(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に配設された流路を流れる流体の流量を制御するステッパモータ型の流量弁と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段の検出出力に基づき前記流量弁の目標位置を演算する目標位置演算手段と、前記流量弁の仮想位置を演算する仮想位置演算手段と、前記目標位置演算手段と前記仮想位置演算手段の演算結果に基づき前記流量弁を前記目標位置に制御すべく駆動信号を発生する流量弁制御手段と、前記ステッパモータを収納するモータケースと、このモータケースと積層され前記モータケースとともに前記流量弁の外壁を構成するバルブボディと、前記ステッパモータの回転子に螺合され回転子の回転に伴い直線移動するモータ軸と、このモータ軸により直線移動せしめられる付勢された弁体と、前記弁体と当接して前記流量弁を閉止するとともに前記弁体の全閉位置を位置決めする弁座と、前記モータ軸が前記ステッパモータ側に最も引き込まれたときの前記ステッパモータの相が予め定められた相になるよう調整し位置決めする位置決め手段とを備え、前記流量弁制御手段は、前記モータ軸が前記ステッパモータに最も引き込まれたとき前記ステッパモータの駆動信号を前記予め定められた相に対応した駆動信号に変更すること、及び、前記弁体は、前記モータ軸と一体的に設けられたものであって、前記位置決め手段は、前記モータケースと前記バルブボディとの間に積層されたスペーサ部材であることを特徴とする流量弁制御装置。
【請求項２】
内燃機関に配設された流路を流れる流体の流量を制御するステッパモータ型の流量弁と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段の検出出力に基づき前記流量弁の目標位置を演算する目標位置演算手段と、前記流量弁の仮想位置を演算する仮想位置演算手段と、前記目標位置演算手段と前記仮想位置演算手段の演算結果に基づき前記流量弁を前記目標位置に制御すべく駆動信号を発生する流量弁制御手段と、前記ステッパモータを収納するモータケースと、このモータケースと積層され前記モータケースとともに前記流量弁の外壁を構成するバルブボディと、前記ステッパモータの回転子に螺合され回転子の回転に伴い直線移動するモータ軸と、このモータ軸により直線移動せしめられる付勢された弁体と、前記弁体と当接して前記流量弁を閉止するとともに前記弁体の全閉位置を位置決めする弁座と、前記モータ軸が前記ステッパモータ側に最も引き込まれたときの前記ステッパモータの相が予め定められた相になるよう調整し位置決めする位置決め手段とを備え、前記流量弁制御手段は、前記モータ軸が前記ステッパモータに最も引き込まれたとき前記ステッパモータの駆動信号を前記予め定められた相に対応した駆動信号に変更すること、及び、前記弁体は、前記モータ軸と当接して直線移動せしめられる弁軸の一端に設けられたものであって、前記位置決め手段は、前記モータケースと前記バルブボディとの間に積層されたスペーサ部材であることを特徴とする流量弁制御装置。
【請求項３】
内燃機関に配設された流路を流れる流体の流量を制御するステッパモータ型の流量弁と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段の検出出力に基づき前記流量弁の目標位置を演算する目標位置演算手段と、前記流量弁の仮想位置を演算する仮想位置演算手段と、前記目標位置演算手段と前記仮想位置演算手段の演算結果に基づき前記流量弁を前記目標位置に制御すべく駆動信号を発生する流量弁制御手段と、前記ステッパモータを収納するモータケースと、このモータケースと積層され前記モータケースとともに前記流量弁の外壁を構成するバルブボディと、前記ステッパモータの回転子に螺合され回転子の回転に伴い直線移動するモータ軸と、一端に前記流量弁の弁体を有するとともに他端が前記モータ軸と当接して直線移動せしめられる付勢された弁軸と、前記弁体と当接して前記流量弁を閉止するとともに前記弁軸の全閉位置を位置決めする弁座と、前記ステッパモータ側に最も引き込まれたときの前記モータ軸の位置と全閉位置にある前記弁軸の前記他端との間隔を所定距離に調節すると共に前記ステッパモータの相が予め定められた相になるよう調整し位置決めする第１の調節手段とを備え、前記第１の調節手段は、前記モータケースと前記バルブボディとの間に積層されたスペーサ部材であることを特徴とする流量弁制御装置。
【請求項４】
内燃機関に配設された流路を流れる流体の流量を制御するステッパモータ型の流量弁と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段の検出出力に基づき前記流量弁の目標位置を演算する目標位置演算手段と、前記流量弁の仮想位置を演算する仮想位置演算手段と、前記目標位置演算手段と前記仮想位置演算手段の演算結果に基づき前記流量弁を前記目標位置に制御すべく駆動信号を発生する流量弁制御手段と、前記ステッパモータを収納するモータケースと、このモータケースと積層され前記モータケースとともに前記流量弁の外壁を構成するバルブボディと、前記ステッパモータの回転子に螺合され回転子の回転に伴い直線移動するモータ軸と、このモータ軸により直線移動せしめられる付勢された弁体と、前記弁体と当接して前記流量弁を閉止するとともに前記弁体の全閉位置を位置決めする弁座と、前記モータ軸が前記ステッパモータ側に最も引き込まれたときの前記ステッパモータの相が予め定められた相になるよう調整し位置決めする位置決め手段とを備え、前記流量弁制御手段は、前記モータ軸が前記ステッパモータ側に最も引き込まれた位置で初期化処理する際前記ステッパモータの駆動方法を変更する第１の駆動方法変更手段を有すること、及び、前記位置決め手段は、前記モータケースと前記バルブボディとの間に積層されたスペーサ部材であることを特徴とする流量弁制御装置。
【請求項５】
内燃機関に配設された流路を流れる流体の流量を制御するステッパモータ型の流量弁と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段の検出出力に基づき前記流量弁の目標位置を演算する目標位置演算手段と、前記流量弁の仮想位置を演算する仮想位置演算手段と、前記目標位置演算手段と前記仮想位置演算手段の演算結果に基づき前記流量弁を前記目標位置に制御すべく駆動信号を発生する流量弁制御手段と、前記ステッパモータを収納するモータケースと、このモータケースと積層され前記モータケースとともに前記流量弁の外壁を構成するバルブボディと、前記ステッパモータの回転子に螺合され回転子の回転に伴い直線移動するモータ軸と、一端に前記流量弁の弁体を有するとともに他端が前記モータ軸と当接して直線移動せしめられる付勢された弁軸と、前記弁体と当接して前記流量弁を閉止するとともに前記弁軸の全閉位置を位置決めする弁座と、前記モータ軸が前記ステッパモータ側に最も引き込まれたときの前記ステッパモータの相が予め定められた相になるよう位置決めする位置決め手段とを備え、前記流量弁制御手段は、前記モータ軸が前記ステッパモータ側に最も引き込まれたとき前記ステッパモータに予め定められた駆動信号を順次与えた後に初期化処理するとともに、前記駆動信号を順次与えた後の前記モータ軸の位置は第２の調節手段により前記弁軸の前記他端に調節されていること、及び、前記位置決め手段は、前記モータケースと前記バルブボディとの間に積層されたスペーサ部材であることを特徴とする流量弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、内燃機関に配設された流路を流れる流体の流量を制御するステッパモータ型の流量弁の制御装置に関するものであって、例えば排気ガス還流制御弁あるいはアイドル回転速度制御弁などに適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気ガス還流制御装置に用いられる排気ガス還流制御弁として、開閉およびその開弁量がステッパモータにより電気的に行われるよう構成されたものが既に提案されておりこれは例えば特開平２−２３８１６２号公報に示されている。
ところで、この種の排気ガス還流制御装置においては、コストダウンのために排気ガス還流制御弁の弁の位置を検出するポジションセンサを設けないものが一般的である。このため、排気ガス還流制御弁の開弁量を知るために、所定の弁の位置を基準点とし、弁が基準点にあったときから開弁方向もしくは閉弁方向の駆動信号をステッパモータにそれぞれ何回与えたかを計数することにより弁の仮想位置、即ち現在の排気ガス還流制御弁の開度を得ることが行われている。
従って、このような排気ガス還流制御装置においては、排気ガス還流制御弁の弁の位置を基準点に移動させるとともに、該基準点において上記仮想位置を所定の値に再設定するいわゆる初期化処理（以下イニシャライズと称する）を正確に行うことが重要な要素となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の排気ガス還流制御装置におけるイニシャライズは、例えば弁を全閉位置に移動させ、その後、仮想位置の値を０に再設定するようになされている。
しかしながら、弁を全閉にしたときにステッパモータの相がどの様な相になっているのか不明であり、また、個々の排気ガス還流制御弁によってその相が異なっていた。
例えば、４相ステッパモータを使用した排気ガス還流制御弁で考えてみる。弁を全閉にした場合、ステッパモータも所定の位置で停止する。しかしながらこの所定の位置におけるステッパモータの相は、０相乃至３相のうちいずれであるか不明である。
従って、次に弁を開弁方向に１ステップだけ駆動するためには、０相から１ステップだけ開弁する駆動信号を与えたらよいのか、あるいは２相から１ステップだけ開弁する駆動信号を与えたらよいのか不明であり、どのような駆動信号をステッパモータに与えればよいのか特定できなかった。ステッパモータの相と駆動信号とが一致していなければステッパモータを回転させることはできない。
従って、もしステッパモータの相と駆動信号とが一致していなければ、開弁方向の駆動信号をステッパモータに５回与えたとしても、実際の移動量は３ステップ分だけであったりする。このため、正確な排気ガス還流制御を行うことができなかった。
【０００４】
また、従来の排気ガス還流制御装置では、イニシャライズを内燃機関の始動時あるいは停止時などで行っているだけであるから、排気ガス還流制御中においてステッパモータが脱調しても、キースイッチを操作するまで脱調によるずれを修正することができなかった。
【０００５】
この発明は、上述の問題点を解決するために為されたもので、第１の目的は、正確かつ簡単に初期化処理を行うことができる流量弁制御装置を得ることである。
【０００６】
また、第２の目的は、ステッパモータの回転子の回転に伴って直線移動するモータ軸と、このモータ軸により直線移動せしめられ一端に弁体を有する弁軸とが一体的に構成された一体型の流量弁において、初期化処理時のステッパモータの相を簡単に位置決めすることである。
【０００７】
また、第３の目的は、モータ軸と弁軸とが機械的に分離されている別体型の流量弁において、初期化処理時のステッパモータの相を簡単に位置決めすることである。
【０００８】
また、第４の目的は、別体型の流量弁において、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれた位置から、弁体が全閉位置にあるときの弁軸の一端までの距離を正確に調節することにより流量弁制御装置の制御精度を向上させることである。
【０００９】
また、第５の目的は、別体型の流量弁において、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれた位置から、弁体が全閉位置にあるときの弁軸の一端までの距離を正確かつ簡単に調節することである。
【００１０】
