(57)【要約】【課題】排気ガスに含まれる粒子状物質をより効果的に除去できるガソリンエンジンを提供する。【解決手段】ガソリンエンジン１は、ガソリン燃料が供給される燃焼室２と、該燃焼室２へ供給されたガソリン燃料に点火する点火プラグ３とを備える。ガソリン燃料の燃焼により燃焼室２内に生じた排気ガスの排出経路上には、該排気ガスに含まれる粒子状物質１０を捕集する浄化装置４が設けられている。ガソリンエンジン１は、排気ガスを燃焼室２から排出する排気行程を行う際に、点火プラグ３の火花放電ギャプ３０に電圧を印加するよう構成されている。点火プラグ３を使って粒子状物質１０を帯電させることにより、浄化装置４において粒子状物質１０を捕集しやすくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリン燃料が供給される燃焼室と、
該燃焼室へ供給された上記ガソリン燃料に点火する点火プラグとを備え、
上記ガソリン燃料の燃焼により上記燃焼室内に生じた排気ガスの排出経路上に、該排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する浄化装置が設けられており、
上記排気ガスを上記燃焼室から排出する排気行程を行う際に、上記点火プラグの火花放電ギャップに電圧を印加するよう構成されていることを特徴とするガソリンエンジン。
【請求項２】
請求項１において、１回の上記排気行程を行う間に、上記火花放電ギャップに電圧を複数回、印加するよう構成されていることを特徴とするガソリンエンジン。
【請求項３】
請求項１において、上記燃焼室には、空気を吸入するための吸気バルブと、上記排気ガスを排出するための排気バルブとが設けられており、１回の上記排気行程を行う際に、上記排気バルブの開放量が最も大きくなった時点で１回のみ、上記火花放電ギャップに電圧を印加するよう構成されていることを特徴とするガソリンエンジン。
【請求項４】
請求項２において、上記燃焼室には、空気を吸入するための吸気バルブと、上記排気ガスを排出するための排気バルブとが設けられており、上記排気バルブの開放量が大きいほど、上記火花放電ギャップに電圧を印加する時間間隔が短くなるよう構成されていることを特徴とするガソリンエンジン。
【請求項５】
請求項２において、上記燃焼室には、空気を吸入するための吸気バルブと、上記排気ガスを排出するための排気バルブとが設けられており、上記排気バルブの開放量が大きいほど、上記火花放電ギャップに高い電圧を印加するよう構成されていることを特徴とするガソリンエンジン。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項において、上記火花放電ギャップに印加する電圧は、該火花放電ギャップが放電する電圧よりも低いことを特徴とするガソリンエンジン。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項において、１回の上記排気行程において上記火花放電ギャップに電圧を印加する時間は、上記ガソリンエンジンを始動してから所定時間を経過する前の方が、該所定時間を経過した後よりも長くなるよう構成されていることを特徴とするガソリンエンジン。
【請求項８】
請求項１〜請求項６のいずれか１項において、上記ガソリンエンジンを冷却する冷却水の水温が低いほど、１回の上記排気行程において上記火花放電ギャップに電圧を印加する時間が長くなるよう構成されていることを特徴とするガソリンエンジン。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項において、上記燃焼室に供給する上記ガソリン燃料の量が多いほど、１回の上記排気行程において上記火花放電ギャップに電圧を印加する時間が長くなるよう構成されていることを特徴とするガソリンエンジン。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項において、上記浄化装置は、コロナ放電を行って上記粒子状物質を帯電させる帯電部と、その帯電した上記粒子状物質を捕集する捕集部とからなり、上記コロナ放電を行う電極に流れる電流が多いほど、１回の上記排気行程において上記火花放電ギャップに電圧を印加する時間が長くなるよう構成されていることを特徴とするガソリンエンジン。