(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内燃機関の燃焼室に連通する流体通路を形成するハウジング、および前記流体通路の内部に開閉自在に収容されたバルブを有する流体制御弁と、
（ｂ）この流体制御弁のバルブを開弁作動方向または閉弁作動方向に駆動する駆動力を発生するモータ、およびこのモータの駆動力を前記流体制御弁のバルブに伝達する複数のギヤを有するアクチュエータと、
（ｃ）前記流体制御弁のバルブを閉弁作動方向に付勢する第１バルブ付勢手段と、
（ｄ）前記流体制御弁のバルブを開弁作動方向に付勢する第２バルブ付勢手段と、
（ｅ）前記流体制御弁のバルブの現在位置を検出するバルブ位置検出手段と、
（ｆ）このバルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置と前記バルブの制御目標値とが一致するように、前記モータへの供給電力を可変制御する制御ユニットと
を備えたバルブ開閉制御装置において、
前記流体制御弁のバルブを前記流体通路を閉鎖するように全閉したバルブ位置である全閉位置付近に、前記第１バルブ付勢手段の付勢力と前記第２バルブ付勢手段の付勢力とが釣り合う中立位置を設定し、
前記流体制御弁のバルブを前記中立位置よりも開弁作動方向に作動させたバルブ位置を第１中間位置とし、
前記流体制御弁のバルブを前記中立位置よりも閉弁作動方向に作動させたバルブ位置を第２中間位置としたとき、
前記制御ユニットは、前記第１中間位置から前記第２中間位置に至るまでの所定のバルブ開度範囲内において前記流体制御弁のバルブが前記中立位置を通り越して開閉作動を繰り返すように、前記モータへの供給電力を可変制御する際に、
先ず前記バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が前記中立位置に到達する直前まで、前記制御目標値を前記中立位置付近に設定し、
その後、前記バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が前記中立位置付近に到達した時点で、前記制御目標値を前記第１中間位置または前記第２中間位置に変更することを特徴とする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、
前記制御ユニットは、前記第１中間位置から前記中立位置を通り越して前記第２中間位置に向かって前記流体制御弁のバルブを作動させるように、前記モータへの供給電力を可変制御する際に、
前記バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が前記中立位置付近に到達した時点で、前記制御目標値を前記第２中間位置に変更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または請求項２に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記制御ユニットは、前記第２中間位置から前記中立位置を通り越して前記第１中間位置に向かって前記流体制御弁のバルブを作動させるように、前記モータへの供給電力を可変制御する際に、
前記バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が前記中立位置付近に到達した時点で、前記制御目標値を前記第１中間位置に変更す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１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、  前記制御ユニットは、前記所定のバルブ開度範囲内において前記流体制御弁のバルブを開閉作動させる時に、
前記バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が前記制御目標値に到達する直前で、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実施す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１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、  前記制御ユニットは、前記所定のバルブ開度範囲内において前記流体制御弁のバルブを開閉作動させる時に、
前記バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が前記中立位置を通り越して前記第２中間位置に到達した時点で、前記流体制御弁のバルブの作動方向を反転させるように、前記モータへの供給電力を可変制御し、
その後、前記バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が前記中立位置を通り越して前記第１中間位置に到達した時点で、前記流体制御弁のバルブの作動方向を反転させるように、前記モータへの供給電力を可変制御す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１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、  前記第１バルブ付勢手段は、少なくとも前記第１中間位置から前記流体制御弁のバルブを前記中立位置に戻す方向に荷重を与える第１スプリングであって、
前記第２バルブ付勢手段は、少なくとも前記第２中間位置から前記流体制御弁のバルブを前記中立位置に戻す方向に荷重を与える第２スプリングであ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、バルブを開閉作動させるバルブ開閉制御装置に関するもので、特に排気ガス制御弁（ＥＧＲ制御弁）のバルブ周辺に付着または堆積したデポジットを掻き落とすデポジット掻き落とし作動を実施する内燃機関のＥＧＲ制御装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関の燃焼室より流出する排気ガス中の有害物質（例えば窒素酸化物：ＮＯｘ等）の低減を図るという目的で、内燃機関の燃焼室より流出する排気ガスの一部を内燃機関の吸気系統に再循環させるための排気ガス還流管と、この排気ガス還流管の内部を流れるＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）を可変制御するＥＧＲ制御弁とを備えた排気ガス再循環装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、排気ガス再循環装置に組み込まれるＥＧＲ制御弁は、図６に示したように、排気ガス還流管の一部を構成するハウジング１０１と、このハウジング１０１の円筒部１０２に嵌合保持されたノズル１０３と、このノズル１０３の内部（排気ガス通路１０４）に開閉自在に収容されたバタフライバルブ１０５と、このバタフライバルブ１０５を支持固定するバルブ軸１０６と、このバルブ軸１０６を介して、バタフライバルブ１０５を開弁駆動または閉弁駆動するアクチュエータとによって構成されている。
【０００４】
また、ＥＧＲ制御弁のバルブ付勢手段として、バタフライバルブ１０５を閉弁作動方向にスプリング荷重を与える第１スプリング１１１と、バタフライバルブ１０５を開弁作動方向にスプリング荷重を与える第２スプリング１１２とを一体化し、且つ第１スプリング１１１の一端部および第２スプリング１１２の他端部とを異なる方向に巻き込んだ１本のコイルスプリングを採用している。
【０００５】
ここで、アクチュエータは、動力源としてのモータ１０７と、このモータ１０７のモータ軸１０９の回転速度を所定の減速比となるように２段減速し、モータ１０７の駆動力（回転トルク）を増大させてバタフライバルブ１０５のバルブ軸１０６を駆動する歯車減速機構とを備えている。そして、歯車減速機構は、３つの第１〜第３ギヤ１２１〜１２３によって構成されている。
