【手続補正書】
【提出日】平成15年8月19日(2003.8.19)
【手続補正１】
【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】
内燃機関であって、
２つの対向するシリンダであって、各シリンダは２つの対向するピストン、吸気ポート、および排気ポートを有する２つのシリンダと、
各シリンダ内の前記ピストンは、その吸気ポートの前にその排気ポートを開き、その吸気ポートが閉じる前に前記排気ポートを閉じるように動作し、
非対称に配置されたピンジャーナルと、前記ピンジャーナルを前記ピストンから駆動するプッシュロッドおよびプルロッドとを有するクランクシャフトと、
各シリンダにそれぞれ連結され、前記排気ポートからのブローダウンガスを受け、圧縮した気体を前記吸気ポートに供給するターボチャージャ、
とを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関であって、
各ターボチャージャはさらに、前記吸気ポートに供給される圧縮気体が前記排気ポートからのブローダウンガスと関係なく、またエンジンの動作速度に関係なく動作することができるようにするための電気補助モータを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関であって、
各ターボチャージャはさらに、前記吸気ポートに供給される圧縮気体が前記シリンダのピストン位置とは関係なく動作できるようにするための電気補助モータを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
内燃機関であって、
２つの対向するシリンダであって、各シリンダは２つの対向するピストン、吸気ポート、および排気ポートを有するシリンダと、
各シリンダの前記ピストンは、その吸気ポートの前にその排気ポートを開き、その吸気ポートが閉じる前にその排気ポートを閉じるように動作し、
非対称に配置されたピンジャーナルと、前記ピンジャーナルを前記ピストンから駆動するプッシュロッドおよびプルロッドとを有するクランクシャフトと、
少なくともひとつのシリンダに連結され、前記シリンダのブローダウンが発生する速度がタービンを直接駆動するターボチャージャ、
とを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関であって、
前記ターボチャージャはさらに、前記吸気ポートに供給される圧縮気体が前記排気ポートからのブローダウンガスと関係なく、またエンジンの動作速度に関係なく動作することができるようにするための電気補助モータを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項６】
複数のピンジャーナルを有する単一のクランクシャフトと、前記クランクシャフトに隣接する内端を有する２つの対向するシリンダであって、各シリンダはその中で往復運動可能に設置され、その間に挟んで燃焼室を形成する内側および外側ピストンを有する２つのシリンダと、それぞれ各内側ピストンを前記クランクシャフト上の対応するピンジャーナルに駆動的に連結する２つのプッシュロッドと、それぞれ各外側ピストンとを前記クランクシャフト上の別の対応するピンジャーナルに駆動的に連結する２つのプルロッドを備え、これらの部品の幾何学形状と質量は、前記内燃機関の動作中の力学的アンバランスを最小限にするように選択されることを特徴とする内燃機関。
【請求項７】
請求項４に記載の内燃機関であって、
各シリンダにつき２つのプルロッドを有し、前記２つのプルロッドは前記シリンダの両側にあり、前記クランクシャフトの関連するピンジャーナルを囲む内端と、それぞれ関連する外側ピストンの遠位端に揺動可能に結合された前記クランクシャフトから遠い端部を有することを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
請求項４に記載の内燃機関であって、
前記シリンダは平行な縦軸線を有し、前記各々の軸線は、前記クランクシャフトの軸線から互いに反対方向にオフセットしていることを特徴とする内燃機関。
【請求項９】
請求項４に記載の内燃機関であって、
さらに、関連するシリンダの排気ポートに連結され、排気ポートからのブローダウンガスを受け、関連するシリンダの吸気ポートに連結され、圧縮空気を吸気ポートに供給する、少なくともひとつのターボチャージャを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関であって、
前記ターボチャージャは、吸気インペラに連結され、前記吸気インペラがブローダウンガスとは関係なく前記吸気ポートに圧縮空気を供給することができるようにするための電気補助モータを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項１１】
請求項４に記載の内燃機関であって、
各内側ピストンは、前記燃焼室から遠い端部において、前記クランクシャフトの縦軸線に垂直な平面において凸状に湾曲した滑らかな端面を有し、関連するプッシュロッドアセンブリは、前記クランクシャフト上のひとつのピンジャーナルに連結され、前記内側ピストンの前記湾曲した端面とスライド可能に係合する凹状の外側端面を有するコネクティングロッドを備え、各プッシュロッドの有効長さは前記関連する内側ピストンの前記凸状に湾曲した端面の半径を含むことを特徴とする内燃機関。
【請求項１２】
請求項４に記載の内燃機関であって、
各内側ピストンは、前記燃焼室から遠い端部において、前記クランクシャフトの縦軸に垂直な平面において凸状に湾曲した滑らかな端面を有し、関連するプッシュロッドアセンブリは、前記クランクシャフトのひとつのピンジャーナルに連結され、前記内側ピストンの前記湾曲した端面とスライド可能に係合する凹状の外側端面を有するコネクティングロッドを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項１３】
対向するピストンを有する対向するシリンダを備える２ストローク内燃機関であって、
１）一対の対向するシリンダであって、各シリンダはその中に往復運動可能に設置された２つのピストンを有し、さらに各シリンダ内の前記２つのピストンは、その間に燃焼室を形成し、
