本发明涉及具备点火装置的发动机。
背景技术：
以往，众所周知：将火花塞配设于发动机的燃烧室，将由点火线圈产生的电压施加给由中心电极与接地电极构成的电极部，在该电极部的放电区域进行电弧放电，由此对供给到发动机的燃烧室的混合气体进行点火。
例如，在专利文献1中，公开了如下点火装置：具备由主高压电极以及主接地电极构成的主电极；以及由辅助高压电极以及辅助接地电极构成的辅助电极。在专利文献1的点火装置中，将与电池连接的次级线圈的高压电压施加给辅助电极，并经过一定时间之后切换开关，从而将高压电压施加给主电极而使火花放电产生。
另外，在专利文献2中，公开了如下点火装置：在火花放电产生装置中，为了通过利用示波器的波形观测手段来简易算出放电能量，将放电电压波形观测用端子设置于放电电极的一方，将放电电流波形观测用的电阻(r3)设置于所述放电电极的另一方。
专利文献
专利文献1:日本特开2007-032349号公报
专利文献2:日本特开2005-185027号公报
技术实现要素：
在上述的专利文献1、2所公开的现有的点火装置中，接地电极与地线(gnd)始终连接，接地电极侧的电压大致维持为0v。在这种结构的情况下，存在如下问题：为了使火花放电产生而所需的主电极、或者辅助电极的电压变得比较大，从而使火花放电产生所需的电压变得比较大，在产生火花放电时，大电流流过，各电极容易发生劣化。
为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种发动机，其具备点火装置，在所述发动机中，所述点火装置具备：中心电极；接地电极，该接地电极与所述中心电极对应地设置，并与地线连接；以及电位上升促进部，该电位上升促进部配置在所述地线与所述接地电极之间。
可以为：所述电位上升促进部具备：电源，与所述中心电极对应地设置的所述接地电极借助第1开关而与该电源供连接；以及控制部，该控制部使所述点火装置产生火花放电，所述接地电极借助第2开关而与地线连接，所述控制部实施如下电位上升控制：在将所述第2开关断开的状态下，将所述第1开关接通而将所述接地电极与所述电源连接，使所述接地电极的电位上升，在实施了所述电位上升控制之后使所述接地电极的电位上升的状态下，在所述中心电极与接地电极之间施加电压而使火花放电产生。
可以构成为：所述控制部在为了实施所述电位上升控制而将所述第1开关接通之后，在使火花放电产生之前，将所述第1开关从接通变为断开。
另外，可以构成为：所述控制部在为了实施所述电位上升控制而将所述第1开关接通的状态下，使火花放电产生。
此外，可以为：所述控制部在使火花放电产生之后，在所述第1开关断开的状态下，将所述第2开关接通规定时间。
可以为：所述电位上升促进部是设置在所述地线与所述接地电极之间的响应延迟生成部，具备：与所述中心电极对应地设置并与地线连接的接地电极。
所述响应延迟生成部备绕组部。
可以构成为：所述发动机还具备包含安装孔的汽缸盖，该安装孔用于安装具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞，所述火花塞具有导电性的外壳，所述接地电极形成于该外壳，所述火花塞借助绝缘体而安装于所述安装孔，所述外壳与所述汽缸盖借助所述响应延迟生成部而进行连接。所述响应延迟生成部可以形成为将所述火花塞安装于所述安装孔时的垫片。
可以构成为：所述发动机还具备包含安装孔的汽缸盖，该安装孔用于安装具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞，所述响应延迟生成部具备：电阻器；以及配置在所述电阻器与所述汽缸盖之间的绕组部，所述火花塞具有导电性的外壳，所述接地电极形成于该外壳，并借助所述电阻器而安装于所述安装孔。
可以构成为：所述发动机还具备包含安装孔的汽缸盖，该安装孔用于安装具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞，具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞具备导电性的外壳，所述接地电极形成于该外壳，所述响应延迟生成部配置在所述外壳与所述安装孔之间。
可以构成为：所述发动机还具备包含安装孔的汽缸盖，该安装孔用于安装具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞，所述火花塞具有导电性的外壳，所述接地电极形成于该外壳，并且该外壳安装于所述安装孔，所述接地电极借助所述响应延迟生成部而与所述外壳连接。
可以构成为：所述发动机还具备包含安装孔的汽缸盖，该安装孔用于安装具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞，所述火花塞具有外壳，并借助所述外壳而安装于所述安装孔，该外壳与所述中心电极以及所述接地电极绝缘，所述接地电极的端子与所述汽缸盖借助所述响应延迟生成部而进行连接。
