JP2007162471A - 内燃機関用流体制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンの気筒より排気系に流出した流体（排気ガス）中に含まれる不純物がバタフライ型バルブ４のシールリング溝５内に、堆積および滞留または目詰まりするのを抑制することで、バタフライ型バルブ４のシールリング溝５内に装着されたシールリング６の収縮不能に伴うバルブティックを防止することを課題とする。
【解決手段】 設定時間内にＥＧＲ制御弁のバタフライ型バルブ４が閉弁作動されない場合には、ＥＧＲ制御弁のバタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間が、予め決められた設定時間を越えた時点で、ＥＧＲ制御弁のバタフライ型バルブ４のバルブ開度（実ＥＧＲ開度）がバルブ全閉位置となるように、電動モータへの電力を制限することで、スプリングの付勢力（スプリング荷重）を利用してＥＧＲ制御弁のバタフライ型バルブ４を強制的に閉弁作動させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、バルブの環状溝内にシールリングを装着した流体制御弁を備えた内燃機関用流体制御装置に関するもので、特にバタフライ型バルブの環状溝内にＣ字状のシールリングを装着した排気ガス還流量制御弁を備えた排気ガス再循環装置に係わる。

［従来の技術］
従来より、流体制御弁として、内燃機関の気筒の燃焼室内より流出する排気ガス中に含まれる有害物質（例えば窒素酸化物：ＮＯｘ等）の低減を図るという目的で、内燃機関の気筒の燃焼室内より流出する排気ガスの一部（排気再循環ガス：ＥＧＲガス）を内燃機関の吸気系（特に内燃機関の気筒に連通する吸気通路）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。そして、この排気ガス還流量制御弁の一例として、歯車減速機構を介して電動モータの駆動力（モータトルク）をバルブ軸に伝達し、バルブ軸の先端に装着されたバタフライ型バルブを、バルブ軸を中心にして回転運動させて、バルブ全閉位置からバルブ全開位置までの作動範囲で回転動作させて、内燃機関の吸気系に再循環されるＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）を調整する電動式のＥＧＲ制御弁がある。

ここで、バタフライ型バルブを備えたＥＧＲ制御弁では、バルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ量を低減する場合に、Ｃ字状のシールリングを使用している。このシールリングは、バタフライ型バルブの外周に設けられた環状のシールリング溝内に嵌め込まれ、バタフライ型バルブの開度が全閉位置の時（バルブ全閉時）にシールリングが自身の拡径方向の張力により、ハウジング内周面に嵌合されたスリーブ内面に突っ張り、バタフライ型バルブの外周面とスリーブ内面との間の環状隙間を塞ぐことによりＥＧＲガス洩れ量を低減している（例えば、特許文献１及び２参照）。なお、排気ガス再循環装置に使用されるＥＧＲ制御弁のバタフライ型バルブは、燃焼残滓やカーボン等の微粒子（煤、煤に吸着している炭化水素、サルフェート及び金属等の粉末状固体微粒子：パティキュレート）が含まれているＥＧＲガスが流れるスリーブ内に収容されている。

［従来の技術の不具合］
ところが、バタフライ型バルブが開いた状態では、シールリングが自身の拡径方向の張力によりバルブ全閉時よりも拡径方向に開いた状態となる。この開いた状態でバタフライ型バルブが閉じることなく、内燃機関が長く運転されると、シールリングが嵌まるシールリング溝内にＥＧＲガス中に含まれる微粒子が入り込み、シールリング溝内に堆積および滞留してデポジット（固形化、粘着化を含む）を形成する可能性がある。このように、シールリング溝内にデポジットが形成された場合には、バタフライ型バルブが開いた状態からバルブ全閉位置に戻そうとしても、シールリングが自身の縮径方向に収縮不能となる。これにより、バタフライ型バルブの閉弁作動時に、シールリングの外径面がスリーブ内面に当接しても、シールリングが自身の縮径方向に縮むことができず、シールリングがスリーブ内面に干渉してバタフライ型バルブがバルブ全閉位置よりも手前で、これ以上の閉弁作動が不能（バルブスティック）となる恐れがある。

ここで、エンジン停止時に、デポジットによる作動阻害対策としてバタフライ型バルブを閉弁位置に閉弁作動させた後に閉弁位置を跨いで往復作動させてから閉弁位置で停止させるように制御するガス流制御装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、バタフライ型バルブの作動履歴によりバタフライ型バルブを強制的に閉弁位置に閉弁作動させるトリガーとするものとは異なり、バタフライ型バルブの開弁状態が長時間継続した状況（作動履歴）に対して全閉位置制御ができず、シールリング溝内へのＥＧＲガス中に含まれる微粒子の侵入、堆積および滞留または目詰まりを抑制することができないという問題があった。
特開２００４−１６２６６５号公報（第１−１４頁、図１−図２） 特開２００５−２３３０６３号公報（第１−１４頁、図１−図６） 特開２００３−３１４３７７号公報（第１−８頁、図１−図８）

本発明の目的は、内燃機関の気筒より排気系に流出した流体（排気ガス）中に含まれる不純物、あるいは内燃機関の気筒より吸気系に逆流した流体（未燃焼ガス）中に含まれる不純物がバタフライ型バルブの環状溝内へ侵入して、バタフライ型バルブの環状溝内に堆積および滞留または目詰まりするのを抑制することで、バタフライ型バルブの環状溝内に装着されたシールリングの収縮不能に伴うバルブティックを防止することのできる内燃機関用流体制御装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の運転時に、バタフライ型バルブの作動履歴または内燃機関の運転状態を確認し、バタフライ型バルブの作動履歴または内燃機関の運転状態が所定の条件を満足した時点で、バタフライ型バルブのバルブ位置が、バタフライ型バルブの全閉位置となるように、バタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させる。これによって、バタフライ型バルブの環状溝内に装着されたシールリングが、流体流路の流路壁面に密着するため、シールリング自体の軸線方向に対して略直交する半径方向（縮径方向）に押し戻される。そして、仮に内燃機関の気筒より排気系に流出した流体（排気ガス）中に含まれる不純物、あるいは内燃機関の気筒より吸気系に逆流した流体（未燃焼ガス）中に含まれる不純物がバタフライ型バルブの環状溝内（特に環状溝底面とシールリング内径面との間の空間内、あるいは環状溝壁面とシールリング側面との間の空間内）に侵入したとしても堆積および滞留または目詰まりする前にバタフライ型バルブの環状溝内から排出することができる。

これにより、バタフライ型バルブの環状溝内での不純物の堆積および滞留または目詰まりを防止できるので、バタフライ型バルブの環状溝とシールリングとの間の空間（特に環状溝底面とシールリング内径面との間の空間、あるいは環状溝壁面とシールリング側面との間の空間）が目詰まりすることはなく、例えば内燃機関の運転停止時にバタフライ型バルブを閉弁作動させる際に、シールリングが自身の縮径方向に容易に収縮することができる。このため、例えば内燃機関の運転停止時に開弁状態のバタフライ型バルブを全閉位置に確実に戻すことができるので、バルブ全閉時にシールリング自体の軸線方向に対して略直交する半径方向（拡径方向）の張力によって、シールリングが流体流路の流路壁面に密着し、ハウジングとバタフライ型バルブとの間の隙間が密閉化（シール）される。したがって、バタフライ型バルブの環状溝内に装着されたシールリングの収縮不能に伴うバルブティックを防止することができる。また、バルブ全閉時の流体洩れ流量が最小（またはゼロ）となるので、流体制御弁の信頼性を向上することができる。

