【手続補正書】
【提出日】平成19年4月11日(2007.4.11)
【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】
シリンダと、同シリンダ内で往復動可能なピストンと、シリンダの一端を覆うシリンダヘッドとによって画定される少なくとも１つの燃焼室と、
前記燃焼室内に配置される端部を有する点火装置であって、同点火装置は、高温面を供与するための加熱可能部材を備えたイグナイタと、同イグナイタを包囲するスリーブとを備え、同スリーブはイグナイタとスリーブとの間に遮蔽空間を形成し、加熱可能部材はシリンダヘッドに搭載されたホルダから遮蔽空間内に延びることと、
前記燃焼室内に配置された燃料噴射弁であって、同燃料噴射弁は、複数の燃料噴射ポートからそれぞれ複数の燃料噴霧を噴射することによって、可燃気体燃料を燃焼室に導入するよう動作可能であり、燃料噴射ポートの少なくとも１つは、点火燃料噴霧としての燃料噴霧をスリーブの表面の衝突点（ａｎ ｉｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔ ｐｏｉｎｔ）に向けるように配向されることと、
前記遮蔽空間を前記燃焼室に連通させるべく前記衝突点近傍にてスリーブを貫通する少なくとも１つの取入孔であって、それにより、前記点火燃料噴霧が前記衝突点に衝突した際、同点火燃料噴霧に含まれる可燃気体燃料の一部が取入孔を通過して遮蔽空間内に至ることと、
スリーブを貫通する少なくとも１つの排出孔であって、同排出孔は、遮蔽空間から燃料噴射弁近傍の前記複数の燃料噴霧に向けて燃焼混合気を送り得るように配向されることと、を備え、
同加熱可能部材は取入孔の中心線から３ミリメートル以内に配置される先端を有しており、遮蔽空間内における可燃気体燃料の燃焼によって燃焼室内の圧力よりも高い圧力が生成され、且つ同圧力の高さが燃焼混合気を燃焼室内に送って前記複数の燃料噴霧と接触させるのに十分な値になるように、スリーブによって遮蔽空間と燃焼室との間における流通が制限される、可燃気体燃料を供給される内燃機関。
【請求項２】
前記加熱可能部材は前記取入孔の中心線から１ミリメートル以内に配置される先端を有する、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記加熱可能部材は前記取入孔の中心線と同じレベルに配置される先端を有する、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記点火燃料噴霧がそれぞれの燃料噴射ポートから噴射される際に、同点火燃料噴霧の実質的な部分が、前記衝突点にてスリーブに正接する平面と直交する軸線から２５度以内に向けられている噴霧方向に噴射され得るように、前記複数の燃料噴射ポートが配向されている、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記点火燃料噴霧がそれぞれの燃料噴射ポートから噴射される際に、同点火燃料噴霧の実質的な部分が、前記衝突点にて前記スリーブに正接する平面と略直交する方向に噴射され得るように、前記複数の燃料噴射ポートが配向されている、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記点火燃料噴霧がそれぞれの燃料噴射ポートから噴射される際に、同点火燃料噴霧が、前記衝突点にてスリーブに正接する平面と略直交する中心軸線を有し得るように、前記複数の燃料噴射ポートが配向されている、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記燃料噴射弁は前記シリンダの長手方向軸線に平行な長手方向軸線を有しており、前記燃焼室内に配置される点火装置の端部は燃料噴射弁に向けられた角度に配置され、それによって、点火装置は燃料噴射弁の長手方向軸線に対して鋭角を成す長手方向軸線を有する、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記複数の燃料噴射ポートのそれぞれは、第１の噴射角とは異なる第２の噴射角をもって燃焼室内に向けて噴射し得るように配向された点火燃料噴霧に関連する燃料噴射ポートを除いて、シリンダヘッドから測定される当該第１の噴射角をもって前記燃料噴霧を燃焼室内に向け噴射し得るように配向されており、当該第２の噴射角は、前記衝突点にてスリーブに正接する平面の燃料噴射ポートに対する相対位置によって予め決定され、当該第１の噴射角は気体燃料を燃焼室に導入するための所望の分布パターンによって予め決定されている、請求項４に記載の内燃機関。
【請求項９】
前記点火燃料噴霧の噴射角とは異なる、シリンダヘッドから測定された噴射角をもって、前記複数の燃料噴霧の少なくとも１つを噴射し得るように配向された前記複数の燃料噴射ポートの１つを介して同少なくとも１つの燃料噴霧が燃焼室に導入される、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１０】
前記複数の燃料噴霧は、それぞれ、シリンダヘッドから測定して１０〜２５度の角度である噴射角を有する、請求項９に記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記複数の燃料噴霧の少なくとも１つは、点火燃料噴霧の噴射角よりも小さい噴射角を有する、請求項９に記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記機関は最大２５：１までの圧縮比にて運転可能である、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記機関は１３：１〜２５：１の圧縮比にて運転可能である、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１４】
前記機関は可変圧縮比にて運転可能である、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１５】
前記機関は１３：１〜２５：１の圧縮比にて運転可能である、請求項１４に記載の内燃機関。
【請求項１６】
前記取入孔はスリーブの側面を貫通し、前記排出孔はスリーブのドーム状端面を貫通している、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１７】
前記スリーブは閉端部を有し、前記取入孔及び排出孔は燃焼室と遮蔽空間との流体連通の唯一の手段である、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１８】
前記取入孔は前記スリーブを貫通する複数の取入孔の１つであり、各取入孔は、前記点火燃料噴霧に含まれる可燃気体燃料の一部が前記複数の取入孔を介して遮蔽空間に流入し得るように前記衝突点近傍に配置される、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１９】
２つの取入孔を備える、請求項１８に記載の内燃機関。
【請求項２０】
前記衝突点は、前記２つの取入孔のそれぞれの中心から等距離の位置にある、請求項１９に記載の内燃機関。
【請求項２１】
前記２つの取入孔の中心は、約３ミリメートルの距離をもって離間して配置されている、請求項１９に記載の内燃機関。
【請求項２２】
前記衝突点は、前記２つの取入孔の中心間を通る直線の中間点である、請求項１９に記載の内燃機関。
【請求項２３】
前記排出孔は、前記スリーブを貫通する２つの排出孔の１つである、請求項２２に記載の内燃機関。
【請求項２４】
前記取入孔及び排出孔のそれぞれは円形状を成し、０．５ミリメートル以上１．２ミリメートル以下の径を有する、請求項２３に記載の内燃機関。
【請求項２５】
前記２つの取入孔は、前記点火装置の端部から等距離に位置する、請求項１９に記載の内燃機関。
【請求項２６】
前記排出孔は、前記スリーブを貫通する複数の排出孔の１つである、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項２７】
前記複数の排出孔のそれぞれのサイズは、フル負荷運転状態で同複数の排出孔を通じた所望の流通をもたらすために必要な総開口面積によって決定される、請求項２６に記載の内燃機関。
【請求項２８】
前記取入孔及び排出孔の総開口面積は、約０．７５〜５．０平方ミリメートルである、請求項２７に記載の内燃機関。
【請求項２９】
前記イグナイタは電気的に加熱される、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３０】
前記イグナイタはグロープラグである、請求項２９に記載の内燃機関。
【請求項３１】
前記イグナイタの少なくとも一部はセラミック面を有する、請求項２９に記載の内燃機関。
【請求項３２】
前記イグナイタの少なくとも一部は触媒コーティングを施されている、請求項２９に記載の内燃機関。
【請求項３３】
前記スリーブの少なくとも一部はセラミック材料から形成されている、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３４】
前記スリーブは、より低い表面温度にて点火を促進する反応生成物を遮蔽空間に導入すべく、可燃気体燃料及び空気の間の反応を促進するための触媒コーティングによって被覆される、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３５】
前記ピストンは前記燃焼室の形状を更に画定する凹部を更に備え、前記燃料噴射弁は前記シリンダヘッドに搭載されて前記凹部の中心と整合するように配置され、前記衝突点と前記点火燃料噴霧に関連する燃料噴射ポートとの距離は、前記凹部の径の５〜１０％である、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３６】
前記燃料噴射弁は前記シリンダヘッドに搭載され、且つ前記衝突点と前記点火燃料噴霧に関連する燃料噴射ポートとの距離は、３〜８ミリメートルである、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３７】
前記燃料噴射弁は、単一の燃焼サイクル中に複数の別個の噴射動作を実行すべく動作可能である、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３８】
前記燃料噴射弁は、噴射動作時にて、ゼロと最大質量流量との間で質量流量を調節すべく動作可能である、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３９】
前記燃料噴射弁を通じた質量流量は、同燃料噴射弁内のニードルの動作を制御することによって制御可能である、請求項３８に記載の内燃機関。
【請求項４０】
前記燃焼室から排出される排気の一部を吸気システムに送るための排気再循環システムを更に備える、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４１】
前記排気の一部は、測定された機関運転状態に応じて、吸気システム流入前に冷却される、請求項４０に記載の内燃機関。
【請求項４２】
前記燃料噴射弁は４〜１２個の燃料噴射ポートを備える、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４３】
前記燃料噴射弁は電磁切換式であると共に油圧駆動式である、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４４】
前記燃料噴射弁は、圧電アクチュエータを備える油圧弁を用いて油圧駆動される、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４５】
前記燃料噴射弁は電子制御式であり、電磁アクチュエータによって直接駆動される、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４６】
前記燃料噴射弁は電子制御式であり、圧電又は磁歪アクチュエータによって駆動される、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４７】
シリンダと、同シリンダ内で往復動可能なピストンと、シリンダの一端を覆うシリンダヘッドとによって画定される少なくとも１つの燃焼室を備える、気体燃料内燃機関を運転するための方法において、
前記燃焼室内に配置された燃料噴射弁から同燃焼室内に噴射される複数の燃料噴霧によって、気体燃料を燃焼室内に導入することと、
点火噴霧がそれぞれの燃料噴射ポートから噴射される際に、前記気体燃料の実質的な部分が衝突点に向けて流動するように、イグナイタを包囲するスリーブ表面上の同衝突点の方向に点火燃料噴霧としての前記燃料噴霧の１つを向けることであって、それによって、点火燃料噴霧からの気体燃料の一部が同スリーブを貫通する取入孔を通って進むとともに、同イグナイタの加熱可能部材の高温面とスリーブとの間に形成される遮蔽空間内にて空気と混和してイグナイタの隣接位置にて可燃混合気を形成し、同加熱可能部材は前記取入孔の中心線から３ミリメートル以内に位置する先端を有することと、
イグナイタの面を可燃混合気の点火が生じる温度まで加熱することによって同可燃混合気を点火することと、
可燃混合気の燃焼により、遮蔽空間内の圧力が、燃焼混合気が遮蔽空間から少なくとも１つの排出孔を介して流出し、且つ燃料噴射弁の周囲の領域にて燃焼室内の前記複数の燃料噴霧と接触し得る大きさに上昇するまで、燃焼室と遮蔽空間との間の流体流通を制限して同遮蔽空間内に可燃混合気の実質的な部分を保存することと、
を備える方法。
【請求項４８】
前記点火燃料噴霧は、前記衝突点にてスリーブと正接する平面と直交する軸線から２５度以内にある噴霧方向に配向される、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記噴霧方向は、前記衝突点にて前記スリーブの面と正接する平面と略直交する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記取入孔と前記衝突点との間の距離よりも大きい距離をもって、前記排出孔を同衝突点から離間することを更に備える、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
前記排出孔と衝突点との間の前記距離は、前記衝突点に向けられた燃料噴霧による干渉によって、燃焼可燃混合気が前記燃料噴射弁の周囲の領域にて前記複数の燃料噴霧と接触するように噴射されることが阻止されることのない離間配置を実現する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記機関が低負荷又はアイドルにて運転されている際に、第１の質量流量にて気体燃料を燃焼室に噴射することと、同機関が高負荷にて運転されている際に、第２の質量流量にて気体燃料を燃焼室に噴射することとを更に備え、第２の質量流量は第１の質量流量よりも高い、請求項４７に記載の方法。
【請求項５３】
噴射動作の持続時間が、同噴射動作の開始時に前記点火装置に向けられた気体燃料の点火に関連する点火遅延時間よりも長くなるように、所望の量の前記気体燃料を燃焼室に噴射するために質量流量を制御することを更に備える、請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
噴射タイミングと噴射動作持続時間とを、測定された機関運転状態に応じ、且つ、電子機関マップを参照して制御することを更に備える、請求項４７に記載の方法。
【請求項５５】
噴射動作中に導入される気体燃料の質量流量を制御するために前記燃料噴射弁を制御することを更に備える、請求項５４に記載の方法であって、
前記電子機関マップを参照し、検出された機関負荷に応じて噴射動作中に導入すべき前記気体燃料の総量を決定することと、
同噴射動作の第１の段階において、前記可燃混合気を遮蔽空間内にて生成させ得る第１の質量流量を選択することと、
噴射動作の第２の段階において、当該噴射動作中に前記総量の気体燃料を供与すべく、第１の段階中に導入される気体燃料を増加させ得る第２の質量流量を選択することと、を備える方法。
【請求項５６】
前記第１の段階の持続時間は、前記第２の段階の少なくとも２ミリ秒前に開始する、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記第２の段階は、圧縮行程中の上死点前のクランク角約３４〜５度にて開始する、請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
前記第２の段階中に導入される気体燃料は同第２の段階中に点火される、請求項５５に記載の方法。
【請求項５９】
単一の機関サイクル中の複数の噴射動作にて前記燃焼室に気体燃料を導入することを更に備える、請求項４７に記載の方法。
【請求項６０】
前記点火装置によって点火させるべく第１の量の気体燃料を前記燃焼室に導入するために第１の噴射動作が用いられ、続いて、第２の量の気体燃料を導入するために少なくとも１つの別の噴射動作が用いられ、同第１及び第２の量の気体燃料によって、機関マップを参照して機関コントローラによって決定される量に等しい総量の燃料が供与され、同燃料の第１の量は同第２の量の燃料を確実に点火させる量になるように機関コントローラによって決定される、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
機関がフル負荷にて運転している際には、前記気体燃料の第１の量は前記燃料の総量の１０質量パーセント以下である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
機関がフル負荷にて運転している際には、前記気体燃料の第１の量は前記燃料の総量の５〜１０質量パーセントである、請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
前記第２の噴射動作は、圧縮行程中の上死点前のクランク角約３４〜５度にて開始する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
前記第１の噴射動作は少なくとも０．２ミリ秒の持続時間を有する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６５】
前記第１の噴射動作は０．５ミリ秒以下の持続時間を有する、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記第２の噴射動作は前記第１の噴射動作の完了後１ミリ秒以内に開始する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６７】
前記第２の噴射動作は前記第１の噴射動作の完了後０．２ミリ秒を過ぎた時点以降に開始する、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記気体燃料の第２の量は複数の燃料噴射動作間で分割される、請求項６０に記載の方法。
【請求項６９】
前記可燃混合気を点火するのに十分な表面温度になるまで前記イグナイタを電気加熱することを更に備える、請求項４７に記載の方法。
【請求項７０】
前記イグナイタの温度を機関の測定された運転パラメータに応じて制御することを更に備える、請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
前記機関から排出された排気の一部を吸気システムに向けて送ることを更に備える、請求項４７に記載の方法。
【請求項７２】
前記吸気システムに送られる排気の一部の量を、測定された運転状態に応じて制御することを更に備える、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記吸気システムに送られる排気の一部を、測定された運転状態に応じて冷却することを更に備える、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記排気の一部の量を、測定された運転状態に応じて制御することを更に備える、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記衝突点に向けられた燃料噴霧は、前記燃料噴射弁から衝突点まで３〜８ミリメートルの距離をもって進む、請求項４７に記載の方法。
【請求項７６】
吸気を絞ることなく、且つ、１．４〜６のラムダをもって前記機関を運転することを更に備える、請求項４７に記載の方法。