및 공기량 중 적어도 하나에 따라서 토크를 제어하는 토크제어수단을 포함하는 시스템을 포함하며,
    토크가 소정값 보다 작은 경우에는, 공연비를 일정하게 유지하는 동안 상기토크 제어수단이 스로틀 밸브를 제어하고, 토크가 소정값 보다 큰 경우에는, 상기 토크 제어수단이 토크를 제어하는 혼합비 보다 큰 범위 내에서 공연비를 변화시키고, 토크 제어수단은 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 토크 제어수단은 18 내지 15의 공연비를 스킵하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  28. 제 26항에 있어서,
    상기 시스템은 트랜스미션을 더 포함하고, 상기 토크 제어수단은 연료 분사량, 공기량 및 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  29. 내연기관의 제어장치에 있어서,
    ( i ) 연소실 내에 배치되어 연료를 내연기관의 연소실로 분사하는 포트를 구비하는 연료분사수단;
    ( ii ) 실린더 내의 공기량을 제어하는 공기량 제어수단; 및
    (iii) 연료 분사량 및 공기량 중 적어도 하나에 따라서 토크를 제어하는 토크제어수단을 포함하는 시스템을 포함하며,
    토크가 소정값 보다 작은 경우에는, 공연비를 일정하게 유지하는 동안 상기 토크 제어수단이 스로틀 밸브를 제어하고, 토크가 소정값 보다 큰 경우에는, 상기 토크 제어수단이 토크를 제어하는 혼합비 보다 큰 범위 내에서 공연비를 변화시키고, 토크 제어수단은 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 토크 제어수단은 18 내지 15의 공연비를 스킵하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 시스템은 트랜스미션을 더 포하하고, 상기 토크 제어수단은 연료 분사량, 공기량 및 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  32. 제 23항, 제 26항 및 29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연소실은 원통형부, 차양부 및 수직가동 피스톤에 의해서 형성되고,
    상기 내연 기관은, 상기 연소실 내에서 공기와 연료의 혼합물을 점화시키는 점화장치; 및 상기 점화장치의 점화시기을 제어하는 점화시기 제어장치를 더 포함하고,
    상기 점화장치는, 전극 및 절연층을 구비하는 개스킷을 포함하며 상기 연소실의 원통형부 내벽표면에 제공되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  33. 연료분사수단이 내연기관의 연소실로 연료를 분사하기 위해서 연소실내에 배치되는 포트를 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량 및 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어된 공기량 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 스로틀 밸브가 제어되고, 토크가 큰 경우에는 토크를 제어하는 범위 내에서 공연비가 변화하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비보다 큰 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  35. 연료분사수단이 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량, 상기 공기량 제어수단에 의해서제어된 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속된 트랜스미션 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 스로틀 밸브가 제어되고, 토크가 큰 경우에는 토크를 제어하고 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 유지하기 위한 혼합비보다 큰 범위 내에서 공연비가 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  36. 제 35항에 있어서,
    18 내지 15의 범위내 공연비를 회피하도록 공연비를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  37. 연료분사수단이 내연기관의 연소실로 연료를 분사하기 위해서 연소실내에 배치되는 포트를 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량, 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어된 공기량 및 상기 트랜스미신의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속된 트랜스미션 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 스로틀 밸브가 제어되고, 토크가 큰 경우에는 토크를 제어하고 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 유지하기 위한 혼합비보다 큰 범위 내에서 공연비가 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  38. 제 37항에 있어서,
    18 내지 15의 범위내 공연비를 회피하기 위해서 공연비를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  39. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    분사포트가 상기 연소실의 내부에 배치되는 연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 일정 범위내에서 공연비를 변화시킴으로써 엔진토크를 제어하는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하면서 엔진토크를 제어하는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 큰 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  40. 제 39항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비보다 큰 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  41. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 일정 범위내에서 공연비를 변화시킴으로써 엔진토크를 제어하는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하면서 엔진토크를 제어하는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 크고, 상기 제 1 제어모드 및 제 2 제어모드가 선택되어 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  42. 제 41항에 있어서,
    상기 엔진제어기는 18 내지 15의 공연비를 회피하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  43. 제 41항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비보다 큰 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  44. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    분사포트가 상기 연소실의 내부에 배치되는 연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 일정 범위내에서 공연비를 변화시킴으로써 엔진토크를 제어하는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하면서 엔진토크를 제어하는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 크고, 상기 제 1 제어모드 및 제 2 제어모드가 선택되어 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  45. 제 44항에 있어서,
    상기 엔진제어기는 18 내지 15의 공연비를 스킵하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  46. 제 44항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비보다 큰 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  47. 내연기관의 제어장치에 있어서,
    ( i ) 연소실 내에 배치되어 연료를 내연기관의 연소실로 분사하는 포트를 구비하는 연료분사수단;
    ( ii ) 실린더 내의 공기량을 제어하는 공기량 제어수단; 및
    (iii) 연료 분사량 및 공기량 중 적어도 하나에 따라서 토크를 제어하는 토크 제어수단을 포함하는 시스템을 포함하며,
