JPH0979416A - Multiple stage open stroke valve device - Google Patents

Multiple stage open stroke valve device

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JPH0979416A
JPH0979416A JP7276110A JP27611095A JPH0979416A JP H0979416 A JPH0979416 A JP H0979416A JP 7276110 A JP7276110 A JP 7276110A JP 27611095 A JP27611095 A JP 27611095A JP H0979416 A JPH0979416 A JP H0979416A
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piston
valve
opening
supply
valve member
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Yasushi Kamitaki
裕史 上瀧
Yoshihisa Yamaki
芳久 山木
Susumu Koketsu
晋 纐纈
Kazutoshi Mori
一俊 森
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Mitsubishi Motors Corp
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Mitsubishi Motors Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain two kinds of small valve lift maintaining sufficient maximum valve lift by supplying operating medium to both of the first and the second charge/discharge ports to displace the first, the second and the third piston to open a valve member to the extent of total open stroke of the first, the second and the third open stroke. SOLUTION: Allowable displacement of the first piston 26 to the direction of a valve member 16 is L2 , allowable displacement of the second piston 30 from the first piston 26 of the direction of the valve member 16 is L3 , and allowable displacement of the third piston 48 from the second piston 30 of the direction of the valve member 16 is L1 . The setting stroke L2 of the first piston 26 can be freely set by changing the thickness of a shim 7 inserted between an upper housing 12a and a lower housing 12b, for instance. The setting stroke L3 and L2 of the second piston 30 and the third piston 48 can be changed with the thickness of the first and the second stopper ring 38 and 54, etc., without changing the fundamental dimension of each piston 26, 30 and 48.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、弁開度を多段階に
制御することができる弁装置、特に車両用ディーゼルエ
ンジンのEGR制御弁に採用されて好適な多段開度弁装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve device capable of controlling the valve opening in multiple stages, and more particularly to a multi-stage opening valve device suitable for use in an EGR control valve of a vehicle diesel engine. .

【0002】[0002]

【従来の技術】技術上良く知られているように、車両用
エンジンの排気ガス中のNOを低減するために、同エ
ンジンの排気ガスの一部を、エンジンの運転状態に応じ
流量を制御してエンジンの吸気系に還流させる所謂EG
R制御弁には、弁開度を制御するアクチュエータとし
て、ダイヤフラム式の流体圧力応動装置が広く採用され
ている。しかしながら、上記ダイヤフラム式アクチュエ
ータを具えたEGR制御弁では、ダイヤフラムに作用す
る流体圧力(通常は圧縮空気圧力又は負圧)を制御する
ことによって弁開度が制御されるので、流体圧力を調整
する調圧装置やフィードバック制御が必要となり、構造
が複雑で僅かな外乱により弁開度が容易に変動するの
で、長期間にわたり確実な弁開度制御を行なうことが難
しいという問題があった。
As is well known in the art, in order to reduce NO x in the exhaust gas of a vehicle engine, the flow rate of a part of the exhaust gas of the engine is controlled according to the operating state of the engine. The so-called EG that recirculates to the intake system of the engine
For the R control valve, a diaphragm type fluid pressure response device is widely adopted as an actuator for controlling the valve opening. However, in the EGR control valve equipped with the diaphragm actuator, the valve opening is controlled by controlling the fluid pressure (usually compressed air pressure or negative pressure) acting on the diaphragm, so that the fluid pressure is adjusted. Since a pressure device and feedback control are required, the structure is complicated, and the valve opening easily changes due to slight disturbance, so there is a problem that it is difficult to perform reliable valve opening control for a long period of time.

【0003】上記ダイヤフラム式アクチュエータを有す
るEGR制御弁の上記問題点を解決して、作動流体圧力
の精密な調整及び複雑なフィードバック制御を必要とせ
ず、容易かつ正確な弁開度制御を行なうことができる多
段開度EGR制御弁が、既に実開平5−47401号公
開公報に開示されている。
By solving the above problems of the EGR control valve having the diaphragm type actuator, it is possible to perform easy and accurate valve opening control without requiring precise adjustment of working fluid pressure and complicated feedback control. A possible multistage opening EGR control valve has already been disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-47401.

【0004】上記既提案の弁装置の概略構造を、図11
を参照して説明すると、図中符号01は、総括的に車両
用エンジンのEGR制御弁装置を示し、同弁装置は上記
エンジンの排気ガスの一部を抽出して吸気系に還流する
EGR通路(図示せず)内に介装されるハウジング02
を具えている。ハウジング02の内部には、排気ガス通
路03と、同排気ガス通路03に介装されて排気ガス流
量を制御するポペット弁からなる弁部材04と、同弁部
材04の弁ステム04′に作動的に連結されて弁開度又
はリフトを制御するアクチュエータ05とが設けられて
いる。
FIG. 11 shows a schematic structure of the previously proposed valve device.
Reference numeral 01 in the figure generally indicates an EGR control valve device for an engine for a vehicle, which valve device extracts an exhaust gas of the engine and recirculates it to an intake system. A housing 02 installed inside (not shown)
It is equipped with Inside the housing 02, an exhaust gas passage 03, a valve member 04 formed of a poppet valve interposed in the exhaust gas passage 03 for controlling the exhaust gas flow rate, and a valve stem 04 ′ of the valve member 04 are operatively operated. And an actuator 05 that is connected to the valve and controls the valve opening degree or lift.

【0005】上記アクチュエータ05は、ハウジング0
2内に上記弁ステム04′に対して略同軸的に形成され
たシリンダ06と、同シリンダ06内に摺動自在に嵌装
された第1ピストン07と、同第1ピストン07内に摺
動自在に嵌装され上記弁ステム04′の端部に固着され
た第2ピストン08とを具えている。上記第1ピストン
07は、シリンダ06に嵌装された中空円筒状の筒部材
07aと、同筒部材07aの弁部材04から遠い側の開
口端にスナップリング09によって固着されたピストン
部材07bとからなり、上記筒部材07aの弁部材04
側の開口端には、半径方向内方に突出した突縁又はスト
ッパ010が設けられている。また、上記第2ピストン
08は、上記筒部材07aの中空孔内に、摺動自在に収
容されている。
The actuator 05 has a housing 0.
2, a cylinder 06 formed substantially coaxially with the valve stem 04 ', a first piston 07 slidably fitted in the cylinder 06, and a slide in the first piston 07. The second piston 08 is freely fitted and fixed to the end of the valve stem 04 '. The first piston 07 is composed of a hollow cylindrical tubular member 07a fitted in the cylinder 06, and a piston member 07b fixed to the opening end of the tubular member 07a remote from the valve member 04 by a snap ring 09. Therefore, the valve member 04 of the tubular member 07a
A projecting edge or a stopper 010 that projects inward in the radial direction is provided at the open end on the side. The second piston 08 is slidably accommodated in the hollow hole of the cylindrical member 07a.

【0006】ハウジング02の弁部材04から遠い側の
端部には、図示しない電磁三方弁を介して作動媒体源、
例えば圧縮空気源に接続された第1給排ポート011が
設けられ、同ポート011は、シリンダ06内に第1ピ
ストン07によって限界された第1作動室012に常時
連通している。また、ハウジング02の側壁には、第2
給排ポート013が設けられ、同ポート013は、シリ
ンダ06内において第1ピストン07と第2ピストン0
8とによって画成された第2作動室014に常時連通し
ている。さらに、上記第2ピストン08と、シリンダ0
6の弁部材04側の端壁との間に、同弁部材04を常時
閉方向に付勢する弁スプリング015が縮設されてい
る。
At the end of the housing 02 remote from the valve member 04, a working medium source is provided via an electromagnetic three-way valve (not shown).
For example, a first supply / discharge port 011 connected to a compressed air source is provided, and the port 011 is always in communication with the first working chamber 012 that is limited by the first piston 07 in the cylinder 06. In addition, the side wall of the housing 02 has a second
A supply / discharge port 013 is provided, and the port 013 is provided in the cylinder 06 with the first piston 07 and the second piston 0.
8 is always in communication with the second working chamber 014 defined by 8 and 8. Further, the second piston 08 and the cylinder 0
A valve spring 015 for constantly urging the valve member 04 in the closing direction is provided between the end wall of the valve member 6 and the end wall on the valve member 04 side.

【0007】図11は、上記第1及び第2給排ポート0
11及び013の何れにも圧縮空気が供給されず、両ポ
ートが大気に連通している状態を示している。このとき
弁部材04は全閉しており、第1ピストン07のストッ
パ010とシリンダ06の肩部016との間には、弁軸
04′方向に第1の弁リフトを限定する間隙lが形成
され、また第2ピストン08は上記弁スプリング015
により押されて第1ピストン07に一体的に設けられた
突起又はプッシュロッド017に当接しており、同第2
ピストン08とストッパ010との間には、弁軸04′
方向に第2の弁リフトを限定する間隙lが設けられて
いる。
FIG. 11 shows the first and second supply / discharge ports 0.
No compressed air is supplied to both 11 and 013, and both ports are in communication with the atmosphere. At this time, the valve member 04 is fully closed, and there is a gap l 1 that limits the first valve lift in the valve axis 04 ′ direction between the stopper 010 of the first piston 07 and the shoulder 016 of the cylinder 06. And the second piston 08 has the above-mentioned valve spring 015.
Is pushed by the first piston 07 and abuts on a push rod 017 provided integrally with the first piston 07.
Between the piston 08 and the stopper 010, the valve shaft 04 '
A gap l 2 is provided which limits the second valve lift in the direction.

【0008】次に、第1給排ポート011から第1作動
室012に圧縮空気が供給されると、第1ピストン07
が、第2ピストン08を介して弁スプリング015を圧
縮しストッパ10の弁部材04側の端面が、上記シリン
ダの肩部016に当接するまで変位し、弁部材04が第
1リフト又は開度lだけ開き、排気ガス通路03に
は、弁部材04の第1リフトlに相応した流量の排気
ガスが流れ、エンジンの吸気系に供給される。また、第
2給排ポート013から第2作動室014に圧縮空気が
供給されると(なお、第1給排ポート011は大気開放
のまま)第2ピストン08が、単独で弁スプリング01
5を圧縮してストッパ010に当接するまで変位し、弁
部材04が第2リフト又は開度lだけ開き、排気ガス
通路03には、弁部材04の第2リフトlに相応した
流量の排気ガスが流れ、エンジンの吸気系に供給され
る。
Next, when compressed air is supplied from the first supply / discharge port 011 to the first working chamber 012, the first piston 07
However, the valve spring 015 is compressed via the second piston 08 and the end surface of the stopper 10 on the valve member 04 side is displaced until it comes into contact with the shoulder portion 016 of the cylinder, and the valve member 04 is moved to the first lift or opening l. open by one, in the exhaust gas passage 03, the exhaust gas flow rate commensurate with the first lift l 1 of the valve member 04 flows, is supplied to the intake system of the engine. When compressed air is supplied from the second supply / discharge port 013 to the second working chamber 014 (note that the first supply / discharge port 011 remains open to the atmosphere), the second piston 08 independently operates the valve spring 01.
5 is compressed and displaced until it comes into contact with the stopper 010, the valve member 04 opens by the second lift or the opening l 2 , and the exhaust gas passage 03 has a flow rate corresponding to the second lift l 2 of the valve member 04. Exhaust gas flows and is supplied to the intake system of the engine.

