(57)【要約】【課題】  燃焼騒音レベルが過大でなくとも、その燃焼騒音の周波数成分の内、人間の聴覚が敏感な周波数帯（特定周波数帯）の占める割合が大きければ人間の聴覚はその音を不快に感じる傾向があるが、燃焼騒音の周波数特性を改善しようとすると燃焼期間が増加することによって燃費が悪化する場合がある。【解決手段】  燃焼室内に燃料を直接噴射する噴孔を複数有し、実際に燃料を噴射する噴孔を切り替えることができる燃料噴射弁と、燃料噴射圧を調整することができる噴射圧調整装置と、を備え、特定周波数帯に含まれる燃焼騒音の周波数成分の大きさに相関を有する特定騒音レベルが所定の閾値を超えるとき、噴射噴孔数を切り替えると共に燃焼期間が変化しないように燃料噴射圧を調整する。【選択図】図５
2016130466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に燃料を直接噴射する噴孔を複数有し、実際に燃料を噴射する噴孔を、前記複数の噴孔の中の第１の噴孔グループと前記複数の噴孔の中の第２の噴孔グループとの間で切替え可能な燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力である燃料噴射圧を調整することが可能な噴射圧調整装置と、
前記燃料噴射弁及び前記噴射圧調整装置に指示を与える制御部と、
を備える内燃機関の制御装置において、
前記制御部は、
前記燃焼室内の圧力である筒内圧を検出する筒内圧検出部と、
前記検出される筒内圧に基づいて前記機関の燃焼騒音の特定周波数帯に含まれる周波数成分の大きさに相関を有する特定騒音レベルを推定する推定部と、
前記第１の噴孔グループに属する噴孔から燃料を噴射している場合に前記特定騒音レベルが所定値を超えるとき前記第２の噴孔グループに属する噴孔から燃料を噴射するように前記燃料噴射弁に指示を与え、実際に燃料を噴射する噴孔を切替える噴孔切替え制御を行う噴孔切替え部と、
前記噴孔切替え制御を行う場合に前記燃料噴射弁から単位時間当たりに噴射される燃料の量である噴射率が前記噴孔切替え制御の前後において変化するときには前記噴孔切替え制御の前後において前記噴射率が変化しないように前記噴射圧調整装置に前記燃料噴射圧を変更する指示を与える噴射圧変更部と、
を備える制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射する噴孔を切り替えることができる燃料噴射弁を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼騒音の音量が大きいとき、一般に、人間（特に、その内燃機関が搭載された車両の乗員）はその燃焼騒音を不快に感じる。一方、燃焼騒音の音量が過大でなくても、その燃焼騒音の周波数成分の内の人間の聴覚が敏感な周波数帯に属する周波数成分の大きさが大きいとき、人間はその燃焼騒音を不快に感じる傾向がある。以下、人間の聴覚が敏感な周波数帯は「特定周波数帯」とも称呼され、燃焼騒音の周波数成分の内の特定周波数帯に属する周波数成分の大きさは「特定騒音レベル」とも称呼される。
【０００３】
そこで、燃焼騒音が人間によって不快と感じられないようにするために、燃焼騒音の周波数成分を変更する方法が提案されている。例えば、従来のエンジン燃焼騒音低減方法の一つ（以下、「従来方法」とも称呼される。）は、ＥＧＲガス量及び／又は吸入空気量を調整することによって燃焼期間を変化させ、それにより燃焼騒音の周波数分布が極小となる周波数（即ち、溝周波数）を変化させていた（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７０４６０号公報
【発明の概要】
【０００５】
ところで、燃焼期間が長くなるほど燃焼期間終了までのピストンの下降量が大きくなるので、燃焼期間終了までの燃焼室容積の増大量が大きくなる。その結果、機関のエネルギー効率が低下する。従って、上記従来方法によって燃焼騒音の周波数成分を変更すると、燃焼期間が長くなって機関のエネルギー効率が著しく低下し、その機関を搭載した車両の燃費が悪化する場合が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の目的の一つは、機関のエネルギー効率を著しく低下させることなく燃焼騒音の周波数成分を変更することにより、燃焼騒音が人間にとって不快にならないようにすることができる内燃機関の制御装置を提供することである。
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る内燃機関の制御装置（以下、「本発明装置」とも称呼する。）は、燃料噴射弁と、噴射圧調整装置と、制御部と、を備える。
【０００８】
前記燃料噴射弁は、燃焼室内に燃料を直接噴射する噴孔を複数有する。更に、前記燃料噴射弁は、実際に燃料を噴射する噴孔を、前記複数の噴孔の中の第１の噴孔グループと前記複数の噴孔の中の第２の噴孔グループとの間で切替え可能に構成されている。
前記噴射圧調整装置は、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（即ち、燃料噴射圧）を調整することが可能に構成されている。
前記制御部は、前記燃料噴射弁及び前記噴射圧調整装置に指示を与えるように構成されている。
【０００９】
更に、前記制御部は、筒内圧検出部と、推定部と、噴孔切替え部と、噴射圧変更部と、を備える。
【００１０】
前記筒内圧検出部は、前記燃焼室内の圧力である筒内圧を検出するように構成されている。
前記推定部は、前記検出される筒内圧に基づいて前記機関の燃焼騒音の特定周波数帯に含まれる周波数成分の大きさに相関を有する特定騒音レベルを推定するように構成されている。
【００１１】
そして、前記噴孔切替え部は、
前記第１の噴孔グループに属する噴孔から燃料を噴射している場合に前記特定騒音レベルが所定値を超えるとき前記第２の噴孔グループに属する噴孔から燃料を噴射するように前記燃料噴射弁に指示を与えることにより、実際に燃料を噴射する噴孔を切替える噴孔切替え制御を行うように構成されている。
【００１２】
加えて、前記噴射圧変更部は、
前記噴孔切替え制御を行う場合に前記燃料噴射弁から単位時間当たりに噴射される燃料の量である噴射率が前記噴孔切替え制御の前後において変化するときには前記噴孔切替え制御の前後において前記噴射率が変化しないように前記噴射圧調整装置に前記燃料噴射圧を変更する指示を与えるように構成されている。
【００１３】
本発明装置によれば、前記第１の噴孔グループに属する噴孔から燃料が噴射されている場合に前記特定騒音レベルが所定値を超えるとき前記第２の噴孔グループに属する噴孔から燃料が噴射される。即ち、噴孔切替え制御が行われる。この所定値は、一定値であっても変化する値であっても良い。
【００１４】
このように噴孔切替え制御が行われると、燃料を噴射する噴孔（噴孔数及び噴孔の位置等）が変更されるので、燃焼室内に形成される燃料噴霧の燃焼室内における位置が変化する。その結果、噴射された燃料が着火する位置が変化するので、燃焼に伴う燃焼室内の圧力上昇により加振される燃焼室の内壁の場所が変化する。それによって、多くの場合、機関の燃焼騒音の周波数成分が変化するで、前述した特定騒音レベルが減少する。