請求項２に記載の発明によれば、内燃機関の運転時にバタフライ型バルブの開弁状態が継続する時間を計測し、バタフライ型バルブの開弁状態継続時間が設定時間を越えた時点で、バタフライ型バルブのバルブ位置が、バタフライ型バルブの全閉位置となるように、バタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させる。これによって、バタフライ型バルブの環状溝内に装着されたシールリングが、流体流路の流路壁面に密着するため、シールリング自体の軸線方向に対して略直交する半径方向（縮径方向）に押し戻される。そして、仮に内燃機関の気筒より排気系に流出した流体（排気ガス）中に含まれる不純物、あるいは内燃機関の気筒より吸気系に逆流した流体（未燃焼ガス）中に含まれる不純物がバタフライ型バルブの環状溝内（特に環状溝底面とシールリング内径面との間の空間内、あるいは環状溝壁面とシールリング側面との間の空間内）に侵入したとしても堆積および滞留または目詰まりする前にバタフライ型バルブの環状溝内から排出することができる。

これにより、バタフライ型バルブの環状溝内での不純物の堆積および滞留または目詰まりを防止できるので、バタフライ型バルブの環状溝とシールリングとの間の空間（特に環状溝底面とシールリング内径面との間の空間、あるいは環状溝壁面とシールリング側面との間の空間）が目詰まりすることはなく、例えば内燃機関の運転停止時にバタフライ型バルブを閉弁作動させる際に、シールリングが自身の縮径方向に容易に収縮することができる。このため、例えば内燃機関の運転停止時に開弁状態のバタフライ型バルブを全閉位置に確実に戻すことができるので、バルブ全閉時にシールリング自体の軸線方向に対して略直交する半径方向（拡径方向）の張力によって、シールリングが流体流路の流路壁面に密着し、ハウジングとバタフライ型バルブとの間の隙間が密閉化（シール）される。したがって、バタフライ型バルブの環状溝内に装着されたシールリングの収縮不能に伴うバルブティックを防止することができる。また、バルブ全閉時の流体洩れ流量が最小（またはゼロ）となるので、流体制御弁の信頼性を向上することができる。

請求項３に記載の発明によれば、バタフライ型バルブの環状溝内に、自身の軸線方向に対して略直交する半径方向（拡径方向）に張力を発生するシールリングを装着した流体制御弁には、バタフライ型バルブの全閉位置近傍、つまりバタフライ型バルブの全閉位置を跨ぐ両側に、流体流量（流体洩れ流量）が変化（増加）しない不感帯がある。
そして、バタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させた後に、バタフライ型バルブを不感帯の範囲内においてバタフライ型バルブの全閉位置を跨いで１回以上往復作動させるようにしても良い。この場合も、バタフライ型バルブの環状溝内に装着されたシールリングが、流体流路の流路壁面に密着するため、シールリング自体の軸線方向に対して略直交する半径方向（縮径方向）に押し戻される。したがって、請求項１または請求項２に記載の発明と同様な効果を達成することができる。

請求項４に記載の発明によれば、内燃機関の運転時に、バタフライ型バルブの閉弁作動を行った場合、内燃機関の運転状態に影響を与え、運転者に不安感を抱かせる可能性がある。そこで、車両の走行状態が変更された時点で、あるいは内燃機関の運転状態が変更された時点で、あるいは車両に搭載された他のシステムの制御機器の作動状態が変更された時点で、バタフライ型バルブのバルブ位置が、バタフライ型バルブの全閉位置となるように、バタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させるようにする。これによって、運転者が内燃機関の運転状態の変化に気付き難くなり、運転者に分かるドライバビリティの変化を最小限に抑えることができる。

請求項５に記載の発明によれば、内燃機関の運転時に、バタフライ型バルブの閉弁作動を行う場合、バタフライ型バルブの全閉位置に閉弁作動させるべき状況（例えば時間）になっても、運転者が気付き難い状態にタイミング良くなるとは限らない。このため、運転者に感じ難く、且つ確実にバタフライ型バルブの閉弁作動を行うという目的で、設定時間よりも短い時間から設定時間に達するまでの間に、車両の走行状態が変更された時点で、あるいは内燃機関の運転状態が変更された時点で、あるいは車両に搭載された他のシステムの制御機器の作動状態が変更された時点で、バタフライ型バルブのバルブ位置が、バタフライ型バルブの全閉位置となるように、バタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させるようにする。これによって、運転者が内燃機関の運転状態の変化に気付き難くなり、運転者に分かるドライバビリティの変化を最小限に抑えることができる。

請求項６に記載の発明によれば、バタフライ型バルブを開弁作動方向または閉弁作動方向に駆動するバルブ駆動装置は、モータおよび動力伝達機構を含んで構成される電動式アクチュエータを備えている。これによって、制御ユニットが、モータに供給する電力を調整することで、モータの駆動力が動力伝達機構を介してバタフライ型バルブに伝達されるため、バタフライ型バルブのバルブ位置が任意の位置となるように制御される。

請求項７に記載の発明によれば、流体制御弁を、内燃機関の気筒より流出する排気ガスの一部を内燃機関の吸気系に再循環させる排気ガス再循環装置に組み込まれる排気ガス還流量制御弁に適用しても良い。なお、流体制御弁のバルブを、内燃機関の気筒内に吸入される吸入空気量を制御する内燃機関用スロットル制御装置に組み込まれるスロットルバルブに適用しても良い。

本発明を実施するための最良の形態は、バタフライ型バルブの環状溝内に装着されたシールリングの収縮不能に伴うバルブティックを防止するという目的を、内燃機関の気筒より排気系に流出した流体（排気ガス）中に含まれる不純物、あるいは内燃機関の気筒より吸気系に逆流した流体（未燃焼ガス）中に含まれる不純物がバタフライ型バルブの環状溝内に、堆積および滞留または目詰まりするのを抑制することで実現した。
また、内燃機関の運転時にバタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させることで、運転者が感じるドライバビリティの変化を最小限に抑えるという目的を、運転者が気づき難い状態で閉弁作動させることで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図３は本発明の実施例１を示したもので、図１（ａ）は排気ガス再循環装置の主要構造を示した図で、図１（ｂ）は排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲ制御弁）のバタフライ型バルブの外周に装着されるシールリングを示した図で、図２（ａ）、（ｂ）はＥＧＲ制御弁のバタフライ型バルブの主要構造を示した図である。

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に搭載されるターボチャージャー付ディーゼルエンジン等の内燃機関（ターボ過給機付エンジン：以下エンジンと呼ぶ）の各気筒（シリンダ）に連通するエンジン吸気管およびエンジン排気管（いずれも図示せず）と、排気ガス還流量制御弁（以下ＥＧＲ制御弁と呼ぶ）１のバルブ開度を可変制御する排気ガス再循環装置と、エンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給するコモンレール式燃料噴射装置と、これらの各システムを関連して制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０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ディーゼルエンジンが採用されている。そして、このエンジンに搭載されるターボ過給機（ターボチャージャー）は、エンジン吸気管の途中に設けられたコンプレッサ（図示せず）と、エンジン排気管の途中に設けられたタービン（図示せず）と、コンプレッサとタービンとを結合する回転軸（タービン軸：図示せず）とを備えている。これは、エンジンの排気エネルギーを利用してタービンを回し、このタービンと同軸的に設けられたコンプレッサを駆動して吸入空気を過給する過給機である。なお、ターボ過給機の回転軸に電動機を装着して、エンジンの低速回転域の時に、実過給圧の不足分を電動機によって過給アシストするようにしても良い。

