JPH05187245A - 圧力波過給機付ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 変速ベルト装置４０により回転可能で、回転
軸２７の方向に導通する多数のセル２２を備えたロータ
２１を有する圧力波過給機５を備えたディーゼルエンジ
ン１の制御装置５０であって、スタータスィッチ５１ま
たはエンジン冷却水温度センサ５２からの信号に基づ
き、スタータ信号がオンの状態または冷間時かつ始動前
には、プーリ比が基本プーリ比より小さくなるように、
スタータ信号がオフになった後または始動後には、プー
リ比が基本プーリ比になるように、プーリ比制御信号を
出力するコントロールユニット５０と、コントロールユ
ニット５０からのプーリ比制御信号に基づき、油圧調整
バルブ８７、８８の開度を制御するプーリ比変更手段５
３を備えている。 【効果】 完爆までの時間を短くすることができ、ある
いは、冷間始動時における排気ガス中の窒素酸化物の量
を大幅に低減させることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力波過給機付ディー
ゼルエンジンの排気装置に関するものであり、さらに詳
細には、完爆までの時間を大幅に低減することができ、
また、冷間始動時において、排気ガス中の窒素酸化物の
量を大幅に低減することのできる圧力波過給機付ディー
ゼルエンジンの制御装置に関するものである。

【０００２】

【先行技術】排気の圧力波エネルギーを利用して、吸気
の過給をおこなう圧力波過給機を備えたディーゼルエン
ジンが知られている。この圧力波過給機は、ケース内
に、可変プーリにより回転可能に支持され、軸方向に導
通する多数のセルが形成されたロータを備えており、ケ
ースの一端部には、吸気の導入口および吐出口が形成さ
れるとともに、ケースの他端部には、排気の導入口およ
び吐出口が形成され、可変プーリによって、ロータが回
転されると、各セルが、順次、吸気の導入口、排気の導
入口、吸気の吐出口および排気の吐出口に連通し、ロー
タの回転に伴い、各セルの吸気の導入口から導入された
新気が、排気の導入口から導入された排気により生成さ
れ、音速で伝播する圧力波によって加圧されて、吸気の
吐出口から、吐出され、排気の圧力波エネルギーによる
吸気過給がおこなわれるように構成されている。

【０００３】特開昭６０−１６２０１９号公報は、かか
る圧力波過給機において、ディーゼルエンジンの運転状
態に応じて、ロータの回転を変化させて、ロータの回転
速度とディーゼルエンジンの回転速度の比（本明細書に
おいては、「プーリ比」という。）を変化させ、過給圧
を制御する圧力波過給機付ディーゼルエンジンの制御装
置を開示しているが、ディーゼルエンジンの負荷状態に
応じて、プーリ比を制御する必要性につき、教示するの
みで、具体的に、ディーゼルエンジンのいかなる運転状
態において、プーリ比をいかに制御するかについては、
何ら開示してはいない。

【０００４】

【発明の解決しようとする課題】一般に、ディーゼルエ
ンジンおいては、スタータをオンしてから、最初の爆発
（本明細書においては、「完爆」という。）が生ずるま
での時間を短くして、速やかに、ディーゼルエンジンの
運転状態を定常化することが望ましいとされているが、
圧力波過給機を備えたディーゼルエンジンにおいては、
十分に、完爆までの時間を低減させることができないと
いう問題があった。

【０００５】また、冷間始動時には、着火性を向上させ
るために、燃料を増量させるのが一般であるが、燃料を
増量させるのみでは、吸気温度は上昇してはいないため
に、吸気と燃料とが十分に混合した後に、混合気が着火
し、その結果、燃焼温度が高くなって、排気ガス中の窒
素酸化物の量が増大するという問題があった。

【０００６】

【発明の目的】本発明の第１の目的は、完爆までの時間
を十分に低減させることができ、ディーゼルエンジンの
運転状態を速やかに定常化させることのできる圧力波過
給機付ディーゼルエンジンの制御装置を提供することに
ある。本発明の第２の目的は、冷間始動時において、排
気ガス中の窒素酸化物の量を増大させることなく、着火
性を向上させることのできる圧力波過給機付ディーゼル
エンジンの制御装置を提供することにある。

【０００７】

【発明の構成】本発明の第１の目的は、本件第１発明に
よれば、スタータが作動状態にあるときは、オンで、作
動状態にないときは、オフのスタータ信号を出力するス
タータ作動状態検出手段と、スタータ作動状態検出手段
から入力されたスタータ信号がオンになってから、オフ
になるまでの間、プーリ比が小さくなるように、ロータ
の回転を制御するプーリ比制御手段とを備えることによ
って達成される。

【０００８】本発明の第２の目的は、本件第２発明によ
れば、エンジン冷却水温度を検出するエンジン冷却水温
度検出手段と、エンジン冷却水温度検出手段から入力さ
れたエンジン冷却水温度検出信号に基づき、冷間始動時
にあるか否かを判定し、冷間始動時にあると判定したと
きは、プーリ比が小さくなるように、ロータの回転を制
御するプーリ比制御手段を備えることによって達成され
る。

【０００９】本件第１発明の好ましい実施態様において
は、プーリ比制御手段が、スタータ信号がオフとなった
後は、プーリ比が大きくなるように、ロータの回転を制
御するように構成されている。本件第１発明の他の好ま
しい実施態様においては、プーリ制御手段が、入力され
たスタータ信号がオフになった後は、排気ガスの圧力に
より、ロータの回転を制御するように構成されている。

【００１０】本件第１発明のさらに好ましい実施態様に
おいては、プーリ比制御手段が、ディーゼルエンジンの
運転状態にしたがってあらかじめ設定された基本プーリ
比マップを備え、スタータ作動状態検出手段から入力さ
れたスタータ信号がオンになってから、スタータ信号が
オフになるまでの間は、基本プーリ比に比して、プーリ
比が小さくなるように、プーリ比を補正し、スタータ信
号がオフになった後は、基本プーリ比に比して、プーリ
比が大きくなるように、プーリ比を補正して、ロータの
回転を制御するように構成されている。

【００１１】本件第２発明の好ましい実施態様において
は、プーリ比制御手段が、エンジン冷却水温度検出手段
から入力されたエンジン冷却水温度検出信号に基づき、
始動したと判定したときは、プーリ比が大きくなるよう
にロータの回転を制御するように構成されている。本件
第２発明の他の好ましい実施態様においては、プーリ比
制御手段が、エンジン冷却水温度検出手段から入力され
たエンジン冷却水温度検出信号に基づき、始動したと判
定したときは、排気ガスの圧力により、ロータの回転を
制御するように構成されている。

【００１２】本件第２発明のさらに好ましい実施態様に
おいては、プーリ比制御手段が、ディーゼルエンジンの
運転状態にしたがってあらかじめ設定された基本プーリ
比マップを備え、エンジン冷却水温度検出手段から入力
されたエンジン冷却水温度検出信号に基づき、冷間始動
時であると判定したときは、基本プーリ比に比して、プ
ーリ比が小さくなるように、プーリ比を補正し、エンジ
ン冷却水温度検出手段から入力されたエンジン冷却水温
度検出信号に基づき、始動したと判定したときは、基本
プーリ比に比して、プーリ比が大きくなるように、プー
リ比を補正し、ロータの回転を制御するように構成され
ている。

【００１３】

【発明の作用】圧力波過給機付ディーゼルエンジンの制
御装置においては、セルの吸気通路側の開口部が吸気の
吐出口に連通している開口期間内の所定のタイミング
で、排気により生成された圧力波が、セルの吸気の吐出
口に達するように、プーリ比が制御されるように、あら
かじめ、運転状態にしたがって、プーリ比が設定されて
いることが、つねに、所定の過給がなされるために好ま
しいが、吸気温度の低い完爆前あるいは冷間始動時にお
いては、排気を利用して、吸気の温度を上昇させ、着火
性を向上させることができるように、プーリ比を制御す
ることが望ましい。本発明は、かかる知見に基づくもの
である。