【０００６】
先ず、第１ギヤ１２１は、モータ１０７のモータ軸１０９に固定されたモータギヤであって、モータ軸１０９の軸心を中心にして回転する。また、第２ギヤ１２２は、ハウジング１０１に圧入固定されたギヤ軸１２４の軸心を中心にして回転する中間減速ギヤである。なお、第２ギヤ１２２には、第１ギヤ１２１に噛み合う大径ギヤ、および第３ギヤ１２３に噛み合う小径ギヤが一体的に設けられている。さらに、第３ギヤ１２３は、バタフライバルブ１０５のバルブ軸１０６に固定されたバルブギヤであって、バルブ軸１０６の軸心を中心にして回転する。また、一般的に、歯車減速機構の構造上、各ギヤの歯面間に、所定の隙間（バックラッシ）がないと、各ギヤが円滑に作動しないようになっている。
【０００７】
［従来の技術の不具合］
ここで、内燃機関の燃焼室より流出する排気ガス中には、燃焼残滓やカーボン等の微粒子状の不純物（排気微粒子、粒子状物質）が含まれている。このため、内燃機関の運転中に、排気ガス中に含まれる微粒子状の不純物のデポジット（付着物または堆積物）が、ＥＧＲ制御弁の内部に付着または堆積する可能性がある。
仮に、ＥＧＲ制御弁のバルブ周辺にデポジットが付着または堆積した場合、エンジン停止後にデポジットの温度が低下してデポジットの粘度が高まると、デポジット堆積固化（硬化）によってバルブ固着を引き起こす可能性がある。
【０００８】
そこで、特許文献１に記載のＥＧＲ制御弁においては、バタフライバルブ１０５がデポジットの堆積固化により固着するのを防止するという目的で、モータ１０７の駆動力を利用してバタフライバルブ１０５を、バルブ全閉位置を跨いで１回以上開閉作動させた後に、バルブ全閉位置を通り越したバルブ停止位置で停止させることにより、ＥＧＲ制御弁のバルブ周辺に付着または堆積したデポジットを、ノズル１０３のバルブ全閉位置近傍の通路壁面より掻き落とすようにしている。
また、バタフライバルブ１０５をバルブ全閉位置の前後の所定範囲内で少なくとも１回開閉作動させ、その後に、バルブ全閉位置に停止させることで、ハウジング１０１の通路壁面に付着または堆積したデポジットを掻き落とすようにしたＥＧＲ制御弁も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
ところが、特許文献１及び２に記載のＥＧＲ制御弁では、上記のようなデポジット掻き落とし作動において双方の目標位置を往復する際、第１スプリング１１１のスプリング荷重と第２スプリング１１２のスプリング荷重とが釣り合う中立位置を跨ぐとき、第１、第２ギヤ１２１、１２２の歯面間のバックラッシ、第２、第３ギヤ１２２、１２３の歯面間のバックラッシの方向が逆転し、その時各ギヤの歯面同士の衝突により大きな打撃音（衝突音）が発生する。
【００１０】
この打撃音は、衝撃音のため、バルブ作動速度を落とすことで、低減することが可能である。しかるに、バルブ作動速度を落とすと、デポジット掻き落とし作動の時間が非常に長くなる。これにより、イグニッションスイッチをＯＦＦしてからＥＣＵ（エンジン制御ユニット）のメインリレーがＯＦＦされるまでの時間が長くなるので、車両盗難防止用セキュリティシステム搭載車においては、車両盗難セキュリティ上のリスクが高まるという問題が生じる。
【００１１】
また、デポジット掻き落とし作動において、中立位置を跨がないようにすれば、各ギヤの歯面同士の衝突を原因とする打撃音は発生しない。しかるに、モータ１０７への電力供給の停止時のバルブ停止位置が、バルブ全閉位置付近から外れてしまうため、バタフライバルブ１０５が開いた状態になる。これにより、ＥＧＲ制御弁のフェイル時、つまりモータ１０７の故障時に、常にＥＧＲガスが内燃機関の吸気系統に再循環されるため、ＥＧＲ量が吸入空気量に対して過剰となる場合がある。そして、ＥＧＲ量が吸入空気量に対して過剰となると、内燃機関が失火する。そして、ストールに至り、車両が動かなくなるという問題が生じる。
【特許文献１】特開２００５−２３３０６３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、デポジット掻き落とし作動の実施時における各ギヤの歯面同士の衝突による打撃音の発生を抑制す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】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、流体制御弁のバルブの全閉位置付近に、第１バルブ付勢手段の付勢力と第２バルブ付勢手段の付勢力とが釣り合う中立位置を設定している。
そして、流体制御弁のバルブを中立位置よりも開弁作動方向に作動させたバルブ位置を第１中間位置とし、また、流体制御弁のバルブを中立位置よりも閉弁作動方向に作動させたバルブ位置を第２中間位置としている。
そして、第１中間位置から第２中間位置に至るまでの所定のバルブ開度範囲内において流体制御弁のバルブが中立位置を通り越して開閉作動を繰り返すように、モータへの供給電力を可変制御することにより、流体制御弁のバルブ周辺（特にハウジングの全閉位置の近傍または前後の通路壁面、ハウジングとバルブとの間の摺動部またはシール部）に付着または堆積したデポジットを掻き落とすことができる。
【００１４】
そして、デポジット掻き落とし作動の際に、先ずバルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が中立位置に到達する直前まで、バルブの制御目標値として中立位置付近を設定（指令）し、その後、バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が中立位置付近に到達した時点で、バルブの制御目標値として第１中間位置または第２中間位置に変更（指令、更新）するようにしている。
これによって、デポジット掻き落とし作動の実施時に、中立位置に到達する直前の低速のバルブ作動速度、あるいは中立位置から第１中間位置または第２中間位置に向けて起動した直後の低速のバルブ作動速度で流体制御弁のバルブが中立位置を通り越すように、モータへの供給電力が可変制御される。
【００１５】
このとき、流体制御弁のバルブが、低速のバルブ作動速度で中立位置を跨ぐことができるので、流体制御弁のバルブが中立位置を跨ぐ際に２つの第１、第２バルブ付勢手段の荷重方向が低速で逆転し、各ギヤの歯面間のバックラッシの方向も低速で逆転する。これにより、各ギヤの歯面同士の衝突による打撃音を低減させることができる。
また、バルブが中立位置を通り越すときだけ、バルブ作動速度が遅くなるのでデポジット掻き落とし作動の時間が長くなるのを抑制することができる。
したがって、デポジット掻き落とし作動の実施期間が長期化するのを抑制しながらも、また、内燃機関の失火やストールの発生を抑制しながらも、デポジット掻き落とし作動の実施時における各ギヤの歯面同士の衝突による打撃音の発生を抑制することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、第１中間位置から中立位置を通り越して第２中間位置に向かって流体制御弁のバルブを（閉弁作動方向に）作動させるように、モータへの供給電力を可変制御することにより、流体制御弁のバルブ周辺（特にハウジングの全閉位置の近傍または前後の通路壁面、ハウジングとバルブとの間の摺動部またはシール部）に付着または堆積したデポジットを掻き落とすことができる。
そして、制御ユニットは、このようなデポジット掻き落とし作動の際に、（先ずバルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が中立位置に到達する直前まで、バルブの制御目標値を中立位置付近に設定し、その後、）バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が中立位置付近に到達した時点で、バルブの制御目標値を第２中間位置に変更（更新）するように構成されている。