【0009】さらに、第1及び第2給排ポート011及
び013の双方に圧縮空気が供給されると、第1ピスト
ン07及び第2ピストン08が、上記第1リフトl
び第2リフトlだけ弁軸04′方向に夫々変位するの
で、弁部材04のリフト又は開度lは(l+l
となる。
Further, when compressed air is supplied to both the first and second supply / discharge ports 011 and 013, the first piston 07 and the second piston 08 cause the first lift l 1 and the second lift l 2 to move. since respectively displaced by the valve shaft 04 'direction, the lift or opening l 3 of the valve member 04 (l 1 + l 2)
Becomes

【0010】そこで、エンジンの運転状態に応じて、弁
部材04の必要な最小の弁リフト又は開度を、一例とし
て1mm、最大の弁リフトを10mmとすると(図示の
場合は、l=1mm、l=10mm)、中間のリフ
トl=9mmとなる。即ち、この既提案の弁装置で
は、最小リフトl=1mmと、最大リフトl=10
mmに近い中間リフトl=9mmの3種類のリフトが
得られ、換言すれば、1種類の小さいリフトと、2種類
の大きいリフトが得られる。従って、エンジン側の運転
条件から、最小弁リフト又は開度、例えば1mmと、そ
れより僅かに大きい第2の弁リフト又は開度2mmとが
必要な場合、この既提案の弁装置では、最大リフトl
=l+lが僅か3mmとなり、構造上、十分な最大
リフト又は開度を得ることができない。この結果、エン
ジン性能、特に排気ガス中のNOの効果的な低減を達
成しようとする場合、EGR制御弁装置の3種類の弁リ
フト又は開度の選択を巾広く行なうことができず、この
ため所要のエンジン性能が得られない不具合がある。
Therefore, if the minimum required valve lift or opening of the valve member 04 is 1 mm and the maximum valve lift is 10 mm in accordance with the operating state of the engine (in the illustrated case, l 2 = 1 mm). , L 3 = 10 mm) and the intermediate lift l 1 = 9 mm. That is, in this proposed valve device, the minimum lift l 2 = 1 mm and the maximum lift l 3 = 10
Three types of lift with an intermediate lift l 2 = 9 mm close to mm are obtained, in other words one type of small lift and two types of large lift. Therefore, when a minimum valve lift or opening, for example, 1 mm and a second valve lift or opening 2 mm, which is slightly larger than that, is required from the operating conditions on the engine side, the maximum lift is required in this proposed valve device. l 3
= L 1 + l 2 is only 3 mm, and a sufficient maximum lift or opening cannot be obtained structurally. As a result, in order to achieve effective reduction of engine performance, particularly NO x in exhaust gas, it is not possible to broadly select three types of valve lift or opening of the EGR control valve device. Therefore, there is a problem that the required engine performance cannot be obtained.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記既提案
の多段開度弁装置の欠点を解消して、3段階の弁リフト
又は開度を巾広く選択することができ、特に十分な最大
弁リフトを確保しながら、2種類の小さい弁リフト又は
開度を容易に得ることができる弁装置を提供することを
主たる目的とするものである。また本発明は、車両用エ
ンジン、特にトラック等のディーゼルエンジンにおける
EGR制御弁装置に適用された場合、出力、燃費等のエ
ンジン性能を確保しながら、排気ガス中のNOを効果
的に低減することができる多段開度弁装置を提供するこ
とを、他の目的とするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the drawbacks of the previously proposed multi-stage opening valve device and allows a wide selection of three-stage valve lift or opening. The main object of the present invention is to provide a valve device that can easily obtain two kinds of small valve lifts or opening amounts while securing the valve lifts. The present invention is a vehicle engine, particularly when applied to the EGR control valve unit in a diesel engine such as a truck, the output, while ensuring the engine performance such as fuel consumption, reduce NO x in the exhaust gas effectively It is another object to provide a multi-stage opening valve device that can be used.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために創案されたもので、流体通路に介装され、
その開度を多段階に設定されることにより流体流量を制
御する弁部材と、ハウジング内に設けられた第1シリン
ダ内に摺動自在に嵌装された第1ピストンと、同第1ピ
ストン内に略同軸的に形成された第2シリンダと、同第
2シリンダ内に摺動自在に嵌装された第2ピストンと、
同第2ピストン内に略同軸的に形成された第3シリンダ
と、同第3シリンダ内に摺動自在に嵌装され上記弁部材
に作動的に連結された第3ピストンと、上記弁部材に連
結され同弁部材を常時閉方向に付勢する弾性装置と、上
記ハウジングに設けられ、上記第2シリンダ内に形成さ
れた第3作動室に作動媒体を供給することにより、上記
第3ピストンのみを開弁方向に変位させて上記弁部材を
第1開度Lだけ開放する第1の給排ポートと、上記ハ
ウジングに設けられ、上記第1シリンダ内に形成された
第1作動室に作動媒体を供給することにより、上記第1
ピストンを開弁方向に変位させ上記第2ピストン及び第
3ピストンを介して上記弁部材を第2開度Lだけ開放
する第2給排ポートと、上記第1給排ポート及び第2給
排ポートの双方に作動媒体を供給することにより第1な
いし第3作動室に作動媒体が供給されて上記第1ピスト
ン、第2ピストン及び第3ピストンが開弁方向に変位
し、上記第1及び第2開度L及びLに第2ピストン
の第3開度Lを加えた合計開度L+L+Lだけ
上記弁部材が開放されるように構成されたことを特徴と
する多段開度弁装置を提案するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was devised to achieve the above object, and is provided in a fluid passage,
A valve member for controlling the fluid flow rate by setting the opening degree in multiple stages, a first piston slidably fitted in a first cylinder provided in the housing, and a first piston A second cylinder formed substantially coaxially with the second cylinder, and a second piston slidably fitted in the second cylinder,
A third cylinder formed substantially coaxially in the second piston, a third piston slidably fitted in the third cylinder and operatively connected to the valve member, and a valve member Only the third piston is provided by supplying the working medium to the elastic device that is connected and normally biases the valve member in the closing direction, and the third working chamber that is provided in the housing and that is formed in the second cylinder. In the valve opening direction to open the valve member by the first opening L 1 and a first working chamber provided in the housing and formed in the first cylinder. By supplying the medium, the first
A second supply / discharge port for displacing the piston in the valve opening direction to open the valve member by the second opening L 2 via the second piston and the third piston, the first supply / discharge port and the second supply / discharge port. By supplying the working medium to both the ports, the working medium is supplied to the first to third working chambers, and the first piston, the second piston, and the third piston are displaced in the valve opening direction. A multistage structure in which the valve member is opened by a total opening amount L 1 + L 2 + L 3 obtained by adding the third opening amount L 3 of the second piston to the 2 opening amounts L 1 and L 2 . An opening valve device is proposed.

【0013】本発明において、上記ハウジング内に、上
記第1給排ポートと上記第2ピストン内の第3作動室と
を連通する第1通路、及び同第1給排ポートと上記第1
ピストン内の第2作動室とを連通する第2通路とが設け
られ、同第2通路は、上記第1給排ポートのみに作動媒
体が供給されているときは、上記第1ピストンによって
閉塞されるが、上記第2給排ポートに作動媒体が供給さ
れているときは、上記第1ピストンの変位により開通さ
れるように構成されることが好ましい。また、上記ハウ
ジング内に、上記第3ピストンの第3作動室に臨む受圧
面とは反対側の受圧面に臨む第4の作動室を設けると共
に、同第4作動室に作動媒体を給排する第3の給排ポー
トを設けることが好ましい。
In the present invention, a first passage for communicating the first supply / discharge port with the third working chamber in the second piston in the housing, and the first supply / discharge port and the first passage.
A second passage communicating with a second working chamber in the piston is provided, and the second passage is closed by the first piston when the working medium is supplied only to the first supply / discharge port. However, when the working medium is supplied to the second supply / discharge port, it is preferable that the second piston is configured to be opened by the displacement of the first piston. Further, a fourth working chamber facing the pressure receiving surface opposite to the pressure receiving surface facing the third working chamber of the third piston is provided in the housing, and the working medium is supplied to and discharged from the fourth working chamber. It is preferable to provide a third supply / discharge port.

【0014】さらに、本発明において、上記流体通路
は、エンジンの排気ガスの一部を同エンジンの吸気系に
給送するEGR通路であり、上記弁部材が上記排気ガス
の吸気系への供給流量を制御するEGR制御弁であるこ
とが好ましく、この場合、上記第1及び第2給排ポート
に供給される作動媒体が圧縮空気であり、同第1及び第
2給排ポートが第1及び第2の電磁三方弁を介して夫々
圧縮空気源に接続されることが望ましい。同様に、上記
第3給排ポートに供給される作動媒体が圧縮空気であ
り、同第3給排ポートが第3の電磁三方弁を介して圧縮
空気源に接続されることが好ましい。
Further, in the present invention, the fluid passage is an EGR passage for supplying a part of exhaust gas of the engine to an intake system of the engine, and the valve member supplies a flow rate of the exhaust gas to the intake system. It is preferable that the working medium supplied to the first and second supply / discharge ports is compressed air, and the first and second supply / discharge ports have the first and second supply / discharge ports. Each is preferably connected to a compressed air source via two electromagnetic three-way valves. Similarly, the working medium supplied to the third supply / discharge port is compressed air, and the third supply / discharge port is preferably connected to the compressed air source via the third electromagnetic three-way valve.

