JPH09137738A

JPH09137738A - エンジンおよび自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JPH09137738A
Application number: JP7322290A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tabata; 淳田端; Masato Kaikawa; 正人甲斐川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-11-16
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】リッチスパイクを実行することによるトルク
変動に起因したトルクと摩擦係合装置の油圧との不適合
を防止する。【解決手段】空燃比を大きくしたリーンバーン運転中
の所定の時期に空燃比を一時的に減少させるリッチスパ
イクを実行して排気通路中のＮＯx 吸収剤からＮＯx を
放出させるエンジンに、変速時の摩擦係合装置の油圧
を、検出されたエンジントルクに基づいて設定する自動
変速機が連結されたエンジンおよび自動変速機の制御装
置において、前記エンジントルクを検出中に前記空燃比
を一時的に増大させるリッチスパイクを禁止する手段
（ステップ１０６）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両における自
動変速機およびこれを連結してあるエンジンを制御する
ための装置に関し、特に空燃比を大きくしたリーンバー
ン運転中に、ＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出させるため
に、一時的に空燃比を低下させるリッチスパイクを実行
するエンジンおよびこれに連結された自動変速機を制御
するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、車両の燃費を更に向上させる
ために、理論空燃比より大きい空燃比でエンジンを運転
するリーンバーン制御を実行する車両が開発され、実用
に供されるようになってきている。リーンバーン運転で
は、排気ガス中の未燃焼炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素
（ＣＯ）などの排出量が減少するが、排気ガス中に含ま
れる酸素濃度が高くなることに伴って、排気経路中に設
けてあるＮＯx 吸収剤によるＮＯx の吸収が促進され
る。このＮＯx 吸収剤は、硝酸の形でＮＯx を吸着する
ものであるが、その容量には限度があるから、リーンバ
ーン運転中に吸収したＮＯx を放出させている。

【０００３】その一例が特開平６−１０８８２４号公報
に記載されており、この公報に記載された発明では、エ
ンジン回転数の累積値が所定の値に達した時点に、空燃
比を０．５秒程度の短時間の間、リッチ側に制御してい
る。いわゆるリッチスパイク制御であり、このような制
御を行うことにより、ＮＯx 吸収剤に対する流入ガス中
の酸素濃度が下がるので、ＮＯx 吸収剤からＮＯx が放
出され、再度、ＮＯx吸収剤がＮＯx を吸収できる状態
になる。

【０００４】上述した０．５秒程度の短時間であっても
空燃比をリッチ側に制御すれば、燃料供給量（燃料噴射
量）が増大するために、エンジン出力が一時的に増大す
る。エンジン出力の増大は、当然、駆動量の増大として
現れるので、ショックの原因となり、そこで上述した公
報に記載されている発明では、リッチスパイクと併せて
点火時期の遅角制御を行い、リッチスパイクによるエン
ジントルクの増大分を、点火時期の遅角制御によるエン
ジントルクの低下分で相殺して、駆動トルクの実質的な
変動を防止するようにしている。

【０００５】エンジントルクの変動がそのまま出力トル
クとして現れた場合には、上述したようにショックの原
因となるが、エンジントルクの変動がそのまま現れなく
てもショックを生じさせることがある。すなわち、車両
においては、エンジンなどの駆動源に続けて変速装置を
配置してあり、変速装置での変速比の変更に伴ってトル
クが変動する。自動変速機での変速は、クラッチやブレ
ーキなどの摩擦係合装置の係合・解放状態の切り換えに
よって実行されるので、その摩擦係合装置の油圧が、摩
擦係合装置にかかるトルクに対して不適切であれば、変
速のタイミングにずれが生じ、結局、これがショックの
原因となる。そのため従来一般には、自動変速機の摩擦
係合装置の油圧を、エンジントルクに基づいて制御して
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した公報に記載さ
れている従来の装置では、エンジントルクの変動を抑制
するために、リーンバーン運転中のリッチスパイクと併
せて点火時期の遅角制御を実行している。しかしなが
ら、リッチスパイクによるエンジントルクの増大量と点
火時期の遅角制御によるエンジントルクの減少量とは、
エンジンの暖気状態やエンジンあるいは制御機器の個体
差などの要因によって必ずしも同一とはならない場合が
あり、そのような場合には、リッチスパイクによってエ
ンジントルクが変動する。このようなトルクの変動は、
適正な制御を行い得なかったことに起因して生じるの
で、そのトルク変動量を正確に知ることができない。

【０００７】したがって上述したリッチスパイクに伴う
エンジントルクの変動と自動変速機での例えば変速とが
時間的に重なった場合には、エンジントルクを正確に知
ることができないために、変速に関与する摩擦係合装置
の油圧が、エンジントルク（より正確には、自動変速機
への入力トルク）に対して不適切な圧力になってしま
い、その結果、変速ショックが悪化したり、摩擦係合装
置の滑りによってその耐久性が低下したりする不都合が
あった。特に二つの摩擦係合装置を同時に切り換えて実
行するクラッチ・ツウ・クラッチ変速の場合には、少な
くとも一方の摩擦係合装置の油圧を入力トルクおよび変
速の情況に応じて制御する必要があるので、実際のエン
ジントルクもしくはそれに基づく入力トルクを正確に検
出できない場合には、変速ショックが大きくなる可能性
が多分にあった。

