(57)【要約】【課題】従来と同等の電圧を用いたとしても、確実に混合気を点火し、安定した火炎を得ることができる内燃機関用点火装置を提供する。【解決手段】内燃機関用点火装置は、主電極７１と補助電極７２とを備える。主電極７１は、高圧電圧が印加される主高圧電極７１ａと、主高圧電極７１ａに対して放電領域７３を介して対向配置される主接地電極７１ｂとを有し、放電領域７３にアーク放電を起こさせる電極である。また、主電極７１の離間距離を従来に比べて拡大する。これにより、放電領域７３を拡大することができる。そして、補助電極７２は、放電領域７３にプラズマ雰囲気を生成する電極である。この補助電極７２は、主電極７１によるアーク放電の前に放電領域７３にプラズマ雰囲気を生成させておく。これにより、主高圧電極７１ａと主接地電極７１ｂとの離間距離を拡大したとしても、従来と同等の電圧により主電極７１はアーク放電を起こすことが可能となる。【選択図】図２
2007032349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧電圧が印加される主高圧電極と該主高圧電極に対して放電領域を介して対向配置される主接地電極とを有し、前記放電領域にアーク放電を起こさせる主電極と、
前記放電領域にプラズマ雰囲気を生成する補助電極と、
を備えることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
前記補助電極は、
高圧電圧が印加される補助高圧電極と、
前記補助高圧電極に対して前記放電領域を介して対向配置され、前記補助高圧電圧に前記高圧電圧が印加される際に前記補助高圧電極との間に前記プラズマ雰囲気を生成する補助接地電極と、
を有することを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火装置。
【請求項３】
前記補助高圧電極と前記補助接地電極との離間距離は、前記補助高圧電極と前記主接地電極との離間距離よりも短いことを特徴とする請求項２記載の内燃機関用点火装置。
【請求項４】
前記補助電極は、高圧電圧が印加され、該高圧電圧が印加される際に前記主接地電極との間に前記プラズマ雰囲気を生成することを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火装置。
【請求項５】
前記プラズマ雰囲気は、非熱平衡放電プラズマ雰囲気であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項６】
前記補助電極は、極端パルス電圧が印加されることを特徴とする請求項５記載の内燃機関用点火装置。
【請求項７】
さらに、前記補助電極による前記プラズマ雰囲気の生成を開始した後に前記主高圧電極への前記高圧電圧の印加を開始する制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記補助電極による前記プラズマ雰囲気の生成を終了した後に、前記主高圧電極への前記高圧電圧の印加を開始することを特徴とする請求項７記載の内燃機関用点火装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記補助電極による前記プラズマ雰囲気の生成を終了する前に、前記主高圧電極への前記高圧電圧の印加を開始することを特徴とする請求項７記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１０】
高圧電圧が印加される主高圧電極と該主高圧電極に対して放電領域を介して対向配置される主接地電極とを有し、前記放電領域にアーク放電を起こさせる主電極と、
前記放電領域に電界又は磁界を生成する補助電極と、
を備えることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項１１】
前記補助電極は、
第１補助電極と、
前記第１補助電極に対して前記放電領域を介して対向配置され、前記第１補助電極との間に電界又は磁界を生成する第２補助電極と、
を有することを特徴とする請求項１０記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１２】
前記主高圧電極と前記第１補助電極の離間距離をＬ１、前記主高圧電極と前記第２補助電極との離間距離をＬ２、前記主高圧電極と前記主接地電極との離間距離をＬ３としたときに、
Ｌ１＞Ｌ３、且つ、Ｌ２＞Ｌ３となるように設定されることを特徴とする請求項１１記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１３】
前記補助電極は、電圧が印加され、前記主接地電極との間に電界又は磁界を生成することを特徴とする請求項１０記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１４】
前記補助電極と前記主接地電極との離間距離は、前記主高圧電極と前記主接地電極との離間距離よりも長いことを特徴とする請求項１３記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１５】
前記補助電極は、交流電圧が印加されることを特徴とする請求項１０〜１４の何れか一項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１６】
前記補助電極は、直流電圧が印加されることを特徴とする請求項１０〜１４の何れか一項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１７】
さらに、遅くとも前記主電極へ前記高圧電圧が印加されている間に前記補助電極による前記電界又は磁界の生成を開始し、前記放電領域の混合気が点火した後に前記補助電極による前記電界又は磁界の生成を終了する制御手段を備えることを特徴とする請求項１０〜１６の何れか一項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１８】
さらに、前記放電領域の混合気が点火した時から所定期間前記補助電極による前記電界又は磁界の生成を行う制御手段を備えることを特徴とする請求項１０〜１６の何れか一項に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１９】
前記制御手段は、遅くとも前記主電極へ前記高圧電圧が印加されている間に前記補助電極による前記電界又は磁界の生成を開始することを特徴とする請求項１８記載の内燃機関用点火装置。
【請求項２０】
前記制御手段は、前記主電極が容量放電を行っている間に前記補助電極による前記電界又は磁界の生成を行わせないことを特徴とする請求項１７又は１９に記載の内燃機関用点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用点火装置は、点火コイルで発生した高圧電圧が印加される高圧電極と接地電極との間である放電領域にてアーク放電させることにより、放電領域に存在する混合気を点火させる。
【０００３】
ところで、近年、燃費等の向上のため、例えばスプレーガイド式の燃焼法などの希薄な混合気を点火させる燃焼法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、スプレーガイド式の燃焼法は、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧に対して直接点火を行う燃焼法である。このようなスプレーガイド式の燃焼法などの場合には、噴射時期、噴射量、燃圧などの噴射条件、及び、エンジン回転数などの運転条件などに応じて、燃焼室内の燃料の噴霧の分布が異なる。そのため、点火プラグの放電領域（放電ギャップ）に確実に点火し、安定した火炎を得ることができる混合気を存在させることが容易ではない。そこで、例えば、放電領域（放電ギャップ）を拡大するなどにより、確実に混合気を点火し、安定した火炎を得ることが考えられる。
