JP6457221B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、過給器を備えたエンジンと、当該エンジンに連結された自動変速機とを備えた車両に搭載され、エンジンの運転状態に応じて、当該エンジンの空燃比を制御し、燃焼モードを切り替える車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００９−１４４５７５号公報 特開２００６−３００２５３号公報

ところで、種々の燃焼モードのうち、過給器により過給を実行させたリーン燃焼モード（以下、過給リーン燃焼モードと記載）は、空燃比を当該過給リーン燃焼モードでの空燃比よりもリッチ側の空燃比とする他の燃焼モード（例えば、ストイキ燃焼モード）と比べて、必要な吸入空気量が多いものである。すなわち、当該他の燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える場合には、当該過給リーン燃焼モードで必要とする必要過給圧まで過給圧を上昇させる必要がある。
ここで、上記他の燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える際、自動変速機における変速比のアップシフトを実行した場合には、当該アップシフトの実行に伴ってエンジン回転数が減少するため、過給圧の上昇が遅れてしまう。すなわち、上述した場合には、過給リーン燃焼モードへの移行が遅れ、上記他の燃焼モードが維持される結果、燃費が悪化してしまう、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃費の悪化を抑制することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、過給器を備えたエンジンと当該エンジンに連結された自動変速機とを備えた車両に搭載され、当該車両の動作を制御する車両制御装置であって、変速線図に基づいて、前記自動変速機における変速比のアップシフトを実行するためのアップシフト条件が成立したか否かを判定し、前記エンジンの空燃比をリーン空燃比よりもリッチ側の空燃比とする所定の燃焼モードから、前記過給器による過給を実行しながら前記エンジンの空燃比を前記リーン空燃比とする過給リーン燃焼モードへと切り替えるための切替条件が成立したか否かを判定し、前記アップシフト条件及び前記切替条件の双方の条件が成立している場合には、前記変速比のアップシフトを実行しないことを特徴とする。

本発明に係る車両制御装置は、上記発明において、前記過給器による過給圧が前記過給リーン燃焼モードで必要とする必要過給圧に達した場合に、前記変速比のアップシフトを実行することが好ましい。

本発明に係る車両制御装置は、上記発明において、前記アップシフト条件及び前記切替条件の双方の条件が成立している場合には、前記変速比のアップシフトを実行せずに、前記変速比のダウンシフトを実行することが好ましい。

本発明に係る車両制御装置は、上記発明において、前記変速比のダウンシフトを実行した後、前記過給器による過給圧が前記過給リーン燃焼モードで必要とする必要過給圧よりも低い閾値に達した場合に、前記変速比のアップシフトを段階的に実行することが好ましい。

本発明に係る車両制御装置は、上記発明において、前記過給器による過給圧が前記閾値に達した場合に前記変速比のダウンシフトを実行する前の変速比に変更し、前記過給器による過給圧が前記必要過給圧に達した場合に前記アップシフト条件が成立した時の前記変速線図に基づく変速比に変更することが好ましい。

本発明に係る車両制御装置は、上記発明において、前記所定の燃焼モードは、前記空燃比をストイキ空燃比とするストイキ燃焼モードであることが好ましい。

本発明に係る車両制御装置は、上記発明において、前記所定の燃焼モードは、前記空燃比を一時的にリッチ側の空燃比として触媒に吸蔵された窒素酸化物を浄化するリッチスパイク制御を実行する燃焼モードであることが好ましい。

本発明に係る車両制御装置は、上述したアップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立している場合には、自動変速機における変速比のアップシフトを実行しない。すなわち、当該変速比のアップシフトを実行しないことで、エンジン回転数の減少を抑制することができる。このため、過給リーン燃焼モードで必要とする必要過給圧まで迅速に過給圧を上昇させることができ、過給リーン燃焼モードへの移行の遅れを抑制することができる。
したがって、本発明に係る車両制御装置によれば、燃費の悪化を抑制することができる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る車両の構成を模式的に示した図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る燃焼モードマップの一例を示す図である。 図３は、図１に示した車両制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図４は、図３に示した車両制御装置の動作によるエンジン回転数や過給器による過給圧等の挙動を示すタイムチャートである。 図５は、本発明の実施の形態２に係る車両制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、図５に示した車両制御装置の動作によるエンジン回転数や過給器による過給圧等の挙動を示すタイムチャートである。 図７は、本発明の実施の形態３に係る車両の構成を模式的に示した図である。 図８は、図７に示した車両制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図９は、図８に示した車両制御装置の動作によるエンジン回転数、ＮＯｘ吸蔵量、及び過給器による過給圧等の挙動を示すタイムチャートである。 図１０は、本発明の実施の形態４に係る車両制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１１は、図１０に示した車両制御装置の動作によるエンジン回転数や過給器による過給圧等の挙動を示すタイムチャートである。

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態と記載）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。

（実施の形態１）
〔車両の概略構成〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両１の構成を模式的に示した図である。
車両１は、エンジン２の運転状態に応じて、当該エンジン２の燃焼モードを種々の燃焼モードに切替可能とする。この車両１は、図１に示すように、過給器３付きエンジン２と、自動変速機４と、車両制御装置５とを備える。

エンジン２は、車両制御装置５による制御の下、気筒内で燃焼させる燃料の燃焼エネルギーをクランクシャフト２１の回転エネルギーに変換して出力する。
過給器３は、車両制御装置５による制御の下、高圧の空気をエンジン２の各気筒に供給する。この過給器３は、図１に示すように、コンプレッサ３１と、タービン３２と、コンプレッサ３１及びタービン３２を連結する連結軸３３と、ウエストゲートバルブ３４とを備える。

コンプレッサ３１は、図１に示すように、エンジン２の吸気管６に配置されている。そして、エアクリーナ６１を介して吸気管６に吸入された空気は、コンプレッサ３１を経由してエンジン２の各気筒に送られる。
ここで、吸気管６において、コンプレッサ３１よりも下流側には、エンジン２の各気筒の吸入空気量を制御するスロットルバルブ６２が配置されている。