また、第６の目的は、別体型の流量弁において、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれた位置から、弁体が全閉位置にあるときの弁軸の一端までの距離をより正確にかつ簡単に調節することである。
【００１１】
また、第７の目的は、初期化処理時にステッパモータが脱調して正確な初期化処理ができなくなることを防止することである。
【００１２】
また、第８の目的は、初期化処理時のステッパモータの脱調を、ステッパモータの駆動信号の周波数を変更することにより防止することである。
【００１３】
また、第９の目的は、初期化処理時のステッパモータの脱調を、ステッパモータの移動量を変更することにより防止することである。
【００１４】
また、第１０の目的は、初期化処理時のステッパモータの脱調を、ステッパモータの移動を滑らかにすることにより防止することである。
【００１５】
また、第１１の目的は、初期化処理時のステッパモータの脱調を、ステッパモータの駆動力を変更することにより防止することである。
【００１６】
また、第１２の目的は、別体型の流量弁において、初期化処理時のステッパモータの脱調を機械的な調節により物理的に抑えることである。
【００１７】
また、第１３の目的は、初期化処理の頻度を大きくすることにより流量弁制御装置の制御精度を向上させることである。
【００１８】
また、第１４の目的は、初期化処理を行っても問題のない運転状態で初期化処理を行うことにより、流量弁制御装置の制御精度を落とさないようにすることである。
【００１９】
また、第１５の目的は、流量弁制御装置の制御を妨げることなく、同時に初期化処理を行うことである。
【００２０】
また、第１６の目的は、別体型の流量弁において、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときのステッパモータの相を位置決めする位置決め手段が不要で、しかも、正確に初期化処理できるようにすることである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る流量弁制御装置は、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときのステッパモータの相を予め定められた相になるよう位置決めする位置決め手段を備え、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときステッパモータの駆動信号を予め定められた相に対応した駆動信号に変更するようにしたものである。
【００２２】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、一体型の流量弁において、前記位置決め手段をモータケースとバルブボディとの間に設けられたスペーサ部材、もしくはモータ軸の軸長で構成したものである。
【００２３】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、別体型の流量弁において、前記位置決め部材をモータケースとバルブボディとの間に積層されたスペーサ部材で構成したものである。
【００２４】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、別体型の流量弁において、ステッパモータ側に最も引き込まれたときのモータ軸の位置と全閉位置にある弁軸の他端との間隔を所定距離に調節する第１の調節手段を備えたものである。
【００２５】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、別体型の流量弁において、前記第１の調節手段を、モータケースとバルブボディとの間に積層されるスペーサ部材で構成したものである。
【００２６】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、別体型の流量弁において、前記第１の調節手段を、モータ軸の弁軸側の一端の先端部に設けられたねじ溝と、このねじ溝と螺合するねじ部材とから構成したものである。
【００２７】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれた位置で初期化処理する際ステッパモータの駆動方法を変更する第１の駆動方向変更手段を備えたものである。
【００２８】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、駆動信号の周波数を通常の制御時に比し小さくする第１の駆動方法変更手段を備えたものである。
【００２９】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、駆動信号毎のステッパモータの移動量を通常の制御時に比し少なくする第１の駆動方法変更手段を備えたものである。
【００３０】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、ＰＷＭ信号でステッパモータを駆動する第１の駆動方法変更手段を備えたものである。
【００３１】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、ステッパモータの駆動力を通常の制御時に比し小さくする第１の駆動方法変更手段を備えたものである。
【００３２】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれた位置と、全閉位置にある弁軸の他端との距離を、ステッパモータの相数の２倍のステップ数でモータ軸が移動する距離以下に調節する第１の調節手段を備えたものである。
【００３３】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段を備え、特定運転状態検出手段が特定運転状態を検出する毎に１回だけ初期化処理を行うようにしたものである。
【００３４】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、前記特定の運転状態を、初期化処理が行われても問題のない運転状態としたものである。
【００３５】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、目標位置が予め定められた特定の目標位置であることを検出する特定目標位置検出手段を備え、特定目標位置検出手段が前記特定の目標位置を検出したとき初期化処理を行うようにしたものである。
【００３６】
また、この発明に係る流量弁制御装置は、流量制御手段はモータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときステッパモータに予め定められた駆動信号を順次与えた後に初期化処理するものであるとともに、駆動信号を順次与えた後のモータ軸の位置は第２の調節手段により弁軸の他端に調節されているものである。
【００３７】
【作用】
前記のように構成された流量弁制御装置においては、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときのステッパモータの相を位置決め手段により規定するとともに、ステッパモータの駆動信号を前記予め定められた相に対応した駆動信号に変更する。
【００３８】
また、前記位置決めは、流量弁が一体型である場合、モータケースとバルブボディとの間のスペーサ部材、もしくはモータ軸の軸長でなされる。
【００３９】
また、前記位置決めは、流量弁が別体型である場合、モータケースとバルブボディとの間に積層されたスペーサ部材でなされる。
【００４０】
また、第１の調節手段は、別体型の流量弁において、ステッパモータ側に最も引き込まれたときのモータ軸の位置と全閉位置にある弁軸の他端との間隔を所定距離に調節する。
【００４１】
また、第１の調節手段としてのスペーサ部材は、別体型の流量弁において、ステッパモータ側に最も引き込まれたときのモータ軸の位置と全閉位置にある弁軸の他端との間隔を所定距離に調節する。
【００４２】
また、第１の調節手段としてのねじ溝とねじ部材とは、別体型の流量弁において、ステッパモータ側に最も引き込まれたときのモータ軸の位置と全閉位置にある弁軸の他端との間隔を所定距離に調節する。
【００４３】
また、第１の駆動方向変更手段は、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれた位置で初期化処理する際ステッパモータの駆動方法を変更する。
【００４４】
また、第１の駆動方法変更手段は、駆動信号の周波数を通常の制御時に比し小さくする。
【００４５】
また、第１の駆動方法変更手段は、駆動信号毎のステッパモータの移動量を通常の制御時に比し少なくする。
【００４６】
また、第１の駆動方法変更手段は、ＰＷＭ信号でステッパモータを駆動する。
【００４７】
また、第１の駆動方法変更手段は、ステッパモータの駆動力を通常の制御時に比し小さくする。
【００４８】
また、第１の調節手段は、ステッパモータの脱調を所定量以下に抑える。
【００４９】
また、流量弁制御手段は、特定運転状態検出手段が特定運転状態を検出する毎に１回だけ初期化処理を行う。
【００５０】
また、流量弁制御手段は、初期化処理が行われても問題のない運転状態で初期化処理を行う。
【００５１】
また、流量弁制御手段は、特定目標位置検出手段が特定の目標位置を検出したとき初期化処理を行う。
【００５２】
また、流量制御手段は、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときステッパモータに予め定められた駆動信号を順次与えた後に初期化処理するとともに、第２の調節手段は、駆動信号を順次与えた後のモータ軸の位置が開弁点になるよう調節する。
【００５３】
【実施例】
実施例１．
以下、この発明の実施例について説明する。
実施例１は、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれた位置（以下モータエンドと称する）にあるときのステッパモータの相が予め定めた相になるようにしたものである。図１は、一般的な排気ガス還流制御装置を示す構成図である。
図１において、１は内燃機関であるエンジン、２はエンジン１に吸入される空気を流通させる吸気管、３は吸気管２から分岐して各気筒に空気を流通させるインテークマニホールド、４は吸気管３の上流側に設けられたエアクリーナ、５は吸気管３内に設けられ燃料を噴射するインジェクタである。エアクリーナ４を通って吸気管３内に流入した空気は、インジェクタ５により供給される燃料とともにエンジン１内に吸入される。６はエンジン１に吸入される吸気量を変化させるスロットル弁、７はスロットル弁６をバイパスする流路であるバイパス通路に設けられたアイドル回転速度制御弁である。エンジン１に吸入された混合気は図示しない点火プラグにより燃焼され、燃焼後の排気ガスは排気管８を通って三元触媒からなる浄化装置９で浄化され大気中に放出される。１０は流路である排気ガス還流路に配設され流路中の排気ガスの流量を制御するステッパモータ型の流量弁であるＥＧＲ弁、１１は電子式制御ユニットであって、スロットル弁６の開度を検出するスロットル開度センサ１２、吸気管内の圧力を検出する圧力センサ１３、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ１４、および点火コイル１５とイグナイタ１６とからなる点火装置などの運転状態検出手段から得られる情報に基づきＥＧＲ弁１０の目標位置を演算する目標位置演算手段と、ＥＧＲ弁１０の仮想位置を演算する仮想位置演算手段と、前記目標位置演算手段と前記仮想位置演算手段の演算結果に基づきＥＧＲ弁１０を前記目標位置に制御すべく駆動信号を発生する流量弁制御手段とを有している。１７は電子式制御ユニット１１に電力を供給するバッテリで、１８は電子式制御ユニット１１とバッテリ１７との間に設けられたキースイッチである。
【００５４】
