(57)【要約】【課題】エンジンの冷間始動時において中空バルブの傘部およびバルブシートを通じた放熱を抑制することにより、燃焼室内を速やかに昇温させることができるエンジンのバルブ装置を提供すること。【解決手段】エンジンのシリンダヘッド内に設けられたステムガイドにより往復動作可能に支持された軸部および当該軸部の下端部に設けられて閉弁時にバルブシートに接触する傘部を有し、当該軸部から傘部にかけて中空部が形成され、当該中空部内を流動可能な磁性体が当該中空部内に封入された中空バルブと、ステムガイドの周囲に設けられた電磁石と、電磁石への通電を制御する制御部とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダヘッド内に設けられたステムガイドにより往復動作可能に支持された軸部および当該軸部の下端部に設けられて閉弁時にバルブシートに接触する傘部を有し、当該軸部から傘部にかけて中空部が形成され、当該中空部内を流動可能な磁性体が当該中空部内に封入された中空バルブと、
前記ステムガイドの周囲に設けられた電磁石と、
前記電磁石への通電を制御する制御部とを備えた、エンジンのバルブ装置。
【請求項２】
前記中空バルブである吸気バルブおよび排気バルブと、
前記吸気バルブに対応する前記電磁石である吸気側電磁石および前記排気バルブに対応する前記電磁石である排気側電磁石とを備え、
前記制御部は、前記吸気側電磁石への通電および前記排気側電磁石への通電を個別に制御することを特徴とする、請求項１に記載のエンジンのバルブ装置。
【請求項３】
前記制御部は、エンジンの冷間始動時に、前記吸気側電磁石および前記排気側電磁石への通電をする制御を行うことを特徴とする、請求項２に記載のエンジンのバルブ装置。
【請求項４】
前記制御部は、エンジンの温間始動時に、前記吸気側電磁石への通電をしない一方、前記排気側電磁石への通電をする制御を行うことを特徴とする、請求項２に記載のエンジンのバルブ装置。
【請求項５】
前記シリンダヘッド内には、複数の前記中空バルブと、各中空バルブに対応する電磁石とが設けられ、
前記電磁石へ電力を供給する給電回路をさらに備え、
前記給電回路は、前記複数の中空バルブのうち、少なくとも２つの中空バルブに対応する電磁石に共通する共通給電回路を含むことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のエンジンのバルブ装置。
【請求項６】
前記エンジンは、一列に並ぶ４つの気筒を備えた直列４気筒エンジンであり、
前記共通給電回路は、前記４つの気筒のうち、外側の２気筒に設けられた中空バルブに対応する電磁石に共通する外側給電回路と、内側の２気筒に設けられた中空バルブに対応する電磁石に共通する内側給電回路とを含み、
前記制御部は、前記外側給電回路と前記内側給電回路とを個別に制御することを特徴とする、請求項５に記載のエンジンのバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、傘部から軸部にかけて中空部が形成され、この中空部内に冷媒が封入された、エンジンの中空バルブが知られている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の中空バルブにおいては、軸部に形成された中空部内に、温度感応開閉弁装置（以下、「温度感応弁」と称する）が設けられている。軸部は、シリンダヘッド内に設けられたステムガイドにより上下動可能に支持されている。温度感応弁は、ステムガイドよりも下方側に設けられている。中空部は、温度感応弁を介して上室と下室とに区画されている。
【０００４】
温度感応弁は、形状記憶合金からなるコイルばねと、このコイルばねの先端に取り付けられた弁体とを有している。温度感応弁は、中空部内の温度が温度感応弁の開動作温度未満であるときにはコイルばねが伸びることにより中空部内の上室と下室との連通孔を閉鎖し（閉弁状態）、中空部内の温度が温度感応弁の開動作温度以上であるときにはコイルばねが縮むことにより上記連通孔を開放する（開弁状態）。
【０００５】
特許文献１における冷媒は、Ｎａ−Ｋ合金などの低融点合金である。
【０００６】
