(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒に供給される混合気を燃焼して駆動トルクを出力する内燃機関と、変速比の異なる複数の変速段の増減により前記内燃機関から入力される駆動トルクを変化させて出力する自動変速機とを備えた車両の制御装置において、
前記内燃機関と前記自動変速機とを制御するコントローラを有し、
前記コントローラは、前記自動変速機に対して変速制御を実施中に前記内燃機関の点火時期を遅角することによりトルクダウン制御を行うとともに、前記変速制御は運転者が要求する要求変速段に変更する選択変速制御を含み、
前記自動変速機に対して変速制御を実施する指令を出力する時点での前記内燃機関の回転数とトルクとの組み合わせで表される動作点が、理論空燃比よりも大きい空燃比の混合気を燃焼させるリーン燃焼領域から前記理論空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼領域に設定されるときには、前記内燃機関が前記ストイキ燃焼領域での運転に切り替わるまで前記点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う前記変速制御の実施を遅延させ、かつ
前記ストイキ燃焼領域から前記リーン燃焼領域への空燃比切替制御を実施中に、前記点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う前記選択変速制御が要求される場合には、前記選択変速制御の実施を許可し、かつ、
前記選択変速制御を実施中に、前記ストイキ燃焼領域から前記リーン燃焼領域への空燃比切替制御が要求される場合には、前記選択変速制御が完了するまで前記空燃比切替制御の実施を遅延させるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
気筒に供給される混合気を燃焼して駆動トルクを出力する内燃機関と、変速比の異なる複数の変速段の増減により前記内燃機関から入力される駆動トルクを変化させて出力する自動変速機とを備えた車両の制御装置において、
前記内燃機関と前記自動変速機とを制御するコントローラを有し、
前記コントローラは、前記自動変速機に対して変速制御を実施中に前記内燃機関の点火時期を遅角することによりトルクダウン制御を行うとともに、前記変速制御は運転者が要求する要求変速段に変更する選択変速制御を含み、
前記自動変速機に対して変速制御を実施する指令を出力する時点での前記内燃機関の回転数とトルクとの組み合わせで表される動作点が、理論空燃比よりも大きい空燃比の混合気を燃焼させるリーン燃焼領域から前記理論空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼領域に設定されるときには、前記内燃機関が前記ストイキ燃焼領域での運転に切り替わるまで前記点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う前記変速制御の実施を遅延させるとともに、
前記ストイキ燃焼領域から前記リーン燃焼領域に切り替える空燃比切替制御と前記点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う前記変速制御とが重複して要求される場合には、互いの制御を実施させる指令の早い順に実施し、かつ互いの制御の重複実施を規制し、かつ、
前記ストイキ燃焼領域から前記リーン燃焼領域への空燃比切替制御を実施中に、前記点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う前記選択変速制御が要求される場合には、前記選択変速制御の実施を許可するとともに、
前記選択変速制御を実施中に、前記ストイキ燃焼領域から前記リーン燃焼領域への空燃比切替制御が要求される場合には、前記選択変速制御が完了するまで前記空燃比切替制御の実施を遅延させるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載されている内燃機関と自動変速機とを制御する車両の制御装置に関し、詳しくは、気筒に供給される混合気の空燃比を切り替えて運転可能な内燃機関と内燃機関から入力される回転を変速して出力する自動変速機とを制御する車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の内燃機関としては、燃費の向上を図るために、気筒に供給される混合気の空燃比を切り替える制御（以下、「空燃比切替制御」と称す）が実施されることで、ストイキ燃焼運転とリーン燃焼運転とに切り替えて運転が実施されるリーンバーンエンジンが知られている。ストイキ燃焼運転では、空燃比が理論空燃比近傍の混合気を気筒の燃焼室で燃焼させる運転が、また、リーン燃焼運転では、理論空燃比よりも燃料の量が少ない空燃比（リーン空燃比）の混合気を気筒の燃焼室で燃焼させる運転がそれぞれ実施される。
【０００３】
自動変速機は、変速するときに内燃機関から入力される入力トルクが変動して変速ショックが生じることがある。そこで、自動変速機の変速期間内に、入力トルクを低下させるトルクダウン制御として、点火時期を、例えば入力トルク（内燃機関の出力トルク）が最大となる点火時期（ＭＢＴ（Minimum spark advance for Best Torque））よりも一時的に遅角する制御（以下、「点火遅角制御」と称す）を実施するものが知られている。
【０００４】
リーンバーンエンジンとしては、変速ショックを抑制するために、変速中にリーン燃焼運転とストイキ燃焼運転との燃焼状態の切替え（空燃比の切り替え）を禁止する、またはリーン燃焼運転とストイキ燃焼運転との燃焼状態の切替え中は変速を禁止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、パワートレインにおけるショック軽減装置として、エンジン出力特性の切替えと自動変速機の変速段切替えとを同期させて、前者の切替えを後者の切替えによるショックで隠して、２度の切替えに伴うショックを軽減する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、エンジン制御装置として、エンジンに要求される負荷変動が発生する領域および動作が変速中の場合、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への燃焼状態の切替えを禁止する技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１７０８９２号公報
【特許文献２】特開平０５−１０４９９０号公報
【特許文献３】特開２００３−２１４２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、空燃比切替制御の要求の前に変速要求が発生した場合には、変速が先に実施される。変速中に点火遅角制御が行われた場合、リーン燃焼運転のような点火遅角限界まで余裕がない運転では、気筒の失火が生じ易く、変動ショックに繋がるおそれがある。
【０００９】
リーン燃焼運転からストイキ燃焼運転への空燃比切替制御と、変速時に実施されるトルクダウン制御との要求が重複する場合がある。この場合、気筒の失火を抑制しつつ、点火遅角制御によるトルクダウンを即座に実施する手法については検討されていない。