次に、コモンレール式燃料噴射装置は、加圧室内に吸入した燃料を加圧して高圧化するサプライポンプ（燃料噴射ポンプ：図示せず）と、このサプライポンプより吐出された高圧燃料を蓄圧するコモンレール（図示せず）と、このコモンレール内に蓄圧された高圧燃料を、エンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給する複数のインジェクタ（ＩＮＪ：図示せず）とを備えている。なお、複数のインジェクタには、ノズルニードル（弁体）を開弁作動方向に駆動する電磁弁等のアクチュエータ（図示せず）が設けられている。また、サプライポンプには、加圧室内に吸入される燃料吸入量を調整して燃料吐出量を制御する電磁式吸入調量弁（ＳＣＶ）等のアクチュエータ（図示せず）が設けられている。

次に、排気ガス再循環装置は、本発明の内燃機関用流体制御装置に相当するもので、エンジンの各気筒の燃焼室より流出した排気ガスの一部であるＥＧＲガス（排気再循環ガス）を、エンジンの吸気系に導いて再循環させるＥＧＲ装置であって、エンジン排気管からエンジン吸気管にＥＧＲガスを導入する排気ガス還流管（図示せず）と、この排気ガス還流管の途中に配設されて、エンジン吸気管に再循環されるＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）を可変制御するＥＧＲ制御弁１とを備えている。なお、本実施例では、排気ガス還流管のＥＧＲガス流（空気流）方向の上流端が、エンジンの各気筒の排気ポートとターボ過給機のタービンとを結合するエンジン排気管（例えばエキゾーストマニホールド）に気密的に接続されており、また、排気ガス還流管のＥＧＲガス流（空気流）方向の下流端が、ターボ過給機のコンプレッサとエンジンの各気筒の吸気ポートとを結合するエンジン吸気管（例えばインテークマニホールド）に気密的に接続されている。

本実施例のＥＧＲ制御弁１は、本発明の流体制御弁に相当するもので、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。このＥＧＲ制御弁１は、排気ガス還流管の途中に結合されるハウジング（筒状部）２の内部に形成される排気ガス還流路（流体流路）３の排気ガス流通面積を変更し、エンジンの各気筒の燃焼室より流出した排気ガスの一部である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である。そして、ＥＧＲ制御弁１は、ハウジング２と、このハウジング２の内部に開閉自在（回転自在）に収容されたバタフライ型バルブ（ＥＧＲ制御弁１の弁体）４と、このバタフライ型バルブ４を閉弁作動方向（または開弁作動方向）に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）とを備えている。

また、ＥＧＲ制御弁１は、ハウジング２の内周面（排気ガス還流路３の流路壁面）とバタフライ型バルブ４の外周面との間の円環状隙間が最小となる位置で、且つハウジング２の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量が最小となる位置をバルブ全閉位置とし、ハウジング２の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量が最大となる位置をバルブ全開位置としたとき、バルブ全閉位置でバタフライ型バルブ４が保持固定される時、すなわち、ハウジング２内を流れるＥＧＲガスの平均的な流れの軸線方向に対して略直交する方向（垂直）にバタフライ型バルブ４が設定される時（バルブ全閉時）に、バタフライ型バルブ４のシールリング溝５に嵌め込まれたシールリング６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、ハウジング２の内周面とバタフライ型バルブ４の外周面との間の円環状隙間を気密化（シール）するように構成されている。

ハウジング２は、排気ガス還流路３の内部にバタフライ型バルブ４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に保持する装置であり、排気ガス還流管（あるいはエンジン吸気管またはエンジン排気管）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。このハウジング２には、ブッシング等の軸受け部品（図示せず）を介して、ＥＧＲ制御弁１のシャフト（バルブ軸）７を回転方向に摺動自在に軸支する円筒状のバルブ軸受け部が設けられている。このバルブ軸受け部の内部には、バルブ軸方向（シャフト７の軸線方向）に延びるシャフト収容孔１１が設けられている。そして、ハウジング２の内周面（ハウジング内周面）には、ＥＧＲ制御弁１のバルブ全閉時に、シールリング６が密着可能なシールリングシート面（円筒内径面、バルブシート）１２が設けられている。

本実施例のバタフライ型バルブ４は、電動モータ８や動力伝達機構等のアクチュエータの駆動力を受けて回転動作を行うシャフト７の軸線方向の一端側に一体的に保持固定されている。また、バタフライ型バルブ４の外周面には、円環状のシールリング溝（環状溝）５が形成されている。なお、シールリング溝５の内部には、１個のシールリング６が嵌め込まれている。バタフライ型バルブ４は、略円板形状に形成されて、エンジン吸気管内を流れる吸入空気中に混入させるＥＧＲガスのＥＧＲ量を制御するバタフライ形の回転弁である。

このバタフライ型バルブ４は、エンジン運転時に、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて、バルブ全閉位置からバルブ全開位置に至るまでの作動範囲で回転動作されることで、排気ガス還流路３の開口面積（排気ガス流通面積）を変更してＥＧＲ量を可変制御する弁体である。ここで、バタフライ型バルブ４のバルブ全閉位置とは、バタフライ型バルブ４の半径方向の外径側端部の端面（バルブ外周面）とハウジング２の内周面との間の隙間（バルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ量）が最小となるバルブ開度で、且つハウジング２の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量が最小となるバルブ開度（θ＝０°）のことである。また、バタフライ型バルブ４のバルブ全開位置とは、ハウジング２の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量が最大となるバルブ開度（θ＝７０〜９０°）のことである。

また、バタフライ型バルブ４の半径方向の外径側端部の端面には、図１に示したように、シールリング６が半径方向および軸線方向に移動可能となる溝幅のシールリング溝（周方向溝、環状溝）５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５は、バタフライ型バルブ４の外径側端部の端面の外周全体（全周）に周設されている。このシールリング溝５には、図２に示したように、一対の第１、第２シールリング溝壁面（環状溝壁面）２１、２２およびシールリング溝底面（環状溝底面）２３が設けられている。そして、第１シールリング溝壁面２１は、上流側（一方側）のシールリング溝壁面を構成し、また、第２シールリング溝壁面２２は、下流側（他方側）のシールリング溝壁面を構成する。

そして、バタフライ型バルブ４の外径側端部（バルブ外周部）には、図２に示したように、シールリング溝５の軸線方向の両側に一対の第１、第２環状凸部（環状溝壁）３１、３２が設けられている。第１環状凸部３１は、バルブ全閉時にシールリング６よりもＥＧＲガスの流れ方向の上流側に位置する上流側（一方側）の環状凸部を構成し、また、第２環状凸部３２は、バルブ全閉時にシールリング６よりもＥＧＲガスの流れ方向の下流側に位置する下流側（他方側）の環状凸部を構成する。そして、一対の第１、第２環状凸部３１、３２は、シールリング溝５を挟んで対向して配置されている。そして、第１環状凸部３１は、第２環状凸部３２に対向する対向面に、第１シールリング溝壁面２１を有している。また、第２環状凸部３２は、第１環状凸部３１に対向する対向面に、第２シールリング溝壁面２２を有している。

