(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合気の空燃比を変更可能な内燃機関の出力側に、複数の変速段を備えた自動変速機が連結されている自動変速機の制御装置において、
前記空燃比の変更に伴う前記内燃機関の燃料消費量特性の変化に基づいて、前記自動変速機の変速点を、リーンバーン運転時に該リーンバーン運転での空燃比より小さい空燃比での運転時より低車速側に変更する変速点変更手段を備えていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
混合気の空燃比を理論空燃比より大きいリーン空燃比にするリーンバーン運転を、該リーンバーン運転に適合する条件が成立している状態でかつ前記リーンバーン運転を実施する条件が成立することにより実施する内燃機関の出力側に連結されている自動変速機の制御装置において、
前記リーンバーン運転に適合する条件が成立していることを判断するリーンバーン適合条件判断手段と、このリーンバーン適合条件判断手段によって前記リーンバーン運転に適合する条件の成立が判断されていない場合に、前記自動変速機の制御内容を、前記リーンバーン運転に適合する条件の成立を促進する制御内容に設定する制御内容変更手段とを備え、
前記制御内容変更手段は、前記自動変速機の制御のための変速パターンを変更して所定の高速段を制限するように構成されていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項３】
混合気の空燃比を理論空燃比より大きいリーン空燃比にするリーンバーン運転を、該リーンバーン運転に適合する条件が成立している状態でかつ前記リーンバーン運転を実施する条件が成立することにより実施する内燃機関の出力側に連結され、かつ流体継手の入力部材および出力部材を直接接続するロックアップクラッチを備えている自動変速機の制御装置において、
前記リーンバーン運転に適合する条件が成立していることを判断するリーンバーン適合条件判断手段と、このリーンバーン適合条件判断手段によって前記リーンバーン運転に適合する条件の成立が判断されていない場合に、前記自動変速機の制御内容を、前記リーンバーン運転に適合する条件の成立を促進する制御内容に設定する制御内容変更手段とを備え、
前記制御内容変更手段は、前記ロックアップクラッチの係合を禁止するように構成されていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項４】
前記空燃比の変更が一時的なものである場合に、前記変速点変更手段が、前記自動変速機の変速点の変更を禁止するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項５】
前記変速点変更手段は、車両が停止している間に限り前記自動変速機の変速点を変更するように構成されていることを特徴とする請求項１または４に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項６】
前記変速点変更手段は、前記自動変速機の変速線図に対応する変速制御が開始されてから所定時間内に前記空燃比が変更された場合に、前記自動変速機の変速点の変更を禁止するように構成されていることを特徴とする請求項１、４、５のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。
【請求項７】
前記リーンバーン運転に適合する条件は、暖機が完了していること、排気浄化触媒の温度が所定温度以上であること、前記内燃機関の冷却水温が所定温度以上であること、前記自動変速機の作動油温が所定値以上であることのいずれかを含むことを特徴とする請求項２または３に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関は、第３速と第４速との燃料消費量が同一となる車速が、リーンバーン運転時よりも該リーンバーン運転での空燃比より小さい空燃比での運転時に高車速となる燃料消費量特性を備えていることを特徴とする請求項１、４、５、６のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、混合気の空燃比を変更可能な内燃機関の出力側に連結される自動変速機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
省エネ化や環境保全のために内燃機関の燃費を向上させることが強く望まれていることは周知のとおりである。例えば、ガソリンエンジンでは、空燃比を大きくしたリーンバーン運転の可能なエンジンが開発され、また実用化されている。このリーンバーン運転は、理論空燃比より大きい空燃比の混合気をシリンダの内部に吸入して燃焼を生じさせる運転状態である。このため、エンジントルクが低下し、また燃焼が不安定になってトルク変動が比較的大きくなるなどの特性がある。したがって、通常は、車速が所定車速以上でかつスロットル開度が比較的低開度の状態で実行することとしている。さらに、エンジンのシリンダから排出される排気中の空気濃度が高くなることにより、排気ガス中のＮＯx の濃度が高くなる傾向にある。このため、従来では、エンジンの排気系統中にＮＯx 吸収剤を配置し、エンジンのリーンバーン運転により生じるＮＯx を、ＮＯx 吸収剤により吸収している。
【０００３】
一方、自動変速機を搭載した車両においては、車両の走行状態、例えば、スロットル開度などによって表されるエンジン負荷や車速などに基づいて、自動変速機の変速が判断され、かつ、実行される。また、この自動変速機には、歯車変速機構とエンジンとの間に流体継手の一種であるトルクコンバータを配置したものがある。
【０００４】
このトルクコンバータは、エンジンのトルクが流体を介して歯車変速機構に伝えられる構成であるため、動力の伝達効率が低下する。そこで、トルクコンバータの入力部材と出力部材とを、選択的に係合・解放するロックアップクラッチを備えたトルクコンバータが採用されている。このロックアップクラッチを係合すれば、エンジンのトルクが機械的に歯車変速機構に伝達されるため、動力の伝達効率が向上する。
【０００５】
ところで、上記のように、リーンバーン運転の可能なエンジンの出力側に自動変速機が連結された制御装置の一例が、特開平９−１８４４３８号公報に記載されている。この公報に記載された制御装置は、空燃比をリーンにしたリーンバーン運転中の所定期間ごとに一時的に空燃比をリッチ化する内燃機関に、走行状態に基づいて変速を実行する自動変速機が連結されている。そして、自動変速機での変速が予測された場合は、変速の予測に基づき、その予測された変速が実行される以前に、空燃比の一時的なリッチ化を実行する制御が行われる。
【０００６】
上記公報に記載された制御装置においては、変速を予測する手段によって変速の判断もしくは実行の時期が予め解るので、例えばＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出させるための空燃比の一時的なリッチ化が、その変速に先行して実施される。そのため、変速を行う時点では、ＮＯx 吸収剤のＮＯx 吸収能力に余裕があり、ＮＯx 吸収剤の飽和を間接的に判断して所定期間ごとに実行される空燃比のリッチ化が、変速の際に実行されることが回避される。すなわち自動変速機の変速と内燃機関での空燃比のリッチ化とが時間的に重なることがなく、その結果、自動変速機の入力トルクが安定して変速ショックが良好になるとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リーンバーン運転は、理論空燃比より大きい空燃比の混合気をシリンダに送り込み、あるいはその混合気をシリンダ内で生じさせてこれを燃焼させる運転状態であるから、車両の状態によっては燃焼が不安定になったり、それに伴って振動が生じたりする可能性がある。また、リーンバーン運転時の排気中の窒素酸化物（ＮＯx ）濃度が高くなるので、排気浄化触媒に対する負荷が大きくなる。このようにリーンバーン運転時には理論空燃比で運転している状態とは異なる状況が生じるため、所定の条件が成立した場合にリーンバーン運転を許可することとしている。
【０００８】
上述した従来の制御装置は、リーンバーン運転がおこなわれている際の一時的な空燃比のリッチ化（リッチスパイク）と自動変速機の変速との重畳による不都合を解決するためのものであるが、その制御の前提となるリーンバーン運転が許可されていない場合の制御については何ら触れていない。リーンバーン運転の可能な車両では、通常、リーンバーン運転以外の場合には、理論空燃比もしくはそれに近い空燃比で運転をおこない、またその内燃機関に自動変速機が連結されていれば、これを通常の通りに制御している。言い換えれば、従来では、リーンバーン運転が許可されない状態では、燃費の向上のための特別な制御をおこなっていないので、車両の全体としての燃費の向上のための制御に改善の余地があった。
【０００９】
また、内燃機関については燃費を考慮した上記のリーンバーン運転が選択的に実行されるが、その内燃機関に連結された自動変速機は、振動や変速ショックの改善あるいは動力性能などの点で、ストイキバーン（理論空燃比での燃焼）の際とは異なって制御されることがあるが、燃費の改善の点での制御内容の改善については従来省みられていず、この点でも改良の余地があった。
【００１０】
この発明は、上記事情を背景としてなされたもので、内燃機関の燃費を可及的に向上させることの可能な自動変速機の制御装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、混合気の空燃比を変更可能な内燃機関の出力側に、複数の変速段を備えた自動変速機が連結されている自動変速機の制御装置において、前記空燃比の変更に伴う前記内燃機関の燃料消費量特性の変化に基づいて、前記自動変速機の変速点を、リーンバーン運転時に該リーンバーン運転での空燃比より小さい空燃比での運転時より低車速側に変更する変速点変更手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項１の発明によれば、内燃機関の空燃比の変更に伴う燃料消費量特性の変化に基づいて、自動変速機の変速点が、リーンバーン運転時に該リーンバーン運転での空燃比より小さい空燃比での運転時より低車速側に変更される。このため、所定の車速において、各空燃比に対応して、可及的に燃料消費量の少ない変速段を設定することが可能になる。
【００１４】
また、請求項２の発明は、混合気の空燃比を理論空燃比より大きいリーン空燃比にするリーンバーン運転を、該リーンバーン運転に適合する条件が成立している状態でかつ前記リーンバーン運転を実施する条件が成立することにより実施する内燃機関の出力側に連結されている自動変速機の制御装置において、前記リーンバーン運転に適合する条件が成立していることを判断するリーンバーン適合条件判断手段と、このリーンバーン適合条件判断手段によって前記リーンバーン運転に適合する条件の成立が判断されていない場合に、前記自動変速機の制御内容を、前記リーンバーン運転に適合する条件の成立を促進する制御内容に設定する制御内容変更手段とを備え、前記制御内容変更手段は、前記自動変速機の制御のための変速パターンを変更して所定の高速段を制限するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２の発明によれば、リーンバーン運転に適合する条件が成立していない場合に、自動変速機の制御内容が、リーンバーン運転に適合する条件の成立を促進する内容に変更される。すなわち、所定の高速段が変速パターンの変更によって制限される。したがって、内燃機関の回転数が所定の高速回転領域に維持されて暖機が促進され、エンジンの排気系統に設けられた排気浄化触媒の温度が上昇して触媒の活性化が促進される。その結果、リーンバーン運転に適合する条件の成立が促進される。
