(57)【要約】【課題】  ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブの作動速度を制御目標値に向けて徐々に減速する減速制御を開始するタイミングを遅らせることで、制御応答性を向上させることを課題とする。【解決手段】  ＥＣＵは、エンジンの運転中におけるバタフライバルブの全閉制御時に、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）に到達した直後から、バタフライバルブの作動速度を不感帯最小開度に向けて徐々に減速する減速制御を開始するように構成されている。これによって、バタフライバルブの作動速度の減速制御を開始する減速タイミングを遅らせることが可能となるので、エンジンの運転中におけるバタフライバルブの全閉制御を開始してからバルブ開度が制御上の全閉ポイント（θ＝０°）に到達するまでの時間が短くなる。【選択図】  図４
2007285173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内部に流体流路が形成されたハウジングと、
（ｂ）前記流体流路を開閉するバルブと、
（ｃ）このバルブを閉弁作動方向または開弁作動方向に駆動するモータと、
（ｄ）前記バルブの開度を検出するバルブ開度検出手段と、
（ｅ）前記バルブを全閉した全閉開度の状態を全閉位置とし、前記バルブを前記全閉位置よりも閉弁作動方向に開弁した中間開度の状態を制御目標値としたとき、
前記モータの駆動力を利用して前記バルブを全閉作動させる全閉制御時に、
前記バルブ開度検出手段によって検出されるバルブ開度が前記全閉位置に到達する直前、あるいは前記全閉位置に到達した時点または直後から、
前記バルブの作動速度を前記制御目標値に向けて徐々に減速する減速制御を開始するバルブ減速制御手段と
を備えたバルブ開閉制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブ減速制御手段は、
前記モータの駆動力を利用して前記バルブを全閉作動させる全閉制御時に、
前記バルブ開度検出手段によって検出されるバルブ開度が前記全閉位置を通り越した時点で、前記制御目標値を前記全閉位置に更新することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブは、前記ハウジングに対して相対回転して前記流体流路を開閉する回転型のバルブであって、
前記バルブの外周端面全周には、前記全閉位置の近傍または前後で、前記ハウジングの流路壁面と前記バルブの外周端面との間の隙間をシールするシールリングが装着されていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブは、前記ハウジングおよび前記シールリングを伴って、前記流体流路内を流れる流体流量を制御する流体制御弁を構成し、
前記流体制御弁は、前記全閉位置の近傍または前後に、流体洩れ量が変化しない不感帯を有していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記制御目標値とは、前記不感帯の範囲のうちで、前記バルブを最も閉弁作動方向に開弁した閉弁側最大開度の状態であることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブ減速制御手段は、
前記モータの駆動力を利用して前記バルブを全閉作動させる全閉制御時に、
前記バルブ開度検出手段によって検出されるバルブ開度が前記全閉位置を通り越した時点で、前記制御目標値を前記全閉位置に更新することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項７】
請求項５に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブ減速制御手段は、
前記モータの駆動力を利用して前記バルブを全閉作動させる全閉制御時に、
前記バルブ開度検出手段によって検出されるバルブ開度が前記全閉位置を通り越した時点で、前記制御目標値を、前記不感帯の範囲のうちで、前記バルブを最も開弁作動方向に開弁した開弁側最大開度に更新することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項８】
請求項４に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記制御目標値とは、前記不感帯の範囲のうちで、前記バルブを最も閉弁作動方向に開弁した閉弁側最大開度よりも大きい開度の状態であることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブ減速制御手段は、
前記モータの駆動力を利用して前記バルブを全閉作動させる全閉制御時に、
前記バルブ開度検出手段によって検出されるバルブ開度が前記全閉位置を通り越した時点で、前記制御目標値を前記全閉位置に更新することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブ減速制御手段は、
前記モータの駆動力を利用して前記バルブを全閉作動させる全閉制御時に、
前記バルブ開度検出手段によって検出されるバルブ開度が前記全閉位置を通り越した時点で、前記制御目標値を、前記不感帯の範囲のうちで、前記バルブを最も開弁作動方向に開弁した開弁側最大開度に更新することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御時に、バルブ開度センサより出力されるバルブ開度が制御目標値に到達する直前から、バルブの作動速度を制御目標値に向けて徐々に減速する減速制御を開始するバルブ開閉制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、モータ制御ユニットによって電動モータへの供給電力を可変制御することで、流体制御弁の弁体（バルブ）を開閉制御するバルブ開閉制御装置が知られている。
このようなバルブ開閉制御装置により開閉制御される流体制御弁（流量制御弁）の一例として、内燃機関（エンジン）の燃焼室内より流出する排気ガスの一部（ＥＧＲガス）をエンジンの吸気系統に再循環させる排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の途中に組み込まれる排気ガス還流量制御弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これは、電動モータの駆動力を利用してバタフライバルブを開弁駆動して、全閉位置から全開位置に至るまでのバルブ制御範囲で回転動作させて、内燃機関の吸気系統（特に内燃機関の燃焼室に連通する吸気通路）に再循環されるＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）を調整する電動式のＥＧＲ制御弁である。
このＥＧＲ制御弁は、内燃機関の燃焼室に連通する排気ガス還流路（流体流路）を形成するハウジングと、このハウジングに対して相対回転して排気ガス還流路を開閉するバタフライバルブと、このバタフライバルブの外周端面全周に設けられた環状のシールリング溝内に装着されたＣ字状のシールリングとによって構成されている。そして、バタフライバルブの閉弁作動時に、シールリング自身の拡径方向の張力によって、バタフライバルブの外周端面とハウジングの流路壁面との間の隙間がシールされる。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
ところが、従来のＥＧＲ制御弁においては、電動モータの駆動力を利用してバタフライバルブを全閉作動させる全閉制御時に、図９に示したように、バルブ全閉位置（θ＝０°）を全閉制御における制御目標値とし、バタフライバルブがバルブ全閉位置を通り越す等のオーバーシュートを防止するという目的で、バルブ開度センサによって検出されるバルブ開度がバルブ全閉位置に到達する直前から、バタフライバルブの作動速度をバルブ全閉位置に向けて徐々に減速する減速制御を実行し、バルブ開度センサによって検出されるバルブ開度がバルブ全閉位置に到達した時点でバタフライバルブの作動速度をゼロにするようにしている。
すなわち、バルブ全閉位置（制御上の０°）よりも手前からバタフライバルブの動きにブレーキ（制動）をかけている。
【０００５】
このようなバルブ全閉位置に到達する直前から減速制御を実行すると、バルブ全閉位置よりも手前からブレーキ制御に入り、早い制御応答性が求められる場合に、バルブ全閉位置よりも手前からバタフライバルブの作動速度が遅くなってしまう。この結果、バルブ全閉位置よりも開弁作動方向に大きく開弁した開弁位置（例えばバルブ全開位置等）からバルブ全閉位置に向けてバタフライバルブのバルブ開度を変更する際に、バタフライバルブのバルブ開度がバルブ全閉位置に到達するまでの時間が長くなり、制御応答性を満足できないという問題が生じる。
