JP6028695B2 - 全閉位置学習装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の気筒に連通する流路を開閉するバルブの全閉位置学習装置に関するものである。

［従来の技術］
従来より、例えば自動車等の車両走行用の内燃機関（エンジン）においては、エンジンから排出される排出ガス（排気）中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する排気ガス循環装置（ＥＧＲシステム）が搭載されている。
このＥＧＲシステムは、エンジンから排出される排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ再循環（還流）させ、新気に混入させて燃焼温度を下げることによってＮＯｘの発生を抑制している。

ところで、ＥＧＲガスを吸気通路へ還流させると、燃焼室内での混合気の着火性が低下して、エンジン出力の低下を招くので、ＥＧＲガスの流量をエンジンの運転状況に応じて調整する必要がある。
そこで、ＥＧＲシステムにおいては、排気通路の分岐部と吸気通路の合流部とを接続するＥＧＲガス流路の途中にＥＧＲガス流量制御弁（以下ＥＧＲ制御弁）を設置し、ＥＧＲ制御弁の開度を調整してＥＧＲガスの流量を制御している。

ここで、エンジンの運転領域が所定の運転領域（例えばエンジン負荷が低負荷で、且つエンジン回転速度が低速回転の領域）の時、エンジンの燃焼状態を安定させるために、新気に対するＥＧＲガスの導入を止めるようにしている（ＥＧＲカット）。
また、ドライバーがアクセルペダルを踏み込んで、エンジンの出力を最大限に引き出したい時に、ＥＧＲガスが燃焼室内に導入されることを要因とするエンジンの出力低下を回避するために、新気に対するＥＧＲガスの導入を止めるようにしている（ＥＧＲカット）。
このＥＧＲカット時には、ＥＧＲ制御弁の弁体であるＥＧＲバルブが全閉開度の状態となり、ＥＧＲシステムが作動しない状態となる。

一方、ＥＧＲシステムに使用されるＥＧＲ制御弁として、電動アクチュエータの出力軸である出力シャフトの回転運動を、バルブシャフトの直線運動に変換してＥＧＲバルブを駆動するように構成されたＥＧＲ制御弁（従来例１）が公知である（例えば、特許文献１参照）。
この従来例１のＥＧＲ制御弁は、回転運動を直線運動に変換する変換機構として、カム機構を用いるものであり、出力シャフトと一体回転可能なプレートカムにカム溝を設け、プレートカムの回転に伴うカム溝の回転によりカム溝に嵌まるフォロアを駆動してバルブシャフトをその軸線方向へ往復駆動するものである。

また、従来例１のＥＧＲ制御弁は、コンプレッションスプリングによる付勢力によって出力シャフトが閉弁方向へ戻されるようになっている。
このため、例えばモータの故障時やモータへの通電カット時には、コンプレッションスプリングの付勢力によってＥＧＲバルブがバルブシートに押し付けられるため、ＥＧＲバルブが閉じられる。
ところが、このＥＧＲ制御弁においては、ＥＧＲバルブの開弁時に、カム溝とフォロアとの間の軸方向のクリアランスにより、フォロアとバルブシャフトとが車両振動等によりガタ付く不具合がある。

そこで、コンプレッションスプリングによってバルブシャフトを閉弁方向へ付勢し、開弁状態であっても、コンプレッションスプリングの付勢力により、フォロアとバルブシャフトとのガタ付きを防ぐことが考えられる（周知技術ではない）。
しかし、コンプレッションスプリングによってバルブシャフトを閉弁方向へ付勢する技術では、以下の問題点が生じる。
コンプレッションスプリングによってバルブシャフトを閉弁方向へ付勢する場合、ＥＧＲバルブがバルブシートに着座した全閉状態では、コンプレッションスプリングの付勢力をバルブシートが受ける。このため、全閉状態では、コンプレッションスプリングの付勢力が電動アクチュエータの出力シャフトまで伝わらない。

ここで、図１４および図１５は、本発明者等らが試作したＥＧＲ制御弁（比較例１及び２）の動作を説明した図である（周知技術ではない）。
比較例１のＥＧＲ制御弁は、図１４に示したように、モータＭおよび減速機構を有する電動アクチュエータと、減速機構の出力軸である出力シャフト１０１と一体回転可能に連結した平板状のプレートカム１０２と、このプレートカム１０２のカム溝１０３に嵌め込まれるフォロア１０４と、このフォロア１０４を回転自在に支持する支軸（以下ピン）１０５と、このピン１０５と一体移動可能に連結するポペットバルブと、このポペットバルブのバルブヘッド（弁体）１１１およびバルブシャフト（弁軸）１１２を閉弁方向に付勢するコンプレッションスプリング（以下リターンスプリング）１１３と、ポペットバルブのバルブヘッド１１１が着座可能な環状のバルブシート１１４とを備えている。
なお、リターンスプリング１１３の一端側は、バルブシャフト１１２に一体的に設けられたスプリング座部１１５に係止されている。また、リターンスプリング１１３の他端側は、ポペットバルブを収容するバルブボディのスプリング座部１１６に係止されている。

比較例２のＥＧＲ制御弁は、図１５に示したように、モータＭおよび減速機構を有する電動アクチュエータと、減速機構の出力軸である出力シャフト１０１と一体回転可能に連結した出力レバー１０６と、この出力レバー１０６の先端（出力シャフト１０１の回転中心から偏芯した位置）に取り付けられるフォロア１０７と、このフォロア１０７が係合するヨーク溝１１７を有するスコッチヨーク１０８と、このスコッチヨーク１０８に連結するポペットバルブであるポペットバルブと、このポペットバルブのバルブヘッド（弁体）１１１およびバルブシャフト（弁軸）１１２を閉弁方向に付勢するリターンスプリング１１３と、ポペットバルブのバルブヘッド１１１が着座可能な環状のバルブシート１１４とを備えている。
なお、いずれの比較例１、２のＥＧＲ制御弁も、出力シャフト１０１の回転角度に対応したセンサ出力値（センサ電圧）を電子制御装置（ＥＣＵ）に対して出力する回転角度センサＳを備えている。

上記の問題を比較例１及び２のＥＧＲ制御弁を用いて具体的に説明する。
出力シャフト１０１の回転範囲は、ポペットバルブの閉弁方向への回転が全閉ストッパ等により機械的に停止する「出力シャフト１０１の回転停止角度（カム全閉角度、スコッチヨーク全閉角度）」から、バルブヘッド１１１が開き始める直前の全閉位置における「出力シャフト１０１の全閉角度（カム上側接触角度、ヨーク下側接触角度）」までの間（区間）にバックラッシュ範囲を備える。なお、上記のバックラッシュ範囲では、リターンスプリング１１３の付勢力を、ポペットバルブを介してバルブシート１１４が受けているため、出力シャフト１０１が受けない。
また、出力シャフト１０１の回転範囲は、「出力シャフト１０１の全閉角度」から、「バルブヘッド１１１の全閉位置（全閉開度の状態）」までの間（区間）にバルブシャフト１１２が傾くバルブシャフト（弁軸）傾き範囲を備える。なお、「バルブヘッド１１１の全閉位置」では、バルブシャフト１１２の傾きは、最大値となる。

ここで、「バルブ全閉位置」と「回転角度センサのセンサ出力値（センサ電圧）」とを対応させる全閉位置学習を実施する場合、
（１）先ず、ポペットバルブのバルブヘッド１１１およびバルブシャフト１１２を全閉側へ作動させるモータ駆動電流をモータＭへ印加して、出力シャフト１０１を回転が機械的に停止するカム全閉位置またはスコッチヨーク全閉位置まで回転させる「第１作動」を実施する。
このとき、比較例１のＥＧＲ制御弁の場合、図１４のＩに示したように、リターンスプリング１１３の影響が、無くなるため、プレートカム１０２のカム溝１０３の下側に接触する（トルク≒０）。また、比較例２のＥＧＲ制御弁の場合、図１５のＩに示したように、リターンスプリング１１３の影響が、無くなるため、スコッチヨーク１０８のヨーク溝１１７の上側に接触する（トルク≒０）。