さらに、請求項３の発明は、混合気の空燃比を理論空燃比より大きいリーン空燃比にするリーンバーン運転を、該リーンバーン運転に適合する条件が成立している状態でかつ前記リーンバーン運転を実施する条件が成立することにより実施する内燃機関の出力側に連結され、かつ流体継手の入力部材および出力部材を直接接続するロックアップクラッチを備えている自動変速機の制御装置において、前記リーンバーン運転に適合する条件が成立していることを判断するリーンバーン適合条件判断手段と、このリーンバーン適合条件判断手段によって前記リーンバーン運転に適合する条件の成立が判断されていない場合に、前記自動変速機の制御内容を、前記リーンバーン運転に適合する条件の成立を促進する制御内容に設定する制御内容変更手段とを備え、前記制御内容変更手段は、前記ロックアップクラッチの係合を禁止するように構成されていることを特徴とするものである。
したがって請求項３の発明では、リーンバーン運転に適合する条件が成立していない場合に、自動変速機の制御内容が、リーンバーン運転に適合する条件の成立を促進する内容に変更される。その際に、流体継手におけるロックアップクラッチの係合が禁止される。したがって、内燃機関の回転数が所定の高速回転領域に維持されて暖機が促進され、エンジンの排気系統に設けられた排気浄化触媒の温度が上昇して触媒の活性化が促進され、そのようなリーンバーン運転に適合する条件の成立が促進されている過程における耐久性の低下や振動の悪化の要因が回避される。
そして、請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記空燃比の変更が一時的なものである場合に、前記変速点変更手段が、前記自動変速機の変速点の変更を禁止するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
したがって、請求項４の発明では、空燃比の変更が一時的なものである場合、変速点の変更が禁止され、その結果、一時的な変速が生じない。
そしてまた、請求項５の発明は、請求項１または４の発明における前記変速点変更手段が、車両が停止している間に限り前記自動変速機の変速点を変更するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
したがって、請求項５の発明では、空燃比の変更に伴う内燃機関の燃料消費量特性の変化に基づいて変速点を変更する場合、車両が停止中の場合に限りその変速点の変更が実行される。
そして、請求項６の発明は、請求項１、４、５のいずれかの発明における前記変速点変更手段が、前記自動変速機の変速線図に対応する変速制御が開始されてから所定時間内に前記空燃比が変更された場合に、前記自動変速機の変速点の変更を禁止するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
したがって、請求項６の発明では、自動変速機の変速線図に対応する変速制御が開始されてから所定時間内に空燃比が変更されても、自動変速機の変速点の変更が禁止される。
請求項７の発明は、請求項２または３の発明において、前記リーンバーン運転に適合する条件は、暖機が完了していること、排気浄化触媒の温度が所定温度以上であること、前記内燃機関の冷却水温が所定温度以上であること、前記自動変速機の作動油温が所定値以上であることのいずれかを含むことを特徴とする自動変速機の制御装置である。
請求項８の発明は、請求項１、４、５、６のいずれかの発明において、前記内燃機関は、第３速と第４速との燃料消費量が同一となる車速が、リーンバーン運転時よりも該リーンバーン運転での空燃比より小さい空燃比での運転時に高車速となる燃料消費量特性を備えていることを特徴とする自動変速機の制御装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図面に基づいてより具体的に説明する。先ず、この発明で対象とする自動変速機の一例について図１を参照して説明する。図１において、エンジン１にトルクコンバータ２を介して自動変速機３が連結されている。このトルクコンバータ２は、エンジン１のクランク軸４に連結されたポンプインペラ５と、自動変速機３の入力軸６に連結されたタービンランナー７と、これらポンプインペラ５およびタービンランナー７の間を直結するロックアップクラッチ８と、一方向クラッチ９によって一方向の回転が阻止されているステータ１０とを備えている。すなわち、ポンプインペラ５がトルクコンバータ２の入力部材に相当し、タービンランナー７がトルクコンバータ２の出力部材に相当する。
【００１７】
上記自動変速機３は、ハイおよびローの２段の切り換えを行う副変速部１１と、後進ギヤ段および前進４段の切り換えが可能な主変速部１２とを備えている。副変速部１１は、サンギヤＳ0 、リングギヤＲ0 、およびキャリヤＫ0 に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ0 およびリングギヤＲ0 に噛み合わされているピニオンＰ0 から成るＨＬ遊星歯車装置１３と、サンギヤＳ0 とキャリヤＫ0 との間に設けられたクラッチＣ0 および一方向クラッチＦ0 と、サンギヤＳ0 とハウジング１９との間に設けられたブレーキＢ0 とを備えている。
【００１８】
主変速部１２は、サンギヤＳ1 、リングギヤＲ1 、およびキャリヤＫ1 に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ1 およびリングギヤＲ1 に噛み合わされているピニオンＰ1 からなる第１遊星歯車装置１４と、サンギヤＳ2 、リングギヤＲ2 、およびキャリヤＫ2 に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ2 およびリングギヤＲ2 に噛み合わされているピニオンＰ2 からなる第２遊星歯車装置１５と、サンギヤＳ3 、リングギヤＲ3 、およびキャリヤＫ3 に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ3 およびリングギヤＲ3 に噛み合わされているピニオンＰ3 からなる第３遊星歯車装置１６とを備えている。
【００１９】
上記サンギヤＳ1 とサンギヤＳ2 とは互いに一体的に連結され、リングギヤＲ1 とキャリヤＫ2 とキャリヤＫ3 とが一体的に連結され、そのキャリヤＫ3 は出力軸１７に連結されている。また、リングギヤＲ2 がサンギヤＳ3 に一体的に連結されている。そして、リングギヤＲ2 およびサンギヤＳ3 と中間軸１８との間に第１クラッチＣ1 が設けられ、サンギヤＳ1 およびサンギヤＳ2 と中間軸１８との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００２０】
またブレーキ手段として、サンギヤＳ1 およびサンギヤＳ2 の回転を止めるためのバンド形式の第１ブレーキＢ1 がハウジング１９に設けられている。また、サンギヤＳ1 およびサンギヤＳ2 とハウジング１９との間には、第１一方向クラッチＦ1 およびブレーキＢ2 が直列に設けられている。この第１一方向クラッチＦ1 は、サンギヤＳ1 およびサンギヤＳ2 が入力軸６と反対の方向へ逆回転しようとする際に係合させられるように構成されている。
【００２１】
キャリヤＫ1 とハウジング１９との間には第３ブレーキＢ3 が設けられており、リングギヤＲ3 とハウジング１９との間には、第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とが並列に設けられている。この第２一方向クラッチＦ2 は、リングギヤＲ3 が逆回転しようとする際に係合させられるように構成されている。上記クラッチＣ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2 、ブレーキＢ0 ，Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 は、油圧が作用することにより摩擦材が係合させられる油圧式摩擦係合装置である。
【００２２】
上記の自動変速機では、前進５段と後進段とを設定することができ、これらの変速段を設定するための各摩擦係合装置の係合・解放の状態を図２の係合作動表に示してある。なお、図２において○印は係合状態、×印は解放状態をそれぞれ示す。
【００２３】
図３は、エンジン１および自動変速機３についての制御系統図を示しており、アクセルペダル２０の踏み込み量（アクセル開度）がアクセルペダルスイッチ（図示せず）により検出され、その検出信号がエンジン用電子制御装置２１に入力されている。またエンジン１の吸気ダクトには、スロットルアクチュエータ２２によって駆動される電子スロットル弁２３が設けられており、この電子スロットル弁２３は、アクセルペダル２０の踏み込み量に応じて制御装置２１からスロットルアクチュエータ２２に制御信号が出力され、その制御量に応じて開度が制御されるようになっている。
【００２４】
また、エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２４、吸入空気量を検出するエアフローメータ２５、吸入空気の温度を検出する吸入空気温度センサ２６、上記電子スロットル弁２３の開度θを検出するスロットルセンサ２７、出力軸１７の回転速度などから車速Ｖを検出する車速センサ２８、エンジン１の冷却水温度を検出する冷却水温センサ２９、ブレーキの作動を検出するブレーキスイッチ３０、シフトレバー３１の操作位置を検出する操作位置センサ３２、空調用のヒーター制御スイッチ１５８、エンジン１の排気系統に設けられた排気浄化触媒の温度を検出する排気温センサ１５９などが設けられている。この排気浄化触媒には、後述するＮＯx 吸収剤、および後述する三元触媒が含まれる。
【００２５】
これらのセンサから、エンジン回転速度Ｎ、吸入空気温度Ｔｈa 、電子スロットル弁２３の開度θ、車速Ｖ、エンジン冷却水温ＴＨw 、ブレーキの作動状態ＢＫ、シフトレバー３１の操作位置Ｐshを表す信号、ヒーター制御の信号、触媒温度の信号が、エンジン用電子制御装置２１および変速用電子制御装置３３に供給されるようになっている。なお、この変速用電子制御装置３３には、上記の電子スロットル弁２３の開度θ、車速Ｖ、エンジン冷却水温ＴＨw 、ブレーキの作動状態ＢＫの信号が入力されている。
【００２６】
また、タービンランナー７の回転速度を検出するタービン回転速度センサ３４からタービン回転速度ＮT を表す信号が変速用電子制御装置３３に供給されている。さらに、アクセルペダル２０が最大操作位置まで操作されたことを検出するキックダウンスイッチ３５からキックダウン操作を表す信号が変速用電子制御装置３３に入力されている。
【００２７】
さらにまた、自動変速機３の作動油（オートマチックトランスミッションフルード）の温度を検出する油温センサ１６０が設けられている。この作動油により、自動変速機３に設けられている各種の摩擦係合装置の制御、トルクコンバータ２の制御、各遊星歯車装置の潤滑および冷却が行われる。そして、油温センサ１６０の信号が、変速用電子制御装置３３に入力されている。また、車体の振動を検出する振動検出センサ１６１の信号が変速用電子制御装置３３に入力されている。この振動検出センサ１６１は、例えばシフトレバー３１などに取り付けられており、その検出信号に基づいてこもり音の発生を検出することも可能である。
【００２８】
エンジン用電子制御装置２１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）、入出力インターフェースを備えたいわゆるマイクロコンピュータであって、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、種々のエンジン制御を実行する。例えば、燃料噴射量制御のために燃料噴射弁３７を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ３８を制御し、アイドルスピード制御のために図示しないバイパス弁を制御し、トラクション制御を含む全てのスロットル制御を、スロットルアクチュエータ２２により電子スロットル弁２３を制御して実行する。
【００２９】