【特許文献１】特開２００４−１６９６１４号公報（第１−１０頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、バルブの作動速度を制御目標値に向けて徐々に減速する減速制御を開始するタイミングを遅らせることで、制御応答性を向上させることのできるバルブ開閉制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御時における目標バルブ開度に相当する制御目標値を、バルブを全閉位置から閉弁作動方向に開弁した中間開度の状態、つまり全閉位置を通り越した中間開度に設定することにより、バルブ開度検出手段によって検出されるバルブ開度が全閉位置に到達する直前、あるいは全閉位置に到達した時点または直後から、バルブの作動速度を制御目標値に向けて徐々に減速する減速制御を開始する。これによって、減速制御を開始する減速タイミングを遅らせることが可能となるので、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御を開始してからバルブ開度が全閉位置に到達するまでの時間が短くなる。
したがって、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御時における制御応答性を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御時に、バルブ開度検出手段によって検出されるバルブ開度が全閉位置を通り越した時点で、制御目標値を全閉位置に更新する。制御目標値が全閉位置に更新されると、バルブの作動方向が閉弁作動方向から開弁作動方向に反転し、その後は、バルブの作動速度を全閉位置に向けて徐々に減速する減速制御に移行する。
これによって、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御が終了した時点で、一旦全閉位置を通り過ぎたバルブが全閉位置まで戻されて、バルブが全閉位置に保持される。したがって、次に、モータの駆動力を利用してバルブを開弁作動させる開弁制御時における制御応答性を向上させることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、ハウジングに対して相対回転して流体流路を開閉する回転型のバルブの外周端面全周に、全閉位置の近傍または前後で、ハウジングの流路壁面とバルブの外周端面との間の隙間をシールするシールリングを装着している。
請求項４に記載の発明によれば、流体流路内を流れる流体流量を制御する流体制御弁を、ハウジング、バルブおよびシールリングによって構成している。この流体制御弁には、全閉位置の近傍または前後に、流体洩れ量が変化しない不感帯がある。
請求項５に記載の発明によれば、制御目標値とは、不感帯の範囲のうちで、バルブを最も閉弁作動方向に開弁した閉弁側最大開度の状態のことである。これによって、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御時に、バルブが全閉位置を通り越した場合であっても、流体洩れ量が変化（例えば増加）することはない。
【００１０】
請求項６および請求項９に記載の発明によれば、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御時に、バルブ開度検出手段によって検出されるバルブ開度が全閉位置を通り越した時点で、制御目標値を全閉位置に更新する。制御目標値が全閉位置に更新されると、バルブの作動方向が閉弁作動方向から開弁作動方向に反転し、その後は、バルブの作動速度を全閉位置に向けて徐々に減速する減速制御に移行する。
これによって、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御が終了した時点で、一旦全閉位置を通り過ぎたバルブが全閉位置まで戻されて、バルブが全閉位置に保持される。したがって、次に、モータの駆動力を利用してバルブを開弁作動させる開弁制御時における制御応答性を向上させることができる。
【００１１】
請求項７および請求項１０に記載の発明によれば、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御時に、バルブ開度検出手段によって検出されるバルブ開度が全閉位置を通り越した時点で、制御目標値を、不感帯の範囲のうちで、バルブを最も開弁作動方向に開弁した開弁側最大開度に更新する。制御目標値が開弁側最大開度に更新されると、バルブの作動方向が閉弁作動方向から開弁作動方向に反転し、その後は、バルブの作動速度を開弁側最大開度に向けて徐々に減速する減速制御に移行する。
これによって、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御が終了した時点で、一旦全閉位置を通り過ぎたバルブが全閉位置を通り越して開弁側最大開度まで戻されて、バルブが開弁側最大開度に保持される。したがって、次に、モータの駆動力を利用してバルブを開弁作動させる開弁制御時における制御応答性を更に向上させることができる。また、バルブが全閉位置を通り越して開弁側最大開度まで戻された場合であっても、流体洩れ量が変化（例えば増加）することはない。
【００１２】
請求項８に記載の発明によれば、制御目標値とは、不感帯の範囲のうちで、バルブを最も閉弁作動方向に開弁した閉弁側最大開度よりも大きい開度の状態のことである。
この場合には、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御時における制御応答性を更に向上させることができる。なお、バルブが閉弁側最大開度を通り過ぎてしまい、流体洩れ量が変化（例えば増加）する可能性があるが、閉弁側最大開度よりも大きい開度を、閉弁側最大開度から閉弁作動方向に僅かに開弁した微少開度に設定することで、流体洩れ量を少なくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態は、モータの駆動力を利用してバルブを全閉作動させる全閉制御時における制御応答性を向上させるという目的を、バルブの作動速度を制御目標値に向けて徐々に減速する減速制御を開始するタイミングを遅らせることで実現した。
【実施例１】
【００１４】
［実施例１の構成］
図１ないし図４は本発明の実施例１を示したもので、図１（ａ）はバルブ開閉制御装置を示した図で、図１（ｂ）は排気ガス再循環装置を示した図で、図２はモータアクチュエータを示した図である。
【００１５】
本実施例の排気ガス再循環装置は、例えば自動車等の車両のエンジンルームに搭載される内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）に使用されるもので、排気ガス還流管内を流れる排気ガスの還流量を可変制御する排気ガス還流量制御弁（以下ＥＧＲ制御弁と呼ぶ）と、このＥＧＲ制御弁の弁体（バルブ：以下バタフライバルブと呼ぶ）１の開閉制御を行うバルブ開閉制御装置とを備えている。
ここで、エンジンは、燃料が直接燃焼室内に噴射供給される直接噴射式のディーゼルエンジンが採用されている。なお、エンジンとして、ターボチャージャー付ディーゼルエンジン（ターボ過給機付エンジン）を採用しても良い。そして、エンジンは、各気筒毎の燃焼室内に新規吸入空気（吸気）を供給するための吸気管と、各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスを排気浄化装置を経由して外部に排出するための排気管とを備えている。
【００１６】
排気ガス再循環装置の排気ガス還流管は、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの一部である流体（排気再循環ガス：以下ＥＧＲガスと呼ぶ）を、吸気管に再循環（還流）させるものである。この排気ガス還流管内には、排気管内に形成される排気通路と吸気管内に形成される吸気通路とを連通する排気ガス還流路が形成されている。この排気ガス還流路は、エンジンの各気筒毎の燃焼室に連通する流体流路を構成している。
【００１７】
排気ガス再循環装置のＥＧＲ制御弁は、本発明の流体制御弁に相当するもので、バルブ開度に応じて排気ガスの還流量を調整するバタフライバルブ（ＥＧＲ制御バルブ）１と、このバタフライバルブ１の外周のシールリング溝（環状溝）に嵌め込まれたシールリング３と、内部にバタフライバルブ１を開閉自在に収容するハウジング４とを備えている。なお、本実施例のＥＧＲ制御弁は、ハウジング４内に形成される排気ガス還流路（流体流路）６の排気ガス流通面積を変更し、ＥＧＲガスを吸入空気中に混入させる排気ガスの還流量（新規吸入空気量に対するＥＧＲ率：以下ＥＧＲ量と言う）を可変制御する流体流量制御弁を構成している。
【００１８】
また、ＥＧＲ制御弁は、エンジン停止に伴いバタフライバルブ１を全閉した状態の時、あるいはエンジン運転中におけるバタフライバルブ１を全閉作動させる全閉制御時（以下バタフライバルブ１の全閉制御時と言う）に、バタフライバルブ１のシールリング溝に嵌め込まれたシールリング３の軸線方向に対して直交する半径方向（拡径方向）の張力を利用して、バタフライバルブ１とハウジング４との間の隙間を気密化（シール）するように構成されている。なお、ハウジング４は、内部にバタフライバルブ１を開閉自在に収容するノズル（円筒部）５を有している。
【００１９】
排気ガス再循環装置のバルブ開閉制御装置は、バタフライバルブ１をバルブ全閉位置に戻す方向に付勢する１個のコイルスプリング（バルブ付勢手段）７、動力源としての電動モータ９を有し、バタフライバルブ１を閉弁作動方向および開弁作動方向に駆動するバルブ駆動装置（バルブ駆動手段）、およびこのバルブ駆動装置、特に電動モータ９への供給電力を可変してバタフライバルブ１のバルブ開度（バルブ位置）を制御するエンジン制御ユニット（モータ制御手段、モータ制御ユニット：以下ＥＣＵと呼ぶ）等によって構成されている。