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか１項において、上記燃焼室に上記ガソリン燃料を空気と共に供給する吸気行程と、上記燃焼室内において混合気を圧縮する圧縮行程と、圧縮された上記混合気を上記点火プラグを用いて点火し該混合気を燃焼させる膨張行程と、上記排気行程とを行う複数個の気筒を備え、上記圧縮行程から上記膨張行程に移行する際に、上記点火プラグを用いて上記混合気に点火する正規点火と、上記排気行程を行う際に上記点火プラグの火花放電ギャップに電圧を印加する電圧印加とを、上記複数個の気筒の間で異なるタイミングで行うことを特徴とするガソリンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室に供給されたガソリン燃料に点火する点火プラグを備えたガソリンエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる、煤等の粒子状物質を捕集するための浄化装置が知られている。浄化装置には、例えば、コロナ放電を利用して粒子状物質を帯電させた後、フィルター等を使って、帯電した粒子状物質を捕集するものがある（下記特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、近年、ガソリンエンジンにおいても、排気ガスに含まれる粒子状物質の量が規制されつつある。そのため、上記浄化装置等を取り付けることにより、排気ガスを効果的に浄化できるガソリンエンジンの開発が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３２９０１５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記浄化装置をガソリンエンジンに取り付けても、排気ガスを完全に浄化することはできず、排気ガスに含まれる粒子状物質の一部は環境に排出される。そして、上述したような排気ガス規制が厳しくなっている状況において、その基準を充分に満たすことが困難となるおそれがあった。そのため、浄化装置だけでなく、ガソリンエンジンにも工夫をして、排気ガスの浄化効率を向上させる試みがなされていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、排気ガスに含まれる粒子状物質をより効果的に除去できるガソリンエンジンを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ガソリン燃料が供給される燃焼室と、
該燃焼室へ供給された上記ガソリン燃料に点火する点火プラグとを備え、
上記ガソリン燃料の燃焼により上記燃焼室内に生じた排気ガスの排出経路上に、該排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する浄化装置が設けられており、
上記排気ガスを上記燃焼室から排出する排気行程を行う際に、上記点火プラグの火花放電ギャップに電圧を印加するよう構成されていることを特徴とするガソリンエンジンにある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００８】
上記ガソリンエンジンは、排気行程を行う際に、点火プラグの火花放電ギャップに電圧を印加する。このようにすると、排気ガスに含まれる粒子状物質を、点火プラグを使って燃焼室内で帯電させることができる。粒子状物質を帯電させておくと、静電気力によって粒子状物質が、浄化装置のフィルターに付着しやすくなる。そのため、排気ガスの浄化効率を高めることができる。
【０００９】
また、浄化装置には、上述したようにコロナ放電を利用して粒子状物質を帯電させた後、フィルターを使って帯電した粒子状物質を捕集するものがある。このような浄化装置を設けた場合には、上記コロナ放電だけでなく、点火プラグをも使って、より効果的に粒子状物質を帯電させることが可能になる。そのため、フィルターで捕集できる粒子状物質の量を増やすことができる。
【００１０】
以上のごとく、本発明によれば、排気ガスに含まれる粒子状物質をより効果的に除去できるガソリンエンジンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における、ガソリンエンジンの該略図。
【図２】実施例１における、浄化装置としてフィルターのみ設けたガソリンエンジンの概略図。
【図３】実施例１における、ガソリンエンジンの点火タイミングの説明図。
【図４】実施例１における、点火プラグに印加した電圧の振動波形。
【図５】実施例１における、排気バルブのリフト量と、点火プラグに印加するタイミングとの関係を表したグラフ。