【０００８】この発明は、上記の事情を背景としてなさ
れたものであり、リーンバーン運転中のリッチスパイク
制御に起因する変速ショックを防止することのできる制
御装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】そしてこの発明は、摩擦係合装置の油圧と
エンジントルクとの不適合の原因となるリッチスパイク
制御を、エンジントルクの検出中には実行しないことに
より、あるいはリッチスパイクによるトルク変動分を補
正することにより、上記の目的を達成するものである。

【００１０】

【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に記載した発明は、空燃
比を大きくしたリーンバーン運転中の所定の時期に空燃
比を一時的に減少させるリッチスパイクを実行して排気
通路中のＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出させるエンジン
に、変速時の摩擦係合装置の油圧を、検出されたエンジ
ントルクに基づいて設定する自動変速機が連結されたエ
ンジンおよび自動変速機の制御装置において、前記エン
ジントルクを検出中に前記空燃比を一時的に増大させる
リッチスパイクを禁止する手段を備えていることを特徴
とするものである。

【００１１】したがってエンジン回転数や吸入空気量あ
るいは吸気管負圧などに基づいて検出されたエンジント
ルクを変動させる要因が皆無もしくは少なくなる。その
ためその検出されたエンジントルクに基づいて設定した
油圧、すなわち検出したエンジントルクから摩擦損失ト
ルクや補機の駆動のためのトルクなどを減じたトルクさ
らにはトルクコンバータの動作状態で補正したトルクな
どを考慮して決定された油圧は、実際のエンジントルク
に適合したものとなり、変速ショックや摩擦係合装置の
過剰な滑りなどが生じない。

【００１２】また請求項２の発明では、前記リッチスパ
イクの禁止の有無に応じてリッチスパイクの制御量を変
更する手段を備えている。

【００１３】したがってクッチスパイクが禁止されるこ
とによってＮＯx 吸収剤のＮＯx 吸収量が多くなってい
る場合には、リッチスパイクの時間や空燃比の低下量な
どの制御量が多くなり、ＮＯx 放出量が増大される。そ
の結果、ＮＯx 吸収剤の飽和度合いが減じられ、通常ど
おりのＮＯx の吸収除去を行うことができる。

【００１４】さらに請求項３に記載した発明は、空燃比
を大きくしたリーンバーン運転中の所定の時期に空燃比
を一時的に減少させるリッチスパイクを実行して排気通
路中のＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出させるエンジン
に、変速時の摩擦係合装置の油圧を、検出されたエンジ
ントルクに基づいて設定する自動変速機が連結されたエ
ンジンおよび自動変速機の制御装置において、前記油圧
を設定するべく検出された前記エンジントルクを、前記
リッチスパイクを実行することによるエンジントルクの
変動量に応じて補正する手段を備えていることを特徴と
するものである。

【００１５】この請求項３の発明におけるリッチスパイ
クの実行によるエンジントルクの変動量は、リッチスパ
イクのみに起因するエンジントルクの変動量だけでな
く、リッチスパイクと点火時期の遅角制御などの他のエ
ンジントルク制御とによる総合的なエンジントルクの変
動量をも含んでおり、したがってこの発明においては、
スロットル開度や吸入空気量などから検出したエンジン
トルクを、これらのエンジントルク変動量によって補正
するので、得られたエンジントルク値と実際のエンジン
トルクとの乖離幅が小さくなる。そのためこのようにし
て得られたエンジントルクに基づいて設定された油圧
は、自動変速機に入力されるトルクに適合したものとな
り、変速ショックや摩擦係合装置の滑りなどによる耐久
性の低下が防止される。

【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。この発明で対象とする自動変速
機は、入力トルクに応じて摩擦係合装置の油圧（係合圧
や解放圧）を制御するように構成され、またその自動変
速機が連結されたエンジンは、空燃比を理論空燃比より
大きい値に設定するリーンバーン運転が行われ、かつそ
のリーンバーン運転中の所定時期に空燃比を一時的に増
大させるリッチスパイクが実行されるエンジンである。
そこで先ず、その自動変速機の一例について図１を参照
して説明する。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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 から成る第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 から成る第
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 から成る第３遊星歯車装置１６とを備え
ている。

【００２０】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。

【００２１】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Ｂ
2 が直列に設けられている。この第１一方向クラッチＦ
1 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。

【００２２】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、油圧が作用され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。

【００２３】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。

【００２４】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
の踏み込み量に応じた信号がエンジン用電子制御装置２
１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、その上流側すなわち
吸入口側には吸入空気量を検出するためのエアフローメ
ータ２４が配置されている。そして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。またエアフローメータ２４は、その検
出信号である吸入空気量Ｑを制御装置２１に入力するよ
うになっている。

