【手続補正書】
【提出日】令和3年3月23日(2021.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
当業者には、特許請求される主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される実施形態に対してさまざまな修正および変更がなされ得ることが明らかであろう。したがって、本明細書は、本明細書に記載されるさまざまな実施形態の修正および変更を包含することが意図されるが、そのような修正および変更が、添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に入ることを条件とする。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
排気ガスの排出削減のための窒素富化空気供給を備えたガソリン圧縮着火（ＧＣＩ）エンジンであって、前記ＧＣＩエンジンが、
複数の燃焼室と、
前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する空気入口と、
前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する排気ガス出口と、
吸気管理システムと、を含み、前記吸気管理システムが、
前記空気入口と流体連通している膜ベースの分離器であって、前記分離器に導入された空気がその上で操作されて、少なくとも酸素富化空気流と窒素富化空気流とに分割されるようになっている、膜ベースの分離器と、
前記排気ガス出口と流体連通し、空気とガソリンベースの燃料との混合物が前記燃焼室内で着火されると形成される窒素富化燃焼生成物流を運ぶ、排気ガス再循環流路と、
前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流、前記分離器からの前記窒素富化空気流、またはそれらの両方が、前記空気入口と選択的に流体連通して配置されるように、前記分離器および前記排気ガス再循環流路と協働する、流量制御コンジットと、
エンジン動作パラメータを取得するように構成された複数のセンサと、
前記分離器、前記排気ガス再循環流路、前記流量制御コンジット、前記センサ、および前記コントローラが協働して、（ａ）前記ＧＣＩエンジンのコールドスタートおよびウォームアップの負荷中の前記分離器からの前記酸素富化空気流、および（ｂ）前記分離器からの前記窒素富化空気流および前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流を前記空気入口に送るように、前記センサと信号通信する燃焼空気富化コントローラであって、前記エンジンのコールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しないエンジン負荷の増加中、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給を前記分離器からの前記窒素富化空気流によって少なくとも部分的に提供し、かつ、前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流を増大的に提供する命令セットを提供する、コントローラと、
を含む、ガソリン圧縮着火（ＧＣＩ）エンジン。
実施形態２
前記吸気管理システムが、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流のみによって決して提供されないように構成されている、実施形態１に記載のＧＣＩエンジン。
実施形態３
前記コールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しない前記エンジン負荷の増加が、約２バール（２００ｋＰａ）未満のエンジン平均有効圧力に対応する場合、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、実質的に前記分離器のみによって提供される、実施形態１に記載のＧＣＩエンジン。
実施形態４
前記コールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しない前記エンジン負荷の増加が、約２バール（２００ｋＰａ）〜約７バール（７００ｋＰａ）のエンジン平均有効圧力に対応する場合、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、主に前記分離器によって提供される、実施形態１に記載のＧＣＩエンジン。
実施形態５
前記コールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しない前記エンジン負荷の増加が、約７バール（７００ｋＰａ）超のエンジン平均有効圧力に対応する場合、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、前記分離器および排気ガス再循環流路の両方によって提供される、実施形態１に記載のＧＣＩエンジン。
実施形態６
前記燃焼室内に導入される空気とガソリンベースの燃料の混合物を選択的に点火するためにヘッド内に配置された火花点火器であって、前記エンジンの前記コールドスタートまたはウォームアップの負荷中にのみ選択的に点火するように構成された、火花点火器をさらに含む、実施形態１に記載のＧＣＩエンジン。