【００１５】
一方、噴射率が噴孔切替え制御の前後において変化するときには噴孔切替え制御の前後において噴射率が変化しないように燃料噴射圧が変更される。従って、噴孔切替え制御の前後において燃焼期間が実質的に変化しない。その結果、噴孔切替え制御を行っても、機関のエネルギー効率が大きく低下することがない。
【００１６】
よって、本発明装置によれば、機関のエネルギー効率を著しく低下させることなく燃焼騒音の周波数成分を変更することにより、燃焼騒音が人間にとって不快にならないように変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制御装置（第１装置）が適用される内燃機関（本機関）の概略構成図である。
【図２】本機関が備える燃料噴射弁の先端部を示した図であり、（ａ）はその先端部の縦断面図、（ｂ）はその先端部の正面図である。
【図３】第１装置が燃料噴射モードを決定するときに参照するマップである。
【図４】第１装置が実行する燃料噴射制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図５】燃焼騒音の各周波数成分に対する音圧の分布を示した片対数グラフである。
【図６】燃焼発生時のクランク角に対する熱発生率を示したグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る制御装置（第２装置）が燃料噴射モードを決定するときに参照するマップである。
【図８】第２装置が実行する燃料噴射制御ルーチンを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、「第１装置」とも称呼される。）について説明する。第１装置は、図１に概略構成を示した機関（多気筒ディーゼル機関）１０に適用される。なお、図１には機関１０が備える複数の気筒のうちの一つの気筒のみが示されているが、他の気筒も同様の構成を備えている。
【００１９】
機関１０は、車両に搭載されていて、機関本体部２０、吸気システム３０、排気システム４０及び燃料供給システム５０を備える。
【００２０】
機関本体部２０は、シリンダブロック２１、シリンダヘッド２２及びピストン２３を含んでいる。機関本体部２０内部には、シリンダブロック２１、シリンダヘッド２２及びピストン２３によって燃焼室２４が形成されている。
【００２１】
吸気システム３０は、吸気管３１、吸気ポート３２及び吸気弁３３を含んでいる。吸気弁３３は、シリンダヘッド２２に配設され、図示しないインテークカムシャフトによって駆動されることにより「吸気ポート３２と燃焼室２４との連通部」を開閉するようになっている。
【００２２】
排気システム４０は、排気管４１、排気ポート４２、排気弁４３及び排ガス浄化装置４４を含んでいる。排気弁４３は、シリンダヘッド２２に配設され、図示しないエキゾーストカムシャフトによって駆動されることにより「排気ポート４２と燃焼室２４との連通部」を開閉するようになっている。排ガス浄化装置（排ガス浄化触媒及びＤＰＦ等）４４は、排気通路４１に介装されている。排ガス浄化装置４４は、排ガス中のＮＯｘ等を浄化するとともに、パティキュレートマターを捕集する。
【００２３】
燃料供給システム５０は、燃料噴射弁５１、サプライポンプ５２及び蓄圧室５３を含んでいる。
【００２４】
燃料噴射弁５１はシリンダヘッド２２の所定の部位に配設されている。燃料噴射弁５１は、後述するＥＣＵ６１の指示に応答して開弁し、燃焼室２４内に直接燃料を噴射するようになっている。燃料噴射弁５１の構成については後に詳述する。
【００２５】
サプライポンプ５２は、図示しない燃料タンク内の燃料を加圧し、蓄圧室５３を通して燃料噴射弁５１に高圧の燃料を供給するようになっている。サプライポンプ５２は、後述するＥＣＵ６１の指示に応答して吐出量を変更し、それにより、燃料噴射弁５１に供給される燃料の圧力（即ち、燃料噴射圧）を調整できるようになっている。
【００２６】
ＥＣＵ（電子制御ユニット）６１は、ＣＰＵ６３、ＣＰＵ６３が実行するプログラム及びマップ（ルックアップテーブル）等を記憶するＲＯＭ６４並びにデータを一時的に記憶するＲＡＭ６５を含んでいる。ＥＣＵ６１は、燃料圧力センサ７１、筒内圧センサ７２、クランク角度センサ７３及びアクセル開度センサ７４等のセンサ類と接続されていて、これらからの信号を受信するようになっている。
【００２７】
燃料圧力センサ７１は蓄圧室５３内の燃料の圧力（従って、燃料噴射圧）を検出し、燃料噴射圧Ｐinjを表す信号を出力する。
筒内圧センサ７２は、各燃焼室２４に一つずつ備えられている。筒内圧センサ７２は、対応する燃焼室２４内の圧力（即ち、筒内圧）を検出し、筒内圧Ｐｃを表す信号を出力する。
【００２８】
クランク角度センサ７３は、機関１０の図示しないクランクシャフトが一定角度回転する毎にパルス信号を発生する。ＥＣＵ６１は、クランク角度センサ７３からのパルス信号に基づいて機関１０の機関回転速度ＮＥを算出する。更に、ＥＣＵ６１は、図示しないカムポジションセンサからのパルス信号と、クランク角度センサ７３からのパルス信号と、に基づいて、機関１０のクランク角（特定の気筒の圧縮上死点を基準とした絶対クランク角）を検出する。
【００２９】
アクセル開度センサ７４は、機関１０が搭載された車両の運転者が車両を加速させるために操作するアクセルペダル（不図示）の開度を検出し、そのアクセルペダル開度Ａｃｐを表す信号を出力する。
【００３０】
＜燃料噴射弁の構成＞
図２（ａ）に示したように、燃料噴射弁５１は、噴射弁本体８１、アウターニードル８２及びインナーニードル８３を含んでいる。
【００３１】
噴射弁本体８１は、円筒部と、円筒部の端部に形成された円錐部と、を有している。噴射弁本体８１は、円筒部の内側に形成されて中心軸ＣＦ方向に延びる円柱中空部と、円錐部の内側に形成された円錐中空部と、を有している。
【００３２】
アウターニードル８２は、噴射弁本体８１の円柱中空部よりも小径の円筒部と、その円筒部の端部に形成された円錐台部と、を有している。アウターニードル８２は、噴射弁本体８１と同軸となるように噴射弁本体８１の内部に配設されている。これにより、噴射弁本体８１の内壁とアウターニードル８２の外壁との間に空間８６ａが形成されている。この空間８６ａにはサプライポンプ５２によって加圧された燃料が蓄圧室５３を介して供給されている。アウターニードル８２は、噴射弁本体８１に対して中心軸ＣＦ方向に移動可能となっている。アウターニードル８２は、中心軸ＣＦ方向に延びる円柱中空部を有している。
【００３３】