変速用電子制御装置３３も、上記のエンジン用電子制御装置２１と同様のマイクロコンピュータであって、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用し、予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理するとともに、油圧制御回路３８の各ソレノイド弁あるいはリニアソレノイド弁を駆動するようになっている。例えば、変速用電子制御装置３３は、スロットル弁２３の開度に対応した大きさの出力圧ＰSLT を発生させるためにリニアソレノイド弁ＳLT、およびアキュームレータ背圧を制御するためにリニアソレノイド弁ＳLN、ならびにロックアップクラッチ８のスリップ量を制御し、また変速過渡時の所定のクラッチあるいはブレーキの係合圧を変速の進行に従いかつ入力トルクに応じて制御するためにリニアソレノイド弁ＳLUをそれぞれ駆動する。
【００３０】
また、変速用電子制御装置３３は、基本スロットル弁開度θ（アクセルペダルの踏み込み量に対して所定の非線形特性で変換したスロットル開度）および車速Ｖならびにこれらをパラメータとした変速線図に基づいて、自動変速機３の変速段を決定し、この決定された変速段および係合状態が得られるように油圧制御回路３８におけるＮo ．１ないしＮo ．３のソレノイド弁ＳOL1 ，ＳOL2 ，ＳOL3 を駆動し、エンジンブレーキを発生させる際には、Ｎo ．４のソレノイド弁ＳOL4 を駆動するよう構成されている。そして、この実施例においては、エンジン１の燃焼状態、つまり、空燃比に対応して変速線図を変更することが可能になっている。
【００３１】
他方、上記ロックアップクラッチ８は、自動変速機３の第１速および第２速では解放されるが、第３速および第４速では、基本スロットル弁開度θおよび車速Ｖをパラメータとするロックアップクラッチ制御パターンに基づいて、ロックアップクラッチ８の解放（オフ）、スリップ、係合（オン）のいずれかの領域が判定され、スリップ領域であればロックアップクラッチ８がスリップ制御され、係合領域であれば係合させられる。このスリップ制御は、エンジン１の回転変動を吸収しつつトルクコンバータ２の回転損失を可及的に抑制するためのものである。また、この実施例においては、エンジン１の燃焼状態、つまり、空燃比に対応してロックアップクラッチ制御パターンを変更することが可能になっている。
【００３２】
図４は、シフトレバー３１の操作位置を示している。図において、車両の前後方向の６つの操作位置と車両の左右方向の２つの操作位置との組み合せにより、シフトレバー３１を８つの操作位置へ操作可能に支持する図示しない支持装置によってシフトレバー３１が支持されている。そしてＰはパーキングレンジ位置、Ｒはリバースレンジ位置、Ｎはニュートラルレンジ位置、Ｄはドライブレンジ位置、“４”は第４速までの変速段を設定する“４”レンジ位置、“３”は第３速までの変速段を設定する“３”レンジ位置、“２”は第２速までの変速段を設定する“２”レンジ位置、Ｌは第１速以上の変速段へのアップシフトを禁止するローレンジ位置をそれぞれ示す。
【００３３】
図２に示すように上記の自動変速機３は、第２速と第３速との間の変速が、第３ブレーキＢ3 と第２ブレーキＢ2 との係合状態を共に切り換えるクラッチ・ツウ・クラッチ変速となる。その変速制御は、パワーオン／オフの状態やシフトアップ／ダウンの状態に応じて、変速に関与する摩擦係合装置をアンダーラップもしくはオーバーラップ状態に制御する必要があり、具体的には、第２ブレーキＢ2 の油圧を入力トルクに応じて制御し、また第３ブレーキＢ3 の油圧を変速の進行状況に基づいて制御する必要がある。そこで上記の油圧制御回路３８には、この変速を円滑かつ迅速に実行するために、図５に示す回路が組み込まれており、以下、簡単にその構成を説明する。
【００３４】
図５において符号７０は 1-2シフトバルブを示し、また符号７１は 2-3シフトバルブを示し、さらに符号７２は 3-4シフトバルブを示している。これらのシフトバルブ７０，７１，７２の各ポートの各変速段での連通状態は、それぞれのシフトバルブ７０，７１，７２の下側に示しているとおりである。なお、その数字は各変速段を示す。その 2-3シフトバルブ７１のポートのうち第１速および第２速で入力ポート７３に連通するブレーキポート７４に、第３ブレーキＢ3 が油路７５を介して接続されている。この油路にはオリフィス７６が介装されており、そのオリフィス７６と第３ブレーキＢ3 との間にダンパーバルブ７７が接続されている。このダンパーバルブ７７は、第３ブレーキＢ3 にライン圧が急激に供給された場合に少量の油圧を吸入して緩衝作用を行うものである。
【００３５】
また符号７８は B-3コントロールバルブであって、第３ブレーキＢ3 の係合圧をこの B-3コントロールバルブ７８によって直接制御するようになっている。すなわちこの B-3コントロールバルブ７８は、スプール７９とプランジャ８０とこれらの間に介装したスプリング８１とを備えており、スプール７９によって開閉される入力ポート８２に油路７５が接続され、またこの入力ポート８２に選択的に連通させられる出力ポート８３が第３ブレーキＢ3 に接続されている。さらにこの出力ポート８３は、スプール７９の先端側に形成したフィードバックポート８４に接続されている。一方、前記スプリング８１を配置した箇所に開口するポート８５には、 2-3シフトバルブ７１のポートのうち第３速以上の変速段でＤレンジ圧を出力するポート８６が油路８７を介して連通されている。またプランジャ８０の端部側に形成した制御ポート８８には、ロックアップクラッチ用リニアソレノイドバルブＳLUが接続されている。
【００３６】
したがって B-3コントロールバルブ７８は、スプリング８１の弾性力とポート８５に供給される油圧とによって調圧レベルが設定され、かつ制御ポート８８に供給される信号圧が高いほどスプリング８１による弾性力が大きくなるように構成されている。
【００３７】
さらに図５中、符号８９は 2-3タイミングバルブであって、この 2-3タイミングバルブ８９は、小径のランドと２つの大径のランドとを形成したスプール９０と第１のプランジャ９１とこれらの間に配置したスプリング９２とスプール９０を挟んで第１のプランジャ９１とは反対側に配置された第２のプランジャ９３とを有している。この 2-3タイミングバルブ８９の中間部のポート９４に油路９５が接続され、またこの油路９５は、 2-3シフトバルブ７１のポートのうち第３速以上の変速段でブレーキポート７４に連通させられるポート９６に接続されている。
【００３８】
さらにこの油路９５は途中で分岐して、前記小径ランドと大径ランドとの間に開口するポート９７にオリフィスを介して接続されている。この中間部のポート９４に選択的に連通させられるポート９８は油路９９を介してソレノイドリレーバルブ１００に接続されている。そして第１のプランジャ９１の端部に開口しているポートにロックアップクラッチ用リニアソレノイドバルブＳLUが接続され、また第２のプランジャ９３の端部に開口するポートに第２ブレーキＢ2 がオリフィスを介して接続されている。
【００３９】
前記油路８７は第２ブレーキＢ2 に対して油圧を供給・排出するためのものであって、その途中には小径オリフィス１０１とチェックボール付きオリフィス１０２とが介装されている。またこの油路８７から分岐した油路１０３には、第２ブレーキＢ2 から排圧する場合に開くチェックボールを備えた大径オリフィス１０４が介装され、この油路１０３は以下に説明するオリフィスコントロールバルブ１０５に接続されている。
【００４０】
オリフィスコントロールバルブ１０５は第２ブレーキＢ2 からの排圧速度を制御するためのバルブであって、そのスプール１０６によって開閉されるように中間部に形成したポート１０７には第２ブレーキＢ2 が接続されており、このポート１０７より図での下側に形成したポート１０８に前記油路１０３が接続されている。第２ブレーキＢ2 を接続してあるポート１０７より図での上側に形成したポート１０９は、ドレインポートに選択的に連通させられるポートであって、このポート１０９には、油路１１０を介して前記 B-3コントロールバルブ７８のポート１１１が接続されている。なおこのポート１１１は、第３ブレーキＢ3 を接続してある出力ポート８３に選択的に連通させられるポートである。
【００４１】
オリフィスコントロールバルブ１０５のポートのうちスプール１０６を押圧するスプリングとは反対側の端部に形成した制御ポート１１２が油路１１３を介して、 3-4シフトバルブ７２のポート１１４に接続されている。このポート１１４は、第３速以下の変速段で第３ソレノイドバルブＳ3 の信号圧を出力し、また第４速以上の変速段で第４ソレノイドバルブＳ4 の信号圧を出力するポートである。さらにこのオリフィスコントロールバルブ１０５には、前記油路９５から分岐した油路１１５が接続されており、この油路１１５を選択的にドレインポートに連通させるようになっている。
【００４２】
なお、前記 2-3シフトバルブ７１において第２速以下の変速段でＤレンジ圧を出力するポート１１６が、前記 2-3タイミングバルブ８９のうちスプリング９２を配置した箇所に開口するポート１１７に油路１１８を介して接続されている。また 3-4シフトバルブ７２のうち第３速以下の変速段で前記油路８７に連通させられるポート１１９が油路１２０を介してソレノイドリレーバルブ１００に接続されている。
【００４３】
そして図５中、符号１２１は第２ブレーキＢ2 用のアキュームレータを示し、その背圧室には、リニアソレノイドバルブＳLNが出力する油圧に応じて調圧されたアキュームレータコントロール圧が供給されている。なおこのアキュームレータコントロール圧は、入力トルクに応じて制御され、リニアソレノイドバルブＳLNの出力圧が低いほど高い圧力になるように構成されている。したがって第２ブレーキＢ2 の係合・解放の過渡的な油圧は、リニアソレノイドバルブＳLNの信号圧が低いほど高い圧力で推移するようになっている。またそのリニアソレノイドバルブＳLUの信号圧を一時的に低くすることにより、第２ブレーキＢ2 の係合圧を一時的に高くすることができる。
【００４４】
また符号１２２は C-0エキゾーストバルブを示し、さらに符号１２３はクラッチＣ0 用のアキュームレータを示している。なお C-0エキゾーストバルブ１２２は２速レンジでの第２速のみにおいてエンジンブレーキを効かせるためにクラッチＣ0 を係合させるように動作するものである。
【００４５】
したがって、上述した油圧回路によれば、 B-3コントロールバルブ７８のポート１１１がドレインに連通していれば、第３ブレーキＢ3 の係合圧を B-3コントロールバルブ７８によって直接調圧することができ、またその調圧レベルをリニアソレノイドバルブＳLUによって変えることができる。またオリフィスコントロールバルブ１０５のスプール１０６が、図の左半分に示す位置にあれば、第２ブレーキＢ2 はこのオリフィスコントロールバルブ１０５を介して油路１０３に連通させられるので、大径オリフィス１０４を介して排圧が可能になり、したがって第２ブレーキＢ2 からのドレイン速度を制御することができる。
【００４６】
上述した自動変速機３における各摩擦係合装置の係合圧は、エンジン１でのスロットル開度θに応じて制御されるライン圧によって決まる圧力になるが、例えばクラッチ・ツウ・クラッチ変速である第２速と第３速との間の変速の際の第３ブレーキＢ3 の係合圧ＰB3は、変速の進行状況に基づいて制御される。例えば第２速から第３速へのアップシフトの場合には、第２ブレーキＢ2 と共に所定のトルク容量をもついわゆるオーバーラップ気味に制御されて入力回転数が第３速の同期回転数に低下することを促進させる。
【００４７】
また反対に第３速から第２速へのダウンシフトの際には、第３ブレーキＢ3 の係合圧を低い圧力に維持していわゆるアンダーラップ気味に制御し、入力回転数が第２速の同期回転数に上昇することを促進させる。また第２速へのダウンシフトの変速終期には、最終的には解放される第２ブレーキＢ2 の係合圧を一時的に高くしてトルクを低下させることにより、捩りトルクに起因するショックを防止する。
【００４８】