发明的效果
本发明的发动机具备点火装置。该点火装置具备：中心电极；接地电极，该接地电极与所述中心电极对应地设置，并与地线连接；以及电位上升促进部，该电位上升促进部配置在所述地线与所述接地电极之间。根据这种结构，通过使接地电极侧的电位上升，能够在火花放电产生之前，加强由中心电极与接地电极形成的放电区域的电场。其结果，能够抑制火花放电开始时的电压，能够抑制由中心电极与接地电极构成的电极部的劣化。
本发明的发动机的电位上升促进部可以具备电源与控制部。在所述电源借助第1开关而连接有与所述中心电极对应地设置的接地电极。所述接地电极经由第2开关而与地线连接。与借助第2开关而与地线连接的接地电极，所述控制部实施如下电位上升控制：在将第2开关断开的状态下，将第1开关接通而将接地电极与电源连接，使接地电极的电位上升，在实施了电位上升控制之后使接地电极的电位上升的状态下，在中心电极与接地电极之间施加电压而使火花放电产生。根据这种结构，能够在火花放电产生之前，加强由中心电极与接地电极形成的放电区域的电场。其结果，能够抑制由中心电极与接地电极构成的电极部的劣化。
本发明的发动机的电位上升促进部可以具备：中心电极、接地电极、以及响应延迟生成部。所述接地电极与所述中心电极对应地设置，并与地线连接。所述响应延迟生成部设置在所述地线与所述接地电极之间。由此，能够在火花点火之前，加强由中心电极与接地电极形成的放电区域的电场，能够降低用于产生火花的电压。其结果，能够抑制由中心电极与接地电极构成的电极部的劣化。另外，由于加强了进行火花放电之前的电极部的电场，因此，能够促进对混合气体进行点火时的初始火炎核的形成而缩短燃烧时间。
附图说明
图1是本发明的第1实施例所涉及的发动机的示意图。
图2是表示配设于图1所示的发动机的点火装置的简要结构的框图。
图3是表示第1实施例的点火控制中的次级电压、第1开关以及第2开关的变化的时序图。
图4是表示第2实施例的点火控制中的次级电压、第1开关以及第2开关的变化的时序图。
图5是表示利用第1实施例、第2实施例以及现有技术分别对混合气体进行点火的情况下的压力变化履历的图。
图6是具备第3实施例所涉及的点火装置的发动机的示意图。
图7是表示配设于图6所示的发动机的点火装置的简要结构的框图。
图8是表示图7所示的点火装置的响应延迟生成部的电路例的图。
图9是表示利用以往以及各实施例的点火装置来实施点火控制时的中心电极侧电压、接地电极侧电压、电流的时序图。
图10是表示火花塞以及火花塞的安装构造的其它实施例的图。
图11是表示利用第3实施例以及现有技术将混合气体进行点火的情况下的压力变化履历的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对基于本发明而构成的发动机的第1实施例详细地进行说明。
(第1实施例)
在图1中，示意性地表示配设有点火装置200的发动机100的结构。气体发动机100例如为将从管路供给的城市燃气作为燃料的发动机。发动机100是朝后述的燃烧室m供给燃料气体g与空气的混合气体并利用火花塞230进行点火的形式的发动机。
发动机100具备：发动机主体部10；进气系统20；排气系统30；以及包含作为控制部的ecu(enginecontrolunit)50及火花塞230的点火装置200。火花塞230具有中心电极231与接地电极232。
发动机主体部10由汽缸盖70与汽缸体80等构成。发动机主体部10具备多个汽缸11。在图1中，仅示出多个汽缸11中的1个汽缸。各汽缸11通过进气系统20被连通，并且通过排气系统30被连通。进气系统20由形成于汽缸盖70的进气口21、与进气歧管22构成。排气系统30由排气口31、与排气歧管32构成。
在进气歧管22上设置有气体喷射器42。在进气系统20的上游侧，配设有中间冷却器、主节气门以及增压器的压缩机等(省略图示。)。在排气系统30中的排气歧管32的下游侧，配设有增压器的涡轮等(省略图示。)。
ecu50具有如下功能：对点火装置200实施后述的点火控制，并且对主节气门等进行控制以便作为空气流量的进气歧管压力成为目标进气歧管压力，并对发动机100整体进行控制。
参照图1，进一步对汽缸盖70的结构进行说明。
汽缸盖70配设于汽缸体80的上部。在汽缸盖70上设置有进气阀71、排气阀72、以及面向后述的燃烧室m的火花塞230。
在汽缸11的缸体12中以能够滑动的方式收纳有活塞p。由汽缸11的缸体12的内壁、汽缸盖70的下表面以及活塞p的顶部来形成燃烧室m。
在进气歧管22上，借助气体喷射器42而连接有燃料供给管41，并且配设有进气歧管压力传感器54。在燃料供给管41上，配设有对燃料气体压力进行检测的燃料气体压力传感器55、与燃料气体压力调整器56。