【００１０】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、リーン燃焼運転からストイキ燃焼運転への空燃比切替制御と変速時に実施されるトルクダウン制御との要求が重複する場合に、気筒の失火を抑制しつつ、点火遅角制御によるトルクダウンを即座に実施することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、この発明は、気筒に供給される混合気を燃焼して駆動トルクを出力する内燃機関と、変速比の異なる複数の変速段の増減により前記内燃機関から入力される駆動トルクを変化させて出力する自動変速機とを備えた車両の制御装置において、前記内燃機関と前記自動変速機とを制御するコントローラを有し、前記コントローラは、前記自動変速機に対して変速制御を実施中に前記内燃機関の点火時期を遅角することによりトルクダウン制御を行うとともに、前記変速制御は運転者が要求する要求変速段に変更する選択変速制御を含み、前記自動変速機に対して変速制御を実施する指令を出力する時点での前記内燃機関の回転数とトルクとの組み合わせで表される動作点が、理論空燃比よりも大きい空燃比の混合気を燃焼させるリーン燃焼領域から前記理論空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼領域に設定されるときには、前記内燃機関が前記ストイキ燃焼領域での運転に切り替わるまで前記点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う前記変速制御の実施を遅延させ、かつ前記ストイキ燃焼領域から前記リーン燃焼領域への空燃比切替制御を実施中に、前記点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う前記選択変速制御が要求される場合には、前記選択変速制御の実施を許可し、かつ、前記選択変速制御を実施中に、前記ストイキ燃焼領域から前記リーン燃焼領域への空燃比切替制御が要求される場合には、前記選択変速制御が完了するまで前記空燃比切替制御の実施を遅延させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
別の発明によれば、気筒に供給される混合気を燃焼して駆動トルクを出力する内燃機関と、変速比の異なる複数の変速段の増減により前記内燃機関から入力される駆動トルクを変化させて出力する自動変速機とを備えた車両の制御装置において、前記内燃機関と前記自動変速機とを制御するコントローラを有し、前記コントローラは、前記自動変速機に対して変速制御を実施中に前記内燃機関の点火時期を遅角することによりトルクダウン制御を行うとともに、前記変速制御は運転者が要求する要求変速段に変更する選択変速制御を含み、前記自動変速機に対して変速制御を実施する指令を出力する時点での前記内燃機関の回転数とトルクとの組み合わせで表される動作点が、理論空燃比よりも大きい空燃比の混合気を燃焼させるリーン燃焼領域から前記理論空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼領域に設定されるときには、前記内燃機関が前記ストイキ燃焼領域での運転に切り替わるまで前記点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う前記変速制御の実施を遅延させるとともに、前記ストイキ燃焼領域から前記リーン燃焼領域に切り替える空燃比切替制御と前記点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う前記変速制御とが重複して要求される場合には、互いの制御を実施させる指令の早い順に実施し、かつ互いの制御の重複実施を規制し、かつ、前記ストイキ燃焼領域から前記リーン燃焼領域への空燃比切替制御を実施中に、前記点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う前記選択変速制御が要求される場合には、前記選択変速制御の実施を許可するとともに、前記選択変速制御を実施中に、前記ストイキ燃焼領域から前記リーン燃焼領域への空燃比切替制御が要求される場合には、前記選択変速制御が完了するまで前記空燃比切替制御の実施を遅延させるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、点火時期の遅角によるトルクダウン制御を伴う変速制御とリーン燃焼運転からストイキ燃焼運転へ切り替える空燃比切替制御との要求が重複した場合、空燃比切替制御の実施を変速制御が完了するまで遅延させる。リーン燃焼運転からストイキ燃焼運転への空燃比の切り替えは、吸入空気量を絞る制御となるため迅速に行える。また、ストイキ燃焼運転は燃焼安定性が高く、内燃機関の点火時期を遅角させる制御と並行して行える。このため、内燃機関の失火を招来することなく、変速制御時に実施される点火時期の遅角によるトルクダウンを即座に実施することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への空燃比切替制御は応答が遅いため、空燃比切替制御と変速制御とのどちらか実施中の制御が完了してから次の制御を実施させることで両制御が干渉することがない。このため、変速制御、または空燃比切替制御に伴うトルク変動を抑制または防止することができる。
【００１６】
ところで、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への切り替えには、吸入空気量を増やすため時間がかかる。この時間は、例えば過給機付き内燃機関の場合に顕著に現われる。このため、他の発明によれば、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への空燃比切替制御を実施中に選択変速制御が要求される場合には、運転者の意思を優先して選択変速制御の実施を許可する。選択変速制御が実施中にストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転に切り替える空燃比切替制御が要求される場合には、空燃比切替制御を選択変速制御が完了するまで遅延させる。これにより、選択変速制御を実施中はストイキ燃焼運転の状態となるため、トルクダウン制御の一例として、例えば点火遅角制御が行える。選択変速制御が完了した後にリーン燃焼運転に切り替えることで、例えば気筒の失火の抑制または防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用される車両の一例を示す説明図である。
【図２】図１に示した車両に使用されるエンジンの一例を示す説明図である。
【図３】図１に示した車両におけるエンジンの動作特性を示す図である。
【図４】自動変速機の変速制御で用いられる変速線図である。
【図５】リーン燃焼切替と変速とを実施するときの規制条件を示す図である。
【図６】ストイキ燃焼切替と変速とを実施するときの規制条件を示す図である。
【図７】エンジンＥＣＵと変速機ＥＣＵとの概略を示す説明図である。
【図８】ＥＣＵが機能を受け持つ各種の制御部を示す説明図である。
【図９】規制部が規制する動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】リーン燃焼実施条件成立中に変速要因に伴う空燃比切替制御が実施されるときの規制の一例を示すタイムチャートである。
【図１１】リーン燃焼運転への空燃比切替制御を実施中に選択変速制御を実施するときの規制の一例を示すタイムチャートである。