【0015】上記のように本発明をEGR制御弁に適用
した場合、エンジンが、予め設定された中速回転数以下
の回転数で、かつ予め設定された中以下の負荷の第1運
転領域で運転しているとき、上記第1及び第2給排ポー
トに作動媒体が供給されて第1ないし第3ピストンがす
べて開弁方向に変位して同弁部材が第1ないし第3開度
を加算したL+L+Lだけ開放され、またエンジ
ンが上記設定中速回転数で、かつ予め設定された中以下
の負荷の第2運転領域で運転されているとき、上記第2
給排ポートのみに作動媒体が供給されて、第1ピストン
が開弁方向に変位し第2及び第3ピストンを介して弁部
材が上記第2開度Lだけ開放され、さらに、エンジン
が上記第1及び第2運転領域より高負荷でかつ予め設定
された高速回転数以下の回転数の第3運転領域で運転し
ているときに、上記第1給排ポートに作動媒体が供給さ
れて、上記第3ピストンのみが開弁方向に変位し弁部材
が上記第1開度Lだけ開放されるように構成されるこ
とが好ましく、また、エンジンが、上記第1ないし第3
運転領域以外の運転領域で運転しているとき、及び同エ
ンジンの急加速時、並びにエンジンの冷却水温が設定温
度以下のときは、上記第1及び第2給排ポートの何れに
も作動媒体が供給されず、上記弁部材が上記弾性装置に
より閉止位置に保持されるように構成され、なおまた上
記弁部材が開状態から閉止されるときに、上記第3給排
ポートに作動媒体が供給され、上記第3ピストンが弁部
材閉止方向に付勢されるように構成されることが望まし
い。
When the present invention is applied to the EGR control valve as described above, the engine operates in the first operating range where the engine speed is equal to or lower than the preset middle speed and the load is equal to or lower than the preset load. During operation, the working medium is supplied to the first and second supply / discharge ports, the first to third pistons are all displaced in the valve opening direction, and the valve member adds the first to third opening degrees. is opened by L 1 + L 2 + L 3 that, also when the engine is operated in the second operating region below the load in the above set medium speed rotational speed, and set in advance, the second
The working medium is supplied only to the supply / discharge port, the first piston is displaced in the valve opening direction, the valve member is opened by the second opening L 2 via the second and third pistons, and the engine is When operating in a third operating region having a higher load than the first and second operating regions and a preset rotational speed lower than or equal to a high speed rotational speed, the working medium is supplied to the first supply / discharge port, It is preferable that only the third piston is displaced in the valve opening direction so that the valve member is opened by the first opening degree L 1 , and the engine is configured such that the engine has the first to third openings.
When operating in an operating region other than the operating region, when the engine is rapidly accelerated, and when the cooling water temperature of the engine is equal to or lower than the set temperature, the working medium is not supplied to any of the first and second supply / discharge ports. Not supplied, the valve member is configured to be held in the closed position by the elastic device, and the working medium is supplied to the third supply / discharge port when the valve member is closed from the open state. The third piston is preferably configured to be biased in the valve member closing direction.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下本発明を車両用ディーゼルエ
ンジンのEGR制御弁に適用した好ましい実施の形態を
添付図面について具体的に説明する。先ず、図1ないし
図8に示した第1の実施形態において、図中符号10は
総括的にEGR制御弁を示し、同EGR制御弁10は上
記エンジンの排気ガスの一部を抽出して吸気系に還流す
るEGR通路(図5の符号86)内に介装されるハウジ
ング12を具えている。上記ハウジング12の内部に、
排気ガス通路14と、同排気ガス通路14に介装されて
排気ガス流量を制御するポペット弁からなる弁部材16
と、同弁部材16の弁ステム18に作動的に連結されて
弁開度又はリフトを制御するアクチュエータ20とが設
けられている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments in which the present invention is applied to an EGR control valve of a vehicle diesel engine will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. First, in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8, reference numeral 10 generally indicates an EGR control valve, and the EGR control valve 10 extracts a part of the exhaust gas of the engine and intakes it. The housing 12 is provided in an EGR passage (reference numeral 86 in FIG. 5) that returns to the system. Inside the housing 12,
A valve member 16 including an exhaust gas passage 14 and a poppet valve that is interposed in the exhaust gas passage 14 and controls the flow rate of the exhaust gas.
And an actuator 20 operatively connected to the valve stem 18 of the valve member 16 to control the valve opening degree or lift.

【0017】上記ハウジング12は、弁部材16の弁ス
テム18に略直交する平面に沿い分割された上方ハウジ
ング12a及び下方ハウジング12bからなり、これら
上方及び下方ハウジング12a及び12bは、複数のボ
ルト22(図1には1個のみ示されている)により一体
的に締結されている。上方ハウジング12a内に、上記
弁ステム18に対し略同軸的に、かつ弁部材16側に向
って開口した第1シリンダ24が設けられ、同第1シリ
ンダ24には大径の第1ピストン26が弁軸線方向に摺
動自在に嵌装されている。上記第1ピストン26の内部
には、弁部材16側に向って開口した第2シリンダ28
が略同軸的に形成されている。同第2シリンダ28内
に、第2ピストン30が摺動自在に嵌装されている。
The housing 12 is composed of an upper housing 12a and a lower housing 12b which are divided along a plane substantially orthogonal to the valve stem 18 of the valve member 16, and the upper and lower housings 12a and 12b are provided with a plurality of bolts 22 ( (Only one is shown in FIG. 1). In the upper housing 12a, a first cylinder 24 is provided which is opened substantially toward the valve member 16 side, substantially coaxially with the valve stem 18, and a large-diameter first piston 26 is provided in the first cylinder 24. It is fitted so as to be slidable in the valve axis direction. Inside the first piston 26, a second cylinder 28 opened toward the valve member 16 side.
Are formed substantially coaxially. A second piston 30 is slidably fitted in the second cylinder 28.

【0018】上記第1シリンダ24内に第1ピストン2
6によって第1作動室32が限界され、同第1作動室3
2には第1ピストン26を常時弁部材16側に弾性的に
押圧する第1リターンスプリング34が縮設されてい
る。また、上方ハウジング12aの上端壁には、上記第
1作動室32に作動媒体、例えば圧縮空気を供給し、又
は同第1作動室32内の圧縮空気を外気に排出する第2
給排ポート36が設けられている。また上記第1ピスト
ン26の弁部材16側の開口端には、第1のストッパリ
ング38が螺合され、同ストッパリング38は、下方ハ
ウジング12bの上端面に形成された環状当接面40と
協働して、上記第1ピストン26の弁部材16側への変
位量Lが限定される。
The first piston 2 is placed in the first cylinder 24.
The first working chamber 32 is limited by 6 and the first working chamber 3
A second return spring 34, which constantly elastically presses the first piston 26 toward the valve member 16 side, is contracted in the position 2. In addition, a second working medium, for example, compressed air is supplied to the upper working wall of the upper housing 12a, or compressed air in the first working chamber 32 is discharged to the outside air.
A supply / discharge port 36 is provided. A first stopper ring 38 is screwed into the opening end of the first piston 26 on the valve member 16 side, and the stopper ring 38 and an annular contact surface 40 formed on the upper end surface of the lower housing 12b. In cooperation with each other, the displacement amount L 2 of the first piston 26 toward the valve member 16 side is limited.

【0019】上記第2シリンダ28内に第2ピストン3
0によって第2作動室42が限界され、同第2作動室4
2には、第2ピストン30を常時弁部材16側に弾性的
に押圧する第2リターンスプリング44が縮設されてい
る。また、第2ピストン30の内部に、弁ステム18に
対し略同軸的に、かつ弁部材16側に向い開口した第3
シリンダ46が形成され、同第3シリンダ46内には、
第3ピストン48が弁ステムの軸線方向に摺動自在に嵌
装されている。
The second piston 3 is placed in the second cylinder 28.
The second working chamber 42 is limited by 0, and the second working chamber 4 is
A second return spring 44, which constantly elastically presses the second piston 30 toward the valve member 16 side, is contracted in the position 2. In addition, a third piston 30 is opened inside the second piston 30 substantially coaxially with the valve stem 18 and toward the valve member 16 side.
A cylinder 46 is formed, and in the third cylinder 46,
The third piston 48 is fitted so as to be slidable in the axial direction of the valve stem.

【0020】上記第3シリンダ46内に第3ピストン4
8によって第3作動室50が限界され、同第3作動室5
0には、第3ピストン48を常時弁部材16側に弾性的
に押圧する第3リターンスプリング52が縮設され、同
スプリング52によって第3ピストン48は、その下端
面を弁ステム18の上端面に常時圧接されている。ま
た、上記第2ピストン30の弁部材16側の開口端に
は、第2のストッパリング54が螺合され、図1に示さ
れている弁部材16の全閉位置において、第3ピストン
48の下端面と、第2ストッパリング54との間に間隙
が設定されており、この間隙Lは、第3ピストン
48の第3シリンダ46に対する許容変位量又はストロ
ークである。一方、上記第2ピストン30の弁部材16
側の開口端に螺合された第2ストッパリング54の下端
面と、上記第1ピストン26の弁部材16側の開口端に
螺合された第1ストッパリング38の上端面との間に、
図1に示されている弁部材16の全閉状態において、間
隙Lが設定されている。この間隙Lは、第2ピスト
ン30の第2シリンダ28に対する許容変位量又はスト
ロークである。
The third piston 4 is placed in the third cylinder 46.
The third working chamber 50 is limited by 8 and the third working chamber 5 is
At 0, a third return spring 52 that elastically presses the third piston 48 toward the valve member 16 side is contracted, and the lower end surface of the third piston 48 is fixed by the spring 52 to the upper end surface of the valve stem 18. Is always pressed against. Further, a second stopper ring 54 is screwed into the opening end of the second piston 30 on the valve member 16 side, and the third piston 48 of the third piston 48 is at the fully closed position of the valve member 16 shown in FIG. A gap L 1 is set between the lower end surface and the second stopper ring 54, and this gap L 1 is an allowable displacement amount or stroke of the third piston 48 with respect to the third cylinder 46. On the other hand, the valve member 16 of the second piston 30
Between the lower end surface of the second stopper ring 54 screwed into the open end of the first piston 26 and the upper end surface of the first stopper ring 38 screwed into the open end of the first piston 26 on the valve member 16 side,
In the fully closed state of the valve member 16 shown in FIG. 1, the gap L 3 is set. The gap L 3 is an allowable displacement amount or stroke of the second piston 30 with respect to the second cylinder 28.

【0021】上記上方ハウジング12aの側壁に、作動
媒体としての圧縮空気を、第1通路56を介して上記第
3作動室50に給排すると共に、第2通路58を介して
上記第2作動室42に給排する第1給排ポート60が設
けられている。上記第1通路50は、第1ピストン26
の周壁に凹設された環状溝64及び同周壁を貫通する連
通孔66を介して常時第3作動室50に連通し、一方、
第2通路58は、弁部材16が、図1に示されている全
閉位置にあるときは、第1ピストン26の肩部26′に
よって閉塞され、同第1ピストン26が弁部材16側に
変位することによって第2作動室42に連通するように
形成されている。
Compressed air as a working medium is supplied to and discharged from the third working chamber 50 through a first passage 56 and a second working chamber through a second passage 58 on the side wall of the upper housing 12a. A first supply / discharge port 60 for supplying / discharging to / from 42 is provided. The first passage 50 includes the first piston 26.
Of the third working chamber 50 at all times through an annular groove 64 recessed in the peripheral wall and a communication hole 66 penetrating the peripheral wall.
The second passage 58 is closed by the shoulder portion 26 ′ of the first piston 26 when the valve member 16 is in the fully closed position shown in FIG. 1, so that the first piston 26 moves toward the valve member 16 side. It is formed so as to communicate with the second working chamber 42 by being displaced.