あるいは、
（２）モータＭへの通電を停止（カット）して、リターンスプリング１１３の付勢力のみで、バルブヘッド１１１を全閉位置へ戻す「第２作動」を実施する。
さらに、
（３）バルブヘッド１１１が開き始めるトルク以下となる所定の開き側モータ駆動電流を印加する方法「第３作動」を実施することが考えられる。
このとき、比較例１のＥＧＲ制御弁の場合、図１４のＩＩ〜ＩＶに示したように、リターンスプリング１１３の付勢力で、ボールベアリングよりなるフォロア１０４をプレートカム１０２のカム溝１０３の上側に接触させる。また、比較例２のＥＧＲ制御弁の場合、図１５のＩＩ〜ＩＶに示したように、モータＭに開く側へ作動するＤＵＴＹ値を印加した場合、バックラッシュが詰まり、スコッチヨーク１０８のヨーク溝１１７の下側に接触する。

ところが、比較例１及び２のＥＧＲ制御弁においては、上記（１）による「第１作動」を実施した場合は、バルブ全閉位置を通り過ぎて、「カム全閉位置またはスコッチヨーク全閉位置」まで作動する。
上記（２）による「第２作動」を実施した場合は、「バルブ全閉位置」と「カム全閉位置またはスコッチヨーク全閉角度」との間の隙間（バックラッシュ範囲）の任意の位置で止まる。
上記（３）による「第３作動」を実施した場合は、バルブヘッド１１１が閉じたままで、且つバルブシャフト１１２が任意の角度で傾いた状態で止まる。
以上のように、比較例１及び２のＥＧＲ制御弁においては、第１〜第３作動のうちのいずれの場合も、「バルブ全閉位置」を正確に学習することが不可能である。

特表２００９−５１６１３４号公報

本発明の目的は、「バルブ全閉位置」を精度良く推測することのできる全閉位置学習装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明（全閉位置学習装置）によれば、第１近似式決定手段で求めた第１近似式および第２近似式決定手段で求めた第２近似式から、バルブが開き始める時の全閉学習点を求めることにより、２つの第１、第２近似式（近似曲線２式）からバルブ全閉位置を精度良く推測することが可能となる。
これによって、「回転角度センサの出力信号（例えばセンサ出力値、センサ出力電圧）」と「バルブ全閉位置」とを対応させることができる。

請求項２〜４に記載の発明によれば、第１物理量を取得した時刻と第２物理量を取得した時刻との時間が所定の時間以内で、且つ第１物理量と第２物理量との差が所定の差以内であるときのみ、バルブが開き始める時の全閉学習点を求めることにより、構成部品、特にセンサの温度特性によるセンサ出力信号のバラツキを減少させることが可能となる。
これによって、「バルブ全閉位置」の学習精度を向上することができる。

ＥＧＲ制御弁を示した断面図である（実施例１）。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である（実施例１）。 電動アクチュエータおよびポペットバルブを示した斜視図である（実施例１）。 電動アクチュエータおよびポペットバルブを示した斜視図である（実施例１）。 回転角度センサ、ＥＣＵおよびモータを示したブロック図である（実施例１）。 ポペットバルブのリフト量、レバー角度、回転角度センサのセンサ出力値（センサ電圧）とバルブシャフトに付与される駆動トルク（モータトルク）、駆動ＤＵＴＹ値（Ｄｕｔｙ）との関係を示した説明図である（実施例１）。 全閉位置学習方法を示したフローチャートである（実施例１）。 全閉位置学習方法を示したフローチャートである（実施例１）。 全閉位置学習方法を示したフローチャートである（実施例２）。 全閉位置学習方法を示したフローチャートである（実施例２）。 ＥＧＲ制御弁を示した断面図である（実施例３）。 センサカバーを外してアクチュエータ内部を示した平面図である（実施例３）。 ポペットバルブのリフト量、プレートカム角度、回転角度センサのセンサ出力値（センサ電圧）とバルブシャフトに付与される駆動トルク（モータトルク）、駆動ＤＵＴＹ値（Ｄｕｔｙ）との関係を示した説明図である（実施例３）。 ポペットバルブのリフト量、プレートカム角度、回転角度センサのセンサ出力値（センサ電圧）とバルブシャフトに付与される駆動トルク（モータトルク）との関係を示した説明図である（比較例１）。 ポペットバルブのリフト量、レバー角度、回転角度センサのセンサ出力値（センサ電圧）とバルブシャフトに付与される駆動トルク（モータトルク）との関係を示した説明図である（比較例２）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例１の構成］
図１ないし図８は、本発明の全閉位置学習装置を適用したＥＧＲバルブ制御装置（実施例１）を示したものである。

本実施例の内燃機関の排気装置（排気システム）は、例えば自動車等の車両走行用の内燃機関（ディーゼルエンジン：以下エンジン）の排気管から吸気管へ排出ガス（排気）の一部であるＥＧＲガスを再循環（還流）させる排気循環装置（ＥＧＲシステム）を備えている。
ＥＧＲシステムは、エキゾーストマニホールドまたは排気管内の排気通路からインテークマニホールドまたは吸気管内の吸気通路へＥＧＲガスを還流させるＥＧＲガスパイプを備えている。このＥＧＲガスパイプ内には、排気通路から吸気通路へＥＧＲガスを流入させるＥＧＲガス流路が形成されている。
ＥＧＲガスパイプには、ＥＧＲガス流路を流れるＥＧＲガスの流量を可変制御するＥＧＲ制御弁が設置されている。

ここで、ＥＧＲシステムは、エンジンの運転状況に基づいてＥＧＲ制御弁のポペットバルブ１を開閉制御するＥＧＲバルブ制御装置（内燃機関のＥＧＲ制御装置）として使用される。このＥＧＲバルブ制御装置は、ポペットバルブ１の弁体（バルブヘッド）であるＥＧＲバルブ２およびポペットバルブ１の弁軸であるバルブシャフト３を、そのバルブシャフト３の軸線方向（軸方向）に往復駆動する電動アクチュエータ４に組み込まれる電動モータ（直流モータ：以下モータ）Ｍを他のシステム（例えば吸気システム、過給圧制御システム等）と連動して制御するエンジン制御ユニット（電子制御装置：以下ＥＣＵ）５を備えている。

ＥＧＲ制御弁は、ＥＧＲガス流路を流れるＥＧＲガスの流量を調量するポペットバルブ１と、このポペットバルブ１のバルブシャフト３をその往復方向に駆動する電動アクチュエータ４と、ポペットバルブ１、電動アクチュエータ４および断面コの字状（または断面矩形状）のスコッチヨーク６を収容（内蔵）するハウジング８とを備えている。
ポペットバルブ１は、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲガス流路を開閉するＥＧＲバルブ２、およびこのＥＧＲバルブ２を支持固定するバルブシャフト３を備えている。このバルブシャフト３の軸線方向の基端部には、スコッチヨーク６を介して、電動アクチュエータ４からモータＭの回転動力が伝達される入力部が設けられている。

スコッチヨーク６は、バルブシャフト３の入力部の外周（図示上端外周）に圧入または溶接等の手段を用いて固定されている。
ハウジング８は、ＥＧＲ開度センサである回転角度センサ９を搭載するセンサカバー１０との間に、電動アクチュエータ４を収容する凹部を備えている。このハウジング８には、ポペットバルブ１を収容するバルブボディ１１、モータＭを収容するモータケース１２、および減速機構を収容するギアケース１３等が一体的に設けられている。
これらのうちバルブボディ１１には、ＥＧＲバルブ２が着座可能な円環状のバルブシート１４が圧入固定されている。

電動アクチュエータ４は、回転軸（モータ軸：以下モータシャフト）１５を有するモータＭと、このモータＭのモータシャフト１５の回転を２段減速する減速機構と、この減速機構とスコッチヨーク６とを駆動連結する変換機構（リンク機構）と、減速機構および変換機構の一部を含んで構成されて、モータＭの回転動力をヨーク側に出力する出力部材と、この出力部材の回転角度を検出する回転角度検出装置と、バルブシャフト３に対して、ポペットバルブ１を閉じる側（バルブ全閉側）に付勢するコンプレッションスプリング（以下リターンスプリング）１６とを備えている。

モータＭは、そのモータシャフト１５がその回転軸方向に延びるインナロータ（電機子）と、この電機子の周囲を円周方向に取り囲む筒状のステータと、このステータに対して固定されたブラシホルダに収容保持された一対の給電ブラシ（以下第１、第２ブラシ）とを備えている。
モータＭのステータは、電機子のモータシャフト１５を回転可能に収容するモータケース（モータヨーク等）、およびモータヨークの内周面において円周方向に等間隔で接着剤等により固着された複数の界磁マグネット等を有している。
モータＭの電機子は、モータシャフト１５と一体回転可能に連結した電機子鉄心（電機子コア）、この電機子コアに巻装される電機子巻線（電機子コア）、および一対の第１、第２ブラシに押圧接触される整流子（コンミテータ）を有している。