【００２０】
本実施例のＥＧＲ制御弁は、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の途中に配設されている。なお、ＥＧＲ制御弁を、排気管から排気ガス還流管が分岐する分岐部に配設しても良く、また、排気ガス還流管から吸気管に合流する合流部に配設しても良い。
ここで、本実施例のハウジング４の外壁部には、電動モータ９のモータ軸であるモータシャフト１１、軸線方向に延びる中間減速ギヤ軸である中間シャフト１２、およびバタフライバルブ１のバルブ軸であるバルブシャフト１３を並列して配置したギヤハウジング１４が一体的に形成されている。
【００２１】
本実施例のバタフライバルブ１は、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等により略円板形状に形成されて、ハウジング４の排気ガス還流路６内に開閉自在に収容されている。このバタフライバルブ１は、バタフライバルブ１の回転中心を成すバルブシャフト１３を有し、ハウジング４に対して相対回転して排気ガス還流路６を開閉するバタフライ方式の回転型バルブ（バタフライ型バルブ）である。また、バタフライバルブ１は、電動モータ９の駆動力（以下駆動トルクと言う）を受けて回転動作を行うバルブシャフト１３の中心軸線に対して所定の傾斜角度分だけ傾斜させた状態で、バルブシャフト１３の中心軸線方向の一端側に保持固定される斜板状のバルブである。
【００２２】
そして、バタフライバルブ１は、エンジン運転時に、ＥＣＵからの制御信号に基づいて、図３のグラフに示したように、後述する２つの第１、第２ストッパによって規制される所定のバルブ制御範囲内で回転動作（回転角度が変更）が可能となっている。そして、バタフライバルブ１は、バルブ制御範囲内でバルブ開度が変化することで、排気ガス還流路６の開口面積（排気ガス流通面積）を変更して、吸気通路内を流れる吸入空気中に混入させるＥＧＲガスのＥＧＲ量（流体流量）を可変する。
【００２３】
また、バタフライバルブ１は、ハウジング４の内部に嵌合保持された円筒状のノズル５の内径よりも小さい外径のバルブ外径部を有している。このバルブ外径部の外周面（バタフライバルブ１の外周端面）１５には、円環状のシールリング溝が周方向に連続して形成されている。すなわち、シールリング溝は、バタフライバルブ１の外周端面１５の全体（全周）に周設されている。このシールリング溝の内部には、１個のシールリング３が嵌め込まれている。
【００２４】
シールリング３は、Ｃ字形状に形成されており、ハウジング４およびシールリング３の熱膨張係数の差に伴うシールリング３の膨張、収縮に備えて周方向の両端面間（合い口）に所定の切欠隙間（図示せず）を有している。このシールリング３の外周端面は、バタフライバルブ１の閉弁作動時（バタフライバルブ１の全閉制御時も含む）に、バルブ全閉位置近傍に相当する所定の回転角度範囲内で、ハウジング４の流路壁面（ノズル５の内周面）に摺動接触するシールリング摺動面（以下摺動面と略す）として利用される。なお、シールリング３の摺動面の軸線方向の一対のエッジ部に、バタフライバルブ１が開閉動作し易いようにテーパ形状またはＲ形状の面取りを施しても良い。
【００２５】
そして、シールリング３の半径方向の内径側には、バタフライバルブ１のシールリング溝内に半径方向、軸線方向および周方向に移動自在に嵌め込まれる内径側端部が設けられ、また、シールリング３の半径方向の外径側には、バタフライバルブ１の外周端面１５よりもバタフライバルブ１の半径方向の外径側に突出した外径側端部が設けられている。すなわち、シールリング３は、外径側端部がバタフライバルブ１の外周端面１５より突出した状態で、内径側端部がシールリング溝内を半径方向、軸線方向および周方向に移動できるようにシールリング溝内に嵌め込まれて保持されている。
【００２６】
本実施例のハウジング４は、アルミニウム合金のダイカストにより所定の形状に形成されており、排気ガス還流路６の内部にバタフライバルブ１をバルブ全閉位置からバルブ全開位置に至るまで回転方向に回転自在（開閉自在）に保持する装置（バルブハウジング）であり、排気ガス還流管（あるいは排気管または吸気管）にボルト等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定されている。また、ハウジング４には、ブッシング１７、オイルシール１８、およびボールベアリング１９等の軸受け部品を介して、バルブシャフト１３を回転方向に摺動自在に軸支するバルブ軸受け部２０が設けられている。
【００２７】
このバルブ軸受け部２０の内部には、バルブシャフト１３の軸線方向に延びるシャフト収容孔２１が設けられている。このシャフト収容孔２１のノズル側には、内部に侵入した排気ガス中に含まれる不純物（例えば燃焼残滓やカーボン等の微粒子）を、例えば吸気管負圧を利用してバタフライバルブ１よりもＥＧＲガス流方向の下流側の排気ガス還流路内に戻すための連通穴２２が形成されている。また、ハウジング４には、ノズル５を嵌合保持する円筒状のノズル嵌合部２３が設けられている。そして、ハウジング４には、例えばバルブ全閉位置近傍またはバルブ軸受け部２０またはノズル嵌合部２３の周囲に形成される冷却水循環路２４にエンジン冷却水を流入させるための冷却水配管２５が接続されている。そして、ハウジング４は、センサカバー８とギヤハウジング１４との間に、電動モータ９や歯車減速機構を収容するギヤ収容室（モータ収容室）２６を形成している。
【００２８】
ノズル５は、排気ガス還流管の一部を形成すると共に、バタフライバルブ１を開閉自在に収容する円筒部であって、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等により円管形状に形成されている。このノズル５は、ハウジング４のノズル嵌合部２３の内周に圧入嵌合等によって嵌合保持されている。そして、ノズル５の内部には、排気ガス還流路６が形成されている。そして、ノズル５の内周面、特にノズル５のバルブ全閉位置近傍の内周面（ハウジング４の流路壁面）には、バタフライバルブ１の閉弁作動時に、シールリング３の摺動面が密着可能なシールリングシート面（当接面：以下シート面と略す）が設けられている。なお、ノズル５には、バルブシャフト１３が貫通するシャフト貫通孔２９が設けられている。
【００２９】
コイルスプリング７は、歯車減速機構の構成要素を成す３つの第１〜第３ギヤのうちで最もバルブ側に配置される最終ギヤ（第３ギヤ：後述する）に対して、バタフライバルブ１を閉弁作動方向に付勢する付勢力（バネ荷重）を与えるリターンスプリング３１、および第３ギヤに対して、バタフライバルブ１を開弁作動方向に付勢する付勢力（バネ荷重）を与えるデフォルトスプリング３２を有している。このコイルスプリング７は、ハウジング４の外壁部（ギヤハウジング１４）に設けられた円環状の第１凹部３３と、第３ギヤの円環状部に設けられた円環状の第２凹部３４との間に装着されている。そして、コイルスプリング７は、リターンスプリング３１の一端部（図示左端部）とデフォルトスプリング３２の他端部（図示右端部）とを異なる方向に巻き込み、リターンスプリング３１の他端部（図示右端部）とデフォルトスプリング３２の一端部（図示左端部）とを結合して一体化した１本のコイルスプリングである。
【００３０】
そして、リターンスプリング３１の他端部とデフォルトスプリング３２の一端部とを結合する結合部には、エンジン停止時、あるいは電動モータ９への電力の供給を停止した時に、ハウジング４に捩じ込まれる全閉ストッパ部材（全閉開度調整用スクリュー）３５に保持されるＵ字フック部３６が設けられている。このＵ字フック部３６は、リターンスプリング３１とデフォルトスプリング３２との結合部を逆Ｕ字状に折り曲げることで形成される。リターンスプリング３１は、一端部がハウジング４の第１凹部３３に係止されており、バタフライバルブ１を、バルブ全開位置からバルブ全閉位置まで戻す方向（閉弁作動方向）に付勢する第１スプリングである。また、デフォルトスプリング３２は、他端部が第３ギヤの第２凹部３４に係止されており、バタフライバルブ１を、バルブ全閉位置を通り越した位置からバルブ全閉位置まで戻す方向（開弁作動方向）に付勢する第２スプリングである。
【００３１】
ここで、本実施例のバタフライバルブ１を開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置は、電力の供給を受けて駆動トルクを発生する電動モータ９と、この電動モータ９のモータシャフト（出力軸）１１の回転運動をバルブシャフト１３に伝達するための動力伝達機構（本実施例では歯車減速機構）とを備えた電動式アクチュエータ（モータアクチュエータ）によって構成されている。
電動モータ９は、ハウジング４の外壁部に一体的に形成されたギヤハウジング１４内に保持固定されている。この電動モータ９は、ブラシレスＤＣモータやブラシ付きのＤＣモータ等の直流（ＤＣ）モータが採用されている。なお、三相誘導電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。
【００３２】