特許文献１に記載の中空バルブによれば、中空部内の温度が温度感応弁の開動作温度未満で、かつ冷媒の融点よりも低いときには、温度感応弁が閉弁するため、冷媒は固相状態で下室に留まる。また、中空部内の温度が冷媒の融点に達しても、その温度が温度感応弁の開動作温度未満であるときには、液相の冷媒は下室内に留まる。これにより、エンジン始動時や低負荷運転時には、燃焼室内の熱が冷媒を介してステムガイドに伝わって放熱されるのを抑制することができ、燃焼室を速やかに昇温させることができる。
【０００７】
一方、中空部内の温度が冷媒の融点に達し、かつ温度感応弁の開動作温度に達すると、温度感応弁が開弁する。温度感応弁が開弁すると、液化した冷媒が連通孔を通じて上室に移動して、冷媒が中空部全体で撹拌される。これにより、エンジンの高負荷運転時には、燃焼室内の熱が冷媒を介してステムガイドに伝わって放熱されるため、中空バルブが過度に高温になるのを抑制して、中空バルブの劣化を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２２１９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の中空バルブにおいては、エンジンの冷間始動時において、温度感応弁が閉じた状態であるため、冷媒が傘部内に留まっている。冷媒が傘部内に留まっていると、傘部の熱伝達効率が高まり、燃焼室内の熱が傘部および閉弁時に傘部が接触するバルブシートを通じて、高い効率で放熱されてしまう。そうすると、冷間始動時における燃焼室内の昇温が遅くなり、燃料の燃焼が不完全となる虞がある。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、エンジンの冷間始動時において中空バルブの傘部およびバルブシートを通じた放熱を抑制することにより、燃焼室内を速やかに昇温させることができるエンジンのバルブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、エンジンのシリンダヘッド内に設けられたステムガイドにより往復動作可能に支持された軸部および当該軸部の下端部に設けられて閉弁時にバルブシートに接触する傘部を有し、当該軸部から傘部にかけて中空部が形成され、当該中空部内を流動可能な磁性体が当該中空部内に封入された中空バルブと、前記ステムガイドの周囲に設けられた電磁石と、前記電磁石への通電を制御する制御部とを備えた、エンジンのバルブ装置を提供する。
【００１２】
本発明によれば、電磁石に通電していない状態では、中空バルブの往復動作に伴い磁性体が中空部内全体に拡散するため、傘部、磁性体、およびバルブシートを通じて燃焼室内の熱が効率よく放熱される。
【００１３】
一方、電磁石に通電した状態では、中空部内の磁性体が電磁石に引き寄せられ、ステムガイドの内側の位置に保持される。これにより、磁性体が傘部内にほぼ存在しない状態となるので、燃焼室内の熱が傘部およびバルブシートを通じて放熱されにくくなる。
【００１４】
つまり、電磁石の通電をオンオフすることで、中空バルブの伝熱性を任意に制御することができる。そのため、例えばエンジンの冷間始動時に電磁石に通電することにより、冷間始動時における傘部およびバルブシートを通じた放熱を抑制することができ、燃焼室内を速やかに昇温させて、燃料を完全燃焼させることができる。また、例えばエンジンが高回転高負荷状態のときに電磁石の通電をしないことにより、傘部およびバルブシートを通じた放熱を促進することができ、中空バルブおよびバルブシートの過熱による破損を防止して、エンジンの耐久性を向上させることができる。
【００１５】
本発明においては、前記中空バルブである吸気バルブおよび排気バルブと、前記吸気バルブに対応する前記電磁石である吸気側電磁石および前記排気バルブに対応する前記電磁石である排気側電磁石とを備え、前記制御部は、前記吸気側電磁石への通電および前記排気側電磁石への通電を個別に制御することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、吸気バルブの放熱効率および排気バルブの放熱効率を、個別に制御することができる。
【００１７】