図２は電子制御ユニット１１の詳細なブロック図である。図２において、１００はマイクロコンピュータである。１０１は点火コイル１５の一次側点火信号を波形成形して割込信号を作成する第１入力インターフェイス回路、１０２はスロットル開度センサ１２、圧力センサ１３および水温センサ１４の信号を取り込む第２入力インターフェイス回路、１０３は図示しないその他の信号を取り込む第３入力インターフェイス回路で、第１乃至第３入力インターフェイス回路で取り込んだ信号はマイクロコンピュータ１００に与えられる。１０４はマイクロコンピュータ１００で発生する駆動信号をＥＧＲ弁１０に出力する出力インターフェイス回路、１０５はバッテリ１７の電力を受け電源を作成する第１電源回路である。マイクロコンピュータ１００は、所定のプログラムに従ってＥＧＲ弁１０の制御等を算出するＣＰＵ２００、エンジン１の回転周期を計測するためのフリーランイングのカウンタ２０１、種々の制御のために時間を計時するタイマー２０２、アナログ入力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０３、第３インターフェイス回路１０３からの信号を取り込む入力ポート２０４、ワークメモリとして使用されるＲＡＭ２０５、プログラムが記憶されているＲＯＭ２０６、信号を出力するための出力ポート２０７と、これらを接続するコモンバス２０８とを有している。
【００５５】
図３は、ＥＧＲ弁１０の断面図であって、後述するモータ軸と弁軸とが一体的に構成されている一体型のＥＧＲ弁を示している。このＥＧＲ弁は４相のステッパモータ３００により駆動されるものであって、ステッパモータ３００は、ステータ３０１、回転子であるロータ３０２、ロータ３０２を軸承するベアリング３０３、３０４とから構成され、モータケース３０５に収納されている。ロータ３０２の先端部３０２ａには雄ねじが設けられている。３０６はその内側に上記雄ねじと螺合する雌ねじを有するモータ軸であって、ロータ３０２の回転に伴い軸方向に直線移動する。３０７はこのモータ軸３０６に一体的に組み付けられている弁軸でその一端に弁体３０８を有している。弁体３０８は弁座３０９と当接してＥＧＲ弁１０を閉弁する。３１０は弁体３０８を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね、３１１は圧縮コイルばね３１０を保持するスプリングホルダである。なお、上述のモータ軸３０６、弁軸３０７等の部品は、モータケース３０５と積層されモータケース３０５とともにＥＧＲ弁１０の外壁を構成するバルブボディ３１２内に収納かつ配置されている。３１３はモータケース３０５とバルブボディ３１２との間に積層されたスペーサ部材であるスペーサで、ステッパモータ３００の駆動信号当たりのモータ軸３０６の移動量（以下１ステップと称する）と同一の厚さ（０．１ｍｍ）に設定されている。３１４は信号線であるリード線で電子式制御ユニット１１からの駆動信号をステッパモータ３００に伝達する。
【００５６】
次に、このように構成された排気ガス還流制御装置のイニシャライズについて説明する。
実施例１の基本的な技術思想は、まず弁体３０８を全閉位置に移動させたときのモータ相を予め定めた相、例えば０相になるよう調整しておき、イニシャライズする際、弁体３０８を全閉位置としその後ステッパモータ３００の駆動信号を０相に対応した駆動信号に変更するというものである。このようにすれば、イニシャライズ時において、モータ相と駆動信号とが不一致となることがなく、正確なイニシャライズを行うことができる。
【００５７】
次に弁体３０８が全閉位置にあるときのステッパモータ３００のモータ相の調整について具体的に説明する。
図３の如き一体型のＥＧＲ弁では、モータ軸３０６が最もステッパモータ３００側に引き込まれる位置は、弁体３０８が引き込まれて弁座３０９に当接した位置であり、これはＥＧＲ弁の開弁点（即ち、弁が開き始める点）に相当する。
開弁点におけるステッパモータ３００のモータ相の設定は、位置決め手段であるスペーサ３１３によりなされる。まず、スペーサ３１３がない状態でＥＧＲ弁１０を開弁点に設定する。開弁点のステッパモータ３００のモータ相を確認する。このときモータ相が、予め定めておきたい相、例えば０相であったならば調整は不要であるが、これが例えば１相であった場合は調整を要する。この場合はステッパモータ３００をもう１ステップだけ閉弁方向に回転させればよいので、スペーサ３１３をモータケース３０５とバルブボディ３１２との間に１枚積層してねじ締めすればよい。これにより、弁体３０８の移動距離が１ステップ分だけ長くなり、もう１ステップだけ閉弁方向に回転できるので調整前は開弁点のモータ相が１相であったのが、調整後には０相となる。
なお、開弁点におけるステッパモータ３００のモータ相が、２もしくは３相であった場合は、積層するスペーサ３１３の枚数を変更すればよい。また、もしくは厚さの異なるスペーサ（例えば２ステップ分、３ステップ分など）を複数種類用意し、その中から適切な厚さのものを選択するようにしてもよい。
【００５８】
また、スペーサ３１３の代わりに、軸方向長さ（軸長）が異なるモータ軸３０６を複数種類用意し、その中から適切なものを選択してもよい。この場合、モータ軸３０６と弁軸３０７とは一体的に組み立てられたものであるから、位置決め手段としてのモータ軸の軸長とはモータ軸３０６の軸長と弁軸３０７の軸長との合計であることは言うまでもない。
なお、前記選択使用されるスペーサおよびモータ軸は、使用するステッパモータの相数に対応した数、例えば４相のステッパモータであれば４種類用意すればよい。
【００５９】
以上により、弁体３０８が全閉位置にあるときのステッパモータ３００のモータ相が設定できた訳である。
では、次に電子式制御ユニット１１の処理について説明する。
【００６０】
電子式制御ユニット１１の処理の詳細な説明を行う前に、基本的な技術思想を説明しておく。
一体型のＥＧＲ弁を電源投入時にイニシャライズした場合のタイムチャートを図４に示す。図において、カウンタＣはイニシャライズ準備処理で所定値１００に設定されるカウンタ、Ｆｉはイニシャライズが終了したか否かを示すイニシャライズフラグ、カウンタＳＲは現在のＥＧＲ弁の開度、即ち仮想位置を計数するカウンタである。ここで、カウンタＳＲは仮想位置演算手段を構成している。
電源が投入されると、カウンタＣは初期値１００に設定されるとともに、イニシャライズフラグＦｉは０に設定される。このときカウンタＳＲはイニシャライズされる前であるから、現在のＥＧＲ弁の開度は不明であって、その値がいずれの値になるのか不定である。その後、ステッパモータを閉弁方向に１００回駆動し、カウンタＣが０になったらＥＧＲ弁が全閉になったものとして、カウンタＳＲを０とし、かつイニシャライズフラグＦｉを１としてイニシャライズを終了する。なお、このときステッパモータの駆動信号は、予め定められたモータ相に対応した駆動信号に変更される。
【００６１】
図５に、排気ガス還流路の入り口と出口との圧力差△Ｐが２００ｍｍＨｇにおける、ステッパモータのステップ数と排気ガス還流路の流量とを示す。ＥＧＲ弁は、ステップ数０のとき全閉位置にあり、ステップ数４８のとき全開位置にある。  従って、カウンタＣの初期値１００は、ＥＧＲ弁がいかなる位置にあったとしても全閉位置まで移動させるのに充分な値であることが解る。なお、当然のことながら、カウンタＣの初期値は１００以外の所定の値であってもよい。
【００６２】
電子式制御ユニット１１の処理について以下詳細に説明する。
メインルーチンの処理を図６に示す。ステップＳ６０１ではＥＧＲ制御処理以外の詳述しない他の制御処理が行われる。ステップＳ６０２は、イニシャライズすべき時期か否かを判定するイニシャライズ時期処理であって、このステップＳ６０２については、別途詳述する。ステップＳ６０３は、イニシャライズを行うための準備をするイニシャライズ準備処理、ステップＳ６０４は、ＥＧＲ制御を行うＥＧＲ制御処理である。
メインルーチンでは、上述のステップＳ６０１乃至６０４を繰り返し処理実行し、エンジンの制御を行う。
【００６３】
ステップＳ６０３のイニシャライズ準備処理の詳細を図７に示す。ステップＳ７０１は、後述するイニシャライズ時期フラグＦｔが１であるか否かを判定するもので、イニシャライズ時期フラグＦｔが１であればイニシャライズ時期であると判定して以下のイニシャライズ準備処理を行い、イニシャライズ時期フラグＦｔが０であれば何もせず処理を終了する。イニシャライズ時期フラグＦｔが１であれば、ステップＳ７０２においてカウンタＣを初期値１００に設定し、ステップＳ７０３でイニシャライズフラグＦｉを０にクリアしてイニシャライズ準備処理を終了する。
【００６４】
図８にメインルーチンのＥＧＲ制御処理ステップＳ６０４の詳細を示す。ステップＳ８０１はイニシャライズフラグＦｉが０か否かによりイニシャライズが完了したかどうかを判定するステップであって、イニシャライズが完了していなければＥＧＲ弁の現在の開度が不明でありＥＧＲ制御することができないので、この場合は何も行わず処理を終了する。
一方イニシャライズが完了して、ＥＧＲ弁の現在の開度が解っている場合は、ＥＧＲ制御が可能であるから以下の処理により、ＥＧＲ弁の目標位置を演算する。
ステップＳ８０２ではエンジン回転数および吸気管圧力を読み込む。ステップＳ８０３ではステップＳ８０２で読み取ったデータに基づいて予め定められた基本ステッパモータ開度を算出する。これは、例えばエンジン回転数と吸気管圧力とをパラメータとする２次元マップに予め記憶しておくことにより算出できる。なお、このとき補間演算を行えばより精度を向上させることができる。
ステップＳ８０４では水温を読み込み、この水温に基づいてステップＳ８０５で水温補正係数を算出する。この水温補正係数はエンジンの暖機状態の補正を行うものであって、水温が低いほどＥＧＲ弁の開度が少なくなるように作用する。ステップＳ８０６では、ステップＳ８０３で求めた基本ステッパモータ開度をステップＳ８０５で求めた水温補正係数で補正して、目標位置である目標ステッパモータ開度ＳＴを演算し、処理を終了する。なお、ステップＳ８０２乃至８０６は目標位置演算手段を構成している。
【００６５】
以上のようにして、イニシャライズ準備、および目標位置の設定が行われる。
では、次にイニシャライズの処理について説明する。
イニシャライズは、図９に示す一定時間毎（例えば５ｍＳ毎）に割込処理されるステッパモータの駆動処理のフローチャート上で行われる。ステップＳ９０１はイニシャライズフラグＦｉが１であるか否かにより、イニシャライズが終了したかどうかを判定するステップであり、前出のステップＳ８０１と同様のものである。このときイニシャライズがまだ行われていなければステップＳ９０２に進む。ステップＳ９０２はイニシャライズ処理を行うステップで、その詳細を図１０に示す。
【００６６】
ステップＳ１００１では初期値１００に設定したカウンタＣが０になったか否かを判定する。カウンタＣが０でなければステップＳ１００２に進みカウンタＣを１減算する。ステップＳ１００３ではステッパモータ３００を、１ステップだけ閉弁方向に駆動するような駆動信号に変更する。この駆動信号は図９のステップＳ９１０でステッパモータへ出力され、ステッパモータを１ステップだけ閉弁方向に駆動する。
【００６７】
この処理が複数回繰り返され、やがて、ステップＳ１００１でカウンタＣが０であると判定される。このとき、ＥＧＲ弁は全閉位置にあると考えられるので以下の処理を行う。ステップＳ１００４では、予め定められたモータ相と駆動信号とを一致させるために、駆動信号を予め定められたモータ相に対応した駆動信号に変更する。ステップＳ１００５では、イニシャライズが完了したことを示すためにイニシャライズフラグＦｉを１に設定する。ステップＳ１００６では、カウンタＳＲを０に設定して現在のＥＧＲ弁の開度が全閉位置にあることを示しイニシャライズを完了する。
【００６８】
イニシャライズが完了すると、図８においてステップＳ８０２以降の目標位置の演算が可能になるとともに、図９においてステップＳ９０３以降のＥＧＲ制御が開始される。
【００６９】
