JP7263975B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両用制御装置に関する。

特許文献１に開示された車両には、複数の変速段を有する自動変速機が搭載されている。自動変速機には、内燃機関のクランクシャフトが駆動連結されている。自動変速機は、クランクシャフトから入力される回転を、選択された変速段の変速比で変速して出力する。

一方、内燃機関の排気通路には、排気を浄化するための触媒が搭載されている。この車両の制御装置は、内燃機関の冷却水温や吸気温に基づいて触媒温度を推定する。そして、制御装置は、触媒温度が低いときには自動変速機の高変速段側へのアップシフトを制限する。このようにアップシフトを制限することによって、比較的に低変速段側の変速段が利用されることになり、エンジン回転数が上昇して燃焼室の燃焼温度が上昇する。そして、高温な排気が触媒へと流入することで、触媒の暖機が促進される。

特開２００７－３０９２６４号公報

特許文献１のように、高変速段側へのアップシフトがされ難くなるように制御して、低変速段側の変速段が利用され易くなる場合、触媒の暖機は促進されるものの、エミッションやドライバビリティの観点からは好ましくないことも生じ得る。例えば、排気の成分のうち窒素酸化物（ＮＯｘ）は燃焼室の燃焼温度が比較的に高い環境下で生じ易いことから、過度に低変速段側の変速段ばかりを利用していると、ＮＯｘの生成量が多くなるおそれがある。また、低変速段側の変速段が利用され易い状態で加速してから、アップシフトが許容されて高変速段側の変速段に切り替えると、変速ショックが生じる。こうした事情から、単に触媒の暖機にのみに基づいてアップシフトやダウンシフトの変速マップを選択してしまうと、必ずしも適切にシフトチェンジできないことがある。

なお、特許文献１に開示の技術では、触媒が暖気されているか否かによってアップシフトの制限、すなわち変速マップの選択を行っているが、他の要因に基づいて変速マップの選択を行うこともある。例えば、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が生成されることを抑えるために、アップシフトされ難い変速マップを選択することもある。このような場合にも、ＨＣやＣＯの生成抑制にのみ着目して、変速マップを選択すると上記と同種の課題が生じ得る。

上記課題を解決するための車両用制御装置は、変速機の変速比を制御するための複数の変速マップのうちの１つを選択するとともに、当該選択した変速マップに基づいて目標変速比を算出する車両用制御装置であって、車両の走行速度の増加又は前記車両のアクセル操作量の減少に伴うアップシフトの際には、三元触媒を備えた内燃機関が始動してからの吸気量の積算値が第１規定値に至る前は、前記積算値が前記第１規定値に至った以後よりもアップシフトし難い変速マップを選択し、前記車両の走行速度の減少又は前記車両のアクセル操作量の増加に伴うダウンシフトの際には、前記積算値が第２規定値に至る前は、前記積算値が前記第２規定値に至った以後よりもダウンシフトし難い変速マップを選択し、前記第２規定値は前記第１規定値よりも大きい値に設定されている。

上記構成によれば、内燃機関が始動した直後の触媒の温度が低い場合には、アップシフトし難い変速マップが選択されるため、エンジン回転数が低下し難くなって、触媒の温度が上昇し易くなる。また、内燃機関が始動した直後の触媒の温度が低い場合には、ダウンシフトし難い変速マップが選択されるため、エンジン回転数が過度に大きくなることが抑制されて、ＮＯｘの生成が抑えられる。

ここで、内燃機関が始動してからの吸気量の積算値が第１規定値に至って、触媒の温度がある程度の温度以上になったとしても、触媒によるＮＯｘ浄化能が最大限発揮されていない場合には、ＮＯｘが生成されることをできるだけ抑制したい。そこで、上記構成において、第２規定値を第１規定値よりも大きな値に設定すれば、上記積算値が第１規定値に至った後も第２規定値に至るまでは、ダウンシフトし難い変速マップが選択される。そのため、触媒の温度がある程度の温度以上になった後も、ＮＯｘの生成を抑えられる。