本発明においては、前記制御部は、エンジンの冷間始動時に、前記吸気側電磁石および前記排気側電磁石への通電をする制御を行うことが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、エンジンの冷間始動時に、吸気バルブの放熱効率および排気バルブの放熱効率を低下させることにより、燃焼室内を速やかに昇温させて、燃料をより確実に完全燃焼させることができる。
【００１９】
本発明においては、前記制御部は、エンジンの温間始動時に、前記吸気側電磁石への通電をしない一方、前記排気側電磁石への通電をする制御を行うことが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、エンジンの温間始動時に、吸気バルブの熱を効率よく吸気に与えて吸気の温度を高める一方、排気バルブの放熱効率を低下させることにより、燃焼室内の吸気温度を適温に制御して、燃料を適切に燃焼させることができる。
【００２１】
本発明においては、前記シリンダヘッド内には、複数の前記中空バルブと、各中空バルブに対応する電磁石とが設けられ、前記電磁石へ電力を供給する給電回路をさらに備え、前記給電回路は、前記複数の中空バルブのうち、少なくとも２つの中空バルブに対応する電磁石に共通する共通給電回路を含むことが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、給電回路の共通化を図ることにより、給電回路全体を簡素化してコンパクトに構成することができる。
【００２３】
本発明においては、前記エンジンは、一列に並ぶ４つの気筒を備えた直列４気筒エンジンであり、前記共通給電回路は、前記４つの気筒のうち、外側の２気筒に設けられた中空バルブに対応する電磁石に共通する外側給電回路と、内側の２気筒に設けられた中空バルブに対応する電磁石に共通する内側給電回路とを含み、前記制御部は、前記外側給電回路と前記内側給電回路とを個別に制御することが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、直列４気筒エンジンにおける内側の２気筒に共通する給電回路と、外側の２気筒に共通する給電回路とを個別に制御することができる。内側の２気筒は、外側の２気筒と比べて熱が蓄積されやすく、燃焼温度が高くなりやすいため、これらを個別に制御することにより、各中空バルブの温度を適切に制御することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、エンジンの冷間始動時において中空バルブの傘部およびバルブシートを通じた放熱を抑制することにより、燃焼室内を速やかに昇温させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態におけるバルブ装置を示す断面図であり、中空バルブである排気バルブが開弁し、電磁石が通電されている状態を示す図である。
【図２】図１に示す排気バルブが閉弁し、電磁石が通連されている状態を示す図である。
【図３】図１に示す排気バルブが開弁し、電磁石が通電されていない状態を示す図である。
【図４】図１に示す排気バルブが閉弁し、電磁石が通電されていない状態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態におけるバルブ装置を示す断面図であり、中空バルブである吸気バルブが開弁し、電磁石が通電されている状態を示す図である。
【図６】図５に示す吸気バルブが閉弁し、電磁石が通連されている状態を示す図である。
【図７】図５に示す吸気バルブが開弁し、電磁石が通電されていない状態を示す図である。
【図８】図５に示す吸気バルブが閉弁し、電磁石が通電されていない状態を示す図である。
【図９】（ａ）は、排気バルブに対応する電磁石に給電する給電回路の構成を示す図であり、（ｂ）は、吸気バルブに対応する電磁石に給電する給電回路の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態における排気側電磁石および吸気側電磁石への通電状態と、エンジンにかかる負荷およびエンジン回転数との関係を示すグラフである。