減速機構は、モータＭのモータシャフト１５の先端外周に固定されたピニオンギア（入力ギア、モータギア）２１、このピニオンギア２１と噛み合って回転する中間ギア２２、およびこの中間ギア２２と噛み合って回転する出力ギア（バルブギア）２３、モータシャフト１５と並列配置された中間シャフト２４、モータシャフト１５と中間シャフト２４に並列配置された出力シャフト２５等によって構成されている。
出力部材は、モータＭの回転動力をバルブシャフト３を介してポペットバルブ１に伝えるものである。この出力部材は、モータＭの回転動力を受けて回転する出力ギア２３と、この出力ギア２３の回転中心軸上に設置されて、出力ギア２３と一体回転可能に連結した出力シャフト２５とを備えている。
これらの出力ギア２３および出力シャフト２５は、減速機構の一部を構成し、また、出力シャフト２５は、減速機構の出力軸を構成している。

出力部材は、出力シャフト２５と一体回転可能に連結した出力レバー２６と、この出力レバー２６の突出端部に保持される偏芯ピン（以下ピボットピン）２７と、このピボットピン２７の外周に回転自在に支持されるボールベアリング（以下フォロア）２８とを備えている。これらの出力レバー２６、ピボットピン２７およびフォロア２８は、変換機構の一部を構成している。
また、出力部材は、出力シャフト２５をその回転方向に摺動可能に支持する２連ボールベアリング３１、３２と、これらの２連ボールベアリング３１、３２の外周に圧入固定される円筒カラー３３とを備えている。

出力部材を構成する出力ギア２３、出力シャフト２５、出力レバー２６、ピボットピン２７、フォロア２８、２連ボールベアリング３１、３２および円筒カラー３３は、予め組み立てられて出力ギアサブアッセンブリの状態で、ハウジング８に組み付けられる。このとき、ピボットピン２７およびフォロア２８は、スコッチヨーク６のヨーク溝２９内に組み込まれる。
ここで、変換機構は、スコッチヨーク６、出力レバー２６、ピボットピン２７およびフォロア２８等により構成されている。

ポペットバルブ１は、ハウジング８のバルブシート１４に接離してＥＧＲガス流路（流路孔４１〜４４）を閉鎖、開放する円環状のＥＧＲバルブ２、および出力部材の回転変位に連動してポペットバルブ１の中心軸線方向に往復移動するバルブシャフト３を備えている。なお、ポペットバルブ１とバルブシャフト３とを一体部品で構成したポペットバルブを使用しても良い。
バルブシャフト３の先端外周には、溶接等の接合手段を用いて環状のＥＧＲバルブ２が固定されている。このバルブシャフト３の軸線方向の中間部分は、メタルベアリング（軸受）４５を介して、ハウジング８のベアリングホルダ４６に摺動自在に支持されている。 ここで、ポペットバルブ１、バルブシャフト３、スコッチヨーク６およびリターンスプリング１６は、予め組み立てられてバルブサブアッセンブリの状態で、ハウジング８に組み付けられる。

ハウジング８には、ポペットバルブ（ポペットバルブ１、バルブシャフト３）、スコッチヨーク６およびリターンスプリング１６等を移動可能に収容するバルブボディ１１が一体的に形成されている。
バルブボディ１１の内部には、ＥＧＲガス流路の一部を構成する流路孔４１〜４４が形成されている。このバルブボディ１１は、流路孔４１と流路孔４３とを区画する円筒状の隔壁（仕切り部）にバルブシート１４を備えている。
バルブシート１４の開口周縁には、ポペットバルブ１が着座可能な円錐台形状（テーパ状）の弁座が形成されている。このバルブシート１４の内部には、流路孔４１と流路孔４３とを連通し、且つＥＧＲガスが通り抜ける流路孔（ＥＧＲ制御弁の弁孔）４２が形成されている。

バルブボディ１１には、メタルベアリング４５の外周を保持する円筒状のベアリングホルダ４６が一体的に形成されている。このベアリングホルダ４６は、メタルベアリング４５の周囲を円周方向に取り囲むように配置されている。
ハウジング８には、モータＭを収容保持する有底円筒状のモータケース１２が一体的に形成されている。このモータケース１２は、モータＭのモータヨークの周囲を円周方向に取り囲む円筒状の側壁部、およびこの側壁部の一端側で開口し、組み付け時にモータＭをモータ収容室内に挿入するための開口部（モータ挿入口）を有している。このモータ挿入口は、モータＭのフロントブラケット４７により塞がれている。
フロントブラケット４７は、モータケース１２のモータ挿入口の開口周縁にボルト等を用いて締結固定されている。これにより、モータＭがモータ収容室内に収容保持される。

ハウジング８には、減速機構を収容するギアケース１３が形成されている。このギアケース１３には、組み付け時に電動アクチュエータ４をギア収容室内に挿入するための開口部を有している。この開口部は、合成樹脂製のセンサカバー１０により塞がれている。
センサカバー１０は、電気絶縁性を有する合成樹脂によって一体成形されている。
センサカバー１０には、モータＭのフロントブラケット４７より突出する一対の第１、第２ブラシターミナルと一対の第１、第２モータターミナル（図示せず）との電気接続を行う内部接続用コネクタと、一対の第１、第２モータターミナルおよび回転角度センサ９の複数のセンサターミナルと外部回路（ＥＣＵ５やバッテリ）との電気接続を行う外部接続用コネクタが設けられている。

電動アクチュエータ４は、ポペットバルブ１を閉弁（全閉）方向に付勢するリターンスプリング１６と、電力の供給を受けるとポペットバルブ１を往復駆動する回転動力（トルク）を発生するモータＭと、このモータＭのモータシャフト１５の回転を２段減速して出力シャフト２５に伝達する減速機構と、この減速機構の出力ギア２３の回転往復（回動）運動をポペットバルブ１の直線往復運動（ポペットバルブ１の軸線方向の往復運動）に変換する動力変換機構（変換機構）と、出力シャフト２５の回転角度を検出する回転角度検出装置とを備えている。

リターンスプリング１６は、バルブシャフト３の図示上端側の周囲、およびベアリングホルダ４６の周囲を渦巻き状（螺旋状）に取り囲むように設置されている。このリターンスプリング１６は、バルブシャフト３の上端側の段差（円環状の段差）に係止される円環状のスプリングシート４８のスプリング座部５１とハウジング８の底部（ベアリングホルダ４６の外周側の円筒凹溝の底部）のスプリング座部５２との間に渦巻き状に巻装されたコイル部を有している。
リターンスプリング１６は、バルブシャフト３に対して、ポペットバルブ１を閉弁方向に付勢する弾性力を発生するコイル状のコンプレッションスプリングである。

減速機構は、上述したように、ピニオンギア２１、中間ギア２２、出力ギア２３、中間シャフト２４および出力シャフト２５を備えている。
ピニオンギア２１は、モータシャフト１５の先端外周に圧入嵌合により固定される円筒部を有している。この円筒部の外周には、中間ギア２２と噛み合うピニオンギア歯５３が形成されている。
中間ギア２２は、中間シャフト２４の外周に相対回転可能に嵌め合わされている。この中間ギア２２は、中間シャフト２４の外周に回転自在に嵌め合わされて、中間シャフト２４の中心軸線周りに回転する円筒部を有している。この円筒部の軸線方向の一端部には、ピニオンギア歯５３と噛み合う大径ギア（中間ギア歯）５４が形成されている。また、円筒部の軸線方向の他端部には、出力ギア２３と噛み合う小径ギア（中間ギア歯）５５が形成されている。

出力ギア２３の内周部には、円筒状の円筒ボス５６が一体的に形成されている。また、出力ギア２３は、円筒ボス５６よりも半径方向の外側に部分円筒状（扇状）の歯形成部を有している。この歯形成部の外周には、小径ギア５５と噛み合う出力ギア歯５７が形成されている。
出力ギア２３には、円筒ボス５６の一端側（バルブ側）の開口部を塞ぐように結合部５８が一体的に設けられている。この結合部５８の中央部には、２面幅（出力シャフト２５の空回りを防ぐ構造、回り止め構造）を有する嵌合孔５９が貫通形成されている。この嵌合孔５９には、出力シャフト２５の入力部（出力シャフト２５の第１突出軸部）が回り止めされた状態で嵌合固定されている。