【図１２】選択変速制御の実施中にリーン燃焼運転への空燃比切替制御を実施するときの規制の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて実施形態を説明する。図１は、本発明が適用される車両１０の一例を示す。車両１０は、リーンバーンエンジン（以下、「エンジン」と称す）１１、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）１２、自動変速機（Ａ／Ｔ）１３、出力軸１４、デファレンシャル１５、ドライブシャフト１６、および一対の駆動輪１７，１８などを備える。エンジン１１は、気筒に供給される混合気を燃焼させることで駆動トルクを出力する。エンジン１１から出力される駆動トルクは、トルクコンバータ１２を経て自動変速機１３の入力軸１９に入力され、自動変速機１３の出力軸１４からデファレンシャル１５、およびドライブシャフト１６等を経て左右の駆動輪１７，１８へ伝達される。エンジン１１は、内燃機関の一例である。
【００１９】
エンジン１１は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０が空燃比切替制御を実施することで、理想空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼運転とリーン空燃比の混合気を燃焼させるリーン燃焼運転とに運転状態が切り替えられる。リーン燃焼運転は、例えばエンジン１１が低負荷、又は中負荷領域での運転のときに実施される。ストイキ燃焼運転は、例えばエンジン１１の回転数がアイドル回転領域のとき、又はエンジン１１が高負荷領域での運転のときに実施される。なお、エンジン１１の始動時や加速時には、理論空燃比より燃料の量が多いリッチ空燃比の混合気を燃焼させるリッチ燃焼運転が実施されてもよい。
【００２０】
自動変速機１３は、エンジン１１から入力される駆動トルクを、変速比の異なる複数の変速段の増減により変化させて駆動輪側へ出力するものであり、例えば摩擦係合要素（図示なし）が所定の状態に係合または解放されることにより複数の変速段のうちの一つの変速段が決定される遊星歯車式変速機となっている。入力軸１９は、トルクコンバータ１２に備えたタービンランナー２３により回転駆動される。摩擦係合要素は、クラッチ要素、ブレーキ要素、およびワンウェイクラッチ要素などを含み、複数備えられている。油圧制御部２１により係合または解放が制御される。油圧制御部２１は、変速機ＥＣＵ２２の制御に基づいてソレノイドバルブ（図示なし）などを調圧することにより、摩擦係合要素のトルク容量、すなわち係合力を個別に変化させることができる。
【００２１】
なお、摩擦係合装置としては、油圧シリンダ等の油圧アクチュレータにより係合させられる単板式、又は多板式のクラッチやブレーキ、並びにベルト式のブレーキ等を含む。
変速機ＥＣＵ２２は、指示した変速段に変速されるように、摩擦係合要素を係合又は解放させる油圧指令信号を油圧制御部２１へ出力することで、クラッチ・ツウ・クラッチ変速の制御を実行する。油圧指令信号としては、例えば変速前の変速段に対応する摩擦係合要素（解放側クラッチ）のトルク容量を得るための油圧指令値、及び変速後の変速段に対応する摩擦係合要素（係合側クラッチ）のトルク容量を得るための油圧指令値を含む。
【００２２】
自動変速機１３は、運転者が要求する要求変速段への変更が行える手動（マニュアル）変速モードを備えた変速機になっている。手動変速モードへの選択は、シフトレバー２４で行われる。変速機ＥＣＵ２２には、シフトレバー２４のポジションを検出するシフトポジションセンサ２５が接続されている。シフトレバー２４のポジションは、変速段を自動的に選択する自動変速モードを指定するドライブポジションに加えて、運転者が要求する要求変速段の選択を行う選択ポジションを含む。選択ポジションは、要求変速段の数に応じて複数備えられている。選択ポジションを択一的に選択することで、手動変速モードの指定になる。シフトポジションセンサ２５は、変速機ＥＣＵ２２に対して要求変速段への選択に基づいた変速段指示信号を出力する。変速機ＥＣＵ２２は、変速段指示信号に基づいた要求変速段に変更させるように、自動変速機１３に対して選択変速制御を実施させる。
【００２３】
なお、以下では、自動変速機１３の変速制御として、運転者が要求する要求変速段に変速させる制御を選択変速制御と称し、また、変速機ＥＣＵ２２が自動的に選択される変速段に変速させる制御を単に変速制御と称する。
【００２４】
また、上記実施例では、手動変速モードへの選択にシフトレバー２４を使用しているが、代わりに、ステアリング上のスイッチ（ステアリングシフト）またはパドル式（パドルシフト）などを使用してもよい。さらに、自動変速機１３としては、手動変速モード付きのトルクコンバータ式オートマチックトランスミッションを使用しているが、代わりに、オートメーテッドマニュアルトランスミッション(ＡＭＴ（Automated Manual Transmission）)を使用してもい。ＡＭＴは、従来のマニュアルトランスミッション（ＭＴ（Manual Transmission））の機構をそのまま使用して、操作系を自動制御（オートマチック）にしたものである。さらに、奇数段用変速ギヤと偶数段用変速ギヤとにそれぞれ用いられる２個のクラッチを備えたデュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）を使用してもよい。
【００２５】
エンジンＥＣＵ２０および変速機ＥＣＵ２２とは、互いに情報を交換するために通信回線２６により接続されている。なお、エンジンＥＣＵ２０と変速機ＥＣＵ２２とは、例えば一体として１つのＥＣＵで構成されてもよい。
【００２６】
エンジンＥＣＵ２０には、アクセルペダル２７の踏み込み量を検出するためのアクセル開度センサ２８が接続されている。エンジンＥＣＵ２０および変速機ＥＣＵ２２には、車両１０の速度を検出するための車速センサ２９がそれぞれ接続されている。また、エンジンＥＣＵ２０には、エンジン１１の回転数情報を得るためのエンジン回転速度センサ３０が接続されている。
【００２７】
変速機ＥＣＵ２２には、タービンランナー２３の回転数情報を得るためのタービン回転数センサ３１が、また出力軸１４の回転数情報を得るための出力軸回転数センサ３２がそれぞれ接続されている。なお、車速センサ２９を省略して出力軸回転数センサ３２で代用してもよい。また、変速機ＥＣＵ２２には、ブレーキペダル３３の踏み込み量を検出するブレーキペダルセンサ３４が接続されている。なお、前述した複数のセンサは、例えば一方のＥＣＵ（例えばエンジンＥＣＵ２０）に接続されるとともに、一方のＥＣＵを介するようにして他方のＥＣＵ（例えば変速機ＥＣＵ２２）に接続されてもよい。
【００２８】
変速機ＥＣＵ２２は、例えばアクセル開度と車速とに基づいて自動変速機１３の変速制御を実施する。エンジンＥＣＵ２０は、例えばアクセル開度と車速とに基づいて算出される目標のエンジントルク、およびエンジン回転数に基づいて空燃比切替制御を実施する。
【００２９】
なお、図１では、自動変速機１３として有段変速機を使用しているが、チェーンやベルト式等の無段変速機（ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission））を使用し、連続する変速比のうちの予め使用する変速比を数段に決めておき、決められた変速比となるように変速制御を実施する構成としてもよい。
【００３０】
図２は、エンジン１１の一例を示す。エンジン１１は、ガソリンエンジンなどの点火装置を有する過給機３５付きのものとなっている。過給機３５は、図２に示すように、エンジン１１の排気通路３６と吸気通路３７との間に備えられており、エンジン１１の排気の一部又は全部により回転駆動されてエンジン１１の吸気を昇圧する排気タービン過給機（ターボチャージャー）となっている。なお、エンジン１１は複数の気筒を備えている。しかし、図２では図面の煩雑化を防ぐために代表として１つの気筒を記載し、残りの気筒について省略している。
【００３１】
