内燃机的点火装置制造方法及图纸

提供一种内燃机的点火装置，所述点火装置具备：火花塞，其具有面向内燃机的燃烧室的排气口附近的放电部；驱动部，其通过对火花塞施加驱动电压来使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电；以及电子控制单元，其在排气净化催化剂处于预热状态的情况下，在第一预定期间从驱动部向火花塞施加驱动电压，由此使得在放电部发生非平衡等离子体放电，所述第一预定期间是自排气门开始打开起的预定期间、并且是发生排气的自由排气现象的期间。

【技术实现步骤摘要】
内燃机的点火装置
本专利技术涉及内燃机的点火装置，尤其涉及内燃机的能够产生非平衡等离子体的点火装置。
技术介绍
已知有如下装置，该装置具备安装成放电电极面向燃烧室的中心的中心火花塞和安装成放电电极面向燃烧室的周缘的环状火花塞，在排气净化催化剂的预热期间，除了为了在压缩上止点附近对混合气进行点火而从中心火花塞放电以外，还为了在排气上止点附近对未燃燃料进行点火而从环状火花塞放电(例如，参照日本特开2010-138750)。
技术实现思路
所述的相关技术是基于如下见解的技术：通过排气冲程中的活塞将附着在汽缸孔壁面的未燃燃料引向上方，被引向上方的未燃燃料在排气上止点附近被引导至燃烧室的周缘。然而，在活塞位于排气上止点附近时，残留在燃烧室内的气体的量变少，所以与之相应地残留氧气量也变少。尤其是，通过将未燃燃料引导至燃烧室的周缘，使得环状火花塞附近容易成为燃料过浓的状态。结果，即使从环状火花塞放电，也可能不发生未燃燃料的反应。在上述的情况下，未燃燃料即使在排气净化催化剂中也可能会未被净化便向大气中排出。本专利技术提供如下内燃机的点火装置，在排气净化催化剂处于预热状态的情况下，该内燃机的点火装置能够有效地减少向大气中排出的未燃燃料，并且也能够促进排气净化催化剂的预热。在本专利技术中，在排气净化催化剂的预热期间，在量较多的已燃气体通过火花塞的放电部时，通过所述火花塞产生非平衡等离子体，由此将已燃气体中的未燃燃料改性为容易发生氧化反应的性质。本专利技术的技术方案的内燃机的点火装置应用于具备配置在排气通路的排气净化催化剂的内燃机。所述点火装置具备：火花塞，其具有面向所述内燃机的燃烧室的排气口附近的放电部；驱动部，其通过对所述火花塞施加驱动电压来使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电；以及电子控制单元，其在所述排气净化催化剂处于预热状态的情况下，在第一预定期间从所述驱动部向所述火花塞施加驱动电压，由此使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电，所述第一预定期间是自排气门开始打开起的预定期间、并且是发生排气的自由排气现象的期间。在内燃机的运转期间，当排气门开始打开时，混合气的已燃气体从汽缸内向排气口流出。在此，从排气门开始打开到结束关闭为止的期间(开阀期间)中的自排气门开始打开起的预定期间中，在汽缸内大量地存在较高温且较高压的已燃气体，所以汽缸内的压力比排气口内的压力大，并且所述汽缸内与排气口内的压力差变大。因此，在排气门刚开始打开之后会发生汽缸内的已燃气体迅猛地向排气口流出这一所谓的自由排气现象。在发生上述那样的自由排气现象的期间(第一预定期间)中，量较多的已燃气体通过配置在排气口附近的放电部。在本专利技术的内燃机的点火装置中，在排气净化催化剂处于预热状态的情况下，在所述第一预定期间从所述驱动部向所述火花塞施加驱动电压，由此使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电。在前述的情况下，通过非平衡等离子体放电而生成的较高能量的电子与通过所述放电部附近的大量的已燃气体发生碰撞，由此大量地生成像OH自由基等那样反应能力较强的活性种。结果，像上述那样生成的活性种容易与已燃气体中的未燃燃料(烃)反应。当所述活性种与已燃气体中的未燃燃料反应时，所述未燃燃料被改性为容易发生氧化反应的不饱和烃(例如烯烃)等。因为像上述那样被改性的未燃燃料的至少一部分在比排气净化催化剂靠上游的排气通路被氧化，所以排气中的未燃燃料的量减少。在未燃燃料被氧化时产生反应热，由此提高了向排气净化催化剂流入的排气的温度。结果，能够有效地减少排气中的未燃燃料的量，并且能够促进排气净化催化剂的预热。另一方面，虽然在比排气净化催化剂靠上游的排气通路未被氧化的未燃燃料流入预热中的排气净化催化剂，但因为所述未燃燃料的性质被改性为容易发生氧化反应的性质，所以即使利用预热中的排气净化催化剂也容易将所述未燃燃料氧化。也能够利用在排气净化催化剂中未燃燃料被氧化时的反应热来促进排气净化催化剂的预热。因此，根据本专利技术的技术方案，在排气净化催化剂处于预热状态的情况下，能够有效地减少向大气中排出的未燃燃料，并且更进一步地促进排气净化催化剂的预热。在此，当因所述自由排气现象而汽缸内的已燃气体迅猛地向排气口排出时，汽缸内的压力降低。尤其是，在从所述自由排气现象结束(所述第一预定期间终止)到排气冲程的大致一半为止的期间，活塞位于靠近下止点的位置，由此导致汽缸内的容积变得较大，所以汽缸内的压力容易降低。