インナーニードル８３は、アウターニードル８２の円柱中空部と同径の円筒部と、その円筒部の端部に形成された円錐部と、を有している。インナーニードル８３は、噴射弁本体８１及びアウターニードル８２と同軸となるようにアウターニードル８２の内部に配設されている。インナーニードル８３は、噴射弁本体８１及びアウターニードル８２のそれぞれに対して中心軸ＣＦ方向に移動可能となっている。インナーニードル８３は、中心軸ＣＦ方向に延びてインナーニードル８３を貫通する中空部８６ｂを有している。この中空部８６ｂにはサプライポンプ５２によって加圧された燃料が蓄圧室５３を介して供給されている。
【００３４】
図２の（ａ）及び（ｂ）に示したように、噴射弁本体８１の先端部には、第１グループに属する１０個の第１噴孔８４、及び、第２グループに属する９個の第２噴孔８５が形成されている。第１噴孔８４は噴射弁本体８１の先端部において中心軸ＣＦの周りに等間隔にて配置されている。第２噴孔８４は噴射弁本体８１の先端部において中心軸ＣＦの周りに等間隔にて配置されている。第２噴孔８４は第１噴孔８４よりも中心軸ＣＦ側に形成されている。本例において、第１噴孔８４及び第２噴孔８５のそれぞれは、互いに同一の径を有する円柱形状を有する。
【００３５】
アウターニードル８２の位置が図２の（ａ）に示した閉弁位置であるとき、アウターニードル８２の先端部（円錐台の部分）は、噴射弁本体８１の円錐中空部を形成している壁面と当接し、第１噴孔８４を閉塞するようになっている。アウターニードル８２の位置が閉弁位置から中心軸ＣＦに沿って移動された位置（開弁位置）となると、第１噴孔８４は開放されるとともに、空間８６ａと第１噴孔８４とが連通する。その結果、第１噴孔８４から燃料が噴射され、燃焼室２４内の第１の空間領域に燃料噴霧８７が形成される。
【００３６】
インナーニードル８３の位置が図２の（ａ）に示した閉弁位置であるとき、インナーニードル８３の先端部（円錐台の部分）は、噴射弁本体８１の円錐中空部を形成している壁面と当接し、第２噴孔８５を閉塞するようになっている。インナーニードル８３の位置が閉弁位置から中心軸ＣＦに沿って移動された位置（開弁位置）となると、第２噴孔８５は開放されるとともに、中空部８６ｂと第２噴孔８５とが連通する。その結果、第２噴孔８５から燃料が噴射され、燃焼室２４内の第２の空間領域（第１の空間領域とは異なる領域）に燃料噴霧８８が形成される。
【００３７】
ＥＣＵ６１は、燃料噴射弁５１に指示信号を送出し、アウターニードル８２を閉弁位置と開弁位置との間で往復動させ、インナーニードル８３を閉弁位置と開弁位置との間で往復動させる。
【００３８】
後述するように、機関１０の運転状態（機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑｉの組み合わせて決まる運転状態）が図３に示した領域Ｒａ１に含まれるとき、ＥＣＵ６１は、第１噴孔８４のみから燃料を噴射させる。第１噴孔８４のみから燃料を噴射させる燃料噴射モードは、便宜上、「第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）」とも称呼される。一方、機関１０の運転状態が領域Ｒａ２に含まれるとき、ＥＣＵ６１は、第２噴孔８５のみから燃料を噴射させる。第２噴孔８５のみから燃料を噴射させる燃料噴射モードは、便宜上、「第２噴射モード（Ｍｏｄｅ２）」とも称呼される。
【００３９】
＜作動の概要＞
次に、上記のように構成された第１装置の作動の概要について説明する。第１装置は、機関回転速度ＮＥ及びアクセルペダル開度Ａｃｐにより決まる機関運転状態に基づいて燃料噴射量Ｑｉを決定する。更に、図３に示したルックアップテーブルに機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑｉを適用することにより、燃料噴射モードＭＩを決定する。この結果、燃料噴射モードＭＩは、「第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）」及び「第２噴射モード（Ｍｏｄｅ２）」のうちの何れかに決定される。
【００４０】
第１装置は、決定された燃料噴射モードＭＩにて運転を行い、その期間において特定騒音レベルＣＮを算出（取得）する。特定騒音レベルＣＮは、人間の聴覚が敏感な周波数帯（特定周波数帯）に含まれる「燃焼騒音の周波数成分」の大きさに相関を有する値（音量指標値）である。特定騒音レベルＣＮの算出方法については後述する。
【００４１】
第１装置は、特定騒音レベルＣＮが所定の音量閾値（所定値）ＣＮｔｈよりも高いとき、即ち、人間の聴感上、機関１０の燃焼騒音が人間にとって不快な音になっているとき、燃料噴射モードＭＩを、その時点の燃料噴射モードＭＩから別の噴射モードＭＩへと変更する。即ち、第１装置は、噴孔切替え制御を実行する。より具体的に述べると、第１装置は、その時点の燃料噴射モードＭＩが第１噴射モードであれば燃料噴射モードＭＩを第２噴射モードへと変更し、その時点の燃料噴射モードＭＩが第２噴射モードであれば燃料噴射モードＭＩを第１噴射モードへと変更する。
【００４２】
燃料噴射モードＭＩが切り替わることにより、燃料噴射が行われる噴孔（噴孔の数及び噴孔の位置）が変化する。従って、燃焼室２４内に噴射された燃料が霧化・気化することによって形成される燃料噴霧の燃焼室２４内における位置が変化する。このため、噴射された燃料が着火する位置が変化するので、燃焼に伴う圧力上昇により加振される燃焼室２４の内壁の場所が変化する。その結果、燃焼騒音の周波数成分が変化するので、燃焼騒音の周波数成分の内の特定周波数帯に含まれる成分が減少する。よって、人間（機関１０が搭載された車両の乗員）は燃焼騒音を不快に感じなくなる。
【００４３】
ところで、燃料噴射モードＭＩが切り替わると、燃料噴射が行われる噴孔の総面積が変化するので、それに伴って、燃料噴射弁５１から燃焼室２４内へ単位時間当たりに噴射される燃料の量（即ち、噴射率）が変化する。従って、何らの処置も行わなければ、燃焼期間が変化してエネルギー効率の低下及びエミッションの悪化を招く虞がある。
【００４４】
そこで、第１装置は、燃料噴射モードＭＩの切り替えの前と後とにおいて噴射率が変化しないように、燃料噴射圧を調整する。この結果、燃料噴射モードＭＩの切替えに伴って燃料噴射量及び燃料噴射期間が変化することを回避することができる。
【００４５】
更に、第１装置は、燃料噴射モードＭＩの切り替え後において特定騒音レベルＣＮを再度取得し、その騒音レベルＣＮが燃料噴射モードＭＩを切り替える直前の特定騒音レベルである切替え前騒音レベル（別の所定値）ＣＮａよりも高ければ、燃料噴射モードＭＩを元の燃料噴射モードへと戻すとともに、その燃料噴射モードＭＩの切り替えの前と後とにおいて噴射率が変化しないように、燃料噴射圧を調整する。即ち、第１装置は、第１噴射モードと第２噴射モードとのうち特定騒音レベルＣＮが小さい方の燃料噴射モードにて燃料噴射を行う。以上が、第１装置の作動の概要である。
【００４６】
＜具体的作動＞
次に、第１装置の具体的作動について説明する。図１に示したＣＰＵは、任意の気筒のクランク角が所定クランク角（ここでは、圧縮上死点前９０°クランク角）に到達する毎に、その気筒に対して図４にフローチャートにより示した燃料噴射制御ルーチンを、その気筒に対して実行するようになっている。
【００４７】