したがって、デポジット掻き落とし作動の実施期間が長期化するのを抑制しながらも、また、内燃機関の失火やストールの発生を抑制しながらも、デポジット掻き落とし作動の実施時における各ギヤの歯面同士の衝突による打撃音の発生を抑制することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、第２中間位置から中立位置を通り越して第１中間位置に向かって流体制御弁のバルブを（開弁作動方向に）作動させるように、モータへの供給電力を可変制御することにより、流体制御弁のバルブ周辺（特にハウジングの全閉位置の近傍または前後の通路壁面、ハウジングとバルブとの間の摺動部またはシール部）に付着または堆積したデポジットを掻き落とすことができる。
そして、制御ユニットは、このようなデポジット掻き落とし作動の際に、（先ずバルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が中立位置に到達する直前まで、バルブの制御目標値を中立位置付近に設定し、その後、）バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が中立位置付近に到達した時点で、バルブの制御目標値を第１中間位置に変更（更新）するように構成されている。
したがって、デポジット掻き落とし作動の実施期間が長期化するのを抑制しながらも、また、内燃機関の失火やストールの発生を抑制しながらも、デポジット掻き落とし作動の実施時における各ギヤの歯面同士の衝突による打撃音の発生を抑制することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、第１中間位置から第２中間位置に至るまでの所定のバルブ開度範囲内において流体制御弁のバルブを開閉作動させることにより、流体制御弁のバルブ周辺（特にハウジングの全閉位置の近傍または前後の通路壁面、ハウジングとバルブとの間の摺動部またはシール部）に付着または堆積したデポジットを掻き落とすことができる。
そして、制御ユニットは、このようなデポジット掻き落とし作動の実施時に、バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置がバルブの制御目標値に到達する直前で、流体制御弁のバルブの作動速度をバルブの制御目標値に向けて徐々に減速する減速制御を実施するように構成されている。これによって、流体制御弁のバルブがその制御目標値（中立位置）を通り越す等のオーバーシュートを防止することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、第１中間位置から第２中間位置に至るまでの所定のバルブ開度範囲内において流体制御弁のバルブを開閉作動させることにより、流体制御弁のバルブ周辺（特にハウジングの全閉位置の近傍または前後の通路壁面、ハウジングとバルブとの間の摺動部またはシール部）に付着または堆積したデポジットを掻き落とすことができる。
そして、制御ユニットは、このようなデポジット掻き落とし作動の実施時に、バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が中立位置を通り越して第２中間位置に到達した時点で、流体制御弁のバルブの作動方向を反転させるように、モータへの供給電力を可変制御し、その後、バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が中立位置を通り越して第１中間位置に到達した時点で、流体制御弁のバルブの作動方向を反転させるように、モータへの供給電力を可変制御するように構成されている。
これによって、第１中間位置から中立位置を通り越して第２中間位置に至るまでの所定のバルブ開度範囲内において流体制御弁のバルブを開閉作動させることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、第１バルブ付勢手段として、少なくとも第１中間位置から流体制御弁のバルブを中立位置に戻す方向に荷重を与える第１スプリングを採用している。また、第２バルブ付勢手段として、少なくとも第２中間位置から流体制御弁のバルブを中立位置に戻す方向に荷重を与える第２スプリングを採用している。この場合、モータへの電力の供給を停止すると、第１スプリングの荷重と第２スプリングの荷重とが釣り合う中立位置（スプリングバランスポイント）にバルブが付勢される。
そして、第１スプリングの荷重と第２スプリングの荷重とが釣り合う中立位置を、流体制御弁のバルブの全閉位置付近（全閉位置、あるいは全閉位置の前または後）に設定しているので、モータへの電力の供給を停止すると、２つの第１、第２スプリングの荷重によって流体制御弁のバルブが全閉位置付近に戻される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態は、デポジット掻き落とし作動の実施時における各ギヤの歯面同士の衝突による打撃音の発生を抑制するという目的を、デポジット掻き落とし作動の際に、流体制御弁のバルブが低速のバルブ作動速度で中立位置を通り越すように、モータへの供給電力を可変制御することで実現した。
【実施例１】
【００２２】
［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１（ａ）は内燃機関のＥＧＲ制御装置を示した図で、図１（ｂ）は排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲＶ）を示した図である。
【００２３】
本実施例の内燃機関の制御装置（エンジン制御システム）は、例えば自動車等の車両のエンジンルームに搭載された内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）の運転状態に基づいて、エンジンの排気系統からエンジンの吸気系統に再循環される排気ガス（ＥＧＲガス）の還流量（ＥＧＲ量、ＥＧＲ率）が最適値となるように可変制御する内燃機関のＥＧＲ制御装置（排気ガス再循環制御装置）として使用されるものである。
【００２４】
本実施例の内燃機関のＥＧＲ制御装置は、エンジンの各気筒（シリンダ）の燃焼室に連通する吸気管および排気管と、エンジンの各気筒毎の燃焼室内より流出した排気ガスの一部を、エンジンの排気系統（排気管）からエンジンの吸気系統（吸気管）へ再循環させるための排気ガス還流管と、この排気ガス還流管の内部を流れるＥＧＲガスの還流量を可変制御する排気ガス還流量制御弁（排気ガス制御弁、ＥＧＲ制御弁：以下ＥＧＲＶと呼ぶ）と、このＥＧＲＶ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。
【００２５】
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、過給機付きディーゼルエンジン（ターボ過給機付きエンジン）を採用しても良い。
本実施例の排気ガス再循環装置は、上述したように、排気管の分岐部と吸気管の合流部とを接続する排気ガス還流管と、この排気ガス還流管の途中に設置されたＥＧＲＶとによって構成されている。排気ガス還流管の内部には、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通路を構成している。
【００２６】
ＥＧＲＶは、本発明の流体制御弁に相当するもので、ＥＧＲガスの還流量を制御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、排気ガス還流管の一部を構成するハウジング４と、このハウジング４の円筒部に嵌合保持されたノズル５とを備えている。