以上説明した自動変速機３が連結されているエンジン１は、空燃比を理論空燃比（ストイキ）より大きくしたリーンバーン運転が可能であり、かつリーンバーン運転中にＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出させるために、空燃比を一時的にリッチ側に設定するリッチスパイクを実行するよう構成されている。そこでこのエンジン１について説明すると、図６は吸排気系統を模式的に示しており、ピストン１３０の頂部側に形成された燃焼室１３１には、点火プラグ１３２が配置されている。またこの燃焼室１３１には、吸気弁１３３を有する吸気ポート１３４と、排気弁１３５を有する排気ポート１３６とが連通されている。
【００４９】
その吸気ポート１３４は、対応するマニホールド１３７を介してサージタンク１３８に連結され、その各マニホールド１３７には、吸気ポート１３４内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１３９が取り付けられている。またサージタンク１３８は、吸気ダクト１４０およびエアフローメータ２５を介してエアクリーナ１４１に連結され、吸気ダクト１４０内にスロットル弁２３が配置されている。
【００５０】
一方、排気ポート１３６は、排気マニホールド１４２および排気管１４３を介してＮＯx 吸収剤１４４を内蔵したケーシング１４５に接続され、さらにそのケーシング１４５は排気管１４６を介して触媒コンバータ１４７に連結されている。なお、この触媒コンバータ１４７は、三元触媒１４８を内蔵している。
【００５１】
このエンジン１を制御するエンジン用電子制御装置２１は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス１４９によって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１５０、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１５１、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）１５２、入力ポート１５３および出力ポート１５４を備えている。エアフローメータ２５は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ変換器１５５を介して入力ポート１５３に入力されるようになっている。また入力ポート１５３にはエンジン回転数を表す出力パルスを発生するエンジン回転速度センサ２４が接続されている。一方、出力ポート１５４は対応する駆動回路１５６，１５７を介してそれぞれ点火プラグ１３２および燃料噴射弁１３９に接続されている。
【００５２】
上記のようにエンジン１は、燃料噴射弁１３９から燃料が供給されるよう構成されており、その燃料噴射時間ＴＡＵは、
ＴＡＵ＝ＴＰ×Ｋt
の式に基づいて算出される。ここでＴＰは基本燃料噴射時間を表し、またＫt は補正係数を表している。基本燃料噴射時間ＴＰはエンジン１のシリンダに供給される混合気の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴射時間である。
【００５３】
この基本燃料噴射時間ＴＰは予め実験により求められ、１回転あたりの吸入空気量Ｑ／Ｎ（Ｑは吸入空気量、Ｎはエンジン回転数）で表されるエンジン負荷およびエンジン回転数Ｎの関数として図７に示すようなマップの形で予めＲＯＭ１５２内に記憶されている。補正係数Ｋt はエンジン１内に供給される混合気の空燃比を制御するための係数であって、Ｋt ＝１．０であれば、シリンダ内に供給される混合気は理論空燃比となる。これに対してＫt ＜１．０となれば、シリンダ内に供給される混合気の空燃比は理論空燃比より大きくなり、エンジン１はリーンバーン運転されることになる。さらにＫt ＞１．０になれば、シリンダ内に供給される混合気の空燃比は理論空燃比よりも小さくなり、いわゆるリッチ状態となる。
【００５４】
図６に示すエンジンでは、通常、例えばＫt ＝０．７もしくは０．６程度に維持されており、したがってリーンバーン運転が行われる。図８は、燃焼室１３１から排出される排気ガス中の代表的な成分の濃度を概略的に示している。この図８から知られるように、燃焼室１３１から排出される未燃焼のＨＣ、ＣＯの濃度は、燃焼室１３１に供給される混合気の空燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室１３１から排出される排気ガス中の酸素Ｏ2 の濃度は燃焼室１３１内に供給される混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
【００５５】
ケーシング１４５内に収容されているＮＯx 吸収剤１４４は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮa 、リチウムＬi 、セシウムＣs のようなアルカリ金属、バリウムＢa 、カルシウムＣa のようなアルカリ土類、ランタンＬa 、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐt のような貴金属とが担持されている。
【００５６】
吸気ダクトおよびＮＯx 吸収剤１４４の上流の排気管路内に供給された空気と燃料との比を「ＮＯx 吸収剤１４４への流入排気ガスの空燃比」とすると、このＮＯx 吸収剤１４４は、流入排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯx 吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると、吸収したＮＯx を放出するＮＯx の吸収放出作用を行う。
【００５７】
なお、ＮＯx 吸収剤１４４の上流の排気管路内に燃料あるいは空気が供給されない場合には、流入排気ガスの空燃比が燃焼室１３１内に供給される混合気の空燃比に一致し、したがってこの場合には、ＮＯx 吸収剤１４４は燃焼室１３１内に供給される混合気の空燃比がリーンの時にＮＯx を吸収し、燃焼室１３１内に供給される混合気中の酸素濃度が低下すると、吸収したＮＯx を放出することになる。
【００５８】
前述したように、図６に示すエンジン１では、通常、シリンダ内に供給される混合気はリーン（例えばＫt ＝０．７）に維持されており、このとき発生するＮＯx は、ＮＯx 吸収剤１４４に吸収される。ところがリーン混合気が燃焼されつづけると、ＮＯx 吸収剤１４４によるＮＯx 吸収能力が飽和してしまい、しばらくしてＮＯx 吸収剤１４４によりＮＯx を吸収できなくなってしまう。そこでこの実施例では、リーン混合気が継続して燃焼されたときには図９に示すようにシリンダ内に供給される混合気を一時的にリッチ（Ｋt ＝ＫＫ）に制御し、それによってＮＯx 吸収剤１４４に吸収されたＮＯx をＮＯx 吸収剤１４４から放出させる。すなわちリッチスパイクを実行する。
【００５９】
その場合、単にシリンダ内に供給される混合気をリーン空燃比からリッチ空燃比に切り換えるとエンジン出力トルクが変動するので、そのような事態が生じないようにリーン空燃比とリッチ空燃比とが設定されている。すなわち図１０に示すように、エンジン出力トルクは出力空燃比（１１．０〜１２．０）を境として空燃比がリーン側になるとエンジン出力トルクが低下し、また空燃比がリッチ側になってもエンジン出力トルクは低下する。
【００６０】
したがって図１０に示すようにエンジン出力トルクが等しくなるリーン空燃比（ＫＬ）とリッチ空燃比（ＫＫ）とが存在することになる。そこで燃焼室１３１においてリーン混合気を燃焼すべきときには、そのときの空燃比をリーン空燃比（ＫＬ）とし、燃焼室１３１内でリッチ混合気を燃焼すべきときにはその時の空燃比をリッチ空燃比（ＫＫ）とするとともに、点火時期をそれぞれの空燃比に対応した値に切り換えるようにしている。このようにリーン空燃比およびリッチ空燃比を予め定めると、リーン空燃比からリッチ空燃比に切り換えられたとき、およびリッチ空燃比からリーン空燃比に切り換えられたときに、エンジン出力トルクの変動やショックが抑制される。
【００６１】
なお、この実施例では、リーン空燃比（ＫＬ）が予め例えばＫt ＝０．７相当に設定されており、したがってこのリーン空燃比を用いたときのエンジン出力トルクと等しい出力トルクが得られるようにリッチ空燃比（ＫＫ）が設定される。この場合、このリッチ空燃比（ＫＫ）はエンジン負荷Ｑ／Ｎとエンジン回転数Ｎとの関数になり、このリッチ空燃比（ＫＫ）は図１１に示すようにエンジン負荷Ｑ／Ｎおよびエンジン回転数Ｎの関数の形で予めＲＯＭ１５０に記憶されている。
【００６２】
なお、ＮＯx 吸収剤１４４からのＮＯx の放出作用は、一定量のＮＯx がＮＯx 吸収剤１４４に吸収されたとき、例えばＮＯx 吸収剤１４４の吸収能力の５０％程度までＮＯx が吸収されたときに行われる。ＮＯx 吸収剤１４４に吸収されるＮＯx の量は、エンジン１から排出される排気ガスの量と、排気ガス中のＮＯx 濃度とに比例する。この場合、排気ガス量は吸入空気量に比例し、排気ガス中のＮＯx 濃度はエンジン負荷に比例するので、ＮＯx 吸収剤１４４に吸収されるＮＯx 量は正確には吸入空気量とエンジン負荷との積の累積値から推定することができる。なお、制御を単純にするためには、エンジン回転数の累積値からＮＯx 吸収剤１４４に吸収されているＮＯx 量を推定してもよい。
【００６３】
つぎに上記のエンジン１におけるリッチスパイクの制御について説明する。図１２は、前記電子制御装置２１により一定時間毎に実行されるルーチンを示している。先ず、ステップ１において基本燃料噴射時間ＴＰに対する補正係数Ｋt が１．０よりも小さいか否か、すなわちリーンバーン運転が行われているか否かが判別される。Ｋt ≧１．０のとき、すなわちシリンダ内に供給されている混合気が理論空燃比またはリッチ空燃比のときには特に制御を行うことなくこのルーチンから抜ける。
【００６４】
これに対してＫt ＜１．０のとき、すなわちリーン混合気が燃焼されているときには、ステップ２に進んで現在のエンジン回転数ＮＥにΣＮＥを加算した結果がΣＮＥとされる。したがってΣＮＥはエンジン回転数ＮＥの累積値を示している。ついでステップ３では、累積回転数ΣＮＥが一定値ＳＮＥよりも大きいか否かが判別される。
【００６５】
この一定値ＳＮＥはＮＯx 吸収剤１４４にそのＮＯx 吸収能力の例えば５０％のＮＯx 量が吸収されていると推定される累積回転数を示している。ΣＮＥ≦ＳＮＥのときにはリターンし、ΣＮＥ＞ＳＮＥのとき、すなわちＮＯx 吸収剤１４４にそのＮＯx 吸収能力の５０％のＮＯx 量が吸収されていると推定されたときにはステップ４に進んでＮＯx 放出フラグがセットされる。ＮＯx 放出フラグがセットされると、後述するようにシリンダ内に供給される混合気がリッチに切り換えられるとともに、混合気の空燃比に応じて点火時期が遅角される。
【００６６】
ついでステップ５では、カウント値Ｃが１だけインクリメントされる。ついでステップ６ではカウント値Ｃが一定値Ｃ0 よりも大きくなったか否か、すなわち例えば０．５秒経過したか否かが判別される。Ｃ≦Ｃ0 のときにはリターンし、Ｃ＞Ｃ0 になると、ステップ７に進んでＮＯx 放出フラグがリセットされる。ＮＯx 放出フラグがリセットされると、後述するようにシリンダ内に供給される混合気がリッチからリーンに切り換えられる。したがってシリンダ内に供給される混合気は０．５秒の間、リッチに制御されることになる。ついでステップ８において累積回転数ΣＮＥおよびカウント値Ｃがクリアされる。
【００６７】
図１３は、燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチンを示しており、このルーチンはエンジン用電子制御装置２１により一定時間毎（またはクランク軸の一定回転角度毎）に実行される。図１３において、先ずステップ１０で図８に示すマップから基本燃料噴射時間ＴＰが算出される。ついでステップ１１ではＮＯx 放出フラグがセットされているか否かが判別される。ＮＯx 放出フラグがセットされていないときにはステップ１２，１３に進んで補正係数Ｋt が例えば０．７とされ、ついでステップ１４に進む。ステップ１４では燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＰ×Ｋt ）が算出される。このときにはシリンダ内に供給される混合気がリーンとされる。
