(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、排出ガスが拡散する大気の状態を含む拡散条件を検出する拡散条件検出手段と、検出したエンジン運転状態と拡散条件とに基づいて、大気中に拡散した状態における粒子状物質の粒子量を推定する粒子量推定手段と、この推定した粒子量が予め定めた規定値を越えないようにエンジンの燃焼状態を変更する燃焼状態変更手段と、を備えていることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
上記運転状態検出手段は、エンジンの運転状態として、エンジン回転数、エンジン負荷、燃料供給量、燃料噴射時期、ＥＧＲ量、エンジン水温、エンジン油温、点火時期、排気後処理装置の温度、排気温度、の少なくとも１つを検出することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
上記拡散条件検出手段は、拡散条件として、大気温度、大気湿度、日射量、車速、トンネル内走行状態、の少なくとも１つを検出することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
上記粒子状物質の粒子量は、粒子数、粒子径、粒子重量、の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
燃焼状態の変更を、成層燃焼と均質燃焼との切換により行うことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
燃焼状態の変更を、拡散燃焼と予混合燃焼との切換により行うことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項７】
燃焼状態の変更を、ＥＧＲ量の変更により行うことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項８】
エンジンの全運転領域の中で、燃焼方式を切り換えて運転可能な領域を有し、この領域内にある場合にのみ燃焼の切換を行うことを特徴とする請求項５または６に記載のエンジン制御装置。
【請求項９】
推定された粒子状物質の粒子量が、予め定められたエンジンの基本運転条件における粒子量を下回る場合は燃焼状態の変更を行わないことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のエンジン制御装置。
【請求項１０】
予め定めた粒子径範囲内における粒子状物質の粒子量に基づいて燃焼状態の制御を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のエンジン制御装置。
【請求項１１】
推定された粒子状物質の粒子量が、予め定められたエンジンの基本運転条件における粒子量を下回る場合は、上記規定値を越えない範囲でエンジン燃焼状態の変更を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のエンジン制御装置。
【請求項１２】
エンジンの燃焼状態を変更した場合における粒子状物質の粒子量を予め推定する第２の粒子量推定手段をさらに備え、上記燃焼状態変更手段は、この第２の粒子量推定手段が推定した変更後の粒子量を考慮して燃焼状態の変更を行うことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用エンジン等のエンジン制御装置に関し、特に、大気中に排出・拡散された後の排出ガス中の粒子状物質を低減するエンジン制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンから排出されたガスは、大気中に放出された後、拡散・希釈されるが、その過程において、凝集等により、その形態が変化する。最近の研究によって、この排出ガスが拡散・希釈されていく過程において、排気ガスを希釈する大気の湿度や温度の状態により、その凝集等の形態変化の進行が影響を受け、拡散後に生じる微粒子の粒径分布や組成、粒子数、等に差が生じることが明らかになりつつある。