【図６】実施例２における、排気バルブのリフト量と、点火プラグに印加するタイミングとの関係を表したグラフ。
【図７】実施例３における、排気バルブのリフト量と、点火プラグに印加するタイミングとの関係を表したグラフ。
【図８】実施例４における、排気バルブのリフト量と、点火プラグに印加するタイミングおよび電圧の関係を表したグラフ。
【図９】実施例５における、ガソリンエンジン始動後の時間と、点火プラグに印加する時間との関係を表したグラフ。
【図１０】実施例６における、冷却水の温度と、点火プラグに印加する時間との関係を表したグラフ。
【図１１】実施例７における、ガソリン燃料の供給量と、点火プラグに印加する時間との関係を表したグラフ。
【図１２】実施例８における、浄化装置の帯電部の電極に流れる電流と、点火プラグに印加する時間との関係を表したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、１回の上記排気行程を行う間に、上記火花放電ギャップに電圧を複数回、印加するよう構成されていることが好ましい（請求項２）。
このようにすると、１回の排気行程を行う間に、より多くの粒子状物質を帯電させることができる。そのため、浄化装置で粒子状物質をより効果的に捕集できる。
【００１３】
また、上記燃焼室には、空気を吸入するための吸気バルブと、上記排気ガスを排出するための排気バルブとが設けられており、１回の上記排気行程を行う際に、上記排気バルブの開放量が最も大きくなった時点で１回のみ、上記火花放電ギャップに電圧を印加するよう構成されていてもよい（請求項３）。
このようにすると、排気バルブの開放量が最も大きい時点、すなわち排気ガスの排出速度が最も速く、火花放電ギャップの間を通過する粒子状物質の量が最も多い時点で、該火花放電ギャップに電圧を印加するため、電圧を１回印加するだけで、多くの粒子状物質を帯電させることができる。また、電圧を印加する回数が少ないため、点火プラグで消費する電力を低減することができる。
【００１４】
また、上記燃焼室には、空気を吸入するための吸気バルブと、上記排気ガスを排出するための排気バルブとが設けられており、上記排気バルブの開放量が大きいほど、上記火花放電ギャップに電圧を印加する時間間隔が短くなるよう構成されていることが好ましい（請求項４）。
このようにすると、排気バルブの開放量が大きいほど、すなわち排気ガスの排出速度が速く、火花放電ギャップの間を通過する粒子状物質の量が多いほど、点火プラグに電圧を印加する頻度を高くすることができる。そのため、粒子状物質が帯電する効率を高めることができ、より多くの粒子状物質を浄化装置で捕集することができる。
【００１５】
また、上記燃焼室には、空気を吸入するための吸気バルブと、上記排気ガスを排出するための排気バルブとが設けられており、上記排気バルブの開放量が大きいほど、上記火花放電ギャップに高い電圧を印加するよう構成されていることが好ましい（請求項５）。
このようにすると、排気バルブの開放量が大きいほど、すなわち排気ガスの排出速度が速く、火花放電ギャップの間を通過する粒子状物質の量が多いほど、点火プラグに高い電圧を印加するため、粒子状物質が帯電する効率を高めることができ、より多くの粒子状物質を浄化装置で捕集することができる。
【００１６】
また、上記火花放電ギャップに印加する電圧は、該火花放電ギャップが放電する電圧よりも低いことが好ましい（請求項６）。
このようにすると、より多くの粒子状物質を帯電でき、排気ガスの浄化効率を高めることができる。すなわち、火花放電ギャップに加える電圧が高いほど、多くの粒子状物質を帯電できるが、火花放電ギャップが放電してしまうと、放電した瞬間に電圧が降下してしまい、その後は粒子状物質を帯電しにくくなる。しかしながら、上述したように、放電しない程度の高さの電圧を火花放電ギャップに印加することにより、短時間で放電して電圧降下することを防止でき、火花放電ギャップに高電圧を印加した状態を長時間、維持することが可能となる。そのため、より多くの粒子状物質を帯電させることができる。
【００１７】
また、１回の上記排気行程において上記火花放電ギャップに電圧を印加する時間は、上記ガソリンエンジンを始動してから所定時間を経過する前の方が、該所定時間を経過した後よりも長くなるよう構成されていることが好ましい（請求項７）。
このようにすると、ガソリンエンジンを始動した直後に、粒子状物質の排出量が増加することを防止できる。すなわち、ガソリンエンジンを始動してから所定時間（例えば１０分程度）を経過するまでは、エンジンが冷えているため、燃焼室内で発生する粒子状物質の量が多くなりやすい。そのため、この時間帯は、粒子状物質を浄化装置で充分に捕集しきれず、環境に排出される粒子状物質の量が多くなりやすい。