发动机100还配设有对发动机转速ne进行检测的发动机转速传感器51、对发动机输出w进行检测的发动机输出传感器52。发动机转速传感器51以及发动机输出传感器52与气体喷射器42、燃料气体压力传感器55以及燃料气体压力调整器56一起连接于ecu50。此外，还可以在ecu50上连接有各种传感器、装置而不限定于上述的传感器、装置。
在ecu50中设定有燃料喷射量图。燃料喷射量图给出了发动机转速ne、发动机输出w以及作为燃料流量的指令燃料喷射量q之间的相关性，针对发动机转速ne以及发动机输出w来确定指令燃料喷射量q。ecu50基于指令燃料喷射量q来控制气体喷射器42。
在ecu50中还设定有目标进气歧管压力图。目标进气歧管压力图给出了发动机转速ne、发动机输出w以及目标进气歧管压力pi之间的相关性，针对发动机转速ne以及发动机输出w来确定目标进气歧管压力pi。ecu50对主节气门进行控制，以便进气歧管压力成为目标进气歧管压力pi。
通过采用如上述那样的结构，ecu50对燃料气体压力调整器56、气体喷射器42以及主节气门等进行控制，朝进气歧管22供给将燃料气体g与空气混合而得到的混合气体。混合气体经由进气歧管22而供给到燃烧室m，并利用火花塞230点火。
除了图1以外，还参照图2，进一步对点火装置200进行说明。
点火装置200构成为：包含上述的ecu50与火花塞230。
火花塞230配设于汽缸11。
如图2所示，点火装置200具备：由初级线圈241、次级线圈242及芯243构成的点火线圈；以及点火器244。初级线圈241卷绕于芯243。初级线圈241的一端部与电源245连接，初级线圈241的另一端部与点火器244连接。次级线圈242卷绕于芯243。次级线圈242的一端部与初级线圈241连接，次级线圈242的另一端部与中心电极231的端子231a连接。
点火器244例如由晶体管构成，通过来自上述的ecu50的通电信号而切换从电源245对初级线圈241的电力的供给、供给停止。此外，上述的高电压施加部240是作为对火花塞施加电压的电路而广为人知的电路，能够想象各种变形例。例如，在本实施例中，由晶体管构成点火器244，但并不限定于此，也能够由点(接点)式的配电器(分配器)等进行置换。
点火装置200还具备：电源251、第1开关252以及第2开关253。火花塞200的接地电极232借助第1开关252而与电源251连接。第1开关252进行电源251与接地电极232的连接以及切断。接地电极232借助第2开关253而与gnd连接。第2开关253进行接地电极232与gnd的连接以及切断。第1开关252以及第2开关253优选能够进行高速响应并与高电压对应。第1开关252以及第2开关253通过来自ecu50的指示信号而动作，在预先规定的适当时刻被控制。利用与上述的中心电极231对应地设置的接地电极232借助第1开关252所连接的电源251、与作为使点火装置200产生火花放电的控制部而配设的ecu50，来构成电位上升促进部。通过利用该电位上升促进部使接地电极侧的电位上升，能够在火花放电产生之前，加强由中心电极与接地电极形成的放电区域的电场。
如图1所示，火花塞230具备螺纹部233。螺纹部233是为了将火花塞230安装于形成在汽缸盖70的安装孔73而使用的。
以下，参照图3，对在上述的点火装置200中实施的点火控制进行说明。此外，图3的(a)表示来自点火线圈的次级电压的变化，图3的(b)表示第1开关252的接通/断开状态，图3的(c)表示第2开关253的接通/断开状态。
在利用火花塞230使火花放电产生时，ecu50实施接地电极232的电位上升控制。具体而言，首先，如图3的(b)所示，在将第2开关253断开的状态下，通过来自ecu50的指示信号，将接地电极电压施加部250的第1开关252接通规定的时间。然后，在对火花塞230施加电压而引起火花放电之前，将第1开关252断开(参照图3的(b)。)。这样，对接地电极232实施电位上升控制，而维持由中心电极231与接地电极232形成的电场被加强的状态。
与上述的电位上升控制并行地，在考虑了由发动机的运转状态确定的点火正时的时刻，从ecu50朝点火器244发送通电信号。据此，从电源245朝初级线圈241供给电流，而在芯243的周围形成磁场。如上所述，即使在第1开关252被断开之后，由中心电极231与接地电极232形成的电场被加强的状态也在持续。在该状态下，ecu50将针对点火器244的通电信号断开。据此，从电源245对初级线圈241的通电被停止。通过停止对初级线圈241通电，由于互感作用而在次级线圈242侧产生电动势，如图3的(a)所示那样产生负极性的次级电压。在图3中用st表示该次级电压产生的时刻。而且，通过该次级电压，而对形成在中心电极231与接地电极232之间的放电区域施加电压，在图3中用bd表示的时刻产生火花放电，在燃烧室m中被压缩后的混合气体被点火。在火花放电产生之后，通过将第2开关253接通规定时间(参照图3的(c)。)，将接地电极232与gnd连接，使接地电极232的电位成为初始状态(0v)。将第2开关253接通的时间例如预先存储于ecu50。虽未特别限定，但将第2开关253接通的时间能够为1～10msec。将这样的点火控制与各汽缸11的点火时刻相配合地反复实施。