タービン３２は、図１に示すように、エンジン２の排気管７に配置されている。そして、エンジン２の各気筒で発生する排気は、排気管７を経由して排出される。
ここで、排気管７には、図１に示すように、タービン３２を迂回する排気通路であるバイパス通路７１が設けられている。

ウエストゲートバルブ３４は、図１に示すように、バイパス通路７１に配置され、車両制御装置５による制御の下、当該バイパス通路７１を開閉する。
そして、ウエストゲートバルブ３４にてバイパス通路７１を閉じた状態では、エンジン２の各気筒から排気管７に排出された排気は、タービン３２を経由して流れ、当該タービン３２を回転させる。当該タービン３２の回転に伴ってコンプレッサ３１が回転されることで、エアクリーナ６１を介して吸気管６に吸入された空気は、当該コンプレッサ３１にて圧縮（加圧）されてエンジン２の各気筒に送られる。すなわち、ウエストゲートバルブ３４にてバイパス通路７１を閉じることで、過給器３は、過給を実行する。
一方、ウエストゲートバルブ３４にてバイパス通路７１を開いた状態では、エンジン２の各気筒から排気管７に排出された排気は、バイパス通路７１に流れ、タービン３２を迂回して排出される。すなわち、ウエストゲートバルブ３４にてバイパス通路７１を開くことで、過給器３は、過給を実行しない無過給状態となる。

自動変速機４は、入力軸４１がトルクコンバータ８を介してクランクシャフト２１に接続され、出力軸４２がデファレンシャルギヤ９を介して左右の駆動輪１０に接続されている。そして、自動変速機４は、車両制御装置５による制御の下、変速比を変化させる。
本実施の形態１では、自動変速機４は、複数の係合装置の係合と解放を切り替えることにより、変速比を多段に変化させる有段式の自動変速機で構成されている。上記係合装置は、例えば、回転要素同士を接続するクラッチや回転要素の回転を規制するブレーキである。

車両制御装置５は、コンピュータを有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）を用いて構成され、車両１に搭載された各種センサからの信号等に基づいて、車両１の各部の動作を制御する。
ここで、上記各種センサとしては、図１に示すように、クランクシャフト２１の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１１、吸気管６に吸入された空気の流量を検出するエアフローメータ１２、吸気管６内の圧力（過給器３による過給圧）を検出する圧力検出センサ１３、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１４、車両１の車速を検出する車速センサ１５等を例示することができる。
以下、車両制御装置５の構成（機能）として、本発明の要部を主に説明する。なお、図１では、車両制御装置５の構成として、本発明の要部のみを図示している。

〔車両制御装置の構成〕
車両制御装置５は、図１に示すように、変速比判定部５１と、変速比変更部５２と、燃焼モード判定部５３と、燃焼モード切替部５４と、変更規制部５５とを備える。
変速比判定部５１は、車速センサ１５にて検出された車速、及びアクセル開度センサ１４にて検出されたアクセル開度に基づいて、車速及びアクセル開度に応じたシフトパターンを示した変速線図（図示略）を参照し、自動変速機４における変速比のアップシフトを実行するためのアップシフト条件が成立したか否かを判定する。なお、当該変速線図は、図示しないメモリに記憶されている。
変速比変更部５２は、自動変速機４の動作を制御し、変速比を変更する。

燃焼モード判定部５３は、現時点でのエンジン動作点（エンジン回転数及びエンジントルクの組み合わせ）、アクセル開度、及び変速比判定部５１による判定結果に基づいて、今後、移行されるエンジン動作点を推測する。そして、燃焼モード判定部５３は、現時点でのエンジン動作点、及び推測したエンジン動作点に基づいて、燃焼モードマップを参照し、燃焼モードを切り替えるための切替条件が成立したか否かを判定する。なお、当該燃焼モードマップは、図示しないメモリに記憶されている。

図２は、燃焼モードマップの一例を示す図である。具体的に、図２において、横軸はエンジン回転数Ｎｅ、縦軸はエンジントルクＴｅを示している。そして、図２では、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅの組み合わせであるエンジン動作点と、その動作点で選択されるエンジン２の燃焼モードとの対応関係が示されている。
本実施の形態１では、エンジン２は、ＮＡストイキ燃焼モード、過給ストイキ燃焼モード、ＮＡリーン燃焼モード、及び過給リーン燃焼モードの４つの燃焼モードを有する。

ＮＡストイキ燃焼モードは、ＮＡストイキ領域ＮＳ（図２）のエンジン動作点で選択される燃焼モードであり、過給器３による過給を停止した状態で、エンジン２の空燃比をリーン空燃比よりもリッチ側のストイキ空燃比（理論空燃比）とする燃焼モードである。例えば、ストイキ空燃比は、「１４．７」である。
過給ストイキ燃焼モードは、過給ストイキ領域ＴＳ（図２）のエンジン動作点で選択される燃焼モードであり、過給器３による過給を実行しながら、エンジン２の空燃比をストイキ空燃比とする燃焼モードである。
ＮＡリーン燃焼モードは、ＮＡリーン領域ＮＬ（図２）のエンジン動作点で選択される燃焼モードであり、過給器３による過給を停止した状態で、エンジン２の空燃比をリーン空燃比とする燃焼モードである。例えば、リーン空燃比は、「１５．５〜２５」である。
過給リーン燃焼モードは、上述した全ての領域ＮＳ，ＴＳ，ＮＬに隣接した過給リーン領域ＴＬ（図２）のエンジン動作点で選択される燃焼モードであり、過給器３による過給を実行しながら、エンジン２の空燃比をリーン空燃比とする燃焼モードである。