【図１１】本実施形態におけるＥＣＵによる制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。
【００２８】
本実施形態におけるエンジンは、一列に並ぶ４つの気筒（図示略）を備えた直列４気筒エンジンである。４つの気筒は、一方側から順に、第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒として並んでいる。各気筒には、２つの排気バルブ１Ａ（図１〜４参照）および２つの吸気バルブ１Ｂ（図５〜８参照）が設けられている。
【００２９】
本実施形態に係るエンジンのバルブ装置は、排気バルブ１Ａおよび吸気バルブ１Ｂと、排気バルブ１Ａに対応する排気側電磁石７および吸気バルブ１Ｂに対応する吸気側電磁石７と、排気側電磁石７に給電する排気側給電回路１７（図９（ａ）参照）および吸気側電磁石７に給電する吸気側給電回路１８（図９（ｂ）参照）と、排気側給電回路１７および吸気側給電回路１８を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit、制御部）１４（図９（ａ）（ｂ）参照）とを備えている。
【００３０】
以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００３１】
＜排気バルブ１Ａの構成＞
図１〜４に示されるように、排気バルブ１Ａは、軸部２と、傘部３と、鉄粉（磁性体）５とを有している。
【００３２】
軸部２は、上下方向に延びており、エンジンのシリンダヘッド８内に設けられた円筒状のステムガイド６により、上下方向に往復動作可能に支持されている。軸部２内には、軸部２の上端部付近から下端部に亘って延びる中空孔が形成されている。
【００３３】
傘部３は、上端部から下端部にかけて次第に拡径する円錐状に形成されており、その上端部が軸部２の下端部に一体に設けられている。傘部３内には、円錐状の中空孔が形成されている。この中空孔は、軸部２の中空孔と連通している。軸部２内の中空孔と傘部３内の中空孔により、軸部２から傘部３にかけて延びる中空部４が構成されている。
【００３４】
傘部３の側面下端部３ａは、閉弁時に、排気ポート９の上流側端部に位置するバルブシート１０に接触する。この接触の際に、傘部３に溜まった熱がバルブシート１０を介して放熱される。
【００３５】
軸部２および傘部３は、非磁性体、具体的にはニッケルをベースとしたニッケル合金から構成されている。ニッケルに添加される金属元素としては、例えば、鉄、クロム、ニオブ、モリブデン等を挙げることができる。ステムガイド６も、同様の素材で構成されている。
【００３６】
鉄粉５は、中空部４内に封入される磁性体である。鉄粉５は、中空部４内を流動可能となっている。
【００３７】
＜排気側電磁石７の構成＞
図１〜４に示されるように、排気側電磁石７は、ステムガイド６の周囲に巻き付けられたコイルにより構成されている。排気側電磁石７には、排気側給電回路１７（図９（ａ）参照）が接続されている。排気側給電回路１７により排気側電磁石７に通電すると、鉄粉５は、排気側電磁石７で発生した磁力により、排気側電磁石７に引き寄せられ、ステムガイド６の内側の位置に保持される（図１，２参照）。
【００３８】
一方、排気側電磁石７への通電を停止すると、排気バルブ１Ａの上下動に応じて、鉄粉５は中空部４内を流動し、中空部４内で拡散する。なお、鉄粉５は、重力の影響を受けるため、中空部４内で拡散した鉄粉５の濃度は、軸部２内よりも傘部３内の方で高くなる傾向がある。この傾向を考慮して、排気側電磁石７に通電されていない状態を示す図３，４では傘部３内にのみ鉄粉５を図示しているが、実際には軸部２内にも鉄粉５は拡散する。
【００３９】
＜排気側給電回路１７の構成＞
図９（ａ）に示されるように、排気側給電回路１７は、エンジンの４つの気筒のうち、外側の２気筒（第１気筒および第４気筒）に設けられた排気バルブ１Ａに対応する排気側電磁石７に共通する外側給電回路１７ａと、内側の２気筒（第２気筒および第３気筒）に設けられた排気バルブ１Ａに対応する排気側電磁石７に共通する内側給電回路１７ｂとを含む。
【００４０】