シールリング６は、円環形状に形成されている。このシールリング６の半径方向の内径側には、バタフライ型バルブ４の外周に設けられたシールリング溝５内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６の半径方向の外径側には、バタフライ型バルブ４の外周面（バルブ外周面）よりもバタフライ型バルブ４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６は、外径側端部がバルブ外周面より突出した状態で、内径側端部がシールリング溝５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５内に嵌め込まれて保持されている。

そして、シールリング６の軸線方向（板厚方向）の両側には、一対の第１、第２シールリング側面４１、４２が設けられている。そして、第１シールリング側面４１は、上流側（一方側）のシールリング側面を構成し、また、第２シールリング側面４２は、下流側（他方側）のシールリング側面を構成する。また、シールリング６の半径方向の外径側の端面には、ハウジング２のシールリングシート面１２に密着することが可能なシールリング外径面４３が設けられている。また、シールリング６の半径方向の内径側の端面には、バタフライ型バルブ４のシールリング溝５のシールリング溝底面２３との間に所定の円環状隙間を隔てて対向するシールリング内径面４４が設けられている。

本実施例のシールリング６は、図１（ｂ）に示したように、Ｃ字形状に形成されており、ハウジング２およびシールリング６の熱膨張係数の差に伴うシールリング６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４５を有している。なお、シールリング６の合い口形状は、パッド・ジョイント形状、テーパ・ジョイント形状、ラップ・ジョイント形状のいずれでも構わない。また、シールリング外径面４３の軸線方向の一対のエッジ部に、バタフライ型バルブ４の開閉動作が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。

本実施例のシャフト７は、ハウジング２のバルブ軸受け部に設けられたシャフト収容孔１１の内部に回転自在に収容されている。そして、シャフト７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、歯車減速機構の構成要素の１つであるバルブ側ギヤ（図示せず）が固定されている。そして、シャフト７の軸線方向の一端側は、ハウジング２のシャフト収容孔１１を貫通して排気ガス還流路３の内部に突出（露出）しており、このシャフト７の軸線方向の一端側には、バタフライ型バルブ４を例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定するバルブ装着部が設けられている。なお、本実施例では、図１に示したように、シャフト７の回転中心軸線方向とバタフライ型バルブ４の中心軸線方向とが所定の角度で交差するようにバタフライ型バルブ４の直径方向に対してシャフト７が傾いた状態でバタフライ型バルブ４と組み付けられている。

ここで、本実施例のＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置は、電力によって運転される電動モータ８と、この電動モータ８のモータシャフト（出力軸）の回転運動をシャフト７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）９とを備えた電動式アクチュエータによって構成されている。電動モータ８は、ブラシレスＤＣモータやブラシ付きの直流（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。また、歯車減速機構９は、電動モータ８のモータシャフトの回転速度を所定の減速比となるように減速するもので、電動モータ８のモータ出力軸トルク（駆動力）をシャフト７に伝達する動力伝達機構を構成する。ここで、バルブ駆動装置、特に電動モータ８は、ＥＣＵ１０によって通電制御されるように構成されている。

ここで、ＥＣＵ１０には、制御処理や演算処理を行う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（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、タイマー回路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、ＥＣＵ１０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、例えばコモンレール内の燃料圧力（コモンレール圧力）、排気ガス還流量（ＥＧＲ量）、実過給圧（吸気圧）、新規吸入空気量等が各々制御指令値となるようにフィードバック制御するように構成されている。なお、ＥＣＵ１０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、ＥＣＵ１０は、エンジンのクランクシャフトの回転角度を検出するクランク角度センサ、エンジンの各気筒の燃焼室内に吸入される新規吸入空気量を検出するエアフロメータ等の各種センサからのセンサ信号が、Ａ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ１０に内蔵された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、クランク角度センサは、エンジンのクランクシャフトの回転角度を電気信号に変換するピックアップコイルよりなり、例えば３０°ＣＡ（クランク角度）毎にＮＥパルス信号が出力される。そして、ＥＣＵ１０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（以下エンジン回転数と言う：ＮＥ）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、ＥＣＵ１０には、運転者（ドライバー）によるアクセル操作量（アクセルペダルの踏み込み量）を電気信号（アクセル開度信号）に変換し、ＥＣＵ１０へどれだけアクセルペダルが踏み込まれたかを出力するアクセル開度センサが接続されている。また、ＥＣＵ１０には、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開度（ＥＧＲ制御弁１のバルブ開度）を電気信号に変換し、ＥＣＵ１０へどれだけＥＧＲガスがエンジン吸気管内を流れる吸入空気に混入されているか、つまりエンジン吸気管内へのＥＧＲガスの排気ガス還流量（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。また、ＥＣＵ１０には、ターボ過給機によって過給された吸入空気の過給圧を検出する過給圧センサ、吸気管圧力変動を検出する吸気圧センサ、エンジンの各気筒の燃焼室内に吸入される吸入空気の温度またはエンジン吸気管の吸気通路に再循環されるＥＧＲガスの温度を検出する吸気温センサ、および自動車等の車両の走行速度（以下車速と言う）を検出する車速センサが接続されている。

これらのアクセル開度センサ、ＥＧＲ量センサ、過給圧センサ、吸気圧センサ、吸気温センサおよび車速センサは、他のセンサと同様に、Ａ／Ｄ変換器によって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。なお、マイクロコンピュータには、コモンレール圧力センサ、エンジン冷却水温度センサおよび燃料温度センサ等が接続されている。また、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４が開弁したら電気信号を出力するＥＧＲ制御バルブ開弁スイッチを設けても良い。

そして、ＥＣＵ１０は、エンジンの運転状態、すなわち、アクセル開度センサによって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）とエンジン回転数（ＮＥ）とに対応して設定された基本噴射量（Ｑ）に、燃料温度やエンジン冷却水温等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量（目標噴射量：ＱＦＩＮ）を算出する機能と、エンジン回転数（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とによって指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する機能と、指令噴射量（ＱＦＩＮ）とコモンレール圧力センサによって検出されたコモンレール圧力（ＰＣ）とによってインジェクタの電磁弁への通電時間に相当する噴射指令パルス長さ（噴射量指令値、指令噴射期間：ＴＱＦＩＮ）を算出する機能とを有している。なお、基本噴射量（Ｑ）は、アクセル開度センサによって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）のみによって目標エンジントルクを演算し、この目標エンジントルクから基本噴射量（Ｑ）を演算しても良い。

また、ＥＣＵ１０は、エンジンの運転状態に応じた最適な燃料の噴射圧力を演算し、サプライポンプの電磁式吸入調量弁を駆動する機能を有している。これは、エンジンの運転状態、すなわち、エンジン回転数（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とによって目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を算出し、この目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を達成するために、コモンレール圧力センサによって検出されたコモンレール圧力（ＰＣ）と目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）とが略一致するように、コモンレール圧力（ＰＣ）と目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差に基づいて、電磁式吸入調量弁に供給するポンプ駆動電流を調整して、サプライポンプより吐出される燃料吐出量をフィードバック制御するように構成されている。

また、ＥＣＵ１０は、エアフロメータによって検出された実新規吸入空気量とエンジンの運転状態に応じて設定された目標新規吸入空気量とが略一致するように、実新規吸入空気量と目標新規吸入空気量との偏差に基づいて、エンジンの運転状態に応じた最適なＥＧＲ量（目標ＥＧＲ開度）を演算し、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を駆動する機能を有している。なお、ＥＧＲ制御弁１の目標ＥＧＲ開度を、エンジンの運転状態から直接算出しても良い。例えばエンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とによってＥＧＲ制御弁１の目標ＥＧＲ開度を算出しても良く、あるいはエンジン回転数（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とによってＥＧＲ制御弁１の目標ＥＧＲ開度を算出しても良い。