【0022】上記弁部材16の弁ステム18の上方部分
に、通常のバルブコッタ68を介してスプリングリテー
ナ70が装着され、同スプリングリテーナ70と弁ステ
ム18を摺動自在に挿通させるバルブガイド72又は同
バルブガイド72に外嵌されたスプリングリテーナとの
間に弁スプリング74が縮設され、同弁スプリング74
によって弁部材16は、図1に示されている全閉位置に
付勢されている。
A spring retainer 70 is attached to an upper portion of the valve stem 18 of the valve member 16 through a normal valve cotter 68, and a valve guide 72 or a valve guide 72 for slidably inserting the spring retainer 70 and the valve stem 18 is provided. A valve spring 74 is contracted between the valve retainer and the spring retainer fitted on the valve guide 72.
The valve member 16 is urged by the fully closed position shown in FIG.

【0023】図1は、第1給排ポート60及び第2給排
ポート36の何れにも作動媒体としての圧縮空気が供給
されず、すべての構成部材が休止位置にある状態を示し
ている。このとき、大きいばね定数を有する弁スプリン
グ74によって弁部材16は全閉されており、弁ステム
18の頂面に第3ピストン48が第3リターンスプリン
グ52によって圧接され、さらに同第2ピストン30の
上端面は、第1ピストン26内の第2シリンダ28の上
端面に当接している。さらに第1ピストン26は、第2
リターンスプリング44により押されて、その肩部2
6′が上方ハウジング12aの段部12a′に当接して
いる。
FIG. 1 shows a state in which compressed air as a working medium is not supplied to either the first supply / discharge port 60 or the second supply / discharge port 36, and all the components are in the rest position. At this time, the valve member 16 is fully closed by the valve spring 74 having a large spring constant, the third piston 48 is pressed against the top surface of the valve stem 18 by the third return spring 52, and the second piston 30 is also closed. The upper end surface is in contact with the upper end surface of the second cylinder 28 in the first piston 26. Further, the first piston 26 is
It is pushed by the return spring 44 and its shoulder 2
6'abuts on the step portion 12a 'of the upper housing 12a.

【0024】上記弁部材16の全閉位置、即ちアクチュ
エータ20の休止位置において、既に説明したように、
第1ピストン26の弁部材16方向の許容変位量又は設
定ストロークはLであり、第1ピストン26に対する
第2ピストン30の弁部材16方向の許容変位量又は設
定ストロークはL、また第2ピストン30に対する第
3ピストン48の弁部材16方向の許容変位量又は設定
ストロークはLである。なお、上記第1ピストン26
の上記設定ストロークLは、上方ハウジング12aと
下方ハウジング12bとの間に介装されるシム76の厚
さを変更するか、第1ストッパリング38の弁ステム1
8軸線方向の厚さを変える等によって適宜に設定するこ
とができ、同様に、第2ピストン30及び第3ピストン
48の設定ストロークL及びLも、アクチュエータ
20の主要部材であるハウジングや各ピストン26,3
0及び48の基本的寸度を変更することなく、第1及び
第2ストッパリング38及び54の弁ステム軸線方向の
厚さ或いは寸度、螺合位置を変化させることによって、
適宜に変更することができる。
In the fully closed position of the valve member 16, that is, in the rest position of the actuator 20, as already described,
The allowable displacement amount or setting stroke of the first piston 26 in the valve member 16 direction is L 2 , and the allowable displacement amount or setting stroke of the second piston 30 with respect to the first piston 26 in the valve member 16 direction is L 3 , or the second stroke. The allowable displacement amount or set stroke of the third piston 48 in the valve member 16 direction with respect to the piston 30 is L 1 . The first piston 26
The setting stroke L 2 of the valve stem 1 of the first stopper ring 38 changes the thickness of the shim 76 interposed between the upper housing 12a and the lower housing 12b.
It can be appropriately set by changing the thickness in the eight-axis direction, and similarly, the setting strokes L 3 and L 2 of the second piston 30 and the third piston 48 are also the housing which is a main member of the actuator 20 and each. Pistons 26,3
By changing the thickness or dimension of the first and second stopper rings 38 and 54 in the axial direction of the valve stem, and the screwing position without changing the basic dimensions of 0 and 48,
It can be changed appropriately.

【0025】上記構成のEGR制御弁10において、一
例として、上記第1ないし第3ピストン26,30及び
48の許容変位量又は設定ストロークLを4mm、L
を5mm、Lを1mmに夫々設定した場合につい
て、アクチュエータ20の作動態様を説明する。(な
お、図2ないし図4の作動説明図においては、図面の過
度の混雑を避けるため、第1ないし第3リターンスプリ
ング34,44及び52は、図示を省略されている。)
In the EGR control valve 10 having the above structure, as an example, the allowable displacement amount or the set stroke L 2 of the first to third pistons 26, 30 and 48 is 4 mm, L.
The operation mode of the actuator 20 will be described for the case where 3 is set to 5 mm and L 1 is set to 1 mm. (Note that, in the operation explanatory views of FIGS. 2 to 4, the first to third return springs 34, 44, and 52 are not shown in order to avoid excessive congestion in the drawings.)

【0026】先ず、図2は第2給排ポート36が大気開
放され、第1給排ポート60に作動媒体としての圧縮空
気が供給されている状態を示す。第1給排ポート60に
供給された圧縮空気は、第1通路56、環状溝64及び
連通孔66を経て第3作動室50に入り、第3ピストン
48を弁スプリング74に抗して第2ストッパリング5
4に当接する位置まで弁部材16側に変位させる。この
第3ピストン48の変位量L=1mmが弁部材16の
第1開度となり、弁開度は1mmとなる。この結果、弁
部材16の上流側と下流側の圧力差及び弁開度L=1
mmに相応した量の排気ガスが、排気ガス通路14か
ら、エンジンの吸気系に供給される。
First, FIG. 2 shows a state in which the second supply / discharge port 36 is opened to the atmosphere and compressed air as a working medium is supplied to the first supply / discharge port 60. The compressed air supplied to the first supply / discharge port 60 enters the third working chamber 50 via the first passage 56, the annular groove 64, and the communication hole 66, and causes the third piston 48 to resist the valve spring 74 and to the second. Stopper ring 5
The valve member 16 is displaced to a position where it abuts the valve member 4. The displacement L 1 = 1 mm of the third piston 48 becomes the first opening of the valve member 16, and the valve opening becomes 1 mm. As a result, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the valve member 16 and the valve opening degree L 1 = 1.
An amount of exhaust gas corresponding to mm is supplied from the exhaust gas passage 14 to the intake system of the engine.

【0027】次に図3は、第1給排ポートは大気開放さ
れ、第2給排ポート36に圧縮空気が供給されている場
合を示す。第1シリンダ24内の第1作動室32に圧縮
空気が流入することにより、第1ピストン26が、その
下端に螺合された第1ストッパリング38が下方ハウジ
ング12bの環状当接面40に当接するまで変位し、こ
の変位量Lは4mmである。第1ピストン26の上記
変位により、第2ピストン30及び第3ピストン48が
連動して一緒に変位し、第3ピストン48に当接する弁
ステム18を介して弁部材16が第2開度L=4mm
だけ開き、弁部材16の上流側と下流側の圧力差及び開
度L=4mmに相応した量の排気ガスが、排気通路1
4からエンジンの吸気系に供給される。なお、このとき
第1ピストン26の変位によって第2通路58が開かれ
るが、第1給排ポート60が大気に連通しているので、
第2作動室42が大気に連通するのみで、上記第1ない
し第3ピストン26,30及び48の変位に影響を与え
ない。
Next, FIG. 3 shows a case where the first supply / discharge port is open to the atmosphere and compressed air is supplied to the second supply / discharge port 36. When the compressed air flows into the first working chamber 32 in the first cylinder 24, the first stopper ring 38 screwed to the lower end of the first piston 26 contacts the annular contact surface 40 of the lower housing 12b. It is displaced until it comes into contact, and the displacement amount L 2 is 4 mm. Due to the above displacement of the first piston 26, the second piston 30 and the third piston 48 are interlocked and displaced together, and the valve member 16 causes the second opening L 2 via the valve stem 18 that abuts against the third piston 48. = 4 mm
The exhaust gas is opened only by an amount corresponding to the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the valve member 16 and the opening L 2 = 4 mm.
4 is supplied to the intake system of the engine. At this time, the second passage 58 is opened by the displacement of the first piston 26, but since the first supply / discharge port 60 communicates with the atmosphere,
The second working chamber 42 only communicates with the atmosphere, and does not affect the displacement of the first to third pistons 26, 30 and 48.

【0028】さらに、図4は第1給排ポート60及び第
2給排ポート36の双方に圧縮空気が供給されている場
合を示す。第2給排ポート36から第1作動室32に圧
縮空気が流入することによって、第1ピストン26が、
上記図3で説明したと全く同様に、設定変位量L=4
mmだけ弁部材16側に変位する。第1ピストン26の
下方変位により第2通路58が開くので、第1給排ポー
ト60に供給された圧縮空気は、同第2通路58から第
2作動室42に流入すると共に、第1通路56から環状
溝64及び連通孔66を経て第3作動室50にも流入す
る。第2作動室42に流入した圧縮空気の圧力により第
2ピストン30が、その下端に螺合された第2ストッパ
リング54が第1ストッパリング38に当接するまで変
位し、この変位量L=5mmである。一方、第3作動
室50に圧縮空気が流入することによって、図2に説明
したとおり、第3ピストン48が第2ストッパリング5
4に当接するまで変位し、その変位量はL=1mmで
ある。上記の結果、第3ピストン48に当接している弁
ステム18を介して弁部材16が、合計の開度L+L
+L=10mmだけ開くこととなり、同弁部材16
の上流側及び下流側の圧力差と上記合計又は第3開度
(10mm)に相当した量の排気ガスが、排気通路14
からエンジンの吸気系に供給される。
Further, FIG. 4 shows a case where compressed air is supplied to both the first supply / discharge port 60 and the second supply / discharge port 36. When the compressed air flows into the first working chamber 32 from the second supply / discharge port 36, the first piston 26 is
Just as described with reference to FIG. 3 above, the set displacement amount L 2 = 4
The valve member 16 is displaced by mm. Since the second passage 58 is opened by the downward displacement of the first piston 26, the compressed air supplied to the first supply / discharge port 60 flows into the second working chamber 42 from the second passage 58 and the first passage 56. Also flows into the third working chamber 50 through the annular groove 64 and the communication hole 66. Due to the pressure of the compressed air flowing into the second working chamber 42, the second piston 30 is displaced until the second stopper ring 54 screwed at the lower end thereof comes into contact with the first stopper ring 38, and this displacement amount L 3 = It is 5 mm. On the other hand, as the compressed air flows into the third working chamber 50, the third piston 48 moves to the second stopper ring 5 as described with reference to FIG.
It is displaced until it comes into contact with No. 4, and the displacement amount is L 1 = 1 mm. As a result of the above, the valve member 16 passes through the valve stem 18 that is in contact with the third piston 48, and the total opening degree L 1 + L
2 + L 3 = 10 mm to open the valve member 16
Of the exhaust gas in an amount corresponding to the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the exhaust gas and the total amount or the third opening degree (10 mm).
Is supplied to the intake system of the engine.