【特許文献１】特開昭５３−３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、単に放電領域を拡大した場合には、放電させるために従来よりも高い電圧を印加する必要があり、さらに電極の耐熱性・耐消耗性などを向上させる必要もある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、従来と同等の電圧を用いたとしても、確実に混合気を点火し、安定した火炎を得ることができる内燃機関用点火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】
【０００６】
（１）第１の本発明
第１の本発明の内燃機関用点火装置は、主電極と、補助電極とを備えることを特徴とする。主電極は、高圧電圧が印加される主高圧電極と、主高圧電極に対して放電領域を介して対向配置される主接地電極とを有し、放電領域にアーク放電を起こさせる電極である。補助電極は、放電領域にプラズマ雰囲気を生成する電極である。
【０００７】
第１の本発明の内燃機関用点火装置によれば、補助電極により生成されたプラズマ雰囲気の放電領域に、主電極によりアーク放電を行わせることができる。ここで、主電極によりアーク放電を行う際に既に放電領域またその近傍に局部的に電離気体(電子とイオン)が存在することとなっている場合には、主電極に印加される電圧が低い場合であってもアーク放電を起こすことが可能となる。つまり、主電極がアーク放電を起こすための電圧を低くすることができる。従って、主高圧電極と主接地電極との距離を拡大したとしても、従来と同等の電圧若しくは従来より低い電圧によりアーク放電を起こさせることができる。そして、放電領域を拡大することができるので、確実に混合気を点火し、安定した火炎を得ることができる。
【０００８】
また、補助電極は、高圧電圧が印加される補助高圧電極と、補助高圧電極に対して放電領域を介して対向配置され、補助高圧電圧に高圧電圧が印加される際に補助高圧電極との間にプラズマ雰囲気を生成する補助接地電極とを有するようにしてもよい。補助高圧電極と補助接地電極とにより、確実にプラズマ雰囲気を生成することができる。そして、補助高圧電極と補助接地電極は、放電領域を介して対向配置されればよいので、配置の自由度が高くなり、設計が容易となる。
【０００９】
この場合に、補助高圧電極と補助接地電極との離間距離は、補助高圧電極と主接地電極との離間距離よりも短くするとよい。これにより、プラズマ雰囲気は、補助高圧電極と主接地電極との間にて生成されるのではなく、補助高圧電極と補助接地電極との間にて確実に生成されるようにすることができる。
【００１０】
また、補助電極は、上述した補助高圧電極と補助接地電極とを有する場合に限られない。例えば、補助電極は、高圧電圧が印加され、該高圧電圧が印加される際に主接地電極との間にプラズマ雰囲気を生成する電極であるとしてもよい。この場合には、補助電極としては、高圧電圧が印加される電極１つで足りる。つまり、補助電極として、部品点数を削減できる。
【００１１】
また、プラズマ雰囲気は、非熱平衡放電プラズマ雰囲気であるとよい。非熱平衡放電プラズマ雰囲気とすることにより、熱平衡放電プラズマ雰囲気に比べて、局部的にしか気体の電離しか起こらず、ガス全体の温度上昇が生じることがない。従って、補助電極の耐熱性等がそれほど要求されない。つまり、補助電極は、安価な材料を使用することができる。また、補助放電に使われるエネルギーも小さい。
【００１２】
そして、補助電極は、極端パルス電圧が印加されるようにすればよい。これにより、確実に補助電極により生成されるプラズマ雰囲気は、非熱平衡放電プラズマ雰囲気とすることができる。
【００１３】
また、第１の本発明の内燃機関用点火装置は、さらに、補助電極によるプラズマ雰囲気の生成を開始した後に主高圧電極への高圧電圧の印加を開始する制御手段を備えるようにしてもよい。これにより、主電極によるアーク放電を行う前に、補助電極により局部電離気体の生成を行うことができる。つまり、主電極によるアーク放電を行う際に、主電極に印加される電圧が低い場合であってもアーク放電を確実に起こすことができる。
【００１４】
また、制御手段は、補助電極によるプラズマ雰囲気の生成を終了した後に、主高圧電極への高圧電圧の印加を開始するようにしてもよい。例えば、制御手段は、補助電極によるプラズマ雰囲気の生成を終了すると同時に主高圧電極への高圧電圧の印加を開始するようにしてもよいし、補助電極によるプラズマ雰囲気の生成を終了してから所定時間経過した後に主高圧電極への高圧電圧の印加を開始するようにしてもよい。何れの場合にも、補助電極への電圧印加と主電極への電圧印加を選択的に行うことができるので、高圧電圧を供給する手段を少なくとも１つ設けることで目的を達成することができる。さらに、補助電極によるプラズマ雰囲気の生成を終了すると同時若しくは直後には、放電領域にプラズマ雰囲気が確実に存在している状態となる。この場合に、主高圧電極への高圧電圧の印加を開始した場合には、主高圧電極へ印加する電圧がより低い場合であってもアーク放電を起こすことができる。
【００１５】
また、制御手段は、補助電極によるプラズマ雰囲気の生成を終了する前に、主高圧電極への高圧電圧の印加を開始するようにしてもよい。すなわち、補助電極への電圧印加と主電極への電圧印加が少なくとも一部において重複していることになる。これにより、主電極がアーク放電を開始する際に、放電領域にプラズマ雰囲気を確実に存在させることができる。つまり、主高圧電極への高圧電圧の印加を開始した場合には、主高圧電極へ印加する電圧がより低い場合であってもアーク放電を起こすことができる。
【００１６】
（２）第２の本発明
第２の本発明の内燃機関用点火装置は、主電極と、補助電極とを備えることを特徴とする。主電極は、高圧電圧が印加される主高圧電極と、主高圧電極に対して放電領域を介して対向配置される主接地電極とを有し、放電領域にアーク放電を起こさせる電極である。補助電極は、放電領域に電界又は磁界を生成する電極である。
【００１７】
第２の本発明の内燃機関用点火装置によれば、補助電極により電界又は磁界が放電領域に生成される。例えば、主電極のアーク放電により混合気が点火する前に補助電極により電界又は磁界が放電領域に生成されている場合には、アーク放電により生成されたプラズマの領域（放電塊又は放電領域）が拡大する。これは、アーク放電により生成されたプラズマ領域内に存在するイオン又は電子が、補助電極により生成される電界又は磁界の領域内を移動するためである。そして、放電塊は、燃焼室内に存在する混合気の点火を可能とする領域となる。つまり、放電塊が拡大することにより、混合気の点火が可能な領域を拡大することになる。その結果、例えば、スプレーガイド式の燃焼法などの希薄の混合気を点火させる燃焼法を採用した場合であっても、混合気を確実に点火することができる。さらに、第２の本発明の内燃機関用点火装置によれば、主高圧電極と主接地電極との距離を拡大することなく、放電塊を拡大することができるので、主電極がアーク放電を起こすための電圧を従来に比べて大きくする必要がない。このように従来と同等の電圧を主電極に印加したとしても、確実に放電塊（放電領域）を拡大することができるので、確実に混合気を点火し、安定した火炎を得ることができる。
【００１８】
また、第２の本発明の内燃機関用点火装置によれば、例えば、主電極のアーク放電により混合気が点火した後に補助電極により電界又は磁界が放電領域に生成されている場合には、混合気が点火して生成された火炎を拡大する。これは、火炎に含まれるイオン又は電子が、補助電極により生成される電界又は磁界の領域内を移動するためである。そして、火炎が拡大することで、結果として安定した火炎を生成することができる。なお、安定した火炎が生成できれば、その後は火炎伝播により燃焼室内の混合気が確実に燃焼する。そして、もちろんこの場合も上記同様に、主高圧電極と主接地電極との距離を拡大することなく、安定した火炎を生成することができる。従って、従来と同等の電圧を主電極に印加したとしても、点火した混合気の火炎を確実に拡大することができる。