しかしながら、上述のように、ガソリンエンジンを始動してから所定時間を経過するまで、すなわちガソリンエンジンの温度が低い時間帯に、火花放電ギャップに電圧を印加する時間を長くすることにより、この時間帯における、粒子状物質を帯電する効率を高めることができ、浄化装置の浄化効率を高めることが可能になる。そのため、粒子状物質の発生量が多くても、環境に排出される粒子状物質の量が増加することを防止できる。
なお、本明細書において「火花放電ギャップに電圧を印加する時間」とは、１回の排気行程において複数回、電圧を印加する場合は、その合計の時間を意味する。
【００１８】
また、上記ガソリンエンジンを冷却する冷却水の水温が低いほど、１回の上記排気行程において上記火花放電ギャップに電圧を印加する時間が長くなるよう構成されていることが好ましい（請求項８）。
このようにすると、ガソリンエンジンを始動した直後に、粒子状物質の排出量が増加することを防止できる。すなわち、冷却水の水温が低い状態、すなわちガソリンエンジンの温度が低い状態では、燃焼室内で発生する粒子状物質の量が多くなりやすい。そのため、粒子状物質を浄化装置で充分に捕集しきれず、環境に排出される粒子状物質の量が多くなりやすい。
しかしながら、上述のように、冷却水の水温が低いほど、すなわちガソリンエンジンの温度が低いほど、火花放電ギャップに電圧を印加する時間を長くすることにより、ガソリンエンジンの温度が低く、粒子状物質の発生量が多くても、粒子状物質を帯電する効率を高めることができ、浄化装置の浄化効率を高めることが可能になる。そのため、環境に排出される粒子状物質の量が増加することを防止できる。
【００１９】
また、上記燃焼室に供給する上記ガソリン燃料の量が多いほど、１回の上記排気行程において上記火花放電ギャップに電圧を印加する時間が長くなるよう構成されていることが好ましい（請求項９）。
このようにすると、燃焼室に供給するガソリン燃料の量に関わらず、粒子状物質の排出量を一定にすることができる。すなわち、ガソリン燃料の供給量が多いほど、粒子状物質の発生量が多くなりやすい。そのため、粒子状物質を浄化装置で充分に捕集しきれず、環境に排出される粒子状物質の量が多くなりやすい。
しかしながら、ガソリン燃料の供給量に比例して、火花放電ギャップに電圧を印加する時間を長くすることにより、粒子状物質を帯電する効率を高めることができ、浄化装置の浄化効率を高めることが可能になる。そのため、粒子状物質の発生量が多くなっても、環境に排出される粒子状物質の量が増加することを防止できる。
【００２０】
また、上記浄化装置は、コロナ放電を行って上記粒子状物質を帯電させる帯電部と、その帯電した上記粒子状物質を捕集する捕集部とからなり、上記コロナ放電を行う電極に流れる電流が多いほど、１回の上記排気行程において上記火花放電ギャップに電圧を印加する時間が長くなるよう構成されていることが好ましい（請求項１０）。
このようにすると、浄化装置に異常が生じ、帯電部においてコロナ放電が充分に発生しなくなった場合でも、点火プラグを使って粒子状物質を帯電でき、排気ガスの浄化効率を高めることができる。すなわち、粒子状物質は煤等の導電性の高い物質を含むため、コロナ放電を行う電極の周囲に粒子状物質が付着すると、漏電してしまい、コロナ放電が発生しにくくなる。そのため、粒子状物質を捕集部（フィルター）で捕集する効率が低下しやすくなる。
しかしながら、上述のように、帯電部の電極に流れる電流が多いほど、すなわちリーク電流が多いほど、点火プラグに電圧を印加する時間を長くすることにより、コロナ放電の発生量が低下しても、点火プラグで粒子状物質を帯電する効率を高めることができる。そのため、粒子状物質の捕集効率が低下する不具合を防止できる。
【００２１】
また、上記燃焼室に上記ガソリン燃料を空気と共に供給する吸気行程と、上記燃焼室内において混合気を圧縮する圧縮行程と、圧縮された上記混合気を上記点火プラグを用いて点火し該混合気を燃焼させる膨張行程と、上記排気行程とを行う複数個の気筒を備え、上記圧縮行程から上記膨張行程に移行する際に、上記点火プラグを用いて上記混合気に点火する正規点火と、上記排気行程を行う際に上記点火プラグの火花放電ギャップに電圧を印加する電圧印加とを、上記複数個の気筒の間で異なるタイミングで行うことが好ましい（請求項１１）。