【００２５】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
などが設けられている。それらのセンサから、エンジン
回転速度Ｎ、吸入空気温度Ｔｈa 、電子スロットル弁２
３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。さら
に補機類、例えばエアコンディショニング装置（エアコ
ン）３４の駆動・非駆動の信号がエンジン用電子制御装
置２１に入力されている。

【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３５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３６
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に供給されている。

【００２７】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。またエアフローメータ２４や
吸入空気温度センサ２６のフェイルあるいはこれらに関
連する回路のフェイルが生じた場合には、基本燃料噴射
時間や点火時期などのエンジン１の駆動状態を制御する
信号を予め設定した値に固定し、これによりエンジン１
を一定の駆動条件で駆動するようになっている。

【００２８】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３９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を、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を、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。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
やロックアップクラッチ８の係合状態を決定し、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、ソレノイド弁ＳOL4 を駆動す
るよう構成されている。

【００２９】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に基づいて解放、スリップ、係合のいずれかの領
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。

【００３０】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。

【００３１】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。この変速を円滑かつ迅速
に実行するために、前記油圧制御回路３８には、図５に
示す回路が組み込まれている。これは、第３ブレーキＢ
3 の係合圧ＰB3を、入力トルクおよび変速の進行状況
に基づいて電気的に直接制御するように構成したもので
あり、以下、簡単にその構成を説明する。

【００３２】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７０，７１，７
２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。

【００３３】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８
３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。

【００３４】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。

【００３５】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９
６に接続されている。

【００３６】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９
９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。

【００３７】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１０
４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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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１１
６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１１
８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。

【００４１】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、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Ｂ
2 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。

【００４２】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１
２２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。

【００４３】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。

【００４４】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、変速の情況や入力トルク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。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。

【００４５】このように変速の情況に応じて係合圧を制
御することがあり、その場合の係合圧は、摩擦係合装置
の滑りなどによる耐久性の低下を防止するために、入力
トルクに応じた圧力に設定する必要がある。自動変速機
３に入力されるトルクは、エンジン１の出力トルクすな
わちエンジン１の駆動状態に最も大きい影響されるか
ら、エンジン１の駆動状態を検出し、あるいは制御する
必要がある。その制御例については後述する。

【００４６】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。

【００４７】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２４を介してエアクリーナ１４
１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。

【００４８】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１
４４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。

【００４９】このエンジン１を制御する電子制御装置２
１は、ディ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２４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
する回転数センサ２５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。

【００５０】上記のようにエンジン１は、燃料噴射弁１
３９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。

【００５１】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。

【００５２】図６に示すエンジンでは、通常、例えばＫ
t ＝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１
３１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。

【００５３】ケーシング１４５内に収容されているＮＯ
x 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Ｌ
i 、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。

【００５４】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「ＮＯ
x 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
が以下すると、吸収したＮＯx を放出するＮＯx の吸収
放出作用を行う。

【００５５】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Ｎ
Ｏx を放出することになる。

【００５６】上記のＮＯx 吸収剤１４４を排気管路内に
配置すれば、このＮＯx 吸収剤１４４は実際にＮＯx の
吸収放出作用を行うが、この吸収放出作用の詳細なメカ
ニズムについては明らかでない部分もある。しかしなが
らこの吸収放出作用は図９に示すようにメカニズムで行
われているものと考えられている。なお、このメカニズ
ムについて、担体上に白金Ｐt およびバリウムＢa を担
持させた場合を例に取って説明するが、他の貴金属、ア
ルカリ金属、アルカリ土類、希土類を用いても同様なメ
カニズムとなる。

【００５７】すなわち流入排気ガスがかなりリーンにな
ると、流入排気ガス中の酸素濃度が大幅に増大し、図９
（Ａ）に示すようにこれら酸素Ｏ₂ がＯ₂ ⁻ またはＯ^2-
の形で白金Ｐt の表面に付着する。一方、流入排気ガス
中のＮＯは、白金Ｐt の表面でＯ₂ ⁻ またはＯ^2-と反応
し、ＮＯ₂となる（２ＮＯ＋Ｏ₂→２ＮＯ₂）。

【００５８】ついで生成された２ＮＯ2 の一部は白金Ｐ
t 上で酸化されつつ吸収剤１４４内に吸収されて酸化バ
リウムＢａＯと結合しながら、図９（Ａ）に示すように
硝酸イオンＮＯ3^-の形で吸収剤１４４内に吸収される。
このようにしてＮＯx がＮＯx 吸収剤１４４内に吸収さ
れる。

【００５９】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐt の表面でＮＯ₂が成形され、吸収剤のＮＯx 吸収能
力が飽和しない限りＮＯ₂が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ3^-が生成される。これに対して流入排気ガス
中の酸素濃度が低下してＮＯ₂ の生成量が低下すると、
反応が逆方向（ＮＯ3^-→ＮＯ₂ ）に進み、その結果、吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ3^-がＮＯ₂ の形で吸収剤から放
出される。すなわち流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
ると、ＮＯx 吸収剤１４４からＮＯx が放出されること
になる。図８に示すように流入排気ガス中の酸素濃度が
低下し、したがって流入排気ガスのリーンの度合を低く
すれば、流入排気ガスがリーンであっても、ＮＯx 吸収
剤１４４からＮＯx が放出されることになる。