このように、上記構成によれば、触媒の暖機に着目した変速マップの切り替えのための規定値と、ＮＯｘの生成抑制に着目した変速マップの切り替えのための規定値とを、両者の特性の違いに応じて、異なる別の規定値としている。したがって、触媒の暖機及びＮＯｘの生成抑制の双方を考慮した適切な変速マップの選択が可能である。なお、上の説明では、第１規定値が触媒の暖機を考慮して定められた値であるものとして説明したが、第１規定値をＨＣやＣＯ生成抑制を考慮して定めた場合も同様である。

車両用制御装置の一実施形態に係る車両の模式図。 目標変速段算出処理の処理手順を表したフローチャート。

以下、車両用制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
先ず、車両の概略構成を、内燃機関から車輪に至る動力伝達系を主として説明する。図１に示すように、車両５００には、当該車両５００の駆動源となる内燃機関Ｅが搭載されている。内燃機関Ｅの機関本体１０には、４つの気筒１１が区画されている。図示は省略するが、各気筒１１にはピストンが収容されている。ピストンの往復動に応じて、内燃機関Ｅの出力軸であるクランクシャフト１７が回転する。なお、図１では、便宜上、クランクシャフト１７を直線状に表している。

機関本体１０には、当該機関本体１０を冷却するための冷却水の水温ＴＷを検出する水温センサ８１が取り付けられている。なお、上記冷却水は、機関本体１０に区画された図示しないウォータジャケット内を流通する。そして、水温センサ８１は、ウォータジャケットの下流端に取り付けられている。

気筒１１には、当該気筒１１内に外部からの吸気や燃料を導入する吸気通路１３が接続されている。吸気通路１３の途中には、当該吸気通路１３内を流通する吸気量ＧＡを検出するエアフロメータ８２が取り付けられている。また、気筒１１には、当該気筒１１内の排気を外部へ排出する排気通路１５が接続されている。排気通路１５の途中には、排気浄化用の触媒である三元触媒（以下、触媒１６と称する。）が設けられている。この触媒１６は、ＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘを浄化する。

内燃機関Ｅのクランクシャフト１７には、ロックアップクラッチを備えるトルクコンバータ２０の入力軸が接続されている。トルクコンバータ２０は、作動油であるＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）を介して入力軸側から出力軸側へのトルク伝達を行う流体伝達機構であり、その出力軸は自動変速機３０の入力軸に接続されている。

自動変速機３０は、多段式の変速機である。図示は省略するが、自動変速機３０は、複数の遊星歯車機構と、係合状態及び解放状態を切り替え可能な摩擦係合要素であるクラッチ及びブレーキを複数有している。そして、それら摩擦係合要素のうちで係合状態にする要素と解放状態にする要素とを変更することにより変速段が変更される。そして、変速段が変更されることにより、変速比が変更される。自動変速機３０の出力軸は、デファレンシャルギヤを介して車両５００の左右の駆動輪５０に接続されている。

自動変速機３０には、ＡＴＦが充填された油圧回路３２が内蔵されている。自動変速機３０の変速動作は、油圧回路３２を制御することにより実施される。油圧回路３２のＡＴＦは、トルクコンバータ２０にも供給される。油圧回路３２の途中には、ＡＴＦの油温ＴＡを検出する油温センサ８３が取り付けられている。

車両５００には、運転者により非走行位置や走行位置に切り替え操作されるシフトレバー２００が設けられている。なお、非走行位置とは、車両５００が走行しない位置であり、例えばパーキング位置（Ｐ位置）やニュートラル位置（Ｎ位置）である。シフトレバー２００が非走行位置になっている場合には、自動変速機３０において非走行用の変速段形成が行われる。また、走行位置とは、車両５００が走行する位置であり、例えば前進走行位置（Ｄ位置）や後進走行位置（Ｒ位置）である。シフトレバー２００が走行位置になっている場合には、自動変速機３０において走行用の変速段形成が行われる。なお、この実施形態では、シフトレバー２００が前進走行位置になっている場合には、自動変速機３０においては「１速」～「１０速」の１０個の変速段が成立可能である。シフトレバー２００の近傍には、シフトレバー２００の操作位置であるレバー位置ＬＰを検出するレバーポジションセンサ８４が取り付けられている。