燃焼モード切替部５４は、燃焼モード判定部５３にて切替条件が成立したと判定された場合に、切替予定の燃焼モードに応じたエンジン２の空燃比及び過給器３の作動状態を決定する。そして、燃焼モード切替部５４は、エンジン２を制御（吸気制御、燃料噴射制御、点火制御等）するとともに過給器３の動作を制御し、エンジン２の燃焼モードを切替予定の燃焼モードに切り替える。
本実施の形態１では、燃焼モード判定部５３は、過給ストイキ燃焼モードから過給リーン燃焼モードへと切り替えるための切替条件が成立したか否かを判定する。そして、燃焼モード切替部５４は、燃焼モード判定部５３にて切替条件が成立したと判定された場合に、圧力検出センサ１３にて検出された過給器３による過給圧を監視しながら、当該過給圧が過給リーン燃焼モードで必要とされる必要過給圧に達した場合に、過給リーン燃焼モードに切り替える。

変更規制部５５は、変速比判定部５１にてアップシフト条件が成立したと判定され、かつ、燃焼モード判定部５３にて切替条件（過給ストイキ燃焼モードから過給リーン燃焼モードへの切替条件）が成立したと判定されている場合に、変速比変更部５２によるアップシフトの実行を規制する。
また、変更規制部５５は、当該アップシフトの実行を規制した後、圧力検出センサ１３にて検出された過給器３による過給圧を監視しながら、当該過給圧が過給リーン燃焼モードで必要とされる必要過給圧に達した場合に、変速比変更部５２によるアップシフトの実行を許容する。

〔車両制御装置の動作〕
次に、上述した車両制御装置５の動作について説明する。
なお、以下では、車両制御装置５の動作のうち、車両１の運転者がアクセルを緩めた状況で、アップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立した場合に、アップシフトの実行を規制する動作について説明する。
図３は、車両制御装置５の動作の一例を示すフローチャートである。
先ず、変速比判定部５１は、車速センサ１５及びアクセル開度センサ１４から車速及びアクセル開度をそれぞれ読み込む（ステップＳ１）。
続いて、変速比判定部５１は、読み込んだ車速及びアクセル開度に基づいて、変速線図（図示略）を参照し、アップシフト条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ２）。

アップシフト条件が成立していないと判定した場合（ステップＳ２：Ｎｏ）には、車両制御装置５は、本制御フロー（図３）を終了する。なお、本制御フローは、所定の間隔で繰り返し実行されるものである。
一方、アップシフト条件が成立したと判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）には、燃焼モード判定部５３は、現時点でのエンジン動作点に基づいて、燃焼モードマップを参照し、現在のエンジン２の燃焼モードが過給ストイキ燃焼モードであるか否かを判断する（ステップＳ３）。

現在、過給ストイキ燃焼モードではないと判断した場合（ステップＳ３：Ｎｏ）には、車両制御装置５は、本制御フローを終了する。
一方、現在、過給ストイキ燃焼モードであると判断した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）には、燃焼モード判定部５３は、現時点でのエンジン動作点、アクセル開度、及びステップＳ２での判定結果に基づいて、今後、移行されるエンジン動作点を推測する。そして、燃焼モード判定部５３は、現時点でのエンジン動作点、及び推測したエンジン動作点に基づいて、燃焼モードマップを参照し、過給ストイキ燃焼モードから過給リーン燃焼モードへと切り替えるための切替条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ４）。

例えば、図２に示すように、現時点でのエンジン動作点が過給ストイキ領域ＴＳ内の図２に示すエンジン動作点Ｐ１である場合を想定する。アップシフトが実行されると、エンジントルクＴｅ及びエンジン回転数Ｎｅは減少することとなる。このため、上記の場合において、アップシフト条件が成立したと判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）には、燃焼モード判定部５３は、現時点でのエンジン動作点Ｐ１が低トルク側及び低回転数側に変化し、過給リーン領域ＴＬ内の図２に示すエンジン動作点Ｐ２に移行することを推測する。そして、燃焼モード判定部５３は、現時点でのエンジン動作点Ｐ１、及び推測したエンジン動作点Ｐ２に基づいて、燃焼モードマップを参照し、切替条件が成立したと判定することとなる（ステップＳ４：Ｙｅｓ）。
切替条件が成立したと判定した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）には、車両制御装置５は、ステップＳ５に移行する。
一方、切替条件が成立していないと判定した場合（ステップＳ４：Ｎｏ）には、車両制御装置５は、本制御フローを終了する。

ステップＳ５において、変更規制部５５は、変速比変更部５２による変速比のアップシフトの実行を規制する。
続いて、変更規制部５５は、圧力検出センサ１３にて検出された過給器３による過給圧を監視し、当該過給圧が過給リーン燃焼モードで必要とされる必要過給圧に達したか否かを判断する（ステップＳ６）。
過給圧が必要過給圧に達していないと判断した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）には、車両制御装置５は、本制御フローを終了する。
一方、過給圧が必要過給圧に達したと判断した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）には、変更規制部５５は、変速比変更部５２によるアップシフトの実行を許容する（ステップＳ７）。

続いて、変速比変更部５２は、自動変速機４の動作を制御し、アップシフトを実行する（ステップＳ８）。
続いて、燃焼モード切替部５４は、エンジン２の燃焼モードを過給ストイキ燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える（ステップＳ９）。この後、車両制御装置５は、本制御フローを終了する。