【００６０】一方、このとき流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすると、図８に示すように、エンジン１から多量
の未燃焼ＨＣ、ＣＯが排出され、これらの未燃焼ＨＣ、
ＣＯは白金Ｐt 上の酸素Ｏ₂ ⁻ またはＯ^2-と反応して酸
化する。また流入排気ガスの空燃比をリッチにすると、
流入排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収
剤からＮＯ₂が放出され、このＮＯ₂は図９（Ｂ）に示
すように、未燃焼ＨＣ、ＣＯと反応して還元される。こ
のようにして白金Ｐt の表面上にＮＯ₂が存在しなくな
ると、吸収剤から次から次へとＮＯ₂が放出される。し
たがって流入排気ガスの空燃比をリッチにすると、短時
間のうちにＮＯx 吸収剤１４４からＮＯx が放出され
る。

【００６１】すなわち流入排気ガスの空燃比をリッチに
すると、先ず初めに、未燃焼ＨＣ、ＣＯが白金Ｐt 上の
Ｏ₂ ⁻ またはＯ^2-とただちに反応して酸化され、ついで
白金Ｐt 上のＯ₂ ⁻ またはＯ^2-が消費されてもまだ未燃
焼ＨＣ、ＣＯが残っていれば、この未燃焼ＨＣ、ＣＯに
よって吸収剤から放出されたＮＯx およびエンジンから
排出されたＮＯx が還元される。したがって流入排気ガ
スの空燃比をリッチにしたときに吸収剤から放出された
全ＮＯx およびエンジンから排出された全ＮＯx を還元
するには、少なくとも白金Ｐt 上のＯ₂ ⁻ またはＯ^2-を
消費するのに必要な量の未燃焼ＨＣ、ＣＯがＮＯx 吸収
剤１４４に流入するように流入ガスの空燃比のリッチの
度合を制御する必要がある。

【００６２】前述したように図６に示すエンジンでは、
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Ｎ
Ｏx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。そこでこの発明にかかる制御装置は、リーン混
合気が継続して燃焼されたときには図１０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。

【００６３】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１１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。

【００６４】したがって図１１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１
３１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１３
１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。

【００６５】なお、この実施例では、リーン空燃比（Ｋ
Ｌ）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１２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。

【００６６】ところで図１０のリッチ空燃比ＫＫ′はシ
リンダ内に供給される混合気の空燃比がリーン空燃比
（Ｋt ＝0.7)からリッチ空燃比（Ｋt ＝ＫＫ′）に切り
換えられたときに、白金Ｐt 上のＯ₂ ⁻ を消費しかつ全
ＮＯx を還元するのに必要な未燃焼成分が発生する空燃
比を示している。上記のエンジンでは、リッチスパイク
時の前記リッチ空燃比（ＫＫ）が、このリッチ空燃比
（ＫＫ′）よりも更にリッチ側の空燃比に設定されるの
で、ＮＯx 吸収剤１４４には白金Ｐt 上のＯ₂ ⁻ を消費
しかつ全ＮＯx を還元するに必要な未燃焼成分が供給さ
れることになり、その結果、ＮＯx が良好に還元される
ことになる。

【００６７】しかしながらその場合、余剰の未燃焼成分
がＮＯx 吸収剤１４４から排出されることになり、した
がってこの余剰の未燃焼成分を酸化させる必要がある。
そのためＮＯx 吸収剤１４４の下流側の排気管路内にス
トレージ機能を有する触媒１４８を内蔵した触媒コンバ
ータ１４７が配置され、この触媒によって未燃焼成分を
酸化させるようになっている。

【００６８】すなわちこの触媒１４８は、例えばアルミ
ナを担体としてこの担体上に貴金属と、カルシウムＣａ
のようなアルカリ土類と、セシウムＣｅとが担持されて
いる。このように担体上にセシウムＣｅを担持させる
と、触媒１４８は、触媒１４８への流入排気ガスの空燃
比がリーンのときには、排気ガスに含まれる酸素を吸着
保持し、触媒１４８への流入排気ガスの空燃比がリッチ
になると、吸着保持していた酸素を未燃焼ＨＣ、ＣＯが
奪うというＯ₂ストレージ機能を備えるようになる。し
たがってこのようなＯ₂ストレージ機能を有する触媒１
４８をＮＯx 吸収剤１４４の下流の排気管路内に配置し
ておくと、リーン混合気が燃焼されている間に多量の酸
素が触媒１４８に吸着保持されるので、ＮＯx 吸収剤１
４４からＮＯx を放出するべく燃焼室１３１内に供給さ
れる混合気がリッチにされてＮＯx吸収剤１４４から未
燃焼ＨＣ、ＣＯが排出されても、これらの未燃焼ＨＣ、
ＣＯは触媒１４８に吸着保持されている酸素を奪って酸
化され、その結果、未燃焼ＨＣ、ＣＯが大気中に放出さ
れることが防止される。