なお、本実施例のＥＧＲＶは、ハウジング４およびノズル５の内部に形成される排気ガス還流路（流体通路）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ＥＧＲ量（新規吸入空気量に対するＥＧＲ率）を可変制御する流体流量制御弁を構成している。
また、ＥＧＲＶは、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５を有している。
【００２７】
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個のスプリング（バルブ付勢手段）７、動力源としてのモータ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：ＥＧＲＶ開度）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。
【００２８】
本実施例のＥＧＲＶ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、ＥＧＲＶ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、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。
【００２９】
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およびノズル５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、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。
【００３０】
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、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（回転角度の変更）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ＥＧＲＶ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。
【００３１】
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。
【００３２】
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の通路壁面（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が開閉作動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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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（円筒部）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、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。
【００３６】
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の通路壁面）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。
【００３７】
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（スプリング荷重）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（スプリング荷重）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、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。
【００３８】
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、あるいはモータ９への電力の供給を停止した時に、ハウジング４のギヤハウジング１４に一体的に形成されたブロック状の中間ストッパ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バルブ付勢手段（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バルブ付勢手段（第２スプリング）である。
【００３９】
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（以下モータと言う）９と、このモータ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）とを備えた電動式のアクチュエータによって構成されている。
モータ９は、バタフライバルブ１を開弁作動方向または閉弁作動方向に駆動する駆動トルクを発生する。このモータ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。そして、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。
【００４０】
歯車減速機構は、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、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。
【００４１】
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、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。
【００４２】
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、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。
【００４３】
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更に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に機械的に係止される。全閉側ストッパ５３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。
なお、本実施例では、全閉側ストッパ５３によって規制される最大全閉開度を、バルブ全閉位置をθ＝０ｄｅｇとしたとき、バルブ全閉位置から微少開度（例えばθ＝−１７ｄｅｇ程度）だけ閉弁作動方向に開弁した開度に設定している。
【００４４】
また、第３ギヤ４３の外周部には、全開側ストッパ部５２が設けられている。この全開側ストッパ部５２は、バタフライバルブ１がバルブ全開位置を越えて更に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）５４に機械的に係止される。全開側ストッパ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５２が全開側ストッパ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開弁作動方向への回転動作が規制される。