【００６８】
一方、ステップ１１においてＮＯx 放出フラグがセットされたと判断されたときには、ステップ１５に進んで図１１に示す関係からＫＫが算出される。ついでステップ１６では補正係数Ｋt の値がＫＫにされ、ステップ１４に進む。したがってこのときにはシリンダ内に供給される混合気がリッチ空燃比とされる。
【００６９】
ところでエンジンなどの経年変化によって実際の空燃比が制御した空燃比からずれることがある。このような場合には、例えば空燃比センサ（図示せず）を排気ポート１３６に設置し、検出された実際の空燃比に基づいて制御値を補正することが好ましい。
【００７０】
さらに、リーン運転中に空燃比を一時的にリッチ側に設定するリッチスパイクを行う場合、シリンダに供給される混合気の空燃比を小さくしても燃焼室１３１内での混合気の空燃比が遅れて変化することがある。これは、リーン運転中では吸気ポート１３４の壁面が乾いた状態にあり、ここにリッチ空燃比の混合気を供給すると、混合気に含まれる燃料の一部が吸気ポート１３４の壁面に付着し、その分、シリンダ内での混合気中の燃料の量が少なくなることに起因している。
【００７１】
したがってリッチスパイクの制御開始時点に遅れて燃焼室１３１内の空燃比が小さくなる。そのためリッチスパイクの制御開始と同時に点火時期を変更すると、過渡的に空燃比と点火時期とが不適合状態となり、エンジン出力トルクの変動が大きくなることが考えられる。
【００７２】
このような事態を未然に回避するために、空燃比をリーンからリッチに変更し、あるいはリッチからリーンに変更する場合に、点火時期を空燃比の変更に遅らせて変更し、あるいは点火時期を徐々に変更することが好ましい。あるいは空燃比をリーンからリッチに変更する場合に、吸気ポート１３４の壁面への燃料の付着による不足分を補うため、制御開始時に燃料噴射量を増大させることが好ましい。またリッチからリーンに変更する場合、吸気ポート１３４の壁面からの燃料の離脱によるリッチ化に対応して、制御開始時に燃料噴射量を減少させことが好ましい。これらの空燃比を切り換える場合の過渡的な制御は、特開平６−１９３４８７号公報に具体的に記載されている。
【００７３】
上記のようにＮＯx 吸収剤１４４からのＮＯx の放出のために空燃比をリッチ化するリッチスパイクを実行した場合、点火時期の遅角制御などによってエンジントルクの変動を抑制するが、エンジントルクの変動を完全になくすることは実際には困難である可能性がある。一方、前述した自動変速機３は、変速時の摩擦係合装置の油圧を入力トルク基づいて制御しており、したがってリッチスパイクに伴うエンジントルクの変動が自動変速機３での変速制御に影響を及ぼす。そこで、この実施例では、前述したエンジン回転数の累積値に基づいたＮＯx 放出のためのリッチスパイクのタイミングを、変速のタイミングに基づいて強制的に変更する。
【００７４】
図１４は、その制御ルーチンの一例を示すフローチャートであって、入力信号の処理（ステップ２０）を行った後に、リーンバーン状態か否かの判断を行う（ステップ２１）。これは、前述した図１２におけるステップ１と同様な判断ステップであり、燃料噴射時間の補正係数Ｋt が“１．０”より小さい値に設定されているか否かによって判断することができる。リーンバーン状態でなければ、特に制御を行うことなくこのルーチンから抜け、またリーンバーン状態であれば変速の発生が予測されているか否かを判断する（ステップ２２）。
【００７５】
上述した自動変速機３では、車速Ｖやスロットル開度θなどによって定まる走行状態が、予め記憶してある変速線図（変速マップ）における変速線を横切るように変化することに基づいて変速が判断される。例えば第２速から第３速へのアップシフトは、図１５の（Ａ）に示すように、車速Ｖの増大に伴って走行状態がアップシフト線を横切ってＡ点からＢ点に変化することによって生じる。
【００７６】
また例えばアクセルペダル２０を踏み込むことによる第３速から第２速へのダウンシフトは、図１５の（Ｂ）に示すように、スロットル開度θの増大に伴って走行状態がダウンシフト線を横切ってＣ点からＤ点に変化することによって生じる。したがって変速の予測は、これら車速Ｖやスロットル開度θなどの走行状態を示すパラメータの変化量もしくは変化率に基づいて行うことができる。
【００７７】
ステップ２２で変速の発生が予測された場合、その予測の前の所定時間ＴA の間に前述したリッチスパイクが既に実行されたか否かを判断する（ステップ２３）。これは、予測された変速中あるいはそれに続く多重変速中にリッチスパイクが実行されるか否かを判断するものである。すなわちリッチスパイクは、ＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出させて吸収能力を回復させるための空燃比のリッチ化であり、一旦実施した後は、ＮＯx 吸収剤の吸収能力が所定の値に低下するまで実施する必要はないから、ＴA 秒前にリッチスパイクが実施された場合には、ある程度の時間は再度リッチスパイクが実施されないことになる。したがって変速予測の前のＴA 秒の間にリッチスパイクが実施されていない場合、すなわちステップ２３で否定判断された場合には、予測された変速中に、ＮＯx 吸収剤の吸収能力の飽和（例えば５０％程度の飽和）に基づくリッチスパイクが実行される可能性がある。そこでステップ２３で否定判断された場合には、ＮＯx 放出フラグをセットする（ステップ２４）。
【００７８】
なお、ステップ２３は、実質上、通常時に累積エンジン回転数などに基づいて所定期間ごとに実施されているリッチスパイクが、予測された変速中に行われる可能性を判断するステップであり、したがってその判断の仕方は、上記のタイマＴA によらずに、他の方法であってもよい。例えば図１４に併せて記載してあるように、エンジン回転数の累積値ΣＮＥが前記判断基準となる一定値ＳＮＥより小さい基準値Ａ（＝ＳＮＥ−β、βは一定値）を越えたか否かによって判断することもできる（ステップ２３’）。また前記の判断基準となる時間ＴA や判断基準となる回転数の累積値Ａは、エンジン回転数Ｎと吸気管負圧ＰＭや吸入空気量ＧＮとなどに基づいて変えてもよい。
【００７９】
ステップ２４におけるＮＯx 放出フラグのセットは、図１２に示すステップ４と同様の制御であり、これに基づいて図１３に示す制御による空燃比のリッチ化が行われる。その場合、先ず、ロックアップクラッチ８のトルク容量の低下制御が実行される（ステップ２５）。具体的には、ロックアップクラッチ８を解放させ、あるいはロックアップクラッチ８を係合させる油圧を低下させていわゆるスリップ制御する。エンジントルクの変動をトルクコンバータによって吸収させるためである。ついでリッチスパイクの開始指令を出力する（ステップ２６）。またタイマ（図示せず）をスタートさせる。
【００８０】
このようにして実施される空燃比の一時的なリッチ化は、変速中でのリッチスパイクを回避するためのものであるから、その実行継続時間（処理時間）ＴR は、通常のリッチスパイクの時間ＴS より短くてもよく、むしろ短いことが好ましい。またその処理時間ＴR は、車速Ｖやスロットル開度θあるいは変速のパターンによって変えてもよく、その場合、図１６に示すように、予めマップ化して保持しておくことが好ましい。
【００８１】
さらに空燃比のリッチ化の処理時間を短くした場合には、ＮＯx 吸収剤１４４からのＮＯx の放出力を増大させるために、燃料噴射量を増量補正してもよい。そして通常のリッチスパイクに伴って実施する点火時期の遅角制御は、上述した変速の予測に基づくリッチスパイクの際には実行しない。
【００８２】
リッチスパイクの開始を指令した後に変速判断が発生したか否かを判断する（ステップ２７）。この判断は、図１５に示すように走行状態が変化することに伴って変速用電子制御装置３３によって判断される。このステップ２７で否定判断された場合には、リッチスパイクの開始からの経過時間Ｔが、その実行継続時間ＴR に達したか否かを判断する（ステップ２８）。ステップ２８で否定判断された場合にはステップ２７に戻り、また肯定判断された場合には、処理時間の経過によってリッチスパイクを終了する（ステップ２９）。なお、リッチスパイクの開始の後に変速判断が発生してステップ２７で肯定判断された場合には、直ちにステップ２９に進んでリッチスパイクの制御を終了させる。
【００８３】
このようにしてリッチスパイクを終了した場合には、前述した図１２に示す制御におけるステップ７と同様に、ＮＯx 放出フラグをリセットする。また累積回転数ΣＮＥおよび前記カウント値Ｃを修正する（ステップ３０）。すなわちステップ２６で実行されるリッチスパイクは、その処理時間が通常のリッチスパイクより短く、また燃料噴射量が補正されるなど、通常のリッチスパイクとは異なっているので、累積回転数ΣＮＥを減少補正（ΣＮＥ−Ｎ1 ）し、またカウント値Ｃを減少補正（Ｃ−Ｃ1 ）する。その場合、これらの補正値Ｎ1 ，Ｃ1 はリッチスパイクの処理時間ＴR に応じて変更する。具体的には、処理時間ＴR が長いほど、大きい値にする。
【００８４】
なお、変速の予測が成立しないためにステップ２２で否定判断された場合には、エンジン１の累積回転数ΣＮＥなどに基づく通常のリッチスパイクの制御を実行する（ステップ３１）。また変速予測の成立した時点より前のＴA 秒間にリッチスパイクが実行されていてステップ２３で肯定判断された場合には、変速中にリッチスパイクが実行される可能性が低いので、ステップ３１に進んで通常のリッチスパイクの制御を実行する。
【００８５】
上述した変速の予測に基づくリッチスパイクを第２速から第３速へのアップシフトの際に実行した例をタイムチャートで示すと、図１７のとおりである。第２速での走行中に車速が増大すると、その変化量や変化率などに基づいて第３速へのアップシフトが予測される（ｔ0 時点）。このｔ0 時点の前のＴA 秒の間にリッチスパイクが実行されていない場合には、変速予測の成立したｔ0 時点の後にリッチスパイクが開始される（ｔ1 時点）。これと同時もしくは直前にロックアップクラッチ８の係合圧が低下させられてスリップ状態に設定され、あるいはスリップ状態となるまで係合圧が次第に低下させられる（スイープ制御）。
【００８６】
予め設定した処理時間ＴR の間、リッチスパイクが継続され、その終了とほぼ同時に第２速から第３速へのアップシフトが判断される（ｔ2 時点）。その後の一定時間後（ｔ3 時点）に変速出力が行われるとともに、ロックアップクラッチ８が解放させられ、同時に第３ブレーキＢ3 の係合圧ＰB3が低下させられる。第３ブレーキＢ3 がトルク容量を保持している状態で第２ブレーキＢ2 に油圧が供給されてその係合圧ＰB2が所定の圧力に設定される。ついで第２ブレーキＢ2 の係合圧ＰB2を増大させるとともに第３ブレーキＢ3 の係合圧ＰB3を低下させ変速を進行させ、変速を終了する（ｔ4 時点）。その後にロックアップクラッチ８の係合圧を高くしてロックアップ・オン状態とする。
【００８７】
したがって上述した制御では、変速と通常のリッチスパイクとが重なることが予想される場合には、変速の予測によってリッチスパイクを強制的に実行するので、変速時にリッチスパイクが実行されることが事前に回避される。そのため自動変速機３での変速が入力トルク（エンジントルク）の安定した状態で実行され、その結果、変速に関与する摩擦係合装置の油圧を適正に制御して変速ショックの悪化や摩擦係合装置の耐久性の低下などを防止することができる。
【００８８】
上述した例は、変速を予測してその予測された変速と時間的に重ならないようにリッチスパイクのタイミングをずらすものであるが、リッチスパイクのタイミングを変速に基づいて変更するにあたって変速を予測しなくてもよい場合があり、その例を次に説明する。図１８はその制御ルーチンを示しており、入力信号の処理（ステップ４０）およびリーンバーン状態の有無の判断（ステップ４１）を、前述した図１４に示す制御と同様に行う。そしてリーンバーン状態であれば、変速判断が成立したか否かを判断する（ステップ４２）。この変速判断は、車速Ｖやスロットル開度θなどの変化に起因する変速線図に基づいた変速判断およびシフトレバー３１をマニュアル操作することに伴う変速の判断を含む。