歯車減速機構は、電動モータ９のモータシャフト１１の回転速度を所定の減速比となるように２段減速する３つの第１〜第３ギヤ４１〜４３よりなり、バルブシャフト１３を介して、電動モータ９のモータ出力軸トルク（駆動トルク）をバタフライバルブ１に伝達する動力伝達機構を構成する。これらの第１〜第３ギヤ４１〜４３は、ギヤハウジング１４内に回転自在に収容されている。
この歯車減速機構の構成要素の１つである第１ギヤ４１とは、モータシャフト１１の外周に固定されたモータギヤ（第１回転体）のことである。この第１ギヤ４１は、歯車減速機構の動力伝達経路上において最もモータ側（動力源側）に配設されて、金属材料または樹脂材料によって円筒状に形成されている。そして、第１ギヤ４１は、モータシャフト１１の外周を周方向に取り囲むように円筒部を有している。この円筒部は、モータシャフト１１の外周に圧入嵌合によって固定されている。そして、第１ギヤ４１の円筒部の外周には、第２ギヤ４２に噛み合う複数の凸状歯４４が周方向全体に形成されている。
【００３３】
また、歯車減速機構の構成要素の１つである第２ギヤ４２とは、第１ギヤ４１の外周に形成される複数の凸状歯４４と噛み合って回転する中間減速ギヤ（第２回転体）のことである。この第２ギヤ４２は、歯車減速機構の動力伝達経路上において第１ギヤ４１と第３ギヤ４３との間に配設されて、樹脂材料によって円筒状に形成されている。そして、第２ギヤ４２は、電動モータ９のモータシャフト１１およびバルブシャフト１３に対して並列して配置された中間シャフト１２の外周を周方向に取り囲むように円筒部を有している。  この円筒部は、中間シャフト１２に対して相対回転可能となるように、中間シャフト１２の外周に回転自在に嵌合している。また、円筒部は、第２ギヤ４２の最大外径部を構成する円環状部、およびこの円環状部よりも外径の小さい円筒状部を有している。第２ギヤ４２の円環状部の外周には、第１ギヤ４１の外周に形成される複数の凸状歯４４に噛み合う複数の凸状歯（大径ギヤ）４５が周方向全体に形成されている。また、第２ギヤ４２の円筒状部の外周には、第３ギヤ４３の外周に形成される複数の凸状歯に噛み合う複数の凸状歯（小径ギヤ）４６が周方向全体に形成されている。
【００３４】
また、歯車減速機構の構成要素の１つである第３ギヤ４３とは、第２ギヤ４２の外周に形成される小径ギヤ４６と噛み合って回転するバルブギヤ（第３回転体）のことである。この第３ギヤ４３は、歯車減速機構の動力伝達経路上において最もバルブ側（移動体側）に配設されて、樹脂材料によって円筒状に形成されている。そして、第３ギヤ４３は、バルブシャフト１３の外周を周方向に取り囲むように円筒部を有している。
この円筒部は、内周部にバルブギヤプレート４７をインサート成形している。また、円筒部は、第３ギヤ４３の最大外径部を構成する円環状部を有している。第３ギヤ４３の円環状部の外周には、第２ギヤ４２の円筒状部の外周に形成される小径ギヤ４６に噛み合う複数の凸状歯４９が周方向に部分的（円弧状、部分円環状）に形成されている。
また、第３ギヤ４３には、コイルスプリング７に係止されるオープナレバー（図示せず）が設けられている。このオープナレバーには、デフォルトスプリング３２の他端部を係止する係止部、およびコイルスプリング７のＵ字フック部３６に係脱自在に係合する係合部等が設けられている。
【００３５】
また、第３ギヤ４３の外周部には、全閉側ストッパ部５１が設けられている。この全閉側ストッパ部５１は、バタフライバルブ１がバルブ全閉位置を越えて閉弁作動方向に回転動作した際に、ギヤハウジング１４に一体的に形成されたブロック状の全閉側ストッパ（第１ストッパ）５３に捩じ込まれる全閉側ストッパ部材（最大全閉開度調整用スクリュー）５４に機械的に係止される。全閉側ストッパ５３および全閉側ストッパ部材５４は、バタフライバルブ１、バルブシャフト１３および第３ギヤ４３の閉弁作動方向の回転動作範囲を規制する第１規制部として利用されている。これにより、第３ギヤ４３の全閉側ストッパ部５１が全閉側ストッパ５３または全閉側ストッパ部材５４に当接した際に、バタフライバルブ１等の可動部材のこれ以上の閉弁作動方向への回転動作が規制される。
【００３６】
なお、本実施例では、全閉側ストッパ５３または全閉側ストッパ部材５４によって規制される最大全閉開度を、バルブ全閉位置を制御上の全閉ポイントであるθ＝０°としたとき、バルブ全閉位置から微少開度（例えばθ＝−１７°程度）だけ閉弁作動方向に開弁した開度に設定している。なお、全閉側ストッパ５３または全閉側ストッパ部材５４のいずれか一方のみが設けられていれば良い。あるいは、全閉側ストッパ５３および全閉側ストッパ部材５４の両方とも設けなくても良い。
【００３７】
また、また、第３ギヤ４３の外周部には、全開側ストッパ部（図示せず）が設けられている。この全開側ストッパ部は、バタフライバルブ１がバルブ全開位置まで開弁作動方向に回転動作した際に、ギヤハウジング１４に一体的に形成されたブロック状の全開側ストッパ（第２ストッパ：図示せず）に捩じ込まれる全開側ストッパ部材（最大全開開度調整用スクリュー：図示せず）に機械的に係止される。全開側ストッパおよび全開側ストッパ部材は、バタフライバルブ１、バルブシャフト１３および第３ギヤ４３の開弁作動方向の回転動作範囲を規制する第２規制部として利用されている。これにより、第３ギヤ４３の全開側ストッパ部が全開側ストッパまたは全開側ストッパ部材に当接した際に、バタフライバルブ１等の可動部材のこれ以上の開弁作動方向への回転動作が規制される。
【００３８】
なお、本実施例では、全開側ストッパまたは全開側ストッパ部材によって規制される最大全開開度（バルブ全開位置）を、バルブ全閉位置を制御上の全閉ポイントであるθ＝０°としたとき、バルブ全閉位置から所定の開度（例えばθ＝＋６０〜９０°、望ましくはθ＝＋７０°程度）だけ開弁作動方向に開弁した開度に設定している。なお、全開側ストッパまたは全開側ストッパ部材のいずれか一方のみが設けられていれば良い。あるいは、全開側ストッパおよび全開側ストッパ部材の両方とも設けなくても良い。
【００３９】
ここで、モータシャフト１１は、ギヤハウジング１４内に回転自在に収容されている。このモータシャフト１１は、軸線方向に真っ直ぐに延ばされている。また、中間シャフト１２の軸線方向の一端部は、ギヤハウジング１４に設けられた嵌合凹部内に圧入嵌合されている。この中間シャフト１２は、軸線方向に真っ直ぐに延ばされている。そして、バルブシャフト１３は、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等によって形成されており、ハウジング４のバルブ軸受け部２０に設けられたシャフト収容孔２１の内部に回転自在または摺動自在に収容されている。このバルブシャフト１３は、円形状の断面を有し、一方側から他方側に向けて軸線方向に真っ直ぐに形成された円柱状の金属部材である。
【００４０】
そして、バルブシャフト１３の軸線方向の一端側は、ハウジング４のシャフト収容孔２１およびノズル５のシャフト貫通孔２９を貫通して排気ガス還流路６の内部に突出（露出）している。このバルブシャフト１３の軸線方向の一端部（バルブ側の端部）には、バタフライバルブ１を溶接手段を用いて保持固定するバルブ装着部（シャフト側嵌合部）が設けられている。また、バルブシャフト１３の軸線方向の他端部（バルブ側に対して反対側の端部）には、第３ギヤ４３の内周部にインサート成形されたバルブギヤプレート４７をかしめ等の固定手段によって固定するためのかしめ固定部が一体的に形成されている。
【００４１】
ここで、バルブ駆動装置、特に電動モータ９は、ＥＣＵによって通電制御されるように構成されている。そして、ＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムまたは制御ロジックや各種データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。
また、ＥＣＵは、図示しないイグニッションスイッチをオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づいて、後述するバルブ開度センサ（ＥＧＲ量センサ）によって検出されるバルブ開度（実バルブ開度、実開度）が、エンジンの運転状態の変化に応じて設定される制御目標値（目標バルブ開度、目標開度）に略一致するように電動モータ９の駆動トルク、つまり電動モータ９への供給電力をフィードバック制御するように構成されている。
【００４２】
なお、ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づく上記の制御が強制的に終了されるように構成されている。そして、ＥＣＵは、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、エアフロメータおよび冷却水温度センサ等の各種センサからのセンサ信号が、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。なお、ＥＣＵは、クランク角度センサより出力されたＮＥパルス信号の間隔時間を計測することによってエンジン回転速度を検出するための回転速度検出手段として機能する。  
【００４３】
