(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022114273
(43)【公開日】2022-08-05
(54)【発明の名称】流体制御装置
(51)【国際特許分類】
F02M 26/54 20160101AFI20220729BHJP
F02M 26/66 20160101ALI20220729BHJP
F16K 31/04 20060101ALI20220729BHJP
【ＦＩ】
F02M26/54
F02M26/66
F16K31/04 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021010505
(22)【出願日】2021-01-26
(71)【出願人】
【識別番号】000116574
【氏名又は名称】愛三工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉岡 衛
(72)【発明者】
【氏名】梶間 弘和
(72)【発明者】
【氏名】河井 伸二
(72)【発明者】
【氏名】中島 一真
【テーマコード（参考）】
3G062
3H062
【Ｆターム（参考）】
3G062BA06
3G062EA11
3G062FA09
3G062FA16
3H062AA02
3H062AA15
3H062BB04
3H062BB33
3H062CC02
3H062DD01
3H062EE06
3H062HH02
3H062HH10
(57)【要約】
【課題】流体制御弁の全閉位置を規定するストッパと当接部の有無にかかわらず、全閉位置を規定するための開弁開始位置を吸気圧力の変化に基き精度よく規定すること。
【解決手段】流体制御装置は、エンジン１に対応して設けられ、吸気通路２に連通するＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガス流量を制御するＥＧＲ弁１４と、吸気通路２における吸気圧力を検出する吸気圧センサ８４と、ＥＧＲ弁１４を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）９０とを備える。ＥＣＵ９０は、雌ねじ山の第１雌ねじ山面と雄ねじ山の第２雄ねじ山面とが係合し、かつ、スプリングにより弁体が弁軸と共にステップモータから遠ざかる方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、ステップモータを段階的に制御することで弁体を弁軸と共にステップモータに近付く方向へ段階的に移動させ、検出される吸気圧力が上昇したときのステップモータの制御値を開弁開始位置として判定する。
【選択図】 図１
【解決手段】流体制御装置は、エンジン１に対応して設けられ、吸気通路２に連通するＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガス流量を制御するＥＧＲ弁１４と、吸気通路２における吸気圧力を検出する吸気圧センサ８４と、ＥＧＲ弁１４を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）９０とを備える。ＥＣＵ９０は、雌ねじ山の第１雌ねじ山面と雄ねじ山の第２雄ねじ山面とが係合し、かつ、スプリングにより弁体が弁軸と共にステップモータから遠ざかる方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、ステップモータを段階的に制御することで弁体を弁軸と共にステップモータに近付く方向へ段階的に移動させ、検出される吸気圧力が上昇したときのステップモータの制御値を開弁開始位置として判定する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸気通路を介して吸気を吸入し、排気通路を介して排気を排出するように構成したエンジンに対応して設けられ、
前記吸気通路に連通する所定の通路又は前記吸気通路を流れる所定の流体の流量を制御するための流体制御弁と、
前記吸気通路における前記吸気の圧力を検出するための吸気圧力検出手段と、
前記流体制御弁を制御するための制御手段と
を備えた流体制御装置において、
前記流体制御弁は、
ハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、一端部と他端部を含む弁軸と、
前記弁軸の前記一端部に設けられる弁体と、
前記弁軸の前記他端部の側に設けられる雄ねじと、
前記弁軸の前記他端部に対応して前記ハウジングに設けられ、前記弁軸を前記弁体と共に軸線方向へ往復動させるためのアクチュエータと、
前記アクチュエータは、前記雄ねじに螺合される雌ねじを有するロータを含むことと、
前記雄ねじは、前記弁軸の前記軸線方向において螺旋状に連なる雄ねじ山を有することと、
前記雄ねじ山は、前記アクチュエータから遠ざかる方へ向いた第１雄ねじ山面と、その第１雄ねじ山面の反対側に位置する第２雄ねじ山面を含むことと、
前記雌ねじは、前記弁軸の前記軸線方向において螺旋状に連なる雌ねじ山を有することと、
前記雌ねじ山は、前記アクチュエータから遠ざかる方へ向いた第１雌ねじ山面と、その第１雌ねじ山面の反対側に位置する第２雌ねじ山面を含むことと、
前記雄ねじと前記雌ねじとの間には、前記弁軸の前記軸線方向において所定のバックラッシが設けられることと、
前記弁体を前記弁軸と共に前記アクチュエータから遠ざかる方向又は前記アクチュエータに近付く方向へ付勢するためのスプリングと
を備え、
前記制御手段は、前記雌ねじ山の前記第１雌ねじ山面と前記雄ねじ山の前記第２雄ねじ山面とが係合し、かつ、前記スプリングにより前記弁体が前記弁軸と共に前記アクチュエータから遠ざかる方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、前記アクチュエータを段階的に制御することで前記弁体を前記弁軸と共に前記アクチュエータに近付く方向へ段階的に移動させ、又は、前記雌ねじ山の前記第２雌ねじ山面と前記雄ねじ山の前記第１雄ねじ山面とが係合し、かつ、前記スプリングにより前記弁体が前記弁軸と共に前記アクチュエータに近付く方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、前記アクチュエータを段階的に制御することで前記弁体を前記弁軸と共に前記アクチュエータから遠ざかる方向へ段階的に移動させ、検出される前記吸気圧力が上昇したときの前記アクチュエータの制御値を開弁開始位置として判定する
ことを特徴とする流体制御装置。
前記吸気通路に連通する所定の通路又は前記吸気通路を流れる所定の流体の流量を制御するための流体制御弁と、
前記吸気通路における前記吸気の圧力を検出するための吸気圧力検出手段と、
前記流体制御弁を制御するための制御手段と
を備えた流体制御装置において、
前記流体制御弁は、
ハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、一端部と他端部を含む弁軸と、
前記弁軸の前記一端部に設けられる弁体と、
前記弁軸の前記他端部の側に設けられる雄ねじと、
前記弁軸の前記他端部に対応して前記ハウジングに設けられ、前記弁軸を前記弁体と共に軸線方向へ往復動させるためのアクチュエータと、
前記アクチュエータは、前記雄ねじに螺合される雌ねじを有するロータを含むことと、
前記雄ねじは、前記弁軸の前記軸線方向において螺旋状に連なる雄ねじ山を有することと、
前記雄ねじ山は、前記アクチュエータから遠ざかる方へ向いた第１雄ねじ山面と、その第１雄ねじ山面の反対側に位置する第２雄ねじ山面を含むことと、
前記雌ねじは、前記弁軸の前記軸線方向において螺旋状に連なる雌ねじ山を有することと、
前記雌ねじ山は、前記アクチュエータから遠ざかる方へ向いた第１雌ねじ山面と、その第１雌ねじ山面の反対側に位置する第２雌ねじ山面を含むことと、
前記雄ねじと前記雌ねじとの間には、前記弁軸の前記軸線方向において所定のバックラッシが設けられることと、
前記弁体を前記弁軸と共に前記アクチュエータから遠ざかる方向又は前記アクチュエータに近付く方向へ付勢するためのスプリングと
を備え、
前記制御手段は、前記雌ねじ山の前記第１雌ねじ山面と前記雄ねじ山の前記第２雄ねじ山面とが係合し、かつ、前記スプリングにより前記弁体が前記弁軸と共に前記アクチュエータから遠ざかる方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、前記アクチュエータを段階的に制御することで前記弁体を前記弁軸と共に前記アクチュエータに近付く方向へ段階的に移動させ、又は、前記雌ねじ山の前記第２雌ねじ山面と前記雄ねじ山の前記第１雄ねじ山面とが係合し、かつ、前記スプリングにより前記弁体が前記弁軸と共に前記アクチュエータに近付く方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、前記アクチュエータを段階的に制御することで前記弁体を前記弁軸と共に前記アクチュエータから遠ざかる方向へ段階的に移動させ、検出される前記吸気圧力が上昇したときの前記アクチュエータの制御値を開弁開始位置として判定する
