二冲程内燃发动机空燃比的调节-复审决定


发明创造名称:二冲程内燃发动机空燃比的调节
外观设计名称:
决定号:181828
决定日:2019-06-24
委内编号:1F238622
优先权日:
申请(专利)号:201180072709.7
申请日:2011-08-05
复审请求人:胡斯华纳有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:刘亚妮
合议组组长:邹涤秋
参审员:向虎
国际分类号:F02D41/14(2006.01);F02B25/02(2006.01);F02B33/04(2006.01);F02B63/02(2006.01)
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,但是该区别技术特征是本领域的常规技术手段,本领域技术人员能够在对比文件的基础上结合本领域的常规技术手段,显而易见地得出该权利要求的技术方案,并且其取得的技术效果是可以预期的,则该权利要求的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201180072709.7,名称为“二冲程内燃发动机空燃比的调节”的PCT发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为胡斯华纳有限公司,申请日为2011年08月05日,进入中国国家阶段日为2014年01月30日,公开日为2014年04月16日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2017年08月23日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-34不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:2017年04月05日提交的权利要求第1-34项,进入中国国家阶段日2014年01月30日提交的说明书第1-75段(第1-15页)、说明书附图图1-9(第1-5页)、说明书摘要和摘要附图 。
驳回决定中引用如下对比文件:
对比文件2:CN 101749144A,公开日为2010年06月23日;
对比文件3:US 5701855A,公开日为1997年12月30日。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种调节用于手持式电动工具的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机(1)的空燃比的方法,所述发动机(1)为分层进气式的发动机(1),在燃料供应部分(8、80)中调节所述空燃比,并且所述燃料供应部分(8、80)包括用于调节所述空燃比的控制单元(80);所述发动机(1)产生废气(42),所述废气包括由空气-燃料混合物参与燃烧产生的气体和由扫气产生的其他气体;所述方法包括将氧含量感应装置(81)设置在所述废气的大致均匀的混合物中的步骤,并且所述方法还包括以下步骤:
a)检测氧浓度感应装置(81)的实际值;
b)将所述实际值与目标值进行比较;以及
c)以响应于所述比较的方式调节所述空燃比,以减少所述目标值与所述实际值之间的差异。
2. 根据权利要求1所述的方法,包括重复步骤a)至c)。
3. 根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:
d)作为第一步,检测至少一个发动机参数;
e)对于相对于所述至少一个发动机参数而言特定的第一情形,执行步骤a)至c),所述第一情形至少在周期过程中出现;
f)对于相对于所述至少一个发动机参数而言特定的第二情形,由步骤g)替换至少步骤c),并且优选地替换步骤a)、b)以及c);
g)使用燃料映射以用于确定正确的空燃比,并且以响应于所述燃料映射的方式调节所述空燃比。
4. 根据权利要求3所述的方法,包括重复步骤a)至g)。
5. 根据权利要求4所述的方法,还包括至少在周期过程中在运行期间校准所述燃料映射,以提供在使用所述燃料映射的模式与使用所述氧浓度感应装置(81)的实际值的模式之间的平稳切换,以用于调节期望的空燃比。
6. 根据权利要求3至5中任一项所述的方法,其中,所述至少一个发动机参数包括发动机速度和/或发动机负载和/或温度。
7. 根据权利要求3所述的方法,其中,如果在步骤d)中没有检测到实际值,则进行步骤g)。
8. 根据权利要求1所述的方法,其中,将消声器(13)直接安装于所述发动机(1)的汽缸(5)的排气口(43)。
9. 根据权利要求8所述的方法,还包括引导所述废气(42)通过排气管(43)到达所述消声器(13)以及将混合装置(130、131)布置在所述消声器(13)内,所述混合装置(130、131)实现所述废气(42)的混合,以便在所述消声器(13)的至少一部分中实现大致均匀的混合物。
10. 根据权利要求9所述的方法,其中,所述消声器(13)设置有入口开口(132),所述入口开口用于接收所述废气(42)的废气流,所述流在所述开口(132)处具有一方向,并且所述混合装置(130、131)为一结构(130、131),所述结构诸如为壁和/或开孔和/或网和/或栅格,并且所述废气流暴露于所述结构(130、131),并且所述结构构造成使得所述废气流的至少一部分从所述方向偏转。
11. 根据权利要求8所述的方法,其中,所述氧浓度感应装置(81)为莱姆达传感器(81),所述莱姆达传感器定位在所述消声器(13)中的大致均匀的混合物中。
12. 根据权利要求8所述的方法,还包括在所述消声器(13)中设置至少一个催化元件(140)。
13. 根据权利要求12所述的方法,其中,所述催化元件(140)为三效催化器(140)。
14. 根据权利要求1所述的方法,还包括通过借助于调节所述发动机(1)的燃料供应以减小或增大所述空燃比来执行步骤c)中的所述空燃比的调节。
15. 根据权利要求14所述的方法,还包括通过使控制单元(80)控制燃料阀来调节所述燃料供应,所述燃料阀优选地为至少一个电磁阀。
16. 根据权利要求1所述的方法,其中,步骤c)中的所述空燃比的调节还依据诸如温度或发动机速度的至少一个其他参数而变化,并且所述空燃比的调节优选地在诸如特定速度范围的特定情形中还包括调节所述空燃比以使得平均实际值大于所述目标值,而在特定的其他情形中,所述平均实际值小于所述目标值。
17. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述目标值为接近1的莱姆达值,并且优选地所述莱姆达值等于1。