ステップＳ９０３では現在のＥＧＲ弁の開度を示すカウンタＳＲを読み出す。ステップＳ９０４ではステップＳ８０６で得られた目標ステッパモータ開度ＳＴを読み出し、ステップＳ９０５で両者を比較する。ＳＲとＳＴが一致していればステッパモータは目標ステッパモータ開度にある。この場合、ステップＳ９０６に進み、現在のステッパモータの駆動信号を変更しないでおく。これによりステッパモータは目標ステッパモータ開度に保持される。一方ＳＲとＳＴとが一致していなければステップＳ９０７に進み、ＳＲとＳＴとの大小比較を行い、ＥＧＲ弁を目標ステッパモータ開度に制御するためにはステッパモータを開弁方向に駆動すればよいのか、あるいは閉弁方向に駆動すればよいのかを判定する。
【００７０】
現在のＥＧＲ弁の開度を示すカウンタＳＲの方が目標ステッパモータ開度ＳＴよりも大きければ、ステップＳ９０８に進みステッパモータを１ステップ閉弁方向に駆動すべく駆動信号を変更し、ステップＳ９０９で現在のＥＧＲ弁の開度を示すカウンタＳＲを１減算し、ステップＳ９１０でステッパモータを駆動する。逆に、目標ステッパモータ開度ＳＴの方が大きければ、ステップＳ９１１以下に進み、ステップＳ９１４でステッパモータを開弁方向に１ステップ駆動すべく駆動信号を変更し、ステップＳ９１５でカウンタＳＲを１加算するとともにステップＳ９１０でステッパモータを開弁方向に駆動する。なお、ステップＳ９１１、９１２、９１３では、ＥＧＲ弁を開弁方向に駆動する場合と閉弁方向に駆動する場合とではその速度を変えるようにしたものである。これらのステップは、開弁方向に駆動する場合は、図９の割込処理２回につき１回だけステッパモータを駆動するようにしている。
従って、図９の割込処理は５ｍＳ毎に発生するので、閉弁方向の駆動は２００ＰＰＳ（Ｐｌｕｓｅ  Ｐｅｒ  Ｓｅｃｏｎｄ）で、開弁方向の駆動は１０ｍＳ毎の駆動となるので１００ＰＰＳで行われる。
なお、図８および図９のフローチャートは流量弁制御手段を構成している。
【００７１】
実施例２．
実施例１では、モータ軸３０６と弁軸３０７とが一体的に組み立てられた一体型のＥＧＲ弁について述べたが、実施例２ではモータ軸と弁軸とが別体で構成された別体型のＥＧＲ弁について述べる。
図１１に別体型のＥＧＲ弁の断面図を示す。図１１において図３と同一符号のものは、同一のものあるいは相当するものを示す。
図１１において、３１５は、ロータ３０２の先端部３０２ａに設けられた雄ねじと螺合してステッパモータ３００の回転に伴い軸方向に直線移動するモータ軸、３１６は一端に弁体３０８を有し、他端がモータ軸３１５に当接して軸方向に直線移動せしめられるとともに、圧縮コイルばね３１０で閉弁方向に付勢された弁軸である。モータ軸３１５と弁軸３１６とはスプリングホルダ３１１の部分で分離されている。３１７はスペーサであって、前出のスペーサ３１３と同様のものである。
【００７２】
別体型のＥＧＲ弁において、ステッパモータ３００を閉弁方向に駆動して行くと、弁体３０８が弁座３０９に当接する。このときのモータ軸の位置を開弁点と称するのは、前述した通りである。ところで、別体型のＥＧＲ弁では、開弁点よりも更にステッパモータ３００側にモータ軸３１５が引き込まれる。即ち、開弁点において、モータ軸３１５と弁軸３１６の他端とが離れる。ステッパモータ３００は閉弁方向の回転を続行し、ロータ３０２に設けられたロータストッパ部３０２ｂにモータ軸３１５が当接したとき停止する。以下、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときの位置をモータエンドと称する。
ここで、一体型のＥＧＲ弁について補足すれば、一体型のＥＧＲ弁ではモータエンドと開弁点とが同じ位置になっている。その理由は、一体型のものではモータ軸３０６が弁軸３０７と分離されていないので、弁軸が全閉位置、即ち開弁点以上にステッパモータ３００側に引き込まれることがなく、これによりモータ軸３０６も固定されてしまうためである。
【００７３】
上述のように、モータエンドと開弁点との位置が異なる別体型のＥＧＲ弁の場合には、実施例１を若干変更する必要がある。それは、実施例１では、１００回閉弁方向に駆動したならばモータ軸は開弁点に位置しており、そこでイニシャライズすることにより弁が開弁点にあるとき現在のＥＧＲ弁の開度を示すカウンタＳＲを０に設定することができた。しかしながら別体型のＥＧＲ弁において１００回閉弁方向にしたならばモータ軸は、開弁点ではなく、モータエンドに位置している。従って、そのままでは開弁点でイニシャライズすることができない。
【００７４】
実施例２ではこれに対応するため、まずステッパモータ３００がモータエンドにあるときのモータ相が予め定めた相になるように係止部材で位置決めしている。
また、モータエンドから開弁点までのモータ軸の移動量が所定ステップ数（例えば３ステップ分）になるよう第１の調節手段で調節している。
このように構成されたものの動作を、図１２を用いて簡単に説明する。図１２において、カウンタＣ、イニシャライズフラグＦｉおよび現在のＥＧＲ弁の開度を示すカウンタＳＲは前出のものと同様で、Ｆｍはモータ軸３１５がモータエンドに位置したことを示すモータエンド位置フラグである。
【００７５】
実施例１と同様に時刻ｔ０にてカウンタＣを１００に設定し、ステッパモータ３００を閉弁方向に１００回駆動する。このときモータ軸３１５は最もステッパモータ側に引き込まれた位置、即ちモータエンドに位置しており、このときモータエンド位置フラグＦｍが１に設定される。このときのモータ相は後述の係止部材により例えば０相に規定される。同時にステッパモータの駆動信号を０相に対応したものに変更し、そこから３ステップだけ開弁方向に駆動する。なお、開弁点の位置は、後述の第１の調節手段によりモータエンドから３ステップだけ開弁方向に駆動した位置になるよう調節されている。これによりモータ軸３１５が開弁点に一致する。このときイニシャライズフラグＦｉが１に設定され、カウンタＳＲが全閉位置を示す０に設定される。
【００７６】
図１３に、モータエンドにおけるステッパモータ３００のモータ相を決める係止部材の斜視図を示す。図において、ロータストッパ部３０２ｂおよびモータ軸３１５に設けられた突出部は、係止部材を構成する。
図１３において、ロータ３０２の閉弁方向の回転に伴いロータストッパ部３０２ｂが回転する。この回転によりモータ軸３１５がステッパモータ３００側に引き込まれ、モータ軸３１５がモータエンドまで移動するとロータストッパ部３０２ｂの突出部とモータ軸３１５の突出部とが当接し、これ以上のロータ３０２の回転を禁止し位置決めする。
なお、前出のモータ軸３０６およびモータ軸３１５は図１３に示した如く、円柱を一部切り落とした形状になっており、この平面部とバルブボディ３０５とによりモータ軸が回転しないように構成されている。
【００７７】
なお、モータエンドでのモータ相は、図１４に示すモータ軸３１５の突出部の位置により調整される。即ち、４相のステッパモータを使用しているのであれば突出部の形成位置が７．５゜ずつ異なるモータ軸を例えば４種類用意しておく。なお、７．５゜は、３６０゜を前出の４８ステップで除した数値であり、ステッパモータが１ステップで移動する角度である。
従って、モータ相の調整は、モータ軸３１５がモータエンドに位置したときのモータ相を確認し、このモータ相が予め定めたモータ相、例えば０相になるよう４種類のモータ軸の中から１つを選択すればよい。
【００７８】
なお、係止部材を用いずに、ステッパモータ３００への配線を変更することにより、モータエンドでのステッパモータ３００のモータ相を調整することもできる。
即ち、モータエンドにおけるステッパモータのモータ相が予め定めた相でなかった場合には、図１５に示すようにステッパモータ３００への配線を入れ替えて、予め定めた相に対応した信号になるよう調整する。
【００７９】
一方、図１１において、スペーサ部材としてのスペーサ３１７は、モータエンドから開弁点までのモータ軸の移動量が所定ステップ数（例えば３ステップ分）になるよう調節する第１の調節手段として機能する。即ち、モータエンドから開弁点までの間隔を３ステップに設定したければ、スペーサ３１７をモータケースとバルブボディとの間に積層して調節すればよい。
なお、前出のスペーサ３１３と同様に厚さが異なるものを複数種類用意してもよい。
【００８０】
また、図１６に他の第１の調節手段を示す。図１６ではスペーサ３１７をなくし、代わりに弁体３０８側の先端部に雌形のねじ溝を有するモータ軸３１８と、このねじ溝に螺合する雄形のねじ部材３１９とを設けられている。これ以外の点は図１１のものと同様である。ここでは第１の調節手段は、前記モータ軸３１８の先端部に設けられたねじ溝と、ねじ部材３１９とからなる。
モータエンドから開弁点との間隔は、ねじ部材３１９をねじ込む、あるいは緩めることにより無段階に調節できる。なお、調節が完了した後、モータ軸３１８とねじ部材３１９とを接着剤などの固定手段で固定しておくことが望ましい。
なお、図１６では、モータ軸３１８の先端部内側に雌形のねじ溝を設けているが、先端部外側にねじ溝を設け、ねじ部材３１９の内側に雌形のねじ溝を設けてもよい。
【００８１】
次に、上述の如く調整された別体型のＥＧＲ弁のイニシャライズの処理を説明する。
実施例２におけるイニシャライズの技術思想は、既に説明済みであるためここでは実施例１と異なる点のみについて述べる。なお、プログラムの変更点は、イニシャライズ準備処理とイニシャライズ処理のみであり、その他は実施例１と同様である。
【００８２】
図１７に別体型のＥＧＲ弁のイニシャライズ準備処理の詳細なフローチャートを示す。図１７において、ステップＳ１７０１、Ｓ１７０２、およびＳ１７０３は、図７のステップＳ７０１、Ｓ７０２、およびＳ７０３に対応したものであって、異なる点は、ステップＳ１７０４が追加されたことである。
ステップＳ１７０４は、上述したように、イニシャライズが完了する前ではモータエンド位置フラグＦｍを０に設定しておくものである。
【００８３】
図１８に別体型のＥＧＲ弁のイニシャライズ処理のフローチャートを示す。
ステップＳ１８０１ではモータエンド位置フラグＦｍが１に設定されているか否かを判定する。イニシャライズが完了していなければモータエンド位置フラグＦｍは０であるから、その場合はステップＳ１８０２に進む。ステップＳ１８０２はステッパモータ３００が閉弁方向に所定回数（１００回）駆動されたか否か、即ちカウンタＣ＝０か否かを判定する。所定回数駆動されていなければ、カウンタＣは０ではないので、ステップＳ１８０３に進みカウンタＣを１だけ減算した後ステップＳ１８０４で駆動信号を１ステップ分閉弁方向に駆動する駆動信号に変更する。この駆動信号は図９のステップＳ９１０でステッパモータ３００に与えられモータ軸３１５を１ステップ分だけステッパモータ３００側に引き込む。
【００８４】
この動作が繰り返され、やがてカウンタＣが０に達する。このときモータ軸３１５はモータエンドに位置している。この場合、ステップＳ１８０２からステップＳ１８０５に進み、ステッパモータ３００の駆動信号を予め定められた相に対応する駆動信号に変更するとともに、ステップＳ１８０６にてモータエンド位置フラグＦｍを１に設定する。
これで、モータエンドにおけるモータ相と駆動信号とが一致した訳である。
これは、図１２でいえば時刻ｔ１のときである。
【００８５】
次回のステップＳ１８０１では、モータエンド位置フラグＦｍが１に設定されているのでステップＳ１８０７に進む。以下の処理の動作は、図１２でいえば時刻ｔ１から時刻ｔ２の部分である。
ステップＳ１８０７では、カウンタＣが所定値、例えば３になったか否かを判定する。３未満であればステップＳ１８０８に進みカウンタＣを１加算し、ステップＳ１８０９にて駆動信号を１ステップ分開弁方向に駆動する駆動信号に変更する。この駆動信号はステップＳ９１０でステッパモータ３００に与えられ、モータ軸３１５を１ステップ分だけ開弁方向に移動させる。
【００８６】
この動作が３回繰り返されると、カウンタＣの値が３となり、ステップＳ１８０７からステップＳ１８１０に進む。カウンタＣが３になるとモータ軸３１５は、開弁点に位置している（時刻ｔ２）。