ことを特徴とする流体制御装置。
【請求項2】
請求項１に記載の流体制御装置において、
前記制御手段は、判定された前記開弁開始位置から１段階前の制御値を基準となる全閉位置として学習する
ことを特徴とする流体制御装置。
前記制御手段は、判定された前記開弁開始位置から１段階前の制御値を基準となる全閉位置として学習する
ことを特徴とする流体制御装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の流体制御装置において、
前記流体制御弁の前記弁体は、対応する弁座に着座した全閉状態から、前記アクチュエータを１段階だけ制御することで開弁を開始したときに、前記吸気圧力検出手段により所要の圧力変化を検出できる開口面積が前記弁座との間で得られる外周形状を有する
ことを特徴とする流体制御装置。
前記流体制御弁の前記弁体は、対応する弁座に着座した全閉状態から、前記アクチュエータを１段階だけ制御することで開弁を開始したときに、前記吸気圧力検出手段により所要の圧力変化を検出できる開口面積が前記弁座との間で得られる外周形状を有する
ことを特徴とする流体制御装置。
【請求項4】
請求項１乃至３のいずれかに記載の流体制御装置において、
前記所定の通路は、前記吸気通路と前記排気通路との間を接続するＥＧＲ通路であり、
前記所定の流体は、前記エンジンから前記排気通路へ排出される排気の一部であって前記ＥＧＲ通路を介して前記吸気通路へ流して前記エンジンへ還流させるＥＧＲガスであり、
前記流体制御弁は、前記ＥＧＲガスの流量を調節するために前記ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁である
ことを特徴とする流体制御装置。
前記所定の通路は、前記吸気通路と前記排気通路との間を接続するＥＧＲ通路であり、
前記所定の流体は、前記エンジンから前記排気通路へ排出される排気の一部であって前記ＥＧＲ通路を介して前記吸気通路へ流して前記エンジンへ還流させるＥＧＲガスであり、
前記流体制御弁は、前記ＥＧＲガスの流量を調節するために前記ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁である
ことを特徴とする流体制御装置。
【請求項5】
請求項１乃至３のいずれかに記載の流体制御装置において、
前記所定の通路は、前記吸気通路であり、
前記所定の流体は、前記吸気通路を介して前記エンジンへ吸入される吸気であり、
前記流体制御弁は、前記吸気の流量を調節するために前記吸気通路に設けられるスロットル弁である
ことを特徴とする流体制御装置。
前記所定の通路は、前記吸気通路であり、
前記所定の流体は、前記吸気通路を介して前記エンジンへ吸入される吸気であり、
前記流体制御弁は、前記吸気の流量を調節するために前記吸気通路に設けられるスロットル弁である
ことを特徴とする流体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この明細書に開示される技術は、通路における流体の流量を制御するように構成した流体制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される技術（エンジンの排気還流装置）が知られている。この従来技術は、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガス流量を調節するＥＧＲ弁と、ＥＧＲ通路から吸気通路へＥＧＲガスが流れ込む位置より下流の吸気通路における吸気圧力を検出する吸気圧センサと、ＥＧＲ弁を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）とを備える。ＥＧＲ弁は、弁座と、弁座に着座可能な弁体と、弁軸を支持する出力軸（弁軸）と、弁軸と共に弁体を駆動するステップモータとを含む。ステップモータを構成するロータと弁軸との間には、雄ねじと雌ねじからなる変換機構（ねじ機構）が設けられる。また、弁軸にはストッパが設けられ、ロータにはストッパに当接する当接部が設けられる。ＥＧＲ弁の全閉時には、ストッパが当接部に接触することで、弁体の基準となる初期位置（全閉位置）が規定されるようになっている。ＥＣＵは、弁体の開度を全閉から段階的に微少に増加させ、それに応じて検出される吸気圧力が変化したときの開度を異物噛み込み位置として判定し、その異物噛み込み位置までの開度を微少開度として設定する。ＥＣＵは、この異物噛み込み位置や微少開度をステップモータのステップ数により規定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３－２４９７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、特許文献１に記載の技術では、ＥＣＵは、吸気圧力が変化したときの開度を異物噛み込み位置として判定し、微少開度として設定している。そして、この異物噛み込み位置の基準となる全閉位置の規定は、弁座と弁体の相対位置を規定するストッパと当接部との接触に依存している。これらストッパや当接部には、機械的バラツキや経年変化があることから、全閉位置にバラツキや経年変化が生じるおそれがあり、ＥＧＲ弁を精度よく目標開度に制御できなくなるおそれがある。また、ストッパと当接部を持たないＥＧＲ弁を想定した場合、基準となる全閉位置を正確に規定することができず、ロータと弁軸との間のねじ機構には、バックラッシ、ハウジングの線膨張差、組み付けガタ及び脱調によるバラツキがあることから、更に、ＥＧＲ弁を精度よく目標開度に制御することができない。そのため、ＥＧＲガス流量を精度よく制御することができなくなるおそれがある。
【0005】
この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、流体制御弁の基準となる全閉位置を規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、その全閉位置を規定するための開弁開始位置を吸気圧力の変化に基いて精度よく規定することを可能とした流体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】
【0006】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の技術は、吸気通路を介して吸気を吸入し、排気通路を介して排気を排出するように構成したエンジンに対応して設けられ、吸気通路に連通する所定の通路又は吸気通路を流れる所定の流体の流量を制御するための流体制御弁と、吸気通路における吸気の圧力を検出するための吸気圧力検出手段と、流体制御弁を制御するための制御手段とを備えた流体制御装置において、流体制御弁は、ハウジングと、ハウジングに設けられ、一端部と他端部を含む弁軸と、弁軸の一端部に設けられる弁体と、弁軸の他端部の側に設けられる雄ねじと、弁軸の他端部に対応してハウジングに設けられ、弁軸を弁体と共に軸線方向へ往復動させるためのアクチュエータと、アクチュエータは、雄ねじに螺合される雌ねじを有するロータを含むことと、雄ねじは、弁軸の軸線方向において螺旋状に連なる雄ねじ山を有することと、雄ねじ山は、アクチュエータから遠ざかる方へ向いた第１雄ねじ山面と、その第１雄ねじ山面の反対側に位置する第２雄ねじ山面を含むことと、雌ねじは、弁軸の軸線方向において螺旋状に連なる雌ねじ山を有することと、雌ねじ山は、アクチュエータから遠ざかる方へ向いた第１雌ねじ山面と、その第１雌ねじ山面の反対側に位置する第２雌ねじ山面を含むことと、雄ねじと雌ねじとの間には、弁軸の軸線方向において所定のバックラッシが設けられることと、弁体を弁軸と共にアクチュエータから遠ざかる方向又はアクチュエータに近付く方向へ付勢するためのスプリングとを備え、制御手段は、雌ねじ山の第１雌ねじ山面と雄ねじ山の第２雄ねじ山面とが係合し、かつ、スプリングにより弁体が弁軸と共にアクチュエータから遠ざかる方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、アクチュエータを段階的に制御することで弁体を弁軸と共にアクチュエータに近付く方向へ段階的に移動させ、又は、雌ねじ山の第２雌ねじ山面と雄ねじ山の第１雄ねじ山面とが係合し、かつ、スプリングにより弁体が弁軸と共にアクチュエータに近付く方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、アクチュエータを段階的に制御することで弁体を弁軸と共にアクチュエータから遠ざかる方向へ段階的に移動させ、検出される吸気圧力が上昇したときのアクチュエータの制御値を開弁開始位置として判定することを趣旨とする。