従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図４のステップ４００から処理を開始してステップ４０５に進み、現時点の「アクセルペダル開度（機関負荷）Ａｃｐ及び機関回転速度ＮＥ」により定まる運転状態が、ＣＰＵが本ルーチンを前回実施した時点の運転状態（以下「前回の運転状態」と称呼する。）と異なるか否かを判定する。
【００４８】
即ち、ＣＰＵは、ステップ４０５において、前回の運転状態のアクセルペダル開度Ａｃｐと現時点の運転状態のアクセルペダル開度Ａｃｐとの差の大きさが第１所定値よりも大きいか、又は、前回の運転状態の機関回転速度ＮＥと現時点の運転状態の機関回転速度ＮＥとの差の大きさが第２所定値よりも大きいとき、現時点の運転状態は前回の運転状態と異なると判定する。
【００４９】
１．現時点の運転状態が前回の運転状態と異なる場合
現時点の運転状態が前回の運転状態と異なる場合、ＣＰＵはステップ４０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ４１０乃至ステップ４３５の処理を順に行い、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００５０】
ステップ４１０：ＣＰＵは、モード変更フラグＸhenkoの値を「０」に設定し、且つ、モード再変更判断フラグＸsaihenの値を「０」に設定する。モード変更フラグＸhenkoは、燃料噴射モードを変更すべきとの判断が現時点の運転状態において行われたか否かを示す（後述のステップ４５５を参照。）。モード再変更判断フラグＸsaihenは、燃料噴射モードを再変更すべきか否かの判断が現時点の運転状態において行われたか否かを示す（後述のステップ４９２を参照。）。
【００５１】
ステップ４１５：ＣＰＵは、アクセルペダル開度Ａｃｐ及び機関回転速度ＮＥをルックアップテーブルＭａｐＡ（Ａｃｐ，ＮＥ）に適用して燃料噴射量Ｑｉを決定する。テーブルＭａｐＡ（Ａｃｐ，ＮＥ）は予め実験により定められ、ＲＯＭ６４に格納されている。
【００５２】
ステップ４２０：ＣＰＵは、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量ＱｉをルックアップテーブルＭａｐＢ（ＮＥ，Ｑｉ）に適用して基準燃料噴射圧Ｐｆｓｔを決定する。テーブルＭａｐＢ（ＮＥ，Ｑｉ）は予め実験により定められ、ＲＯＭ６４に格納されている。
【００５３】
ステップ４２５：ＣＰＵは、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑｉを図３に示したルックアップテーブルＭａｐＣ（ＮＥ，Ｑｉ）に適用して基準噴射モードＭＩｓｔを決定する。テーブルＭａｐＣ（ＮＥ，Ｑｉ）は予め実験により定められ、ＲＯＭ６４に格納されている。
【００５４】
ステップ４３０：ＣＰＵは、最終燃料噴射圧Ｐｆをステップ４２０にて決定した基準燃料噴射圧Ｐｆｓｔに設定する。なお、ＣＰＵは図示しないルーチンを実行することによりサプライポンプ５２に指示を与え、燃料圧力センサ７１により検出される燃料噴射圧Ｐinjに基づいて燃料噴射弁５１に供給される燃料の圧力（即ち、燃料噴射圧）を最終燃料噴射圧Ｐｆに一致させる。
【００５５】
ステップ４３５：ＣＰＵは、最終的な噴射モードＭＩを基準噴射モードＭＩｓｔに設定する。なお、ＣＰＵは図示しないルーチンを実行することにより、この噴射モードＭＩに応じた燃料噴射を行う。即ち、噴射モードＭＩが「第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）」であれば、ＣＰＵは第１噴孔８４のみから燃料噴射量Ｑｉに等しい量の燃料を噴射させる。噴射モードＭＩが「第２噴射モード（Ｍｏｄｅ２）」であれば、ＣＰＵは第２噴孔８５のみから燃料噴射量Ｑｉに等しい量の燃料を噴射させる。これらの燃料噴射は所定のクランク角にて開始される。
【００５６】
２．現時点の運転状態が前回の運転状態と同じである場合
２−１：燃料噴射モードＭＩを変更すべきとの判断が現時点の運転状態において行われていない場合（モード変更フラグＸhenko＝０）。
この場合、ＣＰＵはステップ４０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ４４０に進み、モード変更フラグＸhenkoの値が「１」であるか否かを判定する。
【００５７】
この場合、モード変更フラグＸhenkoの値は「０」であるので、ＣＰＵはステップ４４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４４５に進み、運転状態が現時点の運転状態となってから所定サイクル（例えば、１サイクル）以上が経過したか否かを判定する。なお、１サイクルは７２０°クランク角である。運転状態が現時点の運転状態となってから所定サイクル以上経過していないとき、ＣＰＵはステップ４４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ４９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００５８】
これに対し、運転状態が現時点の運転状態となってから所定サイクル以上経過していると、ＣＰＵはステップ４４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４５０に進み、後述する手法により別途算出されている特定騒音レベルＣＮが音量閾値（所定値）ＣＮｔｈよりも大きいか否かを判定する。特定騒音レベルＣＮが音量閾値ＣＮｔｈ以下であれば、ＣＰＵはステップ４５０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００５９】
これに対し、特定騒音レベルＣＮが音量閾値ＣＮｔｈよりも大きいと、ＣＰＵはステップ４５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４５５に進み、モード変更フラグＸhenkoの値を「１」に設定する。次いで、ＣＰＵはステップ４５７に進み、切替え前騒音レベルＣＮａをこの時点の特定騒音レベルＣＮに等しい値に設定する。次いで、ＣＰＵはステップ４６０に進み、燃料噴射モードＭＩが第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）であるか否かを判定する。燃料噴射モードＭＩが第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）であると、ＣＰＵはステップ４６５に進んで噴射モードＭＩを第２噴射モード（Ｍｏｄｅ２）に設定する。即ち、燃料噴射モードを現時点の噴射モードから別の噴射モードへと変更する。次いで、ＣＰＵはステップ４７０に進んで最終燃料噴射圧Ｐｆを「第２噴射モードに変更した場合であっても噴射率が変化しない値」へと変更する。この値については後述する。その後、ＣＰＵはステップ４９５に進む。
【００６０】
