WO2001063106A1

WO2001063106A1 - Moteur a combustion interne possedant un dispositif de regulation des gaz d'echappement

Info

Publication number: WO2001063106A1
Application number: PCT/JP2001/001328
Authority: WO
Inventors: Tetsuo Muraji
Original assignee: Mikuni Corporation
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2001-08-30
Also published as: EP1260687A1; EP1260687B1; EP1260687A4; KR20020082854A; US6637385B2; DE60125329D1; US20030019445A1; JP2001234743A

Description

明細書内燃機関の排気制御装置技術分野本発明は、シリンダボア内の燃焼ガスの排出を制御する内燃機関の排気制御装置に関し、特に、燃焼室を開閉するバルブを電磁力により駆動する電磁駆動機構を備えた内燃機関において、シリンダボア内の燃焼ガスの排出を制御する内燃機関の排気制御装置に関する。背景技術内燃機関（エンジン）の燃焼室に対して、吸気を導く吸気ポートの開閉を行なう吸気バルブ及び燃焼ガスを排出する排気ポートを開閉する排気バルブを駆動する機構として、カムシャフト、タイミングベルト等からなる機構を用いる代わりに、電磁力によって直接駆動する電磁駆動機構が開発されている。

この電磁駆動機構を備えた内燃機関として、例えば、特開平 1 0— 1 4 1 0 2 8号公報、特開平 8— 1 8 9 3 1 5号公報等に開示されたものが知られている。これらの公報に開示の電磁駆動機構においては、吸気行程においてシリンダポア内をビストンが下降する際に、所定のタイミングで電磁力により吸気バルブが開弁方向に駆動されて吸気ポートが開かれ、この吸気ポートからシリンダボア及び燃焼室内に新気が供給される。

また、排気行程においてシリンダボア内をビストンが上昇する際に、所定のタイミングで電磁力により排気バルブが開弁方向に駆動されて排気ポートが開かれ、燃焼したガス（排気）が、この排気ポートから排気マ二ホールド（排気通路）を通って大気中に排出されることになる。この電磁力による駆動においては、吸気バルブ及び排気バルブの開閉夕イミングを自由に設定でき、理論的にはエンジンの全回転域で最大の体積効率を得ることが可能になる。

ところで、エンジンの排気行程において、シリンダボア内における燃焼ガスの残留圧力は、例えば 0 . 6 M P a程度となる。したがって、燃焼ガスを排出する際には、この燃焼ガスの圧力に打ち勝って、排気バルブを開弁方向に駆動させるベく、電磁駆動機構は大きな電磁力を発生させる必要がある。

すなわち、この燃焼ガスが閉弁方向に押し付ける力に打ち勝って、排気バルブを開弁させるには、吸気バルブ側の電磁駆動機構に比べて、排気パルプ側の電磁駆動機構を大型化し、あるいは、供給する駆動電流を大きくする必要があり、装置全体としての大型化を招くことになる。また、吸気バルブを駆動する電磁駆動機構との共用化が図れないため、コストの増加を招くことになる。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、装置の大型化、コストの増加等を招くことなく、電磁駆動力による排気バルブの開閉駆動を、所定のタイミングで確実にかつ正確に行なわせることのできる内燃機関の排気制御装置を提供することにある。発明の開示本発明に係る内燃機関の排気装置は、シリンダボア内において上死点と下死点との間を往復動するビストンと、シリンダポアの上方に位置する燃焼室を開閉する吸気バルブ及び排気バルブと、少なくとも排気パルブを電磁力により開閉駆動する電磁駆動機構と、排気バルブの開放により排出される排気を導く排気通路とを備えた内燃機関の排気装置であつて、上記ビストンの下死点の領域において、シリンダボアと排気通路とを連通するバイパス排気通路を有する、ことを特徴としている。

上記構成によれば、ビストンが下死点領域から上死点領域に移動する排気行程において、ピストンが下死点領域に位置しているとき、比較的高圧の燃焼ガスが、バイパス排気通路を通り排気通路へ向けて排出されることになる。

したがって、排気バルブを閉弁方向に押し付ける燃焼ガスの圧力はその分だけ低くなり、その後の電磁駆動により、排気バルブは所定のタイミングで確実に開弁方向に駆動され得る。

また、本発明に係る内燃機関の排気装置は、シリンダポア内において上死点と下死点との間を往復動するピストンと、シリンダポアの上方に位置する燃焼室を開閉する吸気バルブ及び排気バルブと、少なくとも排気バルブを電磁力により開閉駆動する電磁駆動機構と、排気バルブの開放により排出される排気を導く排気通路とを備えた内燃機関の排気装置であって、上記ピストンの下死点の領域において、シリンダポアと排気通路とを連通するバイパス排気通路と、このバイパス排気通路の開閉を制御する制御弁とを有する、ことを特徴としている。

上記構成によれば、ビストンが下死点領域から上死点領域に移動する排気行程において、ピストンが下死点領域に位置しているとき、比較的高圧の燃焼ガスが、パイパス排気通路を通って制御弁の上流まで導かれる。そして、この制御弁が所定のタイミングで開弁することにより、シリンダボアと排気通路とが連通され、この燃焼ガスは、排気通路に向けて排出されることになる。

また、排気行程においてのみ制御弁を開弁させることにより、吸気行程における新気等の吹き抜けを防止できる。

上記構成において、制御弁は、シリンダポアから排気通路に向かう流れのみを許容する逆止弁である、構成を採用することができる。

上記構成によれば、制御弁が逆止弁であることから、シリンダボァから排気通路に向けて排出された燃焼ガス（排気）が、再びシリンダポアに向けて逆流するのを防止することができる。これにより、燃焼ガスの排出が確実に行なわれることになる。

上記構成において、制御弁は、予め設定された所定の付勢力により閉弁方向に付勢されている、構成を採用することができる。

上記構成によれば、シリンダボア内の燃焼ガスの圧力が所定レベル以上になると、制御弁を閉弁する付勢力に抗して、燃焼ガスの圧力により制御弁が開弁方向に移動させられる。これにより、燃焼ガスの一部が排出され、所定レベル以上の燃焼ガスの圧力が排気バルブに加わるのを防止でき、排気パルブは所定のタイミングで確実に開弁方向に駆動され得る。

上記構成において、制御弁は、内燃機関の運転状態に応じた制御信号により開閉駆動される、構成を採用することができる。

上記構成によれば、内燃機関の運転状態に応じて、制御弁の開閉動作が行なわれることになる。したがって、排気パルプの開閉タイミングとバイパス排気通路を通して高圧の燃焼ガスを排出させるタイミングとを、所望の時期に容易に設定することができ、内燃機関の運転状態に応じたきめ細かな排気制御が行なえる。

図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の排気制御装置を備えた内燃機関の概略構成を示す断面図である。