また、車両５００には、当該車両５００の走行速度（以下、車速ＳＰと称する。）を検出する車速センサ８５が取り付けられている。また、車両５００には、アクセルペダル５２の踏み込み量であるアクセル操作量ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ８６が取り付けられている。

次に、車両５００の制御構成について説明する。
内燃機関Ｅや自動変速機３０は、車両５００に搭載されている制御装置１００で制御される。制御装置１００は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置１００は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。また、制御装置１００は、不揮発性の記憶部を備えている。

制御装置１００には、車両５００に取り付けられている各種センサからの検出信号が入力される。具体的には、制御装置１００には、つぎの各検出信号が入力される。
・水温センサ８１が検出する水温ＴＷ
・エアフロメータ８２が検出する吸気量ＧＡ
・油温センサ８３が検出する油温ＴＡ
・レバーポジションセンサ８４が検出するレバー位置ＬＰ
・車速センサ８５が検出する車速ＳＰ
・アクセル開度センサ８６が検出するアクセル操作量ＡＣＣ
制御装置１００は、油圧回路３２の制御を通じて自動変速機３０の変速段の切り替えを制御する。制御装置１００は、シフトレバー２００のレバー位置ＬＰが前進走行位置である場合、予め作成された変速マップに基づいて目標変速段を算出する。そして、自動変速機３０の変速段が目標変速段となるように自動変速機３０を制御する。

制御装置１００は、上記変速マップを予め記憶している。変速マップは、自動変速機３０で設定すべき変速段を、車速ＳＰ及びアクセル操作量ＡＣＣと対応付けて表したマップである。この実施形態の変速マップでは、車速ＳＰ及びアクセル操作量ＡＣＣを座標軸とする直交座標系において変速段が定められている。変速マップには、変速段を切り替えるための変速線が、変速段の数に応じて複数設定されている。

制御装置１００が記憶している変速マップでは、同一のアクセル操作量ＡＣＣであれば、車速ＳＰが大きいほど高変速段が選択される。また、同一の車速ＳＰであれば、アクセル操作量ＡＣＣが大きいほど低変速段が選択される。そして、変速線を低車速側から高車速側に横切るように車速ＳＰが変化した場合、または、当該変速線を大アクセル操作量側から小アクセル操作量側に横切るようにアクセル操作量ＡＣＣが変化した場合、アップシフトの判断が成立する。つまり、車速ＳＰの増加又はアクセル操作量ＡＣＣの減少に伴って変速段がアップシフトする。反対に、変速線を高車速側から低車速側に横切るように車速ＳＰが変化した場合、または、当該変速線を小アクセル操作量側から大アクセル操作量側に横切るようにアクセル操作量ＡＣＣが変化した場合、ダウンシフトの判断が成立する。つまり、車速ＳＰの減少又はアクセル操作量ＡＣＣの増加に伴って変速段がダウンシフトする。

制御装置１００が記憶している変速マップには、アップシフト用の変速マップとダウンシフト用の変速マップとがある。制御装置１００は、車速ＳＰが増加している場合、又はアクセル操作量ＡＣＣが減少している場合には、アップシフト用の変速マップを用いて目標変速段を決定する。また、制御装置１００は、車速ＳＰが減少している場合、又はアクセル操作量ＡＣＣが増加している場合には、ダウンシフト用の変速マップを用いて目標変速段を決定する。

制御装置１００が記憶しているアップシフト用の変速マップには、さらに、エミッションを優先したエミッション優先マップと、ドライバビリティを優先したドラビリ優先マップとがある。ここで、一般的な特性として、比較的に低変速段側の変速段が利用されるときにはクランクシャフト１７の回転数が上昇して気筒１１内の燃焼温度が上昇する。気筒１１内の燃焼温度が上昇すると、それに伴う高温な排気が触媒１６に流入するようになる。このことから、比較的に低変速段側の変速段が利用されると、触媒１６の暖機が促進される。こうした点を鑑みて、エミッション優先マップでは、触媒１６の暖機促進を考慮した変速段が設定されている。具体的には、エミッション優先マップでは、ドラビリ優先マップに比べて、それぞれの変速線が高車速側に寄っていて、尚且つ、隣り合う変速線同士の距離が離れている。したがって、エミッション優先マップでは、ドラビリ優先マップよりも、変速段がアップシフトし難くなっている。