ここで、ステップＳ１８１１にてカウンタＳＲを０に設定することにより、現在のステッパモータ開度を０にイニシャライズし処理を終える。
【００８７】
なお、実施例２では開弁点（図１２時刻ｔ２）にてイニシャライズしたが、モータエンド（図１２時刻ｔ１）にてイニシャライズしてもよい。その場合、実際のＥＧＲ弁の開度は、カウンタＳＲが示す開度よりも３ステップだけ閉弁方向にあることを配慮する必要がある。
【００８８】
実施例３．
実施例３は、モータ軸をステッパモータ側に最も引き込んだとき、即ち、一体型のＥＧＲ弁では開弁点、別体型のＥＧＲ弁ではモータエンドにおけるステッパモータの脱調を防止して、正確なイニシャライズを行うものである。
【００８９】
図１９に基づき、モータ軸をステッパモータ側に最も引き込んだときに生じるステッパモータの脱調とそれによる不具合とを説明する。
図１９は、４相のステッパモータを、フルステップ駆動である２相励磁方式により２００ＰＰＳでイニシャライズするときのモータ軸の動きを示したものである。なお、図１９は、別体型のＥＧＲ弁について示したものであり、モータエンドと開弁点との間隔は６ステップに調整されている。
イニシャライズ時にステッパモータを閉弁方向に駆動し続けると、カウンタＣが０になる前にモータ軸はモータエンドに当接する。このとき、カウンタＣがまだ０になっていないので、電子式制御ユニット１１はステッパモータをさらに閉弁方向に駆動すべく駆動信号を出力する。このため、モータ軸とモータエンドとの間で衝突が生じ、図示破線の如くステッパモータに脱調が生じる。この脱調はステッパモータの相数に比例した数だけずれるもので、４相の場合は、４、８、１２ステップだけ開弁方向にずれる。
ここで、図１９は別体型のＥＧＲ弁を例に取って説明したが、一体型のＥＧＲ弁でも同様の不具合が生じる。
従って、カウンタＣの値が例えば３であったときに脱調が生じると、カウンタＣが０になるまでの間にステッパモータをモータエンドまで駆動することができず、図の如くモータ軸の位置がずれたままでイニシャライズされ、正確なＥＧＲ制御が行えなくなる。
これは、ステッパモータのロータが振動していることに起因すると考えられ、その要因の一つとしてロータの固有振動周波数が約１５０Ｈｚであるのに対し、ステッパモータをそれ以上の周波数の駆動信号である２００ＰＰＳ（２００Ｈｚ）で駆動していることが考えられる。
【００９０】
そこで、実施例３ではイニシャライズ時のステッパモータの駆動信号の周波数を小さくして、ロータの振動が収まってから駆動するようにしている。
図２０は、イニシャライズ時の駆動信号の周波数を１００ＰＰＳとするフローチャートで、具体的には、割込処理２回につき１回の割合でステッパモータを駆動するようにしたものである。
図２０において、ステップＳ２００１はウエイトフラグが設定されているか否かを判定する。もし、ウエイトフラグが設定されていなければ、ステップＳ２００２に進みウエイトフラグを設定して処理を終了する。
また、ステップＳ２００１でウエイトフラグが設定されていたならば、ステップＳ２００３でウエイトフラグをクリアした上でステップＳ２００４以降に進みイニシャライズ処理を行う。ここで、ステップＳ２００４乃至ステップＳ２００９は、図１０のステップＳ１００１乃至ステップＳ１００６に対応したものであり、ここでは説明を省略する。
従って、実施例３においては、ステップＳ２００１乃至ステップＳ２００３により５ｍＳ毎の割込処理２回に付き１回しかイニシャライズ処理を行わなくなり、このときステッパモータは１００ＰＰＳで駆動される。
なお、ステップＳ２００１乃至ステップＳ２００３は第１の駆動方法変更手段を構成している。
このため、振動が抑制されてからステッパモータが駆動されることになり、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときに生じる脱調を防止することができる。
なお、実施例３ではステッパモータの駆動信号を２００ＰＰＳから１００ＰＰＳに変更したが、５０ＰＰＳ、２０ＰＰＳのようにもっと周波数を小さくすればより効果が得られることは言うまでもない。
【００９１】
さらに、実施例３では一体型のＥＧＲ弁の場合のフローチャートのみを示したが、別体型のＥＧＲ弁の場合は、図２０に示したのと同様に、図１８のフローチャートにステップＳ２００１乃至ステップＳ２００３を追加すればよい。
【００９２】
図２１に、１００ＰＰＳの駆動信号でイニシャライズしたときの、モータ軸の動作を示す。
図によれば、図１９のようなステッパモータの相数の正数倍の脱調が、もはや生じていないことが解る。
【００９３】
実施例４．
実施例３では、ロータの振動が収まってからステッパモータを駆動するようにしたが、発生する振動を抑制すべく、駆動信号１回当たりのステッパモータの移動量を少なくしてもよい。
具体的には、４相のステッパモータを２相励磁方式で駆動すると１回の駆動信号に対しステッパモータは１ステップ移動する（フルステップ）。
これに対し、１−２相励磁方式で駆動すると１回の駆動信号に対しステッパモータは０．５ステップしか移動しない（ハーフステップ）。１回当たりの移動量が少なくなれば当然発生する振動も小さくなり、脱調が生じ難くなる。
【００９４】
図２２に、２相励磁方式と１−２相励磁方式の駆動信号と、その移動量とを示す。
図２２の左端において、２相励磁方式で０相から１相に移動、即ち開弁方向に１ステップ移動させる場合は、１相乃至４相コイルへの駆動信号をＨＨＬＬからＬＨＨＬに変更する。また、１−２相励磁方式で０相から０．５相に移動、即ち開弁方向に０．５ステップ移動させる場合は、１相乃至４相への駆動信号をＨＨＬＬからＬＨＬＬとすればよい。
なお、この励磁方式は一般に知られたものであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００９５】
図２３に、実施例４のフローチャートを示す。図において、ステップＳ２３０１、２３０２、２３０４乃至２３０６は図１０のステップＳ１００１、１００２、１００４乃至１００６に対応している。変更点は、図１０のステップＳ１００３では２相励磁方式で閉弁方向に１ステップ駆動していたのが、図２３のステップＳ２３０３では１−２相励磁方式で閉弁方向に０．５ステップ駆動するようにしたことである。
また、実施例４では１回の移動量が少なくなるので、イニシャライズ時にモータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれる位置まで戻るようカウンタＣの初期値を大きくしなければならないことに注意しなければならない。
なお、図２３は一体型のＥＧＲ弁を使用した場合のフローチャートを示しているが、同様に別体型のＥＧＲ弁を使用した場合は図１９のステップＳ１８０９を図２３のステップＳ２３０３のように変更してやればよい。
なお、ステップＳ２３０３は実施例４における第１の駆動方法変更手段を構成している。
【００９６】
図２４に実施例４を別体型のＥＧＲ弁に適用した場合のタイムチャートを示す。
図によれば、カウンタＣが０になるまでは１−２相励磁方式でステッパモータが駆動され、それ以降は通常の制御時の２相励磁方式により駆動されている。図２４においても、図１９のようなステッパモータの相数の正数倍の脱調が、もはや生じていないことが解る。
また、上記処理によりモータ軸とロータストッパ部、あるいは弁体と弁座との衝突時の衝撃が小さくなるので、ＥＧＲ弁の耐久性が向上する。
【００９７】
実施例５．
実施例４では駆動信号当たりのステッパモータの移動量をフルステップからハーフステップにすることによりロータの振動を抑制するようにしたが、さらにロータの振動を抑制する手段としてマイクロステップ駆動することが考えられる。マイクロステップ駆動方式は、ステッパモータを例えば正弦波電流で駆動する方法であって、ステッパモータの動きが非常に滑らかに、あるいはほぼ直線的に動くというものである。
図２５に、マイクロステップ駆動する場合の各コイルへの駆動信号の一例を示す。なお、この駆動信号は、正弦波でなくとも、例えば三角波あるいは台形波等であってもよい。
また、図２５の各コイルへの信号は連続した正弦波信号で描かれているが、実際にはＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号により正弦波に近似させた信号である。
また、このマイクロステップ駆動方式も一般に知られた駆動方法であるため、詳細な説明は省略する。
【００９８】
実施例５のフローチャートは特に用意しない。実施例５を実現するためには一体型のＥＧＲ弁の場合は、図２３のステップＳ２３０３を１−２相励磁方式ではなくマイクロステップ駆動方式で閉弁方向に駆動するよう変更する。また、別体型のＥＧＲ弁の場合は、図１８のステップＳ１８０９を２相励磁方式ではなくマイクロステップ駆動方式で閉弁方向に駆動するよう変更すればよい。
なお、これらの変更されたステップは、実施例５において第１の駆動方法変更手段を構成している。
【００９９】
図２６にマイクロステップ駆動方式にてイニシャライズを行ったときのモータ軸の動きをタイムチャートで示す。図によるとイニシャライズ時における閉弁方向のモータ軸の動きはほぼ直線状であることが解る。また、図２６においても、図１９のようなステッパモータの相数の正数倍の脱調が、もはや生じていないことが解る。
なお、実施例５においても、実施例４と同様にカウンタＣの初期値はより大きな所定値に設定される。この所定値は、確実にモータ軸を最もステッパモータ側に引き込むためには、マイクロステップ駆動を閉弁方向に何回実施すればよいのかにより決定される。
また、実施例５によれば、駆動信号当たりのステッパモータの移動量が更に小さくなるので、ＥＧＲ弁の耐久性が更に向上する。
【０１００】
実施例６．
上記実施例では、ステッパモータの振動を抑えるために駆動信号１回当たりのステッパモータの移動量を少なくしたが、ステッパモータを駆動する駆動力を小さくすることにより、ステッパモータの振動を抑制するようにしてもよい。
一般に、４相のステッパモータにおいて、１相励磁方式は２相励磁方式に比し駆動力が小さくなることが知られている。従って、イニシャライズ時にステッパモータの駆動方式を２相励磁方式から１相励磁方式に変更すれば、弁体と弁座（一体型のＥＧＲ弁）あるいはロータストッパ部とモータ軸（別体型のＥＧＲ弁）が衝突したときの物理的な反発力が小さくなり、ステッパモータが大きく脱調することを防止できる。
実施例６では、この特性を利用してモータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれた場合のステッパモータの脱調を防止するものである。
【０１０１】
実施例６においてもフローチャートは特に用意しない。実施例６を実現するためには一体型のＥＧＲ弁の場合は、図２３のステップＳ２３０３を１−２相励磁方式ではなく１相励磁方式で閉弁方向に駆動するよう変更する。また、別体型のＥＧＲ弁の場合は、図１８のステップＳ１８０９を２相励磁方式ではなく１相励磁方式で閉弁方向に駆動するよう変更すればよい。
なお、これらの変更されたステップは、実施例６において第１の駆動方法変更手段を構成する。
【０１０２】
図２７に１相励磁方式にてイニシャライズを行ったときのモータ軸の動きをタイムチャートで示す。図２７においても、図１９のようなステッパモータの相数の正数倍の脱調が、もはや生じていないことが解る。
また、実施例６によれば、ステッパモータの駆動力が小さくなるので上記衝突時の衝撃が小さくなり、ＥＧＲ弁の耐久性が向上する。
【０１０３】
なお、参考まで、図２８に各駆動方式におけるモータ軸の動きを示す。
【０１０４】
実施例７．
実施例７は、上記実施例とは異なり、モータ軸とロータストッパ部との衝突によるステッパモータの脱調を物理的に抑制するというものである。
実施例７は、別体のＥＧＲ弁に適用される。