【０００３】
２０００年秋の自動車技術会学術講演会“排気微粒子の数・サイズ分布の測定法検討”で明らかにしたように、同一のエンジン運転状態において排出された排気ガスでも、希釈する空気の湿度が高いと、粒子数（あるいは単位ガス中の粒子重量）は相対的に増加する傾向を有し、また、希釈する空気の温度が高いと、粒子数は相対的に減少する傾向を有する。これは、粒子の表面に付着した蒸発性成分の多少あるいはその特性によって、粒子の凝集が促進されたり、抑制されたりすることによるものと考えられている。
【０００４】
すなわち、図２は、粒子状物質の凝集の過程の説明図であって、エンジン排出直後は、極めて微細な炭素成分（図中に黒丸で示す）と蒸発性成分（図中に白丸で示す）とが互いに分離しているが、大気中に排出された後に、蒸発性成分を介して多数の炭素成分が凝集し、ある程度の大きさの粒子状物質に成長する。ここで、大気の温度が低かったり、湿度が高かったりすると、粒子表面の蒸発性成分が多くなり、その結果、凝集が起こり易くなるため、粒子数や粒子重量が増加し、個々の粒子の径も大きくなる。一方、大気の温度が高かったり、湿度が低かったりすると、粒子表面の蒸発性成分が少なくなって、凝集が起こり難くなるため、粒子数や粒子重量、個々の粒子径の増加が抑制される。例えば、図３は、湿度５０％を基準として、湿度６０％および湿度７０％の場合の粒子数増加率を示している。図示するように、湿度の上昇に伴って粒子数が増加し、かつ粒径が大きなものが増えている。また、図４は、温度２０℃を基準として、温度が２５℃および３０℃である場合の粒子数減少率を示している。図示するように、温度の上昇に伴って粒子数が全体として減少し、特に、大きな粒径のものが大きく減少する。つまり、粒子状物質の核となる炭素成分の量が同一であっても、大気の温度や湿度によって粒子の形成のし易さが異なってくるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動車用エンジンにあっては、粒子状物質を含めたエンジンの排気状態の評価は、測定精度を維持するために、吸入空気やガスが拡散する大気の湿度や温度などを一定に定めた特定の基本運転条件の下で行うようになっており、粒子状物質などの排出量が規制値を満足することを確認した上で、燃料消費量がなるべく良くなるように燃焼を行わせており、上述した粒子状物質生成に関与する温度や湿度等の影響は考慮されていない。
【０００６】
環境への影響を少しでも減らそうと意図すると、実際の使用条件下での大気や湿度等の排気ガスが大気中に拡散する状態に影響を与える因子の影響までを考慮して、車からの最終的な排出量が少なくなるように、エンジンの制御を行うことが必要となる。
【０００７】
なお、従来、エンジンの出力増加を目的としてエンジンに吸入される空気の温度や湿度を検出し、エンジン制御に反映させるようにした例はあるが、これは前述した粒子状物質の生成を考慮したものではない。
【０００８】
従って、本発明は、自動車のエンジンから排出された排出ガスが希釈・拡散される条件に基づいて、エンジンの燃焼状態を制御し、種々の環境下で粒子状物質が一層少なくなるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るエンジン制御装置は、請求項１のように、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、排出ガスが拡散する大気の状態を含む拡散条件を検出する拡散条件検出手段と、検出したエンジン運転状態と拡散条件とに基づいて、大気中に拡散した状態における粒子状物質の粒子量を推定する粒子量推定手段と、この推定した粒子量が予め定めた規定値を越えないようにエンジンの燃焼状態を変更する燃焼状態変更手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
上記運転状態検出手段は、エンジンの運転状態として、例えば、エンジン回転数、エンジン負荷、燃料供給量、燃料噴射時期、ＥＧＲ量、エンジン水温、エンジン油温、点火時期、排気後処理装置の温度、排気温度、の少なくとも１つを検出する。