【0007】
上記技術の構成によれば、制御手段は、雌ねじ山の第１雌ねじ山面と雄ねじ山の第２雄ねじ山面とが係合し、かつ、スプリングにより弁体が弁軸と共にアクチュエータから遠ざかる方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、アクチュエータを段階的に制御することで弁体を弁軸と共にアクチュエータに近付く方向へ段階的に移動させる。又は、制御手段は、雌ねじ山の第２雌ねじ山面と雄ねじ山の第１雄ねじ山面とが係合し、かつ、スプリングにより弁体が弁軸と共にアクチュエータに近付く方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、アクチュエータを段階的に制御することで弁体を弁軸と共にアクチュエータから遠ざかる方向へ段階的に移動させる。そして、制御手段は、吸気圧力検出手段により検出される吸気圧力が上昇したときのアクチュエータの制御値を開弁開始位置として判定する。従って、全閉位置を規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、機械的バラツキや経年変化にかかわらず、吸気圧力の上昇変化に基いて開弁開始位置が一様に判定される。
【0008】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、制御手段は、判定された開弁開始位置から１段階前の制御値を基準となる全閉位置として学習することを趣旨とする。
【0009】
上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、判定された開弁開始位置に基づき、ストッパと当接部の有無にかかわらず、機械的バラツキや経年変化にかかわらず、全閉位置が一様に学習される。
【0010】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の技術は、請求項１又は２に記載の技術において、流体制御弁の弁体は、対応する弁座に着座した全閉状態から、アクチュエータを１段階だけ制御することで開弁を開始したときに、吸気圧力検出手段により所要の圧力変化を検出できる開口面積が弁座との間で得られる外周形状を有することを趣旨とする。
【0011】
上記技術の構成によれば、請求項１又は２に記載の技術の作用に加え、弁体の外周形状によれば、弁体が弁座に着座した全閉状態から、アクチュエータを１段階だけ制御して開弁を開始したときに弁座との間で所定の開口面積が得られる。そして、この開口面積により、開弁開始位置の判定に必要な圧力変化が吸気圧力検出手段により確実に検出される。
【0012】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の技術は、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術において、所定の通路は、吸気通路と排気通路との間を接続するＥＧＲ通路であり、所定の流体は、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部であってＥＧＲ通路を介して吸気通路へ流してエンジンへ還流させるＥＧＲガスであり、流体制御弁は、ＥＧＲガスの流量を調節するためにＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁であることを趣旨とする。
【0013】
上記技術の構成によれば、ＥＧＲガスの流量を調節するためにＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁につき、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術と同等の作用が得られる。
【0014】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の技術は、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術において、所定の通路は、吸気通路であり、所定の流体は、吸気通路を介してエンジンへ吸入される吸気であり、流体制御弁は、吸気の流量を調節するために吸気通路に設けられるスロットル弁であることを趣旨とする。
【0015】
上記技術の構成によれば、吸気の流量を調節するために吸気通路に設けられるスロットル弁につき、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術と同等の作用が得られる。
【発明の効果】
【0016】
請求項１に記載の技術によれば、流体制御弁の基準となる全閉位置を規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、その全閉位置を規定するための開弁開始位置を吸気圧力の変化に基いて精度よく規定することができる。
【0017】
請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術の効果に加え、基準となる全閉位置を開弁開始位置に基づいて適正に規定することができる。この結果、流体制御弁を目標開度に精度よく制御することができ、延いては流体流量を精度よく制御することができる。
【0018】
請求項３に記載の技術によれば、請求項１又は２に記載の技術の効果に加え、開弁開始位置を精度よく判定することができる。
【0019】
請求項４に記載の技術によれば、ＥＧＲガスの流量を調節するためにＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁につき、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術と同等の効果を得ることができる。
【0020】
請求項５に記載の技術によれば、吸気の流量を調節するために吸気通路に設けられるスロットル弁につき、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】第１実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【図2】第１実施形態に係り、ＥＧＲユニットの具体例を示す断面図。
【図5】第１実施形態に係り、全開状態における雄ねじと雌ねじとの螺合状態の一部を示す拡大断面図。
【図6】第１実施形態に係り、突き当て全閉状態における雄ねじと雌ねじとの螺合状態の一部を示す拡大断面図。
【図7】第１実施形態に係り、初期開弁位置判定制御の内容を示すフローチャート。
【図8】第１実施形態に係り、初期開弁位置判定制御の内容を示すフローチャート。
【図9】第１実施形態に係り、ＥＧＲ弁を構成するステップモータのステップ数とＥＧＲ弁を流れるＥＧＲガス流量との関係を示すグラフ。
【図10】第１実施形態に係り、エンジン回転数とエンジン負荷に応じた目標開度を求めるために参照される目標開度マップ。
【図11】第１実施形態に係り、開弁位置判定制御の内容を示すフローチャート。
【図12】第１実施形態に係り、開弁位置判定制御の内容を示すフローチャート。
【図13】第１実施形態に係り、開弁位置判定制御の内容を示すフローチャート。
【図14】第２実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。
【図15】第２実施形態に係り、エンジンのクランク角に対する吸気圧力の変化を示すグラフ。
【図16】第２実施形態に係り、初期開弁位置判定制御の内容を示すフローチャート。
【図17】第２実施形態に係り、初期開弁位置判定制御の内容を示すフローチャート。
【図18】第２実施形態に係り、初期開弁位置判定制御の内容を示すフローチャート。
【図19】第２実施形態に係り、エンジン温度に対する始動時開度とアイドル開度を求めるために参照される開度マップ。
【図20】第３実施形態に係り、全閉に動作したＥＧＲ弁を示す断面図。
【図21】第４実施形態に係り、流体制御弁を構成する弁体の一部と弁座の全閉状態を弁座のみを切断して示す正面図。
【図22】第４実施形態に係り、流体制御弁を構成する弁体の一部と弁座の開弁状態を弁座のみ切断して示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【0022】
＜第１実施形態＞
先ず、流体制御装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第１実施形態について図面を参照して説明する。
先ず、流体制御装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第１実施形態について図面を参照して説明する。
【0023】
[エンジンシステムについて]