吸気通路３７には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３８、エアフローセンサ３９および過給機３５のコンプレッサーホイール４０が配置されている。また、吸気通路３７には、過給機３５での過給により昇温した吸入空気を強制冷却するためのインタークーラ４１、エンジン１１の吸入空気量を調節するためのスロットルバルブ４２などが配置されている。
【００３２】
吸気通路３７には、吸気温センサ４３およびインマニ圧センサ（過給圧センサ）４４が配置されている。エアフローセンサ３９は、吸入空気量を検出する。吸気温センサ４３は、インタークーラ４１にて冷却された後であって、エンジン１１に吸入される前の空気の温度（吸気温）を検出する。インマニ圧センサ４４は、吸気通路３７のうちのインテークマニホールド（図示なし）内の圧力、例えば過給圧（吸気圧）を検出する。
【００３３】
過給機３５は、タービンホイール４６、コンプレッサーホイール４０、および連結シャフト４７等を備えている。タービンホイール４６は、エンジン１１の排気通路３６に備えられており、エンジン１１の排気により回転駆動される。コンプレッサーホイール４０は、エンジン１１の吸気通路３７に備えられており、タービンホイール４６により回転させられることでエンジン１１の吸気を圧縮する。連結シャフト４７は、タービンホイール４６とコンプレッサーホイール４０とを連結する。
【００３４】
過給機３５は、エンジン１１の排気によりタービンホイール４６が回転し、これに伴ってコンプレッサーホイール４０が回転する。そして、コンプレッサーホイール４０の回転により吸入空気が過給され、エンジン１１の各気筒の燃焼室に過給空気が強制的に送り込まれる。また、過給機３５は、タービンホイール４６に導かれるエンジン１１の排気が不十分であるとエンジン１１の吸気を昇圧しない。この場合、エンジン１１は、過給状態と比べて過給が抑制された状態、例えば過給機３５の無い自然吸気エンジンと同等の過給がされない吸気の状態である自然吸気状態（ＮＡ状態または非過給状態）で動作する。
【００３５】
インタークーラ４１と燃焼室５９との間の吸気通路３７には、スロットルバルブ４２が設けられている。インタークーラ４１は、コンプレッサーホイール４０から吐出された吸気を冷却してスロットルバルブ４２に向けて送り出す。
【００３６】
スロットルバルブ４２は、スロットルアクチュエータ４９の駆動によりスロットル開度が調節される。スロットルアクチュエータ４９は、エンジンＥＣＵ２０により駆動が制御される。例えばエンジン回転数およびアクセル開度などのエンジン１１の運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるように、スロットル開度が制御される。なお、スロットルバルブ４２は、アクセルペダル２７の操作とは独立してスロットル開度を電子的に制御することが可能であり、そのスロットル開度は、スロットル開度センサ５０により検出される。
【００３７】
排気通路３６は、タービンホイール４６の上流側と下流側とを連通（タービンホイール４６をバイパス）する排気バイパス通路５１を備える。排気バイパス通路５１には、ウエストゲートバルブ５２、およびアクチュエータ５３が設けられている。ウエストゲートバルブ５２は、排気バイパス通路５１の排気量を調節することにより過給圧を制御する。ウエストゲートバルブ５２の開度は、アクチュエータ５３の駆動により調節される。アクチュエータ５３は、エンジンＥＣＵ２０により駆動が制御される。
【００３８】
エンジン１１は、クランク軸６２と一緒に回転するシグナルディスクプレート６５を備えている。シグナルディスクプレート６５の外周には、突起、またはスリット等の指標が所定の回転角ごとに形成されている。エンジン１１は、シグナルディスクプレート６５の指標を検出するクランク角センサ４８を備えている。クランク角センサ４８は、クランク軸６２の回転位置やエンジン１１の回転数等を検出するためのものである。
【００３９】
また、エンジン１１のシリンダブロック５５には、エンジン冷却水の水温を検出する水温センサ５６が配置されている。また、シリンダブロック５５の上端には、シリンダヘッド５７が設けられており、このシリンダヘッド５７とピストン５８との間に燃焼室５９が形成されている。燃焼室５９には、点火プラグ６０が配置されている。点火プラグ６０の点火タイミングは、イグナイタ６１により調整される。
【００４０】
エンジンＥＣＵ２０は、クランク角センサ４８の出力信号に基づいて各気筒のピストン位置（吸入行程・圧縮行程・爆発行程・排気行程）を検知することができる。これにより、エンジンＥＣＵ２０は、イグナイタ６１を駆動制御して点火遅角制御などを実施することができる。
【００４１】
エンジンＥＣＵ２０は、例えば点火時期がＭＢＴでエンジン１１のトルクが最大となっている場合、最大筒内圧力のときに所定のクランク角になるように点火時期を制御する。この場合には、各気筒内に筒内圧センサ６３をそれぞれ設け、筒内圧センサ６３により各気筒の最大筒内圧力を個別に検出すればよい。また、スロットルバルブ４２と各気筒との間（吸気ポート内）には、燃料を噴射するポート噴射インジェクタ６４が配置されている。ポート噴射インジェクタ６４は、エンジンＥＣＵ２０により燃料噴射量が制御される。
【００４２】
エンジンＥＣＵ２０は、リーン燃焼運転を実施する条件（以下、「リーン燃焼実施条件」と称す）が成立することに基づいて、空燃比切替制御を実施してストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転へエンジン１１の運転状態を切り替える。つまり、リーン燃焼実施条件の成立中は、リーン燃焼運転が実施される。リーン燃焼実施条件の不成立が判断されると、エンジンＥＣＵ２０は、リーン燃焼運転からストイキ燃焼運転へ空燃比を切り替える空燃比切替制御を実施する。
【００４３】
エンジンＥＣＵ２０は、運転状態を検出する各センサからの情報に基づき、空燃比切替制御、燃料噴射制御、スロットルバルブ開度制御、および点火遅角制御などのエンジン１１に関わる各種の制御を実施する。
【００４４】
排気通路３６には、タービンホイール４６に対して排気の流れ方向での下流側に、排気中の酸素濃度を測定する空燃比センサ４５が設けられている。空燃比センサ４５に対して下流側には、排気中の有害成分を浄化する触媒５４、例えば三元触媒が設けられている。空燃比センサ４５は、空燃比切替により変わる酸素濃度に対応した出力信号をエンジンＥＣＵ２０に出力する。エンジンＥＣＵ２０は、空燃比センサ４５の出力信号に基づき、触媒に流入する排気の空燃比が目標空燃比になるよう燃料噴射量をフィードバック制御する。つまりエンジンＥＣＵ２０は、空燃比センサ４５の出力信号に基づいて空燃比切替制御の完了を検知する。なお、空燃比切替制御の完了の検知としては、空燃比センサ４５の出力信号に限らず、例えば触媒５４に対して下流側に空燃比度センサを設け、触媒５４の前後での酸素濃度に基づいて行ってもよい。
【００４５】
なお、図２で説明したエンジン１１は、吸入ポートにおいて燃料を噴射し空気と燃料との混合気を筒内に供給するポート噴射式内燃機関として説明しているが、代わりに、燃料を直接筒内に供給する筒内直接噴射式内燃機関を使用してもよい。また、図２では、エンジン１１の燃料としてはガソリンとしては説明しているが、ガソリンに限らず、エタノール、エタノールとガソリンとの混合燃料、及び水素等であってもよい。さらに、ガソリンエンジンの代わりに、例えばディーゼルエンジンを使用してもよい。さらにまた、図２では、過給機３５付きのエンジン１１を使用しているが、過給機無しのエンジンを使用してもよい。
【００４６】