在本实施例中，在利用火花塞230产生火花放电之前，预先实施使接地电极232的电位上升的电位上升控制，而加强形成在中心电极231与接地电极232之间的放电区域的电场。据此，与现有技术相比，能够降低用于在火花塞230中产生火花放电的次级电压，其结果，能够抑制中心电极231以及接地电极232的劣化。
本发明并不限定于上述的第1实施例所示的结构，能够想象各种变形例。以下对第2实施例进行说明。
(第2实施例)
第2实施例在使用图1以及图2所示的发动机100和点火装置200的结构这点上，与第1实施例是共通的，关于共通点省略其说明。在第2实施例中，从ecu50针对第1开关252、第2开关253的指示信号的时刻不同于第1实施例。在此，参照图2以及图4，主要对与第1实施例的不同点进行说明。
在第2实施例中，在对火花塞230施加高电压时，首先，通过来自ecu50的指示信号，将第1开关252接通，并维持该接通状态，从而实施将接地电极232的电位维持得较高的电位上升控制(参照图4的(b)。)。此时，第2开关253变为断开状态。据此，成为如下状态：由中心电极231与接地电极232形成的放电区域的电场与第1实施例相比进一步被加强。
在由中心电极231与接地电极232形成的电场被加强的状态下，从ecu50朝点火器244发送通电信号。ecu50在考虑了由发动机的运转状态确定的点火正时的时刻，朝点火器244发送通电信号。若从ecu50朝点火器244发送通电信号，则从电源245朝初级线圈241供给电流，而在芯243的周围形成磁场。而且，在经过规定时间之后，在图4中由st表示的时刻，ecu50将针对点火器244的通电信号断开。据此，从电源245对初级线圈241的通电被停止。通过对初级线圈241停止通电，由于互感作用而在次级线圈242侧产生电动势，如图4的(a)所示那样产生负极性的次级电压。而且，通过该次级电压而在形成在中心电极231与接地电极232之间的放电区域，在图4中用bd所示的时刻产生火花放电，在燃烧室m中被压缩后的混合气体被点火。而且，在产生火花放电之后，将第1开关252断开，并且将第2开关253接通规定时间，将接地电极232与地线连接，使接地电极232的电位成为初始状态(0v)。在本实施例中，第1开关252断开的同时第2开关253接通，但也可以在第1开关252断开之后，第2开关253接通。亦即，只要在第1开关252被断开的状态下，第2开关253接通规定时间即可。
在第2实施例中，也与第1实施例相同，在利用火花塞230产生火花放电之前，预先实施使接地电极232的电位上升的电位上升控制，而加强形成在中心电极231与接地电极232之间的放电区域的电场。此外，在第2实施例中，夹着产生火花放电的时刻，维持第1开关252的接通状态，因此，在火花放电之后，接地电极232的电位也能够维持为较高的状态，放电区域的电场能够维持为被越发加强的状态。据此，与现有技术相比，能够进一步降低用于在火花塞230中产生火花放电的次级电压，其结果，能够抑制中心电极231、接地电极232的劣化。
基于图5，对利用点火装置200对混合气体进行点火的情况下的燃烧室m内的压力变化履历造成的影响进行说明。图5所示的数据表示：在具有规定容积的密闭容器中填充当量比0.7的混合气体且在使该容器内压为1mpa的状态下进行点火的情况下的容器内的压力变化履历。图中虚线表示：利用不实施电位上升控制的现有点火装置(现有例)来进行火花放电的情况下的容器内的压力变化履历。实线表示：通过上述的第1实施例的点火控制来进行火花放电的情况下的容器内的压力变化履历，单点划线表示：通过第2实施例的点火控制来进行火花放电的情况下的容器内的压力变化履历。此外，在图5中，使产生火花放电的点火时刻(0ms)一致，对之后的容器内的压力变化履历进行比较。
从图5可知，根据由实线表示的第1实施例的点火控制，与现有例相比，能够加快火花放电后的压力上升。这表明：在使火花放电产生之前，中心电极231与接地电极232之间的电场被加强，在混合气体被点火而进行燃烧时维持电场被加强的状态，从而能够促进初始火炎核的形成而良好地进行混合气体的燃烧，缩短燃烧时间。
根据由单点划线所示的第2实施例的点火控制，与第1实施例相比，能够进一步加快压力的上升，更加缩短燃烧时间。推测这是因为：在第2实施例的点火控制中，从火花放电产生之前到产生之后，一直维持第1开关252的接通状态，火花放电时以及之后的燃烧时间中的放电区域的电场被越发加强。
以下，参照附图，对具备点火装置的发动机的第3实施例详细地进行说明。
(第3实施例)
在图6中，示意性地表示具备本实施例所涉及的点火装置200的发动机100的结构。发动机100例如是将从管路供给的城市燃气作为燃料的发动机，且是朝后述的燃烧室m供给燃料气体g与空气的混合气体并利用火花塞230进行点火的形式的发动机。