〔従来の動作との対比〕
次に、図３に示した車両制御装置５の動作によるエンジン回転数Ｎｅや過給器３による過給圧等の挙動について、図４を参照しながら、従来の動作と対比する。
図４は、図３に示した車両制御装置５の動作によるエンジン回転数Ｎｅや過給器３による過給圧等の挙動を示すタイムチャートである。具体的に、図４（ａ）は、アクセル開度の挙動を示している。図４（ｂ）は、変速比判定部５１による判定結果（図４（ｂ）では「指示ギヤ段」と記載）を示しており、「低ギヤ段」の状態から「高ギヤ段」の状態への立ち上がりでアップシフト条件が成立したことを示している。図４（ｃ）は、自動変速機４における実際の変速比の状態（図４（ｃ）では「実ギヤ段」と記載）を示している。図４（ｄ）は、エンジン回転数Ｎｅの挙動を示している。図４（ｅ）は、燃焼モード判定部５３による判定結果（図４（ｅ）では「指示燃焼モード」と記載）を示しており、「過給ストイキ」の状態から「過給リーン」の状態への立下りで切替条件が成立したことを示している。図４（ｆ）は、エンジン２における実際の燃焼モードの状態（図４（ｆ）では「実燃焼モード」と記載）を示している。図４（ｇ）は、過給器３による過給圧の挙動を示している。

図４では、車両１の運転者がアクセルを緩め、アクセル開度（図４（ａ））が減少しているある時点（タイミングＴ１）で、アップシフト条件が成立し（図４（ｂ））、かつ、切替条件が成立した場合（図４（ｅ））を例示している。
従来の車両制御装置は、図４（ｃ）に一点鎖線で示したように、アップシフト条件が成立したタイミングＴ１で、アップシフトを実行する（「低ギヤ段」から「高ギヤ段」に変更する）。そして、当該アップシフトの実行に伴い、エンジン回転数Ｎｅは、図４（ｄ）に一点鎖線で示したように、タイミングＴ１以降、減少し始める。その結果、図４（ｇ）に一点鎖線で示したように、過給器３による過給圧は、タイミングＴ１以降、上昇が遅れ、過給リーン燃焼モードで必要とする必要過給圧に達する（タイミングＴ２）までに時間が掛かることとなる。すなわち、図４（ｆ）に一点鎖線で示したように、切替条件が成立したタイミングＴ１から過給圧が必要過給圧に達したタイミングＴ２の間は、過給リーン燃焼モードに切り替えることができず、過給ストイキ燃焼モードを維持しなければならない。

一方、本実施の形態１に係る車両制御装置５は、タイミングＴ１では、アップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立しているため、図４（ｃ）に実線で示したように、アップシフトの実行を規制する。当該アップシフトの実行の規制に伴い、エンジン回転数Ｎｅは、図４（ｄ）に実線で示したように、タイミングＴ１以降、減少し始めることはない。その結果、過給器３による過給圧は、図４（ｇ）に実線で示したように、タイミングＴ１以降、従来と比較して迅速に上昇し、タイミングＴ２より早いタイミングＴ３で必要過給圧に達することとなる。すなわち、図４（ｆ）に実線で示したように、タイミングＴ２よりも早いタイミングＴ３で、過給リーン燃焼モードに切り替えることができる。そして、車両制御装置５は、図４（ｃ）に実線で示したように、当該タイミングＴ３で、アップシフトを実行する。

以上説明した本実施の形態１に係る車両制御装置５は、アップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立している場合に、アップシフトの実行を規制する。このため、アップシフトの実行に伴うエンジン回転数Ｎｅの減少を回避し、過給圧を迅速に上昇させ、過給リーン燃焼モードへの移行の遅れを抑制することができる。
したがって、本実施の形態１に係る車両制御装置５によれば、燃費の悪化を抑制することができる、という効果を奏する。

また、車両制御装置５は、過給器３による過給圧が必要過給圧に達したタイミング（タイミングＴ３）で、アップシフトを実行する。言い換えれば、車両制御装置５は、過給圧が必要過給圧に達するまで、アップシフトの実行を規制する。このため、アップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立した後、過給圧が必要過給圧に達する前にアップシフトを実行する構成と比較して、当該双方の条件が成立した後、過給圧が必要過給圧に達するまでの時間を短い時間とすることができる。すなわち、過給リーン燃焼モードへの切替を短時間で実行することができる。

（実施の形態１の変形例）
上述した実施の形態１では、過給ストイキ燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える場合を例示したが、これに限られず、ＮＡストイキ燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える場合（例えば、エンジン動作点がエンジン動作点Ｐ３（図２）からエンジン動作点Ｐ４（図２）に移行することが推測される場合）に本実施の形態１に係る発明を適用しても構わない。

図４に示したタイムチャートでは、アップシフト条件及び切替条件が同時に成立した場合に、アップシフトの実行を規制していたが、これに限られない。例えば、アップシフト条件の成立タイミングと、切替条件の成立タイミングとが同時ではない場合であっても、双方の成立タイミングの間隔が所定の期間内に含まれる場合に、アップシフトの実行を規制するように構成しても構わない。

上述した実施の形態１では、過給圧が必要過給圧に達したタイミングでアップシフトを実行していたが、これに限られず、アップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立した後、過給圧が必要過給圧に達する前に、アップシフトを実行するように構成しても構わない。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成及びステップには同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
上述した実施の形態１に係る車両制御装置５は、車両１の運転者がアクセルを緩めた状況で、アップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立した場合に、アップシフトの実行を規制していた。
これに対して、本実施の形態２に係る車両制御装置は、アクセルが一定で車速が増加している状況で、アップシフト条件が成立し、かつ、切替条件が成立した場合（例えば、エンジン動作点がエンジン動作点Ｐ５（図２）からエンジン動作点Ｐ６（図２）に移行することが推測される場合）に、アップシフトの実行を規制するものである。
そして、本実施の形態２に係る車両の構成は、上述した実施の形態１と同様の構成である。
以下では、本実施の形態２に係る車両制御装置５の動作のみを説明する。

〔車両制御装置の動作〕
図５は、本発明の実施の形態２に係る車両制御装置５の動作の一例を示すフローチャートである。
本実施の形態２に係る車両制御装置５の動作は、図５に示すように、上述した実施の形態１で説明した車両制御装置５の動作（図３）に対して、ステップＳ１０が追加された点が異なるのみである。このため、以下では、ステップＳ１０のみを説明する。