制御装置１００が記憶しているダウンシフト用の変速マップには、上述したアップシフト用の変速マップと同様に、エミッションを優先したエミッション優先マップと、ドライバビリティを優先したドラビリ優先マップとがある。上記のとおり、比較的に低変速段側の変速段が利用されるときには気筒１１内の燃焼温度が上昇する。気筒１１内の燃焼温度が上昇すると、排気の成分のうちＮＯｘが生成され易くなる。ダウンシフト用のエミッション優先マップでは、ＮＯｘの生成抑制を考慮した変速段が設定されている。具体的には、エミッション優先マップでは、ドラビリ優先マップに比べて、それぞれの変速線が低車速側に寄っていて、尚且つ、隣り合う変速線同士の距離が離れている。したがって、エミッション優先マップでは、ドラビリ優先マップよりも、変速段がダウンシフトし難くなっている。

制御装置１００は、自動変速機３０の変速段を制御するための上記の複数の変速マップのうちの１つを選択するとともに、当該選択した変速マップに基づいて目標変速段を算出する。ここで、制御装置１００は、触媒１６の温度（以下、触媒温度ＴＣと称する。）に応じて、選択する変速マップを切り替える。このように、触媒温度ＴＣは、選択する変速マップを切り替えるための切替パラメータとなっている。なお、制御装置１００は、機関本体１０の水温ＴＷと、内燃機関Ｅが始動してからの吸気量ＧＡの積算値とに基づいて触媒温度ＴＣを算出する。吸気量ＧＡの積算値は、内燃機関Ｅが始動してから増加し続ける。したがって、吸気量ＧＡの積算値に基づき求められる触媒温度ＴＣは、内燃機関Ｅの運転継続時間に応じて増加するパラメータである。

制御装置１００は、アップシフト用の変速マップについては、内燃機関Ｅが始動してから触媒温度ＴＣが触媒第１規定値ＴＣ１に至る前まではエミッション優先マップを選択し、触媒温度ＴＣが触媒第１規定値ＴＣ１に至った以後はドラビリ優先マップを選択する。このように、制御装置１００は、触媒温度ＴＣが触媒第１規定値ＴＣ１に至る前までは、触媒温度ＴＣが触媒第１規定値ＴＣ１に至った以後よりもアップシフトし難い変速マップを選択する。触媒第１規定値ＴＣ１は、触媒１６の活性化温度であり、例えば約３００℃である。

また、制御装置１００は、ダウンシフト用の変速マップについては、内燃機関Ｅが始動してから触媒温度ＴＣが触媒第２規定値ＴＣ２に至る前まではエミッション優先マップを選択し、触媒温度ＴＣが触媒第２規定値ＴＣ２に至った以後はドラビリ優先マップを選択する。このように、制御装置１００は、ダウンシフト用の変速マップについては、触媒温度ＴＣが触媒第２規定値ＴＣ２に至る前までは、触媒温度ＴＣが触媒第２規定値ＴＣ２に至った以後よりもダウンシフトし難い変速マップを選択する。触媒第２規定値ＴＣ２は、触媒第１規定値ＴＣ１よりも大きくなっていて、触媒１６による排気の浄化能が略全開に近い温度になっている。触媒第２規定値ＴＣ２は、例えば約４００℃である。

次に、制御装置１００が実行する目標変速段算出処理について説明する。
制御装置１００は、シフトレバー２００が前進走行位置である場合であって尚且つ車速ＳＰが０［ｋｍ／ｈｒ］よりも大きいことを条件に、すなわち車両５００が前進走行中であることを条件に、目標変速段算出処理を行う。制御装置１００は、車両５００が前進走行を継続している場合には、目標変速段算出処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。なお、制御装置１００は、目標変速段算出処理を前回実行したときに参照した各センサからの検出値を、次に目標変速段算出処理を実行するときまで記憶している。また、制御装置１００は、バックグラウウンドで触媒温度ＴＣを繰り返し算出している。