【0029】上記のように、図1に示したEGR制御弁
においては、先ず、第1給排ポート60に圧縮空気を供
給し、かつ第2給排ポート36を大気開放することによ
って、弁部材16が第1段のリフト又は開度L、即ち
この例の場合1mm開き、次に、第2給排ポート36に
圧縮空気を供給すると共に、第1給排ポート60を大気
開放することによって、弁部材16が第2段のリフト又
は開度L、即ちこの例の場合4mm開き、さらに、第
1給排ポート60及び第2給排ポート36の双方に圧縮
空気を供給することによって、弁部材16が第3の開度
+L+L、この例の場合、10mm開くことと
なる。
As described above, in the EGR control valve shown in FIG. 1, first, the compressed air is supplied to the first supply / discharge port 60 and the second supply / discharge port 36 is opened to the atmosphere, so that the valve member is opened. 16 is the lift or opening L 1 of the first stage, that is, 1 mm is opened in this example, and then compressed air is supplied to the second supply / discharge port 36 and the first supply / discharge port 60 is opened to the atmosphere. By opening the valve member 16 at the second stage lift or opening L 2 , ie, 4 mm in this example, and further supplying compressed air to both the first supply / discharge port 60 and the second supply / discharge port 36, The valve member 16 opens the third opening L 1 + L 2 + L 3 , which is 10 mm in this example.

【0030】この結果、最小リフト又は開度L、及び
中間のリフト又は開度Lと、十分に大きい第3のリフ
ト又は開度L+L+Lとが容易に得られることと
なり、また既に説明したように、シム76、第1及び第
2ストッパリング38及び54の厚さ又は螺合位置を適
宜に選択することによって、巾広く3種類の弁リフト又
は開度を設定することができ、弁開度を広い自由度で設
定することができる。
As a result, the minimum lift or opening L 1 and the intermediate lift or opening L 2 and the sufficiently large third lift or opening L 1 + L 2 + L 3 can be easily obtained. Further, as described above, by appropriately selecting the thickness or the screwing position of the shim 76, the first and second stopper rings 38 and 54, it is possible to widely set three kinds of valve lifts or opening degrees. Therefore, the valve opening can be set with a wide degree of freedom.

【0031】図5は上記EGR制御弁10を含む車両用
エンジンの全体構成を示した概略構成図である。図中符
号78はトラック等車両用の6気筒ディーゼルエンジン
を概念的に示し、80は同エンジン78の吸気マニホー
ルドを含む吸気管、82は同吸気管の空気取入口に設け
たエアクリーナ、84は上記エンジンの排気マニホール
ドを含む排気管、86は上記排気管84内を流れる排気
ガスの一部を抽出して吸気管80に還流するEGR通路
であって、同通路内に上記EGR制御弁10が介装され
ている。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of a vehicle engine including the EGR control valve 10. In the figure, reference numeral 78 conceptually shows a 6-cylinder diesel engine for vehicles such as trucks, 80 is an intake pipe including an intake manifold of the engine 78, 82 is an air cleaner provided at the air intake of the intake pipe, and 84 is the above An exhaust pipe including an exhaust manifold of the engine, 86 is an EGR passage for extracting a part of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe 84 and returning it to the intake pipe 80, in which the EGR control valve 10 is interposed. It is equipped.

【0032】EGR制御弁10の第1給排ポート60
は、第1の電磁三方弁88を介して圧縮空気源90に接
続され、第2給排ポート36は第2の電磁三方弁92を
介して圧縮空気源90に接続される。上記第1及び第2
電磁三方弁88及び92は、車両のアクセルペダル踏込
み量を表わすアクセル開度信号Ac、エンジン回転数を
示す回転数信号Ne、及びエンジンの冷却水温度を示す
冷却水温信号Twを受容して駆動信号を生起するコント
ロールユニット又は制御装置94によって制御される。
The first supply / discharge port 60 of the EGR control valve 10
Is connected to the compressed air source 90 via the first electromagnetic three-way valve 88, and the second supply / discharge port 36 is connected to the compressed air source 90 via the second electromagnetic three-way valve 92. The first and second
The electromagnetic three-way valves 88 and 92 receive a drive signal by receiving an accelerator opening signal Ac indicating the accelerator pedal depression amount of the vehicle, a rotation speed signal Ne indicating the engine speed, and a cooling water temperature signal Tw indicating the cooling water temperature of the engine. Is controlled by a control unit or control device 94 that causes

【0033】上記コントロールユニット又は制御装置9
4に収蔵されている制御マップの一例が図6に示されて
いる。同マップは、縦軸にトルクTqをとり、横軸にエ
ンジン回転数Neをとって、エンジン78の冷却水温T
wが60℃以上即ち暖機完了後の種々の運転状態におけ
る弁部材16の設定リフト又は開度を示したものであ
る。図の右側に弁開度種別がわかり易く類別され、その
類別表示でマップ内に示されているように、エンジン7
8が、アイドル回転数Noよりは高いが予め設定された
中速回転数Nよりは低い中速域の回転数で、かつ中負
荷以下の第1運転領域Xで運転しているときは、コント
ロールユニット94により第1及び第2電磁三方弁88
及び92が付勢されて、圧縮空気源90から第1及び第
2給排ポート60及び36に圧縮空気が供給され、弁部
材16は上述した第3段開度(L+L+L)の最
大リフト又は開度となり、排気管84からの排気ガス
が、EGR通路86を通り、最大開度の弁部材16を経
て吸気管80に還流される。
The control unit or control device 9
An example of the control map stored in No. 4 is shown in FIG. In this map, the vertical axis represents the torque Tq, and the horizontal axis represents the engine speed Ne.
It shows the set lift or the opening degree of the valve member 16 in various operating states after w is 60 ° C. or higher, that is, after completion of warm-up. The valve opening types are categorized on the right side of the drawing for easy understanding, and the engine 7
When 8 is operating in the first operating region X where the engine speed is higher than the idle speed No but lower than the preset middle speed N 1 and in the middle speed range, and the load is equal to or lower than the medium load, The control unit 94 controls the first and second electromagnetic three-way valves 88.
And 92 are urged to supply the compressed air from the compressed air source 90 to the first and second supply / discharge ports 60 and 36, and the valve member 16 has the above-described third opening degree (L 1 + L 2 + L 3 ). And the exhaust gas from the exhaust pipe 84 is returned to the intake pipe 80 through the EGR passage 86 and the valve member 16 having the maximum opening.

【0034】このエンジン運転領域Xでは、排気管84
を流れる排気ガス量が比較的少なく、かつ圧力が低く、
一方吸気管80の負圧が小さいので、本質的に排気ガス
の吸気管80への還流が難かしい傾向があり、上記のよ
うに弁部材16を第3段の最大開度(L+L
)に開くことによって、必要な排気ガス還流量が確
保される利点がある。この結果、排出ガス中のNO
効果的に低減しながら、出力、燃費等所要のエンジン性
能が確保される。
In this engine operating region X, the exhaust pipe 84
The amount of exhaust gas flowing through is relatively low and the pressure is low,
On the other hand, since the negative pressure of the intake pipe 80 is small, it is essentially difficult to recirculate the exhaust gas to the intake pipe 80, and as described above, the valve member 16 is opened to the maximum opening (L 1 + L 2) of the third stage. +
Opening to L 3 ) has the advantage of ensuring the required exhaust gas recirculation amount. As a result, required engine performance such as output and fuel consumption is secured while effectively reducing NO x in the exhaust gas.

【0035】次に、エンジン78が上記設定中速回転数
以上、最高回転数N以下の回転数で、かつ予め設
定された中負荷以下の第2運転領域Yで運転していると
きは、コントロールユニット94によって第2電磁三方
弁92のみが付勢されて、第2給排ポート36に圧縮空
気源90から圧縮空気が供給されると共に、第1給排ポ
ート60は大気に連通される。従って上述したように弁
部材16が中間の第2リフト又は開度Lとなる。この
エンジン運転領域Yでは、エンジン回転数Neが十分高
くて吸気管80の負圧が大きく、かつ排気管84の排気
ガス圧力が比較的高いので、上記第2段開度Lの弁部
材16を通り、適切な量の排気ガスがエンジン78の吸
気系に還流される。
Next, when the engine 78 is operating in the second operating region Y in which the engine speed is equal to or higher than the set intermediate speed rotation speed N 1 and is equal to or lower than the maximum rotation speed N 3 and is equal to or lower than a preset middle load. The control unit 94 urges only the second electromagnetic three-way valve 92 to supply compressed air from the compressed air source 90 to the second supply / discharge port 36, and the first supply / discharge port 60 communicates with the atmosphere. It Therefore, as described above, the valve member 16 has the intermediate second lift or opening L 2 . In the engine operating region Y, the engine speed Ne is sufficiently high, the negative pressure of the intake pipe 80 is large, and the exhaust gas pressure of the exhaust pipe 84 is relatively high. Therefore, the valve member 16 with the second opening L 2 is set. An appropriate amount of exhaust gas is recirculated to the intake system of the engine 78 through the.

【0036】また、エンジン78が上記第1及び第2運
転領域X及びYより高負荷でかつ予め設定された高速回
転数N回転数の第3運転領域Zで運転しているとき
は、コントロールユニット94により第1電磁三方弁8
8のみが付勢されて圧縮空気源90から第1給排ポート
60のみに圧縮空気が供給され、上述したように弁部材
16が最小のリフト又は開度Lとなる。この運転領域
Zにおいて、中速以上の回転数域では、排気管84内の
排気ガス圧力が比較的高く、かつ吸気管80内の負圧が
十分大きいので、弁部材16の開度が小さくても十分な
排気ガスの還流が行なわれ、またこの領域Zの低回転数
域では、吸気量が比較的少ないのに燃料供給量は相対的
に多いので、過量の排気ガス還流を行なうとスモークが
悪化するので、これを防ぐために弁部材16の開度を最
小開度Lとするのが適切である。
Further, when the engine 78 is operating in the third operating region Z having a higher load than the first and second operating regions X and Y and having a preset high-speed rotational speed N 4 rotational speed, The first electromagnetic three-way valve 8 by the unit 94
8 is urged to supply compressed air from the compressed air source 90 only to the first supply / discharge port 60, and the valve member 16 has the minimum lift or opening L 1 as described above. In this operating range Z, in the rotational speed range of medium speed or higher, the exhaust gas pressure in the exhaust pipe 84 is relatively high, and the negative pressure in the intake pipe 80 is sufficiently high, so the opening degree of the valve member 16 is small. The exhaust gas is sufficiently recirculated, and in the low rotational speed region of this region Z, the intake air amount is relatively small, but the fuel supply amount is relatively large. Therefore, if excessive exhaust gas recirculation is performed, smoke will be generated. Since it deteriorates, it is appropriate to set the opening degree of the valve member 16 to the minimum opening degree L 1 in order to prevent this.