    토크가 소정값 보다 작은 경우에는, 상기 토크 제어수단이 토크를 제어하는 범위 내에서 공연비를 변화시키고, 토크가 소정값 보다 큰 경우에는, 공연비를 일정하게 유지하는 동안 상기 토크 제어수단이 스로틀 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  48. 제 47항에 있어서,
    상기 시스템은 트랜스미션을 더 포함하고,
    연료 분사량 및 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서 상기 토크 제어수단이 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  49. 제 47항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비보다 큰 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  50. 내연기관의 제어장치에 있어서,
    ( i ) 연료를 내연기관의 연소실로 분사하는 포트를 구비하는 연료분사수단;
    ( ii ) 실린더 내의 공기량을 제어하는 공기량 제어수단; 및
    (iii) 연료 분사량 및 공기량 중 적어도 하나에 따라서 토크를 제어하는 토크 제어수단을 포함하는 시스템을 포함하며,
    토크가 소정값 보다 작은 경우에는, 상기 토크 제어수단이 토크를 제어하는 범위 내에서 공연비를 변화시키고, 토크가 소정값 보다 큰 경우에는, 공연비를 일정하게 유지하는 동안 상기 토크 제어수단이 스로틀 밸브를 제어하고, 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하도록 토크 제어수단이 동작하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  51. 제 50항에 있어서,
    상기 토크 제어수단은 18 내지 15의 공연비를 스킵하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  52. 제 50항에 있어서,
    상기 시스템은 트랜스미션을 더 포함하고,
    연료 분사량, 공기량 및 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서 상기 토크 제어수단이 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  53. 제 50항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비보다 큰 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  54. 내연기관의 제어장치에 있어서,
    ( i ) 연소실 내에 배치되어 연료를 내연기관의 연소실로 분사하는 포트를 구비하는 연료분사수단;
    ( ii ) 실린더 내의 공기량을 제어하는 공기량 제어수단; 및
    (iii) 연료 분사량 및 공기량 중 적어도 하나에 따라서 토크를 제어하는 토크 제어수단을 포함하는 시스템을 포함하며,
    토크가 소정값 보다 작은 경우에는, 상기 토크 제어수단이 토크를 제어하는 범위 내에서 공연비를 변화시키고, 토크가 소정값 보다 큰 경우에는, 공연비를 일정하게 유지하는 동안 상기 토크 제어수단이 스로틀 밸브를 제어하고, 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하도록 토크 제어수단이 동작하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  55. 제 54항에 있어서,
    상기 토크 제어수단은 18 내지 15의 공연비를 스킵하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  56. 제 54항에 있어서,
    상기 시스템은 트랜스미션을 더 포함하고,
    연료 분사량, 공기량 및 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서 상기 토크 제어수단이 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  57. 제 54항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비보다 큰 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  58. 연소실 내에 배치되어 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 연료분사수단이 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량 및 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어된 공기량 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경우에는 토크를 제어하는 범위 내에서 공연비가 변화하도록 제어되며, 토크가 큰 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 스로틀 밸브가 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  59. 제 58항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비보다 큰 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  60. 연료분사수단이 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량, 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어된 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속되는 트랜스미션 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경우에는 토크를 제어하고 연소에 의해서 발생된 NOx량을 작게 유지하기 위한 범위 내에서 공연비가 변화하도록 제어되며, 토크가 큰 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 스로틀 밸브가 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  61. 제 60항에 있어서,
    18 내지 15의 공연비를 회피하도록 공연비를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  62. 제 60항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비보다 큰 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  63. 연소실 내부에 배치되어 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 연료분사수단이 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속되는 트랜스미션 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경우에는 토크를 제어하고 연소에 의해서 발생된 NOx량을 작게 유지하기 위한 범위 내에서 공연비가 변화하도록 제어되며, 토크가 큰 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 스로틀 밸브가 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  64. 제 63항에 있어서,
    18 내지 15의 범위내의 공연비를 회피하도록 공연비를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  65. 제 63항에 있어서,
    상기 범위는 혼합비보다 큰 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  66. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    분사포트가 상기 연소실의 내부에 배치되는 연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 공연비가 변화되는 경우에 엔진토크가 변화되는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하는 동안 엔진토크가 변화되는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 작은 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  67. 제 66항에 있어서,