図２に示すように、制御装置１００は、目標変速段算出処理を開始すると、処理をステップＳ１０に進める。ステップＳ１０において、制御装置１００は、現在の車速ＳＰを参照する。そして、制御装置１００は、前回の目標変速段算出処理で参照した車速ＳＰと現在の車速ＳＰとを比較し、車速ＳＰが増加しているか否かを判定する。また、制御装置１００は、現在のアクセル操作量ＡＣＣを参照する。そして、制御装置１００は、前回の目標変速段算出処理で参照したアクセル操作量ＡＣＣと現在のアクセル操作量ＡＣＣとを比較し、アクセル操作量ＡＣＣが減少しているか否かを判定する。制御装置１００は、車速ＳＰが増加しているか、又はアクセル操作量ＡＣＣが減少している場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２０に進める。なお、車両５００が前進走行を開始した後に初めて目標変速段算出処理を実行する場合、制御装置１００は、前回の車速ＳＰを０［ｋｍ／ｈ］として、ステップＳ１０の判定を行う。つまり、車両５００が前進走行を開始した後に初めて目標変速段算出処理を実行する場合、ステップＳ１０の判定は必ずＹＥＳになる。

ここで、上記のとおり、制御装置１００は、車速ＳＰが増加しているか、またはアクセル操作量ＡＣＣが減少している場合、アップシフト用の変速マップを用いて目標変速段を決定する。すなわち、ステップＳ１０の判定がＹＥＳである場合、制御装置１００は、この後の処理においてアップシフト用の変速マップを参照して目標変速段を算出する。

ステップＳ２０において、制御装置１００は、触媒温度ＴＣが触媒第１規定値ＴＣ１未満であるか否かを判定する。制御装置１００は、触媒温度ＴＣが触媒第１規定値ＴＣ１未満である場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ３０に進める。そして、ステップＳ３０において、制御装置１００は、アップシフト用の変速マップのうちエミッション優先マップを選択する。すなわち、制御装置１００は、アップシフトし難い変速マップを選択する。そして、制御装置１００はステップＳ５０に処理を進める。ステップＳ５０において、制御装置１００は、エミッション優先マップを参照し、現在の車速ＳＰ及びアクセル操作量ＡＣＣに対応する変速段を目標変速段として算出する。そして、制御装置１００は、この目標変速段になるように自動変速機３０を制御する。制御装置１００は、ステップＳ５０の処理を実行すると、目標変速段算出処理の一連の処理を一旦終了する。上記のとおり、制御装置１００が一連の処理を一旦終了した時点で車両５００が前進走行を継続していれば、制御装置１００は再度目標変速段算出処理を実行する。

一方、ステップＳ２０において、制御装置１００は、触媒温度ＴＣが触媒第１規定値ＴＣ１以上である場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、処理をステップＳ４０に進める。そして、ステップＳ４０において、制御装置１００は、アップシフト用の変速マップのうちドラビリ優先マップを選択する。そして、制御装置１００はステップＳ５０に処理を進め、ドラビリ優先マップに基づいて目標変速段を算出して自動変速機３０を制御する。

さて、制御装置１００は、ステップＳ１０の判定がＮＯである場合、処理をステップＳ１１０に進める。そして、制御装置１００は、再度、前回の目標変速段算出処理で参照した車速ＳＰと現在の車速ＳＰとを比較する。そして、制御装置１００は、車速ＳＰが減少しているか否かを判定する。また、制御装置１００は、前回の目標変速段算出処理で参照したアクセル操作量ＡＣＣと現在のアクセル操作量ＡＣＣとを比較し、アクセル操作量ＡＣＣが増加しているか否かを判定する。制御装置１００は、車速ＳＰが減少しているか、又はアクセル操作量ＡＣＣが増加している場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１２０に進める。なお、上記のとおり、制御装置１００は、車速ＳＰが減少しているか、またはアクセル操作量ＡＣＣが増加している場合、ダウンシフト用の変速マップを用いて目標変速段を決定する。すなわち、ステップＳ１１０の判定がＹＥＳである場合、制御装置１００は、この後の処理においてダウンシフト用の変速マップを参照して目標変速段を算出する。