出力シャフト２５は、円筒カラー３３および２連ボールベアリング３１、３２を介して、ハウジング８の軸方向壁の内部に回転自在または摺動自在に収容されている。
出力シャフト２５は、その回転軸方向の両側に第１、第２突出軸部（径小軸部）をそれぞれ備えている。また、第１、第２突出軸部間には、ハウジング８の軸方向壁の軸受収容孔内に配置される軸方向部（中間軸部、第１、第２突出軸部よりも外径が大きい径大軸部）が設けられている。
出力シャフト２５の中間軸部の外周には、２連ボールベアリング３１、３２の各内輪が圧入嵌合によって嵌合保持されている。

変換機構は、上述したように、スコッチヨーク６、出力レバー２６、ピボットピン２７およびフォロア２８等を有している。
スコッチヨーク６は、フォロア２８を介してピボットピン２７からモータＭの回転動力を受けてバルブシャフト３の軸線方向に往復移動する。また、スコッチヨーク６は、バルブシャフト３と一体移動可能に連結している。このスコッチヨーク６は、フォロア２８を介して出力部材の動力を受ける断面コの字状の入力部、およびバルブシャフト３へ出力部材の動力を伝える出力部を有している。
スコッチヨーク６の入力部は、組み付け時にピボットピン２７およびフォロア２８が挿入される挿入方向に対向する２面の他に、少なくとも４面の第１〜第４側面を有する多面体形状（断面コの字状または断面角環状）を呈している。
なお、スコッチヨーク６の入力部をフォロア２８の周囲を円周方向に取り囲むように断面円環状に形成しても良い。

ヨーク溝２９は、スコッチヨーク６に対する出力部材、特にフォロア２８の組み付け時に、出力部材を直線移動させながらヨーク溝２９内にフォロア２８を挿入するための開口部６１を有している。この開口部６１は、バルブシャフト３の軸線方向に対して直交する垂直方向、特に組み付け時にピボットピン２７およびフォロア２８が挿入される挿入方向に対して反対方向に向かって開放されている。
スコッチヨーク６の出力部には、有底円（または角）筒状の嵌合部６２が一体的に設けられている。この嵌合部６２の内部には、バルブシャフト３の軸線方向の基端部（入力部）が圧入嵌合される圧入溝６３が形成されている。

出力レバー２６は、金属によって一体的に形成されている。この出力レバー２６は、出力シャフト２５の半径方向外側に突出するように設けられている。また、出力レバー２６は、出力シャフト２５とピボットピン２７およびフォロア２８とを駆動連結して、モータＭの回転動力をピボットピン２７とフォロア２８に伝達するリンクレバーである。
また、出力レバー２６の基端部には、出力シャフト２５の第２突出軸部がその軸線方向に貫通するように圧入嵌合する第１嵌合孔がそれぞれ設けられている。これにより、出力レバー２６が出力シャフト２５と一体回転可能に連結される。
また、出力レバー２６の先端部には、ピボットピン２７がその軸線方向に貫通するように圧入嵌合する第２嵌合孔がそれぞれ設けられている。これにより、ピボットピン２７が出力レバー２６と一体回転可能に連結される。第２嵌合孔は、出力シャフト２５の第２突出軸部の回転中心軸から所定の距離だけ偏芯した位置に設けられている。

ピボットピン２７は、金属によって形成されており、出力レバー２６の第２嵌合孔に打ち込まれて出力レバー２６の出力部に圧入固定されている。このピボットピン２７は、フォロア２８を回転自在に支持している。また、ピボットピン２７は、フォロア２８と共に、スコッチヨーク６のヨーク溝２９内に挿入される。
フォロア２８は、ピボットピン２７の外周に圧入固定される内輪、スコッチヨーク６のヨーク溝２９の溝側面に摺動接触する外輪、および内輪と外輪との２つの軌道輪の間に滑動自在に収容される複数の鋼球を備えたボールベアリングである。
フォロア２８は、ピボットピン２７の外周に回転自在に支持されて、スコッチヨーク６のヨーク溝２９内に摺動（転動）可能に挿入されている。このフォロア２８は、出力シャフト２５の第２突出軸部の回転中心軸から所定の距離だけ偏芯した位置に設けられている。また、フォロア２８は、出力レバー２６およびピボットピン２７を介して、出力レバー２６と一体回転可能に連結されている。

ここで、電動アクチュエータ４の動力源であるモータＭは、ＥＣＵ５によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載された外部電源（バッテリ）に電気的に接続されている。
ＥＣＵ５には、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＥＥＰＲＯＭ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）、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。
なお、ＥＣＵ５は、特許請求の範囲における「学習制御手段」、「第１、第２記憶手段」、「第１、第２近似式決定手段」、「全閉位置決定手段」に相当する。

モータ駆動回路は、ＥＣＵ５のマイクロコンピュータから与えられる制御信号（例えばＰＷＭ信号のデューティ比）に対してモータＭへの供給電力（モータ駆動電流またはモータ印加電圧）を可変制御する。
ここで、モータ駆動回路に与えるＰＷＭ信号のデューティ比（駆動デューティ値：以下Ｄｕｔｙ（％））とは、実バルブリフト量（実開度または実ＥＧＲ率）が目標バルブリフト量（目標開度または目標ＥＧＲ率）となるように、ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）の発生周期（ＰＷＭ周期）における、モータＭの内部導体（例えば電機子コイル）を通電するＯＮ期間とモータＭの内部導体への通電を停止するＯＦＦ期間との比率（ＯＮ／ＯＦＦ比）のことである。

ＣＰＵは、プログラムによって様々な数値演算処理、情報処理および制御等を行う。
ＲＯＭは、ＣＰＵの様々な数値演算処理、情報処理および制御等に必要なプログラムが予め記憶されている。
ＲＡＭには、ＣＰＵの演算処理による中間情報が一時的に記録され、イグニッションスイッチ（エンジンスイッチ）がＯＦＦとなると記憶された情報は消える。

ＥＥＰＲＯＭには、ＣＰＵによる様々な数値演算処理、情報処理および制御等に必要な情報が記憶されている。具体的には、バルブリフト量、レバー角度（回転角度センサ９から出力されるセンサ出力信号：センサ電圧）とポペットバルブ１のバルブシャフト３に付与される駆動トルク（モータトルク）との対応関係を所定の形式で表したデータテーブル（図６参照）等の初期データがＥＥＰＲＯＭに予め記憶されている。
なお、ＥＥＰＲＯＭは、特許請求の範囲における「第１、第２記憶手段」、「記憶部」、「第１、第２記憶部」に相当する。また、データテーブルに格納されるデータは、書き換え（更新）が可能なものである。

そして、センサカバー１０のセンサ搭載部に設置された回転角度センサ９からのセンサ出力信号（アナログ電圧）や、各種センサからのセンサ出力信号（電気信号）は、Ａ／Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータの入力部に入力されるように構成されている。
ここで、マイクロコンピュータの入力部には、回転角度センサ９だけでなく、エアフロメータ９１、クランク角度センサ９２、アクセル開度センサ９３、スロットル開度センサ９４、吸気温センサ９５、水温センサ９６および排気ガスセンサ（空燃比センサ、酸素濃度センサ：図示せず）等が接続されている。

回転角度検出装置は、出力ギア２３の円筒ボス５６に一体回転可能に設けられた円筒状の磁気回路部と、この磁気回路部の回転角度を測定してＥＧＲ制御弁のバルブ開度を検出する回転角度センサ９とを備え、磁気回路部と回転角度センサ９との相対回転角度の変化を回転角度センサ９に磁気回路部から与えられる磁気変化によって検出する。
回転角度センサ９は、半導体ホール素子の感磁面を鎖交する磁束密度に対応したセンサ出力信号（アナログ電圧信号：以下センサ電圧）をＥＣＵ５へ向けて出力するホールＩＣを主体として構成されている。

ホールＩＣは、ホール素子および集積回路が１つのＩＣチップ（半導体チップ）として集積回路化された磁気センサである。なお、ホールＩＣの代わりに、ホール素子単体、磁気抵抗素子等の非接触式の磁気検出素子を使用しても良い。
磁気回路部は、円筒ボス５６の内周に接着剤等により固定されている。なお、円筒ボス５６が合成樹脂の場合には、磁気回路部が円筒ボス５６にインサート成形されていても構わない。
この磁気回路部は、円筒ボス５６の直径方向に２分割された一対の部分円筒状ヨーク６４と、このヨーク６４の分割部（対向部）に同一方向に磁極が向いて配置された一対のマグネット（永久磁石）６５とを備えている。