図１に、この実施形態のガソリンエンジンシステム（以下、単に「エンジンシステム」と言う。）を概略構成図により示す。自動車に搭載されたエンジンシステムは、複数の気筒を有するエンジン１を備える。このエンジン１は、４気筒、４サイクルのレシプロエンジンであり、ピストン及びクランクシャフト等の周知の構成を含む。エンジン１には、各気筒へ吸気を導入するための吸気通路２と、エンジン１の各気筒から排気を導出するための排気通路３が設けられる。吸気通路２には、その上流側からエアクリーナ９、スロットル弁４及び吸気マニホールド５が設けられる。排気通路３には、その上流側から順に排気マニホールド６及び触媒７が設けられる。触媒７には、排気を浄化するために、例えば、三元触媒が内蔵される。加えて、このエンジンシステムは、高圧ループタイプの排気還流装置（ＥＧＲ装置）１１を備える。
図１に、この実施形態のガソリンエンジンシステム（以下、単に「エンジンシステム」と言う。）を概略構成図により示す。自動車に搭載されたエンジンシステムは、複数の気筒を有するエンジン１を備える。このエンジン１は、４気筒、４サイクルのレシプロエンジンであり、ピストン及びクランクシャフト等の周知の構成を含む。エンジン１には、各気筒へ吸気を導入するための吸気通路２と、エンジン１の各気筒から排気を導出するための排気通路３が設けられる。吸気通路２には、その上流側からエアクリーナ９、スロットル弁４及び吸気マニホールド５が設けられる。排気通路３には、その上流側から順に排気マニホールド６及び触媒７が設けられる。触媒７には、排気を浄化するために、例えば、三元触媒が内蔵される。加えて、このエンジンシステムは、高圧ループタイプの排気還流装置（ＥＧＲ装置）１１を備える。
【0024】
スロットル弁４は、吸気マニホールド５より上流の吸気通路２に配置され、運転者のアクセル操作に応じてバタフライ式の弁体４ａを開度可変に開閉駆動させることで、吸気通路２を流れる吸気量を調節するようになっている。吸気マニホールド５は、主として樹脂材より構成され、エンジン１の直上流にて吸気通路２に配置され、吸気が導入される一つのサージタンク５ａと、サージタンク５ａに導入された吸気をエンジン１の各気筒へ分配するためにサージタンク５ａから分岐した複数（４つ）の分岐管５ｂとを含む。
【0025】
エンジン１には、各気筒に対応して燃料を噴射するための燃料噴射装置（図示略）が設けられる。燃料噴射装置は、燃料供給装置（図示略）から供給される燃料をエンジン１の各気筒へ噴射するように構成される。各気筒では、燃料噴射装置から噴射される燃料と吸気マニホールド５から導入される吸気とにより可燃混合気が形成される。
【0026】
エンジン１には、各気筒に対応して点火装置（図示略）が設けられる。点火装置は、各気筒で可燃混合気に点火するように構成される。各気筒内の可燃混合気は、点火装置の点火動作により爆発・燃焼し、燃焼後の排気は、各気筒から排気マニホールド６及び触媒７を経て外部へ排出される。このとき、各気筒でピストン（図示略）が上下運動し、クランクシャフト（図示略）が回転することにより、エンジン１に動力が得られる。
【0027】
[ＥＧＲ装置について]
この実施形態のＥＧＲ装置１１は、エンジン１の各気筒から排気通路３へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路２へ流してエンジン１の各気筒へ還流させるように構成される。ＥＧＲガスは、この開示技術における所定の流体の一例に相当する。ＥＧＲ装置１１は、排気通路３から吸気通路２へＥＧＲガスを流すために吸気通路２と排気通路３との間を接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）１２と、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスを冷却するための排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）１３と、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量を調節するためにＥＧＲクーラ１３より下流に設けられた排気還流弁（ＥＧＲ弁）１４と、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスをエンジン１の各気筒へ分配するために、吸気マニホールド５の各分岐管５ｂへＥＧＲガスを分配する排気還流ガス分配器（ＥＧＲガス分配器）１５とを備える。ＥＧＲガス分配器１５は、樹脂材により構成され、ＥＧＲクーラ１３及びＥＧＲ弁１４より下流のＥＧＲ通路１２に設けられる。ＥＧＲ通路１２は、入口１２ａと出口１２ｂを含み、その入口１２ａは、触媒７より下流の排気通路３に接続され、その出口１２ｂは、ＥＧＲガス分配器１５に接続される。ＥＧＲ通路１２は、この開示技術における所定の通路の一例に相当する。ＥＧＲ通路１２において、ＥＧＲ弁１４はＥＧＲクーラ１３に隣接して設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１４は、ＥＧＲクーラ１３の出口２４に対応してＥＧＲクーラ１３と一体に設けられる。ＥＧＲクーラ１３とＥＧＲ弁１４とによりＥＧＲユニット１７が構成される。ＥＧＲクーラ１３は、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスを冷却するために、ＥＧＲガスとエンジンの冷却水との間で熱交換を行うように構成される。ＥＧＲ弁１４は、この開示技術における流体制御弁の一例に相当する。
この実施形態のＥＧＲ装置１１は、エンジン１の各気筒から排気通路３へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路２へ流してエンジン１の各気筒へ還流させるように構成される。ＥＧＲガスは、この開示技術における所定の流体の一例に相当する。ＥＧＲ装置１１は、排気通路３から吸気通路２へＥＧＲガスを流すために吸気通路２と排気通路３との間を接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）１２と、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスを冷却するための排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）１３と、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量を調節するためにＥＧＲクーラ１３より下流に設けられた排気還流弁（ＥＧＲ弁）１４と、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスをエンジン１の各気筒へ分配するために、吸気マニホールド５の各分岐管５ｂへＥＧＲガスを分配する排気還流ガス分配器（ＥＧＲガス分配器）１５とを備える。ＥＧＲガス分配器１５は、樹脂材により構成され、ＥＧＲクーラ１３及びＥＧＲ弁１４より下流のＥＧＲ通路１２に設けられる。ＥＧＲ通路１２は、入口１２ａと出口１２ｂを含み、その入口１２ａは、触媒７より下流の排気通路３に接続され、その出口１２ｂは、ＥＧＲガス分配器１５に接続される。ＥＧＲ通路１２は、この開示技術における所定の通路の一例に相当する。ＥＧＲ通路１２において、ＥＧＲ弁１４はＥＧＲクーラ１３に隣接して設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１４は、ＥＧＲクーラ１３の出口２４に対応してＥＧＲクーラ１３と一体に設けられる。ＥＧＲクーラ１３とＥＧＲ弁１４とによりＥＧＲユニット１７が構成される。ＥＧＲクーラ１３は、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスを冷却するために、ＥＧＲガスとエンジンの冷却水との間で熱交換を行うように構成される。ＥＧＲ弁１４は、この開示技術における流体制御弁の一例に相当する。
【0028】
このＥＧＲ装置１１では、ＥＧＲ弁１４が開弁することにより、排気通路３を流れる排気の一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１２を流れ、ＥＧＲクーラ１３、ＥＧＲ弁１４及びＥＧＲガス分配器１５を介して吸気マニホールド５の各分岐管５ｂへ分配され、更にエンジン１の各気筒へ分配されて還流される。
【0029】
ＥＧＲガス分配器１５は、主として樹脂材により構成され、全体として横長な形状を有し、その長手方向（図１の左右方向）において、図１に示すように、吸気マニホールド５の複数の分岐管５ｂを横切るように配置される。この実施形態で、ＥＧＲガス分配器１５は、ＥＧＲ通路１２の出口１２ｂから導入されるＥＧＲガスが集まる一つのガスチャンバ１５ａと、ガスチャンバ１５ａから分岐され、ガスチャンバ１５ａから各分岐管５ｂへＥＧＲガスを分配する複数（４つ）のガス分配通路１５ｂとを含む。