ステップＳ１２０において、制御装置１００は、触媒温度ＴＣが触媒第２規定値ＴＣ２未満であるか否かを判定する。制御装置１００は、触媒温度ＴＣが触媒第２規定値ＴＣ２未満である場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１３０に進める。そして、ステップＳ１３０において、制御装置１００は、ダウンシフト用の変速マップのうち、エミッション優先マップを選択する。すなわち、制御装置１００は、ダウンシフトし難い変速マップを選択する。そして、制御装置１００はステップＳ１５０に処理を進める。ステップＳ１５０において、制御装置１００は、エミッション優先マップを参照し、現在の車速ＳＰ及びアクセル操作量ＡＣＣに対応する変速段を目標変速段として算出する。そして、制御装置１００は、この目標変速段になるように自動変速機３０を制御する。この後、制御装置１００は、目標変速段算出処理の一連の処理を一旦終了する。

一方、ステップＳ１２０において、制御装置１００は、触媒温度ＴＣが触媒第２規定値ＴＣ２以上である場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、処理をステップＳ１４０に進める。そして、ステップＳ１４０において、制御装置１００は、ダウンシフト用の変速マップのうちドラビリ優先マップを選択する。そして、制御装置１００はステップＳ１５０に処理を進め、ドラビリ優先マップに基づいて目標変速段を算出して自動変速機３０を制御する。

さて、ステップＳ１１０の判定がＮＯの場合、制御装置１００は、処理をステップＳ２１０に進める。なお、ステップＳ１１０の判定がＮＯになる状況は、目標変速段算出処理を前回実行したときと車速ＳＰが同じであり、アクセル操作量ＡＣＣも同じである状況に相当する。ステップＳ２１０において、制御装置１００は、前回の目標変速段を今回の目標変速段として算出する。そして、制御装置１００は、目標変速段になるように自動変速機３０を制御する。この後、制御装置１００は、目標変速段算出処理の一連の処理を一旦終了する。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
内燃機関Ｅの始動直後にあって触媒温度ＴＣが比較的に低いときには、触媒１６を速やかに暖機することが求められる。そこで、上記構成では、アップシフトに際して、触媒温度ＴＣが活性化温度に至る前までは、アップシフトし難いエミッション優先マップに基づいて目標変速段を算出している。これにより、クランクシャフト１７の回転数を極力高い状態にして気筒１１内での燃焼温度を上昇させ、高温な排気を触媒１６に至らせるようにしている。そのため、触媒１６の暖機を促進することができる。

一方で、内燃機関Ｅの運転を継続していくと、気筒１１内での燃焼温度の上昇に伴い、気筒１１内でＮＯｘが生成され易くなる。上記構成では、内燃機関Ｅの始動後の暫くの間は、ダウンシフトに際して、ダウンシフトし難いエミッション優先マップに基づいて目標変速段を算出している。これにより、クランクシャフト１７の回転数が過度に大きくなることが抑制され、気筒１１内での燃焼温度が不要に上昇することを抑えられる。

ここで、触媒温度ＴＣが活性化温度に至ったとしても、触媒１６によるＮＯｘの浄化能が最大限発揮されていない場合には、ＮＯｘが生成されることをできるだけ抑制したい。そこで、上記構成では、触媒第２規定値ＴＣ２を触媒第１規定値ＴＣ１よりも大きくしている。つまり、触媒温度ＴＣが活性化温度に至った後、さらに触媒１６の浄化能が略全開に近くなるまで、ダウンシフトに際して、ダウンシフトし難いエミッション優先マップに基づいて目標変速段を算出する。そのため、排気の浄化能が略全開に近くなるまではＮＯｘの生成を抑制できるし、その後は、触媒１６による浄化によってＮＯｘの排出を抑制できる。また、ＨＣやＣＯといった他の排気の成分も、活性化している触媒１６によって浄化できる。

このように、上記構成では、触媒１６の暖機に着目したアップシフト用の変速マップの切り替えのための触媒第１規定値ＴＣ１と、ＮＯｘの生成抑制に着目したダウンシフト用の変速マップの切り替えのための触媒第２規定値ＴＣ２とを、両者の特性の違いに応じて、異なる別の規定値としている。したがって、触媒１６の暖機及びＮＯｘの生成抑制の双方を考慮した適切な変速マップを選択して、当該変速マップに基づいて目標変速段を算出できる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・アップシフト用の変速マップに関して、ドラビリ優先マップに代えて、または加えて、他の要素を考慮した変速マップを採用してもよい。他の変速マップを採用した場合でも、当該採用した変速マップよりも、エミッション優先マップのほうがアップシフトし難くなっていればよい。そして、ドラビリ優先マップに加えて他の変速マップを採用した場合には、触媒温度ＴＣが触媒第１規定値ＴＣ１に至った後、優先したい変速マップを適宜選択すればよい。他の変速マップとしては、例えば、制御装置１００等の電子機器への熱害を抑えることを優先した変速マップが挙げられる。