［実施例１の制御方法］
次に、本実施例のＥＧＲ制御弁１のバルブ開度制御方法を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。ここで、図３（ａ）、（ｂ）はＥＧＲ制御弁のバルブ開度制御方法を示したタイミングチャートである。

ＥＣＵ１０は、自動車等の車両の走行状態が変更された時、あるいはエンジンの運転状態が過度的に変更された時、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、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ時に、バタフライ型バルブ４のバルブ位置（バルブ開度）が、バルブ全閉位置となるように、電動モータ８に供給する電力を調整することで、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を強制的に閉弁作動させるように構成されている。また、イグニッションスイッチが強制的にオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）された場合には、電動モータ８への電力供給が断たれるので、スプリングの付勢力（スプリング荷重）によって、バタフライ型バルブ４のバルブ位置（バルブ開度）が、バルブ全閉位置に戻される。

そして、ＥＣＵ１０は、エンジンの運転時（エンジン始動時も含む）に、上記以外の状況下では、先ずエンジンの運転状態に応じて目標新規吸入空気量が算出される。例えばエンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とによって目標新規吸入空気量が算出される。あるいは指令噴射量（ＱＦＩＮ）とエンジン回転数（ＮＥ）とによって目標新規吸入空気量が算出される。なお、目標新規吸入空気量は、これらの関係を予め実験等により測定して作成した特性図または演算式を用いて算出するようにしても良い。

そして、ＥＣＵ１０は、エアフロメータによって検出された実新規吸入空気量と目標新規吸入空気量とが略一致するように、実新規吸入空気量と目標新規吸入空気量との偏差に基づいて、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の実ＥＧＲ開度に対する目標ＥＧＲ開度を算出する。なお、目標ＥＧＲ開度は、これらの関係を予め実験等により測定して作成した特性図または演算式を用いて算出するようにしても良い。また、過給圧（または吸気圧）や空燃比等を考慮した補正量を加味して目標ＥＧＲ開度を算出するようにしても良い。

そして、ＥＣＵ１０は、ＥＧＲ制御弁１の目標ＥＧＲ開度を達成するために、ＥＧＲ量センサによって検出されたＥＧＲ量（ＥＧＲ制御弁１の実ＥＧＲ開度）と目標ＥＧＲ開度とが略一致するように、ＥＧＲ制御弁１の実ＥＧＲ開度と目標ＥＧＲ開度との偏差に基づいて、電動モータ８に供給するモータ駆動電流を調整して、エンジンの各気筒の燃焼室内に再循環されるＥＧＲ量をフィードバック制御するように構成されている。これにより、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４は、バルブ全閉位置から開弁作動方向に開弁作動し、バタフライ型バルブ４の実ＥＧＲ開度が、目標ＥＧＲ開度に対応したバルブ位置に可変制御される。なお、ＥＧＲ制御弁１の目標ＥＧＲ開度を、エアフロメータと吸気温センサとＥＧＲ量センサとからの検出信号に応じて設定しても良い。

ここで、本実施例のＥＣＵ１０に内蔵されたマイクロコンピュータ（特に揮発性メモリまたは不揮発性メモリ）には、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の作動履歴（特にバタフライ型バルブ４の開弁作動履歴）が書き込めるように構成されている。そして、ＥＣＵ１０は、図３に示したように、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４がバルブ全閉位置から開弁作動方向に駆動されると、タイマー回路により開弁状態継続時間のカウントを開始する。そして、ＥＣＵ１０は、開弁状態継続時間が、予め実験等により測定して揮発性メモリまたは不揮発性メモリに格納された設定時間（例えば３０分間）を越えると、バタフライ型バルブ４のバルブ位置（バルブ開度）が、バルブ全閉位置となるように、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を強制的に閉弁作動させるように構成されている。

なお、上記の設定時間を、エンジンの運転状態（および自動車等の車両の走行状態）、例えば指令噴射量（ＱＦＩＮ）、あるいはアクセル開度（ＡＣＣＰ）およびエンジン回転数（ＮＥ）等を考慮した補正量（時間補正係数）を加味して補正しても良い。また、上記の設定時間を、エンジンの運転継続時間（例えば高速道路等の自動車専用道路を一定のアクセル開度（ＡＣＣＰ）およびエンジン回転数（ＮＥ）で定速走行している時間）を考慮した補正量（時間補正係数）を加味して補正しても良い。また、上記の設定時間を、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４が開弁してから、エンジンの運転状態（および自動車等の車両の走行状態）に基づいて可変制御しても良い。
ここで、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の途中で、且つＥＧＲ制御弁１よりもＥＧＲガス流の上流側に、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガスクーラが設置されている場合には、低温ＥＧＲガス中に含まれる微粒子（煤やカーボン等）が、高温側に対してより粘着性が高い粘着性物質（粘性カーボン）となるため、上記の設定時間を、ＥＧＲガスクーラを持たないものと比べて短い時間に設定することが望ましい。

また、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間が、予め決められた設定時間を越えた時点で、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を強制的に全閉作動（閉弁作動）させるＥＧＲ開度制御に代えて、エンジンの運転状態（および自動車等の車両の走行状態）によってＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のシールリング溝５内に侵入する微粒子量を推定する微粒子量推定手段を有し、この微粒子量推定手段によって推定される微粒子量が、バルブ閉弁時（バルブ全閉時）にシールリング６が収縮不能に陥らない程度に対応した設定値以上に多くなった時点で、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を強制的に全閉作動（閉弁作動）させるようにしても良い。

また、図３に示したように、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を強制的に閉弁作動させて、バタフライ型バルブ４のバルブ位置（バルブ開度）をバルブ全閉位置に戻した時点で、タイマー回路の時間計測（タイマーカウント）を中止（リセット）し、再びＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４がバルブ全閉位置から開弁作動方向に駆動されると、タイマー回路により開弁状態継続時間のカウントが開始される。つまり開弁状態継続時間は、バタフライ型バルブ４のバルブ位置（バルブ開度）がバルブ全閉位置に戻される毎にリセットされる。

［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および図２に基づいて簡単に説明する。

例えばディーゼルエンジン等のエンジンが始動することにより、エンジンのシリンダーヘッドの吸気ポートの吸気バルブが開かれると、エアクリーナで濾過された吸入空気が、エンジン吸気管、スロットルボデーを通って各気筒のインテークマニホールドに分配され、エンジンの各気筒の燃焼室内に吸入される。そして、エンジンでは、燃料が燃える温度よりも高い温度になるまで空気を圧縮し、そこに燃料を噴霧して燃焼が成される。そして、各気筒の燃焼室内で燃えた燃焼ガスは、シリンダーヘッドの排気ポートから排出され、エキゾーストマニホールド、エンジン排気管を経て排出される。