クランク角度センサ９２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１５°または３０°ＣＡ（クランク角度）毎にセンサ出力信号（以下ＮＥパルス信号）がＥＣＵ５に対して出力される。
ＥＣＵ５は、クランク角度センサ９２から出力された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（エンジン回転数：ＮＥ）を検出するための回転速度検出手段である。

ＥＣＵ５は、回転角度センサ９から出力されるセンサ出力信号（センサ電圧）に基づいて、ポペットバルブ１のストローク量（バルブリフトまたは流量）を検出するストローク量（または流量）検出手段を構成している。
また、ＥＣＵ５は、回転角度センサ９から出力されるセンサ出力信号（センサ電圧）に基づいて、出力レバー２６の回転角度（レバー回転角度）を検出するレバー角度検出手段を構成している。

アクセル開度センサ９３は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度：ＡＣＣＰ）に対応した電気信号（センサ出力信号）をＥＣＵ５に対して出力するエンジン負荷検出手段である。なお、スロットル開度センサ９４を搭載している場合は、スロットル開度センサ９４をエンジン負荷検出手段として使用しても良い。

吸気温センサ９５は、エンジンの各気筒に吸い込まれる吸入空気（吸気）の温度（以下吸気温：ＴＨＡ）に対応した電気信号（センサ出力信号）をＥＣＵ５に対して出力するエンジン負荷検出手段である。
水温センサ９６は、エンジン冷却水温（以下水温：ＴＨＷ）に対応した電気信号（センサ出力信号）をＥＣＵ５に対して出力する水温検出手段である。

ここで、ＥＣＵ５は、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、先ず、エンジンの運転状況（エンジン情報）または運転条件（状態）を計算（算出）するのに必要な各種センサ出力信号を取得（入力）し、エンジンの運転状況または運転条件およびＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、電動アクチュエータ４のモータＭを電子制御するように構成されている。

ＥＣＵ５は、エンジンの運転状況（例えばエアフロメータ９１から出力されるセンサ出力信号（吸気流量信号）から測定された新気量、クランク角度センサ９２のＮＥ信号から測定されたエンジン回転数（ＮＥ）に対応して制御目標値（目標ＥＧＲ率）を算出（決定）し、回転角度センサ９のセンサ出力電圧から測定された実ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との偏差がなくなるように、モータ駆動回路に与える駆動ＤＵＴＹ値（デューティ比：Ｄｕｔｙ（％））を可変制御するように構成されている。

そして、ＥＣＵ５からモータ駆動回路に駆動ＤＵＴＹ値が与えられると、モータＭの内部導体にＤｕｔｙ（％）に対応したモータ印加電圧が印加され、モータＭの内部導体に開弁方向（ポペットバルブ１の開き側）または閉弁方向（ポペットバルブ１の閉じ側）のモータ駆動電流が流れる。これにより、図６に示したように、ポペットバルブ１が開き側または閉じ側へ駆動される。

［実施例１の特徴］
ところで、本実施例のＥＧＲバルブ制御装置は、バルブ全閉位置とスコッチヨーク全閉位置のセンサ出力電圧とが一致しないため、エンジンを始動する毎に、バルブ全閉位置を回転角度センサ９から出力されるセンサ出力電圧で学習する全閉位置学習装置を備えている。
なお、本実施例では、ＥＧＲ制御弁のポペットバルブ１の全閉位置学習装置の機能がＥＣＵ５に含まれている。

また、全閉位置学習装置（学習制御手段）は、ポペットバルブ１のＥＧＲバルブ２が開き始める駆動トルク以下の第１トルク範囲内において、ポペットバルブ１が全閉開度の状態からＥＧＲバルブ２を開き側へ動作させるＤＵＴＹ（モータ駆動電流またはモータ印加電圧）を複数の異なる値に設定し、この設定した複数の異なる値の駆動ＤＵＴＹ値（Ｄｕｔｙ（％））を電動アクチュエータ４のモータＭへ印加する毎に、回転角度センサ９のセンサ出力電圧を取得し、この取得した複数の異なる値のセンサ出力電圧を第１記憶部であるＥＥＰＲＯＭに記録（記憶）する第１記憶手段を備えている。

また、全閉位置学習装置（学習制御手段）は、ポペットバルブ１のＥＧＲバルブ２が開き始める駆動トルク以上の第２トルク範囲内において、ＥＧＲバルブ２が全閉開度の状態または任意の中間開度の状態からＥＧＲバルブ２を開き側へ動作させるＤｕｔｙ（％）を複数の異なる値に設定し、この設定した複数の異なる値のＤｕｔｙ（％）をモータＭへ印加する毎に、回転角度センサ９のセンサ出力電圧を取得し、この取得した複数の異なる値のセンサ出力電圧を第２記憶部であるＥＥＰＲＯＭに記録（記憶）する第２記憶手段を備えている。

また、全閉位置学習装置（学習制御手段）は、上記の第１記憶手段に記録された複数の異なる値のセンサ出力電圧から、ポペットバルブ１のバルブシャフト３の傾き動作中における、回転角度センサ９のセンサ出力電圧に対するトルク特性に近似した第１近似式を求める第１近似式決定手段を備えている。
また、全閉位置学習装置（学習制御手段）は、上記の第１近似式を求める直前または直後に、回転角度センサ９の周辺環境温度と相関のある第１物理量（例えば吸気温または水温）を取得し、この取得した第１物理量を第１記憶部であるＥＥＰＲＯＭに記録（記憶）するように構成されている。

また、全閉位置学習装置（学習制御手段）は、上記の第２記憶手段に記録された複数の異なる値のセンサ出力電圧から、ポペットバルブ１のＥＧＲバルブ２の開き動作中における、回転角度センサ９のセンサ出力電圧に対するトルク特性に近似した第２近似式を求める第２近似式決定手段を備えている。
また、全閉位置学習装置（学習制御手段）は、上記の第２近似式を求める直後または直前に、回転角度センサ９の周辺環境温度と相関のある第２物理量（例えば吸気温または水温）を取得し、この取得した第２物理量を第２記録部であるＥＥＰＲＯＭに記録（記憶）するように構成されている。

また、全閉位置学習装置（学習制御手段）は、上記の第１近似式決定手段で求めた第１近似式および第２近似式決定手段で求めた第２近似式から、ポペットバルブ１のＥＧＲバルブ２が開き始める時の全閉学習点（２つの第１、第２近似式の交点）を求める全閉位置決定手段を備えている。
この全閉位置決定手段は、第１物理量を取得した時刻と第２物理量を取得した時刻との時間が所定の時間以内で、且つ第１物理量と第２物理量との差が所定の差以内であるときのみ、ポペットバルブ１が開き始める時の全閉学習点を求めるように構成されている。
また、全閉位置学習装置（学習制御手段）は、ポペットバルブ１の全閉位置学習を実施する毎に、ポペットバルブ１が開き始める時の全閉学習点を、ポペットバルブ１の全閉位置学習値（バルブ全閉位置）として更新して記録する記憶部であるＥＥＰＲＯＭを有している。

［実施例１の制御方法］
次に、本実施例の全閉位置学習装置の制御方法を図１ないし図８に基づいて簡単に説明する。
ここで、図７および図８は、ＥＣＵ５による全閉位置学習方法を示したフローチャートである。この図７および図８の制御ルーチンは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）された後に、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ところで、スコッチヨーク６によって、電動アクチュエータ４の出力シャフト２５の回転運動を、ポペットバルブ１のバルブシャフト３の直線往復運動に変換する変換機構を備えたＥＧＲ制御弁において、ＥＧＲガスの流量をエンジンの運転状況に対応して正確に制御するためには、ポペットバルブ１、特にＥＧＲバルブ２の全閉位置を正確に回転角度センサ９で検出することが重要である。
そこで、全閉位置学習装置の機能を含んで構成されるＥＣＵ５は、ポペットバルブ１の全閉位置を学習する全閉位置学習を実施する。