図３は、車両におけるエンジンの動作特性を示す。図３に示すように、エンジン１１の動作特性は、エンジン回転数（ｒｐｍ）とエンジントルク（Ｎｍ）とをそれぞれ横軸および縦軸とする動作領域に表されている。エンジン１１の動作領域は、少なくともリーン燃焼領域とストイキ燃焼領域とを含み、例えばエンジンＥＣＵ２０が使用するＲＯＭ（図示なし）にマップ（以下、「燃焼マップ」と称す）として予め記憶されている。空燃比切替制御は、エンジン回転数とエンジントルクとの組み合わせで表されるエンジン１１の動作点が到達すべき目標動作点に設定されることで、設定された目標動作点が含まれる燃焼領域へエンジン１１の運転状態を切り替える。
【００４７】
エンジンＥＣＵ２０は、例えばアクセル開度に基づいてエンジン要求トルクを算出する算出部（図示なし）を備えている。算出部は、例えば現在の車両の車速、及び実際のエンジントルクなどから、現在の車両の加速度を推定する。推定された加速度とエンジントルクから現在の道路勾配が推定される。現在の道路勾配を逐次推定し、現在のアクセル開度から将来の車両の加速度を予測しておく。これにより、将来要求されるエンジン要求トルクが推定可能となる。空燃比切替制御は、実際のエンジン１１の動作点が、エンジン１１の運転状況、例えばエンジン要求トルクに応じて変わる目標動作点に設定されることで実施される。
【００４８】
なお、図３に示した動作領域は、「リーン燃焼領域」、「リーン過給域」、「ストイキ燃焼領域」、および「ストイキ過給域」を含む。「リーン過給域」および「ストイキ過給域」以外は、過給制御が実施されていない動作領域となっている。
【００４９】
リーン燃焼実施条件は、エンジン１１の動作点が、動作領域に含まれるリーン燃焼領域、またはリーン過給域に設定されていることを条件として含む。動作領域を構成するエンジン回転数とエンジントルクとの積は、例えばエンジン出力に相当する。つまりリーン燃焼実施条件の成立は、エンジン出力にかかる負荷の状態などに基づいてエンジンＥＣＵ２０により判定される。
【００５０】
エンジンＥＣＵ２０は、判定部（図示なし）を備え、判定部がリーン燃焼実施条件成立を判定する。この判定に応答してエンジンＥＣＵ２０は、ストイキ燃焼運転を実施している場合、空燃比切替制御を実施する指令を出力し、エンジン１１の運転状態をリーン燃焼運転に切り替える制御を実施する。判定部は、リーン燃焼実施条件が満足しないときはリーン燃焼実施条件が不成立と判定する。このときエンジンＥＣＵ２０は、リーン燃焼運転を実施している場合、空燃比切替制御を実施してストイキ燃焼運転に切り替える。
【００５１】
例えば、エンジン出力にかかる負荷が低負荷のときには、触媒温度が十分には上昇しないため、リーン燃焼実施条件が不成立と判定され、よってエンジン１１の動作点が無過給ストイキ燃焼領域に設定される。無過給ストイキ燃焼領域および無過給リーン燃焼領域では、ウエストゲートバルブ５２が開状態とされ、タービンホイール４６への排気の流入が行われない。したがって、無過給ストイキ燃焼領域および無過給リーン燃焼領域では、スロットルバルブ４２の開度のみで吸入空気量が制御される。
【００５２】
エンジン出力にかかる負荷が、リーン燃焼運転で必要とされる最大の吸入空気量を無過給で達成困難な負荷になると、リーン燃焼実施条件成立が維持されたまま、エンジン１１の目標動作点が過給リーン燃焼領域に設定される。これにより、ウエストゲートバルブ５２の開度が小さくされる。さらにエンジン出力にかかる負荷が上昇すると、リーン燃焼運転で必要とされる最大の吸入空気量を達成できなくなるため、リーン燃焼実施条件が不成立と判定される。これにより、エンジン１１の目標動作点が無過給ストイキ燃焼領域または過給ストイキ燃焼領域に設定される。
【００５３】
図４は、変速機ＥＣＵ２２が変速制御で用いる変速線図（変速マップ）の一例を模式的に示す。図４に示すように、変速マップは、車速（Ｋｍ／ｈ）およびアクセル開度（％）を横軸および縦軸とする動作領域で表されいてる。自動変速機１３の動作領域は、車速およびアクセル開度に応じて適正な変速段を求めるための複数の変速段領域を含む。変速マップは、変速機ＥＣＵ２２が使用するＲＯＭ（図示なし）に予め記憶されている。変速制御は、例えば車速とアクセル開度との組む合わせで表される自動変速機１３の変速点が到達すべき目標変速点に設定されることで、設定された目標変速点が含まれる変速段領域の変速段に自動変速機１３の変速段を切り替える。複数の変速段領域は、複数の変速線（変速段の切り換えライン）により変速段ごとに区画されている。
【００５４】
なお、図４に示した変速マップの変速段領域は、例えばアップシフトとダウンシフトとで異なる。アップシフトでの変速段領域を区画するアップシフト線を実線で示し、ダウンシフトでの変速段領域を区画するダウンシフト線を破線で示す。また、同図に示す数字と矢印とは、変速段と変速段のシフト方向（アップシフトまたはダウンシフト）を示している。
【００５５】
変速機ＥＣＵ２２は、車速およびアクセル開度をパラメータとする自動変速機１３の変速点が変速マップの変速段領域を遷移することに基づいて自動変速機１３の変速制御を実行する。エンジンＥＣＵ２０は、エンジントルクおよびエンジン回転数をパラメータとするエンジン１１の動作点が燃焼マップの動作領域を遷移することに基づいてエンジン１１の空燃比切替制御を実行する。変速制御と空燃比切替制御とは、互いに連係なく個別に実施される。しかし、変速制御と空燃比切替制御との実施が重複した場合、所定の条件、例えばリーン燃焼運転からストイキ燃焼運転へ切替中に変速制御を実施するときに、変速時のトルクダウン制御として、例えば点火遅角制御が実施されると気筒が失火をするおそれがある。そこで、エンジンＥＣＵ２０と変速機ＥＣＵ２２は、互いに連係することで、変速制御と空燃比切替制御との重複実施を、例えば前述したような所定の条件のときに規制する規制部（図示なし）を備える。
【００５６】
図５は、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への空燃比切替制御と変速制御との要求が重複するときに規制部が規制する条件（条件１〜条件４）の一例を示す。図５に示すように、変速制御は、変速種類として自動変速と選択変速とがあり、自動変速と選択変速との条件の違いにより規制する処理が異なる。自動変速は、自動的に選択される変速段に自動変速機１３が変速する条件、また、選択変速は、運転者が要求する要求変速段に自動変速機１３が変速する条件となっている。同図に示す制御指令順の欄にある「変速が先の場合」との記載は、変速制御を実施する指令が空燃比切替制御を実施する指令よりも先に出力される場合を表す。また、制御指令順の欄にある「空燃比切替が先の場合」との記載は、空燃比切替制御を実施する指令が変速制御を実施する指令よりも先に出る場合、つまり空燃比切替制御を実施する指令が出力されてからその空燃比切替制御が完了するまでの間に、変速制御を実施する指令が出力される場合を表す。
【００５７】
条件１は、自動変速機の変速種類が「自動変速」および制御指令順が「変速が先の場合」の条件となっている。条件１の場合に規制する処理としては、「指令順」、例えば空燃比切替制御よりも先に指令が出た変速制御が実施され、その変速制御が完了した後に、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への空燃比切替制御を実施する処理となっている。よって、条件１の場合には、変速制御を実施中に空燃比切替制御を重複して実施することを規制する。これにより、変速制御が空燃比切替制御よりも先に実施されるため、点火遅角制御によるトルクダウンを即時に実施することができる。これに加えて、変速後に空燃比切替制御が実施されるため、点火遅角限界に近いリーン燃焼運転時に生じ易い気筒の失火を抑制することができる。
【００５８】