18. 根据权利要求1所述的方法,其中,理想的空燃比与所述发动机(1)的燃烧室(41)中的介于0.7至0.95的范围内的莱姆达值对应。
19. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述燃料供应部分(8、80)为汽化器或燃料喷射系统。
20. 一种控制单元(80),使用根据前述权利要求中任一项所述的方法。
21. 一种二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机(1),具有根据权利要求20所述的控制单元(80)。
22. 根据权利要求21所述的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机(1),其中,在所述发动机(1)的上冲程过程中,对至少一个扫气管(47)供应附加空气,并且优选地对所述扫气管(47)的所述供应由活塞配流阀(6、46、46'、48、48'、49、49'、47、47'、45)控制,并且所述阀(6、46、46'、48、48'、49、49'、47、47'、45)的状态依据所述活塞(6)的位置而变化,所述状态即为打开或关闭。
23. 一种手持式电动工具,具有根据权利要求21或22所述的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机(1)。
24. 一种用于手持式电动工具的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机(1)的空燃比控制系统,所述发动机(1)为分层进气式的发动机(1),所述空燃比控制系统包括:控制单元(80),用于通过至少控制供应至所述发动机(1)的燃料的量来调节所述发动机(1)的燃烧室(41)中的空燃比;以及废气管(43),构造成排出来自所述发动机(1)的废气(42);以及消声器(13),与废气管(43)连通,其特征在于,用于感应氧浓度的装置(81)位于所述消声器(13)中并且构造成对所述控制单元(80)提供输出值。
25. 根据权利要求24所述的空燃比控制系统,其中,所述用于感应氧浓度的装置(81)位于所述消声器中的一位置处,在所述位置处,已由参与燃烧的混合物以及由扫气产生的气体形成大致均匀的气体混合物。
26. 根据权利要求24所述的空燃比控制系统,其中,所述废气管(43)或所述消声器(13)设置有混合装置(130、131;136),所述混合装置用于混合来自所述发动机(1)的所述废气(42),并且其中, 所述用于感应氧浓度的装置(81)位于所述混合装置(130、131)的下游。
27. 根据权利要求24所述的空燃比控制系统,其中,所述消声器(13)直接安装于所述发动机(1)的汽缸(5)的排气口(43)。
28. 根据权利要求24所述的空燃比控制系统,其中,所述氧浓度感应装置(81)为莱姆达传感器(81)。
29. 根据权利要求24所述的空燃比控制系统,其中,所述消声器(13)设置有入口开口(132),所述入口开口用于接收所述废气(42)的废气流,所述流在所述开口(132)处具有一方向,并且混合装置(130、131)为所述消声器(13)内的一结构,所述结构包括壁和/或开孔和/或网和/或栅格,并且所述废气流暴露于所述结构(130、131),并且所述结构优选地构造成使得所述废气流的至少一部分从所述方向偏转。
30. 根据权利要求24所述的空燃比控制系统,其中,所述消声器(13)设置有催化元件(140)。
31. 根据权利要求30所述的空燃比控制系统,其中,所述催化元件(140)为三效催化器(140)。
32. 一种二冲程曲轴箱扫气式发动机(1),具有根据权利要求24至31中任一项所述的空燃比控制系统。
33. 根据权利要求32所述的二冲程曲轴箱扫气式发动机(1),其中,在所述发动机(1)的上冲程过程中对至少一个扫气管(47)供应附加空气,并且优选地,对所述扫气管(47)的所述供应由活塞配流阀(6、46、46'、48、48'、49、49'、47、47'、45)控制,并且所述阀 (6、46、46'、48、48'、49、49'、47、47'、45)的状态依据活塞(6)的位置而变化,所述状态即为打开或关闭。
34. 一种手持式电动工具,具有根据权利要求32或33所述的二冲程曲轴箱扫气式发动机(1)。”
驳回决定认为:独立权利要求1与对比文件2相比,其区别技术特征在于:(1)所述调节空燃比的方法用于手持式电动工具的发动机中,所述发动机为分层进气式的发动机,所述方法包括将氧含量感应装置设置在所述废气的大致均匀的混合物中的步骤,(2)并且所述方法还包括以下步骤:a)检测氧浓度感应装置的实际值;b)将所述实际值与目标值进行比较;以及 c)以响应于所述比较的方式调节所述空燃比,以减少所述目标值与所述实际值之间的差异。上述区别技术特征(1)部分被对比文件3所公开,其它部分为本领域的公知常识,上述区别技术特征(2)为本领域的公知常识。因此,在对比文件2的基础上结合对比文件3以及上述公知常识能够权利要求1所要求保护的技术方案,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2-19的附加技术特征均为本领域的常规技术手段,因此权利要求2-19也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求20要求保护一种控制单元,对比文件2也公开了一种电控单元13,当其使用的权利要求1-19的方法不具备创造性时,权利要求20也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求21要求保护一种二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机,对比文件2也公开了一种二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机,当其引用的权利要求20不具备创造性时,权利要求21也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求22的附加技术特征为本领域的常规技术手段,因此也不具备创造性。