【0030】
［ＥＧＲユニットについて］
図２に、ＥＧＲユニット１７の具体例を断面図により示す。図２において、ＥＧＲクーラ１３は、ケーシング２１と、ケーシング２１の中に設けられる熱交換器２２と、ケーシング２１にＥＧＲガスを導入するための入口２３と、ケーシング２１からＥＧＲガスを導出するための出口２４とを含む。この実施形態において、ＥＧＲクーラ１３は、ＥＧＲ通路１２において、出口２４が入口２３よりも垂直方向において高い位置に配置されるように斜めに配置される。従って、このＥＧＲクーラ１３では、ＥＧＲガスが入口２３から出口２４へ向けて斜め上方へ向けて流れる。
図２に、ＥＧＲユニット１７の具体例を断面図により示す。図２において、ＥＧＲクーラ１３は、ケーシング２１と、ケーシング２１の中に設けられる熱交換器２２と、ケーシング２１にＥＧＲガスを導入するための入口２３と、ケーシング２１からＥＧＲガスを導出するための出口２４とを含む。この実施形態において、ＥＧＲクーラ１３は、ＥＧＲ通路１２において、出口２４が入口２３よりも垂直方向において高い位置に配置されるように斜めに配置される。従って、このＥＧＲクーラ１３では、ＥＧＲガスが入口２３から出口２４へ向けて斜め上方へ向けて流れる。
【0031】
ケーシング２１は、熱交換器２２が設けられる本体部２１ａと、本体部２１ａから入口２３までの間の導入部２１ｂと、本体部２１ａから出口２４までの間の導出部２１ｃと、導出部２１ｃより下流にてＥＧＲ弁１４が組み付けられる組付部２１ｄとを含む。導入部２１ｂは、その内部に導入空間２５を有する。導出部２１ｃは、その内部に導出空間２６を有する。熱交換器２２は、冷却水が流れる水通路３１と、水通路３１の中に配置され、ＥＧＲガスが流れるガス通路３２とを含む。水通路３１は、扁平形状をなし互いに平行に配置された複数の小水通路３１ａを含む。ガス通路３２は、小水通路３１ａの間にて扁平形状をなし互いに平行に配置された複数の小ガス通路３２ａを含む。各小水通路３１ａの外壁には、多数のフィン３３が設けられる。各小水通路３１ａの軸方向両端は封鎖される。本体部２１ａには、水通路３１に冷却水を取り入れるための取入口３４と、水通路３１から冷却水を取り出すための取出口３５が設けられる。取入口３４から取り入れられた冷却水は、水通路３１を流れて取出口３５から取り出される。従って、この入口２３から導入空間２５に導入されたＥＧＲガスは、ガス通路３２を通過して導出空間２６へ流れる。ガス通路３２を通過するＥＧＲガスは、水通路３１との間で熱交換が行われ、冷却される。
【0032】
ケーシング２１の組付部２１ｄには、ＥＧＲクーラ１３の出口２４に連通する組付孔２８と流路２９が設けられる。流路２９の一端には出口２９ａが設けられる。組付孔２８には、ＥＧＲ弁１４が組み付けられ、出口２４には、組み付けられたＥＧＲ弁１４の弁体４３が着座（閉弁）又は離間（開弁）する弁座３０が設けられる。この実施形態では、組付部２１ｄにＥＧＲ弁１４が組み付けられた状態で、ポペット式であって内開式のＥＧＲ弁が構成される。そして、ＥＧＲ弁１４の弁体４３が弁座３０から離間することで、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ１３の出口２４から流路２９へ流れ、出口２９ａから導出される。
【0033】
［ＥＧＲ弁の構成について］
次に、ＥＧＲ弁１４の構成について説明する。図３に、図２の一点鎖線四角Ｓ１で囲った部分であって全閉に動作したＥＧＲ弁１４を断面図により示す。図４に、図２の一点鎖線四角Ｓ１で囲った部分であって全開に動作したＥＧＲ弁１４を断面図により示す。図３、図４に示すように、ＥＧＲ弁１４は、ハウジング４１と、ハウジング４１に設けられ、下端部（一端部）と上端部（他端部）を含む弁軸４２と、弁軸４２の下端部に設けられる弁体４３と、弁軸４２の上端部に対応してハウジング４１に設けられ、弁軸４２を弁体４３と共に軸線方向へ往復動させるためのステップモータ４４と、弁体４３を弁軸４２と共にステップモータ４４から遠ざかる方向へ付勢するためのスプリング４５とを含む。弁軸４２は、ハウジング４１の中心を貫通して配置され、上端部に雄ねじ４６が設けられる。ステップモータ４４は、この開示技術におけるアクチュエータの一例に相当する。
次に、ＥＧＲ弁１４の構成について説明する。図３に、図２の一点鎖線四角Ｓ１で囲った部分であって全閉に動作したＥＧＲ弁１４を断面図により示す。図４に、図２の一点鎖線四角Ｓ１で囲った部分であって全開に動作したＥＧＲ弁１４を断面図により示す。図３、図４に示すように、ＥＧＲ弁１４は、ハウジング４１と、ハウジング４１に設けられ、下端部（一端部）と上端部（他端部）を含む弁軸４２と、弁軸４２の下端部に設けられる弁体４３と、弁軸４２の上端部に対応してハウジング４１に設けられ、弁軸４２を弁体４３と共に軸線方向へ往復動させるためのステップモータ４４と、弁体４３を弁軸４２と共にステップモータ４４から遠ざかる方向へ付勢するためのスプリング４５とを含む。弁軸４２は、ハウジング４１の中心を貫通して配置され、上端部に雄ねじ４６が設けられる。ステップモータ４４は、この開示技術におけるアクチュエータの一例に相当する。
【0034】
ハウジング４１は、ＥＧＲ弁１４の外側を覆う外ハウジング６１と、外ハウジング６１の内側に配置される内ハウジング６２と、内ハウジング６２の下部内側に配置される軸受ハウジング６３とを含む。内ハウジング６２の上部は、ステップモータ４４のステータ７１を構成し、その外周にはコイル７２が設けられる。軸受ハウジング６３は、その中心部に弁軸４２をスラスト方向へ往復動可能に支持するスラスト軸受部６３ａを含み、スラスト軸受部６３ａの周囲は中空となっている。ステータ７１の内側には、ステップモータ４４を構成するロータ７３が配置される。外ハウジング６１には、上方へ突出するコネクタ６１ａが形成される。コネクタ６１ａには、コイル７２に接続される端子７４が設けられる。外ハウジング６１の下部には、フランジ６１ｂが形成される。ＥＧＲクーラ１３の組付部２１ｄには、フランジ２１ｄａが形成される。ＥＧＲ弁１４は、これらフランジ６１ｂ，２１ｄａを介してボルト等（図示略）によりＥＧＲクーラ１３に固定される。
【0035】
ロータ７３は、ロータ本体７３ａと、ロータ本体７３ａの外周に設けられるマグネット７３ｂとを含む。ロータ本体７３ａの下端には、下方へ伸びるスリーブ７５が設けられ、スリーブ７５の外周と内ハウジング６２との間には、ラジアル軸受７６が設けられる。ロータ７３は、ラジアル軸受７６によりステータ７１の内側にて回転可能に支持される。ロータ本体７３ａの中心には、弁軸４２の雄ねじ４６に螺合される雌ねじ４７が設けられる。雄ねじ４６と雌ねじ４７との間には、弁軸４２の軸線方向において所定のバックラッシ４９（図５、図６参照）が設けられる。
【0036】
図３、図４は、ＥＧＲ弁１４の内ハウジング６２の下部がＥＧＲクーラ１３の組付部２１ｄの組付孔２８に組み付けられた状態を示す。この組み付け状態において、ＥＧＲクーラ１３の出口２４と組付部２１ｄの流路２９とは、ＥＧＲクーラ１３からＥＧＲガスが流れる一連の流路４８（二点鎖線で概形を示す。）を構成する。この一連の流路４８は、出口２４に設けられた弁座３０を境として、弁座３０より下側のステップモータ４４から遠い上流側流路４８ａと、弁座３０より上側のステップモータ４４に近い下流側流路４８ｂに分かれる。弁体４３は、下流側流路４８ｂにて弁座３０に着座可能に配置される。
【0037】
図３、図４に示すように、弁体４３は、その軸線方向において下側の先部４３ａと上側の基部４３ｂを含む。弁体４３は、その先部４３ａが弁座３０を貫通すると共に着座するようになっている。そして、弁軸４２は、弁体４３の基部４３ｂからステップモータ４４へ向けて伸びている。弁体４３は、先端である下方へ収束する略円錐台形状をなしている。この実施形態において、弁体４３の基部４３ｂには、弁体４３を弁軸４２と共に弁座３０から離間する方向（ステップモータ４４に近づける方向）へ付勢するように弁体４３の基部４３ｂの側に作用する圧力を低減させるための作用圧低減手段５０が設けられる。軸受ハウジング６３の内側には、作用圧低減手段５０が弁体４３及び弁軸４２と共に往復動するときに作用圧低減手段５０と軸受ハウジング６３との間をシールするためのリップシール５１が設けられる。この実施形態で、作用圧低減手段５０は、一例として、弁軸４２の周囲に設けられ、リップシール５１に接触可能な外周部５２ｃを含み、弁体４３の基部４３ｂから弁軸４２に沿って伸びる円筒状の外軸５２により構成される。この実施形態で、外軸５２の外周部５２ｃの外径は、弁体４３の最大外径と同じに設定される。また、外軸５２の外周部５２ｃの外径は、弁座３０の内径よりも大きく設定される。
【0038】