【００１２】
また、上記拡散条件検出手段は、拡散条件として、例えば、大気温度、大気湿度、日射量、車速、トンネル内走行状態、の少なくとも１つを検出する。日射量は、大気温度と同様に粒子状物質の凝集に影響するもので、例えば車両用エアコンの制御のために備えられる照度センサによって検出が可能である。車速は、車両から排出されたガスの希釈に影響する。また、トンネル内の走行であるか否かは、やはりガスの希釈に大きく影響する。これは、例えば、トンネル内に交通情報信号を流すために発信されている信号を車両側の受信装置で受信することにより、トンネル内走行状態であると判定できる。
【００１３】
また、本発明において、「粒子状物質の粒子量」とは、粒子数、粒子径あるいは粒子重量を意味している。基本的にこれらは互いに相関しており、例えば粒子数が増える状況では粒子径も増大し、かつ所定量のガス中に含まれる粒子重量も増加するので、これらを同義に取り扱うことが可能である。
【００１４】
本発明は、大気の温度や湿度あるいは車速などの拡散条件が最終的な粒子状物質の粒子量に影響することに着目したものであって、これらの拡散条件を考慮して実際に生じると思われる粒子状物質の粒子量が規定値を越えそうな場合には、エンジンの燃焼状態を変えて、粒子状物質の生成を抑制する。
【００１５】
例えば請求項５の発明では、燃焼状態の変更を、成層燃焼と均質燃焼との切換により行う。一般に、筒内直接噴射式ガソリンエンジンでは、運転状態に応じて成層燃焼と均質燃焼との切換が可能となっているが、成層燃焼よりも均質燃焼の方がエンジンから出る粒子状物質が少ない傾向がある。そのため、規定値を越えそうなときに成層燃焼から均質燃焼へ切り換えることで、粒子状物質を抑制できる。
【００１６】
また圧縮着火エンジンでは、請求項６のように、燃焼状態の変更を、拡散燃焼と予混合燃焼との切換により行うことができる。この切換は、例えば噴射時期や噴射量の制御などにより実現可能である。一般に予混合燃焼の方が粒子状物質が少ない。
【００１７】
また、請求項７のように、燃焼状態の変更を、排気還流量つまりＥＧＲ量の変更により行うようにしてもよい。同一の運転条件では、ＥＧＲ量が多い方が粒子状物質が増加する。
【００１８】
上記の成層燃焼と均質燃焼との切換、あるいは拡散燃焼と予混合燃焼との切換のような燃焼方式の切換を行う場合には、請求項８のように、エンジンの全運転領域の中で、燃焼方式を切り換えて運転可能な領域を有するものにおいて、この領域内にある場合にのみ燃焼の切換を行うことが好ましい。つまり、一方の燃焼方式でしか運転し得ない領域では、燃焼方式の切換は行わない。
【００１９】
また請求項９のように、推定された粒子状物質の粒子量が、予め定められたエンジンの基本運転条件における粒子量を下回る場合は燃焼状態の変更を行わないようにしてもよい。
【００２０】
粒子状物質は、ある特定の大きさのものが、空気中での浮遊などから特に問題となる。従って、請求項１０のように、予め定めた粒子径範囲内における粒子状物質の粒子量に基づいて燃焼状態の制御を行うようにしてもよい。
【００２１】
つまり、健康への影響が懸念されるような粒子径範囲にある粒子状物質の粒子量が規定値を越えないようにすることが望ましい。
【００２２】
また請求項１１のように、推定された粒子状物質の粒子量が、予め定められたエンジンの基本運転条件における粒子量を下回る場合は、上記規定値を越えない範囲でエンジン燃焼状態の変更を行うようにしてもよい。つまり、規定値を越えない範囲で、例えばエンジン出力などを優先して、燃焼状態を制御することができる。
【００２３】