【００６９】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。Ｎ
Ｏx 吸収剤１４４に吸収されるＮＯx の量はエンジンか
ら排出される排気ガスの量と排気ガス中のＮＯx 濃度に
比例し、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
ることができるが、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。

【００７０】つぎに上記のエンジンにおけるリッチスパ
イクの制御について説明する。図１３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Ｔ
Ｐ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。

【００７１】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。この一定値ＳＮＥはＮＯx 吸収剤１４
４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。Σ
ＮＥ≦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。

【００７２】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。ＮＯ
x 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。

【００７３】図１４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１４において、先ずステッ
プ１０で図７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ＴＡ
Ｕ（＝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。

【００７４】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１
５に進んで図１２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。

【００７５】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。

【００７６】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の空燃比を小さくしても燃焼室１３
１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。

【００７７】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。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、壁面への燃料の付着を補うように制御開始時
に燃料噴射量を増大させ、またリッチからリーンに変更
する場合、壁面からの燃料の離脱によるリッチ化を補う
ように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。

【００７８】上述したように上記のエンジン１における
空燃比を大きくしたリーンバーン運転中のＮＯx 放出の
ための空燃比の一時的な増大すなわちリッチスパイク
は、エンジン回転数の累積値などのエンジンの運転状態
に基づいて実施される。これに対して自動変速機３での
変速は、車速やスロットル開度などの車両の走行状態に
基づいて実施される。そのため、エンジン１でのリッチ
スパイクと自動変速機３での変速とが同時に判断される
ことがあるが、リッチスパイク時に同時に点火時期を制
御するとしても、空燃比の変更に起因するエンジン出力
トルクの変動を皆無にすることは困難であり、また自動
変速機３での変速の際の摩擦係合装置の係合圧をエンジ
ン出力トルクあるいはそれに基づく入力トルクに応じて
設定する必要がある。

【００７９】そこでこの発明にかかる制御装置では、リ
ッチスパイクに起因するエンジン出力トルクと摩擦係合
装置の係合圧とが不適合状態になることを防止するため
に、以下に述べるように制御する。図１５はその制御ル
ーチンの一例を示しており、入力信号の処理（ステップ
１００）を行った後に、前述したシフトレバー３１によ
って選択されているレンジがドライブレンジ（Ｄレン
ジ）か否かが判断される（ステップ１０１）。Ｄレンジ
が選択されていない場合には、特に制御を行うことなく
このルーチンを抜け、Ｄレンジが選択されている場合に
は、リーンバーン制御中（リーンバーン運転中）か否か
が判断される（ステップ１０２）。

【００８０】このリーンバーン制御は、前述したエンジ
ン１での基本燃料噴射時間ＴＰの補正係数Ｋt を“１．
０”より小さい値（一例として０．７程度）に設定して
空燃比を理論空燃比より大きい値にした運転状態であ
り、通常の運転状態では、例えばエンジン回転数の累積
値が所定の値に達することにより、空燃比を一時的に下
げる前述したリッチスパイクが実行される。ステップ１
０２で否定判断された場合には、特に制御を行うことな
くこのルーチンを抜け、これに対して肯定判断された場
合には、ステップ１０３に進んで変速が判断される。

【００８１】その変速の判断は、一例として第２速から
第３速へのアップシフトの判断であり、前述したこの発
明で対象とする自動変速機３では第３ブレーキＢ3 を解
放し、かつ第２ブレーキＢ2 を係合させるいわゆるクラ
ッチ・ツウ・クラッチ変速である。このクラッチ・ツウ
・クラッチ変速では、第３ブレーキＢ3 の油圧ＰB3をエ
ンジントルク（自動変速機３に対する入力トルク）およ
び第２ブレーキＢ2 の係合圧に応じて、リニアソレノイ
ドバルブＳLUによって直接制御するので、リッチスパイ
クによるエンジントルクの変動による変速ショックに対
する影響が大きくなる。

【００８２】したがってステップ１０３で否定判断され
た場合には、特に制御を行うことなくこのルーチンを抜
け、また反対に肯定判断された場合には、第２速から第
３速へのアップシフトが判断された時点からの経過時間
すなわちタイマＴREが所定の値ＴA に達したか否かが判
断される（ステップ１０４）。この時間ＴA は、第３ブ
レーキＢ3 の調圧を開始する時点を規定する時間であ
り、したがってステップ１０４で肯定判断された場合に
は、第３ブレーキＢ3 の調圧を開始する（ステップ１０
５）。

【００８３】この時点での第３ブレーキＢ3 の調圧は、
自動変速機３に対する入力トルクに応じた油圧に徐々に
低下させた後に、その入力トルクに応じた油圧に維持す
る制御である。したがってこの調圧制御の前提として入
力トルクの検出が行われ、これは、従来知られている手
段によって実行される。その一例として特開平５−７７
６６０号公報に記載されている制御を採用することがで
きる。具体的には、エンジン１の１回転あたりの吸入空
気量すなわちエンジン負荷Ｑ／Ｎからエンジン出力を推
定し、その推定値からオイルの撹拌などによる損失と補
機類を駆動するために消費されたトルクとを減算したト
ルクが入力トルクされる。このようにして得られた入力
トルクに応じて第３ブレーキＢ3 の油圧ＰB3が決定さ
れ、その圧力なるようにリニアソレノイドバルブＳLUの
デューティ比が制御される。