ＥＧＲ弁１４には、外軸５２と軸受ハウジング６３との間をリップシール５１によりシールすることでハウジング４１の内側に区分される内側空間５３が設けられる。外軸５２の上端部５２ａ（一端部）は、この内側空間５３に面して配置される。そして、この内側空間５３を大気に連通させるために、ハウジング４１（外ハウジング６１、内ハウジング６２及び軸受ハウジング６３）には、大気通路５４（二点鎖線で概形を示す。）が設けられる。なお、この実施形態のＥＧＲ弁１４には、従来技術のＥＧＲ弁と異なり、基準となる全閉位置を規定するためのストッパや当接部は設けられていない。
【0039】
上記のように構成したＥＧＲ弁１４は、ステップモータ４４を駆動させてロータ７３を回転させることにより、その回転運動を雄ねじ４６と雌ねじ４７を介して弁軸４２と弁体４３のストローク運動に変換し、弁座３０に対する弁体４３の開度を調節するようになっている。すなわち、ＥＧＲ弁１４は、図３に示すように、弁体４３が弁座３０に着座した全閉状態から、ロータ７３を一方向へ回転させることにより、雄ねじ４６と雌ねじ４７の螺合関係により、スプリング４５の付勢力に抗して、弁軸４２が弁体４３と共にスラスト方向である図３の上方向へストローク運動する。これにより、弁体４３が弁座３０から流路２９の側へ離間（開弁）し、更に、図４に示す全開状態となる。
【0040】
一方、ＥＧＲ弁１４は、図４に示すように、弁体４３が弁座３０から最も離間した全開状態から、ロータ７３を反対方向へ回転させることにより、雄ねじ４６と雌ねじ４７の螺合関係により、スプリング４５の付勢力との協働により、弁軸４２が弁体４３と共にスラスト方向である図４の下方向へストローク運動する。これにより、弁体４３が弁座３０に着座し、図３に示す全閉状態となる。
【0041】
図５に、全開状態における雄ねじ４６と雌ねじ４７との螺合状態の一部を拡大断面図により示す。図６に、後述する「突き当て全閉状態」における雄ねじ４６と雌ねじ４７との螺合状態の一部を拡大断面図により示す。図５、図６に示すように、雄ねじ４６は、弁軸４２の軸線方向において螺旋状に連なる雄ねじ山４６ａを有する。この雄ねじ山４６ａは、ステップモータ４４から遠ざかる方（下方）、すなわち弁座３０の方へ向いた第１雄ねじ山面４６ａａと、その第１雄ねじ山面４６ａａの反対側（上側）に位置する第２雄ねじ山面４６ａｂを含む。また、雌ねじ４７は、弁軸４２の軸線方向において螺旋状に連なる雌ねじ山４７ａを有する。この雌ねじ山４７ａは、ステップモータ４４から遠ざかる方（下方）、すなわち弁座３０の方へ向いた第１雌ねじ山面４７ａａと、その第１雌ねじ山面４７ａａの反対側（上側）に位置する第２雌ねじ山面４７ａｂを含む。そして、図５、図６に示すように、この雄ねじ４６と雌ねじ４７との間には、弁軸４２の軸線方向において所定のバックラッシ４９（あそび）がある。
【0042】
弁体４３が開弁される状態又は閉弁される状態では、弁体４３がスプリング４５により弁座３０に着座する閉弁方向へ付勢されることから、図５に示すように、弁軸４２に設けられた雄ねじ４６の第１雄ねじ山面４６ａａが、ロータ本体７３ａに設けられた雌ねじ４７の第２雌ねじ山面４７ａｂに当接した状態となる。一方、弁体４３が弁座３０に着座した全閉状態から、ロータ本体７３ａによる締め込みにより弁体４３が弁座３０へ突き当てられる「突き当て制御」を実行する。これにより、図６に示すように、雌ねじ山４７ａの第１雌ねじ山面４７ａａと雄ねじ山４６ａの第２雄ねじ山面４６ａｂとが係合し、かつ、スプリング４５により弁体４３が弁軸４２と共にステップモータ４４から遠ざかる方向（閉弁方向）へ最大限に付勢された状態（完全係合付勢状態）となる。この完全係合付勢状態では、弁体４３に開弁方向の力が作用しても全閉状態が維持されることになる。ただし、完全係合付勢状態からロータ本体７３ａを更に締め込むと、ステップモータ４４に「脱調」が発生し、最大「２step」だけ開弁側へ脱調することになる。この場合も、弁体４３は、スプリング４５の付勢力により全閉状態に保たれる。
【0043】
［エンジンシステムの電気的構成について］
次に、エンジンシステムの電気的構成の一例について説明する。図１において、このエンジンシステムに設けられる各種センサ等８１～８８は、エンジン１の運転状態を検出するための運転状態検出手段を構成する。エンジン１に設けられる水温センサ８１は、エンジン１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられる回転数センサ８２は、エンジン１のクランクシャフトの回転角（クランク角）を検出すると共に、そのクランク角の変化（クランク角速度）をエンジン１の回転数（エンジン回転数）ＮＥとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアクリーナ９の近傍に設けられるエアフローメータ８３は、エアクリーナ９を流れる吸気量Ｇａを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。サージタンク５ａに設けられる吸気圧センサ８４は、スロットル弁４より下流の吸気通路２（サージタンク５ａ）における吸気圧力ＰＭを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。この吸気圧センサ８４は、この開示技術における吸気圧力検出手段の一例に相当する。スロットル弁４に設けられるスロットルセンサ８５は、スロットル弁４の開度（スロットル開度）ＴＡを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。触媒７より上流の排気通路３に設けられる酸素センサ８６は、排気中の酸素濃度Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアクリーナ９の入口に設けられる吸気温センサ８７は、エアクリーナ９に吸入される外気の温度（吸気温度）ＴＨＡを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。運転席に設けられるイグニションスイッチ（ＩＧスイッチ）８８は、エンジン１を起動又は停止するために運転者によりオン・オフ操作され、その操作に応じた電気信号を出力するようになっている。
次に、エンジンシステムの電気的構成の一例について説明する。図１において、このエンジンシステムに設けられる各種センサ等８１～８８は、エンジン１の運転状態を検出するための運転状態検出手段を構成する。エンジン１に設けられる水温センサ８１は、エンジン１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン１に設けられる回転数センサ８２は、エンジン１のクランクシャフトの回転角（クランク角）を検出すると共に、そのクランク角の変化（クランク角速度）をエンジン１の回転数（エンジン回転数）ＮＥとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアクリーナ９の近傍に設けられるエアフローメータ８３は、エアクリーナ９を流れる吸気量Ｇａを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。サージタンク５ａに設けられる吸気圧センサ８４は、スロットル弁４より下流の吸気通路２（サージタンク５ａ）における吸気圧力ＰＭを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。この吸気圧センサ８４は、この開示技術における吸気圧力検出手段の一例に相当する。スロットル弁４に設けられるスロットルセンサ８５は、スロットル弁４の開度（スロットル開度）ＴＡを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。触媒７より上流の排気通路３に設けられる酸素センサ８６は、排気中の酸素濃度Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エアクリーナ９の入口に設けられる吸気温センサ８７は、エアクリーナ９に吸入される外気の温度（吸気温度）ＴＨＡを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。運転席に設けられるイグニションスイッチ（ＩＧスイッチ）８８は、エンジン１を起動又は停止するために運転者によりオン・オフ操作され、その操作に応じた電気信号を出力するようになっている。
【0044】
このエンジンシステムは、同システムの制御を司る電子制御装置（ＥＣＵ）９０を更に備える。ＥＣＵ８０には、各種センサ等８１～８８がそれぞれ接続される。また、ＥＣＵ９０には、ＥＧＲ弁１４の他、インジェクタ（図示略）及びイグニションコイル（図示略）が接続される。ＥＣＵ９０は、この開示技術における制御手段の一例に相当する。周知のようにＥＣＵ９０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種メモリ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。メモリには、各種制御に関する所定の制御プログラムが格納される。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ等８１～８８の検出信号に基づき、所定の制御プログラムに基づいて燃料噴射制御、点火時期制御及びＥＧＲ制御等を実行するようになっている。