第 2図は、第 1図に示す内燃機関における電磁ァクチユエ一夕の概略構成を示す断面図である。

第 3図は、本発明に係る排気制御装置の他の実施形態を示す断面図である。

第 4図は、本発明に係る排気制御装置の他の実施形態を示す断面図である。

第 5図は、本発明に係る排気制御装置の他の実施形態を示す断面図である。

第 6図は、第 5図に示す実施形態における制御弁を駆動する電磁ァクチユエ一夕の概略構成を示す断面図である。

第 7図は、本発明に係る排気制御装置の他の実施形態を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。第 1図は本発明の一実施形態に係る排気制御装置を備えた 4サイクル内燃機関 .（エンジン）の一部断面図であり、第 2図は吸気バルブ及び排気バルブを開閉駆動する電磁駆動機構の概略構成を示す断面図である。この実施形態に係る排気制御装置を備えたエンジンは、第 1図に示すように、シリンダボア 1 1を形成するシリンダブ口ック 1 0、このシリンダポア 1 1内を上下方向に往復動するように配置されたビストン 2 0、シリンダブ口ック 1 0の上端に接合され吸気ポート 3 1及び排気ポート 3 2を形成するシリンダ'へッド 3 0、吸気ポート 3 1を開閉する吸気バルブ 4 0、排気ポート 3 2を開閉する排気バルブ 5 0、吸気バルブ 4 0を駆動する電磁駆動機構としての電磁ァクチユエータ 6 0、排気バルプ 5 0を駆動する電磁駆動機構としての電磁ァクチユエ一タ 7 0、シリンダへッド 3 0の上方を覆うシリンダへッドカバ一 8 0、排気ポート 3 2に接続されて排気通路を画定する排気マ二ホールド 9 0、シリンダボア 1 1 と排気マ二ホールド 9 0とを連通するバイパス排気通路を画定するパイパス排気管 1 0 0等を、その基本構成として備えている。

ここで、ピストン 2 0は、エンジンの吸気、圧縮、膨張、排気の各行程において、シリンダポア 1 1の下側に位置する下死点（B D C ) と上側に位置する上死点（T D C ) との間を、往復動するようになっている。尚、第 1図中において、実線で表されたビストン 2 0は下死点（B D C ) の位置に、又、点線で表されたピストン 2 0 は上死点（T D C ) の位置に、それぞれ位置する状態を示したものである。

シリンダヘッド 3 0には、その下面領域において、吸気を導入する吸気ポ一ト 3 1及び燃焼ガスを排出する排気ポ一ト 3 2に連通しかつシリンダボア 1 1の上方に位置する燃焼室 C Hが形成されており、又、略中央部から垂直に伸びる領域において、点火プラグ（不図示）を取り付けるための点火プラグ孔 3 3が、燃焼室 C Hに連通するように形成されている。

また、吸気ポート 3 1の上方領域には、吸気バルブ 4 0を往復動方向に案内する吸気バルブガイド 3 4が嵌着されており、一方、排気ポート 3 2の上方領域には、排気バルブ 5 0を往復動方向に案内する排気バルブガイド 3 5が嵌着されている。さらに、シリンダヘッド 3 0の外壁 3 6で囲まれた上方空間には、吸気バルブ 4 0を電磁力により駆動する電磁ァクチユエ一夕 6 0と、排気バルブ 5 0を電磁力により駆動する電磁ァクチユエ一夕 7 0とが配置されており、これら電磁ァクチユエータ 6 0 , 7 0を覆うように、シリンダヘッドカバー 8 0が取り付けられている。

吸気バルブ 4 0は、第 2図に示すように、バルブ軸部 4 1 (バルブステム）、このバルブ軸部 4 1の先端に位置するバルブへッド 4 2等により形成されており、バルブ軸部 4 1の上端部 4 3が後述する電磁ァクチュエータ 6 0の可動部材 6 6の一端部 6 6 aに対して着脱自在に連結されるようになっている。また、バルブヘッド 4 2の上側には、バルブシ一ト面 4 2 aが形成されており、このバルブシート面 4 2 aが吸気ポート 3 1のバルブシート 3 1 a (第 1図参照）に対して着座及び離脱することにより、吸気ポート 3 1が開閉される。

排気バルブ 5 0は、第 2図に示すように、バルブ軸部 5 1 (バルブステム）、このパルプ軸部 5 1の先端に位置するバルブへッド 5 2等により形成されており、バルブ軸部 5 1の上端部 5 3が後述する電磁ァクチュエータ 7 0の可動部材 7 6の一端部 7 6 aに対して着脱自在に連結されるようになっている。また、バルブヘッド 5 2の上側には、バルブシート面 5 2 aが形成されており、このバルブシート面 5 2 aが排気ポート 3 2のバルブシート 3 2 a (第 1図参照）に対して着座及び離脱することにより、排気ポート 3 2が開閉される。

すなわち、排気バルブ 5 0は、吸気バルブ 4 0と比べて、パルプへッド 5 2の外径がバルブへッド 4 2の外径よりも小さく形成されている点、材料が異なる点等を除いて、略同様の構成となっている。

吸気バルブ 4 0を駆動する電磁ァクチユエ一夕 6 0は、第 1図及び第 2図に示すように、磁路を形成する断面略 C字形状のヨーク 6 1、このヨーク 6 1の内側に配置された樹脂等の非磁性材料からなるポビン 6 2、このボビン 6 2に対して環状に巻回された励磁用のコイル 6 3、ボビン 6 2の中央部に配置されたコア 6 4、コイル 6 3への通電により磁極が形成される 3つの磁極部 61 a, 61 b, 64 a、これら磁極部 6 l a, 6 1 b, 64 aと協働して所定の間隙 Dを画定するように配置された磁路を形成するヨーク 65、この間隙 Dにおいて往復動自在に配置された可動部材 66、磁気ギヤップ 67, 68等により構成されている。この可動部材 66には、その一端部 66 aにおいて、吸気バルブ 40 の上端部 43を着脱自在に連結できるような連結部（不図示）が形成されており、又、上記間隙 Dに位置する主領域において、磁極部 61 a, 61 b, 64 a, ョ一ク 65と対向し得るように永久磁石片 66 b , 6 6 cが固着されている。

この永久磁石片 66 b, 66 cは、第 2図に示すように、それぞれの着磁面の極性がお互いに逆向きとなるように、すなわち、永久磁石片 6 6 bの着磁面が N極→S極の配列に対して、永久磁石片 66 cの着磁面が S極→N極の配列となるように形成されている。

上記構成をなす電磁ァクチユエ一夕 60においては、コイル 63に電流が供給されていない状態で、磁気ギャップ 67, 68の磁気抵抗が永久磁石片 66 b, 66 cの磁力に対して大きいため、永久磁石 66 b ( N極） →磁極部 64 a→コア 64→ヨーク 6 1→磁極部 61 b→永久磁石 66 c (S極） →永久磁石片 66 c (N極） →ヨーク 65→永久磁石片 66 b (S極）という経路を迪る磁路が形成され、第 2図に示すように、可動部材 66は、上方の休止位置に偏倚して位置付けられる。この休止位置に可動部材 66が位置するとき、一端部 66 aに連結された ¾ 気バルブ 40は、吸気ポート 31を閉じた状態に位置付けられることになる。

一方、コイル 63に対して、所定方向に所定レベルの電流が供給されると、磁気ギャップ 67, 68にも磁束が通り、永久磁石片 66 b (N 極） →磁気ギヤップ 68→磁極部 61 a→ヨーク 61→磁気ギヤップ 6 7→ヨーク 6 1→コア 6 4→磁極部 6 4 a→永久磁石片 6 6 c ( S極） →永久磁石片 6 6 c (N極） →ヨーク 6 5→永久磁石片 6 6 b ( S極）という経路を迪る磁路と、永久磁石片 6 6 b (N極） →磁気ギャップ 6 8→磁極部 6 1 a→ヨーク 6 1→磁気ギヤップ 6 7→ヨーク 6 1→磁極部 6 1 b→永久磁石片 6 6 c ( S極） →永久磁石片 6 6 c (N極） →ョーク 6 5→永久磁石片 6 6 b ( S極）という経路を迪る磁路とが形成され、可動部材 6 6は下方の作動位置に向けて移動させられる。