【００１４】すなわち、本件第１発明によれば、完爆前
は、プーリ比が小さくなるように制御されているため、
ロータのセルの吸気通路側の開口部が、吸気の導入口と
連通して、新気が、吸気通路から、セル内に導入されて
から、セルの排気通路側の開口部が、排気の導入口に開
口して、高温の排気が、排気通路から、セル内に導入さ
れ、セルの吸気通路側の開口部が、吸気の吐出口と連通
するまでの時間が長くなり、したがって、新気は、セル
内に深く浸入して、高温の排気と接触し、排気およびこ
れにより生成された圧力波により、セルの吸気通路側の
開口部から、吸気通路内に押し出されるまでの時間が長
くなるから、高温の排気から熱が伝達されて、新気の温
度は上昇し、吸気温度を高めることが可能になり、ま
た、排気により生成された圧力波が、セルの吸気通路側
の開口部に達したときに、開口部がまだその一部しか吸
気の吐出口と連通してはいないように、セルの吸気通路
側の開口部が吸気の吐出口に連通するタイミングを制御
することが可能になり、その結果、圧力波による過給作
用を低下させて、吸気の流速を低下させ、燃料室の壁面
からの熱損失を低減し得るから、完爆までの時間を、従
来に比して、大幅に短縮することが可能になる。

【００１５】本件第２発明によれば、冷間始動時におい
ては、プーリ比が小さくなるように制御されているた
め、ロータのセルの吸気通路側の開口部が、吸気の導入
口と連通して、新気が、吸気通路から、セル内に導入さ
れてから、セルの排気通路側の開口部が、排気の導入口
に開口して、高温の排気が、排気通路から、セル内に導
入され、セルの吸気通路側の開口部が、吸気の吐出口と
連通するまでの時間が長くなり、したがって、新気は、
セル内に深く浸入して、高温の排気と接触し、排気およ
びこれにより生成された圧力波により、セルの吸気通路
側の開口部から、吸気通路内に押し出されるまでの時間
が長くなるから、高温の排気から熱が伝達されて、新気
の温度は上昇し、吸気温度を高めることが可能になり、
燃料を増量することなく、着火性を向上させることがで
き、また、排気により生成された圧力波が、セルの吸気
通路側の開口部に達したときは、開口部がまだその一部
しか吸気の吐出口と連通してはおらず、圧力波より伝播
速度の小さい排気が、吸気通路側の開口部に達したとき
にはじめて、セルの吸気通路側の開口部が十分に、吸気
の吐出口と連通しているように、セルの吸気通路側の開
口部が吸気の吐出口に連通するタイミングを制御するこ
とが可能になり、その結果、排気の導入口からセル内に
導入された排気の一部が、吸気通路内に供給されて、排
気還流作用が生ずるから、排気ガス中の窒素酸化物の量
を低減させることが可能になる。

【００１６】また、本件第１発明の好ましい実施態様に
よれば、プーリ比制御手段が、スタータ信号がオフにな
り、完爆が完了した後は、プーリ比が大きくなるよう
に、ロータの回転を制御しているから、圧力波による過
給圧は高くなり、吸気の流速も大きくなって、燃料と吸
気との混合が促進され、その結果、完爆後、速やかに、
ディーゼルエンジンの運転状態を定常化することが可能
になる。

【００１７】本件第１発明の他の好ましい実施態様によ
れば、プーリ比制御手段が、入力されたスタータ信号が
オフになった後は、排気ガスの圧力により、ロータの回
転を制御するように構成されているから、完爆が完了
し、ディーゼルエンジンの燃焼状態が定常化するととも
に、排気ガスの圧力が十分に上昇した状態において、排
気ガスの圧力によって、ロータを回転させることによ
り、簡易に、圧力波による過給作用を高めることが可能
になる。

【００１８】本件第２発明の好ましい実施態様において
は、プーリ比制御手段が、エンジン冷却水温度検出手段
から入力されたエンジン冷却水温度検出信号に基づき、
始動したと判定したときは、プーリ比が大きくなるよう
に、ロータの回転を制御しているから、圧力波による過
給圧は高くなり、吸気の流速も大きくなって、燃料と吸
気との混合が促進され、その結果、始動後、速やかに、
ディーゼルエンジンの運転状態を定常化することが可能
になる。

【００１９】本件第２発明の他の好ましい実施態様にお
いては、プーリ比制御手段が、エンジン冷却水温度検出
手段から入力されたエンジン冷却水温度検出信号に基づ
き、始動したと判定したときは、排気ガスの圧力によ
り、ロータの回転を制御するように構成されているか
ら、ディーゼルエンジンが始動し、ディーゼルエンジン
の燃焼状態が定常化するとともに、排気ガスの圧力が十
分に上昇した状態において、排気ガスの圧力によって、
ロータを回転させることにより、簡易に、圧力波による
過給作用を高めることが可能になる。

【００２０】

【実施例】以下、添付図面に基づき、本発明の好ましい
実施例につき、詳細に説明を加える。図１は、本発明の
実施例に係る圧力波過給機を備えたディーゼルエンジン
の概略図である。

【００２１】図１において、４気筒のディーゼルエンジ
ン１は、４つのシリンダ２を備えており、各シリンダ２
には、吸気通路３が開口するとともに、排気通路４が開
口している。吸気通路３と排気通路４との間には、圧力
波過給機５が設けられており、吸気通路３は、圧力波過
給機５の上流側の上流吸気通路６と下流側の下流吸気通
路７とに、また、排気通路４は、圧力波過給機５の上流
側の上流排気通路８と下流側の下流排気通路９とに、そ
れぞれ、分割されており、上流吸気通路６の上流部に
は、エアークリーナ１０が、下流吸気通路７には、イン
タクーラ１１が、また、上流排気通路８には、排気の圧
力変動を抑制する排気サージタンク１２が、それぞれ、
設けられている。

【００２２】図２は、圧力波過給機５の略斜視図であ
る。図２において、圧力波過給機５は、図示しない円形
の板部材により両端部が形成されたケース２０と、ケー
ス２０内に回転可能に支持されたロータ２１を備えてお
り、ロータ２１には、その内部を軸方向に貫通する多数
のセル２２が形成され、また、図１に示されるように、
ケース２０の一端部の板部材には、上流吸気通路６と連
通可能な吸気導入口２３および下流吸気通路７と連通可
能な吸気吐出口２４が形成され、また、他端部の板部材
には、上流排気通路８と連通可能な排気導入口２５およ
び下流排気通路９と連通可能な排気吐出口２６が形成さ
れている。図２において、２７は、ロータ２１の回転軸
である。

【００２３】図１に示されるように、スターティングバ
ルブ３０を備え、圧力波過給機５をバイパスして、上流
吸気通路６と下流吸気通路７とを連通する吸気バイパス
通路３１が設けられており、排気圧力が低く、十分な過
給効果の得られない始動時には、スターティングバルブ
３０が開かれて、圧力波過給機５をバイパスして、吸気
を、下流吸気通路７から上流吸気通路６を経て、シリン
ダ２に供給し得るようになっている。また、圧力波過給
機５をバイパスして、上流排気通路８と下流排気通路９
とを連通する排気バイパス通路３２が設けられており、
排気バイパス通路３２に設けられたウェストゲートバル
ブ３３により、過給圧の制御が可能に構成されている。
さらに、ロータ２１の回転軸２７とディーゼルエンジン
１の出力軸１３とを連結し、ロータ２１の回転軸２７お
よびディーゼルエンジン１の出力軸１３の回転速度の比
を変更可能な変速ベルト装置４０が設けられている。

【００２４】図１において、５０は、コントロールユニ
ットであり、コントロールユニット５０には、スタータ
スィッチ５１からのスタータ信号およびエンジン冷却水
温度センサ５２の検出したエンジン冷却水温度検出信号
が、それぞれ、入力されており、コントロールユニット
５０は、これらの検出信号に基づき、プーリ比制御信号
を生成して、プーリ比変更手段５３に出力している。