独立权利要求23要求保护一种手持式电动工具,对比文件3公开了一种手持式电动工具,当其引用的权利要求21-22不具备创造性时,权利要求23也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求24与对比文件2所公开的技术内容相比,其区别技术特征在于:(1)空燃比控制系统用于手持式电动工具的发动机中,发动机为分层进气式的发动机,控制系统还包括消声器,与废气管连通,(2)用于感应氧浓度的装置位于所述消声器中。上述区别技术特征部分被对比文件3所公开,其它部分为本领域的公知常识,因此在对比文件2的基础上结合对比文件3以及上述公知常识能够获得权利要求24所要求保护的技术方案,权利要求24不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求25-31的附加技术特征均为本领域的常规技术手段,因此权利要求25-31也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求32要求保护一种二冲程曲轴箱扫气式发动机,对比文件2也公开了一种二冲程曲轴箱扫气式发动机,当其引用的权利要求24-31不具备创造性时,权利要求32也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求33的附加技术特征均为本领域的常规技术手段,因此权利要求33也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求34要求保护一种手持式电动工具。对比文件3公开了一种手持式电动工具,当其引用的权利要求32-33不具备创造性时,权利要求34也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2017年11月27日向国家知识产权局提出了复审请求,同时修改了权利要求书。其中在权利要求1、24中增加了技术特征“所述发动机包括用于连接曲轴箱和燃烧室的至少一个扫气管,并且除了从所述曲轴箱流动到所述至少一个扫气管的空气/燃料混合物的流,所述发动机进一步包括流动至所述至少一个扫气管的受控的新鲜附加空气的流”,将权利要求22、33中的“附加空气”修改为“新鲜的附加空气”。复审请求人认为:(1)对比文件2中并未记载排气包括的气体组成,并且对比文件2涉及小型水面船艇发动机,其所应用的领域与本申请截然不同。(2)对比文件3未公开权利要求1中增加的技术特征“所述发动机还进一步包括流动至所述至少一个扫气管的受控的新鲜附加空气的流”,且上述技术特征使得“在传统的两冲程发动机中,大约30%的空气/燃料混合物将通过排放端口逃离,而根据本申请的两冲程发动机,只有10%的空气/燃料混合物将通过排放端口逃离(在未燃烧的情况下)。即,更少的未燃烧空气/燃料混合物将通过排放端口逃离”。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年01月02日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为,二冲程发动机中采用补气手段进行扫气及充气,这是所属技术领域的常规技术手段,因此,采用如权利要求1中增加的结构对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。二冲程发动机的结构决定了其在扫气时排出的废气必然包含燃烧产生的废气体和扫气产生的其它气体(如新鲜的充量等),因此这是二冲程发动机隐含公开的内容,也是对比文件2隐含公开的内容。二冲程发动机采用直喷分层进气方式这是所属技术领域的常规技术手段。复审请求人认为的采用新鲜空气对燃烧室进气扫气以减少燃料空气混合物的损失不能成为二冲程采用分层进气方式具有突出的实质性特点的依据。因而坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2018年10月16日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-34相对于对比文件3与本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见陈述,合议组认为:(1)关于权利要求1-34的创造性评述未采用对比文件2,因此关于对比文件2的相关意见陈述不再予以考虑。(2)分层进气是二冲程发动机中的一种常用技术手段,通常设置主扫气道和副扫气道,主扫气道通入新鲜空气,副扫气道通入混合物,在扫气过程中,由于主、副扫气道在气缸中的不同位置与结构,使得扫气流在气缸内有不同的流向。因此,本领域技术人员能够想到采用分层进气来改进对比文件3的发动机,从而减少混合气扫气损失。已有多篇现有技术文件对分层进气技术进行了介绍,由此可知,分层进气为本领域的常规技术手段。列举部分文献供复审请求人参考:
史宗庄 等,“采用空气先导式分层扫气方法降低小型二冲程汽油机燃油消耗的试验研究”,内燃机学报,1998年,第16卷第4期;
王世忠,“对提高二冲程汽油机性能的研究”,广西大学学报(自然科学版),1993年12月,第18卷第4期;
魏明锐,“二冲程汽油机分层进气系统及其零维数学模型”,小型内燃机与摩托车,2001年,第30卷第6期;
朱圣柳 等,“二冲程汽油机双进气口分层扫气的研究”,内燃机学报,2000年,第18卷第4期;
杜涛 等,“分层扫气技术在小型二冲程汽油机上的应用”,内燃机与动力装置,2007年10月,第5期。
复审请求人于2018年11月29日提交了意见陈述书和经修改的权利要求书替换页,其中在权利要求1中增加了技术特征“还包括提供能够将所述废气混合以实现所述大致均匀的混合物的混合装置(130、131、136)的步骤”,将“氧含量”修改成“氧浓度”,在权利要求24中增加了技术特征“所述废气管(43)或所述消声器(13)设置有用于将来自所述发动机(1)的所述废气(42)混合的混合装置(130、131、136),并且其中,所述氧浓度感应装置(81)位于所述混合装置(130、131)下游且处于均匀的气体混合物中”,将“所述用于感应氧浓度的装置”修改成“所述氧浓度感应装置”,删除了权利要求26,删除了部分附图标记,修改了部分词语表述,适用性地修改了权利要求的引用关系。复审请求人认为:技术特征“所述方法包括将氧浓度感应装置设置在所述废气的大致均匀的混合物中的步骤”并不是为了保证测量值的稳定性和精准性而能够容易地想到的。上述技术特征以及新增加的技术特征“还包括提供能够将所述废气混合以实现所述大致均匀的混合物的混合装置的步骤”能带来有益的技术效果:一方面实现“所述均匀混合物的λ值等于发动机燃烧室内的理想空燃比1。接近1的λ值可使用传统类型的莱姆达传感器来检测,该传感器价格非常低廉并且不需要在工作中供能”的有益技术效果;另一方面,使得能够在发动机的消声器中提供燃烧产生的气体与由扫气产生的气体的均匀混合物,这样的话,消声器内的λ值能够接近1,则可以在消声器内布置三效催化器,当λ值接近1时三效催化器相比于其他催化器能发挥良好的功能,其能够最佳地去除氮氧化物、一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物,对于减少排放和提供环境友好及清洁的发动机都是非常有利的。