【００１９】
また、補助電極は、第１補助電極と、第１補助電極に対して放電領域を介して対向配置され、第１補助電極との間に電界又は磁界を生成する第２補助電極とを有するようにしてもよい。第１補助電極と第２補助電極とにより、確実に電界又は磁界を生成することができる。そして、第１補助電極と第２補助電極は、放電領域を介して対向配置されればよいので、配置の自由度が高くなり、設計が容易となる。
【００２０】
この場合に、主高圧電極と第１補助電極の離間距離をＬ１、主高圧電極と第２補助電極との離間距離をＬ２、主高圧電極と主接地電極との離間距離をＬ３としたときに、Ｌ１＞Ｌ３、且つ、Ｌ２＞Ｌ３となるように設定されるとよい。これにより、主高圧電極と補助電極の間に放電できる。主電極のアーク放電により混合気が点火する前に補助電極により電界又は磁界が放電領域に生成されている場合には、主電極により生成された放電塊を第１補助電極と第２補助電極との離間領域にまで拡大することができる。また、主電極のアーク放電により混合気が点火した後に補助電極により電界又は磁界が放電領域に生成されている場合には、主電極により発生した火炎を第１補助電極と第２補助電極との離間領域にまで拡大することができる。
【００２１】
また、補助電極は、上述した第１補助電極と第２補助電極とを有する場合に限られない。例えば、補助電極は、電圧が印加され、主接地電極との間に電界又は磁界を生成する電極であるとしてもよい。この場合には、補助電極としては、電圧が印加される電極１つで足りる。つまり、補助電極として、部品点数を削減できる。
【００２２】
この場合に、補助電極と主接地電極との離間距離は、主高圧電極と主接地電極との離間距離よりも長くするとよい。これにより、主電極のアーク放電により混合気が点火する前に補助電極により電界又は磁界が放電領域に生成されている場合には、主電極により生成された放電塊を補助電極と主接地電極との離間領域にまで拡大することができる。また、主電極のアーク放電により混合気が点火した後に補助電極により電界又は磁界が放電領域に生成されている場合には、主電極により発生した火炎を補助電極と主接地電極との離間領域にまで拡大することができる。
【００２３】
また、補助電極は、交流電圧が印加される電極としてもよいし、直流電圧が印加される電極としてもよい。補助電極に印加される電圧が交流電圧の場合には、補助電極により生成される電界又は磁界の方向が交互に変化する。この場合、イオン又は電子は、往復方向に移動するようになる。一方、補助電極に印加される電圧が直流電圧の場合には、補助電極により生成される電界又は磁界の方向が一定となる。この場合、イオン又は電子は、一方方向のみに移動するようになる。
【００２４】
また、第２の本発明の内燃機関用点火装置は、さらに、遅くとも主電極へ高圧電圧が印加されている間に補助電極による電界又は磁界の生成を開始し、放電領域の混合気が点火した後に補助電極による電界又は磁界の生成を終了する制御手段を備えるようにしてもよい。これにより、主電極のアーク放電により混合気が点火する前に、補助電極により電界又は磁界の生成を行うことができる。つまり、主電極のアーク放電により生成された放電塊を確実に拡大できる。
【００２５】
また、第２の本発明の内燃機関用点火装置は、さらに、放電領域の混合気が点火した時から所定期間補助電極による電界又は磁界の生成を行う制御手段を備えるようにしてもよい。これにより、主電極のアーク放電により混合気が点火した後に、補助電極により電界又は磁界の生成を行うことができる。つまり、混合気が点火して生成された火炎を確実に拡大でき、その結果安定した火炎を生成することができる。
【００２６】
この場合、制御手段は、遅くとも主電極へ高圧電圧が印加されている間に補助電極による電界又は磁界の生成を開始するようにしてもよい。すなわち、制御手段は、遅くとも主電極へ高圧電圧が印加されている間に補助電極による電界又は磁界の生成を開始し、放電領域の混合気が点火した時から所定期間経過した時に補助電極による電界又は磁界の生成を終了することになる。これにより、主電極のアーク放電により混合気が点火する前には、補助電極により電界又は磁界の生成を行うことができる。つまり、主電極のアーク放電により生成された放電塊を確実に拡大できる。さらに、主電極のアーク放電により混合気が点火した後には、補助電極により電界又は磁界の生成を行うことができる。つまり、混合気が点火して生成された火炎を確実に拡大でき、その結果安定した火炎を生成することができる。
【００２７】
また、制御手段は、主電極が容量放電を行っている間に補助電極による電界又は磁界の生成を行わせないようにするとよい。特に容量放電を行っている際に、気体に対する絶縁破壊を行う過程であり、高い電圧が必要となる。この過程において補助電極により電界又は磁界を生成した場合には、主電極間で生成された電子とイオンなどが拡散され、容量放電に影響を及ぼすおそれがある。しかし、主電極が容量放電を行っている間に補助電極による電界又は磁界の生成を行わせないようにすることで、適切な容量放電を行わせることができる。
【発明の効果】
【００２８】
第１の本発明の内燃機関用点火装置によれば、補助電極により生成されたプラズマ雰囲気の放電領域に、主電極によりアーク放電を行わせることができる。従って、主高圧電極と主接地電極との距離を拡大したとしても、従来と同等の電圧若しくは従来より低い電圧によりアーク放電を起こさせることができる。そして、放電領域を拡大することができるので、確実に混合気を点火し、安定した火炎を得ることができる。
【００２９】
第２の本発明の内燃機関用点火装置によれば、補助電極により電界又は磁界が放電領域に生成される。例えば、主電極のアーク放電により混合気が点火する前に補助電極により電界又は磁界が放電領域に生成されている場合には、主高圧電極と主接地電極との距離を拡大することなく、放電塊を拡大することができるので、従来の点火方法では実現できない。このように従来と同等の電圧を主電極に印加したとしても、確実に放電塊（放電領域）を拡大することができるので、確実に混合気を点火し、安定した火炎を得ることができる。
【００３０】
また、第２の本発明の内燃機関用点火装置によれば、例えば、主電極のアーク放電により混合気が点火した後に補助電極により電界又は磁界が放電領域に生成されている場合には、従来と同等の電圧を主電極に印加したとしても、点火した混合気の火炎を確実に拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
【００３２】
（１）第１実施形態
（１．１）筒内噴射式内燃機関の全体構成
第１の本発明の内燃機関用点火装置を備えるスプレーガイド式の燃焼法を用いた筒内噴射式内燃機関について説明する。本実施形態における筒内噴射式内燃機関（以下、「エンジン」という）１０については、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態のエンジン１０の構成などを示す図である。
【００３３】
まず、スプレーガイド式の燃焼法について、簡単に説明する。スプレーガイド式の燃焼法は、燃料噴射弁６から噴射された燃料をピストン２などの燃焼室２０を形成する壁に衝突させることなく、点火プラグ７近傍に理想的な混合気を配置する成層燃焼法である。すなわち、燃料噴射弁６から燃焼室２０内に直接噴射された燃料の噴霧に対して、点火プラグ７により直接点火させる燃焼法である。
【００３４】
このようなスプレーガイド式の燃焼法に用いるエンジン１０は、図１に示すように、シリンダブロック１と、ピストン２と、シリンダヘッド３と、吸気弁４と、排気弁５と、燃料噴射弁６と、点火プラグ７とから構成される。なお、シリンダブロック１の内周壁、ピストン２の頂面、及びシリンダヘッド３の天井内壁により、エンジン１０の燃焼室２０を区画している。
【００３５】