このとき、ＥＣＵ１０は、ＥＧＲ量センサによって検出されたＥＧＲ量（ＥＧＲ制御弁１の実ＥＧＲ開度）と目標ＥＧＲ開度とが略一致するように、電動モータ８に供給する電力を調整する。そして、電動モータ８に電力が供給されると、電動モータ８のモータシャフトが回転する。そして、電動モータ８の駆動力（モータ出力軸トルク）がシャフト７に伝達される。すると、シャフト７が、所定の回転角度だけ回転し、バタフライ型バルブ４がバルブ全閉位置よりバルブ全開位置側へ開く方向（開弁作動方向）に回転駆動（開弁駆動）される。これにより、エンジンの各気筒の燃焼室内より流出した排気ガスの一部（ＥＧＲガス）が、エンジン排気管内に形成される排気通路から、排気ガス還流管内の排気ガス還流路、ハウジング２の排気ガス還流路３、排気ガス還流管内の排気ガス還流路を経てエンジン吸気管内に形成される吸気通路に再循環される。

一方、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の実ＥＧＲ開度（バルブ位置）がバルブ全閉位置となるように、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を全閉作動させる場合には、電動モータ８への電力の供給を停止する。あるいは電動モータ８への電力の供給を制限する。これにより、スプリングの付勢力（スプリング荷重）によって、図１および図２に示したように、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の実ＥＧＲ開度（バルブ位置）が、バルブ全閉位置に戻される。

これにより、バタフライ型バルブ４の外周に設けられた円環状のシールリング溝５内に保持されたシールリング６のシールリング外径面４３が、シールリング６自体の拡径方向の張力によってハウジング２のシールリングシート面１２に張り付くため、シールリング６のシールリング外径面４３がハウジング２のシールリングシート面１２に密着する。したがって、バタフライ型バルブ４の外周面とハウジング２のシールリングシート面１２との間の円環状隙間が完全にシールされる。これにより、バルブ全閉位置でバタフライ型バルブ４が保持固定される時、すなわち、バルブ全閉時に、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。

［実施例１の特徴］
以上のように、本実施例の排気ガス再循環装置に組み込まれるＥＧＲ制御弁１においては、図３に示したように、エンジンの運転時にＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の作動履歴（特にバタフライ型バルブ４の開弁作動履歴）を確認している。そして、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４がバルブ全閉位置から開弁作動方向に駆動されて開弁状態となった時点から、運転者のアクセル操作量の変化に伴うバタフライ型バルブ４の閉弁作動により再び全閉位置に戻されるまでの間、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間（タイマーカウント）を計測（カウントアップ）している。

ここで、図３（ａ）に示したように、運転者のアクセル操作量の変化に伴って設定時間内にＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のバルブ開度（実ＥＧＲ開度）が、バルブ全閉位置に戻された場合には、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のバルブ開度がバルブ全閉位置に戻った時点で、タイマーカウントがリセットされ、再びＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４がバルブ全閉位置から開弁作動方向に駆動されると、タイマーカウントが開始される。

また、図３（ｂ）に示したように、設定時間内にＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４が閉弁作動されない場合には、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間が、予め決められた設定時間を越えた時点で、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のバルブ開度がバルブ全閉位置となるように、電動モータ８への電力を制限することで、スプリングの付勢力（スプリング荷重）を利用してＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を強制的に閉弁作動させる。また、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のバルブ開度をバルブ全閉位置に戻した時点で、タイマーカウントがリセットされ、再びＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４がバルブ全閉位置から開弁作動方向に駆動されると、タイマーカウントが開始される。

これによって、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の外径側端部の端面の外周全体に周設された円環状のシールリング溝５に嵌め合わされて、拡径方向の張力によるハウジング２のシールリングシート面１２に対するシール機能を持つＣ字状のシールリング６が、図２に示したように、ハウジング２のシールリングシート面１２に密着するため、シールリング６自体の軸線方向に対して略直交する半径方向（縮径方向）に押し戻される。

そして、図２（ａ）に示したように、エンジンの各気筒の燃焼室より流出した排気ガス中に含まれる不純物が、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のシールリング溝５内（特にシールリング溝底面２３とシールリング内径面４４との間の環状空間内）に侵入したとしても堆積および滞留してデポジット（固形化または粘着化を含む）を形成する前、あるいは目詰まりする前にＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のシールリング溝５内から排出することができる。具体的にはＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開弁状態を継続している際に、シールリング溝底面２３とシールリング内径面４４との間の環状空間内に侵入した不純物が、第１、第２シールリング溝壁面２１、２２と第１、第２シールリング側面４１、４２との間の環状空間を通ってＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のシールリング溝５の外部に吐き出される。

これにより、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のシールリング溝５内での不純物の堆積および滞留または目詰まりを防止できるので、バタフライ型バルブ４のシールリング溝５とシールリング６との間の空間（特にシールリング溝底面２３とシールリング内径面４４との間の環状空間、あるいは第１、第２シールリング溝壁面２１、２２と第１、第２シールリング側面４１、４２との間の環状空間）が目詰まりすることはなく、エンジンの運転状態や自動車等の車両の走行状態が変化した時（例えばエンジンの運転停止時）にＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を閉弁作動させる際に、シールリング６が自身の縮径方向に容易に収縮することができる。

このため、例えばエンジンの運転状態や自動車等の車両の走行状態が変化した時（例えばエンジンの運転停止時）に開弁状態のバタフライ型バルブ４を全閉位置に確実に戻すことができるので、バルブ全閉時にシールリング６自体の軸線方向に対して略直交する半径方向（拡径方向）の張力によって、シールリング６がハウジング２のシールリングシート面１２に密着することで、バタフライ型バルブ４の外周面とハウジング２のシールリングシート面１２との間の円環状隙間が完全にシールされる。したがって、シールリング６の収縮不能に伴うバルブティックを防止することができる。また、バルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ流量が最小（またはゼロ）となるので、ＥＧＲ制御弁１を含む排気ガス再循環装置の信頼性を向上することができる。

ここで、エンジンの運転中に設定時間内に閉弁作動せず、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間が設定時間を越えた時点で、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を全閉作動（バルブ全閉位置となるように閉弁作動）させるシステムを搭載した場合、運転者がアクセル操作量を変更していない状態で（現状では全閉作動させる状況ではない状態で）、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を強制的に全閉作動させると、エンジンの運転状態が変化するため、運転者がドライバビリティに違和感を覚える可能性がある。
そこで、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を強制的に全閉作動させて、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のバルブ開度をバルブ全閉位置に保持する時間を極めて短時間の一定時間（例えば０．５〜２秒間程度）内にしておくことが望ましい。

一方、近年、ディーゼルエンジンにおいても、排気ガス還流管を経てエンジン吸気管に還流するＥＧＲガスをエンジン吸気管内に大量に入れて排気ガス浄化性能（有害物質の低減効果）を更に改善したいという要望から、ＥＧＲ制御弁１の開弁時に、ターボ過給機によって過給された吸入空気の流量（新規吸入空気量）が少なくなるように、新規吸入空気とＥＧＲガスとが合流する合流部より空気流方向の上流側（ターボ過給機のタービン側）のエンジン吸気管内の吸気通路を絞るインテークシャッター（スロットルバルブ）が使われ始めている。そして、排気ガス再循環装置は、ＥＧＲ制御弁１のバルブ開度（実ＥＧＲ開度）が一定であれば、一般的にインテークシャッターよりも空気流方向の下流側の吸気管負圧が小さい程、ＥＧＲ量が多くなり、排気ガス浄化性能（有害物質の低減効果）が向上することが知られている。