合议组于2019年02月20日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-34相对于对比文件3与本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见陈述,合议组认为:对比文件3的权利要求10已经公开了:氧传感器设置在排气流中,发动机控制器与氧传感器和化油器协同工作,响应于氧传感器的输出以改变燃料混合物的流量,从而将空燃比保持在理想水平。由此可知,测量的氧浓度用于调节空燃比,而理想水平的空燃比通常是1。此时,被测量的氧浓度必然需要是准确且能真实反映此时氧浓度状况的值。如果将氧传感器设置在混合物不均匀的位置,那么测得的氧浓度并不能真实反映此时氧浓度状况,因此本领域技术人员能够想到将所述氧传感器设置在混合物混合均匀的位置来获得准确的氧浓度值,以此来将空燃比调整为理想水平,当空燃比为理想水平时,也能够减少污染物的排放。进一步地,本领域技术人员能够想到设置混合装置来实现排气混合均匀的目的。至于采用莱姆达传感器所带来的有益效果,由于权利要求1中并未限定氧浓度感应装置为莱姆达传感器,因此不能作为权利要求1具有创造性的依据。且莱姆达传感器为本领域公知的一种传感器,其性能与作用为公众所熟知,本领域技术人员能够将对比文件3中的氧传感器具体选择为莱姆达传感器,其带来的技术效果也是可以预期的。
复审请求人于2019年04月03日提交了意见陈述书和经修改的权利要求书替换页,其中在权利要求1中增加了技术特征“其中,将消声器(13)直接安装于所述发动机(1)的汽缸(5)的排气管,并且其中,引导所述废气(42)通过所述排气管到达所述消声器(13)以及将所述混合装置布置在所述消声器(13)内,所述混合装置实现所述废气(42)的混合,以便在所述消声器(13)的至少一部分中实现大致均匀的混合物,其中,所述氧浓度感应装置(81)为莱姆达传感器,所述莱姆达传感器定位在所述消声器(13)中的大致均匀的混合物中”,删除了权利要求8、9、11、27,调整了权利要求的序号和引用关系。复审请求人认为:(1)对比文件3中并未提供“如何布置该氧传感器”以及“该氧传感器为何类型”的任何信息。在对比文件3中,为了获得更好的莱姆达λ测量,本领域技术人员不可能会想到将莱姆达传感器向下游移动,因为这是与本领域技术人员的惯常操作完全相反的。通常或者说惯常操作是“这样的传感器应当尽可能靠近燃烧室放置”。 基于这些区别技术特征,使得非常有利地实现了诸如“因为至少对于发动机的特定结构而言,如此形成的所述均匀混合物的λ值等于发动机燃烧室内的理想空燃比1。接近1的λ值使得在权利要求1的技术方案中可有利地使用传统类型的莱姆达传感器来检测,该传感器价格非常低廉并且不需要在工作中供能”、“在消声器中提供由燃烧产生的气体与由扫气产生的气体的均匀混合物是非常有利的,因为这样的话三效催化器可在消声器内工作,这对于减少排放量是非常有益的”以及“能够将氧传感器、三效催化器和混合装置均布置在消声器中从而避免对这些部件的损坏”的有益技术效果。(2)该权利要求3限定了本申请的调节用于手持式电动工具的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机的空燃比的方法能够在使用燃料映射的开环模式与使用氧浓度感应装置的输出值的闭环模式之间切换。对比文件3给出的教导是,当使用氧传感器时,发动机始终处于闭环模式。现有技术中均未披露“混合装置”,更未披露设置在消声器中的“混合装置”,在没有任何技术启示的情况下,本领域技术人员不可能容易地想到权利要求10中限定的“混合装置”的具体结构限定。基于这样的结构,更好地在消声器中实现大致均匀的混合物。混合装置的这种结构也更加促进了“能够将氧传感器、三效催化器和混合装置均布置在消声器中从而避免对这些部件的损坏”这一效果的有利实现。
复审请求人新提交的权利要求如下:
“1. 一种调节用于手持式电动工具的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机(1)的空燃比的方法,所述发动机(1)为分层进气式的发动机(1),所述发动机包括用于连接曲轴箱和燃烧室的至少一个扫气管,并且除了从所述曲轴箱流动到所述至少一个扫气管的空气/燃料混合物的流,所述发动机进一步包括流动至所述至少一个扫气管的受控的新鲜附加空气的流,在燃料供应部分(8、80)中调节所述空燃比,并且所述燃料供应部分(8、80)包括用于调节所述空燃比的控制单元(80);所述发动机(1)产生废气(42),所述废气包括由空气-燃料混合物参与燃烧产生的气体和由扫气产生的其他气体;所述方法包括将氧浓度感应装置(81)设置在所述废气的大致均匀的混合物中的步骤,还包括提供能够将所述废气混合以实现所述大致均匀的混合物的混合装置的步骤,并且其中,将消声器(13)直接安装于所述发动机(1)的汽缸(5)的排气管,并且其中,引导所述废气(42)通过所述排气管到达所述消声器(13)以及将所述混合装置布置在所述消声器(13)内,所述混合装置实现所述废气(42)的混合,以便在所述消声器(13)的至少一部分中实现大致均匀的混合物,其中,所述氧浓度感应装置(81)为莱姆达传感器,所述莱姆达传感器定位在所述消声器(13)中的大致均匀的混合物中,所述方法还包括以下步骤:
a)检测氧浓度感应装置(81)的实际值;
b)将所述实际值与目标值进行比较;以及
c)以响应于所述比较的方式调节所述空燃比,以减少所述目标值与所述实际值之间的差异。
2. 根据权利要求1所述的方法,包括重复步骤a)至c)。
3. 根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:
d)作为第一步,检测至少一个发动机参数;
e)对于相对于所述至少一个发动机参数而言特定的第一情形,执行步骤a)至c),所述第一情形至少在周期过程中出现;
f)对于相对于所述至少一个发动机参数而言特定的第二情形,由步骤g)替换至少步骤c),并且优选地替换步骤a)、b)以及c);