これに対し、ＣＰＵがステップ４６０の処理を実行する時点において、燃料噴射モードＭＩが第２噴射モード（Ｍｏｄｅ２）であると、ＣＰＵはステップ４７５に進んで噴射モードＭＩを第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）に設定する。即ち、燃料噴射モードを現時点の噴射モードから別の噴射モードへと変更する。次いで、ＣＰＵはステップ４８０に進んで最終燃料噴射圧Ｐｆを「第１噴射モードに変更した場合であっても噴射率が変化しない値」へと変更する。この値についても後述する。その後、ＣＰＵはステップ４９５に進む。
【００６１】
以上のように、特定騒音レベルＣＮが音量閾値ＣＮｔｈよりも大きいと、燃料噴射モードが切り替えられ、且つ、燃料噴射圧Ｐｆも変更される。
【００６２】
２−２：燃料噴射モードＭＩを変更すべきとの判断が現時点の運転状態において行われている場合（モード変更フラグＸhenko＝１）。
この場合、ＣＰＵはステップ４０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ４４０に進み、そのステップ４４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４８５に進む。
【００６３】
ＣＰＵは、ステップ４８５にて、モード変更再判断フラグＸsaihenの値が「０」であるか否かを判定する。この場合、モード変更再判断フラグＸsaihenの値は「０」であるので、ＣＰＵはステップ４８５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４９０に進み、モード変更フラグＸhenkoの値が「０」から「１」へと変更されてから所定サイクル（例えば、１サイクル）以上が経過したか否かを判定する。
【００６４】
モード変更フラグＸhenkoの値が「０」から「１」へと変更されてから所定サイクル以上が経過していないとき、ＣＰＵはステップ４９０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００６５】
これに対し、モード変更フラグＸhenkoの値が「０」から「１」へと変更されてから所定サイクル以上が経過していると、ＣＰＵはステップ４９０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４９２に進み、モード再変更判断フラグＸsaihenの値を「１」に設定する。次いで、ＣＰＵはステップ４９４に進み、後述する手法により別途算出されている特定騒音レベルＣＮが切替え前騒音レベル（所定値）ＣＮａよりも大きいか否かを判定する。特定騒音レベルＣＮが切替え前騒音レベルＣＮａ以下であれば、ＣＰＵはステップ４９４にて「Ｎｏ」と判定してステップ４９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００６６】
これに対し、特定騒音レベルＣＮが切替え前騒音レベルＣＮａよりも大きいと、ＣＰＵはステップ４９４にて「Ｙｅｓ」と判定し、前述したステップ４６０以降のステップの処理を実行する。これにより、燃料噴射モードＭＩが現時点の噴射モードから別の噴射モードへと変更され、それに伴って、最終燃料噴射圧Ｐｆが燃料噴射モードＭＩを最初に変更する前の燃料噴射圧（即ち、基準噴射圧Ｐｓｔ）に変更される。よって、噴射率は変化しない。
【００６７】
なお、その後にＣＰＵがステップ４８５の処理を実行する場合、モード再変更判断フラグＸsaihenの値が「１」に設定されているから、ＣＰＵはそのステップ４８５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。以上が、第１装置の具体的作動である。
【００６８】
＜特定騒音レベルＣＮの算出＞
前述したように、第１装置のＣＰＵは、人間（乗員）にとって不快な周波数帯（特定周波数帯）に含まれる「燃焼騒音の周波数成分」の大きさ（即ち、特定騒音レベルＣＮ）を以下に述べるようにして算出する。なお、本例において、特定周波数帯は５ｋＨｚから７ｋＨｚまでの範囲である。
【００６９】
（１）筒内圧Ｐｃの取得（サンプリング）
先ず、ＣＰＵは、着目している気筒のクランク角度が圧縮上死点前６３°クランク角（６３°ＢＴＤＣ）から圧縮上死点後６４°クランク角（６４°ＡＴＤＣ）まで変化する期間において、１°クランク角が経過する毎に着目している気筒の筒内圧センサ７２からの信号に基づいて筒内圧Ｐｃをサンプリングし、その筒内圧Ｐｃをクランク角に対応させながらＲＡＭ６５に記憶させる。
【００７０】
（２）周波数分布の取得
次にＣＰＵは、記憶された筒内圧Ｐｃに対して周知のＦＦＴ(Fast Fourier Transform)を適用し、筒内圧Ｐｃの変動についての周波数分布（各周波数成分の大きさ）を取得する。
【００７１】
（３）構造減衰フィルタの適用
次にＣＰＵは、筒内圧Ｐｃの変動を構成する周波数分布に対して構造減衰フィルタを適用する。より具体的に述べると、筒内圧Ｐｃの変動はシリンダブロック２１及びシリンダヘッド２２等（即ち、機関本体部２０）を振動させる。更に、機関本体部２０の振動が機関１０周辺の空気に伝わることによって燃焼騒音が発生する。
【００７２】
筒内圧Ｐｃの変動が機関１０周辺の空気に伝わる際に減衰が発生するが、減衰の程度は周波数によって異なる。構造減衰フィルタは、この減衰の程度を周波数分布に反映させるフィルタである。構造減衰フィルタは、周波数毎の補正値（構造減衰補正値）によって構成されていて、ルックアップテーブルの形式にて予めＲＯＭ６４に記憶されている。
【００７３】
次にＣＰＵは、ＦＦＴによって得られた「筒内圧Ｐｃの変動についての周波数分布（各周波数成分の大きさ）」に含まれる各周波数成分の大きさに対して構造減衰補正値を加えることにより、構造減衰フィルタを適用する。その結果、「燃焼騒音の周波数分布」が得られる。なお、この場合、構造減衰フィルタを適用して得られた周波数分布に対し、ノイズを除去するためのローパスフィルタを更に適用してもよい。
【００７４】
（４）Ａ特性フィルタ（聴覚特性フィルタ）の適用
次にＣＰＵは、燃焼騒音の周波数分布に対してＡ特性フィルタを適用する。より具体的に述べると、人間の聴覚は周波数毎に感度（敏感さ）が異なるので、音量（音圧）が同じであっても周波数が異なると人間は音量が異なると感じる。そこで、ＣＰＵは、Ａ特性フィルタを適用することによって燃焼騒音を構成する各周波数成分を人間の聴覚の感度に応じて補正する。
【００７５】
Ａ特性フィルタは各周波数に対する人間の聴覚の感度を表している。Ａ特性フィルタは、構造減衰フィルタと同様に、周波数毎の補正値（Ａ特性補正値）によって構成されている。本例において、Ａ特性補正値のそれぞれは、ＪＩＳ Ｃ １５０９に基づいている。Ａ特性フィルタはルックアップテーブルの形式にて予めＲＯＭ６４に記憶されている。
【００７６】