【００２５】図３は、変速ベルト装置４０およびプーリ
比変更手段５３の詳細を示す概略図である。図３におい
て、変速ベルト装置４０は、ドライブプーリ６１とドリ
ブンプーリ６２を備えている。ドライブプーリ６１は、
可変ピッチ構造をなし、ディーゼルエンジン１の出力軸
１３に摺動不能に設けられたドライブフェース６３とデ
ィーゼルエンジン１の出力軸１３に摺動可能に設けられ
たムーバブルドライブフェース６４を備え、また、ドリ
ブンプーリ６２も同様に、可変ピッチ構造をなしてお
り、ロータ２１の回転軸２７に摺動不能に設けられたド
ライブフェース６５とロータ２１の回転軸２７に摺動可
能に設けられたムーバブルドライブフェース６６を備え
ている。図３に示されるように、ドライブプーリ６１の
ピッチとドリブンプーリ６２のピッチは、たがいに異な
るように設定されている。ムーバブルドライブフェース
６４は、ドライブフェース６３に対して、また、ムーバ
ブルドライブフェース６６が、ドライブフェース６５に
対して、それぞれ、相対的に回転しないように規制され
ている。ドライブプーリ６１とドリブンプーリ６２との
間には、ドライブベルト６７が巻回されている。

【００２６】ディーゼルエンジン１の出力軸１３には、
板ばね６８が固定されており、これに対向する位置に、
電磁石６９が設けられている。ドライブフェース６３の
ムーバブルドライブフェース６４の反対側には、つば部
７０が形成されており、電磁石６９が通電されると、板
ばね６８が、電磁石６９に引きつけられて、曲がり、そ
の縁部が、ドライブフェース６３のつば部７０の内面に
連結されて、ドライブフェース６３とムーバブルドライ
ブフェース６４とが、ディーゼルエンジン１の出力軸１
３と一体化されるように構成されている。

【００２７】同様に、ロータ２１の回転軸２７には、板
ばね７１が固定されており、これに対向する位置に、電
磁石７２が設けられている。ドライブフェース６５のム
ーバブルドライブフェース６６の反対側には、つば部７
３が形成されており、電磁石７２が通電されると、板ば
ね７１が電磁石７２に引きつけられて、曲がり、その縁
部が、ドライブフェース６５のつば部７３の内面に連結
されて、ドライブフェース６５とムーバブルドライブフ
ェース６６とが、ロータ２１の回転軸２７と一体化する
ように構成されている。

【００２８】電磁石６９、７２は、コントロールユニッ
ト５０により、同時に、オンあるいはオフされ、電磁石
６９、７２がオンされたときは、ドライブフェース６３
およびムーバブルドライブフェース６４が、ディーゼル
エンジン１の出力軸１３とともに、ドライブフェース６
５およびムーバブルドライブフェース６６が、ロータ２
１の回転軸２７とともに回転して、ディーゼルエンジン
１の出力軸１３の回転が、変速ベルト装置４０により、
すなわち、ドライブプーリ６１、ドライブベルト６７お
よびドリブンプーリ６２を介して、ロータ２１の回転軸
２７に伝達されて、ロータ２１の回転軸２７が回転する
ようになっている。他方、電磁石６９、７２がオフされ
たときは、ドライブフェース６３およびムーバブルドラ
イブフェース６４は、ディーゼルエンジン１の出力軸１
３に連結されず、同様に、ドライブフェース６５および
ムーバブルドライブフェース６６も、ロータ２１の回転
軸２７に連結されないから、ディーゼルエンジン１の出
力軸１３の回転は、ロータ２１の回転軸２７には伝達さ
れず、ロータ２１の回転軸２７は、排気圧のみによっ
て、回転する。

【００２９】ドライブプーリ６１及びドリブンプーリ６
２は、それぞれ、油圧室８０、８１を備えており、油圧
室８０、８１は、それぞれ、ディーゼルエンジン１の出
力軸１３およびロータ２１の回転軸２７に、その内部を
貫通するように形成された油路８２、８３に連通してい
る。油路８２、８３は、それぞれ、油圧供給手段８４に
連通している。図３において、８５、８６は、油圧伝達
リングであり、８７、８８は、油圧調整バルブである。

【００３０】このように構成された変速ベルト装置４０
においては、油圧調整バルブ８７、８８の開度を制御し
て、油圧室８０、８１に伝達される油圧を制御すること
により、ムーバブルドライブフェース６４を、ディーゼ
ルエンジン１の出力軸１３に沿って、摺動させて、ドラ
イブフェース６３との距離を変化させるとともに、ムー
バブルドライブフェース６６を、ロータ２１の回転軸２
７に沿って、摺動させて、ドライブフェース６５との距
離を変化させることにより、電磁石６９、７２がオンし
ているときに、プーリ比を所望のように、制御すること
ができる。

【００３１】図４は、本発明の実施例に係る圧力波過給
機を備えたディーゼルエンジンの制御系および検出系の
ブロックダイアグラムである。図４に示されるように、
本実施例に係る圧力波過給機を備えたディーゼルエンジ
ンの検出系は、スタータスィッチ５１およびエンジン冷
却水温度を検出するエンジン冷却水温度センサ５２を備
え、また、本発明の実施例に係る圧力波過給機を備えた
ディーゼルエンジンの制御系は、コントロールユニット
５０からなっており、コントロールユニット５０には、
スタータスィッチ５１からのスタータ信号およびエンジ
ン冷却水温度センサ５２の検出したエンジン冷却水温度
検出信号が、それぞれ、入力されている。

【００３２】コントロールユニット５０は、音速で伝播
する圧力波の伝播速度Ｖ、セル２２の長さ、ロータ２１
の回転速度に基づき、運転状態に応じて、あらかじめ実
験的に決定された基本プーリ比制御マップを有するとと
もに、始動時および冷間始動時に、基本プーリ比制御マ
ップから読み出された基本プーリ比を補正するプーリ比
補正マップを有し、運転状態に応じて、プーリ比変更手
段５３にプーリ比制御信号を出力するように構成されて
いる。本実施例においては、電磁石６９、７２はつねに
オン状態に保持され、ディーゼルエンジン１の出力軸１
３の回転が、変速ベルト装置４０により、すなわち、ド
ライブプーリ６１、ドライブベルト６７およびドリブン
プーリ６２を介して、ロータ２１の回転軸２７に伝達さ
れて、ロータ２１の回転軸２７が回転するようになって
いる。

【００３３】ここに、基本プーリ比は、排気導入口２５
からセル２２内に導入された排気により生成された圧力
波が、セル２２の吸気通路側の開口部に達したときに、
開口部が十分に吸気吐出口２４と連通しており、圧力波
によって加圧された新気が、吸気吐出口２４を経て、上
流吸気通路６内に吐出され、十分な過給がなされるよう
に設定されている。

【００３４】プーリ比変更手段５３は、コントロールユ
ニット５０から入力されたプーリ比制御信号にしたがっ
て、油圧調整バルブ８７、８８の開度を制御するように
構成されている。図５は、本発明の実施例に係る圧力波
過給機を備えたディーゼルエンジン１の制御系によって
実行されるプーリ比制御の実施例を示すフローチャート
である。

【００３５】図５において、まず、スタータスィッチ５
１からスタータ信号が、コントロールユニット５０に入
力され、コントロールユニット５０は、スタータ信号が
オンか否かを判定する。その結果、スタータ信号がオン
のときは、完爆前の状態にあると判定し得るから、コン
トロールユニット５０は、基本プーリ比マップから、基
本プーリ比を読み出すとともに、プーリ比補正マップに
したがって、プーリ比が小さくなるように補正して、プ
ーリ比制御信号を生成し、プーリ比変更手段５３に出力
する。

【００３６】ここに、プーリ比制御信号は、ロータ２２
のセルの吸気通路側の開口部が、吸気導入口２３と連通
して、新気が、セル２２内に導入されてから、セル２２
の排気通路側の開口部が、排気導入口２５に開口して、
高温の排気が、セル２２内に導入され、セル２２の吸気
通路側の開口部が、吸気吐出口２４と連通するまでの時
間が、新気が、セル２２内に深く浸入するのに十分な時
間となるとともに、新気が、高温の排気と接触し、排気
およびこれにより生成された圧力波により、セル２２の
吸気通路側の開口部から、吸気吐出口２４を経て、下流
吸気通路７内に押し出されるまでの時間が十分長くなっ
て、高温の排気から熱が伝達されて、新気の温度が上昇
し、吸気温度が所望のように高くなり、かつ、排気によ
り生成された圧力波が、吸気通路側の開口部に達したと
きに、開口部がまだその一部しか吸気吐出口２４と連通
してはいないように、基本プーリ比を、プーリ補正マッ
プにより補正して、生成される。