【００８４】上記のように第３ブレーキＢ3 の係合圧Ｐ
B3の制御が開始されると、エンジン１でのリッチスパイ
クが禁止される（ステップ１０６）。このステップ１０
６がこの発明におけるリッチスパイク禁止手段に相当す
る。

【００８５】上述したエンジン１では、リーンバーン運
転中のエンジン回転数の累積値ΣＮＥが前述した基準値
ＳＮＥ以上になった時点でＮＯx 放出フラグがセットさ
れ、混合気を０．５秒程度の間、リッチ空燃比ＫＫに設
定し、また併せて点火時期の遅角制御が実行されるが、
上述のように第３ブレーキＢ3 の調圧が開始された後に
、エンジン回転数の累積値ΣＮＥが基準値ＳＮＥ以上
になっても、あるいはそれに伴ってＮＯx 放出フラグが
セットされても、リッチスパイクやそれに伴う点火時期
の変更制御が実行されない。したがって第３ブレーキＢ
3 の係合圧ＰB3の調圧制御の基礎となるエンジントルク
の変動が生じないので、第３ブレーキＢ3 の油圧ＰB3と
入力トルクとが不適合状態になることが防止され、また
それに伴って変速ショックが防止される。

【００８６】第２ブレーキＢ2 の係合圧ＰB2の上昇に伴
って第３ブレーキＢ3 の油圧ＰB3を次第に低下させ、最
終的には第３ブレーキＢ3 を解放させ、その調圧が終了
する。ステップ１０７では、タイマ制御などによってそ
の調圧の終了を判断し、第３ブレーキＢ3 の調圧が終了
するまでリッチスパイクの禁止を継続する。そして第３
ブレーキＢ3 の調圧が終了してステップ１０７で肯定判
断された場合には、リッチスパイクの禁止制御を終了
し、リッチスパイクの要求が有ったか否かが判断される
（ステップ１０８）。

【００８７】このステップ１０８の制御は、第３ブレー
キＢ3 の油圧ＰB3の調圧を行っていることに伴ってリッ
チスパイクが禁止されている間にリッチスパイクの要求
が有り、これが禁止されて実質的に保留状態になってい
るか否かの判断である。したがってこのステップ１０８
で否定判断された場合にはリターンし、また肯定判断さ
れた場合には、リッチスパイクを実行する（ステップ１
０９）。

【００８８】リッチスパイクは、ＮＯx 吸収剤１４４に
対する流入排気ガス中の酸素濃度を下げてＮＯx 吸収剤
１４４からＮＯx を放出させる制御であり、そのＮＯx
放出量は、流入排気ガス中の酸素濃度やリッチスパイク
の継続時間などによって変動する。またＮＯx 吸収剤１
４４におけるＮＯx 吸収能力の飽和の程度は、リッチス
パイクが実行されない時間が長くなるほど高くなる。そ
こで、リッチスパイクの禁止中にリッチスパイクの要求
があってステップ１０８で肯定判断され、それに伴って
ステップ１０９でリッチスパイクを実行する場合には、
その制御量を通常の場合すなわちリッチスパイクが禁止
されなかった場合より増大させる。具体的には、通常の
リッチスパイクの実行時間（例えば０．５秒）を長くす
る。あるいは燃料噴射時間の補正係数Ｋt を大きい値に
設定する。

【００８９】このように制御することにより、リッチス
パイクの禁止により通常より多く吸収されていたＮＯx
が必要十分にＮＯx 吸収剤１４４から放出され、ＮＯx
吸収剤１４４のＮＯx 吸収能力が元の状態に回復され
る。したがってこのステップ１０９がこの発明における
リッチスパイクの制御量の変更手段を含むことになる。

【００９０】なお、ステップ１０４で否定判断された場
合、すなわち第２速から第３速へのアップシフトが判断
された時点からの経過時間ＴREが所定の基準時間ＴA に
至っていない場合には、リッチスパイクの許可の制御を
実行する（ステップ１１０）。すなわちエンジン回転数
の累積値が所定の基準値に達してＮＯx 放出フラグがセ
ットされることによって、リッチスパイクを実行する状
態（通常状態）とする。

【００９１】ところで上述した図１５に示す例は、クラ
ッチ・ツウ・クラッチ変速における一方の摩擦係合装置
である第３ブレーキＢ3 の油圧ＰB3のみを入力トルクに
基づいて制御するよう構成した例であり、そのため第３
ブレーキＢ3 の油圧ＰB3の調圧の終了によってリッチス
パイクの禁止を解除することとした。しかしながらクラ
ッチ・ツウ・クラッチ変速の場合に、変速に関与する両
方の摩擦係合装置（上記の例では、第２ブレーキＢ2 と
第３ブレーキＢ3 ）の油圧を入力トルクに基づいて制御
することがあり、そのような場合には、上記のステップ
１０７では、第３ブレーキＢ3 の油圧ＰB3の終了の判断
に替えて変速の終了の判断を行うことになり、したがっ
てリッチスパイクの禁止は変速の終了まで延期されるこ
とになる。またその場合、禁止制御の実行に伴って保留
されたリッチスパイクを実行する際の制御量は、上記の
例よりも更に大きくすることが好ましい。