先ず、ＥＣＵ５は、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）された後に、ＥＧＲ制御弁のポペットバルブ１の動作状態（またはエンジンの運転状況）を判定するのに必要な各種センサ出力信号やモータ駆動回路に与えられる駆動ＤＵＴＹ値（Ｄｕｔｙ（％））を取得する（センサ信号取得手段）。
なお、Ｄｕｔｙ（％）の代わりに、モータＭの内部導体（電機子コイル）に印加されるモータ印加電圧や、モータＭの内部導体（電機子コイル）を流れるモータ駆動電流を計測しても良い。

ここで、ＥＣＵ５は、ドライバーがアクセルペダルを踏み込んで、エンジンが所定の運転領域（例えば低負荷〜中負荷で、且つ低速回転〜中速回転の領域）に入ると、この運転領域（エンジン負荷およびエンジン回転数）に対応して設定される制御目標値（目標開度、目標ＥＧＲ率）を計算する。
このとき、ＥＣＵ５は、ＥＧＲ制御弁のポペットバルブ１が所定のバルブ開度（バルブリフト）以上に開弁するようにモータ駆動回路にＤｕｔｙ（％）を与えて、ポペットバルブ１を開弁作動させる。

そして、図７の制御ルーチンが起動するタイミングになると、先ず、モータ駆動回路に与えられるＤｕｔｙ（％）を検知して、上記のようなバルブオープン状態（開弁状態）、つまりポペットバルブ１が開き始める駆動トルク以上のＤＵＴＹ値であるか否かを判定する（開弁状態判定手段：ステップＳ１）。このステップＳ１の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１の判定処理を繰り返す。
また、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合には、ポペットバルブ１が開き始める駆動トルク以上の第２トルク範囲内において、ポペットバルブ１が全閉開度の状態または任意の中間開度の状態からポペットバルブ１を開弁方向（開き側）へ動作させるＤＵＴＹ値（Ｄｕｔｙ（％））を２種類設定する。

すなわち、ポペットバルブ１が全閉開度の状態からポペットバルブ１を開弁方向（開き側）へ動作させるＤＵＴＹ値（ｂ１）と、この中間開度の状態からポペットバルブ１を開弁方向（開き側）へ動作させるＤＵＴＹ値（ｂ２）とを設定する。
この設定した２種類のＤＵＴＹ値（ｂ１、ｂ２）をモータ駆動回路に与えて、各ＤＵＴＹ値（ｂ１、ｂ２）に対応したモータ印加電圧やモータ駆動電流をモータＭの内部導体へ印加する毎に、回転角度センサ９のセンサ出力電圧を取得する（第２センサ出力取得手段）。
そして、この取得した２つの異なるセンサ出力電圧（センサ出力値：図６のβ１、β２）をＥＥＰＲＯＭに記録（記憶）する（第２記憶手段）。

そして、図６の制御Ａを実施する。すなわち、ＥＥＰＲＯＭに記録された２つの異なるセンサ出力電圧（図６のβ１、β２）から、ポペットバルブ１の開き動作中における、回転角度センサ９のセンサ出力電圧に対するトルク特性に近似した、下記の第２近似式を求める（第２近似式決定手段：ステップＳ２）。
［数１］
Ｙ＝Ｆ２（ｘ）
なお、第２近似式が１次式の場合には、２つの異なるセンサ出力値から第２近似式を求め、また、第２近似式が２次式の場合には、３つの異なるセンサ出力値から第２近似（曲線）式を求める。また、第２近似式が３次式の場合には、複数（４つ以上）の異なるセンサ出力値から第２近似（曲線）式を求める。

そして、図６の制御Ｂを実施する。すなわち、上記の第２近似式を求めた時に、回転角度センサ９の周辺環境温度と相関のある第２物理量を測定するのに必要な各種センサ出力信号やタイマー回路のカウント値を取得する（センサ信号取得手段）。
具体的には、水温センサ９６および吸気温センサ９５から出力されたセンサ出力信号（第２物理量、検出値）が取得され、この取得したセンサ出力信号（第２物理量）をＥＥＰＲＯＭに記録（記憶）する。

ここで、エンジン負荷が低負荷で、且つエンジン回転数が低速回転の領域、つまりアイドル運転時には、エンジンの燃焼を安定させるために、エンジンの各気筒の燃焼室へのＥＧＲガスの導入を止める（ＥＧＲカット）。また、ドライバーがアクセルペダルを踏み込んで、エンジンの出力を最大限に引き出したい時や加速走行時には、ＥＧＲガスがエンジンの各気筒の燃焼室に導入されることを要因とする、エンジンの出力低下を回避するために、エンジンの各気筒の燃焼室へのＥＧＲガスの導入を止める（ＥＧＲカット）。
この場合、モータＭの動力を利用してポペットバルブ１を閉弁方向（閉じ側）へ動作（全閉作動）させる。あるいはモータＭへの通電をカットして、リターンスプリング１６の付勢力（スプリング力）によってポペットバルブ１のＥＧＲバルブ２をバルブシート１４に押し付けてバルブ全閉位置に戻す。

次に、モータ駆動回路に与えられるＤｕｔｙ（％）を検知して、上記のようなバルブ全閉状態であるか否かを判定する。つまりポペットバルブ１が開き始める駆動トルク以下のＤＵＴＹ値であるか否かを判定する（ステップＳ３）。このステップＳ３の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ３の判定処理を繰り返す。
また、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの場合には、図６の制御Ｄを実施する。すなわち、回転角度センサ９の周辺環境温度と相関のある第１物理量を測定するのに必要な各種センサ出力信号やタイマー回路のカウント値を取得する（センサ信号取得手段）。
具体的には、水温センサ９６および吸気温センサ９５から出力されたセンサ出力信号（第１物理量、検出値）が取得され、この取得したセンサ出力信号（第１物理量）をＥＥＰＲＯＭに記録（記憶）する。

次に、水温センサ９６からの第１物理量（水温）と第２物理量（水温）との偏差が、Ｘ（例えば５ｄｅｇ）以内であるか否かを判定する（ステップＳ４）。このステップＳ４の判定結果がＮＯの場合には、バルブ全閉位置の学習を中断または中止して、ステップＳ１の判定処理を実施する。
また、ステップＳ４の判定結果がＹＥＳの場合には、吸気温センサ９５からの第１物理量（吸気温）と第２物理量（吸気温）との偏差が、Ｙ（例えば５ｄｅｇ）以内であるか否かを判定する（ステップＳ５）。このステップＳ５の判定結果がＮＯの場合には、バルブ全閉位置の学習を中断または中止して、ステップＳ１の判定処理を実施する。

また、ステップＳ５の判定結果がＹＥＳの場合には、図８の制御ルーチンでカウントされるカウント値が、Ｚ（例えば５分間）以内であるか否かを判定する（ステップＳ６）。このステップＳ６の判定結果がＮＯの場合には、バルブ全閉位置の学習を中断または中止して、ステップＳ１の判定処理を実施する。
また、ステップＳ６の判定結果がＹＥＳの場合には、図６の制御Ｃを実施する。すなわち、ポペットバルブ１が開き始める駆動トルク以下の第１トルク範囲内において、ポペットバルブ１が全閉開度の状態からＥＧＲバルブ２を開き側へ動作させるＤｕｔｙ（％）を２種類設定し、この設定した２種類のＤｕｔｙ（％）をモータＭへ印加する毎に、回転角度センサ９のセンサ出力電圧を取得する（第１センサ出力取得手段）。
そして、この取得した２つの異なるセンサ出力電圧（図６のα１、α２）をＥＥＰＲＯＭに記録（記憶）する（第１記憶手段）。

そして、ＥＥＰＲＯＭに記録された２つの異なるセンサ出力電圧（図６のα１、α２）から、ポペットバルブ１のバルブシャフト３の傾き動作中における、回転角度センサ９のセンサ出力電圧に対するトルク特性に近似した、下記の第１近似式を求める（第１近似式決定手段：ステップＳ７）。
［数２］
Ｙ＝Ｆ１（ｘ）
なお、第１近似式が１次式の場合には、２つの異なるセンサ出力値から第１近似式を求め、また、第１近似式が２次式の場合には、３つの異なるセンサ出力値から第１近似（曲線）式を求める。また、第１近似式が３次式の場合には、複数（４つ以上）の異なるセンサ出力値から第１近似（曲線）式を求める。