なお、本実施例では、全開側ストッパ５４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θ＝０ｄｅｇとしたとき、バルブ全閉位置から所定の開度（例えばθ＝＋６０〜９０ｄｅｇ、望ましくはθ＝＋７０ｄｅｇ程度）だけ開弁作動方向に開弁した開度に設定している。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
ここで、アクチュエータ、特にモータ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のオン信号（ＩＧ・ＯＮ信号）およびオフ信号（ＩＧ・ＯＦＦ信号）を検出するＩＧ信号検出部を有し、このＩＧ信号検出部でイグニッションスイッチのオン信号（ＩＧ・ＯＮ信号）を検出した際に、ＥＣＵとバッテリ（車載電源）とを結ぶＥＣＵ電源ラインを断続するメインリレー（図示せず）をオン（ＯＮ）するように構成されている。
【００４８】
そして、ＥＣＵは、イグニッションスイッチをオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メインリレーがＯＮされて、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実開度（実バルブ開度、実ＥＧＲ開度、ＥＧＲＶ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である目標開度（目標バルブ開度、目標ＥＧＲ開度）に略一致するように、モータ９の駆動トルク、つまりモータ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。
【００４９】
また、ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、メインリレーがＯＦＦされて、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ＥＧＲバルブ制御が強制的に終了されるように構成されている。
なお、ＥＣＵは、エンジンの運転を終了する目的で、エンジンキー（またはエンジンスイッチ）をＩＧ位置からＡＣＣ位置またはＯＦＦ位置に回してイグニッションスイッチをオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）しても、所定の条件を満足するまで（所定時間が経過するまで、あるいはデポジット掻き落とし作動が終了するまで）は、メインリレーのＯＦＦを遅延させることで、エンジンのアイドル運転制御、あるいはイグニッションスイッチのＯＦＦ後のＥＧＲＶ開閉制御（デポジット掻き落とし作動）等を継続できるように構成されている。  
【００５０】
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。
また、マイクロコンピュータには、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１の開度（ＥＧＲＶ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。
【００５１】
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、ＥＧＲＶ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）、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出力信号（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。
【００５２】
また、ＥＣＵは、図２に示したように、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ＥＧＲＶ開度のことである。
【００５３】
また、ＥＣＵは、図３に示したように、バタフライバルブ１を全閉した全閉開度の状態、つまりバタフライバルブ１を排気ガス還流路６を閉鎖するように全閉したバルブ位置をバルブ全閉位置としてメモリに格納している。なお、バルブ全閉位置とは、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ＥＧＲＶ開度のことである。
【００５４】
ここで、ＥＣＵは、モータ９への電力の供給を停止した際にスプリング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停止位置を制御上の全閉ポイント（θ＝０ｄｅｇ）としてマイクロコンピュータのメモリに格納している。
また、本実施例では、図４に示したように、リターンスプリング３１の付勢力（スプリング荷重）とデフォルトスプリング３２の付勢力（スプリング荷重）とが釣り合った中立位置（スプリングバランスポイント）を、バルブ全閉位置付近（バルブ全閉位置よりも開弁作動方向に僅かに（少しだけ）作動（回転動作）させたバルブ位置）に設定している。したがって、ＥＣＵは、スプリングバランスポイントを制御上の全閉ポイント（θ＝０ｄｅｇ）としてマイクロコンピュータのメモリに格納している。
【００５５】
なお、リターンスプリング３１は、バタフライバルブ１を支持固定するバルブシャフト１３に一体的に組み付けられた第３ギヤ４３に対して、少なくとも第１中間位置からバタフライバルブ１をスプリングバランスポイントに戻す方向（閉弁作動方向）にスプリング荷重を与える第１バルブ付勢手段を構成する。また、デフォルトスプリング３２は、第３ギヤ４３に対して、少なくとも第２中間位置からバタフライバルブ１をスプリングバランスポイントに戻す方向（開弁作動方向）にスプリング荷重を与える第２バルブ付勢手段を構成する。
【００５６】
なお、第１中間位置とは、バタフライバルブ１を、スプリングバランスポイントよりも開弁作動方向に作動（回転動作）させたバルブ位置（中間開度の状態）のことである。また、第２中間位置とは、バタフライバルブ１を、スプリングバランスポイントよりも閉弁作動方向に僅かに（少しだけ）作動（回転動作）させたバルブ位置（中間開度の状態）のことである。ＥＣＵは、第１中間位置を開弁側最大開度（θ＝＋３０ｄｅｇ）としてメモリに格納し、第２中間位置を閉弁側最大開度（θ＝−１０ｄｅｇ）としてメモリに格納している。
ここで、本実施例のＥＣＵは、スプリングバランスポイント、第１中間位置および第２中間位置を、デポジット掻き落とし作動の実施時におけるバタフライバルブ１の制御目標値である目標開度として使用する。
【００５７】
ここで、スプリングバランスポイントからバタフライバルブ１の開弁作動方向への回転動作に対しては、図２に示したように、スプリング７のＵ字フック部３６が中間ストッパ３５より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（スプリング荷重）は作用せず、リターンスプリング３１の付勢力（スプリング荷重）が作用する。
また、スプリングバランスポイントからバタフライバルブ１の閉弁作動方向への回転動作に対しては、図３に示したように、スプリング７のＵ字フック部３６が中間ストッパ３５に押し付けられるため、第３ギヤ４３に対してリターンスプリング３１の付勢力（スプリング荷重）は作用せず、デフォルトスプリング３２の付勢力（スプリング荷重）が作用する。
【００５８】
したがって、本実施例のＥＧＲＶにおいては、バタフライバルブ１が、リターンスプリング３１のスプリング荷重とデフォルトスプリング３２のスプリング荷重とが釣り合うスプリングバランスポイントを境にして、開弁作動方向への動作時（モータ９による駆動トルクの方向が全開側）におけるスプリング７の荷重方向と、閉弁作動方向への動作時（モータ９による駆動トルクの方向が全閉側）におけるスプリング７の荷重方向とが逆転する。
【００５９】