g)使用燃料映射以用于确定正确的空燃比,并且以响应于所述燃料映射的方式调节所述空燃比。
4. 根据权利要求3所述的方法,包括重复步骤a)至g)。
5. 根据权利要求4所述的方法,还包括至少在周期过程中在运行期间校准所述燃料映射,以提供在使用所述燃料映射的模式与使用所述氧浓度感应装置(81)的实际值的模式之间的平稳切换,以用于调节期望的空燃比。
6. 根据权利要求3至5中任一项所述的方法,其中,所述至少一个发动机参数包括发动机速度和/或发动机负载和/或温度。
7. 根据权利要求3中任一项所述的方法,其中,如果在步骤d)中没有检测到实际值,则进行步骤g)。
8. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述消声器(13)设置有入口开口(132),所述入口开口用于接收所述废气(42)的废气流,所述废气流在所述开口(132)处具有一方向,并且所述混合装置(130、131)为一结构(130、131),所述结构诸如为壁和/或开孔和/或网和/或栅格,并且所述废气流暴露于所述结构(130、131),并且所述结构构造成使得所述废气流的至少一部分从所述方向偏转。
9. 根据权利要求1所述的方法,还包括在所述消声器(13)中设置至少一个催化元件(140)。
10. 根据权利要求9所述的方法,其中,所述催化元件(140)为三效催化器。
11. 根据权利要求1所述的方法,还包括通过借助于调节所述发动机(1)的燃料供应以减小或增大所述空燃比来执行步骤c)中的所述空燃比的调节。
12. 根据权利要求11所述的方法,还包括通过使控制单元(80)控制燃料阀来调节所述燃料供应,所述燃料阀优选地为至少一个电磁阀。
13. 根据权利要求1所述的方法,其中,步骤c)中的所述空燃比的调节还依据诸如温度或发动机速度的至少一个其他参数而变化,并且所述空燃比的调节优选地在诸如特定速度范围的特定情形中还包括调节所述空燃比以使得平均实际值大于所述目标值,而在特定的其他情形中,所述平均实际值小于所述目标值。
14. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述目标值为接近1的莱姆达值,并且优选地所述莱姆达值等于1。
15. 根据权利要求1所述的方法,其中,理想的空燃比与所述发动机(1)的燃烧室(41)中的介于0.7至0.95的范围内的莱姆达值对应。
16. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述燃料供应部分(8、80)为汽化器或燃料喷射系统。
17. 一种控制单元(80),使用根据前述权利要求中任一项所述的方法。
18. 一种二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机(1),具有根据权利要求17所述的控制单元(80)。
19. 根据权利要求18所述的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机(1),其中,在所述发动机(1)的上冲程过程中,对所述至少一个扫气管(47)供应新鲜的附加空气,并且优选地对所述扫气管(47)的所述供应由活塞配流阀(6、46、46'、48、48'、49、49'、47、47'、45)控制,并且所述阀(6、46、46'、48、48'、49、49'、47、47'、45)的状态依据所述活塞(6)的位置而变化,所述状态即为打开或关闭。
20. 一种手持式电动工具,具有根据权利要求18或19所述的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机(1)。
21. 一种用于手持式电动工具的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机(1)的空燃比控制系统,所述发动机(1)为分层进气式的发动机(1),所述发动机包括用于连接曲轴箱和燃烧室的至少一个扫气管,并且除了从所述曲轴箱流动到所述至少一个扫气管的空气/燃料混合物的流,所述发动机进一步包括流动至所述至少一个扫气管的受控的新鲜附加空气的流,所述空燃比控制系统包括:控制单元(80),用于通过至少控制供应至所述发动机(1)的燃料的量来调节所述发动机(1)的所述燃烧室(41)中的空燃比;以及排气管,构造成排出来自所述发动机(1)的废气(42);以及消声器(13),与所述排气管连通,其特征在于,氧浓度感应装置(81)位于所述消声器(13)中并且构造成对所述控制单元(80)提供输出值,所述消声器(13)内设置有用于将来自所述发动机(1)的所述废气(42)混合的混合装置,并且其中,所述氧浓度感应装置(81)位于所述混合装置下游且处于均匀的气体混合物中,且所述氧浓度感应装置(81)为莱姆达传感器。
22. 根据权利要求21所述的空燃比控制系统,其中,所述氧浓度感应装置(81)位于所述消声器中的一位置处,在所述位置处,已由参与燃烧的混合物以及由扫气产生的气体形成大致均匀的气体混合物。
23. 根据权利要求21所述的空燃比控制系统,其中,所述消声器(13)直接安装于所述发动机(1)的汽缸(5)的排气口。
24. 根据权利要求21所述的空燃比控制系统,其中,所述消声器(13)设置有入口开口(132),所述入口开口用于接收所述废气(42)的废气流,所述废气流在所述入口开口(132)处具有一方向,并且混合装置(130、131)为所述消声器(13)内的一结构,所述结构包括壁和/或开孔和/或网和/或栅格,并且所述废气流暴露于所述结构,并且所述结构优选地构造成使得所述废气流的至少一部分从所述方向偏转。
25. 根据权利要求21所述的空燃比控制系统,其中,所述消声器(13)设置有催化元件(140)。
26. 根据权利要求25所述的空燃比控制系统,其中,所述催化元件(140)为三效催化器(140)。
27. 一种二冲程曲轴箱扫气式发动机(1),具有根据权利要求21至26中任一项所述的空燃比控制系统。
28. 根据权利要求27所述的二冲程曲轴箱扫气式发动机(1),其中,在所述发动机(1)的上冲程过程中对所述至少一个扫气管(47)供应新鲜的附加空气,并且优选地,对所述扫气管(47)的所述供应由活塞配流阀(6、46、46'、48、48'、49、49'、47、47'、45)控制,并且所述阀(6、46、46'、48、48'、49、49'、47、47'、45)的状态依据活塞(6)的位置而变化,所述状态即为打开或关闭。
29. 一种手持式电动工具,具有根据权利要求27或28所述的二冲程曲轴箱扫气式发动机(1)。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。