このようにインテークシャッターを設けて、ＥＧＲガスが大量に還流し易くなったエンジンを搭載した自動車等の車両では、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４が全閉されると、エンジンの各気筒の燃焼室内より排出される排気ガス中の汚染物質（有害物質、ＮＯｘ等のエミッション）が悪化するため、排気ガス再循環装置の排気ガス浄化性能（有害物質の低減効果）に不信感を与えたりする可能性がある。
そこで、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を強制的に全閉作動させて、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のバルブ開度をバルブ全閉位置に保持する時間を極めて短時間の一定時間（例えば０．５〜２秒間程度）内にしておくことが望ましい。

図４は本発明の実施例２を示したもので、図４はＥＧＲ制御弁のバタフライ型バルブの主要構造を示した図である。

本実施例の排気ガス再循環装置は、図４に示したように、バタフライ型バルブ４の外径側端部の端面の外周全体に周設された円環状のシールリング溝５内に、切欠隙間４５を有し、自身の拡径方向の張力を利用してハウジング２のシールリングシート面１２に対するシール機能を持つＣ字状のシールリング６を組み合わ（嵌め合わ）したＥＧＲ制御弁１を使用している。このようなＥＧＲ制御弁１においては、シールリング６自身の拡径方向の張力による伸びにより、バタフライ型バルブ４のバルブ全閉位置近傍（バルブ全閉位置前後：例えば±４°程度）にＥＧＲガス洩れ量の増加しない範囲（ＥＧＲガス洩れ量不感帯）がある。これは、シールリング６が、自身の張力により拡径方向に拡径するため、バタフライ型バルブ４のバルブ開度（実ＥＧＲ開度）がバルブ全閉位置より外れても、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、ハウジング２のシールリングシート面（流体流路の流路壁面）１２に密着し続けることができるからである。

そこで、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間が設定時間を越えた時点で、バタフライ型バルブ４を全閉作動（バルブ全閉位置となるように閉弁作動）させた後に、バタフライ型バルブ４をＥＧＲガス洩れ量不感帯の範囲（バルブ全閉位置前後：例えば±４°程度）内においてバルブ全閉位置を跨いで、図４に示したように、バタフライ型バルブ４を１回以上往復作動させるようにしている。これにより、バタフライ型バルブ４のシールリング溝５内に嵌合したシールリング６の半径方向の動きを大きくし、回数を増やすことができるので、エンジンの各気筒の燃焼室より流出した排気ガス中に含まれる不純物が、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４のシールリング溝５内（特にシールリング溝底面２３とシールリング内径面４４との間の環状空間内）に侵入した場合でも、実施例１と比べてより確実な不純物の排出効果を得ることができる。

図５および図６は本発明の実施例３を示したもので、図５（ａ）、（ｂ）および図６はＥＧＲ制御弁のバルブ開度制御方法を示したタイミングチャートである。

本実施例のＥＣＵ１０には、自動車等の車両の車室内を空調（冷房）するための空調装置（エアコン、車両に搭載された他のシステム）に組み込まれる冷凍サイクルのコンプレッサ（制御機器）の駆動軸とエンジンのクランクシャフトにベルト駆動されるプーリとの間の動力伝達を断続する電磁クラッチ（制御機器）のオン（ＯＮ）状態、オフ（ＯＦＦ）状態を検出するコンプレッサ運転状態検出手段が接続されている。なお、コンプレッサの電磁クラッチは、エアコン操作パネル上のエアコン（Ａ／Ｃ）スイッチによりＯＮ、ＯＦＦすることができる。

また、ＥＣＵ１０は、冷凍サイクルのエバポレータの温度が第１所定値以下に低下した時点で、コンプレッサの電磁クラッチを強制的にＯＦＦすることができる。また、ＥＣＵ１０は、冷凍サイクルのエバポレータの温度が第１所定値よりも高温側の第２所定値以上に上昇した時点で、コンプレッサの電磁クラッチを強制的にＯＮすることができる。また、ＥＣＵ１０には、自動車等の車両の走行状態が定速走行状態から減速走行状態に移行したことを検出する走行状態検出手段が接続されている。なお、走行状態検出手段としては、エンジンの運転中に運転者がアクセルペダルより足を離した時、つまりアクセル全閉（０％）の時を、自動車等の車両の走行状態が定速走行状態から減速走行状態に移行した時であると判断しても良い。

ここで、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間が設定時間を越えた時点で、バタフライ型バルブ４をバルブ全閉位置となるように強制的に全閉作動（閉弁作動）させると、エンジンの運転状態に影響がでる場合があるため、バタフライ型バルブ４の全閉作動を、図５（ａ）、（ｂ）に示したように、エアコンのコンプレッサのＯＮ−ＯＦＦ作動時のような運転者の気付き難い状態で行う。すなわち、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間が設定時間を越え、しかもエアコンのコンプレッサの作動状態が変化（電磁クラッチＯＮ→ＯＦＦまたは電磁クラッチＯＦＦ→ＯＮ）した時点で、バタフライ型バルブ４をバルブ全閉位置となるように強制的に全閉作動（閉弁作動）させるようにする。

また、バタフライ型バルブ４の全閉作動を、図６に示したように、自動車等の車両の走行状態が定速走行状態から減速走行状態に移行した時のような運転者の気付き難い状態で行う。すなわち、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間が設定時間を越え、しかも定速走行中に運転者がアクセルペダルより足を離し、自動車等の車両の走行状態が減速走行状態に移行した時点で、バタフライ型バルブ４をバルブ全閉位置となるように強制的に全閉作動（閉弁作動）させるようにする。

したがって、エンジンのアイドル運転時およびエンジン始動時を含むエンジンの運転中に、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を強制的に全閉作動（閉弁作動）させることによって運転者が感じる運転性（ドライバビリティ）の変化を最小に抑えることができる。なお、エンジン制御システムと異なる、車両に搭載された他のシステムの制御機器の作動状態が変更された時点としては、カーオーディオまたはナビゲーションシステム、あるいはドアロック、あるいはパワーウインドウ等が運転者のスイッチ操作により作動状態が変更された時点も含むものとする。

図７および図８は本発明の実施例４を示したもので、図７（ａ）、（ｂ）および図８はＥＧＲ制御弁のバルブ開度制御方法を示したタイミングチャートである。

ここで、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間が設定時間を越えた時点で、バタフライ型バルブ４をバルブ全閉位置となるように強制的に全閉作動（閉弁作動）させる場合、バタフライ型バルブ４の開弁状態継続時間が、バタフライ型バルブ４を全閉作動させるべき時間（設定時間）になっても、運転者の気付き難い状態にタイミング良くなるとは限らない。

そこで、運転者に感じ難く、且つ確実にバタフライ型バルブ４の全閉作動を行うという目的で、図７（ａ）、（ｂ）に示したように、予め決められた設定時間よりも短い時間（プレ時間：例えば２０分間）から設定時間に達するまでの間に、エアコンのコンプレッサの作動状態が変化（電磁クラッチＯＮ→ＯＦＦまたは電磁クラッチＯＦＦ→ＯＮ）した時点で、バタフライ型バルブ４をバルブ全閉位置となるように強制的に全閉作動（閉弁作動）させるようにする。これによって、運転者がエンジンの運転状態の変化に気付き難くなり、運転者に分かるドライバビリティの変化を最小限に抑えることができる。

また、図８に示したように、予め決められた設定時間よりも短い時間（プレ時間）から設定時間に達するまでの間に、定速走行中に運転者がアクセルペダルより足を離し、自動車等の車両の走行状態が減速走行状態に移行した時点で、バタフライ型バルブ４をバルブ全閉位置となるように強制的に全閉作動（閉弁作動）させるようにする。これによって、運転者がエンジンの運転状態の変化に気付き難くなり、運転者に分かるドライバビリティの変化を最小限に抑えることができる。