发动机100具备：发动机主体部10；进气系统20；排气系统30；作为控制部的ecu(enginecontrolunit)50；以及包含火花塞230以及响应延迟生成部260的点火装置200。火花塞230具有中心电极231与接地电极232。
发动机主体部10由汽缸盖70与汽缸体80等构成。发动机主体部10具备多个汽缸11。在图6中仅示出多个汽缸11中的1个汽缸。各汽缸11通过进气系统20被连通，并且通过排气系统30被连通。进气系统20由形成于汽缸盖70的进气口21、与进气歧管22构成。排气系统30由排气口31与排气歧管32构成。
在进气歧管22上设置有气体喷射器42。在进气系统20的上游侧，配设有中间冷却器、主节气门、以及增压器的压缩机等(省略图示。)。在排气系统30中的排气歧管32的下游侧，配设有增压器的涡轮等(省略图示。)。
ecu50实施点火装置200的点火控制，并且对主节气门等进行控制，以便作为空气流量的进气歧管压力成为目标进气歧管压力。
参照图6，进一步对汽缸盖70的结构进行说明。
汽缸盖70配设于汽缸体80的上部。在汽缸盖70上设置有进气阀71、排气阀72、以及面向后述的燃烧室m的火花塞230。汽缸盖70具有用于将火花塞230安装于汽缸盖70的安装孔73。
在汽缸11的缸体12以能够滑动的方式收纳有活塞p。在汽缸盖70，利用汽缸11的缸体12的内壁、汽缸盖70的下表面、以及活塞p的顶部来形成燃烧室m。
在进气歧管22上借助气体喷射器42而连接有燃料供给管41，并且配设有进气歧管压力传感器54。在燃料供给管41上，配设有对燃料气体压力进行检测的燃料气体压力传感器55和燃料气体压力调整器56。
在发动机100上，还配设有对发动机转速ne进行检测的发动机转速传感器51、对发动机输出w进行检测的发动机输出传感器52。发动机转速传感器51以及发动机输出传感器52、与气体喷射器42、燃料气体压力传感器55以及燃料气体压力调整器56一起，连接于ecu50。此外，可以在ecu50上连接各种传感器、装置，而不限定于上述的传感器、装置。
在ecu50中设定有燃料喷射量图。燃料喷射量图表示发动机转速ne、发动机输出w以及作为燃料流量的指令燃料喷射量q之间的相关性，针对发动机转速ne以及发动机输出w来确定指令燃料喷射量q。ecu50基于指令燃料喷射量q来控制气体喷射器42。
在ecu50中还设定有目标进气歧管压力图。目标进气歧管压力图表示发动机转速ne、发动机输出w以及目标进气歧管压力pi之间的相关性，针对发动机转速ne以及发动机输出w来确定目标进气歧管压力pi。ecu50对主节气门进行控制，以便进气歧管压力成为目标进气歧管压力pi。
通过次用如上述那样的结构，ecu50对燃料气体压力调整器56、气体喷射器42和主节气门等进行控制，朝进气歧管22供给将燃料气体g与空气混合而得到的混合气体。混合气体经由进气歧管22而供给到燃烧室m并利用火花塞230点火。
除了图6以外，还参照图7以及图8，进一步对点火装置200进行说明。
点火装置200构成为：包含上述的ecu50、火花塞230、以及在本实施例中作为电位上升促进部而发挥功能的响应延迟生成部260。在图6以及图7示出其概要，点火装置200施加用于借助与火花塞230的中心电极231连结的端子231a而在中心电极231与接地电极232之间产生火花放电的电压。响应延迟生成部260配置于接地电极232与gnd之间。响应延迟生成部260具有如下功能：将火花放电前的接地电极232的电位维持为较高的状态，并且为了实现在中心电极231与接地电极232之间形成的放电区域的电场加强，使接地电极232的电位变化产生响应延迟。通过利用作为该电位上升促进部而发挥功能的响应延迟促进部260来使接地电极侧的电位上升，能够在火化放电产生之前，加强由中心电极与接地电极形成的放电区域的电场。
如图7所示，点火装置200具备：由初级线圈241、次级线圈242及芯243构成的点火线圈；点火器244；以及电源245。初级线圈241卷绕于芯243。初级线圈241的一端部与电源245连接，初级线圈241的另一端部与点火器244连接。次级线圈242卷绕于芯243。次级线圈242的一端部与初级线圈241连接，次级线圈242的另一端部与火花塞230的中心电极231的端子231a连接。
点火器244例如由晶体管构成。点火器244通过来自上述的ecu50的通电信号而切换从电源245对初级线圈241的电力的供给、供给停止。此外，上述的电路是作为对火花塞施加电压的电路而广为人知的电路，能够想象各种变形例。例如，在本实施例中，由晶体管构成点火器244，但本发明并不限定于此，也能够以点(接点)式的配电器(分配器)等进行置换。