実施形態７
前記コントローラが、前記エンジンの前記コールドスタートまたはウォームアップの負荷中に前記窒素富化空気流が前記空気入口に供給されないように構成されている、実施形態６に記載のＧＣＩエンジン。
実施形態８
前記流量制御コンジットが、その中に配置された少なくとも１つのバルブを含み、前記少なくとも１つのバルブは、前記コントローラからの制御信号によって作動されるように構成されている、実施形態１に記載のＧＣＩエンジン。
実施形態９
前記分離器が、ライン交換可能なユニットとして前記吸気管理システム内に配置されている、実施形態１に記載のＧＣＩエンジン。
実施形態１０
前記ライン交換可能ユニットが、前記分離器およびエアフィルタを含むモジュール式アセンブリを形成する、実施形態９に記載のＧＣＩエンジン。
実施形態１１
複数のシリンダーを画定するエンジンブロックと、
前記ブロック内で回転可能に可動であるクランクシャフトと、
前記クランクシャフトの動きに応答する複数のカムと、
前記複数の燃焼室を画定するように前記エンジンブロックに結合されたヘッドであって、その中に配置された少なくとも１つの入口バルブおよび少なくとも１つの排気バルブを含み、前記バルブのそれぞれが、前記カムのうちの対応する１つを介して前記クランクシャフトに移動可能に応答するようになっている、ヘッドと、
燃料噴射器を介して前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する燃料入口と、
各々それぞれのシリンダーに収容され、空気と、対応する前記燃焼室に導入されるガソリンベースの燃料との混合物が圧縮着火されると、結果として生じるピストンの往復運動が、前記クランクシャフトに回転運動を与えるように前記クランクシャフトに連結されている、ピストンと、
をさらに含む、実施形態１に記載のＧＣＩエンジン。
実施形態１２
車両であって、
プラットフォームであって、
中に客室が画定されている車輪付きシャーシ、および
前記車輪付きシャーシと協働する誘導装置、を含む、プラットフォームと、
前記プラットフォームに動力を供給するために前記プラットフォームに結合されたガソリン圧縮着火（ＧＣＩ）エンジンと、を含み、前記ＧＣＩエンジンが、
複数の燃焼室と、
前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する空気入口と、
前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する排気ガス出口と、
吸気管理システムと、を含み、前記吸気管理システムが、
前記空気入口と流体連通している膜ベースの分離器であって、前記分離器に導入された空気がその上で操作されて、少なくとも酸素富化空気流と窒素富化空気流とに分割されるようになっている、膜ベースの分離器と、
前記排気ガス出口と流体連通し、空気とガソリンベースの燃料との混合物が前記燃焼室内で着火されると形成される窒素富化燃焼生成物流を運ぶ、排気ガス再循環流路と、
前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流、前記分離器からの前記窒素富化空気流、またはそれらの両方が、前記空気入口と選択的に流体連通して配置されるように、前記分離器および前記排気ガス再循環流路と協働する、流量制御コンジットと、
エンジン動作パラメータを取得するように構成された複数のセンサと、
前記分離器、前記排気ガス再循環流路、前記流量制御コンジット、前記センサ、および前記コントローラが協働して、（ａ）前記ＧＣＩエンジンのコールドスタートおよびウォームアップの負荷中の前記分離器からの前記酸素富化空気流、および（ｂ）前記分離器からの前記窒素富化空気流および前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流を前記空気入口に送るように、前記センサと信号通信する燃焼空気富化コントローラであって、前記エンジンのコールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しないエンジン負荷の増加中、前記コントローラが、前記排気ガスの排出削減のさまざまな部分が、前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流と前記分離器からの前記窒素富化空気流とによって提供される命令セットを提供する、コントローラと、
を含む、車両。
実施形態１３
前記流量制御コンジットの一部が前記客室と選択的に流体連通しており、前記酸素富化空気流の少なくとも一部が前記客室に運ばれる、実施形態１２に記載の車両。
実施形態１４
前記酸素富化空気流が、前記エンジンのコールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しないすべてのエンジンの負荷中に前記客室に運ばれる、実施形態１３に記載の車両。
実施形態１５
前記排気ガスの排出削減の前記さまざまな部分が、
第１のエンジン平均有効圧力範囲では、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、実質的に前記分離器によってのみ提供され、