【００３７】プーリ比変更手段５３は、コントロールユ
ニット５０から入力されたプーリ比制御信号に基づき、
油圧調整バルブ８７、８８の開度を制御して、ムーバブ
ルドライブフェース６４を、ディーゼルエンジン１の出
力軸１３に沿って、摺動させて、ドライブフェース６３
との距離を変化させるとともに、ムーバブルドライブフ
ェース６６を、ロータ２１の回転軸２７に沿って、摺動
させて、ドライブフェース６５との距離を変化させるこ
とにより、プーリ比が小さくなるように変更する。

【００３８】その結果、ロータ２２のセルの吸気通路側
の開口部が、吸気導入口２３と連通して、新気がセル２
２内に導入されてから、セル２２の排気通路側の開口部
が、排気導入口２５に開口して、高温の排気が、セル２
２内に導入され、セル２２の吸気通路側の開口部が、吸
気吐出口２４と連通するまでに、新気が、セル２２内に
深く浸入して、高温の排気と接触し、排気およびこれに
より生成された圧力波により、セル２２の吸気通路側の
開口部から、吸気吐出口２４を経て、下流吸気通路７内
に押し出されるまでの時間が十分長くなって、高温の排
気から熱が伝達されて、新気の温度が上昇し、吸気温度
が所望のように高められるとともに、排気により生成さ
れた圧力波が、吸気通路側の開口部に達したときに、開
口部がまだその一部しか吸気吐出口２４と連通してはお
らず、したがって、圧力波による過給作用が低下して、
吸気の流速が低下する。

【００３９】こうして、スタータスィッチ５１から入力
されたスタータ信号がオンになるまで、すなわち、完爆
までは、コントロールユニット５０は、プーリ比を、基
本プーリ比より小さくなるように補正して、プーリ比制
御信号を、プーリ比変更手段５３に出力し、プーリ比変
更手段５３は、このプーリ比制御信号にしたがって、上
述のように、油圧調整バルブ８７、８８の開度を制御す
る。

【００４０】このように、完爆前においては、ロータ２
２のセルの吸気通路側の開口部が、吸気導入口２３と連
通して、新気が、セル２２内に導入されてから、セル２
２の排気通路側の開口部が、排気導入口２５に開口し
て、高温の排気が、セル２２内に導入され、セル２２の
吸気通路側の開口部が、吸気吐出口２４と連通するまで
に、新気が、セル２２内に深く浸入して、高温の排気と
接触し、排気およびこれにより生成された圧力波によ
り、セル２２の吸気通路側の開口部から、吸気吐出口２
４を経て、下流吸気通路７内に押し出されるまでの時間
が十分長くなって、高温の排気から熱が伝達されて、新
気の温度が上昇し、吸気温度が所望のように高められる
とともに、排気により生成された圧力波が、吸気通路側
の開口部に達したときに、開口部がまだその一部しか吸
気吐出口２４と連通してはおらず、したがって、圧力波
による過給作用が低下して、吸気の流速が低下し、燃料
室の壁面からの熱損失を低減することができるから、完
爆までの時間を、従来に比して、大幅に短縮することが
可能になる。

【００４１】そして、スタータスィッチ５１から入力さ
れたスタータ信号がオフになった時は、完爆が完了した
と認められ、基本プーリ比にしたがって、圧力波過給を
実行することが、高出力を得る上で、望ましいから、コ
ントロールユニット５０は、プーリ比補正マップによる
プーリ比の補正を停止し、基本プーリ比マップから読み
出された基本プーリ比にしたがって、プーリ比制御信号
を生成して、プーリ比変更手段５３に出力する。

【００４２】その結果、排気導入口２５からセル２２内
に導入された排気により生成された圧力波が、セル２２
の吸気通路側の開口部に達したときに、開口部が十分に
吸気吐出口２４と連通しており、圧力波によって加圧さ
れた新気が、吸気吐出口２４を経て、上流吸気通路６内
に吐出され、十分な圧力波過給がなされ、所望の出力を
得ることが可能になる。

【００４３】本実施例によれば、完爆前においては、プ
ーリ比が、基本プーリ比より小さくなるように制御さ
れ、その結果、ロータ２２のセルの吸気通路側の開口部
が、吸気導入口２３と連通して、新気が、セル２２内に
導入されてから、セル２２の排気通路側の開口部が、排
気導入口２５に開口して、高温の排気が、セル２２内に
導入され、セル２２の吸気通路側の開口部が、吸気吐出
口２４と連通するまでの時間が、新気が、セル２２内に
深く浸入するのに十分な時間となるとともに、新気が、
高温の排気と接触し、排気およびこれにより生成された
圧力波により、セル２２の吸気通路側の開口部から、吸
気吐出口２４を経て、下流吸気通路７内に押し出される
までの時間が十分長くなって、高温の排気から熱が伝達
されて、新気の温度が上昇し、吸気温度が所望のように
高くなって、着火性が向上するとともに、排気により生
成された圧力波が、吸気通路側の開口部に達したとき
に、開口部がまだその一部しか吸気吐出口２４と連通し
てはいないように、基本プーリ比が補正され、プーリ比
が制御されるから、完爆までの時間を、大幅に短縮する
ことが可能になり、また、完爆後は、プーリ比が基本プ
ーリとなるように制御されるから、十分な圧力波過給が
なされ、所望の出力を得ることが可能になる。

【００４４】図６は、本発明の実施例に係る圧力波過給
機を備えたディーゼルエンジン１の制御系５０によって
実行されるプーリ比制御の他の実施例を示すフローチャ
ートである。図６において、まず、エンジン冷却水温度
センサ５２の検出したエンジン冷却水温度検出信号が、
コントロールユニット５０に入力される。

【００４５】コントロールユニット５０は、入力された
エンジン冷却水温度検出信号に基づき、冷間時かつ始動
前か否かを判定する。その結果、冷間時かつ始動前であ
ると判定したときは、コントロールユニット５０は、基
本プーリ比マップから、基本プーリ比を読み出すととも
に、プーリ比補正マップにしたがい、プーリ比が小さく
なるように補正して、プーリ比制御信号を生成し、プー
リ比変更手段５３に出力する。

【００４６】ここに、プーリ比制御信号は、ロータ２２
のセルの吸気通路側の開口部が、吸気導入口２３と連通
して、新気が、セル２２内に導入されてから、セル２２
の排気通路側の開口部が、排気導入口２５に開口して、
高温の排気が、セル２２内に導入され、セル２２の吸気
通路側の開口部が、吸気吐出口２４と連通するまでの時
間が、新気が、セル２２内に深く浸入するのに十分な時
間となるとともに、新気が、高温の排気と接触し、排気
およびこれにより生成された圧力波により、セル２２の
吸気通路側の開口部から、吸気吐出口２４を経て、下流
吸気通路７内に押し出されるまでの時間が十分長くなっ
て、高温の排気から熱が伝達されて、新気の温度が上昇
し、吸気温度が所望のように高くなり、かつ、排気によ
り生成された圧力波が、吸気通路側の開口部に達したと
きに、開口部がまだその一部しか吸気吐出口２４と連通
してはおらず、音速で伝播する圧力波より低い速度で伝
播する排気が、セル２２の吸気通路側の開口部に達した
ときにはじめて、セル２２の吸気通路側の開口部が十分
に、吸気吐出口２４と連通しているように、基本プーリ
比を、プーリ補正マップにより補正して、生成される。

【００４７】プーリ比変更手段５３は、コントロールユ
ニット５０から入力されたプーリ比制御信号に基づき、
油圧調整バルブ８７、８８の開度を制御して、ムーバブ
ルドライブフェース６４を、ディーゼルエンジン１の出
力軸１３に沿って、摺動させて、ドライブフェース６３
との距離を変化させるとともに、ムーバブルドライブフ
ェース６６を、ロータ２１の回転軸２７に沿って、摺動
させて、ドライブフェース６５との距離を変化させるこ
とにより、プーリ比が小さくなるように変更する。