さらに、コイル 6 3へ供給する電流を大きくすると、永久磁石片 6 6 b (N極） →磁気ギヤップ 6 8→磁極部 6 1 a→ヨーク 6 1→磁気ギヤップ 6 7→ヨーク 6 1 コア 6 4→磁極部 6 4 a→永久磁石片 6 6 c ( S極） →永久磁石片 6 6 c (N極） →ヨーク 6 5→永久磁石片 6 6 b ( S極）という経路を迪る磁路のみが形成され、可動部材 6 6はさらに下方の作動位置に向けて移動させられる。

この可動部材 6 6の作動位置への移動により、一端部 6 6 aに連結された吸気バルブ 4 0は、吸気ポート 3 1を開いた状態. （開弁位置）に位置付けられることになる。

排気バルブ 5 0を駆動する電磁ァクチユエ一タ 7 0は、第 1図及び第 2図に示すように、磁路を形成する断面略 C字形状のヨーク 7 1、このヨーク 7 1の内側に配置された樹脂等の非磁性材料からなるポビン 7 2、このボビン 7 2に対して環状に巻回された励磁用のコイル 7 3、ボビン 7 2の中央部に配置されたコア 7 4、コイル 7 3への通電により磁極が形成される 3つの磁極部 7 1 a . 7 1 b , 7 4 a、これら磁極部 7 l a , 7 1 b , 7 4 aと協働して所定の間隙 Dを画定するように配'置された磁路を形成するヨーク 7 5、この間隙 Dにおいて往復動自在に配置された可動部材 7 6、磁気ギャップ 7 7 , 7 8等により構成されている。この可動部材 7 6には、その一端部 7 6 aにおいて、排気バルブ 5 0 の上端部 5 3を着脱自在に連結できるような連結部（不図示）が形成されており、又、上記間隙 Dに位置する主領域において、磁極部 7 1 a , 7 1 b , 7 4 a、ヨーク 7 5と対向し得るように永久磁石片 7 6 b , 7 6 cが固着されている。

この永久磁石片 7 6 b , 7 6 cは、第 2図に示すように、それぞれの着磁面の極性がお互いに逆向きとなるように、すなわち、永久磁石片 7

6 bの着磁面が N極→S極の配列に対して、永久磁石片 7 6 cの着磁面が S極→N極の配列となるように形成されている。

上記構成をなす電磁ァクチユエ一タ Ί 0においては、コイル 7 3に電流が供給されていない状態で、磁気ギャップ 7 7 , 7 8の磁気抵抗が永久磁石片 7 6 b , 7 6 cの磁力に対して大きいため、永久磁石 7 6 b ( N極） →磁極部 7 4 a→コア 7 4→ヨーク Ί 1→磁極部 7 1 b→永久磁石 7 6 c ( S極） →永久磁石片 7 6 c (N極） —ヨーク 7 5→永久磁石片 7 6 b ( S極）という経路を迪る磁路が形成され、第 2図に示すように、可動部材 7 6は、上方の休止位置に偏倚して位置付けられる。この休止位置に可動部材 7 6が位置するとき、一端部 7 6 aに連結された排気バルブ 5 0は、排気ポ一ト 3 2を閉じた状態に位置付けられることになる。

—方、コイル 7 3に対して、所定方向に所定レベルの電流が供給されると、磁気ギャップ 7 7 , 7 8にも磁束が通り、永久磁石片 7 6 b (N 極） →磁気ギヤップ 7 8→磁極部 7 1 a→ヨーク 7 1—磁気ギヤップ 7

7→ヨーク 7 1→コア 7 4→磁極部 7 4 a→永久磁石片 7 6 c ( S極） →永久磁石片 7 6 c (N極） →ヨーク 7 5→永久磁石片 7 6 b ( S極）という経路を迪る磁路と、永久磁石片 7 6 b (N極） →磁気ギャップ 7 8→磁極部 7 1 a→ヨーク 7 1→磁気ギヤップ 7 7→ヨーク 7 1→磁極部 7 1 b→永久磁石片 7 6 c ( S極） →永久磁石片 7 6 c (N極） →ョ —ク 7 5→永久磁石片 7 6 b ( S極）という経路を迪る磁路とが形成され、可動部材 7 6は下方の作動位置に向けて移動させられる。

さらに、コイル 7 3へ供給する電流を大きくすると、永久磁石片 7 6 b (N極） →磁気ギャップ 7 8→磁極部 7 1 a→ヨーク 7 1→磁気ギヤップ 7 7—ヨーク 7 1→コア 7 4→磁極部 7 4 a→永久磁石片 7 6 c ( S極） —永久磁石片 7 6 c (N極） →ヨーク 7 5→永久磁石片 7 6 b ( S極）という経路を迪る磁路のみが形成され、可動部材 7 6はさらに下方の作動位置に向けて移動させられる。

この可動部材 7 6の作動位置への移動により、一端部 7 6 aに連結された排気バルブ 5 0は、排気ポート 3 2を開いた状態（開弁位置）に位置付けられることになる。

上記のように、吸気バルブ 4 0を駆動する電磁ァクチユエ一タ 6 0と排気バルブ 5 0を駆動する電磁ァクチユエ一タ 7 0とは、ほぼ同一の構成をなしており、部品の共用化が行なわれている。したがって、この部品の共用化により、コストの低減を行なうことができる。

尚、これら電磁ァクチユエータ 6 0 , 7 0の駆動においては、クランクシャフ卜の回転角度を検出するクランク角センサ、冷却水の温度を検出する水温センサ、吸気の圧力を検出する吸気圧センサ、吸気の流量を検出するェアフロ一センサ、排気マ二ホールド 9 0内における酸素の量を検出する酸素センサ等の種々のセンサにより検出された情報に基づいて、先ずエンジンの運転状態が判断され、この判断情報と R O M等の記億手段に予め記憶された駆動マップ等に基づき、制御部（C P U) から所定の制御信号が出力され、この出力された制御信号により、所定の夕ィミングで駆動されることになる。

排気マ二ホールド 9 0は、その一端部 9 1がボルト、ナット等によりシリンダへッド 3 0に連結されて、排気ポート 3 2と排気通路 9 0 aとが連通させられており、排気パルプ 5 0の開放（開弁）により、排気（燃焼ガス）が排気ポート 3 2を通って排気通路 9 0 aに排出される。また、排気マ二ホールド 9 0の他端部（不図示）は、触媒装置等を介してマフラーに接続されている。さらに、排気マ二ホールド 9 0の途中には、分岐排気管 9 2が形成されており、その端部 9 3がシリンダブロック 1 0 に形成されたスランジ部 1 2に対して、ポルト、ナット等により連結されて、シリンダポア 1 1に連通するパイパス排気ポ一ト 1 2 aとその分岐通路 9 2 aとが連通させられている。

上記パイパス排気ポート 1 2 aは、ピストン 2 0が下死点（B D C ) に位置するときに、シリンダポア 1 1が分岐通路 9 2 aすなわち排気通路 9 0 aと連通させられるような位置に形成されている。ここで、このバイパス排気ポート 1 2 aを形成する位置は、第 1図に示すように、下死点（B D C ) に位置するピストン 2 0の上面 2 1 とバイパス排気ポート 1 2 aの下側内壁面 1 2 a 'とが面一になる位置、あるいは、バイパス排気ポート 1 2 aの下側内壁面 1 2 a 'がビストン 2 0の上面 2 1よりも若干上方に偏倚した位置等、ピストン 2 0の下死点（B D C ) の近傍に位置する領域であればよい。また、バイパス排気ポート 1 2 aの断面形状としては、円形形状、あるいは、ピストン 2 0の往復動方向に対' して直交する方向に扁平な楕円形状等を採用することができる。