また、マイクロコンピュータには、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１の開度（ＥＧＲ制御弁のバルブ開度）を電気信号に変換し、ＥＣＵへどれだけＥＧＲガスが吸気管内を流れる吸入空気に混入されているか、つまり吸気管内へのＥＧＲガスのＥＧＲ量がどれくらいかを出力するＥＧＲ量センサが接続されている。このＥＧＲ量センサは、バタフライバルブ１の回転角度（現在位置、バルブ開度）を検出する非接触式の回転角度検出装置（バルブ位置検出手段、バルブ開度検出手段）であって、第３ギヤ４３の内周側に固着された分割型の永久磁石（マグネット：図示せず）、このマグネットによって磁化される分割型のヨーク５５、およびセンサカバー側に配置されたホールＩＣ５６等によって構成されている。そして、ホールＩＣ５６は、自身に鎖交する磁束密度に対応した電圧信号を出力する。なお、非接触式の磁気検出素子として、ホールＩＣ５６の代わりに、ホール素子単体または磁気抵抗素子を使用しても良い。
【００４４】
ここで、本実施例の排気ガス再循環装置は、バタフライバルブ１のシールリング溝内に、自身の拡径方向の張力を利用してノズル５のシート面に対するシール機能を持つＣ字状のシールリング３を組み合わ（嵌め合わ）したＥＧＲ制御弁を使用している。
このようなＥＧＲ制御弁においては、シールリング自身の拡径方向の張力による伸びにより、バルブ全閉位置の近傍（バルブ全閉位置の前後：例えば±２．５〜５．５°、あるいは±３．０〜５．０°、あるいは±３．５°程度）にＥＧＲガス洩れ量（流体流量、流体洩れ量、ＥＧＲ量：Ｑ）の変化しない範囲（ＥＧＲガス洩れ量不感帯）がある。これは、シールリング３が、自身の張力により拡径方向に拡径するため、バタフライバルブ１のバルブ位置がバルブ全閉位置（θ＝０°）より外れても、自身の張力による拡径方向への変位が限界となるまでは、ノズル５のシート面に密着し続けることができるからである。  
【００４５】
ここで、ＥＣＵは、電動モータ９への電力の供給を停止した際にコイルスプリング７の付勢力によってバタフライバルブ１が付勢されるバルブ全閉位置を制御上の全閉ポイント（θ＝０°）としてマイクロコンピュータのメモリに格納している。なお、制御上の全閉ポイントとは、バタフライバルブ１を全閉した全閉開度の状態（バルブ全閉位置）のことである。また、制御上の全閉ポイントとは、バタフライバルブ１の外周端面１５とノズル５のシート面との間の隙間（ＥＧＲガス洩れ量）が最小となるバルブ位置で、且つ排気ガス還流路６の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量が最小となるバルブ開度のことである。  なお、本実施例では、リターンスプリング３１の付勢力とデフォルトスプリング３２の付勢力とが釣り合った中立位置が、電動モータ９への電力の供給を停止した際にバタフライバルブ１が付勢されるバルブ全閉位置となる。
また、ＥＣＵは、バタフライバルブ１を全開した全開開度の状態をバルブ全開位置としてメモリに格納している。なお、バルブ全開位置とは、バタフライバルブ１の外周端面１５とノズル５のシート面との間の隙間（ＥＧＲガス洩れ量）が最大となるバルブ位置で、且つ排気ガス還流路６の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量が最大となるバルブ開度のことである。
【００４６】
また、ＥＣＵは、ＥＧＲガス洩れ量不感帯の範囲のうちで、バルブ全閉位置（θ＝０°）から閉弁作動方向に開弁した閉弁側最大開度を不感帯最小開度（例えばθ＝−２．５〜−５．５°、あるいはθ＝−３．０〜−５．０°、あるいはθ＝−３．５°程度）としてメモリに格納している。なお、不感帯最小開度とは、バタフライバルブ１を制御上の全閉ポイントよりも閉弁作動方向に僅かに（少しだけ）開弁した第１中間開度の状態のことである。ここで、本実施例のＥＣＵは、不感帯最小開度（第１中間開度）を、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時における制御目標値として使用する。
また、ＥＣＵは、ＥＧＲガス洩れ量不感帯の範囲のうちで、バルブ全閉位置（θ＝０°）から開弁作動方向に開弁した開弁側最大開度を不感帯最大開度（例えばθ＝＋２．５〜＋５．５°、あるいはθ＝＋３．０〜＋５．０°、あるいはθ＝＋３．５°程度）としてメモリに格納している。なお、不感帯最大開度とは、バタフライバルブ１を制御上の全閉ポイントよりも開弁作動方向に僅かに（少しだけ）開弁した第２中間開度の状態のことである。
【００４７】
そして、ＥＣＵは、バタフライバルブ１を不感帯最大開度よりも開弁作動方向に開弁している時、つまり制御目標値が開弁位置（不感帯最大開度からバルブ全開位置に至るまでの範囲）の時に、エンジンの運転状態が変化すると、バタフライバルブ１の開弁制御から、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御に移行する。このエンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時には、図４のタイミングチャートに示したように、先ず制御目標値が不感帯最小開度に設定される。すなわち、制御目標値は、バタフライバルブ１の全閉制御前の目標バルブ開度から不感帯最小開度に切り替えられる。  
【００４８】
そして、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御の初期段階では、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最小開度に向けて徐々に加速する加速制御を実行する。次に、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御の中間段階では、バタフライバルブ１の作動速度を一定の速度に維持する定速制御を実行する。そして、ＥＣＵは、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が制御上の全閉ポイントに到達した直後から、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最小開度に向けて徐々に減速する減速制御を開始するように構成されている。これらの各制御は、電動モータ９の駆動トルク、つまり電動モータ９への供給電力（例えばモータ電流）を可変制御することで実施される。
【００４９】
［実施例１の作用］
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。
【００５０】
ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、エンジン冷間始動時を除き、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度（ＥＧＲ量）が、エンジンの運転状態に対応して設定される制御目標値（目標ＥＧＲ量）と略一致するように、電動モータ９の駆動トルク、つまり電動モータ９への供給電力をフィードバック制御する。
そして、電動モータ９に電力が供給されると、電動モータ９のモータシャフト１１が回転する。そして、モータシャフト１１が回転することにより第１ギヤ４１がモータシャフト１１の軸心を中心にして回転して、第１ギヤ４１から第２ギヤ４２の大径ギヤ４５に電動モータ９の駆動トルクが伝達される。そして、第２ギヤ４２の回転に伴って小径ギヤ４６が中間シャフト１２の軸心を中心にして回転すると、小径ギヤ４６に噛み合う第３ギヤ４３がバルブシャフト１３の軸心を中心にして回転する。この第３ギヤ４３の回転に伴ってバルブシャフト１３が所定の回転角度だけ回転し、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１が制御上の全閉ポイントから開弁作動方向に開弁駆動される。
【００５１】
ここで、バタフライバルブ１の開弁作動方向の回転に対しては、コイルスプリング７のＵ字フック部３６が全閉ストッパ部材３５から開弁作動方向に離れるため、第３ギヤ４３に対してデフォルトスプリング３２の付勢力は作用せず、リターンスプリング３１の付勢力が作用する。したがって、バタフライバルブ１は、電動モータ９の駆動トルクによって、リターンスプリング３１の付勢力に抗して、制御目標値に相当するバルブ開度に開弁制御される。
これにより、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの一部（ＥＧＲガス等の高温流体）が、排気管内に形成される排気通路から、排気ガス還流管内に形成される排気ガス還流路（ハウジング４の排気ガス還流路６を含む）を経て吸気管内に形成される吸気通路に再循環される。
【００５２】
また、ＥＣＵは、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１が開弁している時に、自動車等の車両の走行状態が変更された場合、あるいはエンジンの運転状態が過度的に変更された場合（例えば運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んでアクセル全開の時、エンジン負荷が高負荷領域で、ターボ過給機により吸入空気の過給動作を行っている時、定常走行からアクセルペダルが踏み込まれて加速走行に移行した時）、あるいは運転者がブレーキペダルを踏み込んだ場合、制御目標値を不感帯最小開度に設定する。すなわち、制御目標値は、現在のバルブ開度（開弁位置）から不感帯最小開度に切り替わる。
【００５３】