ステップＳ１０は、ステップＳ８の後に実行される。
具体的に、燃焼モード切替部５４は、ステップＳ１０において、ステップＳ８でアップシフトが実行された後のエンジン動作点を監視し、燃焼モードマップを参照して、当該エンジン動作点が過給リーン領域ＴＬ内に含まれたか否か（エンジン２の燃焼モードを過給リーン燃焼モードに切替可能であるか否か）を判断する。
過給リーン燃焼モードに切替可能でないと判断した場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）には、燃焼モード切替部５４は、エンジン動作点が過給リーン領域ＴＬ内に含まれるまで、エンジン動作点の監視を継続する。
そして、過給リーン燃焼モードに切替可能であると判断した場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）には、車両制御装置５は、ステップＳ９に移行する。

〔従来の動作との対比〕
次に、図５に示した車両制御装置５の動作によるエンジン回転数Ｎｅや過給器３による過給圧等の挙動について、図６を参照しながら、従来の動作と対比する。
図６は、図５に示した車両制御装置５の動作によるエンジン回転数Ｎｅや過給器３による過給圧等の挙動を示すタイムチャートである。具体的に、図６（ａ）〜図６（ｇ）は、図４（ａ）〜図４（ｇ）に対応した図である。

図６では、車両１の運転者がアクセル開度を一定に保っている（図６（ａ））が、車速が増加している（エンジン回転数Ｎｅ（図６（ｄ））が増加している）ある時点（タイミングＴ４）で、アップシフト条件が成立し（図６（ｂ））、かつ、切替条件が成立した場合（図６（ｅ））を例示している。
従来の車両制御装置は、図６（ｃ）に一点鎖線で示したように、アップシフト条件が成立したタイミングＴ４で、アップシフトを実行する。当該アップシフトの実行により、上述した実施の形態１における「従来の動作との対比」で説明したように、エンジン回転数Ｎｅの減少（図６（ｄ）に一点鎖線で図示）及び過給圧の上昇遅れ（図６（ｇ）に一点鎖線で図示）が生じる。すなわち、図６（ｆ）に一点鎖線で示したように、切替条件が成立したタイミングＴ４から過給リーン燃焼モードに切り替えるタイミングＴ５（過給圧が必要過給圧に達したタイミング）までに時間が掛かることとなる。

一方、本実施の形態２に係る車両制御装置５は、タイミングＴ４ではアップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立しているため、図６（ｃ）に実線で示したように、アップシフトの実行を規制する。当該アップシフトの実行の規制に伴い、エンジン回転数Ｎｅは、図６（ｄ）に実線で示したように、増加を継続する。その結果、過給器３による過給圧は、図６（ｇ）に実線で示したように、タイミングＴ４以降、従来と比較して迅速に上昇し、タイミングＴ５よりも早いタイミングＴ６で必要過給圧に達することとなる。そして、車両制御装置５は、当該タイミングＴ６でアップシフトを実行する（図６（ｃ）に実線で図示）とともに、当該アップシフトの実行後のエンジン回転数Ｎｅ及びエンジントルクＴｅの組み合わせであるエンジン動作点が過給リーン領域ＴＬ内に含まれたタイミングＴ７で過給リーン燃焼モードに切り替える。このように過給リーン燃焼モードに切り替えた場合であっても、当該切り替えるタイミングＴ７は、従来のタイミングＴ５よりも早いタイミングとなる。

以上説明した本実施の形態２のように、アクセルが一定で車速が増加している状況でアップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立した場合にアップシフトの実行を規制するように構成した場合であっても、上述した実施の形態１と同様の効果を奏する。

（実施の形態２の変形例）
上述した実施の形態２では、過給ストイキ燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える場合を例示したが、これに限られず、ＮＡストイキ燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える場合（例えば、エンジン動作点がエンジン動作点Ｐ７（図２）からエンジン動作点Ｐ８（図２）に移行することが推測される場合）に本実施の形態２に係る発明を適用しても構わない。

図６に示したタイムチャートでは、アップシフト条件及び切替条件が同時に成立した場合に、アップシフトの実行を規制していたが、これに限らない。例えば、アップシフト条件の成立タイミングと、切替条件の成立タイミングとが同時ではない場合であっても、双方の成立タイミングの間隔が所定の期間内に含まれる場合に、アップシフトの実行を規制するように構成しても構わない。

上述した実施の形態２では、過給圧が必要過給圧に達したタイミングでアップシフトを実行していたが、これに限られず、アップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立した後、過給圧が必要過給圧に達する前に、アップシフトを実行するように構成しても構わない。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態２と同様の構成及びステップには同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
上述した実施の形態２及びその変形例では、過給リーン燃焼モードへの切替前の燃焼モードを過給ストイキ燃焼モードまたはＮＡストイキ燃焼モードとしていた。
これに対して、本実施の形態３では、過給リーン燃焼モードへの切替前の燃焼モードを、触媒に吸蔵された窒素酸化物を浄化するリッチスパイク制御を実行する燃焼モード（以下、リッチスパイク燃焼モードと記載）とするものである。

〔車両の構成〕
図７は、本発明の実施の形態３に係る車両１Ａの構成を模式的に示した図である。
本実施の形態３に係る車両１Ａは、図７に示すように、上述した実施の形態２で説明した車両１（図１）に対して、触媒７２及び触媒床温検出センサ１６が追加されているとともに、車両制御装置５の一部の機能が変更されている。
触媒７２は、窒素酸化物の吸蔵還元が可能な吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を用いて構成され、図７に示すように、排気管７に配置されている。そして、触媒７２は、排気ガス中の窒素酸化物を吸蔵し、当該排気ガスを浄化する。
触媒床温検出センサ１６は、触媒７２に設けられ、排気ガスが当該触媒７２で反応する際の反応熱によって変化する触媒床温を検出する。