外側給電回路１７ａは、バッテリ１３と、第１気筒に対応する排気側電磁石７と、第４気筒に対応する排気側電磁石７と、スイッチ１２とが配線を介して直列に接続された構造となっている。
【００４１】
内側給電回路１７ｂは、バッテリ１３と、第２気筒に対応する排気側電磁石７と、第３気筒に対応する排気側電磁石７と、スイッチ１２とが配線を介して直列に接続された構造となっている。
【００４２】
外側給電回路１７ａおよび内側給電回路１７ｂにおいて、スイッチ１２は、ＥＣＵ１４から送られる制御信号に基づいてオンオフする。
【００４３】
＜ＥＣＵ１４の構成＞
ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等により構成されている。ＥＣＵ１４の入力端子には、クランク角センサ１５、アクセル開度センサ１６、および水温センサ１９が通信線を介して接続されている。クランク角センサ１５は、エンジンのクランクシャフトの回転角を検出するセンサである。アクセル開度センサ１６は、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出するセンサである。水温センサ１９は、シリンダヘッド８内の所定位置の冷却水温度を検出するセンサである。
【００４４】
ＥＣＵ１４の出力端子は、通信線を介してスイッチ１２に接続されている。ＥＣＵ１４は、クランク角センサ１５、アクセル開度センサ１６、および水温センサ１９から受けた信号に基づいて所定の演算を行い、スイッチ１２に対してそのオンオフを制御する制御信号を送信する。
【００４５】
＜吸気バルブ１Ｂの構成＞
図５〜８に示されるように、吸気バルブ１Ｂは、軸部２と、傘部３と、鉄粉（磁性体）５とを有している。吸気バルブ１Ｂの構成は、排気バルブ１Ａの構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
＜吸気側電磁石７の構成＞
図５〜８に示されるように、吸気側電磁石７は、ステムガイド６の周囲に巻き付けられたコイルにより構成されている。吸気側電磁石７には、吸気側給電回路１８（図９（ｂ）参照）が接続されている。吸気側給電回路１８により吸気側電磁石７に通電すると、鉄粉５は、吸気側電磁石７で発生した磁力により、吸気側電磁石７に引き寄せられ、ステムガイド６の内側の位置に保持される（図５，６参照）。
【００４７】
一方、吸気側電磁石７への通電を停止すると、吸気バルブ１Ｂの上下動に応じて、鉄粉５は中空部４内を流動し、中空部４内で拡散する。なお、図７，８では、排気バルブ１Ａと同様の理由で、傘部３内にのみ鉄粉５を図示しているが、実際には軸部２内にも鉄粉５は拡散する。
【００４８】
＜吸気側給電回路１８の構成＞
図９（ｂ）に示されるように、吸気側給電回路１８は、エンジンの４つの気筒のうち、外側の２気筒（第１気筒および第４気筒）に設けられた吸気バルブ１Ｂに対応する吸気側電磁石７に共通する外側給電回路１８ａと、内側の２気筒（第２気筒および第３気筒）に設けられた吸気バルブ１Ｂに対応する吸気側電磁石７に共通する内側給電回路１８ｂとを含む。
【００４９】
外側給電回路１８ａは、バッテリ１３と、第１気筒に対応する吸気側電磁石７と、第４気筒に対応する吸気側電磁石７と、スイッチ１２とが配線を介して直列に接続された構造となっている。
【００５０】
内側給電回路１８ｂは、バッテリ１３と、第２気筒に対応する吸気側電磁石７と、第３気筒に対応する吸気側電磁石７と、スイッチ１２とが配線を介して直列に接続された構造となっている。
【００５１】
外側給電回路１８ａおよび内側給電回路１８ｂにおいて、スイッチ１２は、ＥＣＵ１４から送られる制御信号に基づいてオンオフする。
【００５２】
次に、ＥＣＵ１４による排気側電磁石７および吸気側電磁石７の制御について、図１０，１１を参照しつつ説明する。
【００５３】
なお、図１０に示す破線Ｌ１は、エンジン始動時のエンジン回転数およびエンジン負荷（エンジンに発生する駆動トルク）を示す領域（下側）と、エンジン始動時以外のエンジン回転数およびエンジン負荷を示す領域（上側）との境界を示す線である。実線Ｌ２は、排気バルブ１Ａの耐久性の観点から、排気側電磁石７への通電をオンする領域（下側）と、排気側電磁石７への通電をオフする領域（上側）との境界を示す線である。実線Ｌ３は、吸気バルブ１Ｂの耐久性の観点から、吸気側電磁石７への通電をオンする領域（下側）と、吸気側電磁石７への通電をオフする領域（上側）との境界を示す線である。