条件２は、自動変速機の変速種類が「自動変速」および制御指令順が「空燃比切替が先の場合」の条件となっている。条件２の場合に規制する処理としては、例えば「指令順」、つまりストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への空燃比切替制御を変速制御よりも先に実施し、空燃比切替制御が完了した後に変速制御を実施する。条件２の場合も前述した条件１と同じまたは同様な理由により、空燃比切替制御を実施中に変速制御が行われないように規制している。
【００５９】
条件３は、自動変速機の変速種類が「選択変速」および制御指令順が「変速が先の場合」の条件となっている。条件３の場合には、「変速後、空燃比切替」、例えば選択変速制御を空燃比切替制御よりも先に実施し、選択変速制御が完了した後に、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転に切り替える空燃比切替制御が実施される。条件３の場合には、選択変速制御であるので、運転者が要求する要求変速段への変速が優先される。そして、選択変速制御を実施中には、例えば点火遅角制御により生じ易い気筒の失火を抑制または防止するために、リーン燃焼運転への空燃比切替制御が選択変速制御と重複して実施されないように規制される。
【００６０】
条件４は、自動変速機の変速種類が「選択変速」および制御指令順が「空燃比切替が先の場合」の条件となっている。条件４の場合には、「空燃比切替中、変速許可」、例えば空燃比切替制御を実施中に選択変速制御の実施を許可する。つまり条件４の場合には、空燃比切替制御を実施中でも、要求変速段に変速する運転者の意思を優先して選択変速制御が重複して実施される。
【００６１】
図６は、リーン燃焼運転からストイキ燃焼運転への空燃比切替制御と変速制御との要求が重複するときに規制部が規制する条件（条件５〜条件８）の一例を示す。図６に示すように、制御指令順の欄にある「変速要因に伴う空燃比切替の場合」との記載は、変速制御を実施する指令が出力される時点、または変速制御を実施中の期間を含む。変速指令が出力される時点または変速中の期間において、少なくともその変速要因に伴ってエンジン１１の動作点が到達すべき目標動作点に設定されることで空燃比切替制御を実施する指令が出力される条件を含む。なお、制御指令順の欄にある「空燃比切替が先の場合」との記載は、図５で説明した「空燃比切替が先の場合」の内容と同様または同じである。
【００６２】
図６に示すように空燃比切替制御がリーン燃焼運転からストイキ燃焼運転に切り替える場合には、変速制御および制御指令順の条件に関わらず「空燃比切替後、変速」を実施する。つまり、規制部８０は、空燃比切替制御を実施する指令を出力する時点、または空燃比切替制御を実施中の場合には、変速制御を実施する指令を空燃比切替制御が完了するまで遅延させる。よって、スロットルバルブを絞ってリーン燃焼運転からストイキ燃焼運転への空燃比切替制御が応答性よく実施されるとともに、その空燃比切替制御が完了した後に変速制御が実施されるため、例えば点火遅角制御を、気筒の失火を防止または抑制しながら実施することができる。
【００６３】
図７は、エンジンＥＣＵ２０と変速機ＥＣＵ２２との概略を示すもので、概念的に１つのＥＣＵ６６で表している。ＥＣＵ６６は、図７に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６７、ＲＯＭ（Read Only Memory）６８、ＲＡＭ（Random Access Memory）６９、及びバックアップＲＡＭ７０等を備えている。ＣＰＵ６７は、ＲＯＭ６８に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ６９は、ＣＰＵ６７での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ７０は、エンジン１１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＣＰＵ６７、ＲＯＭ６８、ＲＡＭ６９、及び、バックアップＲＡＭ７０は、バス７１を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース７２および出力インターフェース７３にそれぞれ接続されている。
【００６４】
入力インターフェース７２には、車速センサ２９、スロットル開度センサ５０、エンジン回転速度センサ３０、タービン回転数センサ３１、出力軸回転数センサ３２、アクセル開度センサ２８、およびシフトポジションセンサ２５などが接続されている。また、入力インターフェース７２には、吸気温センサ４３、インマニ圧センサ４４、エアフローセンサ３９、クランク角センサ４８、水温センサ５６、ブレーキペダルセンサ３４、筒内圧センサ６３、および空燃比センサ４５等が接続されている。
【００６５】
出力インターフェース７３には、ポート噴射インジェクタ６４、イグナイタ６１、スロットルアクチュエータ４９、およびウエストゲートバルブ用のアクチュエータ５３などに駆動信号が出力される。
【００６６】
図８は、ＥＣＵ６６が機能を受け持つ各種の制御部を示す。ＥＣＵ６６は、ＣＰＵ６７がＲＯＭ６８に記憶されている制御プログラムに基づいて動作することにより、例えば図８に示すように、変速制御部７４、点火遅角制御部７５、判定部７６、空燃比切替制御部７７、スロットルバルブ開度制御部７８、燃料噴射制御部７９、および規制部８０として機能する。規制部８０は、ＥＣＵ６６を含めてコントローラの一例である。
【００６７】
変速制御部７４は、出力軸回転数センサ３２の出力信号に基づいて車速を演算するとともに、スロットル開度センサ５０の出力信号に基づいてスロットル開度を算出する。そして、変速制御部７４は、演算した車速およびスロットル開度に基づいて、図４で説明した変速マップを参照して目標変速点を設定し、その目標変速点と実際の変速点とを比較して変速操作が必要であるか否かを判定する。
【００６８】
点火遅角制御部７５は、例えば変速時のトルクダウン制御の一例として実施される。判定部７６は、エンジン１１の動作点がリーン燃焼領域に設定されることを含めてリーン燃焼実施条件が成立しているか否かを判定する。空燃比切替制御部７７は、判定部７６の判定に基づいて気筒に供給する混合気の空燃比を切り替える制御を実施する。スロットルバルブ開度制御部７８は、エンジン回転数およびアクセル開度などのエンジン１１の運転状態に応じた最適な吸入空気量が得られるように、スロットルアクチュエータ４９およびウエストゲートバルブ用のアクチュエータ５３を制御する。規制部８０は、変速制御と空燃比切替制御との重複実施を所定の条件のときに規制する。
【００６９】
図９は、規制部８０が規制する動作手順を示す。図９に示すように、ステップＳ１では、規制部８０が各センサから得られる情報を逐次収集しており、車両１０の運転状況に基づく変速指令やエンジン１１の目標動作点への設定を監視している。ステップＳ２では、変速制御と空燃比切替制御との要求が重複するか否かが判断される。ステップＳ２で肯定判断（Ｙ側）の場合にはステップＳ３に移行される。なお、ステップＳ２で否定判断（Ｎ側）の場合にはリターンに移行される。ステップＳ３では、空燃比切替がリーン燃焼運転からストイキ燃焼運転への切り替えか否かが判断される。ステップＳ３で肯定判断（Ｙ側）の場合にはステップＳ４に移行される。ステップＳ４への移行は、変速指令が出力され、かつリーン燃焼運転からストイキ燃焼運転への空燃比切替の指令が出力される場合である。この場合には、空燃比切替制御が完了するまで変速制御の実施を遅延させ、ストイキ燃焼運転への空燃比切替制御が完了した後に変速制御を実施する。ステップＳ４の処理は、図６で説明した条件５〜条件８の場合に規制する処理に相当する。
【００７０】