【0045】
この実施形態で、ＥＣＵ９０は、ＥＧＲ制御において、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ弁１４を制御するようになっている。具体的には、ＥＣＵ８０は、エンジン１の停止時、アイドル運転時及び減速運転時には、ＥＧＲ弁１４を全閉に制御し、それ以外の運転時には、その運転状態に応じて目標開度を求め、ＥＧＲ弁１４をその目標開度に制御するようになっている。このときＥＧＲ弁１４が開弁されることにより、エンジン１から排気通路３へ排出される排気の一部が、ＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１２、ＥＧＲクーラ１３、ＥＧＲ弁１４及びＥＧＲガス分配器１５等を介して吸気通路２（吸気マニホールド５）へ流れ、エンジン１の各気筒へ分配され還流される。
【0046】
ここで、この実施形態では、ＥＧＲ弁１４の実際の開度（実開度）を専用のセンサで検出することなくＥＧＲ制御を実行するようになっている。また、ＥＧＲ弁１４には、基準となる全閉位置を規定するために、弁座３０と弁体４３の相対位置を規定するストッパと当接部は設けられていない。この実施形態では、ＥＧＲ弁１４を精度よく目標開度に制御し、ＥＧＲガス流量を精度よく制御するために、次のように弁体４３の開弁開始位置Ｎ(s)を判定するために「初期開弁位置判定制御」を実行するようになっている。
【0047】
［初期開弁位置判定制御について］
先ず、初期開弁位置判定制御について説明する。図７、図８に、この制御の内容をフローチャートにより示す。ＥＣＵ９０は、ＥＧＲ弁１４の開弁開始位置の判定がない場合に、この制御を実行する。
先ず、初期開弁位置判定制御について説明する。図７、図８に、この制御の内容をフローチャートにより示す。ＥＣＵ９０は、ＥＧＲ弁１４の開弁開始位置の判定がない場合に、この制御を実行する。
【0048】
処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ９０は、ステップ１００で、ＩＧオンか否か、すなわちＩＧスイッチ８８がオンされたか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合はステップ１１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ２３０へ移行する。
【0049】
ステップ１１０では、ＥＣＵ９０は、ＥＧＲ弁１４の突き当て制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ９０は、弁体４３が弁座３０に着座した全閉状態から、ロータ本体７３ａによる締め込みにより弁体４３を弁座３０へ突き当てる制御を実行する。このとき、弁軸４２の雄ねじ４６とロータ本体７３ａの雌ねじ４７との螺合状態は、図６に示す通りである。この突き当て制御により、ＥＧＲ弁１４は、上記した完全係合付勢状態となる。このときの開弁位置Ｎ(i)は「０」（Ｎ(i)＝０）となる。
【0050】
ここで、図９に、ＥＧＲ弁１４を構成するステップモータ４４の制御値としてのステップ数とＥＧＲ弁１４を流れるＥＧＲガス流量との関係をグラフにより示す。このグラフの横軸最上段は、突き当て制御からのステップ数を示し、横軸中段は、ガタ下限ＲＡｍｉｎのときの実開弁ステップ数（実際に開弁したときのステップ数）を示し、横軸下段は、ガタ上限ＲＡｍａｘのときの実開弁ステップ数を示す。縦軸は、ＥＧＲガス流量を示す。ガタ上限ＲＡｍａｘは、ガタ下限ＲＡｍｉｎに、機械的公差及び摩耗等による開弁位置ズレＭＧを加えた値に相当する。図９に示すように、ガタ下限ＲＡｍｉｎのみを許容した場合には、そのＥＧＲガス流量は、突き当て制御からのステップ数で「３」を「０」としてＥＧＲガス流量が増加することになる。ガタ上限ＲＡｍａｘを許容した場合には、そのＥＧＲガス流量は、突き当て制御からのステップ数で「１０」を「０」としてＥＧＲガス流量が増加することになる。このように機械的なガタを許容した場合には、ステップモータ４４のステップ数に対するＥＧＲガス流量の特性に大きなズレが発生してしまう。上記したステップ１１０では、この流量特性ズレの発生を抑えるために、ＥＧＲ弁１４の突き当て制御が実行される。
【0051】
次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ９０は、エンジン１が始動したか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、例えば、回転数センサ８２の検出値に基づきエンジン始動の有無を判断することができる。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１２０へ戻す。
【0052】
ステップ１３０では、ＥＣＵ９０は、各種センサ等８２～８５の検出値に基づき、エンジン回転数ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ及び吸気圧力ＰＭをそれぞれ取り込む。
【0053】
次に、ステップ１４０では、ＥＣＵ９０は、初期開弁位置に関する学習完了フラグＸＳＯＰが「０」か否かを判断する。この学習完了フラグＸＳＯＰは、学習未完了の場合は「０」に設定され、学習完了の場合は「１」に設定される。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は、学習未完了であることから処理をステップ１５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、学習完了であることから処理をステップ２４０へ移行する。
【0054】
ステップ１５０では、ＥＣＵ９０は、エンジン１の運転状態が低ＮＥ及び低ＫＬであるか否か、すなわち、エンジン１の運転状態が低回転及び低負荷であるかを判断する。ＥＣＵ９０は、例えば、エンジン回転数ＮＥが「２０００ｒｐｍ」未満、かつ、エンジン負荷ＫＬが「３０％」未満であるか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ１２０へ戻す。
【0055】
ステップ１６０では、ＥＣＵ９０は、ステップ１３０で取り込まれた吸気圧力ＰＭを初期吸気圧力ＰＭ０として設定する。
【0056】
次に、ステップ１７０で、ＥＣＵ９０は、ＥＧＲ弁１４を「１ｓｔｅｐ」分だけ開弁する。すなわち、ステップモータ４４を「１ｓｔｅｐ」だけ動作させて弁体４３を開弁する。そして、前回の開弁開始位置Ｎ(i-1）に「１」を加算することで、今回の開弁位置Ｎ(i)を求める。この開弁位置Ｎ(i)は、ステップモータ４４を制御するためのステップ数（制御値）として規定される。
【0057】
次に、ステップ１８０で、ＥＣＵ９０は、吸気圧センサ８４の検出値に基づき吸気圧力ＰＭを再び取り込む。
【0058】
次に、ステップ１９０で、ＥＣＵ９０は、再び取り込まれた吸気圧力ＰＭから初期吸気圧力ＰＭ０を減算した結果が、所定の吸気圧力差ΔＰＭより大きいか否か、すなわち圧力上昇があったか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は、圧力上昇があったとして処理をステップ２００へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、圧力上昇がなかったとして処理をステップ１３０へ戻す。
【0059】
ステップ２００では、ＥＣＵ９０は、圧力上昇があったときの開弁位置Ｎ(i)を開弁開始位置Ｎ(s)として判定し記憶する。
【0060】
次に、ステップ２１０で、ＥＣＵ９０は、全閉位置ＣＬstepを算出し、記憶する。すなわち、ＥＣＵ９０は、開弁開始位置Ｎ(s)から「１」を減算することで全閉位置ＣＬstepを算出し、その全閉位置ＣＬstepをメモリに記憶（学習）する。この全閉位置ＣＬstepは、ステップモータ４４を制御するための制御値であるステップ数として規定される。
【0061】
その後、ステップ２２０で、ＥＣＵ９０は、学習完了フラグＸＳＯＰを「１」に設定し、処理をステップ１２０へ戻す。
【0062】
一方、ステップ１００から移行してステップ２３０では、ＥＣＵ９０は、学習完了フラグＸＳＯＰを「０」に設定した後、処理をステップ１２０へ戻す。
【0063】