【００５４】
図１０に示されるように、横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジン負荷とした場合に、破線Ｌ１、実線Ｌ２、および実線Ｌ３は、いずれも、一次関数的な右下がりの直線となっている。そして、破線Ｌ１、実線Ｌ２、実線Ｌ３は、この順で次第に、エンジン回転数およびエンジン負荷が大きくなっている。
【００５５】
図１１のフローチャートに示されるように、まず、ＥＣＵ１４は、クランク角センサ１５、アクセル開度センサ１６、および水温センサ１９から検出値を示す信号を入力する（ステップＳ１）。
【００５６】
次いで、ＥＣＵ１４は、クランク角センサ１５から入力した検出値に基づいて、エンジンの回転数を算出する（ステップＳ２）。
【００５７】
次いで、ＥＣＵ１４は、アクセル開度センサ１６から入力した検出値に基づいて、エンジンにかかる負荷を算出する（ステップＳ３）。
【００５８】
次いで、ＥＣＵ１４は、水温センサ１９から入力した検出値に基づいて、エンジンが暖機完了前の冷間状態にあるか、或いは暖機完了後の温間状態にあるかを判断する（ステップＳ４）。
【００５９】
ＥＣＵ１４は、ステップＳ４において、エンジンが冷間状態（冷間始動時）にあると判断した場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、図１０の破線Ｌ１の下側の領域に示すように、排気側電磁石７および吸気側電磁石７に通電（スイッチ１２をオン）する制御を行う（ステップＳ５）。
【００６０】
ステップＳ５の制御を行うことにより、排気バルブ１Ａの中空部４内の鉄粉５が排気側電磁石７に引き寄せられ、ステムガイド６の内側の位置に保持される（図１，２参照）。また、吸気バルブ１Ｂの中空部４内の鉄粉５が吸気側電磁石７に引き寄せられ、ステムガイド６の内側の位置に保持される（図５，６参照）。これにより、排気バルブ１Ａおよび吸気バルブ１Ｂにおいて、鉄粉５が傘部３内にほぼ存在しない状態となり、傘部３内に空気による断熱層が形成される結果、燃焼室内の熱が傘部３およびバルブシート６を通じて放熱されにくくなる。これにより、冷間始動時における傘部３およびバルブシート６を通じた放熱（熱損失）が抑制され、燃焼室内を速やかに昇温させて、燃料を完全燃焼させることができる。
【００６１】
一方、ＥＣＵ１４は、ステップＳ４においてエンジンが温間状態であると判断した場合には（ステップＳ４でＮＯ）、エンジン回転数とエンジン負荷の関係が図１０に示す破線Ｌ１より下側の領域にあるかどうかを判断する（ステップＳ６）。
【００６２】
ＥＣＵ１４は、ステップＳ６においてＹＥＳと判断をした場合（温間始動時）には、排気側電磁石７に通電（スイッチ１２をオン）するとともに、吸気側電磁石７に通電しない（スイッチ１２をオフ）制御を行う（ステップＳ７）。
【００６３】
ステップＳ７の制御を行うことにより、排気バルブ１Ａの中空部４内の鉄粉５が排気側電磁石７に引き寄せられ、ステムガイド６の内側の位置に保持される（図１，２参照）。一方、吸気バルブ１Ｂの中空部４内の鉄粉５は中空部４全体に拡散する（図７，８参照）。
【００６４】
これにより、排気バルブ１Ａにおいて、鉄粉５が傘部３内にほぼ存在しない状態となるので、燃焼室内の熱が傘部３およびバルブシート６を通じて放熱されにくくなる。また、吸気バルブ１Ｂの往復動作に伴い、吸気バルブ１Ｂ内の鉄粉５が中空部４内全体に拡散することで、排気バルブ１Ａ全体としての熱伝導率が向上し、その結果、傘部３、鉄粉５、およびバルブシート１０を通じて吸気バルブ１Ｂに溜まった熱が、吸気ポート１１から導入された吸気に効率よく伝達される。
【００６５】
従って、温間始動時に、吸気バルブ１Ｂにより吸気を効率よく温めるとともに、排気バルブ１Ａの傘部３およびバルブシート１０を通じた放熱を抑えて、燃焼室内を適温に制御し、燃料を適切に燃焼させることができる。
【００６６】