【0037】さらに、上記第1ないし第3運転領域X,
Y,Z以外の運転領域、即ち図6において白抜きの領域
では、出力、燃費等のエンジン性能、及び排気ガス中の
NO低減の必要性の観点から、排気ガス還流の必要が
ないので、コントロールユニット94により第1及び第
2電磁三方弁88及び92が何れも消勢され、EGR制
御弁10の第1及び第2給排ポート60及び36は何れ
も大気開放され、従って図1に示されているように弁部
材16は全閉している。なお、図6において%を付して
示した複数の傾斜した縦方向の線又は折れ線は、夫々ア
クセル開度Acを示すものである。
Further, the first to third operating regions X,
In the operating regions other than Y and Z, that is, in the white region in FIG. 6, exhaust gas recirculation is not necessary from the viewpoint of engine performance such as output, fuel consumption, and the need to reduce NO x in the exhaust gas. The control unit 94 deactivates both the first and second electromagnetic three-way valves 88 and 92, and the first and second supply / discharge ports 60 and 36 of the EGR control valve 10 are both open to the atmosphere, and thus shown in FIG. As described above, the valve member 16 is fully closed. It should be noted that a plurality of inclined vertical lines or polygonal lines indicated by adding% in FIG. 6 indicate the accelerator opening Ac, respectively.

【0038】上記コントロールユニット又は制御装置9
4の作動態様が図8のチャートに示されている。プログ
ラムがスタートすると、ステップSにおいて、エンジ
ン78の運転状態を示す冷却水温Tw、アクセル開度A
c及びエンジン回転数Neが夫々読み込まれる。次にス
テップSにおいて、エンジン水温Twが設定水温To
(例えば60℃)より大きいかどうかが判定される。も
しNOなら、エンジン78の暖機が終了していないの
で、排気ガス還流を行なうことは不適当(冷態始動が困
難になり、又はスモークが悪化するため)であるので、
ステップSに示すようにEGRは行なわれない。
The control unit or control device 9
The four operating modes are shown in the chart of FIG. When the program starts, in step S 1 , the coolant temperature Tw indicating the operating state of the engine 78 and the accelerator opening A
c and the engine speed Ne are read respectively. In step S 2, the engine coolant temperature Tw is the set water temperature To
It is determined whether the temperature is higher than (for example, 60 ° C.). If NO, since warming up of the engine 78 has not ended, it is inappropriate to perform exhaust gas recirculation (because cold start becomes difficult or smoke becomes worse).
EGR is not performed as shown in step S 4 .

【0039】ステップSにおいて、YES(暖機終
了)と判断されると、ステップSにおいて、アクセル
開度Acの増加率ΔAcが設定増加率ΔAcoより小さ
いかどうかが調べられる。アクセル開度増加率ΔAcが
設定増加率より小さいYESの場合、即ち急加速が行な
われていない通常の走行状態では、プログラムはS
進み、上記図6に示した2次元マップにより弁部材16
の所要リフト又は開度L,L若しくは(L+L
+L)又は全閉の何れであるかが判断され、ステップ
において、電磁三方弁88及び92の付勢又は消勢
が指令され、上述したように弁部材16の開度制御が行
なわれる。また、上記ステップSにおいて、NOの場
合、即ち急加速の場合は、スモークが増大する傾向があ
るので、排気ガスの還流をやめ、スモークの悪化を防止
する。なお、上記ステップSにおいてアクセル開度A
cの変化率を調べる代りに、リアルタイムのアクセル開
度とそれより設定微小時間前のアクセル開度との差及び
その増減を調べ、設定されたアクセル開度差(増大側)
と比較するようにしても良い。
[0039] In step S 2, it is determined that YES (warm-up completion), at step S 5, the increase rate ΔAc accelerator opening Ac is checked whether settings increase ΔAco smaller. If the accelerator opening increase rate ΔAc is set increase rate is smaller than YES, that is in a normal running state rapid acceleration is not performed, the program proceeds to S 6, the valve member by the two-dimensional map shown in FIG. 6 16
Required lift or opening L 1 , L 2 or (L 1 + L 2
+ L 3 ) or fully closed, and in step S 7 , the electromagnetic three-way valves 88 and 92 are commanded to be energized or deenergized, and the opening degree of the valve member 16 is controlled as described above. . Further, in step S 5, the case of NO, that is if the rapid acceleration, tend to smoke increases, stop refluxing the exhaust gas to prevent deterioration of smoke. Incidentally, the accelerator opening degree A at step S 5
Instead of checking the rate of change of c, the difference between the real-time accelerator opening and the accelerator opening before the set minute time and its increase / decrease are checked, and the set accelerator opening difference (increasing side)
You may make it compared with.

【0040】次に、図9に示した本発明の第2実施形態
では、上方ハウジング12aと下方ハウジング12bと
によって、弁ステム18の上方部分を収容する第4の作
動室96が設けられ、同作動室96のシールのためバル
ブガイド72の頂部には通常のバルブガイドシール98
が装着される。また、下方ハウジング12bの側壁に、
上記第4作動室96に連通する第3の給排ポート100
が設けられており、同給排ポート100は、図10の概
略構成図に示されているように、第3の電磁三方弁10
2を介して作動媒体源、即ちこの実施例の場合圧縮空気
源90に接続されている。図9及び図10から明らかな
ように、上記以外の構成は、実質的に第1実施例と同一
である。
Next, in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 9, a fourth working chamber 96 for accommodating the upper portion of the valve stem 18 is provided by the upper housing 12a and the lower housing 12b. A normal valve guide seal 98 is provided on top of the valve guide 72 to seal the working chamber 96.
Is attached. Also, on the side wall of the lower housing 12b,
Third supply / discharge port 100 communicating with the fourth working chamber 96
And the supply / discharge port 100 is provided with a third electromagnetic three-way valve 10 as shown in the schematic configuration diagram of FIG.
It is connected via 2 to a working medium source, in this case a compressed air source 90. As is apparent from FIGS. 9 and 10, the configuration other than the above is substantially the same as that of the first embodiment.

【0041】上記第1の実施形態に関し、コントロール
ユニット又は制御装置94の作動態様を説明した図8の
フローチャートにおいて、EGR制御弁10の弁部材1
6が第1ないし第3段リフト又は開度L,L又は
(L+L+L)の何れかの開度で走行していると
きに、アクセルペダルが急に踏み込まれ、ステップS
において、アクセル開度増加率ΔAcが、設定増加率Δ
Aco以上のNOの場合、即ち急加速が行なわれた場
合、同チャートに一点鎖線で示されているステップS
のように、コントロールユニット94の駆動信号に基づ
いて第3電磁三方弁102が付勢されて、圧縮空気源9
0から第4作動室96に圧縮空気が供給される。この結
果、ステップSでEGR停止即ち第1及び第2電磁三
方弁88及び92が共に消勢され、弁部材16が弁スプ
リング74により図9に示されているように全閉される
際に、第4作動室96内の圧縮空気圧力によって第3ピ
ストン48が図の上方即ち弁部材16を閉止する方向に
積極的に付勢される。この結果、図7の線図において、
上記第1の実施形態では、図中に点線αで示されてい
るように、弁部材16が上記開度L,L又は(L
+L+L)で開いている場合、急加速時に比較的大
きい時間遅れを伴なって全閉する(EGR停止状態とな
る)ため、同図中に点線で示されているように排煙濃度
βが一時的に可成悪化するのに対し、上記第2の実施
形態では、同図中に実線α及びβで夫々示されてい
るように、弁部材16の全閉に要する時間が短縮される
と共に、排煙濃度の悪化が大巾に低減される。なお、同
図中に示されているように、第3電磁三方弁102の付
勢時間は、弁部材16が全閉するまでの時間、又はそれ
より僅かに長い時間とすることが好ましい。
In the flowchart of FIG. 8 for explaining the operation mode of the control unit or the control device 94 in relation to the first embodiment, the valve member 1 of the EGR control valve 10 is shown.
When 6 is traveling at any one of the first to third stage lifts or the openings L 1 , L 2 or (L 1 + L 2 + L 3 ), the accelerator pedal is suddenly depressed, and step S Four
, The accelerator opening increase rate ΔAc is equal to the set increase rate ΔAc.
In the case of NO equal to or higher than Aco, that is, in the case of rapid acceleration, step S 8 indicated by the alternate long and short dash line in the chart.
As described above, the third electromagnetic three-way valve 102 is energized based on the drive signal of the control unit 94, and the compressed air source 9
Compressed air is supplied from 0 to the fourth working chamber 96. As a result, it is both de-energized the EGR stop i.e. the first and second three-way solenoid valves 88 and 92 in step S 5, when they are fully closed as the valve member 16 is shown by a valve spring 74 in FIG. 9 The compressed air pressure in the fourth working chamber 96 positively urges the third piston 48 upward in the drawing, that is, in the direction of closing the valve member 16. As a result, in the diagram of FIG.
In the first embodiment described above, as indicated by the dotted line α 1 in the figure, the valve member 16 has the opening degrees L 1 , L 2 or (L 1
+ L 2 + L 3 ), it is fully closed with a relatively large time delay (EGR stop state) at the time of sudden acceleration, so the smoke concentration as shown by the dotted line in the figure. While β 1 temporarily deteriorates considerably, in the second embodiment, as shown by solid lines α 2 and β 2 in the figure, the time required to fully close the valve member 16 is shown. Is shortened, and the deterioration of the smoke concentration is greatly reduced. As shown in the figure, the urging time of the third electromagnetic three-way valve 102 is preferably a time until the valve member 16 is fully closed or a time slightly longer than that.

【0042】なお、上記第1及び第2の実施形態におい
ては、弁部材16としてポペット弁が例示されている
が、トラック等の排気ブレーキ装置に広く採用されてい
るバタフライ弁を採用することができる。バタフライ弁
の場合は、弁軸に駆動リンク又はアームを突設し、同駆
動リンク又はアームを、上記第3ピストン48に固着さ
れたピストンロッド又は同ピストンに連結された伝動リ
ンクを介して廻動させ、弁開度即ち弁軸の回転部を制御
すれば良い。また、本発明は例示したEGR制御弁に限
定されるものではなく、3段階の弁リフト又は開度が要
求れる種々の弁装置に広く適用し得ることは明らかであ
る。
In the first and second embodiments described above, a poppet valve is illustrated as the valve member 16, but a butterfly valve widely used in exhaust brake devices such as trucks can be used. . In the case of a butterfly valve, a drive link or arm is provided on the valve shaft so as to project, and the drive link or arm is rotated via a piston rod fixed to the third piston 48 or a transmission link connected to the piston. Then, the valve opening, that is, the rotating portion of the valve shaft may be controlled. Further, it is obvious that the present invention is not limited to the illustrated EGR control valve, but can be widely applied to various valve devices that require three stages of valve lift or opening.