本実施の形態３に係る車両制御装置５Ａは、上述した実施の形態２で説明した車両制御装置５（図１）に対して、吸蔵量推定部５６が追加されている。
吸蔵量推定部５６は、触媒床温検出センサ１６にて検出された触媒床温に基づいて、触媒床温の変化及び窒素酸化物の吸蔵量（以下、ＮＯｘ吸蔵量と記載）が対応付けられた関係（図示略）を参照し、触媒７２で吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量を推定する。なお、当該関係は、図示しないメモリに記憶されている。

本実施の形態３に係る燃焼モード判定部５３は、燃焼モード切替部５４にて過給リーン燃焼モードが実行されている際に、吸蔵量推定部５６にて推定されたＮＯｘ吸蔵量に基づいて、リッチスパイク燃焼モードを開始する開始判定、または、リッチスパイク燃焼モードを終了する終了判定を行う。また、燃焼モード判定部５３は、上述した実施の形態２で説明した燃焼モード判定部５３と同様に、切替条件が成立したか否かを判定する。

本実施の形態３に係る燃焼モード切替部５４は、過給リーン燃焼モードの実行中に、燃焼モード判定部５３にてリッチスパイク燃焼モードの開始判定がなされた場合に、リッチスパイク制御を実行する（リッチスパイク燃焼モードに切り替える）。
具体的に、リッチスパイク制御は、エンジン２の空燃比を一時的にリーン空燃比よりもリッチ側の空燃比にするとともにエンジン２の点火時期を遅角させる制御である。当該リッチスパイク制御において空燃比がリッチ側の空燃比とされることにより、触媒７２に吸蔵された窒素酸化物が窒素に還元され、触媒７２の浄化能力（窒素酸化物を吸蔵する能力）が回復する。
また、燃焼モード切替部５４は、燃焼モード判定部５３にてリッチスパイク燃焼モードの終了判定がなされ、かつ、切替条件が成立したと判定された場合に、リッチスパイク制御を終了し、過給リーン燃焼モードに切り替える。

〔車両制御装置の動作〕
次に、本実施の形態３に係る車両制御装置５Ａの動作について説明する。
図８は、車両制御装置５Ａの動作の一例を示すフローチャートである。
本実施の形態３に係る車両制御装置５Ａの動作は、図８に示すように、上述した実施の形態２で説明した車両制御装置５の動作（図５）に対して、ステップＳ３が省略され、ステップＳ１１〜Ｓ１３が追加された点が異なる。このため、以下では、ステップＳ１１〜Ｓ１３のみを説明する。

ステップＳ１１は、ステップＳ２でアップシフト条件が成立したと判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）に実行される。
具体的に、燃焼モード判定部５３は、ステップＳ１１において、現在、燃焼モード切替部５４にてリッチスパイク制御が実行されているか否か（現在のエンジン２の燃焼モードがリッチスパイク燃焼モードであるか否か）を判断する。

現在、リッチスパイク燃焼モードではないと判断した場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）には、車両制御装置５Ａは、本制御フローを終了する。
一方、現在、リッチスパイク燃焼モードであると判断した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）には、燃焼モード判定部５３は、吸蔵量推定部５６にて推定されたＮＯｘ吸蔵量を読み込む（ステップＳ１２）。

続いて、燃焼モード判定部５３は、読み込んだＮＯｘ吸蔵量が所定値（リッチスパイク制御を終了するリッチスパイク終了吸蔵量）以下であるか否か（リッチスパイク燃焼モードを終了するか否か）を判定する（ステップＳ１３）。
ＮＯｘ吸蔵量が所定値以下ではない（リッチスパイク燃焼モードを終了しない）と判定した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）には、車両制御装置５Ａは、本制御フローを終了する。
一方、ＮＯｘ吸蔵量が所定位置以下であると判定（リッチスパイク燃焼モードの終了判定）した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）には、車両制御装置５Ａは、ステップＳ４に移行する。

〔従来の動作との対比〕
次に、図８に示した車両制御装置５Ａの動作によるエンジン回転数Ｎｅ、ＮＯｘ吸蔵量、及び過給器３による過給圧等の挙動について、図９を参照しながら、従来の動作と対比する。
図９は、図８に示した車両制御装置５Ａの動作によるエンジン回転数Ｎｅ、ＮＯｘ吸蔵量、及び過給器３による過給圧等の挙動を示すタイムチャートである。具体的に、図９（ａ）〜図９（ｇ）は、図６（ａ）〜図６（ｇ）に対応した図である。なお、図９（ｅ）では、「過給リーン」の状態から「リッチスパイク」の状態への立ち上がりでリッチスパイク燃焼モードへの開始判定がなされたことを示し、「リッチスパイク」の状態から「過給リーン」の状態への立下りでリッチスパイク燃焼モードの終了判定がなされ、かつ、切替条件が成立したことを示している。図９（ｈ）は、ＮＯｘ吸蔵量の挙動を示している。

図９では、タイミングＴ８において、ＮＯｘ吸蔵量が限界吸蔵量に達し（図９（ｈ））、リッチスパイク燃焼モードへの開始判定がなされた場合を例示している。また、図９では、車両１Ａの運転者がアクセルを一定に保っているが、車速が増加している（エンジン回転数Ｎｅ（図９（ｄ））が増加している）ある時点（タイミングＴ８の後のタイミングＴ９）で、アップシフト条件が成立（図９（ｂ））した場合を例示している。さらに、図９では、タイミングＴ９の後のタイミングＴ１０において、ＮＯｘ吸蔵量がリッチスパイク終了吸蔵量以下になり（図９（ｈ））、リッチスパイク燃焼モードの終了判定がなされ、かつ、切替条件が成立した場合（図９（ｅ））を例示している。