【００４８】その結果、ロータ２２のセルの吸気通路側
の開口部が、吸気導入口２３と連通して、新気がセル２
２内に導入されてから、セル２２の排気通路側の開口部
が、排気導入口２５に開口して、高温の排気が、セル２
２内に導入され、セル２２の吸気通路側の開口部が、吸
気吐出口２４と連通するまでに、新気が、セル２２内に
深く浸入して、高温の排気と接触し、排気およびこれに
より生成された圧力波により、セル２２の吸気通路側の
開口部から、吸気吐出口２４を経て、下流吸気通路７内
に押し出されるまでの時間が十分長くなって、高温の排
気から熱が伝達されて、新気の温度が上昇し、吸気温度
が所望のように高められるとともに、排気により生成さ
れた圧力波が、吸気通路側の開口部に達したときには、
開口部がまだその一部しか吸気吐出口２４と連通しては
おらず、排気が、セル２２の吸気通路側の開口部に達し
たときにはじめて、セル２２の吸気通路側の開口部が十
分に、吸気吐出口２４と連通し、排気の一部が、下流吸
気通路７内に供給され、排気還流作用が生ずる。

【００４９】こうして、エンジン冷却水温度センサ５２
から入力されたエンジン冷却水温度検出信号に基づき、
冷間時かつ始動前と判定されているかぎり、コントロー
ルユニット５０は、プーリ比を、基本プーリ比より小さ
くなるように補正して、プーリ比制御信号を、プーリ比
変更手段５３に出力し、プーリ比変更手段５３は、この
プーリ比制御信号にしたがって、上述のように、油圧調
整バルブ８７、８８の開度を制御する。

【００５０】このように、冷間時かつ始動前において
は、ロータ２２のセルの吸気通路側の開口部が、吸気導
入口２３と連通して、新気が、セル２２内に導入されて
から、セル２２の排気通路側の開口部が、排気導入口２
５に開口して、高温の排気が、セル２２内に導入され、
セル２２の吸気通路側の開口部が、吸気吐出口２４と連
通するまでに、新気が、セル２２内に深く浸入して、高
温の排気と接触し、排気およびこれにより生成された圧
力波により、セル２２の吸気通路側の開口部から、吸気
吐出口２４を経て、下流吸気通路７内に押し出されるま
での時間が十分長くなって、高温の排気から熱が伝達さ
れて、新気の温度が上昇し、吸気温度が所望のように高
められ、燃料を増量することなく、着火性を向上させる
ことが可能になるとともに、排気により生成された圧力
波が、吸気通路側の開口部に達したときには、開口部が
まだその一部しか吸気吐出口２４と連通してはおらず、
圧力波よりは伝播速度の小さい排気が、セル２２の吸気
通路側の開口部に達したときにはじめて、開口部が十分
に吸気吐出口２４と連通するから、排気の一部が、下流
吸気通路７内に供給されて、排気還流作用が生じ、その
結果、排気ガス中の窒素酸化物の量が大幅に低減され
る。

【００５１】そして、エンジン冷却水温度センサ５２か
ら入力されたエンジン冷却水温度検出信号に基づき、始
動したと判定されたときは、基本プーリ比にしたがっ
て、圧力波過給を実行することが、高出力を得る上で、
望ましいから、コントロールユニット５０は、プーリ比
補正マップによるプーリ比の補正を停止し、基本プーリ
比マップから読み出された基本プーリ比にしたがって、
プーリ比制御信号を生成して、プーリ比変更手段５３に
出力する。

【００５２】その結果、排気導入口２５からセル２２内
に導入された排気により生成された圧力波が、セル２２
の吸気通路側の開口部に達したときに、開口部が十分に
吸気吐出口２４と連通しており、圧力波によって加圧さ
れた新気が、吸気吐出口２４を経て、上流吸気通路６内
に吐出され、十分な圧力波過給がなされ、所望の出力を
得ることが可能になる。

【００５３】本実施例によれば、冷間時かつ始動前にお
いては、プーリ比が、基本プーリ比よりも小さくなるよ
うに制御され、その結果、ロータ２２のセルの吸気通路
側の開口部が、吸気導入口２３と連通して、新気が、セ
ル２２内に導入されてから、セル２２の排気通路側の開
口部が、排気導入口２５に開口して、高温の排気が、セ
ル２２内に導入され、セル２２の吸気通路側の開口部
が、吸気吐出口２４と連通するまでに、新気が、セル２
２内に深く浸入して、高温の排気と接触し、排気および
これにより生成された圧力波によって、セル２２の吸気
通路側の開口部から、吸気吐出口２４を経て、下流吸気
通路７内に押し出されるまでの時間が十分長くなって、
高温の排気から熱が伝達されて、新気の温度が上昇し、
吸気温度が所望のように高められ、燃料を増量すること
なく、着火性を向上させることが可能になるとともに、
排気により生成された圧力波が、吸気通路側の開口部に
達したときには、開口部がまだその一部しか吸気吐出口
２４と連通してはおらず、圧力波よりは伝播速度の小さ
い排気が、セル２２の吸気通路側の開口部に達したとき
にはじめて、開口部が十分に吸気吐出口２４と連通する
から、排気の一部が、下流吸気通路７内に供給されて、
排気還流作用が生じ、その結果、排気ガス中の窒素酸化
物の量を大幅に低減することが可能となり、また、始動
後においては、プーリ比が基本プーリとなるように制御
されるから、十分な圧力波による過給がなされ、所望の
出力を得ることが可能になる。

【００５４】図７は、本発明の他の実施例に係る圧力波
過給機を備えたディーゼルエンジン１の制御系５０によ
って実行されるプーリ比制御の実施例を示すフローチャ
ートである。本実施例に係る圧力波過給機を備えたディ
ーゼルエンジン１の制御系５０においては、コントロー
ルユニット５０は、音速で伝播する圧力波の伝播速度
Ｖ、セル２２の長さ、ロータ２１の回転速度に基づき、
運転状態に応じて、あらかじめ実験的に決定されたプー
リ比制御マップを有しており、プーリ比制御マップにし
たがって、運転状態に応じ、電磁石６９、７２にオン信
号あるいはオフ信号を出力するとともに、プーリ比変更
手段５３にプーリ比制御信号を出力するように構成され
ている。

【００５５】また、プーリ比制御マップにより、完爆前
においては、電磁石６９、７２がオンされて、ディーゼ
ルエンジン１の出力軸１３の回転が、変速ベルト装置４
０により、すなわち、ドライブプーリ６１、ドライブベ
ルト６７およびドリブンプーリ６２を介して、ロータ２
１の回転軸２７に伝達されて、ロータ２１の回転軸２７
が回転されるとともに、プーリ比は、排気導入口２５か
らセル２２内に導入された排気により生成された圧力波
が、セル２２の吸気通路側の開口部に達したときに、開
口部が十分に吸気吐出口２４と連通しており、圧力波に
よって加圧された新気が、吸気吐出口２４を経て、上流
吸気通路６内に吐出され、十分な過給がなされるように
設定されており、他方、完爆後は、電磁石６９、７２が
オフされて、ディーゼルエンジン１の出力軸１３の回転
が、ロータ２１の回転軸２７には伝達されず、ロータ２
１は、排気の圧力のみにより回転されるように制御され
ている。

【００５６】図７において、まず、スタータスィッチ５
１からスタータ信号が、コントロールユニット５０に入
力され、コントロールユニット５０は、スタータ信号が
オンか否かを判定する。その結果、スタータ信号がオン
のときは、完爆前の状態にあると判定し得るから、コン
トロールユニット５０は、電磁石６９、７２をオンし
て、ディーゼルエンジン１の出力軸１３の回転を、変速
ベルト装置４０により、すなわち、ドライブプーリ６
１、ドライブベルト６７およびドリブンプーリ６２を介
して、ロータ２１の回転軸２７に伝達して、ロータ２１
の回転軸２７が回転されるようにするとともに、ロータ
２２のセルの吸気通路側の開口部が、吸気導入口２３と
連通して、新気が、セル２２内に導入されてから、セル
２２の排気通路側の開口部が、排気導入口２５に開口し
て、高温の排気が、セル２２内に導入され、セル２２の
吸気通路側の開口部が、吸気吐出口２４と連通するまで
の時間が、新気が、セル２２内に深く浸入するのに十分
な時間となるとともに、新気が、高温の排気と接触し、
排気およびこれにより生成された圧力波により、セル２
２の吸気通路側の開口部から、吸気吐出口２４を経て、
下流吸気通路７内に押し出されるまでの時間が十分長く
なって、高温の排気から熱が伝達されて、新気の温度が
上昇し、吸気温度が所望のように高くなり、かつ、排気
により生成された圧力波が、吸気通路側の開口部に達し
たときに、開口部がまだその一部しか吸気吐出口２４と
連通してはいないように、プーリ比を変更するためのプ
ーリ比制御信号を生成し、プーリ比変更手段５３に出力
する。