ここで、本実施例では、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）せたＥＧＲＶを使用している。
このようなＥＧＲＶ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。
【００６０】
ここで、本実施例のＥＣＵは、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、所定のＥＧＲＶ開度範囲（ＥＧＲガス洩れ量不感帯を含むバルブ開度範囲）内において、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１が、バルブ全閉位置付近に設定される中立位置（スプリングバランスポイント）を通り越して開閉作動を複数回（例えば５回）繰り返すように、モータ９への供給電力を可変制御している。
【００６１】
具体的には、第１中間位置から第２中間位置に至るまでの所定のＥＧＲＶ開度範囲（バルブ開度範囲）内において、バタフライバルブ１がスプリングバランスポイントを通り越して開閉作動を５回繰り返すように、モータ９への供給電力を可変制御することによって、後述するデポジット掻き落とし作動を実施するように構成されている。
なお、所定のＥＧＲＶ開度範囲内において、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１を開閉作動（デポジット掻き落とし作動）させる時間または回数は、エンジン運転継続時間や排気ガス中に含まれるＰＭ量（パティキュレート量）の累積値に応じて決定される。また、デポジット掻き落とし作動回数は、１回でも良い。
【００６２】
［実施例１の作用］
次に、本実施例の内燃機関のＥＧＲ制御装置（バルブ開閉制御装置）によるデポジット掻き落とし作動を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。ここで、図５は、制御目標値である目標開度（目標ＥＧＲ開度）と実開度（実ＥＧＲ開度、ＥＧＲＶ開度）の変化を示したタイミングチャートである。
【００６３】
ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、デポジット掻き落とし作動を実施する。そして、ＥＧＲ量センサ（ホールＩＣ５６）の出力信号に基づいて算出（測定）されるＥＧＲＶ開度（実開度）を検出する。以下においては、バタフライバルブ１の現在位置であるＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイントよりも開弁作動方向に開弁したバルブ位置（例えば第１中間位置）にある場合を想定して説明する。
このとき、ＥＣＵは、デポジット掻き落とし作動を実施する際、特に第１中間位置からスプリングバランスポイントを通り越して第２中間位置に向かってバタフライバルブ１を作動させる際に、図５のタイミングチャートに示したように、先ずホールＩＣ５６によって検出されるＥＧＲＶ開度（実開度）が、スプリングバランスポイントに到達する直前まで、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）をスプリングバランスポイント（中立位置、中立開度）に設定する。すなわち、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）は、デポジット掻き落とし作動の前の目標開度からスプリングバランスポイント（θ＝０ｄｅｇ）に切り替えられる。
【００６４】
すると、ＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイント（θ＝０ｄｅｇ）となるように、モータ９への供給電力が調整される。このとき、第１中間位置からスプリングバランスポイントに至るまでの閉弁作動の初期段階では、バタフライバルブ１の作動速度をスプリングバランスポイントに向けて徐々に加速する加速制御が実施される。
次に、第１中間位置からスプリングバランスポイントに至るまでの閉弁作動の中間段階では、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が実施される。
次に、ＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイントに到達する直前で、バタフライバルブ１の作動速度をスプリングバランスポイントに向けて徐々に減速する減速制御が実施される。
【００６５】
その後、ＥＣＵは、図５のタイミングチャートに示したように、ホールＩＣ５６によって検出されるＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイントに到達した時点で、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）を第２中間位置に変更（設定）する。すなわち、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）は、スプリングバランスポイントから第２中間位置（θ＝−１０ｄｅｇ）に切り替えられる。
【００６６】
すると、ＥＧＲＶ開度（実開度）が第２中間位置（θ＝−１０ｄｅｇ）となるように、モータ９への供給電力が調整される。このとき、スプリングバランスポイントから第２中間位置に至るまでの閉弁作動の初期段階では、バタフライバルブ１の作動速度を第２中間位置に向けて徐々に加速する加速制御が実施される。
次に、スプリングバランスポイントから第２中間位置に至るまでの閉弁作動の中間段階では、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が実施される。
次に、ＥＧＲＶ開度（実開度）が第２中間位置に到達する直前で、バタフライバルブ１の作動速度を第２中間位置に向けて徐々に減速する減速制御が実施される。
【００６７】
その後、ＥＣＵは、図５のタイミングチャートに示したように、ホールＩＣ５６によって検出されるＥＧＲＶ開度（実開度）が第２中間位置に到達した時点で、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）をスプリングバランスポイントに変更（設定）する。すなわち、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）は、第２中間位置からスプリングバランスポイント（θ＝０ｄｅｇ）に切り替えられる。
このとき、ＥＣＵは、ＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイントを通り越して第２中間位置に到達した時点で、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１の作動方向を反転させるように、モータ９の駆動トルク、つまりモータ９への供給電力（例えばモータ電流）を可変制御する。具体的には、モータ９のモータ軸であるモータシャフト１１の回転方向を反転させる。
【００６８】
すると、ＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイント（θ＝０ｄｅｇ）となるように、モータ９への供給電力が調整される。このとき、第２中間位置からスプリングバランスポイントに至るまでの開弁作動の初期段階では、バタフライバルブ１の作動速度をスプリングバランスポイントに向けて徐々に加速する加速制御が実施される。
次に、第２中間位置からスプリングバランスポイントに至るまでの開弁作動の中間段階では、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が実施される。
次に、ＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイントに到達する直前で、バタフライバルブ１の作動速度をスプリングバランスポイントに向けて徐々に減速する減速制御が実施される。