第２のエンジン平均有効圧力範囲では、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、主に前記分離器によって提供され、そして
第３のエンジン平均有効圧力範囲では、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、前記分離器および前記排気ガス再循環流路の両方によって提供されるように、エンジン平均有効圧力に基づいて前記コントローラによって決定される、実施形態１２に記載の車両。
実施形態１６
前記吸気管理システムが、前記エンジンの前記コールドスタートまたはウォームアップの負荷中にのみ、前記酸素富化空気流が前記空気入口に送られるように、さらに構成されている、実施形態１２に記載の車両。
実施形態１７
ＧＣＩエンジンを動作させる方法であって、
前記ＧＣＩエンジン内の複数の燃焼室にガソリンベースの燃料を導入することと、
吸気管理システムを提供することであって、前記吸気管理システムが、
膜ベースの分離器と、
排気ガス再循環流路と、
前記分離器および前記排気ガス再循環流路と協働する流量制御コンジットと、
エンジン動作パラメータを取得するように構成された複数のセンサと、
前記センサおよび前記流量制御コンジットと信号通信する燃焼空気富化コントローラと、
を含む、提供することと、
前記吸気管理システムを使用して、空気を膜ベースの分離器に導入することと、
前記導入された空気を少なくとも酸素富化空気流および窒素富化空気流に分離することと、
前記分離器からの前記窒素富化空気流および前記排気ガス再循環流路からの窒素富化燃焼生成物流の少なくとも一部を前記複数の燃焼室へ送ることにより、前記ＧＣＩエンジン内の燃焼速度を調整することであって、コールドスタートまたはウォームアップの負荷に関連しないエンジン負荷の増加中、前記コントローラが、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給を、前記分離器からの前記窒素富化空気流によって少なくとも部分的に提供し、かつ、前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流を増大的に提供する命令セットを提供する、調整することと、
を含む、方法。
実施形態１８
コールドスタートまたはウォームアップの負荷に関連するエンジン負荷の増加中、前記コントローラが、前記分離器からの前記酸素富化空気流を前記複数の燃焼室に提供する命令セットを提供する、実施形態１７に記載の方法。
実施形態１９
コールドスタートまたはウォームアップの負荷に関連する前記エンジン負荷の増加中、前記コントローラが、前記窒素富化空気流を前記複数の燃焼室に提供しない命令セットを提供する、実施形態１８に記載の方法。
実施形態２０
前記酸素富化空気流が、前記ＧＣＩエンジンのコールドスタートおよびＧＣＩエンジンのウォームアップの少なくとも一方の間に、前記燃焼室内の火炎伝播燃焼速度を高めるために前記分離器によって供給される、実施形態１７に記載の方法。
実施形態２１
前記排気ガスの排出削減が、ＮＯｘ排出の削減を含む、実施形態１７に記載の方法。
実施形態２２
前記ＧＣＩエンジン内の燃焼速度を調整することが、前記燃焼室への吸気チャージを希釈することを含む、実施形態１７に記載の方法。
実施形態２３
前記ＧＣＩエンジン内の燃焼速度を調整することが、前記ＧＣＩエンジンの過渡制御応答を高速化することを含む、実施形態１７に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス排出削減のための窒素富化空気供給を備えたガソリン圧縮着火（ＧＣＩ）エンジンであって、前記ＧＣＩエンジンが、
ピストンが移動可能に内部にそれぞれ配置された複数の燃焼室と、
前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する少なくとも１つの燃料噴射器と、
前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する空気入口と、
前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する排気ガス出口と、
吸気管理システムと、を含み、前記吸気管理システムが、
前記空気入口と流体連通している膜ベースの分離器であって、前記分離器に導入された空気がその上で操作されて、少なくとも酸素富化空気流と窒素富化空気流とに分割されるようになっている、膜ベースの分離器と、
前記排気ガス出口と流体連通し、空気とガソリンベースの燃料との混合物が前記燃焼室内で着火されると形成される窒素富化燃焼生成物流を運ぶ、排気ガス再循環流路と、
前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流、前記分離器からの前記窒素富化空気流、またはそれらの両方が、前記空気入口と選択的に流体連通して配置されるように、前記分離器および前記排気ガス再循環流路と協働する、流量制御コンジットと、
エンジン動作パラメータを取得するように構成された複数のセンサと、