従来の車両制御装置は、図９（ｃ）に一点鎖線で示したように、アップシフト条件が成立したタイミングＴ９で、アップシフトを実行する。当該アップシフトの実行により、上述した実施の形態２における「従来の動作との対比」で説明したように、エンジン回転数Ｎｅの減少（図９（ｄ）に一点鎖線で図示）及び過給圧の上昇遅れ（図９（ｇ）に一点鎖線で図示）が生じる。すなわち、図９（ｆ）に一点鎖線で示したように、リッチスパイク燃焼モードの終了判定がなされ、かつ、切替条件が成立したタイミングＴ１０から過給リーン燃焼モードに切り替えるタイミングＴ１１（過給圧が必要過給圧に達したタイミング）までに時間が掛かることとなる。なお、図９（ｈ）では、タイミングＴ１１までリッチスパイク燃焼モードが維持された結果、ＮＯｘ吸蔵量がタイミングＴ１１までリッチスパイク終了吸蔵量以下を維持し、過給リーン燃焼モードに切り替わったタイミングＴ１１以降、ＮＯｘ吸蔵量が増加していく挙動を一点鎖線で図示している。

一方、本実施の形態３に係る車両制御装置５Ａは、アップシフト条件が成立したタイミングＴ９から、所定の期間内に、リッチスパイク制御の終了判定がなされるとともに切替条件が成立（タイミングＴ１０）したため、図９（ｃ）に実線で示したように、タイミングＴ９以降、アップシフトの実行を規制する。当該アップシフトの実行の規制に伴い、エンジン回転数Ｎｅは、図９（ｄ）に実線で示したように、増加を継続する。その結果、過給器３による過給圧は、図９（ｇ）に実線で示したように、タイミングＴ１０以降、従来と比較して迅速に上昇し、タイミングＴ１１よりも早いタイミングＴ１２で必要過給圧に達することとなる。すなわち、図９（ｆ）に実線で示したように、タイミングＴ１１よりも早いタイミングＴ１２で、過給リーン燃焼モードに切り替えることができる。そして、車両制御装置５Ａは、図９（ｃ）に実線で示したように、当該タイミングＴ１２で、アップシフトを実行する。なお、図９（ｈ）では、タイミングＴ１２で過給リーン燃焼モードが切り替わった結果、タイミングＴ１２以降、ＮＯｘ吸蔵量が増加していく挙動を実線で図示している。

以上説明した本実施の形態３のように、リッチスパイク燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える際に、本発明を適用した場合であっても、上述した実施の形態２と同様の効果を奏する。

（実施の形態３の変形例）
上述した実施の形態３では、アクセル開度が一定で車速が増加している状況でアップシフト条件が成立した場合を例示したが、これに限られず、上述した実施の形態１と同様に、車両１Ａの運転者がアクセルを緩めた状況でアップシフト条件が成立した場合に本実施の形態３に係る発明を適用しても構わない。

上述した実施の形態３では、過給圧が必要過給圧に達したタイミングでアップシフトを実行していたが、これに限られず、アップシフト条件が成立し、リッチスパイク燃焼モードの終了判定がなされ、切替条件が成立した後、過給圧が必要過給圧に達する前に、アップシフトを実行するように構成しても構わない。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成及びステップには同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施の形態４に係る車両制御装置は、上述した実施の形態１で説明した車両制御装置５に対して、アップシフトの実行を規制した際に、ダウンシフトを実行するように構成されている点が異なる。
そして、本実施の形態４に係る車両の構成は、上述した実施の形態１と同様の構成である。
以下では、本実施の形態４に係る車両制御装置５の動作のみを説明する。

〔車両制御装置の動作〕
図１０は、本発明の実施の形態４に係る車両制御装置５の動作の一例を示すフローチャートである。
本実施の形態４に係る車両制御装置５の動作は、図１０に示すように、上述した実施の形態１で説明した車両制御装置５の動作（図３）に対して、ステップＳ１４〜Ｓ１７が追加された点が異なる。このため、以下では、ステップＳ１４〜Ｓ１７のみを説明する。

ステップＳ１４は、ステップＳ５の後に実行される。
具体的に、変速比変更部５２は、ステップＳ１４において、自動変速機４の動作を制御し、ダウンシフトを実行する。
続いて、変更規制部５５は、圧力検出センサ１３にて検出された過給器３による過給圧を監視し、当該過給圧が過給リーン燃焼モードで必要とされる必要過給圧よりも低い第１閾値に達したか否かを判断する（ステップＳ１５）。
過給圧が第１閾値に達していないと判断した場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）には、変更規制部５５は、過給圧が第１閾値に達するまで、過給圧の監視を継続する。
そして、過給圧が第１閾値に達したと判断した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）には、車両制御装置５は、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ１６は、ステップＳ７の後に実行される。
具体的に、変速比変更部５２は、ステップＳ１６において、自動変速機４の動作を制御し、自動変速機４の変速比を、ステップＳ１４でダウンシフトを実行する前の変速比に変更する。この後、車両制御装置５は、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ１７は、ステップＳ６で過給圧が必要過給圧に達したと判断された場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）に実行される。
具体的に、変速比変更部５２は、ステップＳ１７において、自動変速機４の動作を制御し、自動変速機４の変速比を、ステップＳ２でのアップシフト条件が成立した時（ステップＳ２：Ｙｅｓ）の変速線図に基づく変速比（ステップＳ２でのアップシフト条件の成立に応じて変更する予定であった変速比）に変更する。この後、車両制御装置５は、ステップＳ９に移行する。

〔従来の動作との対比〕
次に、図１０に示した車両制御装置５の動作によるエンジン回転数Ｎｅや過給器３による過給圧等の挙動について、図１１を参照しながら、従来の動作と対比する。
図１１は、図１０に示した車両制御装置５の動作によるエンジン回転数Ｎｅや過給器３による過給圧等の挙動を示すタイムチャートである。具体的に、図１１（ａ）〜図１１（ｇ）は、図４（ａ）〜図４（ｇ）に対応した図である。