実施例７を適用した別体型のＥＧＲ弁の断面図を図２９に示す。図２９においては、図１１のスペーサ３１７が第１の調節手段であるスペーサ３２０に変更されており、その他の部分は同一符号を付し同様の構成を為している。
実施例７においてスペーサ３２０は、ロータストッパ部３０２ｂとモータ軸３１５とが衝突した際、ステッパモータ３００が脱調してモータ軸３１５が大きくずれないように機能する。
【０１０５】
スペーサ３２０の作用について説明する。図２９は別体型のＥＧＲ弁において弁体３０８と弁座３０９が当接したとき、即ち開弁点の状態を示している。別体型のＥＧＲ弁の場合、モータ軸３１５は、開弁点で弁軸３１６と離れて更にステッパモータ３００側に引き込まれ、やがてロータストッパ部３０２ｂに当接するまで引き込まれる。
ここでモータ軸３１５の弁軸側端部（図示下方向）と弁軸３１６のモータ軸側端部（図示上方向）との間隔は、スペーサ３２０の厚さが薄いほど大きくなる。逆にスペーサ３２０の厚さが厚くなるほど前記間隔は小さくなる。
従って、別体型のＥＧＲ弁のモータ軸がモータエンドにあるときの前記間隔を、スペーサ３２０で例えば４ステップに調節してやればよい。この場合、モータ軸３１５の脱調範囲は、ロータストッパ部３０２ｂと弁軸３１６のモータ軸側端部（図示上方向）とで物理的に規制される。これにより、ステッパモータ３００に脱調が生じたとしても、ステッパモータの相数の正数倍もずれてしまうということがない。
【０１０６】
図３０に別体型のＥＧＲ弁に実施例７を適用した場合のモータ軸の動きをタイムチャートで示す。
図３０の中央部においてステッパモータ３００に脱調が発生しているが、開弁点でモータ軸３１５が弁軸３１６に衝突することにより、ステッパモータ３００がそれ以上脱調しないよう規制されていることが解る。
なお、第１の調節手段はスペーサに限られるものではなく、前出のねじ溝およびねじ部材で構成してもよい。
【０１０７】
実施例８．
上述の各実施例によれば、正確なイニシャライズが可能となる。しかしながら、如何に正確なイニシャライズを行ったとしても、ＥＧＲ制御中にステッパモータが頻繁に脱調したのでは正確なＥＧＲ制御を望むべくもない。
実施例８はこの問題点に対応したものであって、ＥＧＲ制御中にステッパモータが脱調することを防止するものである。
【０１０８】
図３１、図３２は、ＥＧＲ制御中にステッパモータが脱調する例を示したものである。図において、本来破線の如く制御されなければならないところが、ステッパモータの脱調により実線の如くずれてしまっている。
これらの脱調はステッパモータの駆動方向が変更させられる場合、特にステッパモータを閉弁方向に駆動しているときに回転方向を反転して開弁方向に駆動しようとしたときに多発していることが、発明者らの実験により確認されている。この原因は主として、閉弁方向に付勢している圧縮コイルばね３１０によるものと考えられる。即ち、ステッパモータを閉弁方向に駆動する場合は圧縮コイルばね３１０の付勢力も手伝って駆動し易い状態にあるが、これを急激に反転して開弁方向に駆動しようとするならば圧縮コイルばね３１０の付勢力に逆らわなければならない。このとき駆動力が弱ければ駆動方向を反転させることができず、ステッパモータの脱調が発生する。
なお、脱調の原因は、前記駆動力によるものだけでなく、前述のステッパモータのロータの振動も関与している。
【０１０９】
上記問題点に対応するため実施例８では、ステッパモータの駆動方向を変更する際に急激な変更を行わせないように、換言すると、滑らかにステッパモータの駆動方向の変更が行われるようにしている。
具体的には、ステッパモータの駆動方向が変更されるときの駆動信号の周波数を小さくしている。
【０１１０】
ステッパモータの駆動方向を変更するときに駆動信号の周波数を小さくする一例として、前回の駆動方向と今回の駆動方向とが逆である場合にはすぐに反転させずステッパモータを一旦保持してから反転させるという方法が挙げられる。
図３３に実施例８が適用されたＥＧＲ弁の制御をタイムチャートで示す。図３３によると、閉弁方向から開弁方向に、あるいは開弁方向から閉弁方向にステッパモータの駆動方向を変更する際には、１度ステッパモータを保持してから駆動方向を変更するようにしていることが解る。
これにより、ステッパモータの駆動方向が急激に変更されることがないので、ステッパモータの反転動作が滑らかに行われ脱調を防止する。
【０１１１】
図３４に実施例８を実現するフローチャートを示す。
ここで、図３４も図９と同様に所定時間毎、例えば５ｍＳ毎に処理される割込処理である。
ステップＳ３４０１では、イニシャライズフラグＦｉが１か否かによりイニシャライズが完了しているか否かを判定し、もしイニシャライズが完了していなければステップＳ３４０２に進みイニシャライズを行う。もし、イニシャライズが完了していたらステップＳ３４０３、ステップＳ３４０４に進み、現在のＥＧＲ弁の開度を示すカウンタＳＲと目標ステッパモータ開度ＳＴとを読み出す。
【０１１２】
次のステップＳ３４０５乃至ステップＳ３４０９は今回のステッパモータの駆動方向が開弁方向、閉弁方向あるいは保持のいずれであるかを判定するステップである。ステップＳ３４０５において現在のＥＧＲ弁の開度を示すカウンタＳＲと目標ステッパモータ開度ＳＴとが等しいか否か判定する。もし等しければステッパモータを駆動する必要はないので保持であると判定し、ステップＳ３４０６にて今回の駆動方向ＤｉＲ−ＮＥＷに保持を意味する０を設定する。ステップＳ３４０５でＮＯであればステップＳ３４０７に進み、ステッパモータの駆動方向を判定する。ステップＳ３４０７において、現在のＥＧＲ弁の開度ＳＲの方が目標ステッパモータ開度ＳＴよりも大きければステッパモータを閉弁方向に駆動しなければならない。この場合、ステップＳ３４０８に進みＤｉＲ−ＮＥＷに閉弁方向を示す−１を設定する。ステップＳ３４０７において、逆に目標ステッパモータ開度ＳＴの方が大きい場合はステップＳ３４０９に進みＤｉＲ−ＮＥＷに開弁方向を示す１を設定する。
よって、ＤｉＲ−ＮＥＷの設定内容を確認すれば、今回のステッパモータの駆動方向が解る。
【０１１３】
ステップＳ３４１０は、前回の駆動方向ＤｉＲ−ＯＬＤと今回の駆動方向ＤｉＲ−ＮＥＷとを比較し、両者が異なっている場合はステッパモータの駆動方向が変化したと判断して、ステップＳ３４１１にてステッパモータを一旦保持する駆動信号とする。
ここで、ステップＳ３４１０およびステップＳ３４１１は第２の駆動方法変更手段を構成している。
ステップＳ３４１２では今回の駆動方向ＤｉＲ−ＮＥＷの設定内容を、前回の駆動方向ＤｉＲ−ＯＬＤに設定して次回の制御に備える。
【０１１４】
ステップＳ３４１０において前回と今回の駆動方向とが同じであると判定された場合には、ステップＳ３４１３に進む。この場合、前回および今回ともに開弁方向の駆動、もしくは閉弁方向の駆動あるいは保持の３つが考えられる。ステップＳ３４１３では今回の駆動方向が０、即ち保持かどうかを判定する。もし、０であれば保持であるから、ステップＳ３４１１に進み、前記と同様に処理が進む。０でなければ、ステップＳ３４１４に進み、今回の駆動方向ＤｉＲ−ＮＥＷの設定内容により開弁方向かあるいは閉弁方向かを判定する。
【０１１５】
今回の駆動方向の設定内容が−１であれば閉弁方向の駆動であるからステップＳ３４１５に進み、１ステップだけ閉弁方向に駆動する駆動信号とする。また、ステップＳ３４１６では現在のＥＧＲ弁の開度を示すカウンタＳＲの計数内容を１だけ減算し、ステップＳ３４１２にて前回の駆動方向ＤｉＲ−ＯＬＤを設定する。
【０１１６】
ステップＳ３４１４において今回の駆動方向の設定内容が１であれば開弁方向の駆動であるから、ステップＳ３４１７以降に進み、１ステップだけ開弁方向に駆動すべく駆動信号を変更する。ステップＳ３４１７乃至ステップＳ３４１９は開弁方向の駆動を１００ＰＰＳ（割込処理２回に付き１回の割合で駆動）とするための処理で上述の実施例のものと同様のものである。
以下同様に、ステップＳ３４２０で駆動信号を開弁方向に１ステップ駆動するものに変更し、ステップＳ３４２１にてカウンタＳＲを１加算し、ステップＳ３４２２にて前回の駆動方向ＤｉＲ−ＯＬＤを設定し直す。
ステップＳ３４２２では、ステップＳ３４１１、Ｓ３４１５あるいはＳ３４２０にて設定された駆動信号をステッパモータに与え処理を終了する。
【０１１７】
実施例９．
前記実施例８では、ステッパモータの駆動方向を変更する際、ステッパモータを一旦保持することにより反転動作を滑らかにしたが、反転動作時のステッパモータの移動量を少なくして反転動作を滑らかにすることもできる。
例えば、通常の制御時は２相励磁方式（フルステップ）でステッパモータを駆動し、反転時は２相励磁方式を１−２相励磁方式（ハーフステップ）に切り換える。
【０１１８】
図３５に、反転時にステッパモータの駆動方式を２相励磁方式から１−２相励磁方式に切り換える場合のタイムチャートを示す。
ここでは、ステッパモータの駆動方向が閉弁方向から開弁方向に変化した場合、すぐには反転させず、まずハーフステップだけ閉弁方向に駆動しその後開弁方向の駆動に切り換えている。また、開弁方向から閉弁方向への変化の場合も同様である。
【０１１９】
図３６に、図３５のタイムチャートを実現するフローチャートの一例を示す。図３６も図３４と同様に、所定時間毎、例えば５ｍＳ毎に処理される割込処理である。図３６においてステップＳ３６０１乃至ステップＳ３６０９は、図３４のステップＳ３４０１乃至ステップＳ３４０９と同様のものであるのでここではその説明を省略する。
ステップＳ３６１０では前回と今回とでステッパモータの駆動方向が異なるか否かを判定する。もし、駆動方向が異なっていなければ、ステッパモータの駆動方式を切り換える必要がないので、ステップＳ３６１１以降に進み、開弁、閉弁あるいは保持の処理を行う。ステップＳ３６１１で今回の駆動方向ＤｉＲ−ＮＥＷが０か、即ち保持か否かを判定し、保持であればステップＳ３６１２で駆動信号を保持とする。ステップＳ３６１１で今回の駆動方向が０でないならば、開弁方向もしくは閉弁方向の駆動であるのでステップＳ３６１３以降に進み、ステッパモータの駆動信号を２相励磁方式で１ステップだけ開弁あるいは閉弁する駆動信号に変更する。
なお、ステップＳ３６１３乃至ステップＳ３６２０は前述の実施例と同様であるため説明を省略する。
ステップＳ３６２１では今回の駆動方向ＤｉＲ−ＮＥＷの設定内容を前回の駆動方向ＤｉＲ−ＯＬＤに設定して次回の割込処理に備える。ステップＳ３６２２では、ステップＳ３６１２、ステップＳ３６１４、ステップＳ３６１９で設定された駆動信号をステッパモータに出力しステッパモータを駆動する。
【０１２０】
次に、駆動方向が変更された場合の処理を説明する。
ステップＳ３６１０において前回と今回の駆動方向が同一でないと判定された場合は、ステップＳ３６２３に進む。ステップＳ３６２３では前回の駆動方向が１、即ち開弁方向であったか否かを判定する。もし、開弁方向でなかった場合は、ステップＳ３６２４に進み、前回の駆動方向が閉弁方向であったか否かを判定する。ここで判定がＮＯであれば前回の駆動方向は保持であり、保持から開弁あるいは閉弁に切り換える場合は脱調の心配をしなくてもよいので、この場合はステップＳ３６１１に進み、２相励磁方式で開弁、閉弁、保持のいずれかの動作を行う。
一方、ステップＳ３６２４でＹＥＳの場合は、前回の駆動方向が閉弁方向であって、かつ駆動方向が変化したときである。これは、図３５において、駆動方向が閉弁方向から開弁方向に切り換わったとき、図示立ち上がり時の状態である。このとき反転動作を滑らかにするため、駆動方式を１−２相励磁方式に切り換えて閉弁方向に０．５ステップだけ駆動する。この駆動方式の切換はステップＳ３６２５にて行われる。
その後、処理はステップＳ３６２１に進んで前回の駆動方向を１に設定し直し、ステップＳ３６２２にてステッパモータに駆動信号が与えられる。
【０１２１】
なお、図３４において次回の割込処理では、前回および今回の駆動方向はともに１となる。
従って、次回の図３６の処理によりステッパモータは、２相励磁方式で開弁方向に駆動する駆動信号が与えられる。