シリンダブロック１は、シリンダを形成している。ピストン２は、シリンダ内を図１の上下方向に往復移動する。シリンダヘッド３は、シリンダブロック１のシリンダを閉塞するように配置されている。このシリンダヘッド３には、燃焼室２０と連通し燃焼室２０へ吸入空気を導く通路である吸気ポート３ａと、燃焼室２０に連通し燃焼室２０内の燃焼ガス等を排出する通路である排気ポート３ｂとが形成されている。
【００３６】
吸気弁４は、吸気ポート３ａと燃焼室２０とを開閉可能に、シリンダヘッド３に配置されている。すなわち、この吸気弁４は、吸気管から吸気ポート３ａに導かれた吸入空気の燃焼室２０への流れを遮断および許容する。排気弁５は、燃焼室２０と排気ポート３ｂとを開閉可能に、シリンダヘッド３に配置されている。すなわち、この排気弁５は、燃焼室２０内に生成された燃焼ガス等の排気ポート３ｂへ流れを遮断および許容する。
【００３７】
燃料噴射弁６は、シリンダヘッド３に配置され、燃料を燃焼室２０内に直接噴射する。具体的には、燃料噴射弁６は、燃焼室２０内のうちピストン２の頂面に形成されるキャビティに向けて燃料を噴射供給する。さらに、燃料噴射弁６から噴射される燃料の噴霧の一部は、点火プラグ７の主高圧電極７１ａと主接地電極７１ｂとの対向空間に形成される放電領域７３へ供給される。そして、燃料噴射弁６が噴射する燃料の噴霧形状は、例えば、略円錐状をなしている。
【００３８】
点火プラグ７は、燃料噴射弁６に対して傾斜するようにして、シリンダヘッド３に配置されている。この点火プラグ７は、放電領域７３にアーク放電を起こさせる主電極７１と、主電極７１の放電領域７３と同様の領域に非熱平衡放電プラズマ雰囲気を生成する補助電極７２とを有している。つまり、点火プラグ７の主電極７１は、燃料噴射弁６から燃料が噴射された時にアーク放電を起こすことで、放電領域７３に存在する混合気を点火することができる電極である。また、点火プラグ７の補助電極７２は、主電極７１がアーク放電を起こす前に放電領域７３にプラズマ雰囲気を生成するための電極である。なお、点火プラグ７の先端部分、すなわち主電極７１及び補助電極７２の詳細については、以下に説明する。
【００３９】
（１．２）点火プラグ７の先端部分の詳細構成
次に、点火プラグ７の先端部分の詳細構成について、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、点火プラグ７の正面図を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）の底面図を示す。図２に示すように、点火プラグ７の先端部分には、主電極７１と補助電極７２とを備えている。
【００４０】
主電極７１は、後述する点火コイル８１（図４に示す）から高圧電圧が印加される主高圧電極７１ａと、主高圧電極７１ａに対して放電領域７３を介して対向配置され、且つ接地されている主接地電極７１ｂとからなる。この主高圧電極７１ａは、アーク放電に耐え得る材質、例えば、イリジウムやプラチナなどからなる。そして、主高圧電極７１ａは、略同径からなる棒状をなしており、点火プラグ７の先端側にプラグ軸方向へ延在している。さらに詳細には、主高圧電極７１ａは、点火プラグ７のプラグ軸心から図２（ｂ）の右側へ僅かに偏心している。主接地電極７１ｂは、アーク放電に耐え得る材質、例えば、主高圧電極７１ａと同様の材質からなる。この主接地電極７１ｂは、略Ｌ字型をなしており、主高圧電極７１ａの先端に対して放電領域７３を介してプラグ軸方向に対向している部分を有している。つまり、主高圧電極７１ａの先端と主接地電極７１ｂのうち主高圧電極７１ａの先端に対してプラグ軸方向に対向している部分との間にて、アーク放電が起こる。
【００４１】
ここで、放電領域７３とは、図２（ａ）の破線にて示すように、主高圧電極７１ａの先端と主接地電極７１ｂのうち主高圧電極７１ａの先端に対してプラグ軸方向に対向する部分との間の空間及びその周囲の空間である。そして、第１実施形態における主高圧電極７１ａの先端と主接地電極７１ｂとのプラグ軸方向の離間距離は、例えば５ｍｍ〜８ｍｍとしている。これは、従来の主高圧電極７１ａの先端と主接地電極７１ｂとのプラグ軸方向の離間距離に比べて、非常に大きくされている。なお、従来の主高圧電極７１ａの先端と主接地電極７１ｂとのプラグ軸方向の離間距離は、例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度であった。
【００４２】
補助電極７２は、後述する点火コイル８１から高圧電圧が印加される補助高圧電極７２ａと、補助高圧電極７２ｂに対して放電領域７３を介して対向配置され、且つ接地されている補助接地電極７２ｂとからなる。この補助高圧電極７２ａ及び補助接地電極７２ｂは、略同径からなる棒状をなしており、点火プラグ７の先端側にプラグ軸方向へ延在している。さらに詳細には、補助高圧電極７２ａは、点火プラグ７のプラグ軸心から図２（ｂ）の上側へ僅かに偏心している。また、補助接地電極７２ｂは、点火プラグ７のプラグ軸心から図２（ｂ）の下側へ僅かに偏心している。すなわち、補助高圧電極７２ａの先端と補助接地電極７２ｂの先端とは、プラグ軸方向に略直交する方向（図２（ｂ）の上下方向）に対向している。
【００４３】
ここで、補助高圧電極７２ａ及び補助接地電極７２ｂの詳細な構成について図３を参照して説明する。図３は、補助高圧電極７２ａ及び補助接地電極７２ｂの詳細構成を示す図である。
【００４４】
図３に示すように、補助高圧電極７２ａ及び補助接地電極７２ｂは、例えばステンレス製や真鍮製の棒状部材７２１と、その棒状部材７２１の外周を絶縁被覆するセラミック製の絶縁部材７２２とからなる。ただし、棒状部材７２１の先端（図３の下端）は、絶縁部材７２２により被覆されずに露出されている。すなわち、補助高圧電極７２ａの棒状部材７２１が、点火コイル８１から高圧電圧が印加される部材であって、補助接地電極７２ｂの棒状部材７２１が、接地されている部材である。ここで、棒状部材７２１は、ステンレス製や真鍮製としたが、これは非熱平衡放電プラズマ雰囲気の生成に耐え得る材質であればよい。なお、非熱平衡放電プラズマ雰囲気の生成は、アーク放電などの熱平衡放電プラズマ雰囲気の生成に比べて低温となるので、非熱平衡放電プラズマ雰囲気の生成に用いる電極の材質には、耐熱性や耐消耗性の要求が低い。
【００４５】
さらに、補助高圧電極７２ａの先端と補助接地電極７２ｂの先端との離間距離は、補助高圧電極７２ａの先端と主接地電極７１ｂとの離間距離よりも短くされている。これは、補助高圧電極７２ａに高圧電圧が印加された場合に、補助高圧電極７２ａと補助接地電極７２ｂとの間にて確実に放電を起こすようにするためである。
【００４６】
（１．３）内燃機関用点火装置の回路構成
次に、内燃機関用点火装置の回路構成について図４を参照して説明する。図４は、第１実施形態の内燃機関用点火装置の回路構成を示す。図４に示すように、当該回路構成は、点火コイル８１と、トランジスタ８２と、電極スイッチ８３と、点火プラグ７の主電極７１、補助電極７２と、制御装置８４とから構成される。
【００４７】
点火コイル８１は、バッテリに接続された一次コイル及び二次コイルからなる。この点火コイル８１の二次コイルに高圧電圧を発生する。つまり、点火コイル８１は、二次コイルに発生した高圧電圧を点火プラグ７の主高圧電極７１ａ及び補助高圧電極７２ａに印加する。トランジスタ８２は、点火コイル８１の一次コイルに接続されている。このトランジスタ８２は、点火コイル８１の一次コイルへ供給する電流を遮断することにより、二次コイルに高圧電圧を発生させるスイッチである。電極スイッチ８３は、点火コイル８１の二次コイルと点火プラグ７の主高圧電極７１ａとの接続、又は、二次コイルと点火プラグ７の補助高圧電極７２ａとの接続を切り替えるスイッチである。すなわち、電極スイッチ８３が点火プラグ７の主高圧電極７１ａ側に接続されている場合には、点火コイル８１の二次コイルにより発生された高圧電圧は主高圧電極７１ａへ印加される。一方、電極スイッチ８３が点火プラグ７の補助高圧電極７２ａ側に接続されている場合には、点火コイル８１の二次コイルにより発生された高圧電圧は補助高圧電極７２ａへ印加される。制御装置８４は、トランジスタ８２のＯＮ／ＯＦＦの駆動を制御すると共に、電極スイッチ８３の切り替え動作を制御している。