ＣＰＵは、構造減衰フィルタを適用して得られた「燃焼騒音の周波数分布」に含まれる各周波数成分の大きさに対してＡ特性補正値を加えることによって、燃焼騒音の周波数分布に対してＡ特性フィルタを適用する。その結果、人間の聴覚によって認識される燃焼騒音の周波数分布（即ち、聴感上の周波数分布）が得られる。このようにして得られる「聴感上の周波数分布の例」が図５に太線Ｌｂ及び細線Ｌｎにより示されている。
【００７７】
太線Ｌｂは噴孔切替え制御が実行される前の周波数分布を示している。太線Ｌｂにより示される周波数分布における特定周波数帯に含まれる周波数成分が比較的大きいので、特定騒音レベルＣＮが閾値ＣＮｔｈを越えている。一方、細線Ｌｎは噴孔切替え制御が実行された後の周波数分布を示している。細線Ｌｎにより示される周波数分布における特定周波数帯に含まれる周波数成分が太線Ｌｂの場合と比較して減少しているので、特定騒音レベルＣＮは閾値ＣＮｔｈよりも小さくなっている。
【００７８】
（５）特定騒音レベルＣＮの算出
次にＣＰＵは、聴感上の周波数分布から「特定周波数帯に含まれる成分」を抽出するために聴感上の周波数分布に対してバンドパスフィルタを適用する。更に、ＣＰＵは、特定周波数帯に含まれる成分に対して周知の逆フーリエ変換を適用する。その結果、特定周波数帯に含まれる燃焼騒音の周波数成分によって構成され且つ周波数毎の人間の聴覚感度が反映された燃焼騒音波形が得られる。
【００７９】
ＣＰＵは、この燃焼騒音波形を単位時間毎に区切って得られる値のそれぞれの二乗平均平方根を算出することによって音圧Ｐｓを取得する。更に、ＣＰＵは、下式（１）に基づいて特定騒音レベルＣＮを算出する。
ＣＮ＝２０×Ｌｏｇ１０（Ｐｓ／Ｐｏ）    ……（１）
ここで、基準値Ｐｏ＝２０×１０−６Ｐａである。
【００８０】
＜燃料噴射モード切替え時における燃料噴射圧の算出＞
前述したように、ＣＰＵは噴射モードを切り替えるとき燃料噴射圧Ｐｆを変更する（図４のステップ４７０及びステップ４８０を参照。）。
【００８１】
燃料噴射モードＭＩが、第１噴射モード（１０個の第１噴孔８４のみから燃料を噴射するモード）から第２噴射モード（９個の第２噴孔８５のみから燃料を噴射するモード）へ変更される場合（図４のステップ４６０乃至ステップ４７０を参照。）、ＣＰＵは切り替後の燃料噴射量Ｐｆを下記の（２）式に基づいて計算されるＰｆ２に設定する。
【数１】
2016130466.tif 000003
ここで、燃料噴射圧Ｐｆ１は、前回ステップ４３０が実行されたときに決定された燃料噴射圧Ｐｆであり、即ち、燃料噴射モードＭＩの切り替前（即ち、第１噴射モード）における燃料噴射圧である。Ｖ１は、燃料噴射圧Ｐｆが燃料噴射圧Ｐｆ１である場合において第１噴射モードにて燃料噴射を行っているときの第１噴孔８４の総てから噴射される単位時間あたりの燃料量（即ち、燃料噴射弁５１の噴射率）である。Ｖ２は、燃料噴射圧Ｐｆが燃料噴射圧Ｐｆ１である場合において第２噴射モードにて燃料噴射を行っているときの第２噴孔８５の総てから噴射される単位時間あたりの燃料量（即ち、燃料噴射弁５１の噴射率）である。これらＶ１及びＶ２の値は予め実験により取得されるが、計算により求めることもできる。
【００８２】
これに対し、燃料噴射モードＭＩが、第２噴射モードから第１噴射モードへ変更される場合（図４のステップ４６０、ステップ４７５及びステップ４８０を参照。）、ＣＰＵは切り替後の燃料噴射量Ｐｆを下記の（３）式に基づいて計算されるＰｆ１に設定する。
【数２】
2016130466.tif 000004
ここで、燃料噴射圧Ｐｆ２は、前回ステップ４３０が実行されたときに決定された燃料噴射圧Ｐｆであり、即ち、燃料噴射モードＭＩの切り替前（即ち、第２噴射モード）における燃料噴射圧である。Ｖ１は、燃料噴射圧Ｐｆが燃料噴射圧Ｐｆ２である場合において第１噴射モードにて燃料噴射を行っているときの第１噴孔８４の総てから噴射される単位時間あたりの燃料量（即ち、燃料噴射弁５１の噴射率）である。Ｖ２は、燃料噴射圧Ｐｆが燃料噴射圧Ｐｆ２である場合において第２噴射モードにて燃料噴射を行っているときの第２噴孔８５の総てから噴射される単位時間あたりの燃料量（即ち、燃料噴射弁５１の噴射率）である。これらＶ１及びＶ２の値は予め実験により取得されるが、計算により求めることもできる。
【００８３】
燃料噴射モードＭＩの切替え後、上記（２）式又は（３）式に基づいて算出された燃料噴射圧Ｐｆにて燃焼室２４内に燃料が噴射されるとき、単位時間当たりの燃料噴射量（噴射率）は燃料噴射モードＭＩの切替え前の燃料噴射量と同一となる。従って、燃焼室２４内に噴射された燃料の燃焼時における熱発生率の変化は、図６に示したように、燃料噴射モードＭＩの切替え前後で殆ど変化しない。従って、第１装置によれば、燃料噴射モードＭＩの切り替を行っても燃焼期間は燃料噴射モードＭＩの切り替前後で殆ど変化しない。従って、燃料噴射モードＭＩの切り替前後においてエネルギー効率は変化せず、従って、燃料噴射モードＭＩを切り替えても、内燃機関１０を搭載した車両の燃費は悪化しない。
【００８４】
以上、説明したように、第１装置は、
燃焼室（２４）内に燃料を直接噴射する噴孔（８４、８５）を複数有し、実際に燃料を噴射する噴孔を、前記複数の噴孔の中の第１の噴孔グループ（第１噴孔８４のみを含むグループ）と前記複数の噴孔の中の第２の噴孔グループ（第２噴孔８４のみを含むグループ）との間で切替え可能な燃料噴射弁（５１）と、
前記燃料噴射弁（５１）に供給される燃料の圧力である燃料噴射圧を調整することが可能な噴射圧調整装置（５２）と、
前記燃料噴射弁及び前記噴射圧調整装置に指示を与える制御部（６１）と、
を備える内燃機関の制御装置において、
前記制御部は、
前記燃焼室内の圧力である筒内圧（Ｐｃ）を検出する筒内圧検出部（７２）と、
前記検出される筒内圧に基づいて前記機関の燃焼騒音の特定周波数帯に含まれる周波数成分の大きさに相関を有する特定騒音レベルを推定する推定部（図４のステップ４５０）と、
前記第１の噴孔グループに属する噴孔から燃料を噴射している場合に前記特定騒音レベル（ＣＮ）が所定値（ＣＮｔｈ）を超えるとき（図４のステップ４５０にて「Ｙｅｓ」と判定される場合）前記第２の噴孔グループに属する噴孔から燃料を噴射するように前記燃料噴射弁に指示を与え、実際に燃料を噴射する噴孔を切替える噴孔切替え制御を行う噴孔切替え部（図４のステップ４６０、ステップ４６５及びステップ４７５）と、
前記噴孔切替え制御を行う場合に前記燃料噴射弁から単位時間当たりに噴射される燃料の量（単位時間において、燃料噴射が行われる複数の噴孔からの燃料噴射量の総量）である噴射率が前記噴孔切替え制御の前後において変化するときには前記噴孔切替え制御の前後において前記噴射率が変化しないように前記噴射圧調整装置に前記燃料噴射圧を変更する指示を与える噴射圧変更部（図４のステップ４７０及びステップ４８０）と、
を備える。
【００８５】
従って、本発明装置によれば、機関１０のエネルギー効率を著しく低下させることなく燃焼騒音の周波数成分を変更することにより、燃焼騒音が人間にとって不快にならないように変更することができる。
【００８６】
更に、第１装置は、