そして、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時（電動モータ９の駆動トルクを利用してバタフライバルブ１を全閉作動させる全閉制御時）には、図４のタイミングチャートに示したように、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御目標値である不感帯最小開度に到達する直前から、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最小開度に向けて徐々に減速する減速制御が開始される。そして、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が不感帯最小開度に到達した時点で、電動モータ９の駆動トルクをゼロにする。すなわち、バタフライバルブ１の減速制御を開始してから、モータ電流を徐々に減少させて最終的にモータ電流をゼロにする。
【００５４】
すると、コイルスプリング７のデフォルトスプリング３２の付勢力が第３ギヤ４３を介してバタフライバルブ１に作用するため、バタフライバルブ１が開弁作動方向に付勢されて、バタフライバルブ１のバルブ開度（バルブ位置）が、リターンスプリング３１の付勢力とデフォルトスプリング３２の付勢力とが釣り合う中立位置である制御上の全閉ポイント（θ＝０°）に戻される。ここで、バタフライバルブ１のバルブ位置が制御上の全閉ポイントになると、バタフライバルブ１の外周に装着されたシールリング３の摺動面が、シールリング自体の拡径方向の張力によってノズル５のシート面に張り付くため、シールリング３の摺動面がノズル５のシート面に密着する。
【００５５】
したがって、バタフライバルブ１の外周端面１５とノズル５のシート面との間の隙間が完全にシールされる。これにより、制御上の全閉ポイントでバタフライバルブ１が保持される時、すなわち、バタフライバルブ１の全閉時に、ＥＧＲガスの洩れが確実に抑止されるため、ＥＧＲガスが吸入空気に混入しなくなる。
なお、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が不感帯最小開度に到達した後も、電動モータ９への電力の供給を継続して、バタフライバルブ１のバルブ開度を不感帯最小開度に保持するようにしても良い。
【００５６】
［実施例１の特徴］
以上のように、排気ガス再循環装置に採用されたバルブ開閉制御装置においては、エンジンの運転状態等の変更に伴って制御目標値が現在のバルブ開度から不感帯最小開度に切り替えられると、電動モータ９の駆動トルクを利用してバタフライバルブ１を全閉作動させる全閉制御に入る。このエンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時に、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御目標値である不感帯最小開度に到達する直前から、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最小開度に向けて徐々に減速する減速制御が開始される。
【００５７】
すなわち、本実施例のＥＣＵは、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）に到達した直後から、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最小開度に向けて徐々に減速する減速制御を開始するように構成されている。
これによって、バタフライバルブ１の作動速度の減速制御を開始する減速タイミングを遅らせることが可能となるので、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御を開始してからバルブ開度が制御上の全閉ポイント（θ＝０°）に到達するまでの時間が短くなる。
したがって、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時における制御応答性を向上させることができる。
【００５８】
ここで、本実施例のバルブ開閉制御装置においては、バタフライバルブ１の全閉制御時における制御目標値を制御上の全閉ポイントに設定するのではなく、制御目標値を制御上の全閉ポイントから閉弁作動方向に僅かに（少しだけ）開弁した不感帯最小開度に設定している。したがって、バタフライバルブ１のバルブ開度は、制御上の全閉ポイントを一旦通り過ぎてしまう。そこで、本実施例では、バタフライバルブ１の制御目標値である不感帯最小開度を、ＥＧＲガス洩れ量不感帯の範囲内に設定している。
【００５９】
これによって、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時に、バタフライバルブ１のバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）を通り過ぎた場合であっても、シールリング自身の拡径方向の張力によってバタフライバルブ１の外周端面１５とノズル５のシート面との間の隙間を完全にシールできる。
したがって、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時におけるＥＧＲガス洩れ量をゼロにまたは少なくすることができる。
【実施例２】
【００６０】
図５は本発明の実施例２を示したもので、バタフライバルブの全閉制御時における目標制御値およびバルブ開度（センサ出力）の変化を示したタイミングチャートである。
【００６１】
本実施例のＥＣＵは、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時に、図５のタイミングチャートに示したように、先ずバタフライバルブ１の制御目標値を不感帯最小開度に設定し、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）を通り越したことを検知した時点で、バタフライバルブ１の制御目標値を制御上の全閉ポイントに更新するように構成されている。
【００６２】
そして、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御の初期段階では、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最小開度に向けて徐々に加速する加速制御を実行する。次に、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御の中間段階では、バタフライバルブ１の作動速度を一定の速度に維持する定速制御を実行する。そして、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が制御上の全閉ポイントに到達した直後から、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最小開度に向けて徐々に減速する減速制御を開始する。
これによって、実施例１と同様に、バタフライバルブ１の作動速度の減速制御を開始する減速タイミングを遅らせることが可能となるので、バタフライバルブ１の全閉制御時における制御応答性を向上させることができる。
【００６３】
そして、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）を通り越したことを検知した時点で、バタフライバルブ１の制御目標値が制御上の全閉ポイントに更新されると、バタフライバルブ１の作動方向が閉弁作動方向から開弁作動方向に反転し、その後は、バタフライバルブ１の作動速度を制御上の全閉ポイントに向けて徐々に減速する減速制御に移行する。これにより、電動モータ９の駆動トルクを利用してバタフライバルブ１のバルブ開度が制御上の全閉ポイント（θ＝０°）に戻される。
【００６４】
これによって、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御が終了した時点で、一旦制御上の全閉ポイントを通り過ぎたバタフライバルブ１が制御上の全閉ポイントまで戻されて、バタフライバルブ１が制御上の全閉ポイントに保持される。
したがって、次に、電動モータ９の駆動トルクを利用してバタフライバルブ１を開弁作動させる開弁制御時における制御応答性を向上させることができる。
【実施例３】
【００６５】
図６は本発明の実施例３を示したもので、バタフライバルブの全閉制御時における目標制御値およびバルブ開度（センサ出力）の変化を示したタイミングチャートである。
【００６６】
本実施例のＥＣＵは、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時に、図６のタイミングチャートに示したように、先ずバタフライバルブ１の制御目標値を不感帯最小開度に設定し、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）を通り越したことを検知した時点で、バタフライバルブ１の制御目標値を不感帯最大開度に更新するように構成されている。
【００６７】