【００４８】
（１．４）内燃機関用点火装置の動作
次に、上述した構成からなる内燃機関用点火装置の動作について説明する。ここで、内燃機関用点火装置の動作について図５を参照して説明する。図５は、制御装置８４の制御信号などのタイムチャートを示す。
【００４９】
まず、燃料噴射弁６から燃料が噴射されると、制御装置８４は、第１番目の放電開始信号を発生する。この第１番目の放電開始信号は、補助電極７２へ高圧電圧の印加を開始する信号である。
【００５０】
第１番目の放電開始信号が発生されると、制御装置８４は、トランジスタ８２をＯＮからＯＦＦへ切り替えると同時に、電極スイッチ８３を補助電極７２側へ接続する。トランジスタ８２がＯＮからＯＦＦへ切り替えられることにより、点火コイル８１の二次コイルには高圧電圧が発生する。そして、電極スイッチ８３が補助電極７２側へ接続されることにより、二次コイルにより発生された高圧電圧は補助高圧電極７２ａへ印加されることになる。このとき、補助高圧電極７２ａへ印加される電圧は、図示しない回路により、周期が約２００ｎｓｅｃでパルス幅が約１００ｎｓｅｃの極端パルス電圧としている。このように補助高圧電極７２ａに極端パルス電圧を印加することにより、補助電極７２により放電領域７３に非熱平衡放電プラズマ雰囲気を生成することができる。
【００５１】
続いて、制御装置８４は、第１番目の放電開始信号を発生してから約０．１ｍｓｅｃ経過した時に、第２番目の放電開始信号を発生する。この第２番目の放電開始信号は、補助電極７２への高圧電圧の印加を終了する信号であると共に、主電極７１へ高圧電圧の印加を開始する信号である。
【００５２】
第２番目の放電開始信号が発生されると、制御装置８４は、電極スイッチ８３を補助電極７２側から主電極７１側へ切り替える。すなわち、点火コイル８１の二次コイルと補助高圧電極７２ａとの接続が遮断され、二次コイルと主高圧電極７１ａとが接続される。従って、補助電極７２による非熱平衡放電プラズマ雰囲気の生成が終了され、主電極７１によるアーク放電が開始される。
【００５３】
このとき、主電極７１によりアーク放電を開始する前に、放電領域７３には補助電極７２により既にプラズマ雰囲気が生成されている。従って、主電極７１によるアーク放電を起こしやすい状態が形成されている。ここで、主高圧電極７１ａの先端と主接地電極７１ｂとのプラグ軸方向の離間距離は、従来に比べて大きくされている。しかし、放電領域７３にプラズマ雰囲気が既に形成されているので、従来と同等の電圧であっても、主電極７１がアーク放電を起こすことができる。
【００５４】
ここで、主電極７１によるアーク放電の放電電流について図６を参照して説明する。図６は、主電極７１によるアーク放電の放電電流について示す図である。図６に示すように、主電極７１による放電開始直後においては、絶対値の非常に大きな電流が流れる容量放電が起こる。その後、容量放電の電流に比べて絶対値の小さな電流が流れる誘導放電が起こる。
【００５５】
そして、主電極７１による容量放電若しくは誘導放電の際に、放電領域７３に存在する混合気が点火して、火炎を発生し、火炎伝播を開始する。ここで、主高圧電極７１ａの先端と主接地電極７１ｂとのプラグ軸方向の離間距離は５ｍｍ〜８ｍｍと従来より大きくされている。すなわち、放電領域７３が従来に比べて拡大されている。従って、拡大された放電領域７３には、確実に点火する混合気が存在する可能性が高くなる。これにより、確実に混合気を点火し、且つ、確実に安定した火炎を得ることができる。
【００５６】
続いて、第２番目の放電開始信号を発生してから所定時間経過した後に、トランジスタ８２がＯＮすると共に、電極スイッチ８４が主電極７１側及び補助電極７２側の何れもから遮断される。つまり、点火コイル８１の二次コイルにより発生する高圧電圧は、主電極７１及び補助電極７２の何れにも印加されない。
【００５７】
（２）第１実施形態の第１変形態様
次に、第１実施形態の第１変形態様について図７を参照して説明する。図７（ａ）は、第１実施形態の第１変形態様における点火プラグ７の正面図を示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）の底面図を示す。なお、当該第１変形態様において、上述した第１実施形態と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
図７（ａ）に示すように、当該点火プラグ７の先端部分には、主電極７１と補助電極７４とを備えている。主電極７１は、第１実施形態の点火プラグ７の主電極７１と同一である。補助電極７４は、点火コイル８１から高圧電圧が印加される電極である。この補助電極７４は、略同径からなる棒状をなしており、点火プラグ７の先端側にプラグ軸方向へ延在している。さらに詳細には、補助電極７４は、点火プラグ７のプラグ軸心から図７（ｂ）の左側へ僅かに偏心している。この補助電極７４は、上述した第１実施形態の点火プラグ７の補助高圧電極７２ａとほぼ同一構成からなる。
【００５９】
そして、補助電極７４は、高圧電圧が印加される際に主接地電極７１ｂとの間（放電領域７３）に、非熱平衡放電プラズマ雰囲気を生成する。
【００６０】
（３）第１実施形態の第２変形態様
次に、第１実施形態の第２変形態様について図８を参照して説明する。図８は、制御装置８４の制御信号などのタイムチャートを示す。
【００６１】
まず、燃料噴射弁６から燃料が噴射されると、制御装置８４は、第１番目の放電開始信号を発生する。この第１番目の放電開始信号は、補助電極７４へ高圧電圧の印加を開始する信号である。
【００６２】
第１番目の放電開始信号が発生されると、補助電極７４へ点火コイル８１の二次コイルにより発生された高圧電圧が補助電極７４へ印加されることになる。このとき、補助電極７４へ印加される電圧は、周期が約２００ｎｓｅｃでパルス幅が約１００ｎｓｅｃの極短パルス電圧としている。このように補助電極７４に極短パルス電圧を印加することにより、補助電極７４と主接地電極７１ｂとの間の放電領域７３に非熱平衡放電プラズマ雰囲気を生成することができる。そして、補助電極７４への高圧電圧の印加は、補助電極７４への高圧電圧の印加開始から約０．１ｍｓｅｃ経過した後に、補助電極７４への高圧電圧の印加を終了する。
【００６３】
続いて、制御装置８４は、第１番目の放電開始信号を発生してから約０．０９ｍｓｅｃ経過した時に、第２番目の放電開始信号を発生する。この第２番目の放電開始信号は、主電極７１へ高圧電圧の印加を開始する信号である。
【００６４】
第２番目の放電開始信号が発生されると、主高圧電極７１ａへ点火コイル８１の二次コイルにより発生された高圧電圧が主高圧電極７１ａへ印加されることになる。従って、主電極７１によるアーク放電が開始される。
【００６５】
ところで、主電極７１によりアーク放電を開始する前、及び、主電極７１によりアーク放電を開始して約０．０１ｍｓｅｃ間に、放電領域７３には補助電極７４がプラズマ雰囲気を生成している。従って、主電極７１によるアーク放電を起こしやすい状態が形成されている。ここで、主高圧電極７１ａの先端と主接地電極７１ｂとのプラグ軸方向の離間距離は従来に比べて大きくされているが、放電領域７３にプラズマ雰囲気が形成されているので、従来と同等の電圧であっても、主電極７１がアーク放電を起こすことができる。
【００６６】
なお、主電極７１への高圧電圧の印加と補助電極７４への高圧電圧の印加とを一部重複させることにより、主電極７１がアーク放電を起こし始める時点において放電領域７３を確実にプラズマ雰囲気とすることができる。つまり、確実にアーク放電を起こしやすい状態を形成できる。
【００６７】