従来の車両制御装置は、上述した実施の形態１における「従来の動作との対比」で説明したように動作する。すなわち、従来の車両制御装置は、図１１（ｃ）、図１１（ｆ）、及び図１１（ｇ）に一点鎖線で示すように、アップシフト条件が成立したタイミングＴ１でアップシフトを実行し、過給圧が必要過給圧に達したタイミングＴ２で過給リーン燃焼モードに切り替える。

一方、本実施の形態４に係る車両制御装置５は、タイミングＴ１ではアップシフト条件及び切替条件の双方の条件が成立しているため、図１１（ｃ）に実線で示したように、アップシフトの実行を規制する。また、車両制御装置５は、当該タイミングＴ１で、ダウンシフトを実行する。当該ダウンシフトの実行に伴い、エンジン回転数Ｎｅは、図１１（ｄ）に実線で示したように、タイミングＴ１以降、増加し始める。その結果、過給器３による過給圧は、図１１（ｇ）に実線で示したように、タイミングＴ１以降、従来と比較して迅速に上昇する。そして、車両制御装置５は、図１１（ｃ）及び図１１（ｇ）に実線で示したように、過給圧が第１閾値に達したタイミングＴ１３で一旦、ダウンシフトの実行前の変速比に戻す。当該タイミングＴ１３で一旦、ダウンシフトの実行前の変速比に戻した場合でも、エンジン回転数Ｎｅは、図１１（ｄ）に実線で示したように、高い状態にある。このため、過給器３による過給圧は、図１１（ｇ）に実線で示したように、タイミングＴ２より大幅に早いタイミングＴ１４で必要過給圧に達することとなる。すなわち、図１１（ｆ）に実線で示したように、タイミングＴ２より大幅に早いタイミングＴ１４で、過給リーン燃焼モードに切り替えることができる。そして、車両制御装置５は、図１１（ｃ）に実線で示したように、当該タイミングＴ１４で、当初予定のアップシフトを実行する。

以上説明した本実施の形態４によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態４に係る車両制御装置５は、アップシフトの実行を規制した場合に、ダウンシフトを実行する。このため、当該ダウンシフトの実行に伴ってエンジン回転数Ｎｅを増加させて過給圧をさらに迅速に上昇させることができ、上述した実施の形態１よりも早いタイミングで過給リーン燃焼モードに切り替えることができる。

（実施の形態４の変形例）
上述した実施の形態４では、過給ストイキ燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える場合を例示したが、これに限られず、ＮＡストイキ燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える場合や、リッチスパイク燃焼モードから過給リーン燃焼モードに切り替える場合に本実施の形態４に係る発明を適用しても構わない。

図１１に示したタイムチャートでは、アップシフト条件及び切替条件が同時に成立した場合に、アップシフトの実行を規制していたが、これに限られない。例えば、アップシフト条件の成立タイミングと、切替条件の成立タイミングとが同時ではない場合であっても、双方の成立タイミングの間隔が所定の期間内に含まれる場合に、アップシフトの実行を規制するように構成しても構わない。

上述した実施の形態４では、ダウンシフトの実行後、アップシフトの実行が許容された場合に、段階的にアップシフトを実行していたが、これに限られない。例えば、ダウンシフトの実行後、過給圧が必要過給圧に達した時点で、一気に当初予定のアップシフトを実行するように構成しても構わない。

（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１〜４によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態１〜４及びこれらの変形例では、自動変速機４は、有段変速機で構成されていたが、これに限られず、無段変速機で構成しても構わない。
また、制御フローは、上述した実施の形態１〜４で説明したフローチャートにおける処理の順序に限られず、矛盾のない範囲で変更しても構わない。

１，１Ａ 車両
２ エンジン
３ 過給器
４ 自動変速機
５，５Ａ 車両制御装置
７２ 触媒

Claims (7)

1. 過給器を備えたエンジンと当該エンジンに連結された自動変速機とを備えた車両に搭載され、当該車両の動作を制御する車両制御装置であって、
   変速線図に基づいて、前記自動変速機における変速比のアップシフトを実行するためのアップシフト条件が成立したか否かを判定し、
   前記エンジンの空燃比をリーン空燃比よりもリッチ側の空燃比とする所定の燃焼モードから、前記過給器による過給を実行しながら前記エンジンの空燃比を前記リーン空燃比とする過給リーン燃焼モードへと切り替えるための切替条件が成立したか否かを判定し、
   前記アップシフト条件及び前記切替条件の双方の条件が成立している場合には、前記変速比のアップシフトを実行しない
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記過給器による過給圧が前記過給リーン燃焼モードで必要とする必要過給圧に達した場合に、前記変速比のアップシフトを実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記アップシフト条件及び前記切替条件の双方の条件が成立している場合には、前記変速比のアップシフトを実行せずに、前記変速比のダウンシフトを実行する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記変速比のダウンシフトを実行した後、前記過給器による過給圧が前記過給リーン燃焼モードで必要とする必要過給圧よりも低い閾値に達した場合に、前記変速比のアップシフトを段階的に実行する
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記過給器による過給圧が前記閾値に達した場合に前記変速比のダウンシフトを実行する前の変速比に変更し、前記過給器による過給圧が前記必要過給圧に達した場合に前記アップシフト条件が成立した時の前記変速線図に基づく変速比に変更する
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記所定の燃焼モードは、
   前記空燃比をストイキ空燃比とするストイキ燃焼モードである
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の車両制御装置。
7. 前記所定の燃焼モードは、
   前記空燃比を一時的にリッチ側の空燃比として触媒に吸蔵された窒素酸化物を浄化するリッチスパイク制御を実行する燃焼モードである
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の車両制御装置。

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