【００８９】
変速判断があった場合には、その時点より所定時間ＴA 秒前の間にリッチスパイクが実行されたか否かを判断する（ステップ４３）。これは、前述した図１４に示すステップ２３の判断ステップと同様であって、変速判断に基づく変速と所定期間のサイクルで繰り返されるリッチスパイクとが重なるか否かの判断である。したがって、図１４に示す制御と同様に、エンジン回転数の累積値ΣＮＥが所定の基準値Ａ（＝ＳＮＥ−β、βは一定値）を越えたか否かの判断ステップ（ステップ４３’）に変更することもできる。
【００９０】
ステップ４３で否定判断された場合には、直前のリッチスパイクからある程度長い時間が経過していることになり、所定期間ごとのリッチスパイクが実行される可能性が高いので、強制的にＮＯx 放出フラグをセットする（ステップ４４）。これは図１４に示す制御におけるステップ２４と同様であり、これに基づいてリッチスパイクを実行できる状態になる。また図１４におけるステップ２５と同様に、ＮＯx 放出フラグをセットした後に、ロックアップクラッチ８のスリップ制御もしくはそのトルク容量のスイープダウンを実行する（ステップ４５）。
【００９１】
そして変速判断の成立と同時もしくはその直後に、直ちにリッチスパイクを実行する（ステップ４６）。すなわち通常の自動変速機では、変速判断が成立した場合、直ちに変速を指令せずに、変速判断の確認や他の変速判断の成立の有無の確認などのために所定時間のインターバルを取っている。したがって変速の判断の後であっても強制的なリッチスパイクを行うことができる。
【００９２】
そのためここで許容されるリッチスパイクの実行継続時間（処理時間）ＴR は、その変速判断から変速出力までのインターバルの間あるいは遅くとも判断された変速のトルク相の開始までの間である。またその処理時間ＴR は、前述した図１４に示す制御の場合と同様に、通常のリッチスパイクの時間ＴS より短くてもよく、むしろ短いことが好ましく、さらに車速Ｖやスロットル開度θあるいは変速のパターンによって変えてもよい。そして通常のリッチスパイクの際に実施される点火時期の遅角制御は、ステップ４６での強制的なリッチスパイクの際には実行しない。
【００９３】
このようにしてリッチスパイクを実行した後にいわゆる終了処理としてＮＯx 放出フラグのリセット、およびエンジン１の累積回転数ΣＮＥとカウント値Ｃとの減算処理を行う（ステップ４７）。これは、図１４に示すステップ３０と同様である。
【００９４】
さらに変速判断が成立していないことによりステップ４２で否定判断された場合には、エンジン１の累積回転数ΣＮＥなどに基づく通常のリッチスパイクを実施する（ステップ４８）。また変速判断の前の前記判断基準の時間ＴA の間に通常のリッチスパイクが実行されていたことによりステップ４３で肯定判断された場合には、変速中に通常のリッチスパイクが実施される可能性が低いので、ステップ４８に進んで通常のリッチスパイクを実行する。
【００９５】
上述した変速の予測に基づくリッチスパイクを第２速から第３速へのアップシフトの際に実行した例をタイムチャートで示すと、図１９のとおりである。第２速での走行中に車速が増大し、走行状態が第３速へのアップシフト線を横切って変化すると、第３速へのアップシフトが判断される（ｔ10時点）。このｔ10時点の前のＴA 秒の間にリッチスパイクが実行されていない場合には、直ちに強制的にリッチスパイクが実行され、またロックアップクラッチ８のトルク容量を低下させる制御が実行される。ＴR 秒後のｔ11時点にリッチスパイクが終了し、その後のｔ12時点に第３速への変速出力が行われる。それ以降の制御内容は、図１７を参照して説明した前述の制御例と同様である。
【００９６】
したがって、上述した制御では、変速と通常のリッチスパイクとが重なることが予想される場合には、変速の判断と変速出力との間で強制的にリッチスパイクを実行するので、変速時にリッチスパイクが実行されることが事前に回避される。そのため自動変速機３での変速が入力トルク（エンジントルク）の安定した状態で実行され、その結果、変速に関与する摩擦係合装置の油圧を適正に制御して変速ショックの悪化や摩擦係合装置の耐久性の低下などを防止することができる。
【００９７】
つぎに、エンジン１のリーンバーン運転に適合する条件を達成し易くするための制御について説明する。図２０は、請求項１に対応する制御例であり、自動変速機３の変速段を所定の変速段以下に制限することで、エンジン１のリーンバーン運転に適合する条件を早期に達成する場合の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００９８】
まず、入力信号の処理（ステップ５０）を行った後、エンジン１のリーンバーン運転適合条件の１つとしてヒーター制御要求の有無を判断する（ステップ５１）。このヒーターは空調のためのヒーターであり、暖機が不充分な状態で室温を上昇させる場合にＯＮ制御される。したがってヒーター制御の要求があれば、暖機が不充分なことになり、また反対にヒーター制御の要求がなければ、暖機が完了していることになる。このため、ステップ５１で肯定判断された場合は、通常の変速線図、具体的にはストイキ用の変速線図に基づいて自動変速機３の制御が行われ（ステップ５２）、リターンされる。
【００９９】
一方、ステップ５１で否定判断された場合には、リーンバーン運転適合条件の他の条件として、排気温センサ１５９により検出される排気浄化触媒の温度が、エンジン１のリーンバーン運転に適合する所定温度、例えば４５０℃以上であるか否かが判断される（ステップ５３）。このステップ５３の判断基準となる所定温度は、エンジン１の始動時に行われる暖機運転の判断基準となる温度とは相違する。
【０１００】
このステップ５３で否定判断された場合には、リーンバーン運転を可能にする条件の成立を促進する制御が実行される。具体的には、自動変速機３の制御のための変速パターン（変速線図）としてオーバードライブ段（第５速）を実質的に禁止する変速パターンが採用される（ステップ５４）。その変速パターンの一例を図２１に通常の変速パターンと対比して示してある。すなわち図２１において実線で示したオーバードライブ段（Ｏ／Ｄ）へのアップシフト線がステップ５４の制御で採用され、これに対して破線で示してあるアップシフト線（オーバードライブ段へのアップシフト線）が通常の制御で採用される。そして実線で示すアップシフト線は、アクセル開度Ａccに応じた変化のない直線で示され、エンジン１の過回転（オーバーレボリューション）が生じる車速Ｖ２以上の領域がオーバードライブ段となる位置に設定されている。これに対して通常の制御で使用される破線で示したアップシフト線は、アクセル開度Ａccおよび車速Ｖに応じて変速段領域が変化する折線もしくは曲線で表され、その変速点の車速は、オーバードライブ段を通常の走行で許容するように設定されている。また、実線で示すアップシフト線を有する変速パターンが採用された場合には、リーンバーン運転を実施する条件が成立していないので、エンジン１はストイキバーン運転される。これとは反対に破線で示すアップシフト線を有する通常の変速パターンが採用された場合には、他の条件の成立に応じてリーンバーン運転が実施される。
【０１０１】
なお、オーバードライブ段を禁止するのは、エンジン１の回転を高くして温度の上昇を促進するためであり、したがって検出された触媒温度が更に低い場合には、オーバードライブ段より１段低速側の変速段（例えば５速自動変速機であれば第４速）を禁止することとしてもよい。
【０１０２】
このステップ５４の制御を行うことにより、エンジン１の回転数が高い値に設定されて暖機が促進されるとともに、排気浄化触媒の温度が上昇する。その結果、排気浄化触媒の活性化が促進されて、排気浄化触媒によるＮＯx の吸収機能が高められる。言い換えれば、エンジン１がリーンバーン運転されて排気ガス中のＮＯx が増大する状態に対処し易い条件が早期に達成される。
【０１０３】
さらに、ステップ５５において、自動変速機３のロックアップクラッチ８を制御するロックアップクラッチ制御パターンが変更されて、ロックアップクラッチ８を常時オフにする制御が行われ、リターンされる。すなわち、ロックアップクラッチ８がオフ状態であれば、エンジン１と自動変速機３とが流体を介して連結されていることになるので、トルクコンバータ２でのいわゆる滑りによってエンジン回転数が高めに維持されてエンジン１の暖機が促進され、またトルクコンバータ２での入力部材（ポンプインペラ５）と出力部材（タービンランナ７）との相対回転によるオイルの撹拌およびそれに伴う剪断作用によって油温の上昇が促進される。
【０１０４】
また一方、ステップ５３で肯定判断された場合は、リーンバーン運転適合条件の更に他の条件として、エンジン１の冷却水の温度が所定温度、例えば、７５℃以上であるか否かが判断される（ステップ５６）。このステップ５６で否定判断された場合は、エンジン１が充分に暖機されておらず、燃焼が不安定な状態にあるため、リーンバーン運転には適合しない。したがって、前記ステップ５４に進む。
【０１０５】
また、ステップ５６で肯定判断された場合は、自動変速機３の作動油温が所定温度、例えば、６０℃以上であるか否かが判断される（ステップ５７）。ステップ５７で否定判断された場合は、ロックアップクラッチ８のオンを一切禁止する制御が行われ（ステップ５８）、リターンされる。すなわち、自動変速機３の作動油の温度が所定温度以下である場合は、その粘度が比較的高い状態にある。そのためロックアップクラッチ８の油圧制御が難しくなり、所期通りの制御ができず、その結果、耐久性の低下や振動の悪化などの不都合が生じる可能性が高いからである。
【０１０６】
なお、ステップ５７で肯定判断された場合はステップ５２に進む。この場合、車速やアクセル開度Ａccなどの条件が満たされれば、リーンバーン運転をおこなうことができる状態であり、したがって自動変速機３では通常の変速制御がおこなわれる。例えばオーバードライブ段へのアップシフト線として図２１に破線で示すアップシフト線を備えた変速パターンでの変速制御が実施される。
【０１０７】
ここで、図２０のフローチャートに示された機能的手段と、請求項１の構成との対応関係を説明する。すなわち、ステップ５１とステップ５３とステップ５６とステップ５７とが請求項１のリーンバーン適合条件判断手段に相当し、ステップ５４およびステップ５５ならびにステップ５８が請求項１の制御内容変更手段に相当する。
【０１０８】
以上のように、図２０の制御例によれば、自動変速機３の変速段を所定の変速段以下に制限する制御、またはロックアップクラッチ８をオフさせる（オンの禁止）制御を行うことにより、エンジン１の回転数が所定の高速回転領域に維持されて暖機が促進される。その結果、エンジン１の燃焼状態が安定して出力トルクの変動が抑制され、また、浄化排気触媒が活性化されることにより、エンジン１のリーンバーン運転に適合する条件が早期に成立し、エンジン１の燃費を一層向上させることができる。
【０１０９】
つぎに、図３および図６のハード構成を有する自動変速機の制御装置において、エンジン１の燃料消費量と、車速および自動変速機３の変速段との関係を、図２２の特性線図に基づいて説明する。図２２には、自動変速機３の第３速および第４速に対応する燃料消費量の一例が示されている。図２２に示す燃料消費量は、リーン空燃比（破線）とリッチ空燃比（実線）とに区別されている。いずれの空燃比、またはいずれの変速段においても、車速の増大に伴って燃料消費量が減少するとともに、所定車速以上では燃料消費量が増大する特性を備えている。
【０１１０】
まず、リーン空燃比について説明すれば、車速Ｖ１付近において、第３速および第４速のそれぞれに対応する特性線が交差し、その交点車速Ｖ１における各変速段の燃料消費量がほぼ同一になっている。また、車速Ｖ１未満の所定の車速範囲においては、第３速の燃料消費量の方が第４速の燃料消費量よりも少なくなっている。さらに、車速Ｖ１を超える所定の車速範囲においては、第３速の燃料消費量よりも、第４速の燃料消費量の方が少なくなっている。