また、第１実施形態の第２変形態様は、第１実施形態の内燃機関用点火装置の回路構成では達成することができない。第１実施形態においては、主電極７１への高圧電圧の印加と補助電極７２への高圧電圧の印加を選択的に可能とする構成であった。しかし、第１実施形態の第２変形態様では、主電極７１への高圧電圧の印加と補助電極７４への高圧電圧の印加とが一部において重複している。従って、例えば、主電極７１へ高圧電圧を印加するための点火コイルと補助電極７４へ高圧電圧を印加する点火コイルとをそれぞれ別々に設けるなどする必要がある。もちろん、１つの点火コイルのみを用いて、主電極７１及び補助電極７４の両方へ高圧電圧を印加できる場合と、一方へ高圧電圧を印加できる場合とが可能となるようなスイッチを形成してもよい。
【００６８】
（４）第２実施形態
次に、第２の本発明の内燃機関用点火装置を備えるスプレーガイド式の燃焼法を用いたエンジン１０について説明する。本実施形態におけるエンジン１０の全体構成は、上述した第１実施形態におけるエンジン１０の全体構成と同様であるので、説明を省略する。
【００６９】
（４．１）点火プラグ７の先端部分の詳細構成
次に、第２実施形態の点火プラグ７の先端部分の詳細構成について、図９を参照して説明する。図９（ａ）は、点火プラグ７の正面図を示す。図９（ｂ）は、図９（ａ）の底面図を示す。図９に示すように、点火プラグ７の先端部分には、主電極７５と補助電極７６とを備えている。
【００７０】
主電極７５は、点火コイル８１から高圧電圧が印加される主高圧電極７５ａと、主高圧電極７５ａに対して放電領域７３を介して対向配置され、且つ接地されている主接地電極７５ｂとからなる。この主高圧電極７５ａは、アーク放電に耐え得る材質、例えば、イリジウムやプラチナなどからなる。そして、主高圧電極７５ａは、略同径からなる棒状をなしており、点火プラグ７の先端側にプラグ軸方向へ延在している。さらに詳細には、主高圧電極７５ａは、点火プラグ７のプラグ軸心から図９（ｂ）の右側へ僅かに偏心している。主接地電極７５ｂは、アーク放電に耐え得る材質、例えば、主高圧電極７５ａと同様の材質からなる。この主接地電極７５ｂは、略Ｌ字型をなしており、主高圧電極７５ａの先端に対して放電領域７３を介してプラグ軸方向に対向している部分を有している。つまり、主高圧電極７５ａの先端と主接地電極７５ｂのうち主高圧電極７５ａの先端に対してプラグ軸方向に対向している部分との間にて、アーク放電が起こる。
【００７１】
ここで、第２実施形態における主高圧電極７５ａの先端と主接地電極７５ｂとのプラグ軸方向の離間距離は、例えば１ｍｍ〜２ｍｍとしている。つまり、従来の主高圧電極７５ａの先端と主接地電極７５ｂとのプラグ軸方向の離間距離とほぼ同等である。
【００７２】
補助電極７６は、後述する電源装置９１（図１０に示す）の一方極側に接続された第１補助電極７６ａと、電源装置９１の他方極側に接続された第２補助電極７６ｂとからなる。具体的には、第１補助電極７６ａは、略同径からなる棒状をなしており、点火プラグ７の先端側にプラグ軸方向へ延在している。さらに詳細には、第１補助電極７６ａは、点火プラグ７のプラグ軸心から図９（ｂ）の上側へ偏心している。また、第２補助電極７６ｂは、点火プラグ７のプラグ軸心から図９（ｂ）の下側へ偏心している。すなわち、第１補助電極７６ａの先端と第２補助電極７６ｂの先端とは、プラグ軸方向に略直交する方向（図９（ｂ）の上下方向）に対向している。
【００７３】
ここで、第１補助電極７６ａ及び第２補助電極７６ｂの詳細な構成は、第１実施形態における補助高圧電極７２ａ及び補助接地電極７２ｂと同様の構成からなる。すなわち、第１補助電極７６ａ及び第２補助電極７６ｂは、図３に示すように、例えばステンレス製や真鍮製の棒状部材７２１と、その棒状部材７２１の外周を絶縁被覆するセラミック製の絶縁部材７２２とからなる。ただし、棒状部材７２１の先端は、絶縁部材７２２により被覆されずに露出されている。ここで、棒状部材７２１は、ステンレス製や真鍮製としたが、電界又は磁界を発生することができる材質であればよい。ただし、棒状部材７２１の先端部分は、燃焼室２０内に曝されるので、ある程度の耐熱性は要求される。
【００７４】
さらに、第１補助電極７６ａの先端と第２補助電極７６ｂの先端の主高圧電極７５ａ及び主接地電極７５ｂに対する位置は、以下のようにされている。すなわち、主高圧電極７５ａと第１補助電極７６ａの離間距離をＬ１、主高圧電極７５ａと第２補助電極７６ｂとの離間距離をＬ２、主高圧電極７５ａと主接地電極７５ｂとの離間距離をＬ３としたときに、Ｌ１＞Ｌ３、且つ、Ｌ２＞Ｌ３となるようにされている。これは、主電極７５のアーク放電により発生したイオン又は電子、若しくは、点火して発生した火炎に含まれるイオン又は電子の移動範囲を拡大するためである。
【００７５】
（４．２）内燃機関用点火装置の回路構成
次に、内燃機関用点火装置の回路構成について図１０を参照して説明する。図１０は、第２実施形態の内燃機関用点火装置の回路構成を示す。図１０に示すように、当該回路構成は、点火コイル８１と、トランジスタ８２と、電源装置９１と、制御装置９２と、点火プラグ７の主電極７５、補助電極７６とから構成される。
【００７６】
点火コイル８１は、バッテリに接続された一次コイル及び二次コイルからなり、二次コイルに高圧電圧を発生することができる。つまり、点火コイル８１は、二次コイルに発生した高圧電圧を点火プラグ７の主高圧電極７５ａに印加する。トランジスタ８２は、点火コイル８１の一次コイルに接続されている。このトランジスタ８２は、点火コイル８１の一次コイルへ供給する電流を遮断することにより、二次コイルに高圧電圧を発生させるスイッチである。電源装置９１は、交流電圧又は直流電圧を生成し、補助電極７６へ印加する。制御装置９２は、トランジスタ８２のＯＮ／ＯＦＦの駆動を制御すると共に、電源装置９１から補助電極７６への電圧の印加／遮断を制御する。
【００７７】
（４．３）内燃機関用点火装置の動作
次に、上述した構成からなる内燃機関用点火装置の動作について説明する。ここで、内燃機関用点火装置の動作について図１１を参照して説明する。図１１は、制御装置９２の制御信号などのタイムチャートを示す。
【００７８】
まず、燃料噴射弁６から燃料が噴射されると、制御装置９２は、制御開始信号を発生する。この制御開始信号は、主高圧電極７５ａへ高圧電圧の印加を開始する信号である。
【００７９】
制御開始信号が発生されると、制御装置９２は、トランジスタ８２をＯＮからＯＦＦへ切り替える。トランジスタ８２がＯＮからＯＦＦへ切り替えられることにより、点火コイル８１の二次コイルには高圧電圧が発生する。そうすると、二次コイルにより発生された高圧電圧は、主高圧電極７５ａへ印加されることになる。従って、主電極７５によるアーク放電が開始される。そして、制御開始信号が発生されてから所定時間Ｔ１経過した後に、トランジスタ８２がＯＮされる。つまり、制御開始信号が発生されてから所定時間Ｔ１経過した後に、点火コイル８１の二次コイルから主高圧電極７５ａへの高圧電圧の印加が終了する。そして、主電極７５による容量放電若しくは誘導放電の際に、放電領域７３に存在する混合気が点火して、火炎を発生し、火炎伝播を開始する。
【００８０】
また、制御開始信号が発生されてから僅かな時間Ｔ２が経過した後に、制御装置９２は、電源装置９１から補助電極７６への電圧印加を開始させる。電源装置９１により補助電極７６へ印加される電圧は、交流電圧又は直流電圧である。ここで、制御開始信号が発生されてから僅かな時間Ｔ２とは、主電極７５による容量放電が行われている時間以上の時間を意味する。つまり、補助電極７６への電圧印加の開始は、主電極７５による容量放電が終了した後となる。このように、主電極７５による容量放電が行われている間に補助電極７６により電界又は磁界を生成させないことにより、主電極７５による容量放電への悪影響を防止している。
【００８１】
そして、制御開始信号が発生されてから所定時間Ｔ３経過するまでの間、電源装置９１から補助電極７６へ電圧が印加され続ける。このように、電源装置９１から補助電極７６へ交流電圧又は直流電圧が印加されることにより、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの間にて電界又は磁界が発生する。
【００８２】