このようにすると、上記正規点火と上記電圧印加を同時に行わないので、電源の負担を軽減することができる。そのため、省電力化しやすくなる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるガソリンエンジンにつき、図１〜図４を用いて説明する。
図１に示すごとく、本例のガソリンエンジン１は、ガソリン燃料が供給される燃焼室２と、該燃焼室２へ供給されたガソリン燃料に点火する点火プラグ３とを備える。
ガソリン燃料の燃焼により燃焼室２内に生じた排気ガスの排出経路上には、該排気ガスに含まれる粒子状物質１０を捕集する浄化装置４が設けられている。
そして、排気ガスを燃焼室２から排出する排気行程を行う際に、点火プラグ３の火花放電ギャプ３０に電圧を印加するよう構成されている。
以下、詳説する。
【００２３】
本例のガソリンエンジン１は、直接噴射式の４サイクルエンジンである。図１に示すごとく、ガソリンエンジン１は、筒状のシリンダー１１と、該シリンダー１１内を往復運動するピストン１２とを備える。これらシリンダー１１とピストン１２とによって囲まれた空間が、燃焼室２になっている。ガソリンエンジン１は、燃焼室２に空気を供給するための吸気バルブ５と、排気ガスを排出するための排気バルブ６とを備える。
【００２４】
排気バルブ５は、燃焼室２に形成された排気口２５を塞ぐ弁部６２と、該弁部６２に接続した棒状部６１とを備える。排気バルブ５は、図示しないカムシャフトによって、棒状部６１の軸線方向へ往復運動するよう構成されている。吸気バルブ５も、同様の構造になっている。排気バルブ５が燃焼室２の内側にリフトし、排気口２５が開いている間に、排気ガスが燃焼室２から排出される。
【００２５】
ガソリンエンジン１は、燃焼室２にガソリン燃料を噴射するためのインジェクタ１４を備える。また、点火プラグ３には、高電圧を発生するための点火コイル１５が接続されている。
【００２６】
燃焼室２内に発生した排気ガスは、排気口２５が開いた際に、排気管６０を通って外部に排出される。排気管６０には上記浄化装置４が取り付けられており、この浄化装置４によって、排気ガスに含まれる粒子状物質１０を除去している。排気管６０には、排気ガスの温度を測定するための排気温センサ２０が取り付けられている。
【００２７】
浄化装置４は、コロナ放電を発生して粒子状物質１０を帯電させる帯電部４０と、帯電した粒子状物質１０を捕集する捕集部４１（フィルター）とからなる。
帯電部４０は、金属製の筒状部４０２と、電極４００とを備える。電極４００にはＤＣ電源４５が接続している。電極４００と筒状部４０２との間に電流を流すことにより、コロナ放電を発生させている。また、電極４００には絶縁碍子４０１が設けられている。この絶縁碍子４０１により、電極４００と筒状部４０２とを絶縁している。
【００２８】
上述したインジェクタ１４、点火コイル１５、ＤＣ電源４５は、ＥＣＵ１６に接続している。このＥＣＵ１６によって、インジェクタ１４からガソリン燃料を供給するタイミングや、点火プラグ３に点火するタイミングを調整している。ＥＣＵ１６は、浄化装置４の電極４００に流れる電流値を監視している。また、ＥＣＵ１６には、クランクセンサ１７、水温センサ１８、スロットルセンサ１９、排気温センサ２０等の、各種センサが接続している。ＥＣＵ１６は、これらのセンサから送信される情報を使って、ガソリンエンジン１の動作を制御している。
【００２９】
図５に示すごとく、本例では、１回の排気行程を行う間に、火花放電ギャプ３０に電圧を複数回、印加するよう構成されている。すなわち、ピストン１２が下死点ＢＤＣから上死点ＴＤＣへ移動する間に、排気バルブ６が図５に示すように移動し、これに伴って燃焼室２の排気口２５が開口する。この間に、燃焼室２内の排気ガスが排出される。本例では、１回の排気行程を行う間に、火花放電ギャップ３０に電圧を５回、印加している。
また、本例では、火花放電ギャップ３０に印加する電圧Ｖ１および時間間隔ｔｐを一定にしている。
【００３０】
また、本例では、図４に示すごとく、火花放電ギャプ３０に印加する電圧Ｖ１は、該火花放電ギャプ３０が放電する電圧Ｖｓよりも低くされている。すなわち本例では、１回の排気行程が行われている間に、火花放電ギャップ３０が放電しない程度の電圧Ｖ１を、火花放電ギャップ３０に複数回、印加している。
【００３１】
一方、図３に示すごとく、本例のガソリンエンジン２は、第１気筒〜第４気筒までの４個の気筒を備える。各々の気筒は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を順次行う。図３に示すごとく、たとえば第１気筒が吸気行程を行っている間は、第２気筒は圧縮行程を行い、第３気筒は排気行程を行い、第４気筒は膨張行程を行っている。