【００５７】プーリ比変更手段５３は、コントロールユ
ニット５０から入力されたプーリ比制御信号に基づき、
油圧調整バルブ８７、８８の開度を制御して、ムーバブ
ルドライブフェース６４を、ディーゼルエンジン１の出
力軸１３に沿って、摺動させて、ドライブフェース６３
との距離を変化させるとともに、ムーバブルドライブフ
ェース６６を、ロータ２１の回転軸２７に沿って、摺動
させて、ドライブフェース６５との距離を変化させるこ
とにより、プーリ比が小さくなるように変更する。

【００５８】その結果、ロータ２２のセルの吸気通路側
の開口部が、吸気導入口２３と連通して、新気がセル２
２内に導入されてから、セル２２の排気通路側の開口部
が、排気導入口２５に開口して、高温の排気が、セル２
２内に導入され、セル２２の吸気通路側の開口部が、吸
気吐出口２４と連通するまでに、新気が、セル２２内に
深く浸入して、高温の排気と接触し、排気およびこれに
より生成された圧力波により、セル２２の吸気通路側の
開口部から、吸気吐出口２４を経て、下流吸気通路７内
に押し出されるまでの時間が十分長くなって、高温の排
気から熱が伝達されて、新気の温度が上昇し、吸気温度
が所望のように高められるとともに、排気により生成さ
れた圧力波が、吸気通路側の開口部に達したときに、開
口部がまだその一部しか吸気吐出口２４と連通してはお
らず、したがって、圧力波による過給作用が低下して、
吸気の流速が低下する。

【００５９】こうして、スタータスィッチ５１から入力
されたスタータ信号がオンになるまで、すなわち、完爆
までは、コントロールユニット５０は、電磁石６９、７
２をオン状態に保持するとともに、上述のようにして生
成したプーリ比制御信号を、プーリ比変更手段５３に出
力し、プーリ比変更手段５３は、このプーリ比制御信号
に基づいて、上述のように、油圧調整バルブ８７、８８
の開度を制御する。

【００６０】このように、完爆前においては、ロータ２
２のセルの吸気通路側の開口部が、吸気導入口２３と連
通して、新気が、セル２２内に導入されてから、セル２
２の排気通路側の開口部が、排気導入口２５に開口し
て、高温の排気が、セル２２内に導入され、セル２２の
吸気通路側の開口部が、吸気吐出口２４と連通するまで
に、新気が、セル２２内に深く浸入して、高温の排気と
接触し、排気およびこれにより生成された圧力波によ
り、セル２２の吸気通路側の開口部から、吸気吐出口２
４を経て、下流吸気通路７内に押し出されるまでの時間
が十分長くなって、高温の排気から熱が伝達されて、新
気の温度が上昇し、吸気温度が所望のように高められる
とともに、排気により生成された圧力波が、吸気通路側
の開口部に達したときに、開口部がまだその一部しか吸
気吐出口２４と連通してはおらず、したがって、圧力波
による過給作用が低下して、吸気の流速が低下し、燃料
室の壁面からの熱損失を低減することができるから、完
爆までの時間を、従来に比して、大幅に短縮することが
可能になる。

【００６１】そして、スタータスィッチ５１から入力さ
れたスタータ信号がオフになった時は、完爆が完了した
と認められるから、プーリ比を小さくして、吸気温度を
低下させ、また、圧力波の過給作用を低下させる必要は
なく、かえって、圧力波の過給作用を高めることが、高
出力を得る上で、望ましい。また、完爆後は、排気の圧
力は十分に大きくなっており、ディーゼルエンジン１の
燃焼状態も定常状態にあるから、変速ベルト装置４０に
よることなく、排気の圧力により、ロータ２１の回転軸
２７を回転させ、所望のように、圧力波による過給を実
行することが可能であり、また、つねに、変速ベルト装
置４０によって、ディーゼルエンジン１の出力軸１３の
回転を、ロータ２１の回転軸２７に伝達して、ロータ２
１の回転軸２７を回転させることは、変速ベルト装置４
０の耐久性を損なうことになるので、コントロールユニ
ット５０は、電磁石６９、７２をオフして、ドライブプ
ーリ６１とディーゼルエンジン１の出力軸１３との連結
およびドリブンプーリ６２とロータ２１の回転軸２７と
の連結を断って、排気の圧力のみにより、ロータ２１の
回転軸２７を回転させるべく、電磁石６９、７２にオフ
信号を出力するとともに、油圧調整バルブ８７、８８の
開度が一定に保持されるように、プーリ比制御信号を生
成して、プーリ比変更手段５３に出力する。

【００６２】その結果、燃焼状態が定常状態になったデ
ィーゼルエンジン１から排気導入口２５を経て、セル２
２内に導入された排気により生成された圧力波が、セル
２２の吸気通路側の開口部に達したときに、開口部が十
分に吸気吐出口２４と連通しており、圧力波によって加
圧された新気が、吸気吐出口２４を経て、上流吸気通路
６内に吐出され、十分な圧力波過給がなされ、所望の出
力を得ることが可能になる。

【００６３】本実施例によれば、完爆前においては、プ
ーリ比が、変速ベルト装置４０により、小さくなるよう
に制御され、その結果、ロータ２２のセルの吸気通路側
の開口部が、吸気導入口２３と連通して、新気が、セル
２２内に導入されてから、セル２２の排気通路側の開口
部が、排気導入口２５に開口して、高温の排気が、セル
２２内に導入され、セル２２の吸気通路側の開口部が、
吸気吐出口２４と連通するまでの時間が、新気が、セル
２２内に深く浸入するのに十分な時間となるとともに、
新気が、高温の排気と接触し、排気およびこれにより生
成された圧力波により、セル２２の吸気通路側の開口部
から、吸気吐出口２４を経て、下流吸気通路７内に押し
出されるまでの時間が十分長くなって、高温の排気から
熱が伝達されて、新気の温度が上昇し、吸気温度が所望
のように高くなって、着火性が向上するとともに、排気
により生成された圧力波が、吸気通路側の開口部に達し
たときに、開口部がまだその一部しか吸気吐出口２４と
連通してはいないように、基本プーリ比が補正され、プ
ーリ比が制御されるから、完爆までの時間を、大幅に短
縮することが可能になり、また、完爆後は、変速ベルト
装置４０により、ディーゼルエンジン１の回転がロータ
２１の回転軸２７に伝達されず、定常燃焼状態になり、
十分にその圧力が大きくなったディーゼルエンジン１か
らの排気により、ロータ２１の回転軸２７が回転される
から、十分な圧力波過給がなされ、所望の出力を得るこ
とが可能になるとともに、変速ベルト装置４０の耐久性
を向上させることが可能になる。

【００６４】図８は、本発明の他の実施例に係る圧力波
過給機を備えたディーゼルエンジン１の制御系５０によ
って実行されるプーリ比制御の他の実施例を示すフロー
チャートである。図８において、まず、エンジン冷却水
温度センサ５２の検出したエンジン冷却水温度検出信号
が、コントロールユニット５０に入力される。

【００６５】コントロールユニット５０は、入力された
エンジン冷却水温度検出信号に基づき、冷間時かつ始動
前か否かを判定する。その結果、冷間時かつ始動前であ
ると判定したときは、コントロールユニット５０は、ロ
ータ２２のセルの吸気通路側の開口部が、吸気導入口２
３と連通して、新気が、セル２２内に導入されてから、
セル２２の排気通路側の開口部が、排気導入口２５に開
口して、高温の排気が、セル２２内に導入され、セル２
２の吸気通路側の開口部が、吸気吐出口２４と連通する
までの時間が、新気が、セル２２内に深く浸入するのに
十分な時間となるとともに、新気が、高温の排気と接触
し、排気およびこれにより生成された圧力波により、セ
ル２２の吸気通路側の開口部から、吸気吐出口２４を経
て、下流吸気通路７内に押し出されるまでの時間が十分
長くなって、高温の排気から熱が伝達されて、新気の温
度が上昇し、吸気温度が所望のように高くなり、かつ、
排気により生成された圧力波が、吸気通路側の開口部に
達したときに、開口部がまだその一部しか吸気吐出口２
４と連通してはおらず、音速で伝播する圧力波より低い
速度で伝播する排気が、セル２２の吸気通路側の開口部
に達したときにはじめて、セル２２の吸気通路側の開口
部が十分に、吸気吐出口２４と連通しているように、プ
ーリ比制御信号を生成し、プーリ比変更手段５３に出力
する。