【0043】[0043]

【発明の効果】叙上のように、本発明に係る多段開度弁
装置は、流体通路に介装され、その開度を多段階に設定
されることにより流体流量を制御する弁部材と、ハウジ
ング内に設けられ第1シリンダ内に摺動自在に嵌装され
た第1ピストンと、同第1ピストン内に略同軸的に形成
された第2シリンダと、同第2シリンダ内に摺動自在に
嵌装された第2ピストンと、同第2ピストン内に略同軸
的に形成された第3シリンダと、同第3シリンダ内に摺
動自在に嵌装され上記弁部材に作動的に連結された第3
ピストンと、上記弁部材に連結され同弁部材を常時閉方
向に付勢する弾性装置と、上記ハウジングに設けられ、
上記第2シリンダ内に形成された第3作動室に作動媒体
を供給することにより、上記第3ピストンのみを開弁方
向に変位させて上記弁部材を第1開度Lだけ開放する
第1の給排ポートと、上記ハウジングに設けられ、上記
第1シリンダ内に形成された第1作動室に作動媒体を供
給することにより、上記第1ピストンを開弁方向に変位
させ上記第2ピストン及び第3ピストンを介して上記弁
部材を第2開度Lだけ開放する第2給排ポートと、上
記第1給排ポート及び第2給排ポートの双方に作動媒体
を供給することにより第1ないし第3作動室に作動媒体
が供給されて上記第1ピストン、第2ピストン及び第3
ピストンが開弁方向に変位し、上記第1及び第2開度L
及びLに第2ピストンの第3開度Lを加えた合計
開度L+L+Lだけ上記弁部材が開放されるよう
に構成されたことを特徴とし、最大及び最小、並びに中
間の弁リフト又は開度を巾広く選択することができ、か
つ設定した弁リフト又は開度を正確かつ容易に達成する
ことができる利点があり、特に車両用のEGR制御弁に
好適な多段開度弁装置を提供することができるので、産
業上有益である。
As described above, the multi-stage opening valve device according to the present invention includes a valve member which is interposed in the fluid passage and which controls the flow rate of the fluid by setting the opening in multiple stages. A first piston provided in a housing and slidably fitted in a first cylinder, a second cylinder formed substantially coaxially in the first piston, and freely slidable in the second cylinder A second piston, a third cylinder formed substantially coaxially in the second piston, and a third cylinder slidably fitted in the third cylinder and operatively connected to the valve member. The third
A piston, an elastic device connected to the valve member for constantly urging the valve member in the closing direction, and provided on the housing,
By supplying hydraulic medium to the third working chamber formed within said second cylinder, first only the third piston is displaced in the opening direction to open the valve member by the first opening L 1 1 Supply and discharge ports and a first working chamber provided in the housing and formed in the first cylinder to displace the first piston in the valve opening direction, and the second piston and By supplying the working medium to both the first supply / discharge port and the second supply / discharge port, the second supply / discharge port opening the valve member by the second opening L 2 via the third piston To the third working chamber, the working medium is supplied to the first piston, the second piston, and the third piston.
The piston is displaced in the valve opening direction, and the first and second openings L
1 and L 2 and the third opening L 3 of the second piston is added, the valve member is configured to be opened by a total opening L 1 + L 2 + L 3 ; There is an advantage that the intermediate valve lift or opening can be widely selected, and the set valve lift or opening can be accurately and easily achieved. Particularly, the multistage opening suitable for the EGR control valve for vehicles is provided. A degree valve device can be provided, which is industrially beneficial.

【0044】なお、上記ハウジング内に、上記第1給排
ポートと上記第2ピストン内の第3作動室とを連通する
第1通路、及び同第1給排ポートと上記第1ピストン内
の第2作動室とを連通する第2通路とが設けられ、同第
2通路は、上記第1給排ポートのみに作動媒体が供給さ
れているときは、上記第1ピストンによって閉塞される
が、上記第2給排ポートに作動媒体が供給されていると
きは、上記第1ピストンの変位により開通されるように
構成することによって、弁部材作動用アクチュエータの
構造を小型コンパクトなものとすることができる利点が
ある。さらに、上記ハウジング内に、上記第3ピストン
の第3作動室に臨む受圧面とは反対側の受圧面に臨む第
4の作動室を設けると共に、同第4作動室に作動媒体を
給排する第3の給排ポートを設けたことによって、積極
的に閉弁速度を早くすることができ、例えばEGR制御
弁に適用した場合、急加速時のスモーク発生を低減し得
る効果がある。なおまた、上記多段開度弁装置は、車両
等のエンジンにおけるEGR制御弁に適用されて殊に好
適であり、この場合、エンジンが、予め設定された中速
回転数以下の回転数で、かつ予め設定された中以下の負
荷の第1運転領域で運転しているとき、上記第1及び第
2給排ポートに作動媒体が供給されて第1ないし第3ピ
ストンがすべて開弁方向に変位して同弁部材が第1ない
し第3開度を加算したL+L+Lだけ開放され、
またエンジンが上記設定中速回転数で、かつ予め設定さ
れた中以下の負荷の第2運転領域で運転されていると
き、上記第2給排ポートのみに作動媒体が供給されて、
第1ピストンが開弁方向に変位し第2及び第3ピストン
を介して弁部材が上記第2開度Lだけ開放され、さら
に、エンジンが上記第1及び第2運転領域より高負荷で
かつ予め設定された高速回転数以下の回転数の第3運転
領域で運転しているときに、上記第1給排ポートに作動
媒体が供給されて、上記第3ピストンのみが開弁方向に
変位し弁部材が上記第1開度Lだけ開放されるように
構成すること、及びエンジンが、上記第1ないし第3運
転領域以外の運転領域で運転しているとき、及び同エン
ジンの急加速時、並びにエンジンの冷却水温が設定温度
以下のときは、上記第1及び第2給排ポートの何れにも
作動媒体が供給されず、上記弁部材が上記弾性装置によ
り閉止位置に保持されるように構成することによって、
車両用エンジンのすべての運転状態に応じて適切にEG
R制御弁の開度が制御され、排出ガス性能、特にNO
及びスモーク性能を効果的に改善し得る利点がある。さ
らに、上記多段開度弁装置の弁開度制御用アクチュエー
タ作動媒体として圧縮空気を利用し、その給排を電磁三
方弁によって行なうことにより、トラック等の車両に、
ブレーキ作動用媒体の供給源として広く搭載されている
圧縮空気源をそのまま利用し、追加の設備を設ける必要
がないので、製造及びランニングコストが安くなる、等
の利点がある。
In the housing, there is a first passage communicating the first supply / discharge port with the third working chamber in the second piston, and the first supply / discharge port and the first passage in the first piston. A second passage communicating with the two working chambers is provided, and the second passage is closed by the first piston when the working medium is supplied only to the first supply / discharge port. When the working medium is supplied to the second supply / discharge port, the structure is such that it is opened by the displacement of the first piston, so that the structure of the valve member actuating actuator can be made small and compact. There are advantages. Further, a fourth working chamber facing the pressure receiving surface opposite to the pressure receiving surface facing the third working chamber of the third piston is provided in the housing, and the working medium is supplied to and discharged from the fourth working chamber. By providing the third supply / discharge port, the valve closing speed can be positively increased, and when it is applied to, for example, an EGR control valve, there is an effect that the generation of smoke during sudden acceleration can be reduced. In addition, the multi-stage opening valve device is particularly suitable for being applied to an EGR control valve in an engine of a vehicle or the like, and in this case, the engine has a rotational speed equal to or lower than a preset medium speed rotational speed, and When operating in the preset first operation region of medium or lower load, the working medium is supplied to the first and second supply / discharge ports, and the first to third pistons are all displaced in the valve opening direction. The valve member is opened by L 1 + L 2 + L 3 which is the sum of the first to third opening degrees,
Further, when the engine is operating at the above-mentioned set medium speed rotation speed and in the second operating region of a preset medium or lower load, the working medium is supplied only to the second supply / discharge port,
The first piston is displaced in the valve opening direction, the valve member is opened by the second opening L 2 via the second and third pistons, and the engine has a higher load than the first and second operating regions. When operating in the third operating region of the rotational speed lower than the preset high speed rotational speed, the working medium is supplied to the first supply / discharge port, and only the third piston is displaced in the valve opening direction. The valve member is configured to be opened by the first opening L 1 , and when the engine is operating in an operating region other than the first to third operating regions, and during rapid acceleration of the engine. When the engine cooling water temperature is equal to or lower than the set temperature, the working medium is not supplied to any of the first and second supply / discharge ports, and the valve member is held in the closed position by the elastic device. By configuring
Appropriately EG according to all operating conditions of the vehicle engine
The opening of the R control valve is controlled, and the exhaust gas performance, especially NO x
And, there is an advantage that the smoke performance can be effectively improved. Further, compressed air is used as a valve opening control actuator working medium of the multi-stage opening valve device, and its supply / discharge is performed by an electromagnetic three-way valve, so that a vehicle such as a truck,
The compressed air source, which is widely installed as a supply source of the brake operating medium, is used as it is, and it is not necessary to provide additional equipment. Therefore, there is an advantage that manufacturing and running costs are reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態を示すEGR制御弁の断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an EGR control valve showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した弁装置において、弁開度が最小の
ときの要部断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the valve device shown in FIG. 1 when the valve opening degree is minimum.

【図3】図1に示した弁装置において、弁開度が中間開
度のときの要部断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the valve device shown in FIG. 1 when the valve opening degree is an intermediate opening degree.

【図4】図1に示した弁装置において、弁開度が最大の
ときの要部断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main parts of the valve device shown in FIG. 1 when the valve opening is maximum.

【図5】図1に示したEGR制御弁を具えたエンジン全
体の概略構成図である。
5 is a schematic configuration diagram of an entire engine including the EGR control valve shown in FIG.

【図6】図5におけるコントロールユニット94に収蔵
される制御マップの一例を示す線図である。
6 is a diagram showing an example of a control map stored in a control unit 94 in FIG.

【図7】図1及び図9に示されているEGR制御弁の作
動態様を示す線図である。
7 is a diagram showing an operating mode of the EGR control valve shown in FIGS. 1 and 9. FIG.

【図8】図5及び図10におけるコントロールユニット
94の作動を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the control unit 94 in FIGS. 5 and 10.

【図9】本発明の第2実施形態を示すEGR制御弁の断
面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an EGR control valve showing a second embodiment of the present invention.

【図10】図9に示したEGR制御弁を具えたエンジン
全体の概略構成図である。
10 is a schematic configuration diagram of an entire engine including the EGR control valve shown in FIG.