    상기 제 1 제어모드에서는, 공연비가 혼합비보다 큰 범위에서 변화되는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  68. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 공연비가 변화되는 경우에 혼합비보다 큰 범위 내에서 엔진토크가 변화되는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하는 동안 엔진토크가 변화되는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 작고, 상기 제 1 제어모드 및 제 2 제어모드가 선택되어 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  69. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    분사포트가 상기 연소실의 내부에 배치되는 연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 공연비가 변화되는 경우에 혼합비보다 큰 범위 내에서 엔진토크가 변화되는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하는 동안 엔진토크가 변화되는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 작고, 상기 제 1 제어모드 및 제 2 제어모드가 선택되어 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  70. 연소실 내부에 배치되어 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 연료분사수단이 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량 및 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어된 공기량 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경부에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 엔진토크가 변화되고, 토크가 큰 경우에는 공연비가 변화되는 경우에 엔진토크가 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  71. 제 70항에 있어서,
    토크가 큰 경우에는 엔진토크가 혼합비보다 큰 범위에서 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  72. 연료분사수단이 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량, 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어되는 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속되는 트랜스미션 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는동안 엔진토크가 변화되고, 토크가 큰 경우에는 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하는 동안 공연비가 변화되는 경우에 엔진토크가 혼합비보다 큰 범위에서 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  73. 연소실 내부에 배치되어 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 연료분사수단이 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량, 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어되는 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속되는 트랜스미션 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 엔진토크가 변화되고, 토크가 큰 경우에는 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하는 동안 공연비가 변화되는 경우에 엔진토크가 혼합비보다 큰 범위에서 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  74. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    분사포트가 상기 연소실의 내부에 배치되는 연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 공연비가 변화되는 경우에 엔진토크가 변화되는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하는 동안 엔진토크가 변화되는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 큰 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  75. 제 74항에 있어서,
    상기 제 1 제어모드에서는 공연비가 혼합비보다 큰 범위에서 변화되는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  76. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 공연비가 변화되는 경우에 엔진토크가 변화되는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하는 동안 엔진토크가 변화되는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 크고, 상기 제 1 제어모드 및 제 2 제어모드가 선택되어 연소에 의해서 발생되는 NOx량을작게 유지하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  77. 제 75항에 있어서,
    상기 제 1 제어모드에서는 공연비가 혼합비다 큰 범위에서 변화되는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  78. 불꽃점화 내연기관에 있어서,
    연소실;
    분사포트가 상기 연소실의 내부에 배치되는 연료분사기;
    스로틀 밸브;
    점화기; 및
    상기 연료분사기, 스로틀 밸브 및 점화기 각각에 결합되며, 공연비가 변화되는 경우에 엔진토크가 변화되는 제 1 제어모드 및 고정된 공연비를 유지하는 동안 엔진토크가 변화되는 제 2 제어모드를 구비하는 엔진제어기를 포함하며,
    상기 제 2 제어모드에서의 엔진토크가 제 1 제어모드에서의 것보다 크고, 상기 제 1 제어모드 및 제 2 제어모드가 선택되어 연소에 의해서 발생되는 NOx량을 작게 유지하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  79. 제 78항에 있어서,
    상기 제 1 제어모드에서는 공연비가 혼합비보다 큰 범위에서 변화되는 것을특징으로 하는 불꽃점화 내연기관.
  80. 연소실 내부에 배치되어 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 연료분사수단이 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량 및 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어되는 공기량 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경우에는 공연비가 변화되는 경우에 엔진토크가 변화되고, 토크가 큰 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 엔진토크가 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  81. 제 80항에 있어서,
    토크가 작은 경우에는 엔진토크가 혼합비보다 큰 범위에서 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  82. 연료분사수단이 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량, 상기 공기량 제어수단에 의해서제어되는 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속되는 트랜스미션 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
    내연기관 출력측에서의 토크가 작은 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 공연비가 변화되는 경우에 엔진토크가 변화되고, 토크가 큰 경우에는 공연비를 일정하게 유지하는 동안 엔진토크가 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  83. 제 82항에 있어서,
    토크가 작은 경우에는 엔진토크가 혼합비보다 큰 범위에서 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
  84. 연소실 내부에 배치되어 내연기관의 연소실로 연료를 분사하는 포트를 연료분사수단이 구비하고, 공기량 제어수단이 실린더 내의 공기량을 제어하는 내연기관을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료분사수단으로부터 분사된 연료량, 상기 공기량 제어수단에 의해서 제어되는 공기량 및 상기 트랜스미션의 기어 이동위치 중 적어도 하나에 따라서, 내연기관에 접속되는 트랜스미션 출력측에서의 토크를 제어하는 단계를 포함하여,
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  85. 제 84항에 있어서,
    토크가 작은 경우에는 엔진토크가 혼합비보다 큰 범위에서 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어방법.
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