【００３２】
ここで、図３において、例えば第１気筒の膨張行程と同時に第２気筒が排気行程となるが、まず第１気筒の膨張行程で混合気を燃焼させるための正規点火を実施し、第２気筒の排気行程で排気ガス浄化のために電圧印加を行なう場合に、これら正規点火と電圧印加とを同時に行わないようにしている。他の気筒も同様である。すなわち、正規点火と電圧印加とを、４個の気筒の間で異なるタイミングで行っている。これによって電源の負担を低減することができ、省電力につなげることが出来る。
【００３３】
また、本例では、各気筒の圧縮行程あるいは膨張行程において混合気を燃焼させるために正規点火を行なう。つまり火花放電ギャップ３０が放電する電圧を、火花放電ギャップ３０に印加している。次いで、各気筒の排気行程において、排気ガス浄化のために火花放電ギャップ３０が放電しない程度の電圧Ｖ１を、火花放電ギャップ３０に複数回、印加している。これによって、最適な混合気燃焼と、最適な排気ガス浄化を両立させることが出来る。
【００３４】
なお、本例のガソリンエンジン１は、図１に示すごとく、帯電部４０と捕集部４１とからなる浄化装置４１を備えるが、図２に示すごとく、帯電部４０を備えず、捕集部４１のみからなる浄化装置４１を設けてもよい。
【００３５】
本例の作用効果について説明する。本例のガソリンエンジン１は、図１に示すごとく、排気行程を行う際に、点火プラグ３の火花放電ギャプ３０に電圧を印加する。このようにすると、排気ガスに含まれる粒子状物質１０を、点火プラグ３を使って燃焼室２内で帯電させることができる。粒子状物質１０を帯電させておくと、静電気力によって粒子状物質１０が、浄化装置４のフィルター（捕集部４１）に付着しやすくなる。そのため、排気ガスの浄化効率を高めることができる。
【００３６】
また、図１に示すごとく、帯電部４０と捕集部４１とを備える浄化装置４を設けた場合、帯電部４０におけるコロナ放電だけでなく、点火プラグ３をも使って、より効果的に粒子状物質１０を帯電させることが可能になる。そのため、フィルター（捕集部４１）で捕集できる粒子状物質１０の量を増やすことができる。
【００３７】
また、本例では、図５に示すごとく、１回の排気行程を行う間に、火花放電ギャプ３０に電圧を複数回、印加するよう構成されている。
このようにすると、１回の排気行程を行う間に、より多くの粒子状物質１０を帯電させることができる。そのため、浄化装置４で粒子状物質１０をより効果的に捕集できる。
【００３８】
また、本例では、図４に示すごとく、火花放電ギャプ３０に印加する電圧Ｖ１は、該火花放電ギャプ３０が放電する電圧Ｖｓよりも低い。
このようにすると、より多くの粒子状物質１０を帯電でき、排気ガスの浄化効率を高めることができる。すなわち、火花放電ギャプ３０に加える電圧が高いほど、多くの粒子状物質１０を帯電できるが、図４に示すごとく、火花放電ギャプ３０が放電してしまうと、放電した瞬間に電圧が降下してしまい、その後は粒子状物質１０を帯電しにくくなる。しかしながら、放電しない程度の高さの電圧Ｖ１を火花放電ギャプ３０に印加すると、図４に示すごとく、短時間で放電して電圧降下することを防止でき、火花放電ギャプ３０に高電圧を印加した状態を長時間、維持することが可能となる。そのため、より多くの粒子状物質１０を帯電させることができる。
【００３９】
以上のごとく、本例によれば、排気ガスに含まれる粒子状物質をより効果的に除去できるガソリンエンジンを提供することができる。
【００４０】
（実施例２）
本例は、排気行程において火花放電ギャップに印加する電圧および回数を変更した例である。図６に示すごとく、本例では、１回の排気行程を行う際に、排気バルブ６の開放量、すなわち排気バルブ６のリフト量が最も大きくなった時点で１回のみ、火花放電ギャプ３０に電圧を印加するよう構成されている。
また、火花放電ギャップ３０に印加する電圧Ｖ２は、複数回電圧を印加する場合（実施例１のＶ１参照）と比較して、高めに設定されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４１】