しかしながら、図３５によれば、次回の割込処理により駆動方式が１−２相励磁方式から２相励磁方式に切り換えられるものの、励磁パターンとしては１−２相励磁方式の３．５パターンから２相励磁方式の０パターンになるよう駆動信号が切り換えられる。
従って、実際には図３５に示すように、ステッパモータの駆動方向が切り換えられる場合、ハーフステップで２回駆動されることとなる。これは、反転動作を滑らかにするのに非常に有効である。
【０１２２】
ステップＳ３６２３にて前回の駆動方向が１、即ち開弁方向であった場合はステップＳ３６２６に進み、駆動方式を１−２相励磁方式に切り換えて０．５ステップだけ開弁方向に駆動する。
以降の処理は、閉弁方向の場合で詳述したのと同様であるから説明を省略する。
【０１２３】
上記実施例では、図３５に示した如く駆動方向が変化した場合には前回の駆動方向に０．５ステップだけ駆動してその後駆動方向を変えるようにした。
しかしながら本発明の実施の方法はこれに限定されるものではなく、図３７に示す如く駆動方向が変化した場合にはすぐに変化した方向に駆動するものの、その駆動量を０．５ステップにするというようにしてもよい。
その場合は、駆動方向が速やかに切り換えられるのでＥＧＲ制御の応答性を向上することができる。
なお、ステップＳ３６１０およびステップＳ３６２３乃至ステップＳ３６２６は第２の駆動方法変更手段を構成している。
【０１２４】
また、図面による説明は省略するが、反転動作を滑らかにするために２相励磁方式から前出のマイクロステップ駆動方式にしてもよい。この場合は、駆動信号当たりの移動量が微少であるから、反転動作時に１回だけマイクロステップ駆動を行っても意味がない。従って、反転動作を滑らかに行うためには、マイクロステップ駆動を複数回連続して行う必要があることに注意しなければならない。
これにより、反転動作が非常に滑らかになりステッパモータの脱調をより確実に防止することができる。
【０１２５】
実施例１０．
上記各実施例では、正確なイニシャライズを行うもの、あるいは正確に行ったイニシャライズを無駄にしないためにＥＧＲ制御中のステッパモータの脱調を防止するものについて述べた。しかしながら、ＥＧＲ制御中のステッパモータの脱調を完全に防止することは非常に困難である。
そこで、実施例１０では、ステッパモータが脱調してもすぐにイニシャライズできるようイニシャライズの頻度を大きくしている。
【０１２６】
実施例１０の基本的な技術思想は、ＥＧＲ制御を必要とせずかつ所定以上の電源（例えば１０Ｖ）が確保されている特定運転状態になる毎に１回だけイニシャライズすると言うものである。なお、このイニシャライズは上述の実施例で述べたように、モータエンドあるいは開弁点におけるモータ相が予め定めた相になるようになされるものである。
【０１２７】
上記特定運転状態の例として、例えばアイドリング状態、エンジンの始動完了時（クランキングが終了、あるいはエンジンが完爆）およびエンジン停止から所定時間以内が挙げられる。ここで、エンジン停止後にイニシャライズをする理由は、エンジン停止時にイニシャライズすることによりＥＧＲ弁を全閉にしこれによりエンジン再始動時の始動性を向上させるというものである。
【０１２８】
ところで、エンジン停止後に電源電圧を確保するためには図３８に示す電源保持回路１１００を追加する。図３８において、１１０１はリレー、１１０２はトランジスタである。電源保持回路１１００は図３９に示す如くキースイッチ１８が開放されても電子式制御ユニット１１に所定時間だけ電源を供給するものである。
【０１２９】
図４０に実施例１０のフローチャートを示す。
なお、図４０は、前出の実施例において説明を保留したイニシャライズ時期処理である。即ち、図６に戻って説明すると、ステップＳ６０１で他の制御処理を行い、ステップＳ６０２でイニシャライズしてもよい時期か否か判定し、イニシャライズしてもよい時期であればステップＳ６０３でイニシャライズ準備を行い、ステップＳ６０４でＥＧＲ制御処理を行うのである。
【０１３０】
では、図４０につき説明する。
ステップＳ４００１では図３９に示すＴＨＯＬＤ期間かどうかを判定する。これは、タイマ、あるいはカウンタを使用して、キースイッチ１８をオフしてから所定時間経過したか否かにより判定すればよい。ステップＳ４００２ではエンジンがアイドル状態か否かを、ステップＳ４００３では始動完了時か否かを各種検出器の検出信号から判定する。ステップＳ４００１乃至ステップＳ４００３においていずれかの運転状態であればステップＳ４００４において電源が確保されているかどうか判定する。
ステップＳ４００１乃至ステップＳ４００３においていずれの運転状態でもない、あるいはステップＳ４００４において電源が確保されていない場合には、イニシャライズするには不適当な時期であるからイニシャライズ処理を禁止すべくステップＳ４００５でイニシャライズ時期フラグＦｔを０に設定して処理を終了する。
【０１３１】
イニシャライズを実行してもよい運転状態であってかつ電源が確保されている場合にはステップＳ４００６にて前回のイニシャライズ時期フラグＦｔの設定値に１加算する。
なお、ステップＳ４００１乃至ステップＳ４００４は特定運転状態検出手段を構成している。
ステップＳ４００６乃至ステップＳ４００８は、特定運転状態になったときに１回だけイニシャライズするための処理である。
即ち、図４０の処理はメインルーチンに組み込まれているので、特定運転状態においても何回か繰り返し処理される。ところでイニシャライズはその運転状態において１回だけ行えばよいから、初めてステップＳ４００６を通ったときだけイニシャライズ時期フラグＦｔが１となってイニシャライズが可能となり、２回目以降はステップＳ４００７、４００８でイニシャライズ時期フラグＦｔを２として、同一の運転状態において２回以上のイニシャライズを禁止する。
【０１３２】
なお、イニシャライズ時期フラグＦｔが２となっていても、特定運転状態から外れた場合にステップＳ４００５にてイニシャライズ時期フラグＦｔが０に設定されるので、再度、特定運転状態となった場合にはイニシャライズ時期フラグＦｔが１となり、イニシャライズが実行される。
これによりエンジン制御中に頻繁にイニシャライズが行われることになり、ステッパモータが脱調したとしてもすぐに修正することができる。
【０１３３】
実施例１１．
実施例１１は、ＥＧＲ制御中であってもイニシャライズを行うものであって、例えば目標ステッパモータ開度ＳＴが全閉である場合には、同時にイニシャライズを行わせることによりイニシャライズの頻度を大きくするというものである。図４１において、実線は本来のＥＧＲ弁の動き、破線は閉弁方向に脱調している場合の動き、一点鎖線は開弁方向に脱調している場合の動きである。
実施例１１では、目標ステッパモータ開度ＳＴの演算値が０であることを検出することにより目標位置が特定のものであることを検出する特定目標位置検出手段を備えている。この場合、特定目標位置は０、即ちＥＧＲ弁の開弁点である。実施例１１の具体的なフローチャートはここでは用意しないが、目標ステッパモータ開度ＳＴの値を確認し、ＳＴ＝０であればイニシャライズ時期フラグＦｔを１に設定するなどの方法を取ればよく、その実現方法は自由である。
実施例１１によれば、ＥＧＲ弁を全閉にする制御とイニシャライズとを一緒に行うようにしたので、ＥＧＲ制御を損なうことなくイニシャライズを行うことができ、制御精度および信頼性を向上させることができる。
【０１３４】
実施例１２．
上記各実施例では、イニシャライズの方法自体が同じであったが、この実施例ではより簡単なイニシャライズの方法を提供する。
具体的には、実施例１２では、別体型のＥＧＲ弁においてモータエンドでのステッパモータのモータ相を位置決めする位置決め手段がなくても正確なイニシャライズが可能であるＥＧＲ弁制御装置を提供する。
【０１３５】
ある別体型のＥＧＲ弁において、ロータストッパ部などの位置決め手段を設けなくてもモータエンドでのステッパモータのモータ相は、あるモータ相に規定される。このモータ相は機械的寸法などにより物理的に定まり、いつも同じモータ相となる。このとき予め定められた駆動信号、例えば０相から開弁方向に３ステップ駆動するよう駆動信号を３回ほど順次与える。仮にモータエンドでのモータ相がたまたま０相であればモータ軸は開弁方向に３ステップ移動する。また他のモータ相であった場合は、モータ軸は例えば１ステップだけ開弁方向に移動するだけかも知れない。しかし、他のモータ相であっても、モータエンドにおいて毎回同じ駆動信号（０相から開弁方向に３ステップ駆動する駆動信号）を与えると、結果的にモータ軸が停止する位置（モータエンドから開弁方向に１ステップ移動した点）は毎回同じになる。
【０１３６】
実施例１２は、この特性を利用したものであって、イニシャライズするときには、まずモータ軸をモータエンドまで移動させ、そこで予め定められた駆動信号をステッパモータに順次与え、モータ軸が最終的に停止した位置でイニシャライズするようにしている。
なお、モータ軸が最終的に停止する位置は、モータエンドで予め定められた駆動信号を順次与えた場合にどの位置になるか確認しておき、第２の調節手段としてのスペーサあるいはねじ部材などにより開弁点に調節しておけばよい。
さらに、この開弁点におけるモータ相を確認しておき、イニシャライズ時にはそのモータ相に対応した駆動信号に変更する。
ところで、開弁点におけるモータ相を確認したとしても、実際に確認したモータ相に合わせてプログラム中の予め定められた相に対応する駆動信号を、確認したモータ相に対応した駆動信号になるようプログラムを変更するのは大変であるから、例えば図１５で説明したようにステッパモータへの配線を入れ替えることで対応してもよい。
これにより、モータエンドでのモータ相を位置決めする位置決め手段がなくても開弁点において予め定められたモータ相に正確にイニシャライズできる。
【０１３７】
実施例１３．
実施例１２ではモータエンドでのモータ相を決める位置決め手段が不要となったが、最終的にモータ軸が停止する位置をＥＧＲ弁の開弁点に調節する第２の調節手段が必要であった。
実施例１３では、前記位置決め手段だけでなく前記第２の調節手段をもなくし、かつ正確なイニシャライズが行えるＥＧＲ弁制御装置を提供する。
【０１３８】
実施例１３は別体型のＥＧＲ弁に適用されるものであって、イニシャライズするときにまずモータ軸をモータエンドまで引き込む。
次に、無負荷状態では脱調しないが弁軸に当たって負荷がかかると脱調するような周波数の駆動信号で、ステッパモータを開弁方向に駆動する。これにより、モータ軸は、弁軸の他端に当たるまでは開弁方向に駆動される。弁軸に当たると、モータ軸に負荷がかかりステッパモータが脱調してその場で停止する。
このステッパモータが脱調してモータ軸が停止した位置は、モータ軸が弁軸に当たった位置、即ち開弁点である。
従って、この位置で駆動信号を予め定められた相に対応した駆動信号に変更するようにすれば、位置決め手段も第２の調節手段も不要である。
【０１３９】
また、実施例１３においても、前記実施例１２と同様に開弁点でのステッパモータのモータ相の確認と、調整（開弁点のモータ相に合わせてプログラムを変更、あるいはステッパモータへの配線の入れ替え）は必要である。
【０１４０】
なお、無負荷状態のステッパモータにおいて脱調が生じる駆動周波数は３００Ｈｚ、圧縮コイルばね３１０のスプリング荷重２Ｋｇｆがかかった場合に脱調する駆動周波数は２００Ｈｚであるから、この実施例においては２００〜３００Ｈｚの周波数の駆動信号でステッパモータを駆動すればよい。
更に、モータ軸が弁軸の他端に当接したか否かは、ステッパモータを駆動してから所定時間経過したか否かにより判定すればよい。
【０１４１】
実施例１４．
実施例１４は、位置決め手段あるいは第２の調節手段がなくても正確なイニシャライズが行えるものであって、しかも一体型および別体型のＥＧＲ弁の両方に適用できるものである。
実施例１４では、イニシャライズ時にＥＧＲ弁の弁位置を一度開弁方向に移動し、ステッパモータが追従できない周波数（例えば追従できる駆動周波数が３００Ｈｚであるならば４００Ｈｚ）で閉弁方向に駆動する。