【００６６】プーリ比変更手段５３は、コントロールユ
ニット５０から入力されたプーリ比制御信号に基づき、
油圧調整バルブ８７、８８の開度を制御して、ムーバブ
ルドライブフェース６４を、ディーゼルエンジン１の出
力軸１３に沿って、摺動させて、ドライブフェース６３
との距離を変化させるとともに、ムーバブルドライブフ
ェース６６を、ロータ２１の回転軸２７に沿って、摺動
させて、ドライブフェース６５との距離を変化させるこ
とにより、プーリ比が小さくなるように変更する。

【００６７】その結果、ロータ２２のセルの吸気通路側
の開口部が、吸気導入口２３と連通して、新気がセル２
２内に導入されてから、セル２２の排気通路側の開口部
が、排気導入口２５に開口して、高温の排気が、セル２
２内に導入され、セル２２の吸気通路側の開口部が、吸
気吐出口２４と連通するまでに、新気が、セル２２内に
深く浸入して、高温の排気と接触し、排気およびこれに
より生成された圧力波により、セル２２の吸気通路側の
開口部から、吸気吐出口２４を経て、下流吸気通路７内
に押し出されるまでの時間が十分長くなって、高温の排
気から熱が伝達されて、新気の温度が上昇し、吸気温度
が所望のように高められるとともに、排気により生成さ
れた圧力波が、吸気通路側の開口部に達したときには、
開口部がまだその一部しか吸気吐出口２４と連通しては
おらず、排気が、セル２２の吸気通路側の開口部に達し
たときにはじめて、セル２２の吸気通路側の開口部が十
分に、吸気吐出口２４と連通し、排気の一部が、下流吸
気通路７内に供給され、排気還流作用が生ずる。

【００６８】こうして、エンジン冷却水温度センサ５２
から入力されたエンジン冷却水温度検出信号に基づき、
冷間時かつ始動前と判定されているかぎり、コントロー
ルユニット５０は、電磁石６９、７２をオン状態に保持
するとともに、上述のようにして生成したプーリ比制御
信号を、プーリ比変更手段５３に出力し、プーリ比変更
手段５３は、このプーリ比制御信号に基づいて、上述の
ように、油圧調整バルブ８７、８８の開度を制御する。

【００６９】このように、冷間時かつ始動前において
は、ロータ２２のセルの吸気通路側の開口部が、吸気導
入口２３と連通して、新気が、セル２２内に導入されて
から、セル２２の排気通路側の開口部が、排気導入口２
５に開口して、高温の排気が、セル２２内に導入され、
セル２２の吸気通路側の開口部が、吸気吐出口２４と連
通するまでに、新気が、セル２２内に深く浸入して、高
温の排気と接触し、排気およびこれにより生成された圧
力波により、セル２２の吸気通路側の開口部から、吸気
吐出口２４を経て、下流吸気通路７内に押し出されるま
での時間が十分長くなって、高温の排気から熱が伝達さ
れて、新気の温度が上昇し、吸気温度が所望のように高
められ、燃料を増量することなく、着火性を向上させる
ことが可能になるとともに、排気により生成された圧力
波が、吸気通路側の開口部に達したときには、開口部が
まだその一部しか吸気吐出口２４と連通してはおらず、
圧力波よりは伝播速度の小さい排気が、セル２２の吸気
通路側の開口部に達したときにはじめて、開口部が十分
に吸気吐出口２４と連通するから、排気の一部が、下流
吸気通路７内に供給されて、排気還流作用が生じ、その
結果、排気ガス中の窒素酸化物の量が大幅に低減され
る。

【００７０】そして、エンジン冷却水温度センサ５２か
ら入力されたエンジン冷却水温度検出信号に基づき、始
動したと判定されたときは、プーリ比を小さくして、新
気の温度を上昇させ、また、排気還流をおこなう必要は
なく、かえって、圧力波の過給作用を高めることが、高
出力を得る上で、望ましい。また、始動後は、排気の圧
力は十分に大きくなっており、ディーゼルエンジン１の
燃焼状態も定常状態にあるから、変速ベルト装置４０に
よることなく、排気の圧力により、ロータ２１の回転軸
２７を回転させ、所望のように、圧力波による過給を実
行することが可能であり、また、つねに、変速ベルト装
置４０によって、ディーゼルエンジン１の出力軸１３の
回転を、ロータ２１の回転軸２７に伝達して、ロータ２
１の回転軸２７を回転させることは、変速ベルト装置４
０の耐久性を損なうことになるので、コントロールユニ
ット５０は、電磁石６９、７２をオフして、ドライブプ
ーリ６１とディーゼルエンジン１の出力軸１３との連結
およびドリブンプーリ６２とロータ２１の回転軸２７と
の連結を断って、排気の圧力のみにより、ロータ２１の
回転軸２７を回転させるべく、電磁石６９、７２にオフ
信号を出力するとともに、油圧調整バルブ８７、８８の
開度が一定に保持されるように、プーリ比制御信号を生
成して、プーリ比変更手段５３に出力する。

【００７１】その結果、燃焼状態が定常状態になったデ
ィーゼルエンジン１から排気導入口２５を経て、セル２
２内に導入された排気により生成された圧力波が、セル
２２の吸気通路側の開口部に達したときに、開口部が十
分に吸気吐出口２４と連通しており、圧力波によって加
圧された新気が、吸気吐出口２４を経て、上流吸気通路
６内に吐出され、十分な圧力波過給がなされ、所望の出
力を得ることが可能になる。

【００７２】本実施例によれば、冷間時かつ始動前にお
いては、プーリ比が、変速ベルト装置４０により、小さ
くなるように制御され、その結果、ロータ２２のセルの
吸気通路側の開口部が、吸気導入口２３と連通して、新
気が、セル２２内に導入されてから、セル２２の排気通
路側の開口部が、排気導入口２５に開口して、高温の排
気が、セル２２内に導入され、セル２２の吸気通路側の
開口部が、吸気吐出口２４と連通するまでに、新気が、
セル２２内に深く浸入して、高温の排気と接触し、排気
およびこれにより生成された圧力波によって、セル２２
の吸気通路側の開口部から、吸気吐出口２４を経て、下
流吸気通路７内に押し出されるまでの時間が十分長くな
って、高温の排気から熱が伝達されて、新気の温度が上
昇し、吸気温度が所望のように高められ、燃料を増量す
ることなく、着火性を向上させることが可能になるとと
もに、排気により生成された圧力波が、吸気通路側の開
口部に達したときには、開口部がまだその一部しか吸気
吐出口２４と連通してはおらず、圧力波よりは伝播速度
の小さい排気が、セル２２の吸気通路側の開口部に達し
たときにはじめて、開口部が十分に吸気吐出口２４と連
通するから、排気の一部が、下流吸気通路７内に供給さ
れて、排気還流作用が生じ、その結果、排気ガス中の窒
素酸化物の量を大幅に低減することが可能となり、ま
た、始動後においては、変速ベルト装置４０により、デ
ィーゼルエンジン１の回転がロータ２１の回転軸２７に
伝達されず、定常燃焼状態になり、十分にその圧力が大
きくなったディーゼルエンジン１からの排気により、ロ
ータ２１の回転軸２７が回転されるから、十分な圧力波
による過給がなされ、所望の出力を得ることが可能にな
るとともに、変速ベルト装置４０の耐久性を向上させる
ことが可能になる。