これらバイパス排気ポート 1 2 a及び分岐通路 9 2 aにより、シリンダボア 1 1 と排気通路 9 0 aとを連通するパイパス排気通路が形成されており、このバイパス排気ポ一ト 1 2 aを画定するシリンダブ口ック 1 0の一部及び分岐排気管 9 2により、バイパス排気通路を画定するバィパス排気管 1 0 0が形成されている。尚、上記分岐排気管 9 2は、排気マ二ホールド 9 0と一体的に形成されているが、別体として形成し、後で排気マ二ホールドに連結する構成であってもよい。次に、本発明の排気制御装置を備えたエンジンの動作について説明する。

先ず、吸気行程においては、電磁ァクチユエ一タ 60のコイル 63に所定の電流が供給されて、その可動部材 66が吸気バルブ 40を開弁位置に移動させる。すると、吸気ポート 31からシリンダボア 1 1内に新気及び噴霧燃料が充填され、その後コイル 63への通電方向が反転されて、可動部材 66は休止位置に向かい、吸気バルブ 40を閉弁位置に移動させる。

そして、圧縮行程において、ピストン 20がシリンダボア 1 1内を下死点（BDC) から上死点（TDC) に向けて移動し、所定のタイミングで点火プラグにより混合気が点火され、膨張行程へと移行する。

膨張行程においては、ピストン 20がシリンダボア 1 1内を上死点（ TDC) から下死点（BDC) に向けて移動し、この運動エネルギがクランクシャフトの回転力に変換される。

続いて、排気行程においては、ピストン 20が下死点（BDC) 近傍に位置するとき、シリンダボア 1 1と排気マ二ホールド 90とはバイパス排気管 1 00を介して連通しているため、先ず、このバイパス排気管 100を通して、高圧の燃焼ガス（排気）が排気マ二ホールド 90に向けて排出される。すなわち、排気バルブ 50により開閉される排気ポート 32を通ることなく、シリンダボア 1 1から排気マ二ホールド 90へ直接排出されることになる。

そして、ピストン 20が下死点（BDC) から上死点（TDC) に向けて上昇するに伴なつて、所定のタイミングで電磁ァクチユエータ 70 のコイル 73に所定の電流が供給されて、その可動部材 76が排気バルブ 50を開弁位置に移動させる。この際、ピストン 20が上昇して、その上面 21がバイパス排気ポ一ト 1 2 aの上側内壁面 12 a一一より上方に移動すると、バイパス排気管 1 0 0からの燃焼ガスの排出は遮断され、排気ポ一ト 3 2から排気マ二ホールド 9 0に向けて燃焼ガスが排出されることになる。

ところで、電磁ァクチユエ一夕 7 0により、排気バルブ 5 0が開弁方向へ駆動される時点では、バイパス排気管 1 0 0を通して、既に燃焼ガスの一部が排出されているため、排気バルブ 5 0を閉弁方向に押し付ける燃焼ガスの残圧は低くなつ tいる。したがって、電磁ァクチユエータ 7 0に加わる負荷はその分だけ軽減されており、排気バルブ 5 0は、この電磁ァクチユエ一夕 7 0により、所定のタイミングで確実に開弁させられる。これにより、燃焼ガスは、排気ポート 3 2を介して排気マニホ —ルド 9 0に向け確実に排出されることになる。

尚、電磁ァクチユエ一夕 7 0の故障等により；仮に排気バルブ 5 0が開弁しなくなった場合でも、バイパス排気管 1 0 0を通して燃焼ガスの一部が確実に排出されるため、リンプホーム機能を確保することができる。

第 3図は、他の実施形態に係る排気制御装置を備えたエンジンを示すものであり、第 1図に示す実施形態に対して制御弁が設けられた以外ほ、同様の構成になっている。この実施形態に係るエンジンの排気マニホ一ルド 1 1 0は、その一端部 1 1 1がポルト、ナット等によりシリンダへッド 3 0に連結されて、排気ポート 3 2と排気通路 1 1 0 aとが連通させられており、排気バルブ 5 0の開放（開弁）により、排気（燃焼ガス）が排気ポート 3 2を通って排気通路 1 1 0 aに排出される。また、排気マ二ホールド 1 1 0の他端部（不図示）は、触媒装置等を介してマフラ一に接続されている。

さらに、排気マ二ホールド 1 1 0の途中には、分岐排気管 1 1 2が形成されており、その端部 1 1 3がシリンダブ口ック 1 0に形成されたフランジ部 1 2に対して、ボルト、ナツト等により連結されている。また、分岐排気管 1 1 2により画定される分岐通路 1 1 2 aの途中には仕切り壁 1 1 4が設けられ、この仕切り壁 1 1 4を境に 2つの開口部 1 1 5， 1 1 6が形成されている。 ·

また、分岐排気管 1 1 2には、開口部 1 1 5 , 1 1 6の領域において、制御弁 1 2 0を保持するバルブケース 1 3 0がボルト、ナツト等を用いて連結されている。このバルブケース 1 3 0には、開口部 1 1 5 , 1 1 6に連通するように形成された U字状通路 1 3 1、開口部 1 1 5に連通する側に形成された弁座部 1 3 2、制御弁 1 2 0を往復動自在にガイドするバルブガイド 1 3 3、制御弁 1 2 0の一端部に係合された付勢スプリング 1 2 5を収納するパネ収容部 1 3 4等が形成されている。

制御弁 1 2 0は、その一端部 1 2 1に係合された付勢スプリング 1 2 5により、その弁部 1 2 2が弁座部 1 3 2に着座して U字状通路 1 3 1 を常時遮断するように付勢されている。すなわち、この制御弁 1 2 0は、シリンダボア 1 1からバイパス排気ポート 1 2 aを通って排気通路 1 1 0 aに向かう流れのみを許容する逆止弁として形成されている。

また、制御弁 1 2 0は、予め設定された付勢力をもつ付勢スプリング 1 2 5により閉弁方向に付勢されているため、この制御弁 1 2 0を境に、シリンダポア 1 1側（上流側）の圧力が排気通路 1 1 0 a側（下流側）の圧力よりも所定レベル以上大きくなつたとき、その圧力差により、制御弁 1 2 0が開弁するようになっている。ここで、付勢スプリング 1 2 5の付勢力は、例えば、ピストン 2 0が下死点（B D C ) の近傍に位置するときのシリンダポア 1 1内の残留圧により、制御弁 1 2 0を開弁させるような値に設定するのが好ましい。

上記パイパス排気ポート 1 2 a、分岐通路 9 2 a、 U字状通路 1 3 1 により、シリンダボア 1 1と排気通路 1 1 0 aとを連通するバイパス排気通路が形成されており、このバイパス排気ポート 1 2 aを画定するシリンダブロック 1 0の一部及び分岐排気管 1 1 2により、バイパス排気通路を画定するバイパス排気管 1 4 0が形成されている。尚、上記分岐排気管 1 1 2は、排気マ二ホールド 1 1 0と一体的に形成されているが、別体として形成し、後で排気マ二ホールドに連結する構成であってもよい。

次に、この実施形態に係る排気制御装置を備えたエンジンの動作について説明する。先ず、吸気行程においては、電磁ァクチユエータ 6 0のコイル 6 3に所定の電流が供給されて、その可動部材 6 6が吸気バルブ 4 0を開弁位置に移動させる。すると、吸気ポート 3 1からシリンダボァ 1 1内に新気及び噴霧燃料が充填され、その後コイル 6 3への通電方向が反転されて、可動部材 6 6は休止位置に向かい、吸気バルブ 4 0を閉弁位置に移動させる。