また請求項１２の発明では、エンジンの燃焼状態を変更した場合における粒子状物質の粒子量を予め推定する第２の粒子量推定手段をさらに備え、上記燃焼状態変更手段は、この第２の粒子量推定手段が推定した変更後の粒子量を考慮して燃焼状態の変更を行うようになっている。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、エンジンの排出ガスが排出拡散される大気の状態や車速などの拡散条件をも考慮して、実際に大気中に生成される粒子状物質が規定値を越えないようにエンジンの燃焼状態が制御されるので、粒子状物質を一層少なくすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明が適用される自動車の説明図であって、エンジン１は、エンジンコントロールユニット２に制御されつつ、その内部で燃料を燃焼させて、車輪を回転させるための動力を発生する。この際にエンジン１から排出される燃焼ガスは、触媒コンバータや二次空気導入装置等の排気後処理装置３により、環境への影響を減ずるように処理された後、マフラ４を通して排気管出口５から車外に排出される。車外に排出されたガスは、大気により希釈されつつ拡散する。車両には、拡散条件の主要なものとして、温度、湿度等の大気状態を検出する大気状態検出器６が設けられており、その検出信号がエンジンコントロールユニット２へ入力される。
【００２７】
次に図８は、本発明の機能ブロック図を示している。図８において、エンジン１は、様々なセンサやエンジンのコントロール信号などにより構成される運転状態検出手段１１によって、その運転状態が監視されている。運転状態を示す信号としては、エンジン回転数（Ｎｅ）、エンジン負荷（Ｂｏｏｓｔ）、燃料供給量（Ｑｉｎｊ）、燃料噴射時期（ＩＡ）、ＥＧＲ量（Ｑｅｇｒ）、エンジン水温（Ｔｗ）、エンジン油温（Ｔｏｉｌ）、点火時期（ＡＤＶ）、後処理装置温度（Ｔａｆｔ）、排気温度（Ｔｅｘｈ）、等が用いられる。
【００２８】
一方、車両から排出された燃焼ガスの大気中での希釈拡散に影響を与える因子、即ち拡散条件が拡散条件検出手段１２によって検出される。この拡散条件としては、大気温度（Ｔａｉｒ）、大気湿度（Ｔｗｅｔ）、太陽からの照度を定量化した照度信号（Ｓｉｇ照度）、排出後の希釈にかかわる大気量に影響する車速（Ｖｃａｒ）、大気への拡散が空間的に制限されるトンネル内での走行であることを示すトンネル内走行信号（Ｓｉｇ  Ｔｕｎｎｅｌ）、等が用いられる。上記照度信号は、エアコンの制御等に用いられる照度センサから得ることができる。また、トンネル内走行信号は、例えば、トンネル内に交通情報信号を流すために発信されている信号を車両のラジオ等の受信装置を利用して検出することによって得ることができる。
【００２９】
粒子量推定手段１３は、上記の運転状態検出手段１１と拡散条件検出手段１２の情報に基づいて、大気中に排出された状態での粒子状物質の粒子量を推定する。より具体的には、大気温度および大気湿度を所定の基準値としたエンジンの基本運転条件の下で採られた排出量データを、拡散条件に基づいて補正し、その拡散条件の下での粒子量を推定する。燃焼状態変更手段１４では、この推定された粒子量を、予め定めた規定値と比較し、エンジンの燃焼状態を変更すべきか否か判断する。そして、変更と判断した場合には、後述するように燃焼方式の切換等によってエンジン１の燃焼状態を変更する。
【００３０】
大気の温度および湿度の検出を行う大気状態検出器６は、上記拡散条件検出手段１２の一部を構成するものであって、例えば、サーミスタ型温度計、高分子抵抗変化型湿度センサを用いることができる。
【００３１】
次に作用を説明する。
【００３２】
図５は、大気湿度と粒子量の増加率との関係を示した図である。この粒子量は、前述したように、粒子数、粒子径あるいは粒子重量であり、これらは互いに相関している。つまり、図３に示すような大気湿度と粒子状物質の粒子径分布との関係があるので、粒子数、粒子径、粒子重量のいずれをとっても、湿度が増加するに従って増加する傾向を有する。この湿度に関する増加率は近似式などで表現することが可能であり、湿度が与えられれば、粒子量の増加率は予想することが可能である。また、この湿度による増加率は、後述する温度による影響を考慮することで、更に精度の良い予測が可能である。
【００３３】
湿度計として感湿ポリマーの電気抵抗変化を利用した高分子抵抗変化型湿度センサを使うと、湿度２０％から９０％を測定可能であり、一般的な大気状態をカバーすることができる。図７（Ａ）は、高分子抵抗変化型湿度センサにおける湿度とセンサ出力との関係を示す。センサ出力は、湿度に従って指数関数的に変化する抵抗値変化として検出される。