【００７３】本発明は、以上の実施例に限定されること
なく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種
々の変更が可能であり、それらも、本発明の範囲内に包
含されるものであることは言うまでもない。たとえば、
前記実施例における変速ベルト装置４０は、その一例に
すぎず、同様の機能を果たし得るものであれば、いかな
る構造の変速ベルト装置を使用することもでき、たとえ
ば、前記実施例においては、変速ベルト装置４０のドラ
イブプーリ６１およびドリブンプーリ６２は、それぞ
れ、ディーゼルエンジン１の出力軸１３に摺動可能に設
けられたムーバブルドライブフェース６４およびロータ
２１の回転軸２７に摺動可能に設けられたムーバブルド
ライブフェース６６を備えるとともに、ムーバブルドラ
イブフェース６４およびムーバブルドライブフェース６
６を移動させるための油圧調整バルブ８７、８８が設け
られているが、ドライブプーリ６１あるいはドリブンプ
ーリ６２の一方が、ムーバブルドライブフェースを備
え、これに対応する油圧調整バルブのみを設けるように
してもよい。また、変速ベルト装置に代えて、チエーン
により、ディーゼルエンジン１の出力軸１３の回転を、
変速可能に、ロータ２１の回転軸２７に伝達する変速チ
エーン装置を用いてもよく、本発明においては、ベルト
を用いようと、チエーンを用いようと、ディーゼルエン
ジン１の出力軸１３の回転を、ロータ２１の回転軸２７
に、変速可能に伝達し得るものであれば、いかなる変速
伝達装置も使用することができる。

【００７４】さらに、ロータ２１の回転軸２７の回転
を、電気モータによって、制御するようにすることもで
きる。また、本発明において、手段とは、必ずしも物理
的手段を意味するものではなく、各手段の機能が、ソフ
トウエアにより実現される場合も、本発明はこれを包含
し、また、１つの手段の機能が２以上の物理的手段によ
り実現される場合も、２以上の手段の機能が１つの物理
的手段により実現される場合も、本発明は包含する。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、完爆までの時間を十分
に低減させることができ、ディーゼルエンジンの運転状
態を速やかに定常化させることのできる圧力波過給機付
ディーゼルエンジンの制御装置を提供するとともに、冷
間始動時において、排気ガス中の窒素酸化物の量を増大
させることなく、着火性を向上させることのできる圧力
波過給機付ディーゼルエンジンの制御装置を提供するこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例に係る圧力波過給機を
備えたディーゼルエンジンの概略図である。

【図２】図２は、圧力波過給機の略斜視図である。

【図３】図３は、変速ベルト装置およびプーリ比変更手
段の詳細を示す概略図である。

【図４】図４は、本発明の実施例に係る圧力波過給機を
備えたディーゼルエンジンの制御系および検出系のブロ
ックダイアグラムである。

【図５】図５は、本発明の実施例に係る圧力波過給機を
備えたディーゼルエンジンの制御系によって実行される
プーリ比制御の実施例を示すフローチャートである。

【図６】図６は、本発明の実施例に係る圧力波過給機を
備えたディーゼルエンジンの制御系によって実行される
プーリ比制御の他の実施例を示すフローチャートであ
る。

【図７】図７は、本発明の他の実施例に係る圧力波過給
機を備えたディーゼルエンジンの制御系によって実行さ
れるプーリ比制御の実施例を示すフローチャートであ
る。

【図８】図８は、本発明の他の実施例に係る圧力波過給
機を備えたディーゼルエンジンの制御系によって実行さ
れるプーリ比制御の他の実施例を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１ ディーゼルエンジン ２ シリンダ ３ 吸気通路 ４ 排気通路 ５ 圧力波過給機 ６ 上流吸気通路 ７ 下流吸気通路 ８ 上流排気通路 ９ 下流排気通路 １０ エアークリーナ １１ インタクーラ １２ 排気サージタンク １３ エンジンの出力軸 ２０ 圧力波過給機のケース ２１ 圧力波過給機のロータ ２２ ロータのセル ２３ 吸気導入口 ２４ 吸気吐出口 ２５ 排気導入口 ２６ 排気吐出口 ２７ ロータの回転軸 ３０ スターティングバルブ ３１ 吸気バイパス通路 ３２ 排気バイパス通路 ３３ ウェストゲートバルブ ４０ 変速ベルト装置 ５０ コントロールユニット ５３ プーリ比変更手段 ６１ ドライブプーリ ６２ ドリブンプーリ ６３ ドライブフェース ６４ ムーバブルドライブフェース ６５ ドライブフェース ６６ ムーバブルドライブフェース ６７ ドライブベルト ６８ 板ばね ６９ 電磁石 ７０ つば部 ７１ 板ばね ７２ 電磁石 ７３ つば部 ８０ 油圧室 ８１ 油圧室 ８２ 油路 ８３ 油路 ８４ 油圧供給手段 ８５ 油圧伝達リング ８６ 油圧伝達リング ８７ 油圧調整バルブ ８８ 油圧調整バルブ

フロントページの続き (72)発明者 楪 泰浩 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース内に回転可能に支持され、軸方向
   に導通した多数のセルが形成されたロータを備えた圧力
   波過給機を備えたディーゼルエンジンの制御装置におい
   て、スタータが作動状態にあるときは、オンで、作動状
   態にないときは、オフのスタータ信号を出力するスター
   タ作動状態検出手段と、該スタータ作動状態検出手段か
   ら入力されたスタータ信号がオンになってから、オフに
   なるまでの間、プーリ比が小さくなるように、前記ロー
   タの回転を制御するプーリ比制御手段とを備えたことを
   特徴とする圧力波過給機付ディーゼルエンジンの制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記プーリ比制御手段が、入力されたス
   タータ信号がオフになった後は、プーリ比が大きくなる
   ように、前記ロータの回転を制御するように構成された
   ことを特徴とする請求項１に記載の圧力波過給機付ディ
   ーゼルエンジンの制御装置。
3. 【請求項３】 前記プーリ制御手段が、入力されたスタ
   ータ信号がオフになった後は、排気ガスの圧力により、
   前記ロータの回転を制御するように構成されたことを特
   徴とする請求項１に記載の圧力波過給機付ディーゼルエ
   ンジンの制御装置。
4. 【請求項４】 前記プーリ比制御手段が、ディーゼルエ
   ンジンの運転状態にしたがってあらかじめ設定された基
   本プーリ比マップを備え、前記スタータ作動状態検出手
   段から入力されたスタータ信号がオンになってから、ス
   タータ信号がオフになるまでの間は、基本プーリ比に比
   して、プーリ比が小さくなるように、プーリ比を補正
   し、スタータ信号がオフになった後は、基本プーリ比に
   比して、プーリ比が大きくなるように、プーリ比を補正
   して、前記ロータの回転を制御するように構成されたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の圧力波過給機付ディー
   ゼルエンジンの制御装置。
5. 【請求項５】 エンジン冷却水温度を検出するエンジン
   冷却水温度検出手段と、該エンジン冷却水温度検出手段
   から入力されたエンジン冷却水温度検出信号に基づき、
   冷間始動時にあるか否かを判定し、冷間始動時にあると
   判定したときは、プーリ比が小さくなるように、前記ロ
   ータの回転を制御するプーリ比制御手段を備えたことを
   特徴とする圧力波過給機付ディーゼルエンジンの制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記プーリ比制御手段が、前記エンジン
   冷却水温度検出手段から入力されたエンジン冷却水温度
   検出信号に基づき、始動したと判定したときは、プーリ
   比が大きくなるように、前記ロータの回転を制御するよ
   うに構成されたことを特徴とする請求項５に記載の圧力
   波過給機付ディーゼルエンジンの制御装置。
7. 【請求項７】 前記プーリ比制御手段が、前記エンジン
   冷却水温度検出手段から入力されたエンジン冷却水温度
   検出信号に基づき、始動したと判定したときは、排気ガ
   スの圧力により、前記ロータの回転を制御するように構
   成されたことを特徴とする請求項５に記載の圧力波過給
   機付ディーゼルエンジンの制御装置。
8. 【請求項８】 前記プーリ比制御手段が、ディーゼルエ
   ンジンの運転状態にしたがってあらかじめ設定された基
   本プーリ比マップを備え、前記エンジン冷却水温度検出
   手段から入力されたエンジン冷却水温度検出信号に基づ
   き、冷間始動時であると判定したときは、基本プーリ比
   に比して、プーリ比が小さくなるように、プーリ比を補
   正し、前記エンジン冷却水温度検出手段から入力された
   エンジン冷却水温度検出信号に基づき、始動したと判定
   したときは、基本プーリ比に比して、プーリ比が大きく
   なるように、プーリ比を補正して、前記ロータの回転を
   制御するように構成されたことを特徴とする請求項５に
   記載の圧力波過給機付ディーゼルエンジンの制御装置。