如图7所示，响应延迟生成部260配置在火花塞230的接地电极232与gnd之间。响应延迟生成部260具有如下功能：在形成于中心电极231与接地电极232之间的放电区域中产生火花放电之后，妨碍接地电极232的电位降低。响应延迟生成部260优选具备绕组部(线圈)。响应延迟生成部260通过由于具备绕组部而导致的过度响应产生电动势，从而实现上述功能。
图8示出构成该响应延迟生成部260的电路例。如图8所示，响应延迟生成部260可以具备电感器来作为绕组部。更具体而言，作为响应延迟生成部260的结构，能够采用：由电感器261构成的结构(参照图8的(a)。)、将电阻器262与电感器263串联配设而得到的结构(参照图8的(b)。)、或者具备被串联排列的电阻器264与电感器265、以及和它们并联配置的电容器266的结构(参照图8的(c)。)等。图8的(c)所示的结构例如能够通过碳膜电阻器来实现。碳膜电阻器在瓷棒的表面，形成在高温度、高真空下通过热分解而被紧密固定的纯碳膜，并在该碳膜上以螺旋状切割槽而形成绕组构造，从而获得所需的电阻值。能够通过对图8的(a)～(c)中配设的绕组部(电感器261)的电感、电阻器262、264的电阻值、电容器266的电容等进行调整来调整响应延迟生成部260的过度响应特性。响应延迟生成部26的过度响应特性通过适当实验等来确定。此外，构成点火装置200的火花塞230配设于每个汽缸11。
返回图6，对火花塞230的详细结构以及响应延迟生成部260的结构例进行说明。在火花塞230的前端部配设有中心电极231、接地电极232。火花塞230还具有导电性的外壳234。中心电极231借助在火花塞230的中心通过且被绝缘子包围而得到的铜芯，而与上方的端子231a电连接。接地电极232形成于导电性的外壳234。外壳234例如由特殊镍合金等构成。外壳234具备螺纹部243a与头部243b。螺纹部243a与汽缸盖70的安装孔73进行结合。在螺纹部243a的一端卡止有接地电极232。头部243b与螺纹部243a的另一端连接。
在本实施例中，在汽缸盖70的安装孔73与火花塞230的外壳234之间，配设有大致圆筒状的绝缘体74。绝缘体74将汽缸盖70与火花塞230的电导通切断。绝缘体74呈大致圆筒状。而且，在火花塞230的外壳234与汽缸盖70之间，配设有上述的响应延迟生成部260。外壳234与汽缸盖70借助响应延迟生成部260而进行连接。根据这种结构，无需为了形成响应延迟生成部260而对火花塞230进行加工。因而，能够采用通常使用的火花塞来作为本实施例的火花塞230。
本实施例大概如以上那样构成，参照图6～图9，对由上述的点火装置200实施的点火控制进行说明。
为了利用火花塞230产生火花放电，而在考虑了由发动机的运转状态确定的点火正时的时刻，从ecu50朝点火器244发送通电信号。据此，从电源245朝初级线圈241供给电流，而在芯243的周围形成磁场。接下来，通过切断针对点火器244的通电信号，从电源245对初级线圈241的通电被停止。通过对初级线圈241停止通电，由于互感作用而在次级线圈242侧产生负极性的次级电压。而且，通过该次级电压而对形成在中心电极231与接地电极232之间的放电区域施加电压，据此，产生火花放电，在燃烧室m中被压缩后的混合气体被点火。将这样的点火控制与各汽缸11的点火时刻相配合地反复实施。
图9的(a)是表示利用现有的点火装置来实施点火控制时的中心电极侧的电压、接地电极侧的电压以及电流的时序图。图9的(b)是表示利用本实施例的点火装置200来实施点火控制时的中心电极侧电压、接地电极侧电压、以及电流的时序图。在图9中，用bd表示产生火花放电的时刻。
在现有的点火装置中，接地电极始终连接于gnd。因而，在现有的点火装置中，如图9的(a)中用虚线表示的那样，接地电极侧电压被维持为大致0v。在这样的结构的情况下，如图9的(a)中用实线表示的那样，为了产生火花放电而所需的中心电极侧电压大于设置电极侧电压。据此，如图9的(a)中用单点划线所示的那样，在产生了火花放电时，流过大电流。据此，中心电极以及接地电极容易产生劣化。
另一方面，在本实施例的点火装置200中，在接地电极232与gnd之间配设有响应延迟生成部260。因而，在产生火花放电对混合气体进行点火之后，如图9的(b)中用虚线所示的那样，接地电极侧电压暂时不会降低。亦即，能够维持在中心电极231与接地电极232之间形成的放电区域的电场被加强的状态。通过在这种结构中实施点火控制，如图9中用实线表示的那样，与现有的点火装置相比，能够降低用于在火花塞230产生火花放电的中心电极电压。其结果，能够抑制进行火花放电时流过的电流值，能够抑制中心电极231以及接地电极232产生劣化。此外，本实施例的响应延迟生成部260可以由图8的(a)～(c)所示的响应延迟生成部260的电路例的任一个构成。
如图9的(b)所示，在本实施例的点火装置200中，在产生火花放电之后，接地电极侧电压不是急剧降低，而是缓缓降低。将该现象称为响应延迟。响应延迟生成部260是用于产生该响应延迟的构成部件。