【０１１１】
つぎに、リッチ空燃比について説明すれば、車速Ｖ１よりも高車速の車速Ｖ３付近において、第３速および第４速のそれぞれに対応する特性線が交差し、その交点車速Ｖ３における各変速段の燃料消費量がほぼ同一になっている。また、車速Ｖ３未満の所定の車速範囲においては、第３速の燃料消費量の方が第４速の燃料消費量よりも少なくなっている。さらに、車速Ｖ３を超える所定の車速範囲においては、第３速の燃料消費量よりも、第４速の燃料消費量の方が少なくなっている。
【０１１２】
そこで、この実施例では、各空燃比に対応して別々に変速点を設定することにより、所定車速における燃料消費量が最少になる変速段を設定することが可能になっている。この制御を行うために設定される変速線図の一例が、図２３に示されている。この図２３には、自動変速機３の変速段を、例えば第３速から第４速にアップシフトする場合のアップシフト線が示されている。まず、リッチ空燃比に対応するアップシフト線について説明する。前述のように、エンジン１がリッチ空燃比により運転された場合は、車速Ｖ３よりも高速の車速Ｖ２において、第３速よりも第４速の方が燃料消費量が少なくなっている。そこで、リッチ空燃比に対応する第３速から第４速へのアップシフト点が、アクセル開度Ａccの低開度領域において車速Ｖ２に設定されている。
【０１１３】
つぎに、リーン空燃比に対応するアップシフト線について説明する。前述のように、エンジン１がリーン空燃比により運転された場合は、車速Ｖ１と車速Ｖ２との間において、第３速よりも第４速の方が燃料消費量が少ない。そこで、リーン空燃比に対応する第３速から第４速へのアップシフト点が、アクセル開度Ａccの低開度領域において、車速Ｖ２よりも低速の車速Ｖ１に設定されている。つまり、リーン空燃比に対応するアップシフト線を低車速側に平行移動することにより、リッチ空燃比に対応するアップシフト線が設定されている。
【０１１４】
図２４は、エンジン１の空燃比の変化に伴う燃料消費量の変化に応じて、図２３に示す変速線図を適用する場合の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。この制御ルーチンは、請求項２の発明に対応している。
【０１１５】
まず、入力信号の処理が行われ（ステップ６０）、ついで、車速Ｖが零であるか否かが判断される（ステップ６１）。ステップ６１で肯定判断された場合は、アクセル開度Ａccが零であるか否かが判断される（ステップ６２）。つまり、ステップ６１およびステップ６２により、車両が停車中であるか否かが判断される。ステップ６２で肯定判断された場合は、エンジン１がリーンバーン運転されているか否かが判断される（ステップ６３）。
【０１１６】
このステップ６３で肯定判断された場合は、リーン空燃比に対応する変速線図により自動変速機３の変速が制御され（ステップ６４）、リターンされる。例えば、図２３の変速線図の車速Ｖ３においては、自動変速機３が、リーンバーン用のアップシフト線に基づいて第４速が設定される。つまり、エンジン１が車速Ｖ３でリーンバーン運転された場合は、図２２のリーンバーン運転の第４速に対応する燃料消費量に制御される。
【０１１７】
前記ステップ６３で否定判断された場合は、エンジン１が定常リッチ運転されているか否かが判断される（ステップ６５）。この判断は、ヒーター信号に基づいて行うことが可能であり、例えば、ヒーター制御要求がある場合は、エンジン水温が低いことにより、エンジン１がリッチ空燃比により制御される状態が所定時間継続されることが予測される。このため、ヒーター制御要求がある場合はステップ６５で肯定判断され、リッチ空燃比に対応するアップシフト線に基づいて自動変速機３の変速制御が行われ（ステップ６６）、リターンされる。
【０１１８】
また、ステップ６５で否定判断された場合は、ステップ６４に進み、リーン空燃比に対応するアップシフト線に基づいて、自動変速機３の変速制御が行われる。すなわち、ステップ６５における定常リッチ運転には、リッチスパイクや加速時などのように、一時的なリッチ運転状態への切り替え動作は含まれない。これは、リーン運転中に、一時的にリッチ運転が行われた場合は、リーン空燃比に対応するアップシフト線による変速制御をそのまま維持することで、不必要な変速およびショックを回避し、かつ、燃料消費量の増大を防止するためである。
【０１１９】
なお、ステップ６１で否定判断された場合、またはステップ６２で否定判断された場合は、いずれも格別の制御を行わずにリターンされる。すなわち、車両の走行中に、自動変速機３の変速点を変更する制御を行った場合、急激なアップシフトやダウンシフトが生じて違和感が生じる可能性がある。そこで、図２４の制御例では、車両の停止中に限り自動変速機３の変速点を変更する制御を行うことで、上記違和感の発生を未然に防止している。
【０１２０】
また、上記と同様の目的を達成するために、変速用電子制御装置３３に内蔵されているタイマの機能により、自動変速機３の変速線図が連続して変更される事態を、回避することも可能である。つまり、リーンまたはリッチの何れか一方の空燃比に対応する変速線図により自動変速機３の変速制御が行われている場合に、当該変速線図による変速制御が開始されてから所定時間内においては、空燃比を変更する制御が行われた場合でも、変速線図の変更を禁止する制御を行えばよい。
【０１２１】
さらに、図２４の制御ルーチンにおいては、エンジン１がリーン空燃比により制御されている場合と、リッチ空燃比により制御されている場合とで、自動変速機３の変速点を変更する制御が行われているが、空燃比全体を３段階以上に区分し、各段階毎に自動変速機３の変速点を変更する制御を行うことも可能である。さらにまた、図２４の制御例においては、エンジン１の空燃比の変更に伴う燃料消費量特性の変化に基づいて、第３速から第４速にアップシフトする場合以外の変速点を変更することも可能である。
【０１２２】
ここで、図２４の制御ルーチンに示された機能的手段と、請求項２の構成との対応関係を説明する。すなわち、ステップ６３ないしステップ６６が、請求項２の変速点変更手段に相当する。
【０１２３】
以上のように、図２４の制御ルーチンによれば、エンジン１の空燃比の変更に伴う燃料消費量特性の変化に基づいて、自動変速機３の変速点が変更される。このため、例えば図２３に示すように、車速Ｖ１と車速Ｖ２との間の車速Ｖ３となる点Ａにおいては、エンジン１が通常（リッチ空燃比）の状態で運転されていれば第３速が設定されるのに対して、エンジン１がリーンバーン運転されていれば第４速が設定され、その結果、図２２に示すように、エンジン１の燃料消費量を可及的に抑制することができる。
【０１２４】
図２５は、ロックアップクラッチ制御パターンについての制御例を示すフローチャートである。まず、入力信号の処理が行われる（ステップ７０）とともに、エンジン１がリーンバーン運転されているか否かが判断される（ステップ７１）。ステップ７１で肯定判断された場合は、リーンバーン運転に対応して、予め設定されたロックアップクラッチ制御パターンに基づいてロックアップクラッチ８が制御され（ステップ７２）、リターンされる。
【０１２５】
ステップ７２で適用されるロックアップクラッチ制御パターンの一例が、図２６に示されている。このリーンバーン運転用のロックアップクラッチ制御パターンにおいては、こもり音の発生領域の上限である車速Ｖ２よりも高車速側でロックアップクラッチ８がオンされる。
【０１２６】
つまり、車速Ｖ２以下でリーンバーン運転が行われた場合は、エンジン１の燃焼状態が不安定になる。この状態でロックアップクラッチ８をオンさせると、燃焼の不安定に伴うエンジン１の振動が、ドライブトレーンに伝達されるとともに車体に伝達され、こもり音が発生する。そこで、エンジン１がリーンバーン運転されている場合は、車速Ｖ２を超えてからロックアップクラッチ８をオンさせる制御を行っている。したがって、リーンバーン運転中にこもり音の発生する原因となるエンジン１の駆動状態に相当する車速Ｖ２以下においては、ロックアップクラッチ８がオフされ、こもり音を確実に防止できる。
【０１２７】
一方、ステップ７１で否定判断された場合は、エンジン１が安定リッチ状態にあるか否かが判断される（ステップ７３）。このステップ７３の判断基準は、図２４のステップ６５の判断基準と同様である。ステップ７３で否定判断された場合はステップ７２に進み、ステップ７３で肯定判断された場合は、リッチ状態に対応するロックアップクラッチ制御パターンに基づいてロックアップクラッチ８が制御され（ステップ７４）、リターンされる。すなわち、リッチスパイクや一時的なリッチ状態の場合には、リーンバーン運転用のロックアップクラッチ制御パターンにより、ロックアップクラッチ８が制御される。
【０１２８】
リッチ状態に対応するロックアップクラッチ制御パターンが図２６に示されている。このロックアップクラッチ制御パターンにおいては、車速Ｖ２よりも低速の車速Ｖ１以上の車速に到達した時点で、ロックアップクラッチ８をオンさせる制御が行われる。その理由は、エンジン１がリッチ状態にある場合は、その燃焼状態が安定してエンジン１の振動（出力変動）が発生しにくく、エンジン１のトルクを機械的に歯車変速機構に伝達したとしても、こもり音が生じにくいからである。なお、ロックアップクラッチ８をオンさせた場合は、エンジン１のトルクが機械的に歯車変速機構に伝達されることになり、動力の伝達効率が向上して燃費が向上することは勿論である。
【０１２９】
以上のように、図２５の制御例によれば、エンジン１の各空燃比に対応して予め種類の異なるロックアップクラッチ制御パターンが設定されており、エンジン１の燃焼状態に基づいて、各制御パターンを変更する制御が行われている。したがって、エンジン１の空燃比に関わりなく、こもり音を悪化させることなく燃費を向上させることができる。
【０１３０】
なお、車速以外の条件に基づいて、ロックアップクラッチ制御パターンを変更してこもり音を防止することも可能である。すなわち、振動検出センサ１６１の信号に基づいてこもり音を検出し、このこもり音が所定値以上になった場合に、ロックアップクラッチ８をオフしてリーンバーン運転を継続すること、または、リッチ状態に切り替えてロックアップクラッチ８をオンすることの何れか一方を選択する制御を行ってもよい。この場合、前者の制御を優先し、後者の制御を次善策として選択する制御を行うこともできる。
【０１３１】
さらに他の条件、例えば車両の加速性能が重視されているか否かに基づいて、図２５の制御例に用いられるロックアップクラッチ制御パターンを変更することも可能である。図２７は、車両の加速要求に対応してロックアップクラッチ制御パターンを変更する場合の線図である。すなわち、図２７の線図においては、加速要求、つまり、アクセル開度Ａccに基づいて、リーンバーン運転に対応するロックアップクラッチ８のオフ領域と、リッチ状態に対応するロックアップクラッチ８のオフ領域とを異らせている。
【０１３２】
図２７の線図においては、同じ車速であっても、リッチ状態に対応するロックアップクラッチ８のオフ領域の方が、リーンバーン運転に対応するロックアップクラッチ８のオフ領域よりも高開度側に設定されている。すなわち、リッチ状態はリーンバーン運転に比べてエンジン１の出力トルクが高く、車両の加速要求に適合しているため、ロックアップクラッチ８のオン領域を拡大することで、車両の加速要求に適合する動力性能を達成し易いからである。
【０１３３】
ところで、空燃比をリーンまたはリッチに切り替えることの可能なエンジンとしては、図３および図６に示された構成の他に、燃焼室に燃料を直接噴射する直噴火花点火エンジンがある。この直噴火花点火エンジンにおいては、ピストンの頂面に凹部が形成されており、圧縮行程でピストンが所定の位置まで到達した時点で、燃料を燃焼室に直接噴射する制御を行うことにより、燃焼室内の混合空気に、層状に変化する濃度分布（いわゆる成層燃焼）が与えられて空燃比がリーンになる。
【０１３４】