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、排気バルブ６の開放量が最も大きい時点、すなわち排気ガスの排出速度が最も速く、火花放電ギャプ３０の間を通過する粒子状物質１０の量が最も多い時点で、該火花放電ギャプ３０に電圧を印加するため、電圧を１回印加するだけで、多くの粒子状物質１０を帯電させることができる。また、電圧を印加する回数が少ないため、点火プラグ３で消費する電力を低減することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４２】
（実施例３）
本例は、排気行程において火花放電ギャップに電圧を印加するタイミングを変更した例である。図７に示すごとく、本例では、１回の排気行程を行う間に、火花放電ギャプ３０に電圧を複数回、印加している。また、ガソリンエンジン１は、排気バルブ６の開放量、すなわち排気バルブ６のリフト量が大きいほど、火花放電ギャプ３０に電圧を印加する時間間隔が短くなるよう構成されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４３】
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、排気バルブ６の開放量が大きいほど、すなわち排気ガスの排出速度が速く、火花放電ギャプ３０の間を通過する粒子状物質１０の量が多いほど、点火プラグ３に電圧を印加する頻度を高くすることができる。そのため、粒子状物質１０が帯電する効率を高めることができ、より多くの粒子状物質１０を浄化装置４で捕集することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４４】
（実施例４）
本例は、排気行程において火花放電ギャップに印加する電圧を変更した例である。図８に示すごとく、本例では、１回の排気行程を行う間に、火花放電ギャップ３０に電圧を複数回、印加している。また、ガソリンエンジン１は、排気バルブ６の開放量、すなわち排気バルブ６のリフト量が大きいほど、火花放電ギャプ３０に高い電圧を印加するよう構成されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４５】
本例の作用効果について説明する。本例では、排気バルブ６の開放量が大きいほど、すなわち排気ガスの排出速度が速く、火花放電ギャプ３０の間を通過する粒子状物質１０の量が多いほど、点火プラグ３に高い電圧を印加するため、粒子状物質１０が帯電する効率を高めることができ、より多くの粒子状物質１０を浄化装置４で捕集することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４６】
（実施例５）
本例は、ガソリンエンジン１を始動してから所定時間を経過する前後で、火花放電ギャップ３０に電圧を印加する時間を変更するようにした例である。図９に示すごとく、本例では、ガソリンエンジン１を始動してから所定時間（１０分）を経過する前は、１回の排気行程において火花放電ギャップ３０に電圧を印加する時間を長くし、所定時間（１０分）を経過した後は、電圧を印加する時間を短くしている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４７】
本例の作用効果について説明する。上述のようにすると、ガソリンエンジン１を始動した直後に、粒子状物質１０の排出量が増加することを防止できる。すなわち、ガソリンエンジン１を始動してから所定時間（例えば１０分程度）を経過するまでは、エンジンが冷えているため、燃焼室２内で発生する粒子状物質１０の量が多くなりやすい。そのため、この時間帯は、粒子状物質１０を浄化装置４で充分に捕集しきれず、環境に排出される粒子状物質１０の量が多くなりやすい。
しかしながら、上述のように、ガソリンエンジン１を始動してから所定時間を経過するまで、すなわちガソリンエンジン１の温度が低い時間帯に、火花放電ギャプ３０に電圧を印加する時間を長くすることにより、この時間帯における、粒子状物質１０を帯電する効率を高めることができ、浄化装置４の浄化効率を高めることが可能になる。そのため、粒子状物質１０の発生量が多くても、環境に排出される粒子状物質１０の量が増加することを防止できる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４８】
（実施例６）
本例は、ガソリンエンジン１を冷却する冷却水の温度によって、火花放電ギャップ３０に電圧を印加する時間を変える例である。図１０に示すごとく、本例では、ガソリンエンジン１を冷却する冷却水の水温が低いほど、１回の排気行程において火花放電ギャプ３０に電圧を印加する時間が長くなるよう構成した。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４９】