・上記変更例と同様、ダウンシフト用の変速マップに関しても、ドラビリ優先マップに代えて、または加えて、他の要素を考慮した変速マップを採用してもよい。他の変速マップを採用した場合でも、当該採用した変速マップよりも、エミッション優先マップのほうがダウンシフトし難くなっていればよい。

・アップシフト用の変速マップに関して、エミッション優先マップをドラビリ優先マップよりもアップシフトし難くするための構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、エミッション優先マップにおいて「９速」や「１０速」といった高変速段側の変速段を廃止して、これら高変速段側の変速段へのアップシフトを禁止してもよい。

・上記変更例と同様、ダウンシフト用の変速マップに関しても、エミッション優先マップをドラビリ優先マップよりもダウンシフトし難くするための構成は、上記実施形態の例に限定されない。

・触媒第２規定値ＴＣ２を触媒第１規定値ＴＣ１よりも小さくしてもよい。ＮＯｘの生成の抑制よりも、むしろ触媒１６の暖機を効果的に行いたい場合には、触媒第２規定値ＴＣ２を触媒第１規定値ＴＣ１よりも小さくすることで、ＮＯｘの生成抑制が終了される触媒第２規定値ＴＣ２に至った後も触媒第１規定値ＴＣ１に至るまでは、クランクシャフト１７の回転数が低下し難くなって、触媒温度ＴＣが上昇し易くなる。

・変速マップを切り替えるための切替パラメータは、触媒温度ＴＣに限定されない。例えば、切替パラメータとして、吸気量ＧＡの積算値そのものを採用してもよい。切替パラメータは、内燃機関Ｅの運転継続時間に応じて増加するパラメータであればよい。切替パラメータを変更した場合、アップシフト用の変速マップを切り替えるための当該切替パラメータの第１規定値と、ダウンシフト用の変速マップを切り替えるための当該切替パラメータの第２規定値とを、採用するパラメータの内容に合わせて適宜調整すればよい。

・上記実施形態では、触媒１６の暖機促進と、ＮＯｘの生成抑制とを両立する観点から変速段を切り替えていた。こうした上記実施形態とは異なる観点で変速マップの切り替えを行う構成としてもよい。つまり、そうした観点での切り替えが可能となるように、切り替えの用途に合わせて切替パラメータを設定してよい。また、切り替えの用途に合わせて、上記実施形態でエミッション優先マップと称していた切り替え前の変速マップの内容を変更してよい。アップシフト用の変速マップについては、切り替え前の変速マップが、切り替え後の変速マップよりもアップシフトし難くなっていればよい。また、ダウンシフト用の変速マップについては、切り替え前の変速マップが、切り替え後の変速マップよりもダウンシフトし難くなっていればよい。そして、切り替えの用途に応じて、アップシフト用の変速マップを切り替えるための第１規定値と、ダウンシフト用の変速マップを切り替えるための第２規定値とのいずれを大きくするかを決定すればよい。