ステップＳ３で否定判断（Ｎ側）の場合には、ステップＳ５に移行される。ステップＳ５への移行は、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への空燃比切替制御を実施する指令が出力される場合である。ここで、ステップＳ５にある「選択変速？」との記載は、選択変速制御を実施する指令が出力されるかの判断を示す。つまり、空燃比切替制御を実行する指令が出力されている時点で、選択変速制御を実施する指令が出力されるか否かが判断される。ステップＳ５で肯定判断（Ｙ側）の場合には、ステップＳ６に移行される。ステップＳ６への移行は、選択変速制御を実施する指令が出力されたと判断した場合である。この場合には、選択変速制御を実施する指令が空燃比切替制御を実施する指令よりも先か否かが判断される。
【００７１】
ステップＳ６で肯定判断（Ｙ側）の場合には、ステップＳ７に移行される。ステップＳ７への移行は、選択変速制御を実施する指令が空燃比切替制御の指令よりも先であることを判断した場合である。この場合には、選択変速制御を実施中に空燃比切替制御の実施を禁止する。つまり、ステップＳ６では、運転者が要求する要求変速段への変速制御の実施が完了するまで、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への空燃比切替制御の実施を遅延させる。ステップＳ７の処理は、図５で説明した条件３の場合に規制する処理に相当する。
【００７２】
ステップＳ６で否定判断（Ｎ側）の場合には、ステップＳ８に移行される。ステップＳ８への移行は、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への空燃比切替制御を実施中に、選択変速制御を実施する指令が出力される場合である。この場合には、選択変速制御の実施を許可する。つまり、ステップＳ８では、運転者が要求する変速指示を優先させるために、リーン燃焼運転への空燃比切替制御を実施中に選択変速制御が重複して実施させる。ステップＳ８の処理は、図５で説明した条件４の場合に規制する処理に相当する。
【００７３】
ステップＳ５で否定判断（Ｎ側）の場合にはステップＳ９に移行される。ステップＳ９への移行は、ストイキ燃焼運転中に、変速制御とリーン燃焼運転への空燃比切替制御とを実施する指令が重複して出力される場合である。この場合には、変速制御と空燃比切替制御とが重複して実施されないように指令の早い順に実施される。ステップＳ９の処理は、図５で説明した条件１および条件２の場合に規制する処理に相当する。
【００７４】
図１０は、リーン燃焼実施条件成立中に変速要因に伴う空燃比切替制御が行われるとき（図６で説明した条件５〜８のとき）の規制の一例を示す。なお、図１０では、パワーオン・アップシフトの一例として２速から３速に変速する場合を示している。図１０に示すように、時間ｔ１では、空燃比Ａがリーン空燃比の混合気を燃焼させるリーン燃焼運転、例えば図３で説明した動作領域においてエンジン１１の動作点８１が過給リーン燃焼領域に設定されている。また、図１０に示す自動変速機１３の変速段Ｂが２速で車両１０が、例えば平坦路あるいは登板路を走行している。時間ｔ１において、パワーオン、すなわちアクセルが踏み込まれてアクセル開度Ｃが増加している。アクセル開度Ｃの増加に伴って、スロットルバルブ開度制御部７８は、スロットル開度Ｄを増大させて吸入空気量Ｅを増加させるとともに、燃料噴射制御部７９は、吸入空気量Ｅの増加に伴って燃料の噴射量Ｆを増加させる。これにより、車両１０は、エンジン回転数Ｇが、例えば中回転領域の状態になっている。
【００７５】
変速制御部７４は、アクセル開度Ｃと車速などに基づいて決定される自動変速機１３の目標変速点が、変速マップ上にて２速から３速の変速段領域に設定されたと判断し、時間ｔ２のときに変速指令を出力する。さらに、時間ｔ２のときには、前述したアクセル開度Ｃとエンジン回転数Ｇとに基づいて決められるエンジン要求トルクＨが増加する。このため、空燃比切替制御部７７は、エンジン要求トルクＨとエンジン回転数Ｇなどに基づいて決定されるエンジンの動作点が過給リーン燃焼領域から目標動作点となるストイキ燃焼領域、つまり図３に示す動作点８１から目標動作点８２に設定されたと判定する。この時間ｔ２のときに、変速要因に伴って要求される空燃比切替制御が変速制御と重複して実施されることになってしまう。
【００７６】
しかし、この場合ＥＣＵ６６の規制部８０は、変速制御よりも先に空燃比切替制御を実施し、空燃比切替制御が完了した後まで変速制御の実施を遅延させる。つまり変速制御の実施は、図１０に示す時間ｔ２の変速指令が出力されてから空燃比切替制御が完了した後の時間ｔ５までの所定時間Ｍだけ遅延される。ここで、空燃比切替制御が完了する時間ｔ４は、ＥＣＵ６６によって、例えば空燃比センサ４５から出力される出力信号、つまり排気中の酸素濃度に基づいて検知される。そして、空燃比切替制御が完了した後の時間、つまり時間ｔ４から時間ｔ５の時間は、エンジン１１の燃焼が安定する第１の待機時間として予め決められている。
【００７７】
なお、空燃比センサ４５の出力信号が小振れのまま所定時間が経過したときに、空燃比が安定した状態であると推定して時間ｔ５、つまり変速制御を実施する開始時間ｔ５を決めてもよい。第１の待機時間としては、ゼロを含む。「空燃比切替制御が完了した後」との条件は、「内燃機関がストイキ燃焼領域での運転に切り替わるまで」との条件の一例である。
【００７８】
空燃比切替制御部７７は、時間ｔ３のときに吸入空気量Ｅを減らして、混合気の空燃比Ａをリーン空燃比からストイキ空燃比へ切り替える。そして、時間ｔ４のときにストイキ燃焼への空燃比切替が完了する。なお、空燃比Ａに示した点線は、実際の空燃比（実Ａ／Ｆ）の切り替え時間を示す。実際の空燃比は、実線で記載した目標値よりも少し遅れて切り替わる。
【００７９】
ＥＣＵ６６は、空燃比切替完了後の時間ｔ５のときに、自動変速機１３での変速制御を実施する。変速制御は、解放側クラッチＩを解放し、その後に係合側クラッチＪを係合するクラッチ・ツウ・クラッチ変速の制御となっている。その後、ＥＣＵ６６は、時間ｔ６のときにイナーシャ相開始点を判定し、イナーシャ相開始点を判定したときに遅角要求Ｋを出力して、点火遅角制御部７５が点火遅角制御を実施する。点火遅角制御部７５は、点火時期Ｌをエンジン１１が最大トルクを発生する点火時期（MBT）よりも遅角させる制御である。点火遅角制御は、イナーシャ相終了点となる時間ｔ７のときに完了となる。変速中には、点火遅角制御により入力トルクに生じるトルク変動が低減され、変速後には、エンジン回転数Ｇが、例えば中回転領域から低回転領域にスムーズに移行される。
【００８０】
なお、イナーシャ相開始点は、例えば自動変速機１３の入力回転数が変速前の変速比に対応する同期回転数から変化し始めるときにＥＣＵ６６が判定する。同期回転数は、入力回転数と同期する回転部材の回転数である。また、点火遅角制御は、イナーシャ相の期間に対応して実施されているが、ストイキ燃焼運転の期間内であればイナーシャ相の期間に限定されることはない。
【００８１】
さらに、図１０では、一例として２速から３速に変速する場合を示している。このため、変速制御が完了した時間ｔ７でＥＣＵ６６は、次回の変速のために変速点を、例えば「２速から３速への変速線」から、次回の変速段となる「３速から４速への変速線」に切り替える処理を実施する。そして、例えば３速から４速への変速制御と、リーン燃焼運転からストイキ燃焼運転への空燃比切替制御とが重複した場合には、前述したと同じ又は同様な制御となる。
【００８２】