二、决定的理由
1.审查文本的认定
复审请求人于2019年04月03日提交了修改后的权利要求替换页,经审查,上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审请求审查决定所依据的文本为:2019年04月03日提交的权利要求第1-29项,进入中国国家阶段日2014年01月30日提交的说明书第1-15页、说明书附图第1-5页、说明书摘要和摘要附图 。
2.关于创造性
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
(1)权利要求1请求保护一种调节用于手持式电动工具的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机空燃比的方法,对比文件3公开了一种调节用于手持电动工具1的二冲程曲轴箱扫气式内燃机空燃比的方法,具体公开了如下技术特征(参见对比文件3的说明书第6栏第12-60行、权利要求10,图1-3):二冲程发动机2包括气缸组件28、活塞36、曲轴箱34,气缸组件28和活塞36之间的空间形成燃烧室,空气燃料混合物被供给到曲轴箱34中,气缸组件28的气缸壁30上设置有开口32,所述开口32用于将燃料混合物从曲轴箱34输送至燃烧室,因此曲轴箱34至开口32之间必然具有一个管道(相当于扫气管),所述燃料混合物从燃料盒22通过截止阀56以及压力调节器58被供给到计量阀60,电子发动机控制器62通过来自消声器和其他输入66的控制输入64控制计量阀60(相当于公开了:在燃料供应部分中调节所述空燃比,并且所述燃料供应部分包括用于调节所述空燃比的控制单元),发动机产生废气,所述废气包括由空气燃料混合物燃烧产生的气体,气缸壁30上设有排气通道46,用于将排气引导到消声器48(即公开了消声器直接安装于发动机的汽缸的排气管,引导所述废气通过所述排气管到达所述消声器),将氧传感器设置在排气流中(相当于公开了:检测氧浓度感应装置的实际值),发动机控制器与氧传感器和化油器协同工作,响应于氧传感器的输出以改变燃料混合物的流量,从而将空燃比保持在理想水平,由于需要将空燃比保持在理想水平,必然需要将检测到的实际值与目标值进行比较,根据比较后的结果来调节空燃比使其保持在理想水平,从而减少目标值与实际值之间的差异。
权利要求1与对比文件3的区别技术特征在于:所述发动机为分层进气式的发动机,所述发动机进一步包括流动至所述至少一个扫气管的受控的新鲜附加空气的流,所述废气包括由空气-燃料混合物参与燃烧产生的气体和由扫气产生的其他气体;所述方法包括将氧浓度感应装置设置在所述废气的大致均匀的混合物中的步骤,还包括提供能够将所述废气混合以实现所述大致均匀的混合物的混合装置的步骤;将所述混合装置布置在所述消声器内,所述混合装置实现所述废气的混合,以便在所述消声器的至少一部分中实现大致均匀的混合物,其中,所述氧浓度感应装置为莱姆达传感器,所述莱姆达传感器定位在所述消声器中的大致均匀的混合物中。
然而上述区别技术特征为本领域的常规技术手段。分层进气是二冲程发动机中常用的一种进气方式,通常在发动机中设置主扫气道和副扫气道,主扫气道通入新鲜空气,副扫气道通入混合物,在扫气过程中,由于主、副扫气道在气缸中的不同位置与结构,使得扫气流在气缸内有不同的流向。因此,本领域技术人员能够想到将分层进气运用至对比文件3公开的二冲程发动机中,并且设置另一条扫气道通入新鲜空气,使得新鲜的空气流动至连接开口32的扫气管,从而使得废气不仅包括燃烧产生的气体,还包括由扫气产生的其他气体。此外,在对比文件3已经公开了在排气管上设置消声器并且采用氧传感器测量排气中的氧浓度的情况下,为了保证测量值的稳定性和精准性,本领域技术人员能够想到将氧传感器设置在废气的大致均匀的混合物中,具体地,在消声器中设置混合装置以实现排气的混合是本领域技术人员容易想到的,此时本领域技术人员会对应地将氧传感器防止在消声器中排气混合均匀的地方。莱姆达传感器为本领域公知的一种传感器,本领域技术人员了解该传感器的作用以及适用的场合,能够根据情况将氧传感器具体地选择为莱姆达传感器,这并不存在技术上的难度。
因此,在对比文件3的基础上结合本领域的常规技术手段以获得权利要求1所要保护的技术方案,对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(2)权利要求2-5、7的附加技术特征为本领域的常规技术手段。在空燃比控制中为了调节到期望的空燃比,根据空燃比的收敛速度采用相应的步骤以及采用燃料映射和实际值作为控制参数并进行相关的切换和校准,这是所属技术领域的常规技术手段,因此,在其各自引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2-5、7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(3)权利要求6的附加技术特征为本领域的公知常识。发动机的速度、负载、温度都与空燃比密切相关的参数,因此,根据上述这些发动机参数来调节空燃比是本领域技术人员容易想到的。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(4)权利要求8的附加技术特征为本领域的公知常识。为了使得传感器能够获得准确的测量值,在消声器中安装混合装置使得废气成为大致均匀的混合物是本领域技术人员容易想到的,而具体地将混合装置设置为壁、开孔、网或者栅格等结构,使得废气流的至少一部分朝向一个方向偏转则是本领域常用的技术手段。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(5)权利要求9-10的附加技术特征为本领域的公知常识。而三效催化器为本领域常用的一种催化器,本领域技术人员能够将其设置在消声器中。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求9-10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(6)权利要求11、16的附加技术特征已经被对比文件3所公开(参见对比文件3的说明书第6栏第12-60行,图1-3),所述燃料混合物从燃料盒22通过截止阀56以及压力调节器58被供给到计量阀60,电子发动机控制器62通过来自消声器和其他输入66的控制输入64控制计量阀60;燃料混合物通过化油器50供给到曲轴箱34。