【００６９】
その後、ＥＣＵは、図５のタイミングチャートに示したように、ホールＩＣ５６によって検出されるＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイントに到達した時点で、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）を第１中間位置に変更（設定）する。すなわち、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）は、スプリングバランスポイントから第１中間位置（θ＝＋３０ｄｅｇ）に切り替えられる。
【００７０】
すると、ＥＧＲＶ開度（実開度）が第１中間位置（θ＝＋３０ｄｅｇ）となるように、モータ９への供給電力が調整される。このとき、スプリングバランスポイントから第１中間位置に至るまでの開弁作動の初期段階では、バタフライバルブ１の作動速度を第１中間位置に向けて徐々に加速する加速制御が実施される。
次に、スプリングバランスポイントから第１中間位置に至るまでの開弁作動の中間段階では、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が実施される。
次に、ＥＧＲＶ開度（実開度）が第１中間位置に到達する直前で、バタフライバルブ１の作動速度を第１中間位置に向けて徐々に減速する減速制御が実施される。
【００７１】
その後、ＥＣＵは、図５のタイミングチャートに示したように、ホールＩＣ５６によって検出されるＥＧＲＶ開度（実開度）が第１中間位置に到達した時点で、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）をスプリングバランスポイントに変更（設定）する。すなわち、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）は、第１中間位置からスプリングバランスポイント（θ＝０ｄｅｇ）に切り替えられる。
このとき、ＥＣＵは、ＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイントを通り越して第１中間位置に到達した時点で、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１の作動方向を反転させるように、モータ９の駆動トルク、つまりモータ９への供給電力（例えばモータ電流）を可変制御する。具体的には、モータ９のモータ軸であるモータシャフト１１の回転方向を反転させる。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、モータ印加電圧等）を可変制御することで実施される。
そして、以上のような第１中間位置からスプリングバランスポイントを通り越して第２中間位置に至るまでの所定のＥＧＲＶ開度範囲内におけるイグニッションオフ後のＥＧＲＶ開閉制御（デポジット掻き落とし作動）を繰り返し実行する。
【００７２】
エンジン運転継続期間（イグニッションスイッチのオン期間）中に、ハウジング４のバルブ全閉位置の近傍または前後の通路壁面（ノズル５のシート面）に付着または堆積したデポジットが、上述したようなＥＧＲＶ開閉制御（デポジット掻き落とし作動）を繰り返し実行することで、バタフライバルブ１のシールリング溝に嵌合保持されたシールリング３の摺動面および両エッジ部にて掻き落とされる。
これによって、デポジットは、バタフライバルブ１とハウジング４との間の摺動部、特にシールリング３の摺動面とノズル５のシート面との間の摺動部より除去される。したがって、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１の周辺に付着または堆積したデポジットを除去することができるので、デポジット堆積固化によってＥＧＲＶのバルブ固着やバルブ動作不良を引き起こす不具合を抑制することができる。
【００７３】
［実施例１の特徴］
ここで、デポジット掻き落とし作動を実施する際に、図２ないし図５および図７に示したように、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１が、リターンスプリング３１のスプリング荷重とデフォルトスプリング３２のスプリング荷重とが釣り合うスプリングバランスポイントを境にして、開弁作動方向への動作時（モータ９による駆動トルクの方向が全開側）におけるスプリング７の荷重方向と、閉弁作動方向への動作時（モータ９による駆動トルクの方向が全閉側）におけるスプリング７の荷重方向とが逆転する。
このとき、第１、第２ギヤ４１、４２の歯面間のバックラッシ、第２、第３ギヤ４２、４３の歯面間のバックラッシの方向が逆転し、その時各ギヤの歯面同士の衝突により打撃音（歯打ち音）が発生するという不具合がある。
【００７４】
そこで、本実施例の内燃機関のＥＧＲ制御装置（バルブ開閉制御装置）においては、デポジット掻き落とし作動の実施時に、先ず制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）としてスプリングバランスポイントを設定（指令）する。これにより、図５に示したように、ホールＩＣ５６によって検出されるＥＧＲＶ開度（実開度）が、制御目標値であるスプリングバランスポイントに到達する直前から、バタフライバルブ１の作動速度をスプリングバランスポイントに向けて徐々に減速する減速制御が開始される。
これにより、ＥＧＲＶ開度（実開度）にブレーキがかかり、スプリングバランスポイントを跨ぐ際に、速度を落とすことができる。
ここで、ホールＩＣ５６によって検出されるＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイントに到達した時点で、モータ９の駆動トルクを制御時間が経過するまでゼロにしても良い。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。
【００７５】
また、ホールＩＣ５６によって検出されるＥＧＲＶ開度（実開度）がスプリングバランスポイントに到達した時点で、制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）として第１中間位置または第２中間位置を設定（指令）する。これにより、図５に示したように、ホールＩＣ５６によって検出されるＥＧＲＶ開度（実開度）が、制御目標値であるスプリングバランスポイントに到達した直後から、バタフライバルブ１の作動速度を第１中間位置または第２中間位置に向けて徐々に加速する加速制御が開始される。
これによって、デポジット掻き落とし作動の際に、スプリングバランスポイントに到達する直前の低速のバルブ作動速度、あるいはスプリングバランスポイントから第１中間位置または第２中間位置に向けて起動した直後の低速のバルブ作動速度でＥＧＲＶのバタフライバルブ１がスプリングバランスポイントを跨ぐことになる。
すなわち、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１が、低速のバルブ作動速度でスプリングバランスポイントを跨ぐことができるので、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１がスプリングバランスポイントを跨ぐ際にスプリング７の荷重方向が低速で逆転し、歯車減速機構の第１、第２ギヤ４１、４２の歯面間のバックラッシ、第２、第３ギヤ４２、４３の歯面間のバックラッシの方向も低速で逆転する。これにより、歯車減速機構の第１、第２ギヤ４１、４２の歯面同士、第２、第３ギヤ４２、４３の歯面同士の衝突による打撃音を低減させることができる。
【００７６】