図１１は、ストイキ燃焼運転から過給リーン燃焼運転への空燃比切替制御を実施中に、選択変速制御を実施するとき（図５で説明した条件４のとき）の規制の一例を示す。なお、図１１では、例えば平坦路あるいは登坂路を走行中に、運転者の要求に応じて、例えば３速から２速への選択によるダウンシフトが実施される場合を想定している。図１１に示すように、時間ｔ１では、エンジン１１に供給する混合気の空燃比Ａがストイキ空燃比となっており、かつ自動変速機１３の変速段Ｂが３速で車両が走行している状態となっている。時間ｔ１では、パワーオン、すなわちアクセルが踏み込まれてアクセル開度Ｃが増加している。アクセル開度Ｃが増加することで、スロットルバルブ開度制御部７８は、スロットル開度Ｄを増大して吸入空気量Ｅを増加させるとともに、燃料噴射制御部７９は、吸入空気量Ｅの増加に伴って燃料の噴射量Ｆを増加する制御を実施する。このとき、エンジン回転数Ｇが、例えば低回転領域に維持されている。
【００８３】
時間ｔ２のときには、アクセル開度Ｃとエンジン回転数Ｇなどに基づいて求まるエンジン要求トルクＨが増加している。このため、空燃比切替制御部７７は、エンジン要求トルクＨとエンジン回転数Ｇなどに基づいて決定されるエンジン１１の動作点がストイキ燃焼領域から目標動作点となる過給リーン燃焼領域、つまり図３に示した動作領域において動作点８３から目標動作点８４に設定されたと判定する。
【００８４】
エンジン１１の動作点が目標動作点に設定されることでＥＣＵ６６は、過給リーン燃焼への空燃比切替を実施する指令を出力する。この指令を受けて空燃比切替制御部７７は、時間ｔ２のときに、空燃比切替制御を実施する。ストイキ燃焼から過給リーン燃焼への空燃比切替制御を実施中の時間ｔ３のときには、ＥＣＵ６６が選択変速制御を実施する指令を受けている。規制部８０は、空燃比切替制御部７７が空燃比切替制御を実施中に、選択変速制御を実施する指令の出力を検出した場合、変速制御部７４に対して選択変速制御の実施を許可する。これにより、自動変速機１３は、空燃比切替制御を実施中に選択変速制御、つまり要求変速段へのクラッチ・ツウ・クラッチ変速の制御を実施して、変速段を、例えば３速から２速に変速する。
【００８５】
過給リーン燃焼への空燃比切替制御は、時間ｔ４のときに完了する。また、選択変速制御は、時間ｔ５のときに完了する。変速後には、エンジン回転数Ｇが、例えば低回転領域から中回転領域に移行される。
【００８６】
リーン燃焼運転に切り替わる実際の時間は、空燃比Ａに点線で「実Ａ／Ｆ」として示したように、空燃比切替制御が開始される時間ｔ２から少し遅れる。例えば過給リーン燃焼運転への切り替えは、図１０で説明した例と比べて遅れが顕著となる。よって、変速中は、未だストイキ燃料運転であるため、トルクダウン制御の一例として点火遅角制御を実施しても気筒の失火が生じるおそは少ない。
【００８７】
なお、図１１では、一例として３速から２速にシフトダウンをする場合を示しているが、変速段への切り替えは、３速から２速に限らず、例えば２速から１速でもよい。また、シフトダウンに限らず、手動変速モードであればシフトアップでもよい。さらに、アクセルペダルをオンするパワーオンに限らず、手動変速モードであればパワーオフでもよい。
【００８８】
また、図１１では、ストイキ燃焼運転から過給リーン燃焼運転への空燃比切替制御を実施中に、選択変速制御を実施する指令を受けたときの規制の一例を示している。これに対し、選択変速制御を実施中に、ストイキ燃焼運転から過給リーン燃焼運転への空燃比切替制御を実施する指令を受ける場合には、空燃比切替制御の実施を選択変速制御が完了するまで遅延させる。そして、ストイキ燃焼運転中に、例えば点火遅角制御を実施し、点火遅角制御とともに選択変速制御が完了した後に、過給リーン燃焼運転に切り替える空燃比切替制御を実施するのが、変速時の入力トルクのトルク変動を低減することができるので好適である。なお、過給リーン燃焼運転に限らず、リーン燃焼運転でもよい。
【００８９】
図１２は、選択変速制御を実施中に、ストイキ燃焼運転から過給リーン燃焼運転への空燃比切替を実施するとき（図５で説明した条件３のとき）の規制の一例を示す。なお、図１２では、パワーオン・アップシフトの一例として２速から３速に選択変速制御を実施する場合を示している。図１２に示すように、時間ｔ１では、エンジン１１に供給する混合気の空燃比Ａがストイキ空燃比となっており、かつ自動変速機の変速段Ｂが２速で車両１０が、例えば降坂路あるいは登板坂を走行している。時間ｔ１では、パワーオン、すなわちアクセルが踏み込まれてアクセル開度Ｃが増加している。アクセル開度Ｃの増加に伴ってスロットルバルブ開度制御部７８は、スロットル開度Ｄを増大して吸入空気量Ｅを増加させるとともに、燃料噴射制御部７９は、吸入空気量Ｅの増加に伴って燃料の噴射量Ｆを増加させる制御を実施する。このとき、車両１０は、エンジン回転数Ｇが、例えば高回転領域に保たれている。
【００９０】
時間ｔ２のときにＥＣＵ６６は、選択変速制御を実施する指令を受け取る。これにより、ＥＣＵ６６は、時間ｔ３のときに、例えば２速から３速への選択変速制御を実施する。
【００９１】
また、時間ｔ２のときには、前述したアクセル開度Ｃとエンジン回転数Ｇなどに基づいて求まるエンジン要求トルクＨが増加している。このため、空燃比切替制御部７７は、エンジン要求トルクＨとエンジン回転数Ｇなどに基づいて決定されるエンジンの動作点がストイキ燃焼領域から目標動作点となる過給リーン燃焼領域、つまり図３に示した動作領域において動作点８５から目標動作点８６に設定されたと判定する。
【００９２】
ＥＣＵ６６は、図１２に示すように、選択変速制御を実施中に空燃比切替制御を実施する指令を受けても、選択変速制御が完了した後まで空燃比切替制御の実施を遅延させる。ここで、ＥＣＵ６６は、例えば入力回転数が変速後の変速比に対応する同期回転数に達する時点を選択変速制御が完了した時点ｔ４として検出する。そして、ＥＣＵ６６は、時間ｔ４から時間ｔ５までの第２の待機時間を経過した後の時間ｔ５のときに空燃比切替制御を実施する。第２の待機時間は、自動変速機１３の出力回転が安定するまでの時間として予め決められている。なお、第２の待機時間としては、ゼロを含む。「選択変速制御が完了した後」との条件は、「選択変速制御が完了するまで」の条件の一例である。
【００９３】
これにより、選択変速制御を実施中は、点火時期の遅角限界まで余裕をもつストイキ燃焼運転となる。このため、選択変速制御中に、例えば点火遅角制御を実施しても気筒の失火の防止または抑制を図ることができる。選択変速制御が完了した後には、リーン燃焼運転に切り替える空燃比切替制御が実施される。これにより、選択変速時に生じ易い入力トルクのトルク変動を防止または低減することができる。変速後には、エンジン回転数Ｇが、例えば高回転領域から中回転領域にスムーズに移行される。
【００９４】
なお、ストイキ燃焼運転からリーン燃焼運転への空燃比切替制御と自動変速制御との実施が重なった場合には、指令の早い順に、互いの制御が重ならないように実施される。
【００９５】
以上、実施例に基づいて説明したが、この発明は上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。例えば、上記実施例において、車両は、走行用の動力源として電動機を備えていないが、走行用の電動機を備えたハイブリッド車両であってもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０…車両、  １１…エンジン、  １３…自動変速機、  ２０，２２，６６…ＥＣＵ、  ２５…シフトポジションセンサ、  ７４…変速制御部、  ７７…空燃比切替制御部、  ８０…規制部。
【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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