そして、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御の初期段階では、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最小開度に向けて徐々に加速する加速制御を実行する。次に、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御の中間段階では、バタフライバルブ１の作動速度を一定の速度に維持する定速制御を実行する。そして、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が制御上の全閉ポイントに到達した直後から、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最小開度に向けて徐々に減速する減速制御を開始する。
これによって、実施例１、２と同様に、バタフライバルブ１の作動速度の減速制御を開始する減速タイミングを遅らせることが可能となるので、バタフライバルブ１の全閉制御時における制御応答性を向上させることができる。
【００６８】
そして、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）を通り越したことを検知した時点で、バタフライバルブ１の制御目標値が不感帯最大開度に更新されると、バタフライバルブ１の作動方向が閉弁作動方向から開弁作動方向に反転し、その後は、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最大開度に向けて徐々に減速する減速制御に移行する。これにより、電動モータ９の駆動トルクを利用してバタフライバルブ１のバルブ開度が不感帯最大開度に戻される。
【００６９】
これによって、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御が終了した時点で、一旦制御上の全閉ポイントを通り過ぎたバタフライバルブ１が制御上の全閉ポイントを通り越して不感帯最大開度まで戻されて、バタフライバルブ１が不感帯最大開度に保持される。
したがって、次に、電動モータ９の駆動トルクを利用してバタフライバルブ１を開弁作動させる開弁制御時における制御応答性を向上させることができる。
また、バタフライバルブ１が制御上の全閉ポイントを通り越して不感帯最大開度まで戻された場合であっても、不感帯最大開度がＥＧＲ洩れ量不感帯の範囲内に設定されているので、ＥＧＲガス洩れ量が増加することはない。
【実施例４】
【００７０】
図７は本発明の実施例４を示したもので、バタフライバルブの全閉制御時における目標制御値およびバルブ開度（センサ出力）の変化を示したタイミングチャートである。
【００７１】
本実施例のＥＣＵは、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時に、図７のタイミングチャートに示したように、先ずバタフライバルブ１の制御目標値を不感帯最小開度よりも大きい開度の状態に設定し、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）を通り越したことを検知した時点で、バタフライバルブ１の制御目標値を制御上の全閉ポイントに更新するように構成されている。
ここで、不感帯最小開度よりも閉弁作動方向に大きい開度の状態とは、エミッション規制上、問題の無いＥＧＲ洩れ量となる目標バルブ開度（θ＝−α°）のことである。
【００７２】
そして、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御の初期段階では、バタフライバルブ１の作動速度を目標バルブ開度に向けて徐々に加速する加速制御を実行する。次に、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御の中間段階では、バタフライバルブ１の作動速度を一定の速度に維持する定速制御を実行する。そして、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が制御上の全閉ポイントに到達した直後から、バタフライバルブ１の作動速度を目標バルブ開度に向けて徐々に減速する減速制御を開始する。
これによって、バタフライバルブ１の作動速度の減速制御を開始する減速タイミングを、実施例１〜３よりも更に遅らせることが可能となるので、バタフライバルブ１の全閉制御時における制御応答性を更に向上させることができる。
【００７３】
そして、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）を通り越したことを検知した時点で、バタフライバルブ１の制御目標値が制御上の全閉ポイントに更新されると、バタフライバルブ１の作動方向が閉弁作動方向から開弁作動方向に反転し、その後は、バタフライバルブ１の作動速度を制御上の全閉ポイントに向けて徐々に減速する減速制御に移行する。これにより、電動モータ９の駆動トルクを利用してバタフライバルブ１のバルブ開度が制御上の全閉ポイント（θ＝０°）に戻される。
【００７４】
これによって、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御が終了した時点で、一旦制御上の全閉ポイントを通り過ぎたバタフライバルブ１が制御上の全閉ポイントまで戻されて、バタフライバルブ１が制御上の全閉ポイントに保持される。
したがって、次に、電動モータ９の駆動トルクを利用してバタフライバルブ１を開弁作動させる開弁制御時における制御応答性を向上させることができる。
【実施例５】
【００７５】
図８は本発明の実施例５を示したもので、バタフライバルブの全閉制御時における目標制御値およびバルブ開度（センサ出力）の変化を示したタイミングチャートである。
【００７６】
本実施例のＥＣＵは、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御時に、図８のタイミングチャートに示したように、先ずバタフライバルブ１の制御目標値を不感帯最小開度よりも大きい開度の状態に設定し、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）を通り越したことを検知した時点で、バタフライバルブ１の制御目標値を不感帯最大開度に更新するように構成されている。
ここで、不感帯最小開度よりも閉弁作動方向に大きい開度の状態とは、エミッション規制上、問題の無いＥＧＲ洩れ量となる目標バルブ開度（θ＝−α°）のことである。
【００７７】
そして、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御の初期段階では、バタフライバルブ１の作動速度を目標バルブ開度に向けて徐々に加速する加速制御を実行する。次に、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御の中間段階では、バタフライバルブ１の作動速度を一定の速度に維持する定速制御を実行する。そして、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が制御上の全閉ポイントに到達した直後から、バタフライバルブ１の作動速度を目標バルブ開度に向けて徐々に減速する減速制御を開始する。
これによって、バタフライバルブ１の作動速度の減速制御を開始する減速タイミングを、実施例１〜４よりも更に遅らせることが可能となるので、バタフライバルブ１の全閉制御時における制御応答性を更に向上させることができる。
【００７８】
そして、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度が、制御上の全閉ポイント（θ＝０°）を通り越したことを検知した時点で、バタフライバルブ１の制御目標値が不感帯最大開度に更新されると、バタフライバルブ１の作動方向が閉弁作動方向から開弁作動方向に反転し、その後は、バタフライバルブ１の作動速度を不感帯最大開度に向けて徐々に減速する減速制御に移行する。これにより、電動モータ９の駆動トルクを利用してバタフライバルブ１のバルブ開度が不感帯最大開度に戻される。
【００７９】
これによって、エンジンの運転中におけるバタフライバルブ１の全閉制御が終了した時点で、一旦制御上の全閉ポイントを通り過ぎたバタフライバルブ１が制御上の全閉ポイントを通り越して不感帯最大開度まで戻されて、バタフライバルブ１が不感帯最大開度に保持される。
したがって、次に、電動モータ９の駆動トルクを利用してバタフライバルブ１を開弁作動させる開弁制御時における制御応答性を向上させることができる。
また、バタフライバルブ１が制御上の全閉ポイントを通り越して不感帯最大開度まで戻された場合であっても、不感帯最大開度がＥＧＲ洩れ量不感帯の範囲内に設定されているので、ＥＧＲガス洩れ量が増加することはない。
【００８０】
［変形例］
本実施例では、ハウジング４のノズル嵌合部２３の内周に円筒状のノズル５を嵌合保持し、更にノズル５の内部にバタフライバルブ１を開閉自在に収容しているが、ハウジング４の内部に直接バタフライバルブ１を開閉自在に収容しても良い。この場合には、ノズル５は不要となり、部品点数や組付工数を削減できる。
なお、バタフライバルブ１の外周端面１５にシールリング溝（環状溝）２を設けなくても良い。また、バタフライバルブ１の外周端面１５にシールリング３を装着しなくても良い。この場合には、シールリング３は不要となり、部品点数や組付工数を削減できる。
【００８１】
本実施例では、ハウジングを、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の途中に接続し、排気ガス還流管の一部を成すハウジング（バルブハウジング）４によって構成しているが、ハウジングを、吸気管の一部または排気管の一部を成すハウジングによって構成しても良い。