【００９２】上述した例は、変速を実行するにあたって
エンジントルクあるいは自動変速機３の入力トルクを検
出する際に、リッチスパイクを禁止することにより、変
速に伴う油圧とエンジントルクもしくは入力トルクとの
不適合を防止するように構成したものであるが、変速時
の摩擦係合装置の油圧とエンジントルクもしくは自動変
速機の入力トルクとの不適合の是正は、上記の例とは異
なり、以下のようにして行ってもよい。

【００９３】図１６に示す制御ルーチンは、エンジント
ルクもしくは自動変速機の入力トルクの検出あるいは推
定に、リッチスパイクによる変動分を補正項として加え
ることにより、変速に関与する摩擦係合装置の油圧とエ
ンジントルクあるいは入力トルクとの不適合を是正する
ように構成したものであり、この図１６において、ステ
ップ１００からステップ１０４までは、上述した図１５
に示す制御と同様に制御する。そして第２速から第３速
へのアップシフトの判断からの経過時間ＴREが所定の基
準時間ＴA になってから第３ブレーキＢ3 の油圧ＰB3の
調圧を開始する（ステップ１０５）。ついでリッチスパ
イクの要求の有無を判断する（ステップ１１１）。具体
的には、前述したＮＯx 放出フラグがセットされている
か否かを判断する。

【００９４】リッチスパイクの要求があってステップ１
１１で肯定判断された場合には、たとえ第３ブレーキＢ
3 の油圧ＰB3の調圧中であってもリッチスパイクを実行
する（ステップ１１２）。すなわち一時的に空燃比を理
論空燃比より小さい値に設定する。

【００９５】これと同時にエンジントルクあるいは入力
トルクの検出にあたりリッチスパイクの実行による補正
を行う（ステップ１１３）。このステップ１１３がこの
発明におけるエンジン出力の補正手段に相当する。具体
的には、エンジントルクは、特開平５−７７６６０号公
報に記載されているように、１回転あたりの吸入空気量
すなわちエンジン負荷Ｑ／Ｎや吸気管負圧ＰＭあるいは
吸入空気量ＧＮと、エンジン回転数ＮＥとに基づいて実
験的に求められ、そのマップ値を電子制御装置２１に記
憶させてあり、リッチスパイクを実行する場合には、そ
れに応じた補正項を加える。その補正項の値は、予め実
験的に求めてマップ値の形で電子制御装置２１に記憶さ
せておき、リッチスパイクおよび変速の実行時点の車両
の走行状態に応じてマップ値を読み出して使用する。当
然、その場合、マップ値には、リッチスパイクに伴う点
火時期の変更によるトルク補正を行った場合の値や燃料
噴射量の過渡的な変更によるトルク補正を行った場合の
値が考慮されており、したがってマップ値としてはこれ
らのトルク補正を行った場合に適合させるように少なく
とも二種類のマップ値が用意されている。

【００９６】ついでエンジントルクあるいは自動変速機
への入力トルクを演算し（ステップ１１４）、その演算
値に基づいて第３ブレーキＢ3 の油圧ＰB3を決定する
（ステップ１１５）。なお、そのようにして決定された
値となるようにリニアソレノイドバルブＳLUを制御する
ことはもちろんである。

【００９７】したがって図１６に示す制御を行えば、変
速時におけるエンジントルクあるいは自動変速機への入
力トルクの検出にあたり、リッチスパイクが同時に実行
されるような場合には、リッチスパイクに基づくトルク
の補正を行うから、摩擦係合装置の油圧を決定する根拠
となるエンジントルクあるいは入力トルクの実際のトル
クとの乖離が殆どなくなり、したがって摩擦係合装置の
油圧とトルクとの不適合が防止され、その結果、変速シ
ョックが良好になる。

【００９８】なお、図１６に示す制御においても、クラ
ッチ・ツウ・クラッチ変速の際に変速に関与する両方の
摩擦係合装置の油圧を同時に制御する場合には、上述の
ようにして決定されたエンジントルクもしくは入力トル
クに基づいてそれら両方の摩擦係合装置の油圧が決定さ
れる。

【００９９】またここで図１５に示す制御あるいは図１
６に示す制御を行った場合のタイムチャートを示せば、
図１７のとおりである。図１５に示す制御を行った場合
には、第３ブレーキＢ3 の油圧ＰB3の調圧中（すなわち
トルクの検出中）でのリッチスパイクが禁止され、これ
に替えて調圧終了後にリッチスパイクが実行されるの
で、空燃比Ａ／Ｆは、図１７に実線で示すように変化す
る。これに対して図１６に示す制御を行った場合には、
第３ブレーキＢ3 の油圧ＰB3の調圧中であってもリッチ
スパイクを行うから、空燃比Ａ／Ｆは、図１７に破線で
示すように変化する。これらのリッチスパイクのうち、
図１５に示すリッチスパイクでは、その実行が保留され
た分だけリッチスパイクの時間Ｔs1が、通常の場合、例
えば図１６に示す制御の場合の時間Ｔs2より長く設定さ
れる。