前記噴孔切替え制御を実行した後、前記特定騒音レベル（ＣＮ）が前記噴孔切替え制御を実行する直前の特定騒音レベル（所定値ＣＮａ）を超えるとき前記噴孔切替え制御を実行する前の噴孔グループに属する噴孔から燃料を噴射するように前記燃料噴射弁に指示を与え、実際に燃料を噴射する噴孔を前記噴孔切替え制御を実行する前の噴孔グループに属する噴孔に切替える噴孔再切替え制御を行い（図４のステップ４９４での「Ｙｅｓ」との判定、及び、ステップ４６０、ステップ４６５及びステップ４７５）と、
前記噴孔再切替え制御を行う場合に噴射率が前記噴孔切替え制御の前後において変化するときには前記噴孔切替え再制御の前後において前記噴射率が変化しないように前記噴射圧調整装置に前記燃料噴射圧を変更する指示を与える噴射圧変更部（図４のステップ４７０及びステップ４８０）と、
を有する。
【００８７】
これによれば、噴孔切替え制御によって特定騒音レベルＣＮが減少しない場合、運転状態に応じて予め定められた噴孔グループ（ステップ４２５を参照。）に属する噴孔から燃料噴射が行われるようになる。その結果、エミッションが悪化することを回避することができる。
【００８８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、「第２装置」とも称呼される。）について説明する。第１装置は、燃料噴射モードＭＩを第１噴射モードと第２噴射モードとの間で切り替えていた。これに対し、第２装置は、燃料噴射モードＭＩを、第１噴射モード、第２噴射モード及び「第１噴孔８４の総て及び第２噴孔８５の総てから燃料が噴射される第３噴射モード」の間で切り替える点のみにおいて異なる。以下、この相違点を中心に説明する。
【００８９】
ところで、第２装置は、第１装置と同様、燃料噴射モードＭＩの切り替えの前後において「燃料噴射弁５１の噴射率（燃料噴射弁５１から単位時間あたりに噴射される燃料の量）」が同一となるように燃料噴射圧Ｐｆを調整する。更に、第１噴孔８４及び第２噴孔８５のそれぞれは互いに同一の径を有する円柱形状を有する。第１噴孔８４は１０個であり、第２噴孔８５は９個である。従って、燃料噴射モードＭＩが第１噴射モードであるときに燃料が噴射される噴孔の総通路面積Ｓ１は、燃料噴射モードＭＩが第２噴射モードであるときに燃料が噴射される噴孔の総通路面積Ｓ２よりも大きい（Ｓ１＞Ｓ２）。この結果、燃料噴射モードＭＩが第２噴射モードであるときに噴射される燃料の初速（従って、貫徹力Ｐｎ２）は、燃料噴射モードＭＩが第１噴射モードであるときに噴射される燃料の初速（従って、貫徹力Ｐｎ１）よりも大きい（Ｐｎ２＞Ｐｎ１）。
【００９０】
加えて、第２装置は、燃料噴射モードＭＩの切り替えの前後において「燃料噴射弁５１の噴射率」は同一となるように燃料噴射圧Ｐｆを調整する。従って、燃料噴射モードＭＩが第３噴射モードであるときに噴射される燃料の初速（従って、貫徹力Ｐｎ３）は、燃料噴射モードＭＩが第１噴射モードであるときに噴射される燃料の初速（従って、貫徹力Ｐｎ１）よりも小さい（Ｐｎ２＞Ｐｎ１＞Ｐｎ３）。
【００９１】
従って、第２装置は、機関の運転状態が「ＨＣが多量に発生し易い運転状態（即ち、図７に示した低出力領域Ｒｂ１（低負荷且つ低機関回転速度の運転領域）」にあるとき、燃料噴射モードＭＩを第３噴射モードに設定する。これにより、ピストン２３の冠面及び／又は燃焼室２４内のボア壁面に付着する未燃燃料量を減少することができるので、ＨＣの発生量を低下させることができる。更に、この運転状態（低出力領域）において燃焼騒音は過大になることはないので、第２装置は燃料噴射モードＭＩを第３噴射モードに固定する。
【００９２】
更に、第２装置は、機関の運転状態が領域Ｒｂ１以外の領域（図７の領域Ｒｂ２，Ｒｂ３及びＲｂ４）にあるとき、第１実施形態と同様に燃料噴射モードＭＩを設定する。但し、機関の運転状態が中間低出力領域（中低負荷且つ中低機関回転速度の領域Ｒｂ２）にある場合に、特定騒音レベルＣＮが音量閾値ＣＮｔｈよりも大きくなったのであれば、燃料噴射モードＭＩを第１噴射モードから「第２噴射モードよりも貫徹力が低い第３噴射モード」へと変更する。これにより、ピストン２３の冠面及び／又は燃焼室２４内のボア壁面に付着する未燃燃料量が増大することを回避できるので、ＨＣの発生量が増加することを回避することができる。
【００９３】
更に、第２装置は、第１装置と同様、機関の運転状態が中出力領域（中高負荷且つ中高機関回転速度の領域Ｒｂ３）にある場合に、特定騒音レベルＣＮが音量閾値ＣＮｔｈよりも大きくなったのであれば、燃料噴射モードＭＩを第１噴射モードから第２噴射モードへと変更する。第２装置は、第１装置と同様、機関の運転状態が高出力領域（高負荷且つ高機関回転速度の領域Ｒｂ４）にある場合に、特定騒音レベルＣＮが音量閾値ＣＮｔｈよりも大きくなったのであれば、燃料噴射モードＭＩを第２噴射モードから第１噴射モードへと変更する。
【００９４】
＜具体的作動＞
次に、第２装置の具体的作動について説明する。第２装置のＥＣＵ６２のＣＰＵは、任意の気筒のクランク角が所定クランク角（ここでは、圧縮上死点前９０°クランク角）に到達する毎に、その気筒に対して図８にフローチャートにより示した燃料噴射制御ルーチンを、その気筒に対して実行するようになっている。
【００９５】
図８に示したルーチンは、図４に示したルーチンのステップ４２５をステップ８１０に置換し、ステップ８２０が追加され、更に、図４に示したルーチンのステップ４６０乃至ステップ４８０をステップ８３０及びステップ８４０に置換した点のみにおいて、図４に示したルーチンと相違している。以下、この相違点について説明する。
【００９６】
ＣＰＵは、ステップ８１０に進むと、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑｉを図７に示したルックアップテーブルＭａｐＤ（ＮＥ，Ｑｉ）に適用して基準噴射モードＭＩｓｔを決定する。テーブルＭａｐＤ（ＮＥ，Ｑｉ）は予め実験により定められ、ＲＯＭ６４に格納されている。
【００９７】
従って、機関の運転状態が領域Ｒｂ１（低負荷・低回転領域、即ち、低出力領域）にあると、基準噴射モードＭＩｓｔとして第３噴射モード（Ｍｏｄｅ３）が選択される。機関の運転状態が領域Ｒｂ２（中低負荷・中低回転領域、即ち、中間低出力領域）及び領域Ｒｂ３（中高負荷・中高回転領域、即ち、中出力領域）にあると、基準噴射モードＭＩｓｔとして第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）が選択される。更に、機関の運転状態が領域Ｒｂ４（高負荷・高回転領域、即ち、高出力領域）にあると、基準噴射モードＭＩｓｔとして第２噴射モード（Ｍｏｄｅ２）が選択される。
【００９８】