次に、上記の第１近似式決定手段で求めた第１近似式（Ｙ＝Ｆ１（ｘ））および上記の第２近似式決定手段で求めた第２近似式（Ｙ＝Ｆ２（ｘ））から、ポペットバルブ１のＥＧＲバルブ２が開き始める時の全閉学習点、つまり第１近似式（Ｙ＝Ｆ１（ｘ））と第２近似式（Ｙ＝Ｆ２（ｘ））との交点を求める。
そして、図６の制御Ｅを実施する。すなわち、ポペットバルブ１の全閉位置学習を実施する毎に、ポペットバルブ１が開き始める時の全閉学習点を、ポペットバルブ１の全閉位置学習値としてＥＥＰＲＯＭに更新して記録する（ステップＳ８）。
その後に、ポペットバルブ１の全閉位置学習制御を終了し、図７の制御ルーチンを抜ける。

一方、図８の制御ルーチンが起動するタイミングになると、先ず、図７のステップＳ２が実施されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１１の判定処理を繰り返す。
また、ステップＳ１１の判定結果がＹＥＳの場合には、タイマー回路におけるカウント値のカウントを開始する（ステップＳ１２）。
次に、カウント値が、Ａ（例えば５〜１０分間）以上であるか否かを判定する。あるいは図７のステップＳ７またはステップＳ８が実施されたか否かを判定する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１２のカウント処理を繰り返す。
また、ステップＳ１３の判定結果がＹＥＳの場合には、タイマー回路におけるカウント値のカウントを終了する（ステップＳ１４）。
その後に、図８の制御ルーチンを抜ける。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の全閉位置学習装置の機能を含むＥＣＵ５においては、図６〜図８に示したように、制御Ａ及びＢを実施した後に、タイマー回路のカウントを開始し、所定の時間以内で、且つ水温及び吸気温が所定の温度差以内であれば、制御Ｃ及びＤを実施し、最後に制御Ｅを行う。
すなわち、図７の制御ルーチンのステップＳ７で求めた第１近似式および図７の制御ルーチンのステップＳ２で求めた第２近似式から、ポペットバルブ１のＥＧＲバルブ２が開き始める時の全閉学習点を求めることにより、２つの第１、第２近似式からバルブ全閉位置を精度良く推測することが可能となる。
これによって、「回転角度センサ９のセンサ出力信号（センサ電圧）」と「ポペットバルブ１のバルブ全閉位置」とを対応させることができるので、ＥＧＲシステムに使用されるＥＧＲ制御弁の「バルブ全閉位置」を正確に学習することができる。

また、第１近似式を求める直前に第１物理量（水温ＴＨＷ１、吸気温ＴＨＡ１）を取得した時刻と、第２近似式を求める直後に第２物理量（水温ＴＨＷ１、吸気温ＴＨＡ１）を取得した時刻との時間が所定の時間（例えば５分間）以内で、且つ第１物理量と第２物理量との差（Δ水温：ΔＴＨＷ、Δ吸気温：ΔＴＨＡ）が所定の温度差（例えば５ｄｅｇ）以内であるときのみ、ポペットバルブ１のＥＧＲバルブ２が開き始める時の全閉学習点を求める。つまり全閉位置学習を実施することにより、構成部品、特に回転角度センサ９の温度特性によるセンサ出力値のバラツキを減少させることが可能となる。
これによって、「ポペットバルブ１のバルブ全閉位置」の学習精度を向上することができる。

［実施例２の構成］
図９および図１０は、本発明を適用した全閉位置学習装置（実施例２）を示したものである。
ここで、実施例１と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例（図９）の制御ルーチンのステップＳ１及びＳ２は、図７の制御ルーチンのステップＳ３及びＳ７と同じ処理を実施するように構成されている。また、図９の制御ルーチンのステップＳ３及びＳ７は、図７の制御ルーチンのステップＳ１及びＳ２と同じ処理を実施するように構成されている。
また、図１０の制御ルーチンのステップＳ１１及びＳ１３は、図８の制御ルーチンのステップＳ１１及びＳ１３と同じ処理を実施するように構成されている。
すなわち、図６、図９および図１０に示したように、制御Ｃ及びＤを実施した後に、タイマー回路のカウントを開始し、所定の時間以内で、且つ水温及び吸気温が所定の温度差以内であれば、制御Ａ及びＢを実施し、最後に制御Ｅを行う。
以上のように、本実施例の全閉位置学習装置においては、実施例１と同様な効果を奏する。

［実施例３の構成］
図１１ないし図１３は、本発明を適用した全閉位置学習装置（実施例３）を示したものである。
ここで、実施例１及び２と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例のＥＧＲ制御弁は、電動アクチュエータ４の出力軸である出力シャフト２５と、ポペットバルブ１の弁軸であるバルブシャフト３との間に、出力シャフト２５の回転運動をバルブシャフト３の直線往復運動に変換する変換機構を備えている。
変換機構は、出力シャフト２５と一体回転可能な平板状のプレートカム７と、このプレートカム７のカムスロット（カム溝）６９内に移動可能に挿入されるフォロア７１と、このフォロア７１を介して、プレートカム７からモータＭの動力を受けてバルブシャフト３をその軸線方向に往復駆動するピボットピン（支軸）７２とを備えている。

プレートカム７は、ポペットバルブ１が全閉位置の時に、プレートカム７の回転位置（カム角度）が全閉状態（カム全閉位置）となる。また、プレートカム７は、ポペットバルブ１が全開位置の時に、プレートカム７の回転位置（カム角度）が全開状態（カム全開位置）となる。
プレートカム７は、出力シャフト２５の中径部の外周を円周方向に取り囲む円環状の入力部を有している。この入力部には、四角孔形状の嵌合孔が貫通形成されている。これにより、プレートカム７は、出力シャフト２５の中径部に回り止めされた状態で固定されている。また、プレートカム７の入力部は、出力シャフト２５の段差（環状段差面）と金属カラー７３の環状端面との間に挟み込まれた状態で、出力ギア２３に対して所定の軸方向距離分だけ分離して出力シャフト２５の中径部の外周に固定されている。

プレートカム７は、入力部の周囲を部分的に取り囲むように扇状の出力部が設けられている。この出力部には、ポペットバルブ１の動作パターン（プレートカム７の回転角度（カム角度）に対するポペットバルブ１のリフト量）に対応した湾曲形状のカムスロット６９が、プレートカム７の板厚方向に貫通形成されている。
そして、プレートカム７またはこのプレートカム７と一体回転可能に連結した連動部材（出力ギア２３、出力シャフト２５、出力ギアレバー７４等）には、全開ストッパ７５に係止される全開ストッパ部７６が一体的に設けられている。

出力ギアレバー７４は、合成樹脂製の出力ギア２３の内部にインサート成形されている。この出力ギアレバー７４には、内部に２面幅（出力シャフト２５の空回りを防ぐ構造、回り止め構造）を有する嵌合孔が形成されている。これにより、出力ギア２３は、出力ギアレバー７４を介して、出力シャフト２５の小径部に回り止めされた状態で固定されている。
全開ストッパ７５は、ハウジング８のギアケース１３の外壁部（電動アクチュエータ４を収容する凹部の周囲を周方向に取り囲む筒状の周壁部）の端面より凹部内に突出するように、全開ストッパ７５の軸部が捩じ込まれて固定されている。また、全開ストッパ７５は、プレートカム７の全開位置ストッパとしての機能だけでなく、ポペットバルブ１の全開位置（フルリフト量）を規定するバルブ全開位置ストッパとしての機能も有している。

本実施例の全閉位置学習装置の機能を含むＥＣＵ５は、図１３に示したように、制御Ａ及びＢを実施した後に、タイマー回路のカウントを開始し、所定の時間以内で、且つ水温及び吸気温が所定の温度差以内であれば、制御Ｃ及びＤを実施し、最後に制御Ｅを行うように構成されている。
また、ＥＣＵ５は、図１３に示したように、制御Ｃ及びＤを実施した後に、タイマー回路のカウントを開始し、所定の時間以内で、且つ水温及び吸気温が所定の温度差以内であれば、制御Ａ及びＢを実施し、最後に制御Ｅを行うように構成されている。
以上のように、本実施例の全閉位置学習装置においては、実施例１及び２と同様な効果を奏する。

［変形例］
本実施例では、本発明の全閉位置学習装置を、ＥＧＲシステムのＥＧＲ制御弁に組み込まれるポペットバルブ１の全閉位置学習装置に適用した例を示したが、本発明の全閉位置学習装置を、排気システムの排気絞り弁または吸気システムの吸気絞り弁に組み込まれるバルブの全閉位置学習装置に適用しても良い。