本发明并不限定于上述的第3实施例所示的结构，只要属于本发明的技术范围，就能够想象各种变形例。以下对其它实施例进行说明。此外，在以下所述的其它实施例中，火花塞230、响应延迟生成部260、以及火花塞230相对于汽缸盖70的安装孔73的安装构造与上述的第3实施例不同，其余结构是共通的，因此，省略对共通点的详细说明。
(第4实施例)
参照图10的(a)，对第4实施例进行说明。图10的(a)所示的第4实施例是为了实现图8的(b)所示的电路例而构成的。响应延迟生成部260由电阻器262与电感器261(绕组部)构成。电阻器262配置于缸体70的安装孔73内，电阻器262呈大致圆筒状。火花塞230借助电阻器262而安装于安装孔73。
在第4实施例中，由电感器261与电阻器262构成响应延迟生成部260。在该情况下，无需为了形成响应延迟生成部260而对火花塞230进行加工。因而，能够保持原样地采用通常使用的火花塞。另外，电阻器262的电阻值能够适当选择。
(第5实施例)
参照图10的(b)，对第5实施例进行说明。在图10的(b)所示的第5实施例中，与第3实施例相同，在汽缸盖70的安装孔73中借助绝缘体74而安装有火花塞230。此时，在火花塞230的外壳234与汽缸盖70的安装孔73之间，配设有作为响应延迟生成部260的垫片。利用该响应延迟生成部260来保持火花塞230与汽缸盖之间的气密性。本实施例的响应延迟生成部260在中央部形成有贯通孔(省略图示。)，在该贯通孔中插入有火花塞230的螺纹部243a。据此，火花塞230的外壳234与汽缸盖70不被直接连接，而是借助响应延迟生成部260而被连接。本实施例的响应延迟生成部260例如能够构成为：具备绕组构造，并具有电感器。通过这种结构，本实施例也能够实现与上述的第3实施例相同的作用效果。另外，本实施例与第3以及第4实施例相同，无需为了形成响应延迟生成部260而对火花塞230进行加工。
(第6实施例)
参照图10的(c)，对第6实施例进行说明。在图10的(c)所示的第6实施例中，具备绕组部的响应延迟生成部260形成为筒状。火花塞230的螺纹部243a插入于响应延迟生成部260。亦即，火花塞230借助响应延迟生成部260而安装于汽缸盖70的安装孔73。通过这样构成，能够实现与上述的第3实施例相同的作用效果。另外，本实施例与第3～第5实施例相同，无需为了形成响应延迟生成部260而对火花塞230进行加工。
(第7实施例)
参照图10的(d)，对第7实施例进行说明。图10的(d)所示的第7实施例在接地电极232的结构方面与第3～第6实施例不同。在本实施例中，接地电极232借助响应延迟生成部260而与外壳234连结。这样的响应延迟生成部260例如能够由小型的电感器构成，能够实现与上述的第3实施例相同的作用效果。
(第8实施例)
参照图10的(e)，对第8实施例进行说明。在图10的(e)所示的第8实施例中，中心电极231以及接地电极232与外壳234被电绝缘。中心电极231的端子231a与上述的点火线圈连接，接地电极232的端子232a借助响应延迟生成部260而与汽缸盖70连接。本实施例的火花塞230直接安装于汽缸盖70的安装孔73，但外壳234与接地电极232被绝缘。本实施例也能够实现与上述的第3实施例相同的作用效果。此外，上述的第7以及第8实施例对火花塞230侧实施了改良，因此，无需对汽缸盖70实施较大的变更。
基于图11，说明对利用点火装置200对混合气体进行点火的情况下的燃烧室m内的压力变化履历造成的影响。图11所示的数据表示：朝具有规定容积的密闭容器填充当量比0.7的混合气体且在使该容器内压为1mpa的状态下进行点火的情况下的容器内的压力变化履历。图中虚线表示：利用不具备响应延迟生成部260的现有的点火装置(现有例)对混合气体进行点火的情况下的容器内的压力变化履历。图中的实线表示：利用上述的第3实施例的点火装置200对混合气体进行点火的情况下的容器内的压力变化履历。此外，在图11中，使产生火花放电的点火时刻(0ms)一致，对之后的压力变化履历进行比较。
从图11可知：在用实线表示的第3实施例中，与现有例相比，能够加快点火后的压力上升。这是因为：通过响应延迟生成部260，中心电极231与接地电极232之间的电场被加强。图11表明：对于第3实施例，即便在对混合气体进行点火而进行燃烧的状态下，也能够维持电场被加强的状态，从而能够促进初始火炎核的形成，而良好地进行混合气体的燃烧，缩短燃烧时间。
本发明并不限定于上述的实施例，只要包含于本发明的技术的范围，就能够包含各种变形例。上述的第1乃至第8实施例均示出应用于将从管路供给的城市燃气作为燃料的燃气发动机的例子，但本发明并不限定于此，例如只要是将cng或lng作为燃料的其它燃气发动机、或者汽油发动机等通过火花放电对燃料进行点火的发动机，就能够应用于任意发动机。
附图标记说明
10：发动机主体部
11：汽缸
20：进气系统
21：进气口