【００３４】
図６は、大気温度と粒子量との関係を示した図である。やはり図４に示すような大気温度と粒子径分布との関係があるので、粒子数、粒子径、粒子重量のいずれをとっても、温度が増加するに従って減少する傾向を有する。この温度に関する変化率は近似式などで表現することが可能であり、温度が与えられれば、粒子量の増減率は予想することが可能である。図は、標準的な温度である２０℃を基準として、前後の温度に対する増減率の関係として示している。図７（Ｂ）は、サーミスタ型温度計における温度とセンサ出力との関係を示す。センサ出力は、温度に従って変化する抵抗値変化として検出され、氷点下から６０℃の範囲を検出できるため、一般的な大気状態をカバーすることができる。
【００３５】
図５および図６の粒子状物質の増減率は、特定の粒子径範囲の変化に限った関係式を使うことにより、任意の粒子径範囲に限定した粒子量推定が可能となり、特に問題となる粒子径範囲について、その排出量低減を図ることが可能である。
【００３６】
次に図９に基づいて、大気温度および大気湿度を用いた大気拡散後の粒子状物質の粒子量の推定、およびこれによる燃焼状態の変更について説明する。図５に模式的に示した関係から求まる湿度による粒子量の増加率をＸ、図６に模式的に示した関係から求まる温度による粒子量の増加率をＹとする。なお、これらは前述したように基本運転条件の下での粒子量に対する増加率である。また、湿度による粒子量の増加率は、さらに温度によって変化するので、この湿度に対する温度による粒子状物質量の増加率の比率をαとする。基本運転条件の下でのそのときの運転状態に対応する粒子状物質の粒子量をＡとする。
【００３７】
大気中に燃焼ガスが排出拡散された場合の粒子状物質の粒子量の推定量は、「（Ｙ＋α＊Ｘ）＊Ａ」として得られる。予め規定値として設定された大気拡散時の粒子状物質の許容量をＳとすると、粒子状物質の推定量（Ｙ＋α＊Ｘ）＊Ａが、許容量Ｓを超える場合には、異なる燃焼方式の場合の粒子状物質の粒子量を推定する。具体的には、異なる燃焼方式における性能マップからエンジンに要求される同一の出力性能を維持できる点を定めて、この点での異なる燃焼方式における粒子状物質の粒子量Ｂ（先の粒子量Ａと同じく基本運転条件の下での粒子量である）を呼び出し、前述した増加率Ｘ，Ｙ等を用いて、異なる燃焼方式の場合の粒子状物質の粒子量を、「（Ｙ＋α＊Ｘ）＊Ｂ」として算出する。次に、この燃焼方式変更後の推定量を上記の許容量Ｓと比較し、変更後の推定量（Ｙ＋α＊Ｘ）＊Ｂが許容量Ｓより小さければ、燃焼状態変更手段１４によって燃焼方式を切り換えることになる。
【００３８】
図１０は、一例として、成層燃焼と均質燃焼との切換が可能な筒内直接噴射式ガソリンエンジンにおいて、燃焼方式を変更した状態を模式的に示している。この種のエンジンでは、一般に、低速低負荷側の一定の領域で成層燃焼が行われ、高負荷域および高速域においては均質燃焼が行われ、両者の境界では、均質希薄燃焼となる。そして、この燃焼方式を定めるためのマップとして、図（Ａ）に示すように成層燃焼領域を極力大きく確保した基本的なマップと、粒子状物質を抑制するために成層燃焼領域を狭めた図（Ｂ）に示すマップと、を備えている。そして、例えば、図（Ａ）の白丸の点で成層燃焼運転されていたとして、例えば大気状態の変化により粒子状物質の粒子量が許容量Ｓより多いと判断された場合には、図（Ｂ）のマップに切り換えられ、同図の黒丸の点で運転される。つまり、マップの切換に伴って、成層燃焼から均質希薄燃焼に切り換えられる。均質燃焼は成層燃焼に比べて粒子状物質が少なくなるので、許容量Ｓを下回るようになる。ここで、本実施例では、トルクの急激な変動を回避するために成層燃焼から均質燃焼ではなく均質希薄燃焼へと切り換えるようにしているが、さらにもう１つのマップを用意して、「成層燃焼」→「均質希薄燃焼」→「均質燃焼」と段階的に切り換えることも可能である。なお、当初に図（Ａ）のマップの均質燃焼領域で運転されていた場合には、粒子状物質の粒子量推定に基づく燃焼方式の切換は行われない。
【００３９】
次に、図１１は、圧縮着火エンジンにおいて、ＥＧＲ量を変化させることで燃焼状態を変更するようにした例を説明するもので、特にその排気性能マップを示す。これは、暖機状態で、排気後処理装置３が活性温度に達してＮＯｘの捕集率が充分高くなっている場合の特性を示しており、白丸の点で運転されていたときに、大気状態が変化して粒子状物質が許容量Ｓを越えそうな場合に、黒丸の点へＥＧＲ量を変更する。これにより排出される粒子状物質（ＰＭ）は、例えば１０ｇ／ｈから２ｇ／ｈへと低減する。なお、ＮＯｘが増加するが、これは排気後処理装置３によって処理される。
【００４０】
図１２は、圧縮着火エンジンで拡散燃焼と予混合燃焼との切換が可能なエンジンに適用した例であり、その排気性能マップを示す。これは、エンジン１が暖機状態で、排気後処理装置３が活性温度に達して、ＮＯｘ等の除去率が充分高くなった場合の特性を示す。この例では、図中の白丸から黒丸へ、つまり予混合燃焼から拡散燃焼へと切り換えており、前述した例とは逆に、粒子状物質の粒子量が増加する方向へ燃焼方式が変更される。つまり大気状態を考慮しても変更後の粒子状物質が許容量Ｓを越えないと予想される場合には、予混合燃焼を拡散燃焼に変更することが可能である。この拡散燃焼への切換は、例えば、燃料噴射時期やＥＧＲ量の変更によって実現できる。これにより、粒子状物質の大気中での排出量を過度に増やすことなく、運転性の向上代を確保したり、排気温度を高めて排気後処理装置３の制御に利用することなどが可能となる。
【００４１】
図１３は、大気拡散後の粒子状物質の粒子量を推定する他の例を示す。この例は、大気拡散後の粒子状物質の粒子量の推定を大気温度のみから行うように簡略化したもので、大気中の湿度が比較的安定した環境状態の場合や、処理の簡略化のために用いられる。
【００４２】
前述したように、図６に模式的に示した関係から求まる温度による粒子量の増加率をＹ、基本運転条件の下でのそのときの運転状態に対応する粒子状物質の粒子量をＡ、とすると、大気中に燃焼ガスが排出拡散された場合の粒子状物質の粒子量の推定量は、「Ｙ＊Ａ」となる。この推定量Ｙ＊Ａが、許容量Ｓを超える場合には、異なる燃焼方式の場合の粒子状物質の粒子量を推定する。具体的には、異なる燃焼方式における性能マップからエンジンに要求される同一の出力性能を維持できる点を定めて、この点での異なる燃焼方式における粒子状物質の粒子量Ｂを呼び出し、前述した増加率Ｙを用いて、異なる燃焼方式の場合の粒子状物質の粒子量を、「Ｙ＊Ｂ」として算出する。次に、この燃焼方式変更後の推定量を上記の許容量Ｓと比較し、変更後の推定量Ｙ＊Ｂが許容量Ｓより小さければ、燃焼状態変更手段１４によって燃焼方式を切り換える。
【００４３】
図１４は、大気拡散後の粒子状物質の粒子量を車速を考慮して推定するようにした例を示す。これは、大気拡散状態が車速により大きな影響を受けることを考慮したものである。例えば、同一のエンジン運転条件でも、車速が遅くなれば大気への拡散が抑制されるため、粒子状物質の大気中濃度は濃くなる。よって、大気中への拡散に影響する因子として、車速を含めることが望ましい。
【００４４】
ここでは、車速による希釈率の変化率をＤとする。基本運転条件時の基本希釈率をＤ0、同じく基本運転条件時の基本車速をγ、実際の車速をＶとすると、車速Ｖにおる希釈率の変化率Ｄは、Ｄ＝Ｄ0（Ｖ／γ−１）＊β（但しβは定数）として表される。
【００４５】
前述したように、図５に模式的に示した関係から求まる湿度による粒子量の増加率をＸ、図６に模式的に示した関係から求まる温度による粒子量の増加率をＹ、湿度に対する温度による粒子状物質量の増加率の比率をα、基本運転条件の下でのそのときの運転状態に対応する粒子状物質の粒子量をＡとすると、大気中に燃焼ガスが排出拡散された場合の粒子状物質の粒子量は、「（Ｙ＋α＊Ｘ）＊Ａ＊Ｄ」として得られる。この粒子状物質の推定量（Ｙ＋α＊Ｘ）＊Ａ＊Ｄが、許容量Ｓを超える場合には、異なる燃焼方式の場合の粒子状物質の粒子量を推定する。具体的には、異なる燃焼方式における性能マップからエンジンに要求される同一の出力性能を維持できる点を定めて、この点での異なる燃焼方式における粒子状物質の粒子量Ｂを呼び出し、前述した増加率Ｘ，Ｙ等を用いて、異なる燃焼方式の場合の粒子状物質の粒子量を、「（Ｙ＋α＊Ｘ）＊Ｂ＊Ｄ」として算出する。次に、この燃焼方式変更後の推定量を上記の許容量Ｓと比較し、変更後の推定量（Ｙ＋α＊Ｘ）＊Ｂ＊Ｄが許容量Ｓより小さければ、燃焼状態変更手段１４によって燃焼方式を切り換える。