この吸気行程においては、制御弁 1 2 0は開弁しないように付勢スプリング 1 2 5により付勢されている。したがって、シリンダポア 1 1内に導かれた新気及び噴霧燃料は、排気通路 1 1 0 a側へ吹き抜けることなく、確実にシリンダボア 1 1内に留められる。

そして、圧縮行程においては、ピストン 2 0がシリンダボア 1 1内を下死点（B D C ) から上死点（T D C ) に向けて移動し、所定のタイミングで点火プラグにより混合気が点火され、膨張行程へと移行する。膨張行程においては、ビストン 2 0がシリンダボア 1 1内を上死点（T D C ) から下死点（B D C ) に向けて移動し、この運動エネルギがクランクシャフトの回転力に変換される。

続いて、排気行程においては、ピストン 2 0が下死点（B D C ) 近傍に位置するとき、燃焼ガスの残圧により、制御弁 1 2 0は付勢スプリング 1 2 5の付勢力に抗して開弁させられる。これにより、シリンダポア 1 1と排気マ二ホールド 1 1 0とはバイパス排気管 1 4 0を介して連通した状態となり、先ず、このパイパス排気管 1 4 0を通して、高圧の燃焼ガス（排気）が排気マ二ホールド 1 1 0に向けて排出される。すなわち、排気バルブ 5 0により開閉される排気ポ一ト 3 2を通ることなく、シリンダポア 1 1から排気マ二ホールド 1 1 0へ直接排出されることになる。そして、シリンダボア 1 1内の残圧が所定レベル以下になると、付勢スプリング 1 2 5の付勢力により、制御弁 1 2 0は閉弁位置すなわち休止位置に移動して、バイパス排気通路を遮断する。

続いて、ピストン 2 0が下死点（B D C) から上死点（T D C) に向けて上昇するに伴なつて、所定のタイミングで電磁ァクチユエ一タ 7 0 のコイル 7 3に所定の電流が供給されて、その可動部材 7 6が排気バルブ 5 0を開弁位置に移動させる。そして、開放された排気ポート 3 2から排気マ二ホールド 1 1 0に向けて燃焼ガス（排気）が排出されることになる。尚、ピストン 2 0が上昇する際に、その上面 2 1がバイパス排気ポート 1 2 aの上側内壁面 1 2 a 一一より上方に移動した時点で、ノィパス排気管 1 4 0からの燃焼ガスの排出が遮断されることになるため、この後に制御弁 1 2 0が閉弁させられるように、付勢スプリング 1 2 5の付勢力を設定してもよい。

ところで、電磁ァクチユエ一タ 7 0により、排気バルブ 5 0が開弁方向へ駆動される時点では、バイパス排気管 1 4 0を通して、既に燃焼ガスの一部が排出されているため、排気バルブ 5 0を閉弁方向に押し付ける燃焼ガスの残圧は低くなつている。したがって、前述の実施形態と同様に、電磁ァクチユエ一タ 7 0に加わる負荷はその分だけ軽減されており、排気バルブ 5 0は、この電磁駆動ァクチユエ一タ 7 0により、所定のタイミングで確実に開弁させられる。これにより、燃焼ガスは、排気ポート 3 2を介して排気マ二ホールド 1 1 0に向け確実に排出されることになる。

尚、電磁ァクチユエータ 7 0の故障等により、仮に排気バルブ 5 0が開弁しなくなつ.た場合でも、バイパス排気管 1 4 0を通して燃焼ガスの一部が確実に排出されるため、前述の実施形態と同様に、リンブホーム機能を確保することができる。

第 4図は、. さらに他の実施形態に係る排気制御装置を備えたエンジンを示すものであり、第 3図に示す実施形態に対して、制御弁をエンジンの運転状態に応じた制御信号により開閉駆動するようにした以外は、同様の構成になっている。

この実施形態に係るエンジンの排気マ二ホールド 2 1 0は、その一端部 2 1 1がボルト、ナツト等によりシリンダへッド 3 0に連結されて、排気ポ一ト 3 2と排気通路 2 1 0 とが連通させられており、排気バルブ 5 0の開放（開弁）により、排気（燃焼ガス）が排気ポート 3 2を通つて排気通路 2 1 0 aに排出される。また、排気マ二ホールド 2 1 0の他端部（不図示）は、触媒装置等を介してマフラーに接続されている。さらに、排気マ二ホールド 2 1 0の途中には、分岐排気管 2 1 2が形成されており、その端部 2 1 3がシリンダブ口ック 1 0に形成されたフランジ部 1 2に対して、ボルト、ナツト等により連結されている。また、分岐排気管 2 1 2により @定される分岐通路 2 1 2 aの途中には仕切り壁 2 1 4が設けられ、この仕切り壁 2 1 4を境に 2つの開口部 2 1 5 , 2 1 6が形成されている。

また、分岐排気管 2 1 2には、開口部 2 1 5 , 2 1 6の領域において、ダイァフラム型バルブ 2 3 0がポルト、ナツト等を用いて連結されている。このダイアフラム型バルブ 2 3 0は、開口部 2 1 5， 2 1 6に連通するように形成された U字状通路 2 3 1、開口部 2 1 5に連通する側に形成された弁座部 2 3 2、弁座部 2 3 2に対して着座及び離脱して U字状通路 2 3 1 の開閉を行なう制御弁 2 3 3、制御弁 2 3 3を往復動自在にガイドするバルブガイド 2 3 4、制御弁 2 3 3の一端部に連結されたダイアフラム 2 3 5及びこのダイアフラム 2 3 5を挟んで外側から付勢力を及ぼす付勢スプリング 2 3 6を収納する収容部 2 3 7、収容部 2 3 7を覆うキャップ 2 3 8、このキャップ 2 3 8に設けられてダイアフラム 2 3 5とキャップ 2 3 8とにより画定される空間に連通するパイプ 2 3 9等により構成され tいる。

制御弁 2 3 3は、予め設定された付勢力をもつ付勢スプリング 2 3 6 により、その弁部 2 3 3 aが弁座部 2 3 2に着座して U字状通路 2 3 1 を常時遮断するように付勢されている。すなわち、この制御弁 2 3 3は、シリンダボア 1 1からバイパス排気ポ一ト 1 2 aを通って排気通路 2 1 0 aに向かう流れのみを許容する逆止弁として形成されている。

また、パイプ 2 3 9には、ゴムホース等の連結パイプを介してバキュームポンプ等の減圧手段（不図示）が接続されており、この減圧手段は、制御部から出力されるエンジンの運転状態に応じた制御信号に基づいて駆動されるようになっている。

ここで、付勢スプリング 2 3 6の付勢力は、例えば、制御弁 2 3 3を境に、シリンダボア 1 1側（上流側）の圧力と排気通路 2 1 0 a側（下流側）の圧力との圧力差が最大になっても、制御弁 2 3 3が開弁しないような値に設定されている。そして、減圧手段を駆動させてダイアフラム 2 3 5を適宜移動させることにより、エンジンの運転状態に応じた所望のタイミングで、制御弁 2 3 3が開弁させられるようになつている。上記バイパス排気ポ一ト 1 2 a、分岐通路 2 1 2 a、 U字状通路 2 3 1により、シリンダボア 1 1と排気通路 2 1 0 aとを連通するバイパス排気通路が形成されており、このバイパス排気ポート 1 2 aを画定するシリンダブ口ック 1 0の一部及ぴ分岐排気管 2 1 2により、バイノ、。ス排気通路を画定するバイパス排気管 2 4 0が形成されている。尚、上記分岐排気管 2 1 2は、排気マ二ホールド 2 1 0と一体的に形成されているが、別体として形成し、後で排気マ二ホールドに連結する構成であってもよい。