上記実施形態とは異なる観点で変速マップの切り替えを行う例として、燃焼方式に応じて気筒１１内で生成され易い排気の成分を考慮した切り替えが考えられる。そして、そのための切替パラメータとして、内燃機関Ｅを始動してからの運転継続時間を採用することが考えられる。つまり、運転継続時間が第１規定時間に至る前と後とで、アップシフト用の変速マップを切り替える。また運転継続時間が第２規定時間に至る前と後とで、ダウンシフト用の変速マップを切り替える。さて、内燃機関Ｅの始動直後には、吸気通路１３の壁面への燃料の付着によるロス等を考慮して、混合気の空燃比をリッチにした状態で燃焼を行うことがある。空燃比がリッチな環境下では、ＮＯｘよりもＨＣやＣＯが生成され易い。そこで、ＮＯｘの生成抑制よりも、ＨＣやＣＯの生成抑制をより長い期間継続したい。ここで、ＨＣやＣＯはＮＯｘに比べて燃焼温度が比較的に低い環境下で生成され易い。この点を考慮して、第２規定時間よりも第１規定時間を長くする。つまり、ダウンシフトに関しては、ダウンシフトし難い変速マップを選択する期間を短くすることで、ＮＯｘの生成抑制のために燃焼温度を抑制する期間を短くする。空燃比がリッチな環境下ではＮＯｘは生じ難いことから、ダウンシフトし難い変速マップを選択する期間を短くしてもさほどＮＯｘの排出量が多くなることはない。一方で、アップシフトに関しては、ＨＣやＣＯの生成量が多いことを考慮して、アップシフトし難い変速マップを選択する期間を長く確保することで、ＨＣやＣＯの生成抑制のために燃焼温度を上昇させ易くする期間を比較的に長く確保できる。このように、第１規定時間を第２規定時間よりも長くすることで、ＮＯｘの生成の抑制を終えた後も、ＨＣやＣＯの生成を抑えられる。

・自動変速機３０の油温ＴＡが低いときに変速段を変更すると、変速ショックが生じてしまう。このことを考慮して変速マップを切り替えてもよい。この場合、切替パラメータとして自動変速機３０の油温ＴＡを採用する。変速ショックは、アップシフトにおいて特に生じやすい。そこで、アップシフト用の変速マップを切り替えるための油温第１規定値を、ダウンシフト用の変速マップを切り替えるための油温第２規定値よりも大きくする。そして、ダウンシフトについては、ダウンシフトし難い変速マップを選択する期間を短くする。一方で、アップシフトについては、変速ショックが生じない程度に油温ＴＡが相応に高くなるまでは、アップシフトし難い変速マップを選択するようにしておく。こうした構成により、ダウンシフトの制限を終えた後も、油温ＴＡが暖まるまではアップシフトの頻度を極力抑えることができる。

・内燃機関Ｅの構成は、適宜変更可能である。例えば、気筒１１の数を変更してもよい。
・自動変速機３０で成立可能とする変速段の数を変更してもよい。

・車両５００の全体構成は、適宜変更可能である。例えば、車両５００は、内燃機関Ｅと電動モータとを駆動源とする所謂ハイブリッド車として構成してもよい。車両５００をハイブリッド車として構成する場合、内燃機関Ｅは間欠停止する。内燃機関Ｅの間欠停止が比較的に長く継続すると、例えば触媒１６が冷えてしまうこともある。そこで、内燃機関Ｅが間欠停止した場合に切替パラメータをリセットするようにしておけば、内燃機関Ｅが運転を再開する度に、切替パラエメータに応じて上記実施形態のように変速マップを切り替えることができる。

・車両５００に搭載する変速機として、無段変速機を採用してもよい。
・車両５００に搭載する変速機として、手動変速機を採用してもよい。その上で、目標変速段算出処理を実行して目標変速段を算出してもよい。算出した目標変速段を表示するインジゲータを車両に設けておき、乗員に最適な変速段を促すようにしてもよい。

Ｅ…内燃機関、３０…自動変速機、１００…制御装置、５００…車両。

Claims (1)

1. 変速機の変速比を制御するための複数の変速マップのうちの１つを選択するとともに、当該選択した変速マップに基づいて目標変速比を算出する車両用制御装置であって、
   車両の走行速度の増加又は前記車両のアクセル操作量の減少に伴うアップシフトの際には、
   三元触媒を備えた内燃機関が始動してからの吸気量の積算値が第１規定値に至る前は、前記積算値が前記第１規定値に至った以後よりもアップシフトし難い変速マップを選択し、
   前記車両の走行速度の減少又は前記車両のアクセル操作量の増加に伴うダウンシフトの際には、
   前記積算値が第２規定値に至る前は、前記積算値が前記第２規定値に至った以後よりもダウンシフトし難い変速マップを選択し、
   前記第２規定値は前記第１規定値よりも大きい値に設定されている
   車両用制御装置。

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