そして、この直噴火花点火エンジンに連結された自動変速機に対して、図２０または図２４または図２５のうち、少なくとも一つの制御例を適用することも可能である。すなわち、図２０の制御例により、直噴火花点火エンジンに連結された自動変速機を制御すれば、成層燃焼による運転領域が拡大され、当該エンジンの燃費を一層向上させることができる。また、図２４の制御例により、直噴火花点火エンジンに連結された自動変速機を制御すれば、空燃比の変更に伴う燃料消費量の変化に応じて、この燃料消費量の少ない変速段が設定され易くなり、当該エンジンの燃費を一層向上させることができる。さらに、図２５の制御例により、直噴火花点火エンジンに連結された自動変速機を制御すれば、こもり音または加速要求に基づいて、エンジン１の空燃比およびロックアップクラッチ８の制御が行われ、燃費が向上する。
【０１３５】
なお、この発明で対象とする自動変速機は、図１に示すギヤトレイン以外のギヤトレインあるいは図５に示す油圧回路以外の油圧回路を有するものであってもよい。なお、図２０ないし図２７の制御例においては、アクセル開度Ａccの代わりにスロットル開度θを用いてもよい。
【０１３６】
また、図２４および図２５の制御例は、リーン空燃比とリッチ空燃比という２つの空燃比同士の変更に限らず、ストイキ空燃比を含む空燃比の変更に基づいて実施することも可能である。さらに、図２４および図２５の制御例は、空燃比をリーンおよびリッチの２段階に分けた場合に限らず、空燃比をさらに多段階に細分化し、この細分化した各段階に対応して、自動変速機の変速点、またはロックアップクラッチ制御パターンを変更する制御に応用することも可能である。
【０１３７】
また、上記各制御例において、自動変速機３の変速段を制御する変速線図、またはロックアップクラッチ８を制御するロックアップクラッチ制御パターンを変更する方法には、予め制御内容の異なる複数種類の変速線図または複数種類のロックアップクラッチ制御パターンを記憶させておき、これらを状況に応じて読み替える方法と、基準となる変速線図またはロックアップクラッチ制御パターンを演算処理により補正する方法とが含まれる。
【０１３８】
ここで、上記の具体例に基づいて開示したこの発明の特徴的な構成を列挙すれば以下の通りである。すなわち、第１の特徴的な構成は、混合気の空燃比を理論空燃比より大きいリーン空燃比にするリーンバーン運転を行うことの可能な内燃機関の出力側に自動変速機が連結されている自動変速機の制御装置において、リーンバーン運転の可能な条件が成立したことを判断するリーンバーン条件判断手段と、このリーンバーン条件判断手段によってリーンバーン運転の可能な条件の成立が判断されていない場合に、前記自動変速機の所定の高速段を禁止する制御内容変更手段を備えていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【０１３９】
また、第２の特徴的な構成は、混合気の空燃比を理論空燃比より大きいリーン空燃比にするリーンバーン運転を行うことの可能な内燃機関の出力側に、流体継手の入力部材および出力部材を直接接続するロックアップクラッチを有する自動変速機が連結されている自動変速機の制御装置において、リーンバーン運転の可能な条件が成立したことを判断するリーンバーン条件判断手段と、このリーンバーン条件判断手段によってリーンバーン運転の可能な条件の成立が判断されていない場合に、前記ロックアップクラッチの係合を禁止する制御内容変更手段を備えていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【０１４０】
また、第３の特徴的な構成は、混合気の空燃比を変更可能な内燃機関の出力側に、流体継手の入力部材および出力部材を直接接続するロックアップクラッチを備えた自動変速機が連結されている自動変速機の制御装置において、前記各空燃比に対応するロックアップクラッチ制御パターンを、車両のこもり音に基づいて変更するロックアップクラッチ制御手段を備えている。ここで、ロックアップクラッチ制御手段には、こもり音の発生する車速を基準としてロックアップクラッチ制御パターンを変更する機能と、車両のこもり音をセンサにより検出し、このセンサの検出結果に基づいてロックアップクラッチ制御パターンを変更する機能とが含まれる。
【０１４１】
さらに、第４の特徴的な構成は、混合気の空燃比を変更可能な内燃機関の出力側に、流体継手の入力部材および出力部材を直接接続するロックアップクラッチを備えた自動変速機が連結されている自動変速機の制御装置において、前記各空燃比に対応するロックアップクラッチ制御パターンを、車両の加速要求に基づいて変更するロックアップクラッチ制御手段を備えている。ここで、車両の加速要求は、アクセル開度またはスロットル開度により判断される。
【０１４２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、内燃機関の空燃比の変更に伴う燃料消費量の変化に基づいて、自動変速機の変速点が、リーンバーン運転時に該リーンバーン運転での空燃比より小さい空燃比での運転時より低車速側に変更される。したがって、所定の車速において、各空燃比に対応して、可及的に燃料消費量の少ない変速段を設定することが可能になり、内燃機関の燃費が向上する。
【０１４３】
また、請求項２の発明によれば、リーンバーン運転に適合する条件が成立していない場合には、リーンバーン運転を実施する条件が成立してもリーンバーン運転が実施されないので、その場合には、自動変速機の制御内容が、リーンバーン運転に適合する条件の成立を促進する内容に変更される。このため、内燃機関の回転数が所定の高速回転領域に維持されて暖機が促進され、エンジンの排気系統に設けられた排気浄化触媒の温度が上昇して触媒の活性化が促進される。したがって、排気浄化触媒によるＮＯx吸収効率が高められ、内燃機関をリーンバーン運転に適合する条件が成立し易くなり、内燃機関の燃費が向上する。また、自動変速機の所定の高速段が禁止されるので、内燃機関が相対的に高い回転数に維持され、その結果、内燃機関の温度を上昇させて、リーンバーン運転に適合する条件の成立を促進させることができる。
さらに、請求項３の発明によれば、リーンバーン運転に適合する条件が成立していない場合には、リーンバーン運転を実施する条件が成立してもリーンバーン運転が実施されないので、その場合には、自動変速機の制御内容が、リーンバーン運転に適合する条件の成立を促進する内容に変更される。このため、内燃機関の回転数が所定の高速回転領域に維持されて暖機が促進され、エンジンの排気系統に設けられた排気浄化触媒の温度が上昇して触媒の活性化が促進される。したがって、排気浄化触媒によるＮＯx吸収効率が高められ、内燃機関をリーンバーン運転に適合する条件が成立し易くなり、内燃機関の燃費が向上する。また、流体継手におけるロックアップクラッチの係合が禁止されるので、エンジンのリーンバーン運転に適合する条件の成立を促進する過程における耐久性の低下や振動の悪化の要因を解消することができる。なお、請求項２および３において、前記リーンバーン運転に適合する条件は、請求項７に記載されているように、暖機が完了していること、排気浄化触媒の温度が所定温度以上であること、前記内燃機関の冷却水温が所定温度以上であること、前記自動変速機の作動油温が所定値以上であることのいずれかであってよい。
そして、請求項４の発明によれば、空燃比の変更が一時的である場合には、空燃比の変更に伴う変速点の変更が行われないので、一時的な変速やそれに伴うショックを回避することができる。
さらにまた、請求項５の発明によれば、車両が停止中の時のみ自動変速機の変速点が変更されるので、変速点の変更に起因する変速が生じることがなく、その結果、違和感の発生を未然に防止することができる。
またそして、請求項６の発明によれば、自動変速機の変速線図に対応する変速制御が開始されてから所定時間内に空燃比が変更された場合に、自動変速機の変速点の変更が禁止されるので、変速線図に基づく変速と空燃比の変更に伴う変速とが短時間のうちに連続して生じることを未然に回避することができる。なお、前記内燃機関は、請求項８に記載されているように、第３速と第４速との燃料消費量が同一となる車速が、リーンバーン運転時よりも該リーンバーン運転での空燃比より小さい空燃比での運転時に高車速となる燃料消費量特性を備えたものであってよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明で対象とする自動変速機のギヤトレインの一例を示すスケルトン図である。
【図２】  その自動変速機で各変速段を設定するための摩擦係合装置の係合作動表を示す図である。
【図３】  そのエンジンおよび自動変速機についての制御系統図である。
【図４】  シフト装置における各レンジ位置の配列を示す図である。
【図５】  クラッチ・ツウ・クラッチ変速である第２速と第３速との間の変速を実行する第２および第３のブレーキの油圧を制御するための油圧回路の一部を示す図である。
【図６】  この発明で対象とするエンジンの吸排気系統および空燃比の制御系統を模式的に示す図である。
【図７】  基本燃料噴射時間のマップを示す図である。
【図８】  エンジンから排出される排気ガス中の未燃焼ＨＣ、ＣＯおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
【図９】  リッチスパイク時の空燃比を説明するための図である。
【図１０】  エンジントルクと空燃比との関係を説明するための図である。
【図１１】  補正係数ＫＫのマップを示す図である。
【図１２】  ＮＯx 吸収剤からのＮＯx の放出制御の一例を示すフローチャートである。
【図１３】  燃料噴射量制御の一例を示すフローチャートである。
【図１４】  変速の予測に基づいて強制的にリッチスパイクを行う制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１５】  アップシフトおよびダウンシフトを説明するための変速線図である。
【図１６】  リッチスパイクの実行継続時間のマップの一例を示す図である。
【図１７】  図１４に示す制御を行った場合のエンジン回転数、空燃比、出力トルク、ロックアップクラッチならびに二つのブレーキの係合圧の変化を示すタイムチャートである。
【図１８】  変速判断に基づいて強制的にリッチスパイクを行う制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１９】  図１８に示す制御を行った場合のエンジン回転数、空燃比、出力トルク、ロックアップクラッチならびに二つのブレーキの係合圧の変化を示すタイムチャートである。
【図２０】  この発明の実施例であり、エンジンのリーンバーン運転可能な条件を早期に達成するための制御例を示すフローチャートである。
【図２１】  図２０の制御例に適用される変速パターンを示す変速線図である。
【図２２】  この発明の実施例であり、エンジンの燃料消費量と、車速および自動変速機の変速段との関係を示す特性線図である。
【図２３】  この発明の実施例であり、図２２の特性線図に基づいて設定される変速線図である。
【図２４】  この発明の実施例であり、エンジンの空燃比の変更に伴う燃料消費量特性の変化に応じて自動変速機の変速点を変更する場合の制御例を示すフローチャートである。
【図２５】  他の実施例であり、エンジンの空燃比の変更に伴いロックアップクラッチの制御パターンを変更する制御例を示すフローチャートである。
【図２６】  図２５の制御例に適用されるロックアップクラッチ制御パターンを示す線図である。
【図２７】  図２５の制御例に適用されるロックアップクラッチ制御パターンを示す線図である。
【符号の説明】
１…エンジン、  ３…自動変速機、  ２１…エンジン用電子制御装置、  ３３…変速用電子制御装置。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２４】
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【図２５】
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