特に、補助電極７６へ印加される電圧が交流電圧の場合には、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの間に生成される電界又は磁界の方向が、印加される電圧の向きに応じて変化する。一方、補助電極７６へ印加される電圧が直流電圧の場合には、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの間に生成される電界又は磁界の方向は、一定方向となる。
【００８３】
そして、主電極７５により混合気が点火する前に補助電極７６による電界又は磁界の生成が行われている場合には、主電極７５のアーク放電により生成されたイオン又は電子が補助電極７６により生成された電界又は磁界の領域を移動する。ここで、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの離間距離は、主高圧電極７５ａと主接地電極７５ｂとの離間距離よりも大きくされている。つまり、主電極７５のアーク放電により生成されたイオン又は電子が移動する領域は、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの離間領域にまで拡大する。つまり、主電極７５のアーク放電により生成されたプラズマの領域（放電塊）を拡大することになる。
【００８４】
そして、放電塊が拡大することにより、燃焼室２０内に存在する混合気の点火を可能とする領域を拡大することになる。その結果、混合気を確実に点火し、安定した火炎を得ることができる。
【００８５】
なお、補助電極７６へ交流電圧が印加される場合には、主電極７５のアーク放電により生成されたイオン又は電子は、補助電極７６により生成された電界又は磁界の領域内を往復移動する。一方、補助電極７６へ直流電圧が印加される場合には、主電極７５のアーク放電により生成されたイオン又は電子は、補助電極７６により生成された電界又は磁界の領域内を一方方向のみに移動する。
【００８６】
さらに、主電極７５により混合気が点火した後に補助電極７６による電界又は磁界の生成が行われている場合には、主電極７５のアーク放電により点火して発生した火炎に含まれるイオン又は電子が補助電極７６により生成された電界又は磁界の領域を移動する。ここで、主高圧電極７５ａと主接地電極７５ｂとの間にて火炎が生成された場合には、火炎に含まれるイオン又は電子は、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの離間領域にまで移動する。つまり、最初に発生した火炎は、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの離間領域にまで拡大する。このように、火炎が拡大するができるので、結果として安定した火炎を生成することができる。そして、安定した火炎を生成することができれば、その後は、火炎伝播により燃焼室２０内の混合気を確実に燃焼することができる。
【００８７】
（５）第２実施形態の第１変形態様
次に、第２実施形態の第１変形態様について図１２を参照して説明する。図１２は、制御装置９２の制御信号などのタイムチャートを示す。
【００８８】
まず、燃料噴射弁６から燃料が噴射されると、制御装置９２は、制御開始信号を発生する。この制御開始信号は、主高圧電極７５ａへ高圧電圧の印加を開始する信号である。
【００８９】
制御開始信号が発生されると、制御装置９２は、トランジスタ８２をＯＮからＯＦＦへ切り替える。トランジスタ８２がＯＮからＯＦＦへ切り替えられることにより、点火コイル８１の二次コイルには高圧電圧が発生する。そうすると、二次コイルにより発生された高圧電圧は、主高圧電極７５ａへ印加されることになる。従って、主電極７５によるアーク放電が開始される。そして、制御開始信号が発生されてから所定時間Ｔ１経過した後に、トランジスタ８２がＯＮされる。つまり、制御開始信号が発生されてから所定時間Ｔ１経過した後に、点火コイル８１の二次コイルから主高圧電極７５ａへの高圧電圧の印加が終了する。そして、主電極７５による容量放電若しくは誘導放電の際に、放電領域７３に存在する混合気が点火して、火炎を発生し、火炎伝播を開始する。
【００９０】
また、制御開始信号が発生されてから僅かな時間Ｔ２が経過した後に、制御装置９２は、電源装置９１から補助電極７６への電圧印加を開始させる。電源装置９１により補助電極７６へ印加される電圧は、交流電圧又は直流電圧である。ここで、制御開始信号が発生されてから僅かな時間Ｔ２とは、主電極７５による容量放電が行われている時間以上の時間を意味する。つまり、補助電極７６への電圧印加の開始は、主電極７５による容量放電が終了した後となる。
【００９１】
そして、制御開始信号が発生されてから所定時間Ｔ１経過するまでの間、電源装置９１から補助電極７６へ電圧が印加され続ける。このように、電源装置９１から補助電極７６へ交流電圧又は直流電圧が印加されることにより、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの間にて電界又は磁界が発生する。
【００９２】
特に、補助電極７６へ印加される電圧が交流電圧の場合には、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの間に生成される電界又は磁界の方向が、印加される電圧の向きに応じて変化する。一方、補助電極７６へ印加される電圧が直流電圧の場合には、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの間に生成される電界又は磁界の方向は、一定方向となる。
【００９３】
そして、第２実施形態の第１変形態様においては、補助電極７６による電界又は磁界の生成は、主として主電極７５により混合気が点火する前に行われる。このように、主電極７５により混合気が点火する前に補助電極７６による電界又は磁界の生成が行われている場合には、主電極７５のアーク放電により生成されたイオン又は電子が補助電極７６により生成された電界又は磁界の領域を移動する。ここで、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの離間距離は、主高圧電極７５ａと主接地電極７５ｂとの離間距離よりも大きくされている。つまり、主電極７５のアーク放電により生成されたイオン又は電子が移動する領域は、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの離間領域にまで拡大する。つまり、主電極７５のアーク放電により生成されたプラズマの領域（放電塊）を拡大することになる。
【００９４】
そして、放電塊が拡大することにより、燃焼室２０内に存在する混合気の点火を可能とする領域を拡大することになる。その結果、混合気を確実に点火することができる。
【００９５】
なお、第２実施形態の第１変形態様において、補助電極７６による電界又は磁界の生成は、主電極７５によりアーク放電を終了する時に終了するようにしている。放電塊を拡大することのみを目的とするのであれば、混合気が点火した時に補助電極７６による電界又は磁界の生成を終了すればよい。ただし、終了時点の容易化を図るために、補助電極７６による電界又は磁界の生成の終了時点を主電極７５によりアーク放電を終了する時とした。従って、混合気を点火した時点を特定して、混合気が点火した時に補助電極７６による電界又は磁界の生成を終了するようにしてもよい。
【００９６】
（６）第２実施形態の第２変形態様
次に、第２実施形態の第２変形態様について図１３を参照して説明する。図１３は、制御装置９２の制御信号などのタイムチャートを示す。
【００９７】
まず、燃料噴射弁６から燃料が噴射されると、制御装置９２は、第１番目の制御開始信号を発生する。この第１番目の制御開始信号は、主高圧電極７５ａへ高圧電圧の印加を開始する信号である。
【００９８】
第１番目の制御開始信号が発生されると、制御装置９２は、トランジスタ８２をＯＮからＯＦＦへ切り替える。トランジスタ８２がＯＮからＯＦＦへ切り替えられることにより、点火コイル８１の二次コイルには高圧電圧が発生する。そうすると、二次コイルにより発生された高圧電圧は、主高圧電極７５ａへ印加されることになる。従って、主電極７５によるアーク放電が開始される。