また、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１がスプリングバランスポイントを跨ぐときだけ、バルブ作動速度が遅くなるので、デポジット掻き落とし作動の作動時間が長くなるのを抑制することができる。
また、デポジット掻き落とし作動の実施時に、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１が、スプリングバランスポイントを跨ぐように開閉作動を繰り返す。さらに、スプリングバランスポイントをバルブ全閉位置付近に設定しているので、モータ９への電力の供給を停止した時にバルブ停止位置が、バルブ全閉位置から大きく外れることはない。つまり、モータ９への電力の供給を停止した時にバタフライバルブ１が閉じた状態になる。これにより、ＥＧＲＶのフェイル時、つまりモータ９の故障（断線故障等）時に、ＥＧＲガスがエンジンの各気筒毎の燃焼室内に再循環されることはなく、ＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）が吸入空気量に対して過剰となることはない。この結果、エンジンの失火やエンジンストールの発生を抑制することができるので、車両が動かなくなる不具合が発生しない。
したがって、デポジット掻き落とし作動の実施期間が長期化するのを抑制しながらも、また、エンジンの失火やエンジンストールの発生を抑制しながらも、デポジット掻き落とし作動の実施時における歯車減速機構の各ギヤの歯面同士の衝突による打撃音の発生を抑制することができる。
【００７７】
［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）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。
【００７８】
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ＥＧＲＶ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。
【００７９】
本実施例では、ＥＧＲＶ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、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ＥＧＲＶ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。
【００８０】
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、流体通路開閉弁、流体通路切替弁、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。
【００８１】
本実施例では、ハウジング４の通路壁面の一部に、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の通路壁面の一部に、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。
【００８２】
本実施例では、３つの第１〜第３ギヤ４１〜４３を用いてモータ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、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。
【００８３】
本実施例では、第１中間位置を、スプリングバランスポイントを制御上の全閉ポイント（θ＝０ｄｅｇ）としたとき、θ＝＋３０ｄｅｇに設定しているが、第１中間位置を、ＥＧＲガス洩れ量不感帯の開弁側最大開度（＋３．５°程度）に設定しても良い。
本実施例では、第２中間位置を、スプリングバランスポイントを制御上の全閉ポイント（θ＝０ｄｅｇ）としたとき、θ＝−１０ｄｅｇに設定しているが、第２中間位置を、ＥＧＲガス洩れ量不感帯の閉弁側最大開度（−３．５°程度）に設定しても良い。
また、スプリングバランスポイントをバルブ全閉位置に設定しても良く、また、第２中間位置をバルブ全閉位置に設定しても良い。
【００８４】
本実施例では、イグニッションスイッチのＯＦＦ後にＥＧＲＶ開閉制御（デポジット掻き落とし作動）を実施しているが、エンジンの運転停止後またはエンジン始動時にＥＧＲＶ開閉制御（デポジット掻き落とし作動）を実施しても良い。また、デポジット掻き落とし作動を、通常のエンジン運転中の全閉作動時に実施しても良い。
なお、ＥＧＲＶのバタフライバルブ１が開弁している時（例えばバルブ全開時）に、全閉作動条件が成立した場合には、先ず制御目標値である目標ＥＧＲ開度（目標開度）としてスプリングバランスポイント（中立位置）を設定（指令）する。
全閉作動条件としては、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、または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、または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等がある。
【００８５】
また、ＥＧＲＶ開閉制御（デポジット掻き落とし作動）の実施時に、第２中間位置または第１中間位置から第１中間位置または第２中間位置に向けてバルブを作動させる際、中立位置（スプリングバランスポイント）の直前で所定時間が経過するまで、バルブの作動を停止させるようにしても良い。この場合には、中立位置から第１中間位置または第２中間位置に向けて起動した直後の低速のバルブ作動速度でバルブが中立位置を通り越すことができる。これにより、デポジット掻き落とし作動の実施時における歯車減速機構の各ギヤの歯面同士の衝突による打撃音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】（ａ）は内燃機関のＥＧＲ制御装置を示したブロック図で、（ｂ）は排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲＶ）を示した断面図である（実施例１）。
【図２】バルブ全開位置におけるスプリングの荷重方向を示した説明図である（実施例１）。
【図３】バルブ全閉位置におけるスプリングの荷重方向を示した説明図である（実施例１）。
【図４】スプリングバランスポイントにおけるスプリングの中立状態を示した説明図である（実施例１）。
【図５】デポジット掻き落とし作動の実施時における目標開度および実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６】排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲＶ）を示した断面図である（従来の技術）。
【図７】デポジット掻き落とし作動の実施時における目標開度および実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】
【００８７】
１  バタフライバルブ（ＥＧＲＶの弁体、バルブ）
３  シールリング
４  ハウジング（ＥＧＲＶのバルブハウジング）
５  ノズル
６  排気ガス還流路（流体通路）
７  スプリング（コイルスプリング）
９  モータ（動力源）
３１  リターンスプリング（第１バルブ付勢手段、第１スプリング）
３２  デフォルトスプリング（第２バルブ付勢手段、第２スプリング）
４１  第１ギヤ（モータギヤ、第１回転体）
４２  第２ギヤ（中間減速ギヤ、第２回転体）
４３  第３ギヤ（バルブギヤ、第３回転体）
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】
0004353291.tif 000007
【図７】
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