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求11、16也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(7)权利要求12的附加技术特征“还包括通过使控制单元控制燃料阀来调节所述燃料供应”已经被对比文件3所公开(参见对比文件3的说明书第6栏第12-60行,图1-3),其余的附加技术特征“所述燃料阀优选地为至少一个电磁阀”为本领域的公知常识,电磁阀为本领域的常用部件,本领域技术人员可以根据需要将燃料阀具体选定为电磁阀。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求12也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(8)权利要求13-15的附加技术特征为本领域的公知常识。发动机的温度、温度等都与空燃比密切相关的,因此,根据上述这些发动机参数来调节空燃比是本领域技术人员容易想到的。而本领域技术人员也可以根据需要选定目标值。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求13-15也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(9)权利要求17请求保护一种控制单元,使用根据前述权利要求中任一项所述的方法。对比文件3也公开了一种电子发动机控制器62,在前述权利要求中任一项所述的方法相对于对比文件3与本领域常规技术手段的结合已经不具备创造性的情况下,权利要求17也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(10)权利要求18请求保护一种二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机,具有根据权利要求17所述的控制单元。对比文件3公开了一种二冲程曲轴箱扫气式内燃机,在权利要求17所述的控制单元相对于对比文件3与本领域常规技术手段的结合已经不具备创造性的情况下,权利要求18也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(11)权利要求19的附加技术特征“在所述发动机的上冲程过程中,对所述至少一个扫气管供应新鲜的附加空气”为本领域的常规技术手段(具体评述可以参见权利要求1的相关评述),其余的附加技术特征已经被对比文件3所公开(参见对比文件3的说明书第6栏第12-60行,图1-3)。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求19也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(12)权利要求20请求保护一种手持式电动工具,具有根据权利要求18或19所述的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机。对比文件3公开了一种手持式电动工具1,在权利要求18或19所述的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机相对于对比文件3与本领域常规技术手段的结合已经不具备创造性的情况下,权利要求20也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(13)权利要求21请求保护一种用于手持式电动工具的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机的空燃比控制系统,对比文件3公开了一种用于手持电动工具1的二冲程曲轴箱扫气式内燃机的空燃比控制系统,具体公开了如下技术特征(参见对比文件3的说明书第6栏第12-60行、权利要求10,图1-3):二冲程发动机2包括气缸组件28、活塞36、曲轴箱34,气缸组件28和活塞36之间的空间形成燃烧室,空气燃料混合物被供给到曲轴箱34中,气缸组件28的气缸壁30上设置有开口32,所述开口32用于将燃料混合物从曲轴箱34输送至燃烧室,因此曲轴箱34至开口32之间必然具有一个管道(相当于扫气管),空燃比控制系统包括电子发动机控制器,所述控制器通过来自消声器和其他输入66的控制输入64控制计量阀60,进而调节空燃比,气缸壁30上设有排气通道46(相当于废气管),用于将排气引导到消声器48,氧传感器设置在排气流中,发动机控制器与氧传感器和化油器协同工作,响应于氧传感器的输出以改变燃料混合物的流量,从而将空燃比保持在理想水平。
权利要求21与对比文件3的区别技术特征在于:所述发动机为分层进气式的发动机,所述发动机进一步包括流动至所述至少一个扫气管的受控的新鲜附加空气的流,用于感应氧浓度的装置位于所述消声器,所述废气管或所述消声器设置有用于将来自所述发动机的所述废气混合的混合装置,并且其中,所述氧浓度感应装置位于所述混合装置下游且处于均匀的气体混合物中,且所述氧浓度感应装置为莱姆达传感器。
然而上述区别技术特征为本领域的常规技术手段。分层进气是二冲程发动机中的一种常用手段,通常设置主扫气道和副扫气道,主扫气道通入新鲜空气,副扫气道通入混合物,在扫气过程中,由于主、副扫气道在气缸中的不同位置与结构,使得扫气流在气缸内有不同的流向。因此,本领域技术人员能够想到将分层进气运用至对比文件3公开的二冲程发动机中,并且设置另一条扫气道通入新鲜空气,使得新鲜的空气流动至连接开口32的扫气管,从而使得废气不仅包括燃烧产生的气体,还包括由扫气产生的其他气体。由于排气通入消声器中,因此本领域技术人员能够想到将氧传感器设置在消声器中。为了使得氧传感器能够获得准确的测量值,在消声器中安装混合装置使得废气成为大致均匀的混合物且将上述传感器设置在混合装置的下游以对混合均匀后的混合物进行测量以保证测量值的稳定性和精准性是本领域技术人员能够想到。莱姆达传感器为本领域公知的一种传感器,将其作为氧浓度感应装置是本领域技术人员能够做出的常规选择。