本例の作用効果について説明する。上述のようにすると、ガソリンエンジン１を始動した直後に、粒子状物質１０の排出量が増加することを防止できる。すなわち、冷却水の水温が低い状態、すなわちガソリンエンジン１の温度が低い状態では、燃焼室２内で発生する粒子状物質１０の量が多くなりやすい。そのため、粒子状物質１０を浄化装置４で充分に捕集しきれず、環境に排出される粒子状物質１０の量が多くなりやすい。
しかしながら、上述のように、冷却水の水温が低いほど、すなわちガソリンエンジン１の温度が低いほど、火花放電ギャプ３０に電圧を印加する時間を長くすることにより、ガソリンエンジン１の温度が低く、粒子状物質１０の発生量が多くても、粒子状物質１０を帯電する効率を高めることができ、浄化装置４の浄化効率を高めることが可能になる。そのため、環境に排出される粒子状物質１０の量が増加することを防止できる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００５０】
（実施例７）
本例は、燃料の噴射量によって、火花放電ギャップ３０に電圧を印加する時間を変える例である。図１１に示すごとく、本例では、燃焼室２に供給するガソリン燃料の量が多いほど、１回の排気行程において火花放電ギャプ３０に電圧を印加する時間が長くなるよう構成されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００５１】
本例の作用効果について説明する。上述のようにすると、燃焼室２に供給するガソリン燃料の量に関わらず、粒子状物質１０の排出量を一定にすることができる。すなわち、ガソリン燃料の供給量が多いほど、粒子状物質１０の発生量が多くなりやすい。そのため、粒子状物質１０を浄化装置４で充分に捕集しきれず、環境に排出される粒子状物質１０の量が多くなりやすい。
しかしながら、ガソリン燃料の供給量に比例して、火花放電ギャプ３０に電圧を印加する時間を長くすることにより、粒子状物質１０を帯電する効率を高めることができ、浄化装置４の浄化効率を高めることが可能になる。そのため、粒子状物質１０の発生量が多くなっても、環境に排出される粒子状物質１０の量が増加することを防止できる。
【００５２】
（実施例８）
本例の浄化装置４は、実施例１と同様に、コロナ放電を行って粒子状物質１０を帯電させる帯電部４０（図１参照）と、その帯電した粒子状物質１０を捕集する捕集部４１とからなる。本例では、図１２に示すごとく、コロナ放電を行う電極４００に流れる電流が多いほど、１回の排気行程において火花放電ギャプ３０に電圧を印加する時間が長くなるよう構成されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００５３】
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、浄化装置４に異常が生じ、帯電部４０においてコロナ放電が充分に発生しなくなった場合でも、点火プラグ３を使って粒子状物質１０を帯電でき、排気ガスの浄化効率を高めることができる。すなわち、粒子状物質１０は煤等の導電性の高い物質を含むため、コロナ放電を行う電極４００の周囲、たとえば絶縁碍子４０１に粒子状物質１０が付着すると、漏電してしまい、コロナ放電が発生しにくくなる。そのため、粒子状物質１０を捕集部４１（フィルター）で捕集する効率が低下しやすくなる。
しかしながら、上述のように、帯電部４０の電極４００に流れる電流が多いほど、すなわちリーク電流が多いほど、点火プラグ３に電圧を印加する時間を長くすることにより、コロナ放電の発生量が低下しても、点火プラグ３で粒子状物質１０を帯電する効率を高めることができる。そのため、粒子状物質１０の捕集効率が低下する不具合を防止できる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【符号の説明】
【００５４】
１  ガソリンエンジン
１０  粒子状物質
２  燃焼室
３  点火プラグ
４  浄化装置
５  吸気バルブ
６  排気バルブ
【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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【図１２】
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