［変形例］
本実施例では、ハウジング２の内部に直接バタフライ型バルブ４を開閉自在に収容しているが、ハウジング２の内周に円筒状のライナー（ノズル）または円筒状のバルブシートを嵌合保持し、更にライナー（ノズル）の内部またはバルブシートの内部にバタフライ型バルブ４を開閉自在に収容しても良い。また、本実施例では、ハウジングを、排気ガス還流管の途中に接続したハウジング２によって構成しているが、ハウジングを、エンジン吸気管の一部およびエンジン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ＥＧＲガスの排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を可変制御するＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を、シャフト７の軸線方向の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、そのバタフライ型バルブ４を、シャフト７の軸線方向の先端側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。

本実施例では、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を開弁駆動するバルブ駆動装置を、電動モータ８と例えば歯車減速機構９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、バタフライ型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。なお、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ４を閉弁方向または開弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段を設置しなくても良い。

本発明のバルブを、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に適用しても良い。

本実施例では、本発明の流体制御弁を、ＥＧＲガス（高温流体）等の流体の流量を制御するＥＧＲ制御弁１に適用しているが、このような流体流量制御弁に限定する必要はなく、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、本実施例では、内燃機関として、ターボチャージャー付ディーゼルエンジン等の内燃機関（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（ターボ過給機）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。

（ａ）は排気ガス再循環装置の主要構造を示した断面図で、（ｂ）はシールリングを示した平面図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）はＥＧＲ制御弁のバタフライ型バルブの主要構造を示した説明図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）はＥＧＲ制御弁のバルブ開度制御方法を示したタイミングチャートである（実施例１）。 ＥＧＲ制御弁のバタフライ型バルブの主要構造を示した説明図である（実施例２）。 （ａ）、（ｂ）はＥＧＲ制御弁のバルブ開度制御方法を示したタイミングチャートである（実施例３）。 ＥＧＲ制御弁のバルブ開度制御方法を示したタイミングチャートである（実施例３）。 （ａ）、（ｂ）はＥＧＲ制御弁のバルブ開度制御方法を示したタイミングチャートである（実施例４）。 ＥＧＲ制御弁のバルブ開度制御方法を示したタイミングチャートである（実施例４）。

符号の説明

１ ＥＧＲ制御弁（排気ガス還流量制御弁、流体制御弁）
２ ハウジング
３ 排気ガス還流路（流体流路）
４ バタフライ型バルブ
５ シールリング溝（環状溝）
６ シールリング
８ 電動モータ（電動式アクチュエータ）
９ 歯車減速機構（動力伝達機構、電動式アクチュエータ）
１０ ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）
１２ ハウジングのシールリングシート面（流体流路の流路壁面）

Claims (7)

1. （ａ）内部に、内燃機関の気筒に連通する流体流路が形成されたハウジング、
   前記流体流路内に開閉自在に収容されて、外周に環状溝が形成されたバルブ、
   および前記環状溝内に装着されて、前記流体流路の流路壁面に密着して前記ハウジングと前記バルブとの間の隙間をシールするシールリング
   を有する流体制御弁と、
   （ｂ）この流体制御弁のバルブ位置を制御する制御ユニットと
   を備えた内燃機関用流体制御装置において、
   前記流体制御弁のバルブは、前記流体流路の流路壁面との間の隙間が最小となる全閉位置から、前記流体流路の流路壁面との間の隙間が最大となる全開位置に至るまでの作動範囲で回転動作を行うバタフライ型バルブであって、
   前記制御ユニットは、前記内燃機関の運転時に前記バタフライ型バルブの作動履歴または前記内燃機関の運転状態を確認し、
   前記バタフライ型バルブの作動履歴または前記内燃機関の運転状態が所定の条件を満足した時点で、
   前記バタフライ型バルブのバルブ位置が、前記バタフライ型バルブの全閉位置となるように、前記バタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させることを特徴とする内燃機関用流体制御装置。
2. （ａ）内部に、内燃機関の気筒に連通する流体流路が形成されたハウジング、
   前記流体流路内に開閉自在に収容されて、外周に環状溝が形成されたバルブ、
   および前記環状溝内に装着されて、前記流体流路の流路壁面に密着して前記ハウジングと前記バルブとの間の隙間をシールするシールリング
   を有する流体制御弁と、
   （ｂ）この流体制御弁のバルブ位置を制御する制御ユニットと
   を備えた内燃機関用流体制御装置において、
   前記流体制御弁のバルブは、前記流体流路の流路壁面との間の隙間が最小となる全閉位置から、前記流体流路の流路壁面との間の隙間が最大となる全開位置に至るまでの作動範囲で回転動作を行うバタフライ型バルブであって、
   前記制御ユニットは、前記内燃機関の運転時に前記バタフライ型バルブの開弁状態が継続する時間を計測し、
   前記バタフライ型バルブの開弁状態継続時間が設定時間を越えた時点で、
   前記バタフライ型バルブのバルブ位置が、前記バタフライ型バルブの全閉位置となるように、前記バタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させることを特徴とする内燃機関用流体制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関用流体制御装置において、
   前記流体制御弁は、前記バタフライ型バルブの全閉位置近傍に流体流量が変化しない不感帯を有し、
   前記制御ユニットは、前記バタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させた後に、
   前記バタフライ型バルブを前記不感帯の範囲内において前記バタフライ型バルブの全閉位置を跨いで１回以上往復作動させることを特徴とする内燃機関用流体制御装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関用流体制御装置において、
   前記内燃機関および前記流体制御弁は、車両に搭載されており、
   前記制御ユニットは、前記車両の走行状態が変更された時点で、あるいは前記内燃機関の運転状態が変更された時点で、あるいは前記車両に搭載された他のシステムの制御機器の作動状態が変更された時点で、
   前記バタフライ型バルブのバルブ位置が、前記バタフライ型バルブの全閉位置となるように、前記バタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させることを特徴とする内燃機関用流体制御装置。
5. 請求項２に記載の内燃機関用流体制御装置において、
   前記内燃機関および前記流体制御弁は、車両に搭載されており、
   前記制御ユニットは、前記設定時間よりも短い時間から前記設定時間に達するまでの間に、
   前記車両の走行状態が変更された時点で、あるいは前記内燃機関の運転状態が変更された時点で、あるいは前記車両に搭載された他のシステムの制御機器の作動状態が変更された時点で、
   前記バタフライ型バルブのバルブ位置が、前記バタフライ型バルブの全閉位置となるように、前記バタフライ型バルブを強制的に閉弁作動させることを特徴とする内燃機関用流体制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用流体制御装置において、
   前記バタフライ型バルブを開弁作動方向または閉弁作動方向に駆動するバルブ駆動装置は、電力の供給を受けると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バタフライ型バルブに伝達する動力伝達機構を有する電動式アクチュエータによって構成されており、
   前記制御ユニットは、前記モータに供給する電力を調整して、前記バタフライ型バルブのバルブ位置を制御することを特徴とする内燃機関用流体制御装置。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用流体制御装置において、
   前記流体制御弁は、前記内燃機関の気筒より流出する排気ガスの一部を前記内燃機関の吸気系に再循環させる排気ガス再循環装置に組み込まれる排気ガス還流量制御弁であることを特徴とする内燃機関用流体制御装置。
   

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