この吸気行程においては、減圧手段は駆動されず、制御弁 2 3 3は閉弁位置に保持されている。したがって、シリンダポア 1 1内に導かれた新気及び噴霧燃料は、排気通路 2 1 0 a側へ吹き抜けることなく、確実にシリンダポア 1 1内に留められる。

そして、圧縮行程においては、ピストン 2 0がシリンダボア 1 1内を下死点（B D C ) から上死点（T D C ) に向けて移動し、所定のタイミングで点火プラグにより混合気が点火され、膨張行程へと移行する。膨張行程においては、ビストン 2 0がシリンダボア 1 1内を上死点（T D C ) から下死点（B D C ) に向けて移動し、この運動エネルギがクランクシャフ卜の回転力に変換される。

続いて、排気行程においては、ピストン 2 0が下死点（B D C ) 近傍に位置するとき、エンジンの運転状態に応じた制御信号が制御部から出力されて減圧手段が駆動され、ダイアフラム 2 3 5が付勢スプリング 2 3 6の付勢力に抗して作動し、制御弁 2 3 3が開弁する。これにより、シリンダポア 1 1と排気マ二ホールド 2 1 0とはバイパス排気管 2 4 0 を介して連通した状態となる。そして、先ず、このバイパス排気管 2 4 0を通して、高圧の燃焼ガス（排気）が排気マ二ホールド 2 1 0に向けて排出される。

すなわち、排気バルブ 5 0により開閉される排気ポート 3 2を通ることなく、シリンダポア 1 1から排気マ二ホールド 2 1 0へ直接排出されることになる。そして、シリンダボア 1 1内の残圧が所定レベル以下になると、減圧手段の駆動が停止され、付勢スプリング 2 3 6の付勢力により、制御弁 2 3 3は閉弁位置すなわち休止位置に移動して、バイパス排気通路を遮断する。

続いて、ピストン 2 0が下死点（B D C ) から上死点（T D C ) に向けて上昇するに伴つて、所定のタイミングで電磁ァクチユエ一夕 7 0 のコイル 7 3に所定の電流が供給されて、その可動部材 7 6が排気パルブ 5 0を開弁位置に移動させる。そして、開放された排気ポート 3 2から排気マ二ホールド 2 1 0に向けて燃焼ガス（排気）が排出されることになる。尚、ピストン 2 0が上昇する際に、その上面 2 1がバイパス排気ポート 1 2 aの上側内壁面 1 2 a一 'より上方に移動した時点で、ノィパス排気管 2 4 0からの燃焼ガスの排出が遮断されることになるため、この後に減圧手段の駆動が停止されて制御弁 2 3 3が閉弁させられるように設定してもよい。

ところで、電磁ァクチユエ一夕 7 0により、排気バルブ 5 0が開弁方向へ駆動される時点では、バイパス排気管 2 4 0を通して、既に燃焼ガスの一部が排出されているため、排気バルブ 5 0を閉弁方向に押し付ける燃焼ガスの残圧は低くなつている。したがって、前述の実施形態と同様に、電磁ァクチユエ一夕 7 0に加わる負荷はその分だけ軽減されており、排気パルプ 5 0は、この電磁ァクチユエ一タ 7 0により、所定のタイミングで確実に開弁させられる。これにより、燃焼ガスは、排気ポート 3 2を介して排気マ二ホールド 2 1 0に向け確実に排出されることになる。 '

尚、前述の実施形態と同様に、電磁ァクチユエ一タ 7 0の故障等により、仮に排気バルブ 5 0が開弁しなくなった場合でも、バイパス排気管 2 4 0を通して燃焼ガスの一部が確実に排出されるため、リンブホーム機能を確保することができる。

第 5図は、さらに他の実施形態に係る排気制御装置を備えたエンジンを示すものであり、第 4図に示す実施形態に対して、制御弁の駆動源として電磁力を採用した以外は、同様の構成になっている。

この実施形態に係るエンジンでは、第 4図に示す実施形態と同様の排気マ二ホールド 2 1 0及び分岐排気管 2 1 2が設けられている。そして、分岐排気管 2 1 2には、開口部 2 1 5 , 2 1 6の領域において、電磁駆動型パルプ 3 3 0がボルト、ナツト等を用いて連結されている。

この電磁駆動型バルブ 3 3 0は、第 5図に示すように、開口部 2 1 5 , 2 1 6に連通するように形成された U字状通路 3 3 1、開口部 2 1 5に連通する側に形成された弁座部 3 3 2、弁座部 3 3 2に対して着座及び離脱して U字状通路 3 3 1の開閉を行なう制御弁 3 3 3、制御弁 3 3 3 を往復動自在にガイドするバルブガイド 3 3 4、制御弁 3 3 3の一端部に係合するように配置された付勢スプリング 3 3 5、制御弁 3 3 3の一端部の周りに配置された電磁ァクチユエ一タ 3 3 6等により構成されている。

制御弁 3 3 3は、予め設定された付勢力をもつ付勢スプリング 3 3 5 により、その弁部 3 3 3 aが弁座部 3 3 2に着座して U字状通路 3 3 1 を常時遮断するように付勢されている。すなわち、この制御弁 3 3 3は、シリンダポア 1 1からバイパス排気ポート 1 2 aを通って排気通路 2 1 0 aに向かう流れのみを許容する逆止弁として形成されている。ここで、付勢スプリング 335の付勢力は、例えば、制御弁 333を境に、シリンダボア 1 1側（上流側）の圧力と排気通路 21 0 a側（下流側）の圧力との圧力差が最大になっても、制御弁 333が開弁しないような値に設定され、かつ、ピストン 20が排気行程の下死点（BDC) 近傍に位置するときに、シリンダボア 1 1内の残圧による押し開け力と相俟って、電磁ァクチユエ一タ 336に比較的小さい電流を流すだけで制御弁 333を開弁させることができるような値に設定されている。そして、電磁ァクチユエ一夕 336を適宜駆動させることにより、ェンジンの運転状態に応じた所望のタイミングで、制御弁 333が開弁させられるようになっている。

また、制御弁 333には、第 6図に示すように、電磁ァクチユエ一夕 336に囲まれる領域において、永久磁石片 333 b, 333 cが固着されており、この永久磁石片 333 b, 333 cは、第 6図に示すように、それぞれの着磁面の極性がお互いに逆向きとなるように、すなわち、永久磁石片 333 bの着磁面が N極→S極の配列に対して、永久磁石片 333 cの着磁面が S極→N極の配列となるように形成されている。電磁ァクチユエ一夕 336は、磁路を形成する断面略 C字形状のョーク 336 a、このヨーク 336 aの内側に配置された樹脂等の非磁性材料からなるボビン 336 b、このボビン 336 bに対して環状に巻回された励磁用のコイル 336 c、ポビン 336 bの中央部に配置されたコァ 336 d、コイル 336 cへの通電により磁極が形成される 3つの磁極部 336 e, 336 f , 336 g、これら磁極部 336 e , 336 f , 336 gと協働して所定の間隙 Dを画定するように配置された磁路を形成するヨーク 336h、磁気ギヤップ 336 j , 336 k等により構成されている。

上記構成をなす電磁ァクチユエ一夕 336においては、コイル 336 cに電流が供給されていない状態で、磁気ギャップ 336 j , 336 k の磁気抵抗が永久磁石片 333 b, 333 cの磁力に対して大きいため、永久磁石 333 b (N極） →磁極部 336 g→コア 336 d→ヨーク 3 36 a→磁極部 336 f→永久磁石 333 c ( S極） —永久磁石片 33 3 c (N極） →ヨーク 336 h→永久磁石片 333 b (S極）という経路を迪る磁路が形成され、第 6図に示すように、制御弁 333は、上方の休止位置に偏倚して位置付けられる。この休止位置に制御弁 333が位置するとき、その弁部 333 aが弁座部 332に着座して、制御弁 3 33は U字状通路 331を遮断した状態となっている。