【００４６】
次に、図１５は、大気拡散後の粒子状物質の粒子量をさらに日射量を考慮して推定するようにした例を示す。これは、大気拡散状態に影響する大気温度が日照により大きな影響を受けることを考慮したものである。例えば、同一の大気温度であっても、日照の強さによって地表面付近での気流の状態は変化し、粒子の凝集状態も日照により変化する。よって、粒子の凝集に影響する因子として、日照を加えることが望ましい。
【００４７】
ここでは、日照による粒子増加率をＺとする。
【００４８】
前述したように、図５に模式的に示した関係から求まる湿度による粒子量の増加率をＸ、図６に模式的に示した関係から求まる温度による粒子量の増加率をＹ、湿度に対する温度による粒子状物質量の増加率の比率をα、基本運転条件の下でのそのときの運転状態に対応する粒子状物質の粒子量をＡ、車速による希釈率の変化率をＤ、とすると、大気中に燃焼ガスが排出拡散された場合の粒子状物質の粒子量は、「（Ｙ＊Ｚ＋α＊Ｘ）＊Ａ＊Ｄ」として得られる。この粒子状物質の推定量（Ｙ＊Ｚ＋α＊Ｘ）＊Ａ＊Ｄが、許容量Ｓを超える場合には、異なる燃焼方式の場合の粒子状物質の粒子量を推定する。具体的には、異なる燃焼方式における性能マップからエンジンに要求される同一の出力性能を維持できる点を定めて、この点での異なる燃焼方式における粒子状物質の粒子量Ｂを呼び出し、前述した増加率Ｘ，Ｙ等を用いて、異なる燃焼方式の場合の粒子状物質の粒子量を、「（Ｙ＊Ｚ＋α＊Ｘ）＊Ｂ＊Ｄ」として算出する。次に、この燃焼方式変更後の推定量を上記の許容量Ｓと比較し、変更後の推定量（Ｙ＊Ｚ＋α＊Ｘ）＊Ｂ＊Ｄが許容量Ｓより小さければ、燃焼状態変更手段１４によって燃焼方式を切り換える。
【００４９】
この発明に関するエンジン制御を行うタイミングとしては、エンジンの始動時や、エンジン運転中一定の時間間隔で実行することができるほか、エンジンの燃焼を切り替えるタイミングに同時に実行したり、制御の開始の信号、温度センサ信号、湿度センサ信号、日照センサ信号、雨滴センサ信号などに変化が生じたとき、あるいはトンネル内情報ラジオ信号の受信があったときに、実行するなどの方法が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の装置構成を示した説明図。
【図２】エンジン排出後の粒子状物質の変化を模式的に示す説明図。
【図３】希釈空気の湿度が粒子数に与える影響を示す特性図。
【図４】希釈空気の温度が粒子数に与える影響を示す特性図。
【図５】希釈空気の湿度と粒子量増加率との関係を示す特性図。
【図６】希釈空気の温度と粒子量増加率との関係を示す特性図。
【図７】希釈空気の湿度を検出する湿度センサの出力特性図（Ａ）および温度を検出する温度センサの出力特性図（Ｂ）。
【図８】本発明の機能ブロック図。
【図９】粒子状物質の粒子量の推定および燃焼状態の変更の方法の一例を示す説明図。
【図１０】筒内直接噴射式ガソリンエンジンでの燃焼方式の切換を模式的に示す図。
【図１１】圧縮着火エンジンにおいてＥＧＲ量を変更した状態を模式的に示す図。
【図１２】圧縮着火エンジンでの燃焼方式の切換を模式的に示す図。
【図１３】粒子状物質の粒子量の推定および燃焼状態の変更の方法の他の例を示す説明図。
【図１４】車速を考慮するようにした例を示す説明図。
【図１５】日射量を考慮するようにした例を示す説明図。
【符号の説明】
１…エンジン
２…エンジンコントロールユニット
３…排気後処理装置
４…マフラ
５…排気管出口
６…大気状態検出器
１１…運転状態検出手段
１２…拡散条件検出手段
１３…粒子量推定手段
１４…燃焼状態変更手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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