【００９９】
続いて、第１番目の制御開始信号が発生されてから所定時間Ｔ１経過すると、制御装置９２は第２番目の制御開始信号を発生する。この第２番目の制御開始信号は、主高圧電極７５ａへの高圧電圧の印加を終了する信号であると共に、電源装置９１から補助電極７６への電圧印加を開始する信号である。
【０１００】
すなわち、第２番目の制御開始信号が発生されると、トランジスタ８２がＯＮされる。つまり、第２番目の制御開始信号が発生されると、点火コイル８１の二次コイルから主高圧電極７５ａへの高圧電圧の印加が終了する。なお、主電極７５による容量放電若しくは誘導放電の際に、放電領域７３に存在する混合気が点火して、火炎を発生し、火炎伝播を開始する。
【０１０１】
さらに、第２番目の制御開始信号が発生されると、制御装置９２は、電源装置９１から補助電極７６への電圧印加を開始させる。電源装置９１により補助電極７６へ印加される電圧は、交流電圧又は直流電圧である。そして、第２番目の制御開始信号が発生されてから所定時間Ｔ４経過するまでの間、電源装置９１から補助電極７６へ電圧が印加され続ける。このように、電源装置９１から補助電極７６へ交流電圧又は直流電圧が印加されることにより、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの間にて電界又は磁界が発生する。
【０１０２】
特に、補助電極７６へ印加される電圧が交流電圧の場合には、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの間に生成される電界又は磁界の方向が、印加される電圧の向きに応じて変化する。一方、補助電極７６へ印加される電圧が直流電圧の場合には、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの間に生成される電界又は磁界の方向は、一定方向となる。
【０１０３】
そして、第２実施形態の第２変形態様においては、補助電極７６による電界又は磁界の生成は、主として主電極７５により混合気が点火した後に行われる。このように、主電極７５により混合気が点火した後に補助電極７６による電界又は磁界の生成が行われている場合には、主電極７５のアーク放電により点火して発生した火炎に含まれるイオン又は電子が補助電極７６により生成された電界又は磁界の領域を移動する。ここで、主高圧電極７５ａと主接地電極７５ｂとの間にて火炎が生成された場合には、火炎に含まれるイオン又は電子は、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの離間領域にまで移動する。つまり、最初に発生した火炎は、第１補助電極７６ａと第２補助電極７６ｂとの離間領域にまで拡大する。このように、火炎が拡大するができるので、結果として安定した火炎を生成することができる。そして、安定した火炎を生成することができれば、その後は、火炎伝播により燃焼室２０内の混合気を確実に燃焼することができる。
【０１０４】
なお、第２実施形態の第２変形態様において、補助電極７６による電界又は磁界の生成は、主電極７５によりアーク放電を終了する時に開始するようにしている。火炎を拡大することのみを目的とするのであれば、混合気が点火した時に補助電極７６による電界又は磁界の生成を開始してもよい。ただし、開始時点の容易化を図るために、補助電極７６による電界又は磁界の生成の開始時点を主電極７５によりアーク放電を終了する時とした。従って、混合気を点火した時点を特定して、混合気が点火した時に補助電極７６による電界又は磁界の生成を開始するようにしてもよい。
【０１０５】
（７）第２実施形態の第３変形態様
次に、第２実施形態の第３変形態様について図１４を参照して説明する。図１４（ａ）は、第２実施形態の第３変形態様における点火プラグ７の正面図を示す。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の底面図を示す。なお、当該第３変形態様において、上述した第２実施形態と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【０１０６】
図１４（ａ）に示すように、当該点火プラグ７の先端部分には、主電極７５と補助電極７７とを備えている。主電極７５は、第２実施形態の点火プラグ７の主電極７５と同一である。補助電極７７は、電源装置９１から交流電圧又は直流電圧が印加される電極である。この補助電極７７は、略同径からなる棒状をなしており、点火プラグ７の先端側にプラグ軸方向へ延在している。さらに詳細には、補助電極７７は、点火プラグ７のプラグ軸心から図１４（ｂ）の左側へ僅かに偏心している。この補助電極７７は、上述した第２実施形態の点火プラグ７の第１補助電極７６ａとほぼ同一構成からなる。
【０１０７】
そして、補助電極７７は、電圧が印加される際に主接地電極７５ｂとの間（放電領域７３）に、電界又は磁界を生成する。
【０１０８】
さらに、補助電極７７の先端と主接地電極７５ｂとの離間距離は、主高圧電極７５ａの先端と主接地電極７５ｂとのプラグ軸方向の離間距離よりも長くされている。これは、主電極７５のアーク放電により発生したイオン又は電子、若しくは、点火して発生した火炎に含まれるイオン又は電子の移動範囲を拡大するためである。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本実施形態のエンジン１０の構成などを示す図である。
【図２】（ａ）：点火プラグ７の正面図である。（ｂ）：（ａ）の底面図である。
【図３】補助高圧電極７２ａ及び補助接地電極７２ｂの詳細構成を示す図である。
【図４】第１実施形態の内燃機関用点火装置の回路構成を示す図である。
【図５】第１実施形態における制御装置８４の制御信号などのタイムチャートである。
【図６】主電極７１によるアーク放電の放電電流について示す図である。
【図７】（ａ）：第１実施形態の第１変形態様における点火プラグ７の正面図である。（ｂ）：（ａ）の底面図である。
【図８】第１実施形態の第２変形態様における制御装置８４の制御信号などのタイムチャートを示す。
【図９】（ａ）：点火プラグ７の正面図である。（ｂ）：（ａ）の底面図である。
【図１０】第２実施形態の内燃機関用点火装置の回路構成を示す図である。
【図１１】第２実施形態における制御装置９２の制御信号などのタイムチャートである。
【図１２】第２実施形態の第１変形態様における制御装置９２の制御信号などのタイムチャートである。
【図１３】第２実施形態の第２変形態様における制御装置９２の制御信号などのタイムチャートである。
【図１４】（ａ）：第２実施形態の第３変形態様における点火プラグ７の正面図である。（ｂ）：（ａ）の底面図を示す。
【符号の説明】
【０１１０】
１：シリンダブロック、  ２：ピストン、  ３：シリンダヘッド、  ３ａ：吸気ポート、
３ｂ：排気ポート、  ４：吸気弁、  ５：排気弁、  ６：燃料噴射弁、
７：点火プラグ、  １０：エンジン、  ２０：燃焼室、  ７１、７５：主電極、
７２、７４、７６、７７：補助電極、  ７１ａ、７５ａ：主高圧電極、
７１ｂ、７５ｂ：主接地電極、  ７２ａ：補助高圧電極、  ７２ｂ：補助高圧電極、
７３：放電領域、  ７６ａ：第１補助電極、  ７６ｂ：第２補助電極、
８１：点火コイル、  ８２：トランジスタ、  ８３：電極スイッチ、
８４、９２：制御装置、  ９１：電源装置
【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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【図１３】
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【図１４】
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