22：进气歧管
30：排气系统
31：排气口
32：排气歧管
41：燃料供给路
42：气体喷射器
50：ecu(控制部)
70：汽缸盖
80：汽缸体
100：发动机
200：点火装置
230：火花塞
231：中心电极
232：接地电极
234：外壳
250：接地电极电压施加部
251：电源
252：第1开关
253：第2开关
260：响应延迟生成部
261、263、265：电感器(绕组部)
262、264：电阻器
266：电容器。
1.一种发动机，其具备点火装置，
所述点火装置具备：
中心电极；
接地电极，该接地电极与所述中心电极对应地设置，并与地线连接；以及
电位上升促进部，该电位上升促进部配置在所述地线与所述接地电极之间。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，
所述电位上升促进部具备：电源，与所述中心电极对应地设置的所述接地电极借助第1开关而连接于该电源；以及控制部，该控制部使所述点火装置产生火花放电，
所述接地电极借助第2开关而与地线连接，
所述控制部实施如下电位上升控制：在将所述第2开关断开的状态下，将所述第1开关接通而将所述接地电极与所述电源连接，使所述接地电极的电位上升；在实施了所述电位上升控制之后，在使所述接地电极的电位上升了的状态下，在所述中心电极与接地电极之间施加电压而使火花放电产生。
3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，
所述控制部在为了实施所述电位上升控制而将所述第1开关接通之后，在使火花放电产生之前，将所述第1开关从接通变为断开。
4.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，
所述控制部在为了实施所述电位上升控制而将所述第1开关接通的状态下，使火花放电产生。
5.根据权利要求3或4所述的发动机，其特征在于，
所述控制部在使火花放电产生之后，在所述第1开关断开的状态下，将所述第2开关接通规定时间。
6.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，
所述电位上升促进部是设置在所述地线与所述接地电极之间的响应延迟生成部，
具备：与所述中心电极对应地设置并与地线连接的接地电极。
7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，
所述响应延迟生成部具备绕组部。
8.根据权利要求6或7所述的发动机，其特征在于，
所述发动机还具备包含安装孔的汽缸盖，该安装孔用于安装具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞，
所述火花塞具有导电性的外壳，所述接地电极形成于该外壳，所述火花塞借助绝缘体而安装于所述安装孔，所述外壳与所述汽缸盖借助所述响应延迟生成部而进行连接。
9.根据权利要求8所述的发动机，其特征在于，
所述响应延迟生成部形成为将所述火花塞安装于所述安装孔时的垫片。
10.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，
所述发动机还具备包含安装孔的汽缸盖，该安装孔用于安装具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞，
所述响应延迟生成部具备：电阻器；以及配置在所述电阻器与所述汽缸盖之间的绕组部，
所述火花塞具有导电性的外壳，所述接地电极形成于该外壳，并借助所述电阻器而安装于所述安装孔。
11.根据权利要求6或7所述的发动机，其特征在于，
所述发动机还具备包含安装孔的汽缸盖，该安装孔用于安装具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞，
具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞具备导电性的外壳，所述接地电极形成于该外壳，
所述响应延迟生成部配置在所述外壳与所述安装孔之间。
12.根据权利要求6或7所述的发动机，其特征在于，
所述发动机还具备包含安装孔的汽缸盖，该安装孔用于安装具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞，
所述火花塞具有导电性的外壳，所述接地电极形成于该外壳，并且该外壳安装于所述安装孔，
所述接地电极借助所述响应延迟生成部而与所述外壳连接。
13.根据权利要求6或7所述的发动机，其特征在于，
所述发动机还具备包含安装孔的汽缸盖，该安装孔用于安装具有所述中心电极与所述接地电极的火花塞，
所述火花塞具有外壳，并借助所述外壳而安装于所述安装孔，该外壳与所述中心电极以及所述接地电极绝缘，
所述接地电极的端子与所述汽缸盖借助所述响应延迟生成部而进行连接。
技术总结