２）前記２つのシリンダの間の中央に位置する単一のクランクシャフトであって、前記クランクシャフトは複数のピンジャーナルを有し、
３）各シリンダはさらに、
ａ）各シリンダは各々前記単一のクランクシャフトに隣接し、内端および外端を有し、
ｂ）各シリンダ吸気ポートと排気ポートを有するシリンダウォールを有し、各シリンダ内の前記ピストンの一方は、前記シリンダウォールの前記排気ポートを開閉するよう動作し、各シリンダ内の他方の前記ピストンは、前記シリンダウォールの前記排気ポートを開閉するよう動作し、一方のシリンダの前記吸気ポートは、前記シリンダの外端よりに位置し、前記他方のシリンダの前記吸気ポートは前記シリンダの外端よりに位置し、前記排気ポートは前記シリンダの内端よりに位置し、
ｃ）前記シリンダウォールはさらに、前記外端よりにひとつまたは複数のスロットを有し、
４）各シリンダに連結され、前記モータが吸気コンプレッサを作動させ、圧縮吸気を前記吸気ポートに供給するようにする電気補助ターボチャージャを備え、
５）一対のプッシュロッドアセンブリであって、ひとつのプッシュロッドアセンブリは各シリンダ内の最も内側のピストンからの押す力を前記クランクシャフトのピンジャーナルに伝え、
６）一対のプルロッドアセンブリであって、ひとつのプルロッドアセンブリは、各シリンダ内の最も外側のピストンからの引く力を前記クランクシャフトの異なるピンジャーナルに伝え、さらに前記プルロッドアセンブリは前記シリンダウォールの前記スロットを通じて前記ピストンと連絡し、
７）前記クランクピンジャーナルは、前記エンジン内の力学的力のバランスが実質的にとれるように角度的に配置されている
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項１４】
請求項１３に記載の対向するピストンを有する対向するシリンダを備える２ストローク内燃機関であって、
前記電気補助ターボチャージャはさらに、
前記シリンダの前記排気ポートに連結され、ブローダウンが前記インペラを作動させるようにする排気インペラを備え、前記インペラは吸気コンプレッサに接続され、圧縮空気が前記吸気ポートを通じて前記シリンダに供給されることを特徴とする内燃機関。
【請求項１５】
請求項１３に記載の対向するピストンを有する対向するシリンダを備える２ストローク内燃機関であって、
さらに、各シリンダの前記２つのピストンの間に形成された前記燃焼室に燃料を直接噴射する手段を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項１６】
請求項２に記載の内燃機関であって、
前記電気補助モータは誘導電動機、切換（switched）リラクタンスモータであることを特徴とする内燃機関。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
過去においてしばしば見られるように、２ストロークの設計の成功または失敗は、主としてその掃気能力によって決定する。特にＮＯｘの削減に必要なＥＧＲ率を制御するために、完全燃焼を実現するためには、エンジン全体について最適な掃気が必要となる。
ターボチャージ等の積極ブーストシステムは、あらゆる負荷条件において効率的な動作を確保するために必要かもしれない。ターボチャージャの代わりに、あるいはこれに加えてベルト式過給機を使用し、燃焼要件を満たすことができる。しかしながら、両方を使用することには重量とコストの面で不利益がある。さらに、過給機では、始動時に十分な燃焼圧を提供できないかもしれない。エンジン効率だけを改善するのであれば、従来技術によるターボチャージャで十分であろう。しかしながら、始動時および低負荷状態では、排気エネルギーが圧縮をサポートするのに必要な積極ブーストを提供できない。
そこで、後述のように、電気補助ターボチャージャが有利であろう。従来のターボチャージャのような電気補助ターボチャージャは、周囲空気等の吸気を圧縮する吸気インペラを有する。この圧縮空気はシリンダの吸気ポートに供給される。また、従来のターボチャージャと同様に、排気インペラが吸気インペラに連結される。この連結により、排気ガスが吸気インペラを動かすことになる。しかしながら、電気補助ターボチャージャには電気モータがあるため、吸気インペラを排気インペラに関係なく、またエンジン動作速度に関係なく作動させることができる。その他の利点について、以下に説明する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
これは、永久磁石のブラシレスＤＣモータを有する電気的にアシストされたターボチャージャで実現でき、ターボ回転数、従って給気圧の電気制御を利用することができる。あるいは、モータは誘導電動機、切換磁気抵抗その他、必要な機能を果たすのに十分な力を発生するタイプのものとすることができる。この電気ユニットは、排気エネルギが吸気を所望の通りに圧縮するのに十分ではない場合、コンプレッサを補助するのに使用される。さらに、電気補助ターボにより、エンジンのブースト圧を力学的に制御することが可能となる。また、電気補助ターボチャージャの大きさと重量を、従来の機械的に駆動される過給機よりずっと小さく、軽くできる。
対向するピストンを持ち対向するシリンダを備える２ストローク内燃機関に連結された電気補助ターボチャージャのひとつの具体的な利点は、改善された始動、特にコールドスタートである。従来の一般的な２ストロークエンジンにおいて、確実なコールドスタートには、グロープラグと高い圧縮比が必要である。圧縮比が高いと、エンジンが高い負荷状態で動作するとき、大きな摩擦を発生する。本発明による電気補助ターボチャージャは、エンジンが始動する前にコンプレッサを駆動する電気モータを使用することによってこの問題を解決する。たとえば、冷気を約３．５ｐｓｉまで圧縮する。たとえば、約−２０℃の周囲空気は、約８０℃で燃焼室に供給される。このような空気の加熱は、圧縮プロセスの結果である。電気モータにより、ターボチャージャの圧力インペラが旋回し、圧縮空気をシリンダの中に送り込み、空気は当然加熱する。
このように、エンジンのコールドスタートを改善するために、電気補助ターボは点火シーケンスの前に吸気を加熱することができる。圧縮されたエンジンにおいて、点火シーケンスは、燃料の放出タイミングを制御することによって遅らせることができる。