更に、ＣＰＵは、ステップ４０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８２０に進むと、機関１０の運転状態が領域Ｒｂ１（低出力領域）にあるか否かを判定する。機関１０の運転状態が領域Ｒｂ１（低出力領域）にあれば燃料噴射モードＭＩは第３噴射モード（Ｍｏｄｅ３）に固定される。従って、機関１０の運転状態が領域Ｒｂ１（低出力領域）にあるとき、ＣＰＵはステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、機関１０の運転状態が領域Ｒｂ１（低出力領域）にない場合、ＣＰＵはステップ８２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４４０に進む。
【００９９】
更に、ＣＰＵは、ステップ８３０に進んだとき、その時点の噴射モードＭＩと図７に示したテーブルＭａｐＤ（ＮＥ，Ｑｉ）とに応じて、噴射モードＭＩを切り替える。
【０１００】
即ち、ＣＰＵは、ステップ４５５及びステップ４５７からステップ８３０に進んだ場合において、以下のように噴射モードＭＩを切替える。
・現時点の機関の運転状態が中間低出力領域Ｒｂ２にあるとき、ＣＰＵは噴射モードを第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）から第３噴射モード（Ｍｏｄｅ３）に切り替える。
・現時点の機関の運転状態が中出力領域Ｒｂ３にあるとき、ＣＰＵは噴射モードを第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）から第２噴射モード（Ｍｏｄｅ２）に切り替える。
・現時点の機関の運転状態が高出力領域Ｒｂ４にあるとき、ＣＰＵは噴射モードを第２噴射モード（Ｍｏｄｅ２）から第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）に切り替える。
【０１０１】
次に、ＣＰＵはステップ８４０に進み、燃料噴射圧Ｐｆを変更する。即ち、噴射モードが第１噴射モードから第２噴射モードに切り替えられる場合には、ＣＰＵは上記（２）式により算出される燃料噴射圧Ｐｆ２を最終的な燃料噴射圧Ｐｆとして設定する。噴射モードが第２噴射モードから第１噴射モードに切り替えられる場合には、ＣＰＵは上記（３）式により算出される燃料噴射圧Ｐｆ１を最終的な燃料噴射圧Ｐｆとして設定する。
【０１０２】
更に、噴射モードが第１噴射モードから第３噴射モードに切り替えられる場合には、ＣＰＵは下記（４）式により算出される燃料噴射圧Ｐｆ３を最終的な燃料噴射圧Ｐｆとして設定する。
【数３】
2016130466.tif 000005
【０１０３】
ここで、燃料噴射圧Ｐｆ１は、前回ステップ４３０が実行されたときに決定された燃料噴射圧Ｐｆであり、即ち、燃料噴射モードＭＩの切り替前（即ち、第１噴射モード）における燃料噴射圧である。Ｖ１は、燃料噴射圧Ｐｆが燃料噴射圧Ｐｆ１である場合において第１噴射モードにて燃料噴射を行っているときの第１噴孔８４の総てから噴射される単位時間あたりの燃料量（即ち、燃料噴射弁５１の噴射率）である。Ｖ２は、燃料噴射圧Ｐｆが燃料噴射圧Ｐｆ１である場合において第２噴射モードにて燃料噴射を行っているときの第２噴孔８５の総てから噴射される単位時間あたりの燃料量（即ち、燃料噴射弁５１の噴射率）である。これらＶ１及びＶ２の値は予め実験により取得されるが、計算により求めることもできる。
【０１０４】
一方、ＣＰＵがステップ４９４からステップ８３０に進んだ場合、以下のように噴射モードＭＩを再度切替える。
・現時点の機関の運転状態が中間低出力領域Ｒｂ２にあるとき、ＣＰＵは噴射モードを第３噴射モード（Ｍｏｄｅ３）から第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）に切り替える。
・現時点の機関の運転状態が中出力領域Ｒｂ３にあるとき、ＣＰＵは噴射モードを第２噴射モード（Ｍｏｄｅ２）から第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）に切り替える。
・現時点の機関の運転状態が高出力領域Ｒｂ４にあるとき、ＣＰＵは噴射モードを第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）から第２噴射モード（Ｍｏｄｅ２）に切り替える。
【０１０５】
この場合、ＣＰＵはステップ８４０に進むと、燃料噴射圧Ｐｆを基準噴射圧Ｐｆｓｔに変更する。
【０１０６】
以上、説明したように、第２装置は、低出力領域においては第３噴射モード（Ｍｏｄｅ３）が選択され、その噴射モードは変更しない。一方、第２装置は、中間低出力領域において第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）で燃料噴射を行っているとき、特定騒音レベルＣＮが音量閾値（所定値）ＣＮｔｈよりも大きくなると、第１噴射モード（Ｍｏｄｅ１）から第３噴射モード（Ｍｏｄｅ３）へと切り替える。従って、ＨＣの発生量を抑制しながら、燃焼騒音を改善することができる。
【０１０７】
以上、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、機関１０は、パイロット噴射を１回以上実行しても良く、アフター噴射及び／又はポスト噴射を実行しても良い。
【０１０８】
加えて、各実施形態において噴孔切替え制御が実行されるとき、燃料が噴射される噴孔の数、及び、燃料が噴射される噴孔の総面積が変化していた。しかし、噴孔切替え制御が実行される前と後とにおいて噴孔の数及び／又は噴孔の総面積は同一であっても良い。これらの場合、噴孔切替え制御が実行される前と後とにおいて噴射率が変化しなければ、各実施形態に係るＥＣＵは、燃料噴射圧Ｐｆを変更しなくても良い。
【０１０９】
加えて、各実施形態に係るＥＣＵは、図４及び図８のステップ４４５及びステップ４９０において所定サイクル以上経過した否かを判定していた。この所定サイクルは１サイクルであっても良い。即ち、各ＥＣＵは運転状態が変更された直後のサイクルにて取得された特定騒音レベルＣＮを用いてステップ４４５の判定を行っても良く、更に、各ＥＣＵは燃料噴射モードＭＩが変更された直後のサイクルにて取得された特定騒音レベルＣＮを用いてステップ４９０の判定を行っても良い。
【０１１０】
加えて、各実施形態に係るＥＣＵは、燃焼騒音レベルＣＮの算出において「特定周波数帯に含まれる燃焼騒音の周波数成分」に対して逆フーリエ変換を適用していた。しかし、各ＥＣＵは、逆フーリエ変換を適用する替わりに、特定周波数帯に含まれる燃焼騒音の各周波数成分の大きさの平均値を算出して得られる値を燃焼騒音レベルＣＮとして扱っても良い。
【符号の説明】
【０１１１】
機関…１０、機関本体部…２０、吸気システム…３０、排気システム…４０、燃料噴射弁５１、噴射弁本体…８１、アウターニードル…８２、インナーニードル…８３、第１噴孔…８４、第２噴孔…８５。
【図１】
2016130466.tif 000006
【図２】
2016130466.tif 000007
【図３】
2016130466.tif 000008
【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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