在前述那样的状态下，当由于其他汽缸的自由排气现象等而产生的正压波作用于所述汽缸的排气口时，排气口内的压力变得比汽缸内的压力大，排气有可能从排气口向汽缸内回流。像前述那样向汽缸内回流的排气因排气冲程的后半部分的活塞的动作而再次向排气口排出。在此，从排气口向汽缸内回流的排气的至少一部分通过所述火花塞的放电部。因此，在排气从排气口向汽缸内回流的期间中，当在所述火花塞的放电部发生非平衡等离子体放电时，能够将所述排气所包含的未燃燃料改性为容易发生氧化反应的性质。在本专利技术的技术方案中，也可以是，在所述排气净化催化剂处于预热状态的情况下，所述电子控制单元除所述第一预定期间以外，还在第二预定期间从所述驱动部向所述火花塞施加驱动电压，由此使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电，所述第二预定期间是从所述第一预定期间的结束后到排气冲程的大致一半为止的一部分的期间、并且是从所述燃烧室向所述排气口排出的气体向所述燃烧室回流的期间。根据本专利技术的技术方案，在每一循环中，在所述第一预定期间和所述第二预定期间这两个期间中，能够对已燃气体中的未燃燃料进行改性，因此能够更可靠地减少向大气中排出的未燃燃料，并且能够更进一步地促进排气净化催化剂的预热。在此，本专利技术的技术方案涉及的火花塞也可以与用于在压缩上止点的附近对混合气进行点火的火花塞分开设置，但期望是，用于对所述混合气进行点火的火花塞与本专利技术的技术方案涉及的火花塞通过一个火花塞来兼用。在前述的情况下，不需要设置两个点火装置，所以能够进一步抑制车载性能的恶化、部件数量的增加。在本专利技术的技术方案涉及的火花塞与用于对混合气进行点火的火花塞通过一个火花塞来兼用的情况下，混合气的点火也可以利用非平衡等离子体放电来进行，或者是，混合气的点火也可以利用热等离子体来进行。在利用热等离子体来进行混合气的点火的情况下，以能够在混合气的点火和未燃燃料的改性中切换放电方式的方式构成火花塞和/或驱动部即可。也可以是，关于本专利技术的技术方案中的内燃机的点火装置，所述内燃机具备检测所述内燃机的曲轴位置的检测部。也可以是，在由所述检测部检测出的曲轴位置属于所述第二预定期间时，所述电子控制单元使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电。也可以是，关于本专利技术的技术方案中的内燃机的点火装置，所述内燃机具备检测所述内燃机的曲轴位置的检测部。也可以是，在由所述检测部检测出的曲轴位置属于所述第一预定期间时，所述电子控制单元使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电。在本专利技术的技术方案中，也可以是，所述电子控制单元基于所述内燃机的转速和主点火正时来导出所述第一预定期间和所述第二预定期间。根据本专利技术的技术方案涉及的内燃机的点火装置，在排气净化催化剂处于预热状态的情况下，能够有效地减少向大气中排出的未燃燃料，并且能够更进一步地促进排气净化催化剂的预热。附图说明以下将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机的点火装置，所述内燃机具备配置在排气通路的排气净化催化剂，所述点火装置的特征在于，具备：火花塞，其具有面向所述内燃机的燃烧室的排气口附近的放电部；驱动部，其通过对所述火花塞施加驱动电压来使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电；以及电子控制单元，其在所述排气净化催化剂处于预热状态的情况下，在第一预定期间从所述驱动部向所述火花塞施加驱动电压，由此使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电，所述第一预定期间是自排气门开始打开起的预定期间、并且是发生排气的自由排气现象的期间。

【技术特征摘要】
2017.02.17 JP 2017-0278011.一种内燃机的点火装置，所述内燃机具备配置在排气通路的排气净化催化剂，所述点火装置的特征在于，具备：火花塞，其具有面向所述内燃机的燃烧室的排气口附近的放电部；驱动部，其通过对所述火花塞施加驱动电压来使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电；以及电子控制单元，其在所述排气净化催化剂处于预热状态的情况下，在第一预定期间从所述驱动部向所述火花塞施加驱动电压，由此使得在所述放电部发生非平衡等离子体放电，所述第一预定期间是自排气门开始打开起的预定期间、并且是发生排气的自由排气现象的期间。2.根据权利要求1所述的内燃机的点火装置，其特征在于，在所述排气净化催化剂处于预热状态的情况下，所述电子控制单元除所述第一预定期间以外，还在第二预定期间从所述驱动部向所述火花塞施加驱动电压，由此...

【专利技术属性】
技术研发人员：冢越崇博，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP