【手続補正書】
【提出日】令和1年10月28日(2019.10.28)
【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】
２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン（８０、３０２）であって、
１つまたは複数のシリンダー（５０）であって、各シリンダーが、ボア（５２）と、長手方向に分離された排気ポートおよび吸気ポート（５４および５６）と、前記ボア内に対向して移動するように配置された１対のピストン（６０および６２）とを有し、前記ピストン対の第１ピストンの移動が前記排気ポートを制御し、前記ピストン対の前記第２ピストンの移動が前記吸気ポートを制御する、１つまたは複数のシリンダーと、
スーパーチャージャ（３０５）であって、前記吸気ポート（５６）と流体連通して配置され、前記吸気ポート（５６）から前記排気ポート（５４）へ連続的な正圧差を提供し、前記エンジンの２ストローク運転中に前記吸気ポートから前記排気ポートへの一方向のガス流を維持する、スーパーチャージャと
を備え、
第１ターボチャージャ（３１２）および第２ターボチャージャ（３１４）を含むシーケンシャルターボチャージャ（３０６）であって、各ターボチャージャは、タービンおよび圧縮機を含み、前記第１および第２ターボチャージャの前記圧縮機は、前記スーパーチャージャ（３０５）と直列に配置されて、前記第１ターボチャージャ（３１２）の前記圧縮機が前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記圧縮機と流体連通し、前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記圧縮機が前記スーパーチャージャ（３０５）と流体連通し、前記第１および第２ターボチャージャの前記タービンが前記排気ポート（５４）と直列に配置され、前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記タービンが前記排気ポート（５４）と流体連通し、前記第１ターボチャージャ（３１２）の前記タービンが前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記タービンと流体連通する、シーケンシャルターボチャージャと、
前記第２ターボチャージャ（３１４）に関連付けられ、前記第２ターボチャージャの前記圧縮機と並列に配置された圧縮機バイパスバルブ（３１６ｃ）であって、第２スーパーチャージャの圧縮機と並列に配置され、前記第１ターボチャージャ（３１２）の前記圧縮機からの加圧空気を前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記圧縮機を通過させる閉設定と、前記第１ターボチャージャ（３１２）の前記圧縮機からの加圧空気を、前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記圧縮機を通り越して、前記スーパーチャージャ（３０５）の入口に導く開設定とを有する、圧縮機バイパスバルブと、
前記第２ターボチャージャ（３１４）に関連付けられ、前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記タービンと並列に配置されたタービンバイパスバルブ（３１６ｔ）であって、前記排気ポート（５４）からの排気ガスを、前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記タービンを通過させる閉設定を有し、また前記排気ポート（５４）からの排気ガスを、前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記タービンを通り越して前記第１ターボチャージャ（３１２）のタービンに導く開設定を有する、タービンバイパスバルブと、を特徴とする２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項２】
前記第１ターボチャージャが低圧ターボチャージャであり、前記第２ターボチャージャが高圧ターボチャージャである、請求項１に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項３】
前記第１および第２ターボチャージャの前記圧縮機と、前記吸気ポートに供給する給気を生成するように動作可能な前記スーパーチャージャとの前記直列配置を含む給気チャネル（３２０）と、
前記排気ガスの一部を前記給気チャネルに循環させるように動作可能なＥＧＲループ（４００、５００、６００）と
をさらに含む、請求項２に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項４】
前記ＥＧＲループが低圧ＥＧＲループ（６００）、中圧ＥＧＲループ（５００）、および高圧ＥＧＲループ（４００）のうちの１つまたは複数を含む、請求項３に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項５】
前記第１および第２ターボチャージャの前記圧縮機と、前記吸気ポートに供給する給気を生成するように動作可能な前記スーパーチャージャとの前記直列配置を含む給気チャネル（３２０）と、
前記排気ガスの一部を前記給気チャネルに循環させるように動作可能なＥＧＲループ（４００、５００、６００）と
をさらに含む、請求項１に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項６】
前記ＥＧＲループが、前記シーケンシャルターボチャージャの上流の低圧ＥＧＲループ（６００）と、前記第１ターボチャージャと第２ターボチャージャとの間の中圧ＥＧＲループ（５００）と、前記第２ターボチャージャと前記スーパーチャージャとの間の高圧ＥＧＲループ（４００）のうちの１つまたは複数を含む、請求項５に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項７】
前記スーパーチャージャの出口を前記スーパーチャージャの入口に結合する再循環チャネル（３１３）と、
前記再循環チャネル内のスーパーチャージャ再循環バルブ（３１１）と
をさらに含む、請求項１に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項８】
前記第１ターボチャージャが低圧ターボチャージャであり、前記第２ターボチャージャが高圧ターボチャージャである、請求項７に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項９】
前記第１および第２ターボチャージャの前記圧縮機と、前記吸気ポート（５６）に供給する給気を生成するように動作可能な前記スーパーチャージャとの前記直列配置を含む給気チャネル（３２０）と、
前記排気ガスの一部を前記給気チャネルに循環させるように動作可能なＥＧＲループ（４００、５００、６００）と
をさらに含む、請求項８に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項１０】
前記ＥＧＲループが低圧ＥＧＲループ（６００）、中圧ＥＧＲループ（５００）、および高圧ＥＧＲループ（４００）のうちの１つまたは複数を含む、請求項９に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項１１】
エンジン速度および吸気ポート圧に応答する、前記圧縮機バイパスバルブ（３１６ｃ）、前記タービンバイパスバルブ（３１６ｔ）および前記スーパーチャージャ再循環バルブ（３１１）の制御設定に結合されたプログラムされたエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）（７４０）をさらに含む、請求項７に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項１２】
前記第１ターボチャージャが低圧ターボチャージャであり、前記第２ターボチャージャが高圧ターボチャージャである、請求項１１に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項１３】
前記第１および第２ターボチャージャの前記圧縮機と、前記吸気ポート（５６）に供給する給気を生成するように動作可能な前記スーパーチャージャとの前記直列配置を含む給気チャネル（３２０）と、
前記排気ガスの一部を前記給気チャネルに循環させるように動作可能なＥＧＲループ（４００、５００、６００）と、
をさらに含む、請求項１２に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項１４】
前記ＥＧＲループが低圧ＥＧＲループ（６００）、中圧ＥＧＲループ（５００）、および高圧ＥＧＲループ（４００）のうちの１つまたは複数を含む、請求項１３に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項１５】
前記第１ターボチャージャ（３１２）に関連し、前記第１ターボチャージャの前記圧縮機と並列に配置された圧縮機バイパスバルブ（３３０ｃ）であって、空気入口からの加圧されていない新鮮な空気を前記第１ターボチャージャ（３１２）の前記圧縮機を通過させる閉設定と、前記加圧されていない新鮮な空気を前記第１ターボチャージャ（３１２）の前記圧縮機を通り越して導く開設定とを有する、圧縮機バイパスバルブと、
前記第１ターボチャージャ（３１２）に関連し、前記第１ターボチャージャ（３１２）の前記タービンと並列に配置されたタービンバイパスバルブ（３３０ｔ）であって、排気ガスを前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記タービンを通過させる閉設定と、排気ガスを前記第１ターボチャージャ（３１２）の前記タービンの前記タービンを通り越して導く開設定とを有する、タービンバイパスバルブと、
をさらに含む、請求項１に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項１６】
前記吸気ポートに供給する給気を生成するために、前記第１および第２ターボチャージャの前記圧縮機と、前記スーパーチャージャとの前記直列配置を含む給気チャネル（３２０）と
前記排気ポート（５４）から排気を搬送するための前記第１および第２ターボチャージャの前記タービンの前記直列配置を含む排気チャネル（３４０）と、
前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記タービンの入口の上流の前記排気チャネルに入口（４０２）を有し、前記第２ターボチャージャ（３１４）の前記圧縮機の下流の前記給気チャネルに出口（４０３）を有するＥＧＲループ（４００）と、
をさらに含む、請求項１５に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【請求項１７】
前記第１および第２ターボチャージャの前記タービンと、前記第１ターボチャージャ（３１２）の前記タービンの下流の１つまたは複数の後処理装置（３４２）との前記直列配置を含む排気チャネル（３４０）をさらに含む、請求項１、５、７および１５のいずれか一項に記載の２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
第１の空気処理実施形態：
本発明による第１の空気処理の実施形態を図３に示す。この実施形態は、２サイクルユニフロー掃気対向ピストンエンジン３０２を含む。エンジン３０２は、図１および図２のシリンダー５０のように、１つまたは複数のシリンダーを含む。燃料、冷却液、および潤滑剤は、エンジンに供給されるが、そのためのシステムは図示されていない。エンジン３０２には空気処理システム３００が装備される。空気処理システム３００は、新鮮な空気をエンジン３０２に送り、エンジン３０２から排出する。空気処理システム３００は、エンジン３０２の１つまたは複数の吸気ポート（図示せず）と流体連通するスーパーチャージャ３０５と、スーパーチャージャ３０５と直列のシーケンシャルターボチャージャ３０６とを含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
スーパーチャージャ３０５は、入口３０７および出口３０９を含む。望ましくは、出口３０９は、給気がエンジン３０２の吸気マニホールド（図示せず）に供給される給気冷却器（ＣＡＣ）３１０に結合される。スーパーチャージャ３０５は、エンジン３０２のクランクシャフトによって駆動される容積式装置であり、いくつかの態様では、スーパーチャージャ３０５は、クランクシャフトに直接的にまたは間接的に結合されたスーパーチャージャ駆動装置３１５によって作動される。好ましくは、駆動装置３１５は、駆動装置３１５をクランクシャフトに結合し、クランクシャフトから駆動装置３１５を切り離すクラッチ機構を含むか、または関連付けられる。ダイブがクランクシャフトに結合されると、スーパーチャージャ３０５が作動して、シーケンシャルターボチャージャ３０６によって生成された加圧された給気の流れを吸気ポート５６に加速（昇圧する）する。一方、駆動装置３１５が切り離される場合、スーパーチャージャはクランクシャフトによって駆動されなくなる。スーパーチャージャ再循環（ＳＣ  ＲＥＣＩＲＣ）バルブ３１１を含むスーパーチャージャ再循環チャネル３１３がスーパーチャージャ３０５の入口３０７と出口３０９との間に接続される。スーパーチャージャ３０５が駆動される場合、バルブ３１１を開くことにより、加圧された給気がスーパーチャージャ３０５の出口３０９から入口３０７に再循環され、これにより昇圧の調整が可能になる。スーパーチャージャ３０５が駆動されない場合、バルブ３１１を開くことにより、加圧された給気がスーパーチャージャ３０５をバイパスして吸気ポート５６に流入する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
第１の空気処理の実施形態は、低圧タービンおよび高圧タービンを含む排気チャネル３４０を含む。高圧タービンの出口は、低圧タービンの入口に結合される。低圧タービンの出口は、排気が大気に排出される排気出口に結合される。いくつかの例では、排気チャネルは、低圧タービンの出口に結合された、第１ターボチャージャ３１２の下流にある１つまたは複数の後処理装置３４２を含むことができる。エンジン３０２における燃焼によって生成された排気ガスは、排気マニホルド（図示せず）から高圧タービンの入口へと排気チャネル３４０に流入する。排気チャネル３４０を流れる排気ガスは、低圧および高圧タービンを駆動する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
図７に示す第５の実施形態は、図４に示す第２の実施形態の変形例である。この実施形態では、第１段ターボチャージャを係合または解放するために、第２バルブ制御バイパス回路３３０が設けられる。第２バイパス回路３３０は、第１ターボチャージャ３１２に関連し、第１ターボチャージャの圧縮機と並列に配置された圧縮機（ＣＯＭＰ）バイパスバルブ３３０ｃを含む。圧縮機バイパスバルブ３３０ｃは、空気入口からの加圧されていない新鮮な空気を第１ターボチャージャ３１２の圧縮機を通過させる閉設定と、加圧されていない新鮮な空気を圧縮機を通り越して導く開設定とを有する。好ましい実施形態では、圧縮機バイパスバルブ３３０ｃは、低圧圧縮機の入口と給気冷却器３２３の出口との間に接続される。この実施形態では、ＣＯＭＰバイパスバルブ３１６ｃは、高圧圧縮機の入口と出口との間に接続される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
第２バイパス回路３３０は、第１ターボチャージャ３１２に関連し、第１ターボチャージャ３１２のタービンと並列に配置されたタービン（ＴＵＲＢＯ）バイパスバルブ３３０ｔをさらに含む。タービンバイパスバルブ３３０ｔは、排気ガスを第２ターボチャージャ３１４のタービンを通過させる閉設定と、排気ガスを第１ターボチャージャ３１２のタービンのタービンを通り越して導く開設定とを有する。タービンバイパスバルブ３３０ｔは、低圧タービンの入口と出口との間に接続されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
空気処理制御機構：
図８に示すように、空気処理システム３００のガス搬送構成の制御は、プログラムされたＥＣＵ（エンジン制御ユニット）７４０、ＥＣＵ上で実行される空気処理アルゴリズム、空気処理バルブ３１１、３１６ｃ、３１６ｔ、３３０ｃ、および３３０ｔ、ならびにエンジンセンサーを含む制御機構により実現される。いくつかの態様では、空気処理制御機構は、スーパーチャージャ駆動装置３１５、および可能であれば、低圧タービンおよび高圧タービンの形状を制御する他の駆動装置をさらに含むことができる。空気処理システムの制御は、空気処理バルブの設定を変更することによって行なわれる。これに関して、例えば、再循環バルブ３１１は、ＥＣＵ７４０がスーパーチャージャ３０５を通る給気の流れを制御できるように、スーパーチャージャに関連付けられている。スーパーチャージャ再循環バルブ３１１は、スーパーチャージャ３０５によって生成された加圧された給気を、出口３０９を入口３０７に接続する再循環チャネル３１３を介してガス抜きし（図３〜７参照）、エンジン３０２の吸気ポート５６における給気圧を調整し、サージを減衰させる。圧縮機バイパスバルブ３１６ｃおよびタービンバイパスバルブ３１６ｔは、ＥＣＵ７４０がエンジントルクの要求の突然の増加に応答して昇圧するために、必要に応じてスーパーチャージャに供給される給気の質量を制御することを可能にする第２段ターボチャージャ３１４に関連付けられ、図７の第５の実施形態では、圧縮機バイパスバルブ３３０ｃおよびタービンバイパスバルブ３３０ｔによって追加の制御が提供される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
タービンバイパスバルブ３１６ｔは、第２ターボチャージャ３１４のタービンと並列に配置され、エンジンの排気ポートからの排気ガスを、第２ターボチャージャ３１４のタービンを通過させる閉設定を有し、また排気ポート５４からの排気ガスを、第２ターボチャージャ３１４のタービンを通り越して第１ターボチャージャ３１２のタービンに導く開設定を有する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図７に示す第５の実施形態では、圧縮機バイパスバルブ３３０ｃは、第１ターボチャージャ３１２の圧縮機および給気冷却器３２３と並列に配置され、周囲環境からの新鮮な空気を第１のターボチャージャ３１２の圧縮機を通過させる閉設定と、周囲環境からの新鮮な空気を第２のターボチャージャ３１４の圧縮機入口に導く開設定とを有する。タービンバイパスバルブ３３０ｔは、第１ターボチャージャ３１２のタービンと並列に配置され、排気ガスを第１ターボチャージャ３１２のタービンを通過させる閉設定を有し、また排気ガスを第２ターボチャージャ３１４のタービンを通り越して後処理装置３４２に導く開設定を有する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
ＥＣＵ７４０は、様々なセンサーを介して空気処理システムの動作状態を監視する。これに関して、例えば、スーパーチャージャの入り口および出口給気圧は、ガス圧センサーで測定することができる。給気サブシステムへの空気質量流量は、低圧圧縮機の上流の質量空気流量（ＭＡＦ）センサーによって測定することができ、ＥＧＲチャネルの排気質量流量は、ＥＧＲバルブの下流のセンサーによって測定することができ、スーパーチャージャ入口におけるガス温度は、ガス温度センサーによって測定することができる。具体的には、ＥＣＵ７４０は、ガス圧力センサーＰによって、吸気マニホールド７４５での給気圧を検出する。さらに、ＥＣＵ７４０は、エンジンのクランクシャフトの１つに係合する速度センサー７４９によって、エンジン速度およびクランクシャフト角度（ＣＡ）を検出する。いくつかの要因を用いて、ＥＣＵ７４０はエンジン負荷を計算する。エンジン負荷の要因は、例えば、燃料流量、アクセル／スロットル位置、エンジン速度、環境条件、および場合によっては他の要因を含むことができる。プログラムされた制御モジュールを使用して、ＥＣＵ７４０は、定常状態モジュール７５１に実装されたアルゴリズムを使用する定常状態モードと、過渡モジュール７５２に実装されたアルゴリズムを使用する過渡モードと、他のモードでエンジンを動作させる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2019502868.tif 000001
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2019502868.tif 000002
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2019502868.tif 000003