また、本実施例では、エンジンの運転状態に対応して排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を可変制御するＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１を、バルブシャフト１３の軸線方向の一端側（先端側）に例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定しているが、そのバタフライバルブ１を、バルブシャフト１３の軸線方向の一端側（先端側）または中央部に締結用ネジや固定用ボルト等のスクリューを用いて締め付け固定しても良い。
【００８２】
本実施例では、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１を開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を、電動モータ９と例えば歯車減速機構等の動力伝達機構とを備えた電動式アクチュエータによって構成したが、バルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータや、電磁式流体制御弁等の電磁式アクチュエータによって構成しても良い。
また、ハウジングとバルブとを備えた流体流量制御弁として、本実施例のＥＧＲ制御弁の代わりに、エンジンの燃焼室内に吸入される吸入空気量を制御するスロットルバルブ等の吸気制御弁、エンジンの燃焼室内より排出される排気ガス量を制御する排気制御弁、スロットルバルブをバイパスする吸入空気量を制御するアイドル回転速度制御弁等に適用しても良い。
【００８３】
本実施例では、本発明のバルブ開閉制御装置を、ＥＧＲガス（高温流体）等の流体の流量を制御する内燃機関用流量制御装置（排気ガス再循環装置）に適用しているが、このような内燃機関用流量制御装置に限定する必要はない。すなわち、ハウジングとバルブとを備えた流体制御弁として、流体流路開閉弁、流体流路切替弁、流体圧力制御弁に適用しても良い。
また、本発明の流体制御弁を、タンブル流制御弁やスワール流制御弁等の吸気流制御弁、吸気通路の通路長や通路断面積を変更する吸気可変弁等に適用しても良い。また、内燃機関として、ターボ過給機付エンジンを採用しているが、内燃機関として、ターボチャージャーやスーパーチャージャー等の過給機を搭載しないタイプの内燃機関を用いても良い。また、内燃機関として、ガソリンエンジンを用いても良い。
【００８４】
本実施例では、ハウジング４の流路壁面の一部に、シールリング３の摺動面が摺動接触するシート面（当接面）を設けているが、シールリング溝およびシールリング３を廃止して、ハウジング４の流路壁面の一部に、バタフライバルブ１の外周端面１５等の摺動面が摺動接触する当接面を設けても良い。また、本実施例では、バルブとして、バタフライバルブ１を用いているが、バルブとして、片開き式の回転型バルブ、ロータリー型のバルブ、ポペット型のバルブ、シャッター式のバルブ、一辺のみ支持されたドア型のバルブに適用しても良い。
【００８５】
本実施例では、コイルスプリング７のＵ字フック部３６が、ハウジング４のギヤハウジング１４に捩じ込まれる全閉ストッパ部材（全閉開度調整用スクリュー）３５に保持される位置をバルブ全閉位置（制御上の全閉ポイント）としているが、ハウジング４のギヤハウジング１４からの全閉ストッパ部材３５の突出量を微調整することでバルブ全閉位置（制御上の全閉ポイント）を変更しても良い。
また、内燃機関の運転を停止した際に、バルブがバルブ付勢手段により付勢される全閉位置にて全閉しているバルブ全閉時、排気ガス還流路（流体流路）６の軸線方向（流体流路内を流れる流体の平均的な流れの軸線方向）に垂直な垂線に対して開弁作動方向または閉弁作動方向に所定の回転角度（全閉角、傾斜角度分）だけ若干傾くようにバルブが配置されるようにバルブ付勢手段（２つの第１、第２スプリング等）の付勢力を調節しても良い。このとき、実施例１〜５のように、バルブ全閉位置（制御上の全閉ポイント）を、流体洩れ量不感帯の範囲内に設定することで、バルブ全閉時における流体洩れ量をゼロにまたは少なくすることができる。
【００８６】
本実施例では、３つの第１〜第３ギヤ４１〜４３を用いて電動モータ９のモータシャフト１１の回転速度を所定の減速比となるように２段減速し、電動モータ９の回転トルクを増大させてバタフライバルブ１のバルブシャフト１３を駆動する歯車減速機構を構成しているが、動力伝達機構として、モータのモータ軸に固定されたウォームギヤ、およびこのウォームギヤと噛み合って回転するヘリカルギヤ等によって歯車減速機構を構成しても良い。
また、歯車減速機構のうちの最終ギヤとしてピニオンギヤを使用し、バルブのバルブ軸にピニオンギヤと噛み合うラック歯を設けたラックアンドピニオン機構（回転運動から直線運動に変換する運動方向変換機構）を備えた動力伝達機構を使用しても良い。
また、中間シャフト１２をハウジング４に対して相対回転可能となるようにハウジング４に中間シャフト１２を回転自在に軸支しても良い。この場合には、第２ギヤ４２を中間シャフト１２に固定しても良い。
また、歯車減速機構等の動力伝達機構を２つの第１、第２ギヤ（第１、第２回転体）によって構成しても良く、また、歯車減速機構等の動力伝達機構を４つ以上のギヤによって構成しても良い。
【００８７】
本実施例では、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度がバルブ全閉位置（制御上の全閉ポイント）に到達した直後、つまり制御上の全閉ポイントを通り越した時点から、バタフライバルブ１の作動速度を制御目標値に向けて徐々に減速する減速制御を開始するように構成されているが、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度がバルブ全閉位置（制御上の全閉ポイント）に到達した時点から、バタフライバルブ１の作動速度を制御目標値に向けて徐々に減速する減速制御を開始するように構成しても良い。また、ＥＧＲ量センサによって検出されるバルブ開度がバルブ全閉位置（制御上の全閉ポイント）に到達する直前から、バタフライバルブ１の作動速度を制御目標値に向けて徐々に減速する減速制御を開始し、更に減速制御を制御上の全閉ポイントを通り越すまで継続して実行するように構成しても良い。
【００８８】
実施例２〜５では、バタフライバルブ１の全閉制御時に、バタフライバルブ１がバルブ全閉位置（制御上の全閉ポイント）を通り越して開閉作動を行っている。このため、バタフライバルブ１の全閉制御時に、シールリング３の先端部で、ノズル５のシート面に付着して堆積した排気ガス中の不純物（排気微粒子、以下デポジットと言う）を掻き落とすことができる。これにより、例えばエンジン停止後にデポジットがバタフライバルブ１やシールリング３に付着または堆積することによるシールリング３の固着または動作不良を防止することができる。したがって、エンジン始動時に、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１を開閉動作させる際に、バタフライバルブ１を円滑に開閉作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】（ａ）はバルブ開閉制御装置を示したブロック図で、（ｂ）は排気ガス再循環装置を示した断面図である（実施例１）。
【図２】モータアクチュエータを示した平面図である（実施例１）。
【図３】バルブ開度に対するＥＧＲ量（流体流量）の変化を示したグラフである（実施例１）。
【図４】バタフライバルブの全閉制御時における目標制御値およびバルブ開度の変化を示したタイミングチャートである（実施例１）。
【図５】バタフライバルブの全閉制御時における目標制御値およびバルブ開度の変化を示したタイミングチャートである（実施例２）。
【図６】バタフライバルブの全閉制御時における目標制御値およびバルブ開度の変化を示したタイミングチャートである（実施例３）。
【図７】バタフライバルブの全閉制御時における目標制御値およびバルブ開度の変化を示したタイミングチャートである（実施例４）。
【図８】バタフライバルブの全閉制御時における目標制御値およびバルブ開度の変化を示したタイミングチャートである（実施例５）。
【図９】バタフライバルブの全閉制御時における目標制御値およびバルブ開度の変化を示したタイミングチャートである（従来の技術）。
【符号の説明】
【００９０】
１  バタフライバルブ（ＥＧＲ制御弁の弁体、バルブ）
３  シールリング
４  ハウジング（ＥＧＲ制御弁のバルブハウジング）
５  ノズル（円筒部）
６  排気ガス還流路（流体流路）
９  電動モータ（動力源）
５６  ＥＧＲ量センサ（バルブ開度検出手段）のホールＩＣ
【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】
2007285173.tif 000008
【図７】
2007285173.tif 000009
【図８】
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【図９】
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