一方、コイル 336 cに対して、所定方向に所定レベルの電流が供給されると、磁気ギヤップ 336 j， 336 kにも磁束が通り、永久磁石片 333 b (N極） →磁気ギャップ 336 k→磁極部 336 e→ヨーク 336 a→磁気ギヤップ 336 j→ヨーク 336 a→コア 336 d→磁極部 336 g→永久磁石片 333 c (S極） →永久磁石片 333 c (N 極） →ヨーク 336 h→永久磁石片 333 b (S極）という経路を迪る磁路と、永久磁石片 333b (N極） →磁気ギャップ 336 k→磁極部 336 e→ヨーク 336 a→磁気ギヤップ 336 j→ヨーク 336 a→ 磁極部 336 f→永久磁石片 333 c ( S極）→永久磁石片 333 c (N 極） →ヨーク 336 h→永久磁石片 333 b (S極）という経路を迪る磁路とが形成され、制御弁 333は開弁方向（第 6図中下向き）に移動させられる。

さらに、コイル 336 cへ供給する電流を大きくすると、永久磁石片 333 b (N極） →磁気ギャップ 336 k→磁極部 336 e→ヨーク 3 36 a→磁気ギヤップ 336 j→ヨーク 336 a→コア 336 d→磁極部 336 g→永久磁石片 333 c (S極） →永久磁石片 333 c (N極） →ヨーク 336 h→永久磁石片 333 b (S極）という経路を迪る磁路のみが形成され、制御弁 3 3 3はさらに開弁方向に移動させられる。この実施形態においては、上記バイパス排気ポート 1 2 a、分岐通路 2 1 2 a , U字状通路 3 3 1により、シリンダボア 1 1と排気通路 2 1 0 aとを連通するバイパス排気通路が形成されており、このバイパス排気ポート 1 2 aを画定するシリンダブ口ック 1 0の一部及び分岐排気管 2 1 2により、バイパス排気通路を画定するバイパス排気管 3 4 0が形成されている。

次に、この実施形態に係る排気制御装置を備えたェンジンの動作について説明する。先ず、吸気行程においては、電磁ァクチユエータ 6 0のコイル 6 3に所定の電流が供給されて、その可動部材 6 6が吸気パルプ 4 0を開弁位置に移動させる。すると、吸気ポート 3 1からシリンダボァ 1 1内に新気及び噴霧燃料が充填され、その後コイル 6 3への通電方向が反転されて、可動部材 6 6は休止位置に向かい、吸気バルブ 4 0を閉弁位置に移動させる。

この吸気行程においては、電磁ァクチユエータ 3 3 6は駆動されず、制御弁 3 3 3は閉弁位置に保持されている。したがって、シリンダボア 1 1内に導かれた新気及び噴霧燃料は、排気通路 2 1 0 a側へ吹き抜けることなく、確実にシリンダボア 1 1内に留められる。 . そして、圧縮行程においては、ピストン 2 0がシリンダボア 1 1内を下死点（B D C ) から上死点（T D C ) に向けて移動し、所定のタイミングで点火プラグにより混合気が点火され、膨張行程へと移行する。膨張行程においては、ビストン 2 0がシリンダポア 1 1内を上死点（T D C ) から下死点（B D C ) に向けて移動し、この運動エネルギがクランクシャフトの回転力に変換される。

続いて、排気行程においては、ピストン 2 0が下死点（B D C ) 近傍に位置するとき、ェンジンの運転状態に応じた制御信号が制御部から出力されて電磁ァクチユエ一タ 3 3 6が駆動され、付勢スプリング 3 3 5 の付勢力に抗して制御弁 3 3 3が開弁する。これにより、シリンダボア 1 1 と排気マ二ホールド 2 1 0とはバイパス排気管 3 4 0を介して連通した状態となる。そして、先ず、このバイパス排気管 3 4 0を通して、高圧の燃焼ガス（排気）が排気マ二ホールド 2 1 0にけて排出される。すなわち、排気バルブ 5 0により開閉される排気ポート 3 2を通ることなく、シリンダボア 1 1から排気マニホ一ルド 2 1 0へ直接排出されることになる。そして、シリンダボア 1 1内の残圧が所定レベル以下になると、電磁ァクチユエ一タ 3 3 6への通電が断たれ、付勢スプリング 3 3 5の付勢力により、制御弁 3 3 3は閉弁位置すなわち休止位置に移動して、バイパス排気通路を遮断する。

続いて、ピストン 2 0が下死点（B D C ) 領域から上死点（T D C ) に向けて上昇するに伴なつて、所定のタイミングで電磁ァクチユエ一タ 7 0のコイル 7 3に所定の電流が供給されて、その可動部材 7 6が排気パルプ 5 0を開弁位置に移動させる。そして、開放された排気ポート 3 2から排気マ二ホールド 2 1 0に向けて燃焼ガス（排気）が排出されることになる。尚、ピストン 2 0が上昇する際に、その上面 2 1がパイパス排気ポート 1 2 aの上側内壁面 1 2 a一 'より上方に移動した時点で、バイパス排気管 3 4 0からの燃焼ガスの排出が遮断されることになるため、この後に電磁ァクチユエータ 3 3 6への通電を止めて制御弁 3 3 3が閉弁させられるように設定して ¾よい。

ところで、電磁ァクチユエ一夕 7 0により、排気パルプ 5 0が開弁方向へ駆動される時点では、バイパス排気管 3 4 0を通して、既に燃焼ガスの一部が排出されているため、排気バルブ 5 0を閉弁方向に押し付ける燃焼ガスの残圧は低くなつている。したがって、前述の実施形態と同様に、電磁ァクチユエ一タ 7 0に加わる負荷はその分だけ軽減されており、排気バルブ 5 0は、この電磁ァクチユエ一タ 7 0により、所定のタイミングで確実に開弁させられる。これにより、燃焼ガスは、排気ポート 3 2を介して排気マ二ホールド 2 1 0に向け確実に排出されることになる。

尚、前述の実施形態と同様に、電磁ァクチユエ一夕 7 0の故障等により、仮に排気バルブ 5 0が開弁しなくなった場合でも、バイパス排気管 3 4 0を通して燃焼ガスの一部が確実に排出されるため、リンプホーム機能を確保することができる。

第 7図は、さらに他の実施形態に係る排気制御装置を備えたエンジンを示すものであり、第 1図に示す実施形態に対して、エンジンの運転状態に応じて開閉駆動される制御弁が設けられた以外は、同様の構成になつている。この実施形態に係るエンジンの排気マ二ホールド 9 0の途中には、第 1図に示す実施形態と同様に、分岐排気管 9 2が形成されており、その端部 9 3がシリンダブ口ック 1 0に形成されたフランジ部 1 2 に対して、ボルト、ナット等により連結されている。そして、シリンダボア 1 1に連通するバイパス排気ポート 1 2 aとその分岐通路 9 2 aとが連通させられて、バイパス排気通路が形成されている。