因此,在对比文件3的基础上结合本领域的常规技术手段以获得权利要求21所要保护的技术方案,对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求21所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(14)权利要求22的附加技术特征为本领域的公知常识。为了使得氧传感器能够获得准确的测量值,将氧传感器设置在大致均匀的混合物中是本领域技术人员能够想到。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求22也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(15)权利要求23的附加技术特征已经被对比文件3所公开(参见对比文件3的第6栏第39-41行,图3),气缸壁30上设有排气通道46,用于将排气引导到消声器48。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求23也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(16)权利要求24-26的附加技术特征为本领域的公知常识(具体理由参见权利要求8、9、10的相关评述)。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求24-26也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(17)权利要求27请求保护一种二冲程曲轴箱扫气式发动机,具有根据权利要求21至26中任一项所述的空燃比控制单元。对比文件3公开了一种二冲程曲轴箱扫气式内燃机,在权利要求21至26中任一项所述的空燃比控制单元相对于对比文件3与本领域常规技术手段的结合已经不具备创造性的情况下,权利要求27也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(18)权利要求28的附加技术特征“在所述发动机的上冲程过程中,对所述至少一个扫气管供应新鲜的附加空气”为本领域的常规技术手段(具体评述可以参见权利要求1的相关评述),其余的附加技术特征已经被对比文件3所公开(参见对比文件3的说明书第6栏第12-60行,图1-3)。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求28也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(19)权利要求29请求保护一种手持式电动工具,具有根据权利要求27或28所述的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机。对比文件3公开了一种手持式电动工具1,在权利要求27或28所述的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机相对于对比文件3与本领域的常规技术手段的结合已经不具备创造性的情况下,权利要求29也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。

3.关于复审请求人的意见陈述
复审请求人认为:
(1)对比文件3中并未提供“如何布置该氧传感器”以及“该氧传感器为何类型”的任何信息。在对比文件3中,为了获得更好的莱姆达λ测量,本领域技术人员不可能会想到将莱姆达传感器向下游移动,因为这是与本领域技术人员的惯常操作完全相反的。通常或者说惯常操作是“这样的传感器应当尽可能靠近燃烧室放置”。 基于这些区别技术特征,使得非常有利地实现了诸如“因为至少对于发动机的特定结构而言,如此形成的所述均匀混合物的λ值等于发动机燃烧室内的理想空燃比1。接近1的λ值使得在权利要求1的技术方案中可有利地使用传统类型的莱姆达传感器来检测,该传感器价格非常低廉并且不需要在工作中供能”、“在消声器中提供由燃烧产生的气体与由扫气产生的气体的均匀混合物是非常有利的,因为这样的话三效催化器可在消声器内工作,这对于减少排放量是非常有益的”以及“能够将氧传感器、三效催化器和混合装置均布置在消声器中从而避免对这些部件的损坏”的有益技术效果。
(2)该权利要求3限定了本申请的调节用于手持式电动工具的二冲程曲轴箱扫气式内燃发动机的空燃比的方法能够在使用燃料映射的开环模式与使用氧浓度感应装置的输出值的闭环模式之间切换。对比文件3给出的教导是,当使用氧传感器时,发动机始终处于闭环模式。现有技术中均未披露“混合装置”,更未披露设置在消声器中的“混合装置”,在没有任何技术启示的情况下,本领域技术人员不可能容易地想到权利要求10中限定的“混合装置”的具体结构限定。基于这样的结构,更好地在消声器中实现大致均匀的混合物。混合装置的这种结构也更加促进了“能够将氧传感器、三效催化器和混合装置均布置在消声器中从而避免对这些部件的损坏”这一效果的有利实现。
对此,合议组认为:
(1)对比文件3中已经公开了气缸壁30上设有排气通道46,用于将排气引导到消声器48,氧传感器设置在排气流中。为了测量的稳定性和准确性,本领域技术人员能够想到将氧传感器放置在排气混合均匀的地方进行检测。对于排气流来说,从排气口到三元催化剂之间的排气流的气体成分是不变的,本领域技术人员没有必要尽可能的将传感器靠近燃烧室放置。因此在没有证据的前提下不能认为“这样的传感器应当尽可能靠近燃烧室放置”是一种惯常操作。从图2上可以看到,排气通道46(也就是排气管)紧邻消声器48,而排气通过消声器后才会排入大气,也就是说消声器原本就是排气所需要通过的地方,而常见的消声器就是由管道、孔、隔板这些元件构成,这些构造能够使得排气混合均匀,因此本领域技术人员能够想到将氧传感器设置在消音器中。莱姆达传感器是本领域中广为使用的氧传感器,其结构、性能以及适用的环境都为公众所熟知,该传感器价格非常低廉并且不需要在工作中供能也是已知的优点,本领域技术人员能够根据需要选用。权利要求1中并不涉及安装三效催化器的相关内容,因此相关技术效果不予接受。
(2)闭环和开环是控制领域常见的方式,其中闭环模式已经被对比文件3所公开,而开环也是本领域的常用技术手段,本领域技术人员能够根据需要使用,且该技术特征也未给本申请带来预料不到的技术效果,因此不能带来创造性。常见的消声器就是由管道、孔、隔板这些元件构成,这些构造的存在本身就能够使得排气混合均匀,而混合装置带来的技术效果“能够将氧传感器、三效催化器和混合装置均布置在消声器中从而避免对这些部件的损坏”并未记载在说明书中,因此不予接受。
综上,合议组对复审请求人的主张不予支持,做出如下复审请求审查决定。

三、决定
维持国家知识产权局于2017年8月23日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。


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