ステッパモータは、この駆動信号に追従できないので脱調を生じ、フリー回転状態（空回り）となる。圧縮コイルばね３１０は、弁体３０８を閉弁方向に移動させる。よって、モータ軸およびステッパモータ３００は、閉弁方向に押戻される。これは弁体３０８が弁座３０９に着座するまで続く。
【０１４２】
従って、一体型、別体型に拘らず、モータ軸は開弁点まで押戻される。そして、モータ軸が開弁点まで押戻された後で、駆動信号を予め定められた相に対応した駆動信号に変更する。
また、実施例１４においても、前記実施例１２と同様に開弁点でのステッパモータのモータ相の確認と、調整（開弁点のモータ相に合わせてプログラムを変更、あるいはステッパモータへの配線の入れ替え）は必要である。
また、モータ軸が開弁点まで押戻されたか否かは、ステッパモータを駆動してから所定時間経過したか否かにより判定すればよい。
【０１４３】
なお、実施例１３、１４ではモータ相を調節するに際しプログラムあるいはステッパモータの配線の変更を行っているが、前出の第１の調節手段を使用して調節してもよいことは言うまでもない。
【０１４４】
ところで、実施例１４ではＥＧＲ弁で説明したが、仮に実施例１４をアイドル速度制御弁に適用する場合は、弁体を開弁側ではなく閉弁側に移動させた上で高周波数で駆動するようにする。
なぜなら、アイドル回転速度制御弁は、一般に全開位置でイニシャライズするものであるからである。
【０１４５】
なお、上記各実施例は、ＥＧＲ弁について説明したがステッパモータを使用した流量弁（例えばアイドル速度制御弁）一般に適用できるものである。
【０１４６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【０１４７】
請求項１に係る流量弁制御装置は、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときのステッパモータの相を予め定められた相になるよう位置決めする位置決め手段を備え、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときステッパモータの駆動信号を予め定められた相に対応した駆動信号に変更するようにしたので、正確な初期化処理を行うことができる。
【０１４８】
また、請求項２に係る流量弁制御装置は、一体型の流量弁において、前記位置決め手段をモータケースとバルブボディとの間に設けられたスペーサ部材、もしくはモータ軸の軸長で構成したので初期化処理時のステッパモータの相を予め定められた相に簡単に位置決めできる。
【０１４９】
また、請求項３に係る流量弁制御装置は、別体型の流量弁において、前記位置決め部材をモータケースとバルブボディとの間に積層されたスペーサ部材で構成したので初期化処理時のステッパモータの相を予め定められた相に簡単に位置決めできる。
【０１５０】
また、請求項４に係る流量弁制御装置は、別体型の流量弁において、ステッパモータ側に最も引き込まれたときのモータ軸の位置と全閉位置にある弁軸の他端との間隔を所定距離に調節する第１の調節手段を備えたのでモータ軸と弁軸との間隔を調節して、制御精度を向上させる。
【０１５１】
また、請求項５に係る流量弁制御装置は、別体型の流量弁において、前記第１の調節手段を、モータケースとバルブボディとの間に積層されるスペーサ部材で構成したので、モータ軸と弁軸との間隔を簡単に調節できる。
【０１５２】
また、請求項６に係る流量弁制御装置は、別体型の流量弁において、前記第１の調節手段を、モータ軸の弁軸側の一端の先端部に設けられたねじ溝と、このねじ溝と螺合するねじ部材とから構成したのでモータ軸と弁軸との間隔を正確かつ簡単に調節することができる。
【０１５３】
また、請求項７に係る流量弁制御装置は、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれた位置で初期化処理する際ステッパモータの駆動方法を変更する第１の駆動方向変更手段を備えたので、初期化処理時のステッパモータの脱調を防止することができる。
【０１５４】
また、請求項８に係る流量弁制御装置は、駆動信号の周波数を通常の制御時に比し小さくする第１の駆動方法変更手段を備えたので、初期化処理時のステッパモータの脱調を防止することができる。
【０１５５】
また、請求項９に係る流量弁制御装置は、駆動信号毎のステッパモータの移動量を通常の制御時に比し少なくする第１の駆動方法変更手段を備えたので、初期化処理時のステッパモータの脱調を防止することができる。
【０１５６】
また、請求項１０に係る流量弁制御装置は、ＰＷＭ信号でステッパモータを駆動する第１の駆動方法変更手段を備えたので、より確実に初期化処理時のステッパモータの脱調を防止することができる。
【０１５７】
また、請求項１１に係る流量弁制御装置は、ステッパモータの駆動力を通常の制御時に比し小さくする第１の駆動方法変更手段を備えたので、初期化処理時のステッパモータの脱調を防止することができる。
【０１５８】
また、請求項１２に係る流量弁制御装置は、モータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれた位置と、全閉位置にある弁軸の他端との距離を、ステッパモータの相数の２倍のステップ数でモータ軸が移動する距離以下に調節する第１の調節手段を備えたので、初期化処理時のステッパモータの脱調を所定量以下に確実に抑えることができる。
【０１５９】
また、請求項１３に係る流量弁制御装置は、特定の運転状態を検出する特定運転状態検出手段を備え、特定運転状態検出手段が特定運転状態を検出する毎に１回だけ初期化処理を行うようにしたので、初期化処理の頻度が大きくなり制御精度を向上させることができる。
【０１６０】
また、請求項１４に係る流量弁制御装置は、前記特定の運転状態を、初期化処理が行われても問題のない運転状態としたので、流量弁の制御に影響を与えることがない。
【０１６１】
また、請求項１５に係る流量弁制御装置は、目標位置が予め定められた特定の目標位置であることを検出する特定目標位置検出手段を備え、特定目標位置検出手段が前記特定の目標位置を検出したとき初期化処理を行うようにしたので、流量弁の制御中であっても流量弁の制御に影響を与えることなく初期化処理を行うことができる。
【０１６２】
また、請求項１６に係る流量弁制御装置は、流量制御手段はモータ軸がステッパモータ側に最も引き込まれたときステッパモータに予め定められた駆動信号を順次与えた後に初期化処理するものであるとともに、駆動信号を順次与えた後のモータ軸の位置は第２の調節手段により弁軸の他端に調節されているものであるから、簡単な構成で正確な初期化処理が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な排気ガス還流制御装置を示す構成図である。
【図２】電子式制御ユニットの構成図である。
【図３】一体型のＥＧＲ弁の断面図である。
【図４】発明に係るイニシャライズを示すタイムチャートである。
【図５】ＥＧＲ弁の流量特性図である。
【図６】発明に係るメインルーチンを示すフローチャートである。
【図７】発明に係るイニシャライズ準備の詳細なフローチャートである。
【図８】発明に係るＥＧＲ制御処理の詳細なフローチャートである。
【図９】発明に係るステッパモータの駆動処理を示すフローチャートである。
【図１０】発明に係るイニシャライズ処理の詳細なフローチャートである。
【図１１】別体型のＥＧＲ弁の断面図である。
【図１２】発明に係るイニシャライズを示すフローチャートである。
【図１３】発明に係る係止部材の斜視図である。
【図１４】発明に係るモータ軸の斜視図である。
【図１５】発明に係るステッパモータの信号線の結線図である。
【図１６】発明に係る第１の調節手段を示す別体型のＥＧＲ弁の断面図である。
【図１７】発明に係るイニシャライズ準備の詳細なフローチャートである。
【図１８】発明に係るイニシャライズ処理の詳細なフローチャートである。
【図１９】イニシャライズ時におけるステッパモータの脱調を示すタイムチャートである。
【図２０】発明に係るイニシャライズ処理の詳細なフローチャートである。
【図２１】発明に係るイニシャライズを示すタイムチャートである。
【図２２】一般的な４相ステッパモータにおける駆動特性図である。
【図２３】発明に係るイニシャライズ処理の詳細なフローチャートである。
【図２４】発明に係るイニシャライズを示すタイムチャートである。
【図２５】一般的なマイクロステップ駆動方式における駆動信号の波形図である。
【図２６】発明に係るイニシャライズを示すタイムチャートである。
【図２７】発明に係るイニシャライズを示すタイムチャートである。
【図２８】一般的な４相ステッパモータにおいて駆動方式を変更した場合のステッパモータの動作を示す特性図である。
【図２９】発明に係る第１の調節手段を示す別体型のＥＧＲ弁の断面図である。
【図３０】発明に係るイニシャライズを示すタイムチャートである。
【図３１】ステッパモータの駆動方向が変化した場合の脱調例を示すタイムチャートである。
【図３２】ステッパモータの駆動方向が変化した場合の脱調例を示すタイムチャートである。
【図３３】発明に係る第２の駆動方法変更手段の動作を示すタイムチャートである。
【図３４】発明に係るステッパモータ駆動処理を示すフローチャートである。
【図３５】発明に係る第２の駆動方法変更手段の動作を示すタイムチャートである。
【図３６】発明に係るステッパモータ駆動処理を示すフローチャートである。
【図３７】発明に係る第２の駆動方法変更手段の動作を示すタイムチャートである。
【図３８】電源保持回路を有する電子式制御ユニットの構成図である。
【図３９】電源保持回路の動作を示すタイムチャートである。
【図４０】発明に係るイニシャライズ時期処理を示す詳細なフローチャートである。
【図４１】発明に係るイニシャライズを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１：エンジン    ２：吸気管    ３：インテークマニホールド    ４：エアクリーナ    ５：インジェクタ    ６：スロットル弁    ７：アイドル回転速度制御弁    ８：排気管    ９：浄化装置    １０：ＥＧＲ弁    １１：電子式制御ユニット    １２：スロットル開度センサ    １３：圧力センサ    １４：水温センサ    １５：点火コイル    １６：イグナイタ    １７：バッテリ    １８：キースイッチ    １００：マイクロコンピュータ    １０１：第１入力インターフェイス回路    １０２：第２入力インターフェイス回路    １０３：第３入力インターフェイス回路    １０４：出力インターフェイス回路    １０５：第１電源回路    ２００：ＣＰＵ    ２０１：カウンタ    ２０２：タイマ    ２０３：Ａ／Ｄ変換器    ２０４：入力ポート    ２０５：ＲＡＭ    ２０６：ＲＯＭ    ２０７：出力ポート    ２０８：コモンバス    ３００：ステッパモータ３０１：ステータ    ３０２：ロータ    ３０２ａ：先端部    ３０２ｂ：ロータストッパ部    ３０３：ベアリング    ３０４：ベアリング    ３０５：モータケース    ３０６：モータ軸    ３０７：弁軸    ３０８：弁体    ３０９：弁座    ３１０：圧縮コイルばね    ３１１：スプリングホルダ    ３１２：バルブボディ    ３１３：スペーサ    ３１４：リード線    ３１５：モータ軸    ３１６：弁軸    ３１７：スペーサ    ３１８：モータ軸    ３１９：ねじ部材    ３２０：スペーサ    １１００：電源保持回
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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