この分岐排気管 9 2の途中には、バイパス排気通路（バイパス排気ポート 1 2 a及び分岐通路 9 2 a ) を開閉制御する制御弁としてのバタフライバルブ 4 3 0が、開閉自在に配置されている。このバタフライバルプ 4 3 0は、分岐管 9 2の外壁（あるいは別個に設けられたスぺーサ壁）に回動自在に支持されたシャフト 4 3 1と、このシャフト 4 3 1に固着されて輪郭が略楕円形状をなす弁体 4 3 2と、この弁体 4 3 2が分岐通路 9 2 aを閉塞する方向に常時付勢力を及ぼす捩りスプリング (不図示）と、シャフト 4 3 1に直結されたトルクモータ（不図示）等により構成されている„ 次に、この実施形態に係る排気制御装置を備えたエンジンの動作について説明する。先ず、吸気行程においては、電磁ァクチユエータ 6 0のコイル 6 3に所定の電流が供給されて、その可動部材 6 6が吸気バルブ 4 0を開弁位置に移動させる。すると、吸気ポート 3 1からシリンダボァ 1 1内に新気及び噴霧燃料が充填され、その後コイル 6 3への通電方向が反転されて、可動部材 6 6は休止位置に向かい、吸気バルブ 4 0 ¾ 閉弁位置に移動させる。

この吸気行程においては、トルクモータは駆動されず、弁体 4 3 2は閉弁位置に保持されている。したがって、シリンダポア 1 1内に導かれた新気及び噴霧燃料は、排気通路 9 0 a側へ吹き抜けることなく、確実にシリンダボア 1 1内に留められる。

そして、圧縮行程においては、ピストン 2 0がシリンダボア 1 1内を下死点（B D C ) から上死点（T D C ) に向けて移動し、所定のタイミングで点火プラグにより混合気が点火され、膨張行程へと移行する。膨張行程においては、ピストン 2 0がシリンダボア 1 1内を上死点（T D C ) から下死点（B D C ) に向けて移動し、この運動エネルギがクランクシャフ卜の回転力に変換される。

続いて、排気行程においては、ピストン 2 0が下死点（B D C ) 近傍に位置するとき、ェンジンの運転状態に応じた制御信号が制御部から出力されてトルクモータが駆動され、捩りスプリングの付勢力に抗して弁体 4 3 2が開弁する。これにより、シリンダボア 1 1 と排気マ二ホールド 9 0とはバイパス排気管 1 0 0を介して連通した状態となる。そして、先ず、このパイパス排気管 1 0 0を通して、高圧の燃焼ガス（排気）が排気マ二ホールド 9 0に向けて排出される。

すなわち、排気バルブ 5 0により開閉される排気ポート 3 2を通ることなく、シリンダポア 1 1から排気マ二ホールド 9 0へ直接排出されることになる。そして、シリンダボア 1 1内の残圧が所定レベル以下になると、トルクモータの駆動が停止され、捩りスプリングの付勢力により、弁体 4 3 2は閉弁位置すなわち休止位置に移動して、バイパス排気通路を遮断する。

続いて、ピストン 2 0が下死点（B D C ) 領域から上死点（T D C ) に向けて上昇するに伴なつて、所定のタイミングで電磁ァクチユエータ 7 0のコイル 7 3に所定の電流が供給されて、その可動部材 7 6が排気バルブ 5 0を開弁位置に移動させる。そして、開放された排気ポート 3 2から排気マ二ホールド 9 0に向けて燃焼ガス（排気）が排出されることになる。尚、ピストン 2 0が上昇する際に、その上面 2 1がバイパス排気ポート 1 2 aの上側内壁面 1 2 a一 'より上方に移動した時点で、パイパス排気管 1 0 0からの燃焼ガスの排出が遮断されることになるため、この後にトルクモータの駆動を停止して弁体 4 3 2が閉弁させられるように設定してもよい。

ところで、電磁ァクチユエ一タ 7 0により、排気バルブ 5 0が開弁方向へ駆動される時点では、バイパス排気管 1 0 0を通して、既に燃焼ガスの一部が排出されているため、排気バルブ 5 0を閉弁方向に押し付ける燃焼ガスの残圧は低くなつている。したがって、前述の実施形態と同様に、電磁ァクチユエ一タ 7 0に加わる負荷はその分だけ軽減されており、排気バルブ 5 0は、この電磁ァクチユエ一タ 7 0により、所定のタイミングで確実に開弁させられる。これにより、燃焼ガスは、排気ポート 3 2を介して排気マ二ホールド 9 0に向け確実に排出されることになる。

尚、前述の実施形態と同様に、電磁ァクチユエ一夕 7 0の故障等により、仮に排気バルブ 5 0が開弁しなくなった場合でも、バイパス排気管 1 0 0を通して燃焼ガスの一部が確実に排出されるため、リンプホーム機能を確保することができる。

以上述べた実施形態においては、吸気パルプ 4 0も電磁ァクチユエ一タ 6 0により駆動される構成としたが、吸気バルブ 4 0を他の駆動手段により駆動する構成においても、本発明を適用することができる。産業上の利用可能性以上述べたように、本発明の内燃機関の排気制御装置によれば、少なくとも排気バルブを電磁駆動機構により開閉駆動するようにした内燃機関において、排気行程の際に、バイパス排^;通路から予め比較的高圧の燃焼ガスが排気通路へ向けて排出されるため、排気バルブを閉弁方向に押し付ける燃焼ガスの残圧はその分だけ低くなる。したがって、電磁駆動機構に加わる負荷はその分だけ軽減され、電磁駆動機構の小型化が行なえる。また、吸気バルブの駆動にも電磁駆動機構が用いられる場合は、部品の共用化を行なうことができる。

また、電磁駆動機構に加わる負荷が軽減されるため、排気バルブを所定のタイミングで確実に開閉させることができる。

また、パイパス排気通路を開閉する制御弁を設けた場合は、例えば吸気行程の際に、新気及び混合気等が排気通路に向かって吹き抜けるのを防止することができ、さらに、制御弁を逆止弁とした場合は、排気通路からの逆流を確実に防止することができる。

さらに、制御弁を内燃機関の運転状態に応じて開閉するようにした場合は、内燃機関の運転状態に応じてきめ細かな排気の制御を行なうことができる。

Claims

請求の範囲

1 . シリンダボア内において上死点と下死点との間を往復動するビストンと、シリンダボアの上方に位置する燃焼室を開閉する吸気パルプ及ぴ排気バルブと、少なくとも排気パルプを電磁力により開閉駆動する電磁駆動機構と、排気バルブの開放により排出される排気を導く排気通路と、を備えた内燃機関の排気制御装置であって、前記ピストンの下死点の領域において、前記シリンダポアと前記排気通路とを連通するパイパス排気通路を有する、ことを特徴とする内燃機関の排気制御装置。

2 . シリンダポア内において上死点と下死点との間を住復動するビストンと、シリンダボアの上方に位置する燃焼室を開閉する吸気バルブ及び排気バルブと、少なくとも排気バルブを電磁力により開閉駆動する電磁駆動機構と、排気バルブの開放により排出される排気を導く排気通路と、を備えた内燃機関の排気制御装置であって、前記ピストンの下死点の領域において、前記シリンダボアと前記排気通路とを連通するバイパス排気通路と、前記バイパス排気通路の開閉を制御する制御弁と、を有する、ことを特徴とする内燃機関の排気制御装置。

3 . 前記制御弁は、前記シリンダポアから前記排気通路に向かう流れのみを許容する逆止弁である、ことを特徴とする請求の範囲 2記載の内燃機関の排気制御装置。 ,

4. 前記制御弁は、予め設定された所定の付勢力により閉弁方向に付勢されている、ことを特徴とする請求の範囲 2又は 3記載の内燃機関の排気制御装置。

5 . 前記制御弁は、内燃機関の運転状態に応じた制御信号により開閉駆動される、ことを特徴とする請求の範囲 2ないし 4いずれかに記載の内燃機関の排気制御装置。