また、バルブの全閉位置学習は、エンジンを始動する毎に実施しても良いし、エンジンの運転時、つまりＥＧＲカット時とＥＧＲガス導入時に実施しても良いし、また、定期的（１日の初回運転時のみ、１年に１回、定期点検時、車検時）に実施しても良い。
また、自動車等の車両の走行距離が所定の走行距離に達する毎（例えば１０〜５０００ｋｍ毎）に実施しても良いし、また、ドライバー等の操作者の任意の設定時（例えば専用のスイッチの投入時、または既存のスイッチの長押し時、または複数のスイッチの同時押し時）に実施しても良い。

また、吸気絞り弁または吸気制御弁としては、スロットル弁、タンブル制御弁、スワール制御弁等が考えられる。
また、排気絞り弁または排気制御弁としては、ウェイストゲート弁、スクロール切替弁、排気流量制御弁、排気圧力制御弁、排気切替弁等が考えられる。
また、ＥＧＲ制御弁や排気制御弁の弁体として、ポペットバルブを採用しているが、バルブとシャフトとの間に変換機構を介することにより、バタフライバルブ、フラップバルブ、プレートバルブ、ロータリバルブ等の回転型バルブを採用しても良い。また、ダブルポペットバルブを採用しても良い。

また、ＥＧＲ制御弁の弁体を構成するバルブとして、ポペットバルブ１を採用しているが、ダブルポペットバルブを採用しても良い。また、バルブの弁軸としてバルブシャフト３の代わりに、軸線方向に延びる作動ロッドを用いても良い。
また、内燃機関（エンジン）として、多気筒ディーゼルエンジンの代わりに、多気筒ガソリンエンジンを用いても良い。また、単気筒エンジンに適用しても良い。

Ｍ モータ（電動アクチュエータの動力源）
１ ポペットバルブ
２ ＥＧＲバルブ（弁体）
３ バルブシャフト（弁軸）
４ 電動アクチュエータ
５ ＥＣＵ（学習制御手段、第１、第２近似式決定手段、第１、第２記憶手段、全閉位置決定手段）
６ スコッチヨーク（変換機構）
７ プレートカム（変換機構）
９ 回転角度センサ
２５ 出力シャフト

Claims (10)

1. 内燃機関の燃焼室に連通する流路（４１〜４４）を開閉する弁体（２）、およびこの弁体（２）を支持する弁軸（３）を有し、前記弁軸（３）の軸線方向に往復移動するバルブ（１）と、
   電力の供給を受けて前記バルブ（１）を駆動するトルクを発生するモータ（Ｍ）、このモータ（Ｍ）のトルクを受けて回転するシャフト（２５）、このシャフト（２５）の回転運動を前記弁軸（３）の直線運動に変換する変換機構（６、２６〜２８）を有し、前記シャフト（２５）および前記変換機構（６、２６〜２８）を介して、前記モータ（Ｍ）のトルクを前記バルブ（１）に伝えるアクチュエータ（４）と、
   前記シャフト（２５）または前記変換機構（６、２６〜２８）の回転角度に対応した信号を出力するセンサ（９）と、
   前記シャフト（２５）または前記変換機構（６、２６〜２８）の全閉角度における前記センサ（９）の出力信号と、前記バルブ（１）の全閉開度に相当する全閉位置とを対応させる、前記バルブ（１）の全閉位置学習を実施する学習制御手段（５）と
   を備え、
   前記学習制御手段（５）は、
   （ａ）前記バルブ（１）が開き始めるトルク以下の第１トルク範囲内において、前記バルブ（１）が全閉開度の状態から前記バルブ（１）を開き側へ動作させる電力を複数の異なる値に設定し、
   この設定した複数の異なる値の電力を前記モータ（Ｍ）へ印加する毎に、前記センサ（９）の出力信号を取得し、
   この取得した複数の異なる値の出力信号を記録する第１記憶手段と、
   （ｂ）前記バルブ（１）が開き始めるトルク以上の第２トルク範囲内において、前記バルブ（１）が全閉開度の状態または任意の中間開度の状態から前記バルブ（１）を開き側へ動作させる電力を複数の異なる値に設定し、
   この設定した複数の異なる値の電力を前記モータ（Ｍ）へ印加する毎に、前記センサ（９）の出力信号を取得し、
   この取得した複数の異なる値の出力信号を記録する第２記憶手段と、
   （ｃ）前記第１記憶手段に記録された複数の異なる値の出力信号から、前記弁軸（３）の傾き動作中における、前記センサ（９）の出力信号に対するトルク特性に近似した第１近似式を求める第１近似式決定手段と、
   （ｄ）前記第２記憶手段に記録された複数の異なる値の出力信号から、前記バルブ（１）の開き動作中における、前記センサ（９）の出力信号に対するトルク特性に近似した第２近似式を求める第２近似式決定手段と、
   （ｅ）前記第１近似式決定手段で求めた前記第１近似式および前記第２近似式決定手段で求めた前記第２近似式から、前記バルブ（１）が開き始める時の全閉学習点を求める全閉位置決定手段と
   を備えたことを特徴とする全閉位置学習装置。
2. 請求項１に記載の全閉位置学習装置において、
   前記学習制御手段（５）は、前記バルブ（１）の全閉位置学習を実施する毎に、前記全閉位置決定手段で求めた前記全閉学習点を、前記バルブ（１）の全閉位置学習値として更新して記録する記憶部を有していることを特徴とする全閉位置学習装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の全閉位置学習装置において、
   前記学習制御手段（５）は、前記第１近似式を求める直前または直後に、前記センサ（９）の周辺環境温度と相関のある第１物理量を取得し、この取得した前記第１物理量を記録する第１記憶部、および前記第２近似式を求める直後または直前に、前記センサ（９）の周辺環境温度と相関のある第２物理量を取得し、この取得した前記第２物理量を記録する第２記憶部を有し、
   前記第１物理量を取得した時刻と前記第２物理量を取得した時刻との時間が所定の時間以内で、且つ前記第１物理量と前記第２物理量との差が所定の差以内であるときのみ、前記全閉学習点を求めることを特徴とする全閉位置学習装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の全閉位置学習装置において、
   前記変換機構は、前記シャフト（２５）と一体回転可能に連結し、前記シャフト（２５）の径方向外側に突出するレバー（２６）、このレバー（２６）に保持される偏芯ピン（２７）、この偏芯ピン（２７）の外周に回転自在に支持されたフォロア（２８）、およびこのフォロア（２８）を介して、前記偏芯ピン（２７）から前記モータ（Ｍ）のトルクを受けて前記弁軸（３）の軸線方向に往復移動する共に、前記弁軸（３）と一体移動可能に連結したヨーク（６）を有し、
   前記レバー（２６）は、前記シャフト（２５）の回転中心軸から偏芯した位置で前記偏芯ピン（２７）を保持していることを特徴とする全閉位置学習装置。
5. 請求項４に記載の全閉位置学習装置において、
   前記ヨーク（６）は、前記フォロアを挿入可能なヨーク溝（２９）を有し、
   前記フォロア（２８）は、前記偏芯ピン（２７）の外周に回転自在に支持されて、前記ヨーク溝（２９）内に摺動可能に挿入されていることを特徴とする全閉位置学習装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の全閉位置学習装置において、
   前記センサ（９）は、前記レバー（２６）の回転角度に対応した信号を出力することを特徴とする全閉位置学習装置。
7. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の全閉位置学習装置において、
   前記変換機構は、前記シャフト（２５）と一体回転可能なカム（７）を有し、
   前記カム（７）は、前記バルブ（１）の動作パターンに対応した形状のスロット（６９）を有していることを特徴とする全閉位置学習装置。
8. 請求項７に記載の全閉位置学習装置において、
   前記変換機構は、前記スロット（６９）内に移動可能に挿入されるフォロア（７１）、およびこのフォロア（７１）を介して、前記カム（７）から前記モータ（Ｍ）のトルクを受けて前記弁軸（３）をその軸線方向に往復駆動する支軸（７２）を有していることを特徴とする全閉位置学習装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の全閉位置学習装置において、
   前記センサ（９）は、前記カム（７）の回転角度に対応した信号を出力することを特徴とする全閉位置学習装置。
10. 請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の全閉位置学習装置において、
    前記バルブ（１）を閉弁方向に付勢する付勢力を発生するスプリング（１６）を備えたことを特徴とする全閉位置学習装置。

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