（ｉ）前記燃焼室それぞれ内での空気の圧縮中に、ガソリンベースの燃料が、圧縮着火のために局所的に化学量論的特性および全体的成層化特性の両方を有する燃料および空気の混合物が提供されるように段階的に選択的に導入されるように、かつ、（ｉｉ）前記分離器、前記排気ガス再循環流路、前記流量制御コンジット、前記センサ、および前記コントローラが協働して、（ａ）前記ＧＣＩエンジンのコールドスタートおよびウォームアップの負荷中の前記分離器からの前記酸素富化空気流、および（ｂ）前記分離器からの前記窒素富化空気流および前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流を前記空気入口に送るように、前記センサと信号通信する燃焼空気富化コントローラであって、前記エンジンのコールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しないエンジン負荷の増加中、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給を前記分離器からの前記窒素富化空気流によって少なくとも部分的に提供し、かつ、前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流を増大的に提供する命令セットを提供する、コントローラと、
を含む、ガソリン圧縮着火（ＧＣＩ）エンジン。
【請求項２】
前記吸気管理システムが、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流のみによって決して提供されないように構成されている、請求項１に記載のＧＣＩエンジン。
【請求項３】
前記燃焼室内に導入される空気とガソリンベースの燃料の混合物を選択的に点火するためにヘッド内に配置された火花点火器であって、前記エンジンの前記コールドスタートまたはウォームアップの負荷中にのみ選択的に点火するように構成された、火花点火器をさらに含む、請求項１に記載のＧＣＩエンジン。
【請求項４】
前記分離器が、ライン交換可能なユニットとして前記吸気管理システム内に配置されている、請求項１に記載のＧＣＩエンジン。
【請求項５】
前記コールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しない前記エンジン負荷の増加が、約２バール（２００ｋＰａ）未満のエンジン平均有効圧力に対応する場合、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、実質的に前記分離器のみによって提供される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＧＣＩエンジン。
【請求項６】
前記コールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しない前記エンジン負荷の増加が、約２バール（２００ｋＰａ）〜約７バール（７００ｋＰａ）のエンジン平均有効圧力に対応する場合、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、主に前記分離器によって提供される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＧＣＩエンジン。
【請求項７】
前記コールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しない前記エンジン負荷の増加が、約７バール（７００ｋＰａ）超のエンジン平均有効圧力に対応する場合、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、前記分離器および排気ガス再循環流路の両方によって提供される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＧＣＩエンジン。
【請求項８】
車両であって、
プラットフォームであって、
中に客室が画定されている車輪付きシャーシ、および
前記車輪付きシャーシと協働する誘導装置、を含む、プラットフォームと、
前記プラットフォームに動力を供給するために前記プラットフォームに結合されたガソリン圧縮着火（ＧＣＩ）エンジンと、を含み、前記ＧＣＩエンジンが、
ピストンが移動可能に内部にそれぞれ配置された複数の燃焼室と、
前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する少なくとも１つの燃料噴射器と、
前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する空気入口と、
前記燃焼室のそれぞれと選択的に流体連通する排気ガス出口と、
吸気管理システムと、を含み、前記吸気管理システムが、
前記空気入口と流体連通している膜ベースの分離器であって、前記分離器に導入された空気がその上で操作されて、少なくとも酸素富化空気流と窒素富化空気流とに分割されるようになっている、膜ベースの分離器と、
前記排気ガス出口と流体連通し、空気とガソリンベースの燃料との混合物が前記燃焼室内で着火されると形成される窒素富化燃焼生成物流を運ぶ、排気ガス再循環流路と、
前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流、前記分離器からの前記窒素富化空気流、またはそれらの両方が、前記空気入口と選択的に流体連通して配置されるように、前記分離器および前記排気ガス再循環流路と協働する、流量制御コンジットと、