【０１００】以上、この発明を具体例をもって説明した
が、この発明は上記の各例に限定されないのであり、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
インや図５に示す油圧回路以外のギヤトレインあるいは
油圧回路を有するものであってもよい。またリッチスパ
イクと時間的に重なる変速は、第３速と第２速との間の
クラッチ・ツウ・クラッチ変速に限定されないのであ
り、他の一般の変速の際にリッチスパイクが重なるとき
に上述した各例と同様に制御してもよい。さらにエンジ
ントルクや自動変速機の入力トルクの検出（推定）の手
段は、上記の実施例で示したものに限定されず、必要に
応じて適宜の手段を採用でき、リッチスパイクに伴うト
ルク変動を補正値として加減算するようにすればよい。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明で
は、変速に関与する摩擦係合装置の油圧をエンジントル
クに基づいて制御するにあたり、そのエンジントルクを
検出もしくは推定している場合に、空燃比を一時的に増
大させるリッチスパイクを実行しないので、エンジント
ルクの検出値が正確なものとなり、したがって摩擦係合
装置の油圧とエンジントルクもしくは自動変速機への入
力トルクとの不適合が防止され、その結果、変速ショッ
クが良好になり、あるいはまた摩擦係合装置の滑りなど
に起因する耐久性の低下が防止される。

【０１０２】また請求項２の発明では、リッチスパイク
の実行が保留されてＮＯx の吸収継続時間が長くなるよ
うな場合には、それに応じて次のリッチスパイクの制御
量を変更するので、ＮＯx 吸収剤のＮＯx 吸収能力を通
常のリッチスパイクを実行した場合と同様に充分に回復
することができる。

【０１０３】さらに請求項３の発明では、摩擦係合装置
の油圧を決定するためのエンジントルクの検出時にリッ
チスパイクを実行する場合に、そのリッチスパイクに起
因するトルクの変動分を補正量としてエンジントルクの
検出に取り込むので、得られる値が実際のトルク値に等
しいものとなり、その結果、摩擦係合装置の油圧とその
決定根拠となるエンジントルクとの不適合が是正され、
したがってこの発明においても上記請求項１の発明と同
様に変速ショックを改善し、また摩擦係合装置の耐久性
の向上を図ることができる。

【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】油圧回路のうち第２ブレーキと第３ブレーキと
を主として制御するための部分を示す油圧回路図であ
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Ｈ
Ｃ、ＣＯおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。

【図９】ＮＯx の放出作用を説明するための図である。

【図１０】ＮＯx の放出制御を説明するための図であ
る。

【図１１】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１２】補正係数ＫＫのマップを示す図である。

【図１３】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１４】燃料噴射量制御の一例を示すフローチャート
である。

【図１５】摩擦係合装置の油圧調圧中でのリッチスパイ
クの禁止制御の一例を示すフローチャートである。

【図１６】リッチスパイクによるトルク変動分を補正す
る制御例を説明する他のフローチャートである。

【図１７】摩擦係合装置の油圧の調圧後にリッチスパイ
クを行った場合および調圧中にリッチスパイクを行った
場合のタイムチャートである。

【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

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｆ１６Ｈ 61/04 Ｆ１６Ｈ 61/04 Ｆ１６Ｈ 59:74

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空燃比を大きくしたリーンバーン運転中
の所定の時期に空燃比を一時的に減少させるリッチスパ
イクを実行して排気通路中のＮＯx 吸収剤からＮＯx を
放出させるエンジンに、変速時の摩擦係合装置の油圧
を、検出されたエンジントルクに基づいて設定する自動
変速機が連結されたエンジンおよび自動変速機の制御装
置において、前記エンジントルクを検出中に前記空燃比を一時的に増
大させるリッチスパイクを禁止する手段を備えているこ
とを特徴とするエンジンおよび自動変速機の制御装置。
【請求項２】前記リッチスパイクの禁止の有無に応じ
てリッチスパイクの制御量を変更する手段を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンおよび自動
変速機の制御装置。
【請求項３】空燃比を大きくしたリーンバーン運転中
の所定の時期に空燃比を一時的に減少させるリッチスパ
イクを実行して排気通路中のＮＯx 吸収剤からＮＯx を
放出させるエンジンに、変速時の摩擦係合装置の油圧
を、検出されたエンジントルクに基づいて設定する自動
変速機が連結されたエンジンおよび自動変速機の制御装
置において、前記油圧を設定するべく検出された前記エンジントルク
値を、前記リッチスパイクを実行することによるエンジ
ントルクの変動量に応じて補正する手段を備えているこ
とを特徴とするエンジンおよび自動変速機の制御装置。