ＥＣＵ１４は、ステップＳ６でＮＯの判断をした場合には、エンジン回転数とエンジン負荷の関係が図１０に示す実線Ｌ２より下側の領域にあるかどうかを判断する（ステップＳ８）。
【００６７】
ＥＣＵ１４は、ステップＳ８でＹＥＳの判断をした場合には、図１０の実線Ｌ２の下側の領域に示すように、排気側電磁石７および吸気側電磁石７に通電（スイッチ１２をオン）する制御を行う（ステップＳ９）。
【００６８】
ステップＳ９の制御を行うことにより、排気バルブ１Ａおよび吸気バルブ１Ｂにおいて、傘部３およびバルブシート６を通じた放熱が抑制され、燃料を適切に燃焼させることができる。
【００６９】
ＥＣＵ１４は、ステップＳ８でＮＯの判断をした場合には、エンジン回転数とエンジン負荷の関係が図１０に示す実線Ｌ３より下側の領域にあるかどうかを判断する（ステップＳ１０）。
【００７０】
ＥＣＵ１４は、ステップＳ１０でＹＥＳの判断をした場合には、図１０の実線Ｌ３の下側の領域に示すように、排気側電磁石７の通電を停止し（スイッチ１２をオフ）、吸気側電磁石７に通電（スイッチ１２をオン）する制御を行う（ステップＳ１１）。
【００７１】
ステップＳ１１の制御を行うことにより、吸気バルブ１Ｂの中空部４内の鉄粉５が吸気側電磁石７に引き寄せられ、ステムガイド６の内側の位置に保持される（図５，６参照）。一方、排気バルブ１Ａの中空部４内の鉄粉５が中空部４全体に拡散する（図３，４参照）。
【００７２】
これにより、吸気バルブ１Ｂにおいて、鉄粉５が傘部３内にほぼ存在しない状態となり、傘部３内に空気による断熱層が形成される結果、燃焼室内の熱が傘部３およびバルブシート６を通じて放熱されにくくなる。また、排気バルブ１Ａの往復動作に伴い、排気バルブ１Ａ内の鉄粉５が中空部４内全体に拡散することで、排気バルブ１Ａ全体としての熱伝導率が向上し、その結果、傘部３、鉄粉５、およびバルブシート１０を通じて排気バルブ１Ａに溜まった熱が放熱される。
【００７３】
従って、排気バルブ１Ａの過熱による破損を防止するとともに、吸気バルブ１Ｂを通じた放熱を抑えて、燃焼室内を適温に制御し、燃料を適切に燃焼させることができる。
【００７４】
ＥＣＵ１４は、ステップＳ１０でＮＯの判断をした場合には、図１０の実線Ｌ３の上側の領域に示すように、排気側電磁石７および吸気側電磁石７の通電を停止（スイッチ１２をオフ）する制御を行う（ステップＳ１２）。
【００７５】
ステップＳ１２の制御を行うことにより、排気バルブ１Ａの中空部４内の鉄粉５が中空部４全体に拡散する（図３，４参照）。また、吸気バルブ１Ｂの中空部４内の鉄粉５が中空部４全体に拡散する（図７，８参照）。
【００７６】
これにより、排気バルブ１Ａの往復動作に伴い、排気バルブ１Ａ内の鉄粉５が中空部４内全体に拡散するため、傘部３、鉄粉５、およびバルブシート１０を通じて排気バルブ１Ａに溜まった熱が、バルブシート１０を介して放熱される。同様に、吸気バルブ１Ｂに溜まった熱が、吸気バルブ１Ｂの傘部３、鉄粉５、およびバルブシート１０を介して放熱される。
【００７７】
従って、排気バルブ１Ａおよび吸気バルブ１Ｂの過熱による破損を防止することができる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態によれば、排気側電磁石７に通電していない状態では、排気バルブ１Ａの往復動作に伴い鉄粉５が中空部４内全体に拡散するため、傘部３、鉄粉５、およびバルブシート１０を通じて燃焼室内の熱が効率よく放熱される。
【００７９】
一方、排気側電磁石７に通電した状態では、中空部４内の鉄粉５が排気側電磁石７に引き寄せられ、ステムガイド６の内側の位置に保持される。これにより、鉄粉５が傘部３内にほぼ存在しない状態となるので、燃焼室内の熱が傘部３およびバルブシート１０を通じて放熱されにくくなる。
【００８０】
つまり、排気側電磁石７の通電をオンオフすることで、排気バルブ１Ａの伝熱性を任意に制御することができる。そのため、例えばエンジンの冷間始動時に排気側電磁石７に通電することにより、冷間始動時における傘部３およびバルブシート１０を通じた放熱を抑制することができ、燃焼室内を速やかに昇温させて、燃料を完全燃焼させることができる。また、例えばエンジンが高回転高負荷状態のときに排気側電磁石７の通電をしないことにより、傘部３およびバルブシート１０を通じた放熱を促進することができ、排気バルブ１Ａおよびバルブシート１０の過熱による破損を防止して、エンジンの耐久性を向上させることができる。吸気バルブ１Ｂについても同様である。