エンジン動作パラメータを取得するように構成された複数のセンサと、
（ｉ）前記燃焼室それぞれ内での空気の圧縮中に、燃料が、圧縮着火のために局所的に化学量論的特性および全般的成層化特性の両方を有する燃料および空気の混合物が提供されるように段階的に選択的に導入されるように、かつ、（ｉｉ）前記分離器、前記排気ガス再循環流路、前記流量制御コンジット、前記センサ、および前記コントローラが協働して、（ａ）前記ＧＣＩエンジンのコールドスタートおよびウォームアップの負荷中の前記分離器からの前記酸素富化空気流、および（ｂ）前記分離器からの前記窒素富化空気流および前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流を前記空気入口に送るように、前記センサと信号通信する燃焼空気富化コントローラであって、前記エンジンのコールドスタートおよびウォームアップの負荷に関連しないエンジン負荷の増加中、前記コントローラが、前記排気ガスの排出削減のさまざまな部分が、前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流と前記分離器からの前記窒素富化空気流とによって提供される命令セットを提供する、コントローラと、
を含む、車両。
【請求項９】
前記流量制御コンジットの一部が前記客室と選択的に流体連通しており、前記酸素富化空気流の少なくとも一部が前記客室に運ばれる、請求項８に記載の車両。
【請求項１０】
前記排気ガスの排出削減の前記さまざまな部分が、
第１のエンジン平均有効圧力範囲では、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、実質的に前記分離器によってのみ提供され、
第２のエンジン平均有効圧力範囲では、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、主に前記分離器によって提供され、そして
第３のエンジン平均有効圧力範囲では、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給が、前記分離器および前記排気ガス再循環流路の両方によって提供されるように、エンジン平均有効圧力に基づいて前記コントローラによって決定される、請求項８に記載の車両。
【請求項１１】
ＧＣＩエンジンを動作させる方法であって、
前記ＧＣＩエンジン内の複数の燃焼室にガソリンベースの燃料を導入することであって、その際、燃焼室の各々は、ピストンが内部に移動可能に配置されたシリンダーによって少なくとも部分的に画定されている、導入することと、
吸気管理システムを提供することであって、前記吸気管理システムが、
膜ベースの分離器と、
排気ガス再循環流路と、
前記分離器および前記排気ガス再循環流路と協働する流量制御コンジットと、
エンジン動作パラメータを取得するように構成された複数のセンサと、
前記センサおよび前記流量制御コンジットと信号通信する燃焼空気富化コントローラと、
を含む、提供することと、
前記吸気管理システムを使用して、空気を膜ベースの分離器に導入することと、
前記導入された空気を少なくとも酸素富化空気流および窒素富化空気流に分離することと、
前記燃焼室それぞれ内で前記酸素富化空気流および前記窒素富化空気流のいずれかの少なくとも一部を圧縮し、圧縮着火のために、局所化学量論的特性および全体的成層化特性を有する燃料および空気の混合物を提供するように段階的に燃料を選択的に導入することと、
前記分離器からの前記窒素富化空気流および前記排気ガス再循環流路からの窒素富化燃焼生成物流の少なくとも一部を前記複数の燃焼室へ送ることにより、前記ＧＣＩエンジン内の燃焼速度を調整することであって、コールドスタートまたはウォームアップの負荷に関連しないエンジン負荷の増加中、前記コントローラが、前記排気ガスの排出削減に使用される前記窒素富化空気供給を、前記分離器からの前記窒素富化空気流によって少なくとも部分的に提供し、かつ、前記排気ガス再循環流路からの前記窒素富化燃焼生成物流を増大的に提供する命令セットを提供する、調整することと、
を含む、方法。
【請求項１２】
コールドスタートまたはウォームアップの負荷に関連するエンジン負荷の増加中、前記コントローラが、前記分離器からの前記酸素富化空気流を前記複数の燃焼室に提供する命令セットを提供する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
コールドスタートまたはウォームアップの負荷に関連する前記エンジン負荷の増加中、前記コントローラが、前記窒素富化空気流を前記複数の燃焼室に提供しない命令セットを提供する、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記酸素富化空気流が、前記ＧＣＩエンジンのコールドスタートおよびＧＣＩエンジンのウォームアップの少なくとも一方の間に、前記燃焼室内の火炎伝播燃焼速度を高めるために前記分離器によって供給される、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記排気ガスの排出削減が、ＮＯｘ排出の削減を含む、請求項１１または１２に記載の方法。