【図11】従来公知の同種EGR制御弁の断面図であ
る。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventionally known homogeneous EGR control valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…EGR制御弁、12…ハウジング、14…排気ガ
ス通路、16…弁部材、18…弁ステム、20…アクチ
ュエータ、24…第1シリンダ、26…第1ピストン、
28…第2シリンダ、30…第2ピストン、32…第1
作動室、36…第2給排ポート、38…第1ストッパリ
ング、42…第2作動室、46…第3シリンダ、48…
第3ピストン、50…第3作動室、54…第2ストッパ
リング、56…第1通路、58…第2通路、60…第2
給排ポート、74…弁スプリング、78…ディーゼルエ
ンジン、80…吸気管、84…排気管、86…EGR通
路、88…第1電磁三方弁、90…圧縮空気源(作動媒
体源)、92…第2電磁三方弁、94…コントロールユ
ニット、96…第4作動室、100…第3給排ポート。
10 ... EGR control valve, 12 ... Housing, 14 ... Exhaust gas passage, 16 ... Valve member, 18 ... Valve stem, 20 ... Actuator, 24 ... First cylinder, 26 ... First piston,
28 ... 2nd cylinder, 30 ... 2nd piston, 32 ... 1st
Working chamber, 36 ... Second supply / discharge port, 38 ... First stopper ring, 42 ... Second working chamber, 46 ... Third cylinder, 48 ...
3rd piston, 50 ... 3rd working chamber, 54 ... 2nd stopper ring, 56 ... 1st passage, 58 ... 2nd passage, 60 ... 2nd
Supply / exhaust port, 74 ... Valve spring, 78 ... Diesel engine, 80 ... Intake pipe, 84 ... Exhaust pipe, 86 ... EGR passage, 88 ... First electromagnetic three-way valve, 90 ... Compressed air source (working medium source), 92 ... Second electromagnetic three-way valve, 94 ... Control unit, 96 ... Fourth working chamber, 100 ... Third supply / discharge port.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 一俊 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Kazutoshi Mori 5-3-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流体通路に介装され、その開度を多段階
に設定されることにより流体流量を制御する弁部材と、
ハウジング内に設けられた第1シリンダ内に摺動自在に
嵌装された第1ピストンと、同第1ピストン内に略同軸
的に形成された第2シリンダと、同第2シリンダ内に摺
動自在に嵌装された第2ピストンと、同第2ピストン内
に略同軸的に形成された第3シリンダと、同第3シリン
ダ内に摺動自在に嵌装され上記弁部材に作動的に連結さ
れた第3ピストンと、上記弁部材に連結され同弁部材を
常時閉方向に付勢する弾性装置と、上記ハウジングに設
けられ、上記第2シリンダ内に形成された第3作動室に
作動媒体を供給することにより、上記第3ピストンのみ
を開弁方向に変位させて上記弁部材を第1開度Lだけ
開放する第1の給排ポートと、上記ハウジングに設けら
れ、上記第1シリンダ内に形成された第1作動室に作動
媒体を供給することにより、上記第1ピストンを開弁方
向に変位させ上記第2ピストン及び第3ピストンを介し
て上記弁部材を第2開度Lだけ開放する第2給排ポー
トと、上記第1給排ポート及び第2給排ポートの双方に
作動媒体を供給することにより第1ないし第3作動室に
作動媒体が供給されて上記第1ピストン、第2ピストン
及び第3ピストンが開弁方向に変位し、上記第1及び第
2開度L及びLに第2ピストンの第3開度Lを加
えた合計開度L+L+Lだけ上記弁部材が開放さ
れるように構成されたことを特徴とする多段開度弁装
置。
1. A valve member, which is interposed in a fluid passage and controls the flow rate of the fluid by setting its opening in multiple stages,
A first piston slidably fitted in a first cylinder provided in the housing, a second cylinder formed substantially coaxially in the first piston, and sliding in the second cylinder A freely mounted second piston, a third cylinder formed substantially coaxially within the second piston, and a slidably mounted inside the third cylinder and operatively connected to the valve member. A third piston, an elastic device that is connected to the valve member and normally urges the valve member in a closing direction, and a working medium that is provided in the housing and is provided in a third working chamber formed in the second cylinder. Is provided to displace only the third piston in the valve opening direction to open the valve member by the first opening L 1 , and the first cylinder provided in the housing. Supplying a working medium to a first working chamber formed therein. And a second supply / discharge port for displacing the first piston in the valve opening direction to open the valve member by the second opening L 2 via the second piston and the third piston, and the first supply / discharge. By supplying the working medium to both the port and the second supply / discharge port, the working medium is supplied to the first to third working chambers and the first piston, the second piston and the third piston are displaced in the valve opening direction. And the valve member is opened by a total opening amount L 1 + L 2 + L 3 obtained by adding the third opening amount L 3 of the second piston to the first and second opening amounts L 1 and L 2 . A multi-stage opening valve device characterized in that
【請求項2】 上記ハウジング内に、上記第1給排ポー
トと上記第2ピストン内の第3作動室とを連通する第1
通路、及び同第1給排ポートと上記第1ピストン内の第
2作動室とを連通する第2通路とが設けられ、同第2通
路は、上記第1給排ポートのみに作動媒体が供給されて
いるときは、上記第1ビストンによって閉塞されるが、
上記第2給排ポートに作動媒体が供給されているとき
は、上記第1ピストンの変位により開通されるように構
成されたことを特徴とする請求項1記載の多段開度弁装
置。
2. A first communication port for communicating between the first supply / discharge port and the third working chamber in the second piston in the housing.
A passage and a second passage communicating the first supply / discharge port with the second working chamber in the first piston are provided, and the second passage supplies the working medium only to the first supply / discharge port. When it is being closed, it is blocked by the first viston,
2. The multi-stage opening valve device according to claim 1, wherein when the working medium is supplied to the second supply / discharge port, it is configured to be opened by the displacement of the first piston.
【請求項3】 上記ハウジング内に、上記第3ピストン
の第3作動室に臨む受圧面とは反対側の受圧面に臨む第
4の作動室を設けると共に、同第4作動室に作動媒体を
給排する第3の給排ポートを設けたことを特徴とする請
求項1記載の多段開度弁装置。
3. A fourth working chamber facing the pressure receiving surface opposite to the pressure receiving surface facing the third working chamber of the third piston is provided in the housing, and a working medium is placed in the fourth working chamber. The multi-stage opening valve device according to claim 1, further comprising a third supply / discharge port for supplying / discharging.
【請求項4】 上記流体通路が、エンジンの排気ガスの
一部を同エンジンの吸気系に給送するEGR通路であ
り、上記弁部材が上記排気ガスの吸気系への供給流量を
制御するEGR制御弁であることを特徴とする請求項1
又は請求項3記載の多段開度弁装置。
4. The EGR passage for supplying a part of the exhaust gas of the engine to an intake system of the engine, and the valve member for controlling the flow rate of the exhaust gas supplied to the intake system by the valve member. It is a control valve, It is characterized by the above-mentioned.
Alternatively, the multistage opening valve device according to claim 3.
【請求項5】 上記第1及び第2給排ポートに供給され
る作動媒体が圧縮空気であり、同第1及び第2給排ポー
トが第1及び第2の電磁三方弁を介して夫々圧縮空気源
に接続されたことを特徴とする請求項1又は請求項4記
載の多段開度弁装置。
5. The working medium supplied to the first and second supply / discharge ports is compressed air, and the first and second supply / discharge ports are compressed via the first and second electromagnetic three-way valves, respectively. The multistage opening valve device according to claim 1 or 4, wherein the multistage opening valve device is connected to an air source.
【請求項6】 上記第3給排ポートに供給される作動媒
体が圧縮空気であり、同第3給排ポートが第3の電磁三
方弁を介して圧縮空気源に接続されたことを特徴とする
請求項3記載の多段開度弁装置。
6. The working medium supplied to the third supply / discharge port is compressed air, and the third supply / discharge port is connected to a compressed air source via a third electromagnetic three-way valve. The multistage opening valve device according to claim 3.
【請求項7】 エンジンが、予め設定された中速回転数
以下の回転数で、かつ予め設定された中以下の負荷の第
1運転領域で運転しているとき、上記第1及び第2給排
ポートに作動媒体が供給されて第1ないし第3ピストン
がすべて開弁方向に変位して同弁部材が第1ないし第3
開度を加算したL+L+Lだけ開放され、またエ
ンジンが上記設定中速回転数で、かつ予め設定された中
以下の負荷の第2運転領域で運転されているとき、上記
第2給排ポートのみに作動媒体が供給されて、第1ピス
トンが開弁方向に変位し第2及び第3ピストンを介して
弁部材が上記第2開度Lだけ開放され、さらに、エン
ジンが上記第1及び第2運転領域より高負荷でかつ予め
設定された高速回転数以下の回転数の第3運転領域で運
転しているときに、上記第1給排ポートに作動媒体が供
給されて、上記第3ピストンのみが開弁方向に変位し弁
部材が上記第1開度Lだけ開放されるように構成され
たことを特徴とする請求項4記載の多段開度弁装置。
7. The first and second feed rates are set when the engine is operating at a rotational speed equal to or lower than a preset medium speed rotational speed and in a first operating range of a preset medium or lower load. The working medium is supplied to the discharge port, the first to third pistons are all displaced in the valve opening direction, and the valve members move to the first to third positions.
When the engine is operated by L 1 + L 2 + L 3 with the opening added, and the engine is operating in the second operating range of the set medium speed and the preset medium or lower load, the second The working medium is supplied only to the supply / discharge port, the first piston is displaced in the valve opening direction, the valve member is opened by the second opening L 2 via the second and third pistons, and the engine is When operating in a third operating region having a higher load than the first and second operating regions and a preset rotational speed lower than or equal to a high speed rotational speed, the working medium is supplied to the first supply / discharge port, 5. The multistage opening valve device according to claim 4, wherein only the third piston is displaced in the valve opening direction and the valve member is opened by the first opening L 1 .
【請求項8】 エンジンが、上記第1ないし第3運転領
域以外の運転領域で運転しているとき、及び同エンジン
の急加速時、並びにエンジンの冷却水温が設定温度以下
のときは、上記第1及び第2給排ポートの何れにも作動
媒体が供給されず、上記弁部材が上記弾性装置により閉
止位置に保持されるように構成されたことを特徴とする
請求項7記載の多段開度弁装置。
8. When the engine is operating in an operating region other than the first to third operating regions, during rapid acceleration of the engine, and when the cooling water temperature of the engine is below a preset temperature, The multistage opening according to claim 7, wherein the working medium is not supplied to either the first or second supply / discharge port, and the valve member is held in the closed position by the elastic device. Valve device.
【請求項9】 上記弁部材が開状態から閉止されるとき
に、上記第3給排ポートに作動媒体が供給され、上記第
3ピストンが弁部材閉止方向に付勢されるように構成さ
れたことを特徴とする請求項7又は請求項8記載の多段
開度弁装置。
9. When the valve member is closed from the open state, the working medium is supplied to the third supply / discharge port, and the third piston is biased in the valve member closing direction. The multistage opening valve device according to claim 7 or 8, characterized in that.
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