【００８１】
また、本実施形態においては、ＥＣＵ１４は、吸気側電磁石７への通電および排気側電磁石７への通電を個別に制御するので、吸気バルブ１Ｂの放熱効率および排気バルブ１Ａの放熱効率を、個別に制御することができる。
【００８２】
また、本実施形態においては、ＥＣＵ１４は、エンジンの冷間始動時に、吸気側電磁石７および排気側電磁石７への通電をする制御を行うので、吸気バルブ１Ｂの放熱効率および排気バルブ１Ａの放熱効率を低下させることにより、燃焼室内を速やかに昇温させて、燃料を確実に完全燃焼させることができる。
【００８３】
また、本実施形態においては、ＥＣＵ１４は、エンジンの温間始動時に、吸気側電磁石７への通電をしない一方、排気側電磁石７への通電をする制御を行うので、吸気バルブ１Ｂの熱を吸気に効率よく与えて吸気の温度を高める一方、排気バルブ１Ａの放熱効率を低下させることにより、燃焼室内の吸気温度を適温に制御して、燃料を適切に燃焼させることができる。
【００８４】
また、本実施形態においては、排気側の外側給電回路１７ａは、４つの排気バルブ１Ａ（第１気筒の２つの排気バルブ１Ａおよび第４気筒の２つの排気バルブ１Ａ）に対応する排気側電磁石７に共通する共通給電回路となっている。また、排気側の内側給電回路１７ｂは、４つの排気バルブ１Ａ（第２気筒の２つの排気バルブ１Ａおよび第３気筒の２つの排気バルブ１Ａ）に対応する排気側電磁石７に共通する共通給電回路となっている。従って、給電回路の共通化を図ることにより、給電回路全体を簡素化してコンパクトに構成することができる。吸気側においても同様である。
【００８５】
また、本実施形態においては、ＥＣＵ１４は、外側給電回路１７ａと内側給電回路１７ｂとを個別に制御する。内側の２気筒は、外側の２気筒と比べて熱が蓄積されやすく、燃焼温度が高くなりやすいため、外側給電回路１７ａと内側給電回路１７ｂとを個別に制御することにより、各排気バルブ１Ａの温度を適切に制御することができる。吸気側についても同様である。
【００８６】
なお、上記実施形態では、中空部４内に鉄粉５を封入しているが、これに限られない。例えば、中空部４内には、磁性流体、或いは永久磁石の粉や粒を封入してもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、ＥＣＵ１４が、クランク角センサ１５、アクセル開度センサ１６、および水温センサ１９の検出値に基づいて、スイッチ１２をオンオフ制御しているが、これに限られない。例えば、シリンダヘッド８内において、各給電回路１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８の配線に、温度に感応してオンオフする温度スイッチ（例えばサーミスタ）を接続してもよい。この場合には、シリンダヘッド８内の温度（例えば冷却水路中の冷却水温度）に基づいて温度スイッチをオンオフすることにより、各電磁石７への通電を制御することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１Ａ  排気バルブ（中空バルブ）
１Ｂ  吸気バルブ（中空バルブ）
２  軸部
３  傘部
４  中空部
５  鉄粉（磁性体）
６  ステムガイド
７  排気側電磁石、吸気側電磁石
８  シリンダヘッド
９  排気ポート
１０  バルブシート
１１  吸気ポート
１２  スイッチ
１３  バッテリ
１４  ＥＣＵ
１５  クランク角センサ
１６  アクセル開度センサ
１７  排気側給電回路
１７ａ  排気側の外側給電回路
１７ｂ  排気側の内側給電回路
１８  吸気側給電回路
１８ａ  吸気側の外側給電回路
１８ｂ  吸気側の内側給電回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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