また、ステップ１４０から移行してステップ２４０では、ＥＣＵ９０は、ＥＧＲ弁１４を作動させるＥＧＲ作動条件が成立したか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断を、エンジン１の運転状態に基づいて判断することができる。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ２７０へジャンプする。
【0064】
ステップ２５０では、ＥＣＵ９０は、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＫＬに基づき目標開度ＴＥＧＲstepを算出する。この目標開度ＴＥＧＲstepは、ステップモータ４４を制御するための制御値であるステップ数として規定される。ＥＣＵ９０は、例えば、図１０に示す目標開度マップを参照することにより、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＫＬに応じた目標開度ＴＥＧＲstepを求めることができる。このマップでは、目標開度ＴＥＧＲstepは、エンジン負荷ＫＬが「４０～６０％」前後の中負荷域では相対的に大きくなり、それ以外の低負荷域又は高負荷域で相対的に小さくなるように設定される。また、このマップでは、目標開度ＴＥＧＲstepは、エンジン回転数ＮＥが「４８００ｒｐｍ」程度の中高回転域では相対的に大きくなり、それ以外の低回転域又は高回転域で相対的に小さくなるように設定される。
【0065】
次に、ステップ２６０で、ＥＣＵ９０は、目標開度ＴＥＧＲstepが「０」か否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２７０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ２９０へ移行する。
【0066】
ステップ２４０又はステップ２６０から移行してステップ２７０では、ＥＣＵ９０は、全閉位置ＣＬstepから「２」だけ減算することにより最終目標開度ＦＴＥＧＲstepを算出する。
【0067】
次に、ステップ２８０で、ＥＣＵ９０は、ＥＧＲ弁１４を最終目標開度ＦＴＥＧＲstepに制御し、処理をステップ１２０へ戻す。
【0068】
一方、ステップ２６０から移行してステップ２９０では、ＥＣＵ９０は、目標開度ＴＥＧＲstepに全閉位置ＣＬstepを加算することにより、最終目標開度ＦＴＥＧＲstepを算出する。この最終目標開度ＦＴＥＧＲstepも、ステップモータ４４を制御するための制御値であるステップ数として規定される。その後、ＥＣＵ９０は、処理をステップ２８０へ移行する。
【0069】
上記した初期開弁位置判定制御によれば、ＥＣＵ９０は、ロータ本体７３ａ（ロータ７３）に設けられる雌ねじ４７の雌ねじ山４７ａの第１雌ねじ山面４７ａａと弁軸４２に設けられる雄ねじ４６の雄ねじ山４６ａの第２雄ねじ山面４６ａｂとが係合し、かつ、スプリング４５により弁体４３が弁軸４２と共にステップモータ４４（アクチュエータ）から遠ざかる方向（閉弁方向）へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、ステップモータ４４を段階的に制御することで弁体４３を弁軸４２と共にステップモータ４４に近付く方向（開弁方向）へ段階的に移動させ、吸気圧センサ８４（吸気圧力検出手段）で検出される吸気圧力ＰＭが上昇したときのステップモータ４４のステップ数（制御値）を開弁開始位置Ｎ(s)として判定するようになっている。
【0070】
また、上記した初期開弁位置判定制御によれば、ＥＣＵ９０は、判定された開弁開始位置Ｎ(s)から１ステップ（１段階）前のステップ数（制御値）を基準となる全閉位置ＣＬstepとして学習するようになっている。
【0071】
［開弁位置判定制御について］
次に、初期開弁位置判定制御により開弁開始位置Ｎ(s)を判定した後に実行する開弁位置判定制御について説明する。図１１～図１３に、この制御の内容をフローチャートにより示す。ＥＣＵ９０は、ＥＧＲ弁１４の開弁開始位置Ｎ(s)の判定がある場合に、この判定制御を実行するようになっている。
次に、初期開弁位置判定制御により開弁開始位置Ｎ(s)を判定した後に実行する開弁位置判定制御について説明する。図１１～図１３に、この制御の内容をフローチャートにより示す。ＥＣＵ９０は、ＥＧＲ弁１４の開弁開始位置Ｎ(s)の判定がある場合に、この判定制御を実行するようになっている。
【0072】
処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ９０は、ステップ３００で、ＩＧオンか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３７０へ移行する。
【0073】
ステップ３１０では、ＥＣＵ９０は、前述した突き当て制御が未実行か否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合はステップ３２０へ移行し、ステップ３２０～ステップ３６０の処理を実行する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３３０へジャンプする。
【0074】
ステップ３２０～ステップ３５０では、ＥＣＵ９０は、それぞれ「初期開弁位置判定制御」におけるステップ１１０～ステップ１４０と同様の処理を実行する。そして、ＥＣＵ９０は、ステップ３５０の判断結果が肯定となる場合は処理をステップ３６０へ移行し、同判断結果が否定となる場合は処理をステップ３８０へ移行する。
【0075】
【0076】
一方、ステップ３００から移行してステップ３７０では、ＥＣＵ９０は、学習完了フラグＸＳＯＰを「０」に設定した後、処理をステップ３００へ戻す。
【0077】
一方、ステップ３５０から移行してステップ３８０では、ＥＣＵ９０は、トリップ毎の開弁位置に関する判定完了フラグＸＯＰが「０」か否かを判断する。この判定完了フラグＸＯＰは、判定未完了の場合は「０」に設定され、判定完了の場合は「１」に設定される。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は、判定未完了であることから処理をステップ３９０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、判定完了であることから処理をステップ４８０へ移行する。
【0078】
ステップ３９０では、ＥＣＵ９０は、ＥＧＲ弁１４を「全閉位置ＣＬstep－４ｓｔｅｐ」まで開弁方向へ制御する。すなわち、ＥＣＵ９０は、ステップモータ４４を「全閉位置ＣＬstep－４ｓｔｅｐ」まで開弁方向へ動作させる。この場合、ステップモータ４４が、「全閉位置ＣＬstep－４ｓｔｅｐ」よりも閉弁方向のステップの状態にあるものとして、その状態から「全閉位置ＣＬstep－４ｓｔｅｐ」まで開弁方向へステップを進めるのである。このようにステップモータ４４を開弁方向へ制御するが、実際のＥＧＲ弁１４は開弁していない閉弁状態を維持することになる。そして、ＥＣＵ９０は、全閉位置ＣＬstepから「４」を減算することで、今回の開弁位置Ｎ(i)を求める。
【0079】
その後、ステップ４００～ステップ４６０では、ＥＣＵ９０は、それぞれ「初期開弁位置判定制御」におけるステップ１５０～ステップ２１０と同様の処理を実行する。ただし、ステップ４４０の判断結果が否定となる場合は、ＥＣＵ９０は、処理を３４０へ戻す。また、ステップ４６０では、ＥＣＵ９０は、開弁開始位置Ｎ(s)から「１」を減算することで全閉位置ＣＬstepを更新する。
【0080】
そして、ステップ４７０で、ＥＣＵ９０は、判定完了フラグＸＯＰを「１」に設定し、処理をステップ３００へ戻す。
【0081】
一方、ステップ３８０からステップ４８０へ移行すると、ＥＣＵ９０は、ステップ４８０～ステップ５３０の処理を実行する。ステップ４８０～ステップ５３０では、ＥＣＵ９０は、それぞれ「初期開弁位置判定制御」におけるステップ２４０～ステップ２９０と同様の処理を実行する。ただし、ステップ５２０の処理を実行した後、ＥＣＵ９０は、処理をステップ３００へ戻す。
【0082】
[流体制御装置の作用及び効果について]
以上説明したこの実施形態の流体制御装置によれば、初期開弁位置判定制御及び開弁位置判定制御において、ＥＣＵ９０（制御手段）は、ロータ本体７３ａ（ロータ７３）に設けられる雌ねじ４７の雌ねじ山４７ａの第１雌ねじ山面４７ａａと弁軸４２に設けられる雄ねじ４６の雄ねじ山４６ａの第２雄ねじ山面４６ａｂとが係合し、かつ、スプリング４５により弁体４３が弁軸４２と共にステップモータ４４（アクチュエータ）から遠ざかる方向（閉弁方向）へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、ステップモータ４４を段階的に制御することで弁体４３を弁軸４２と共にステップモータ４４に近付く方向（開弁方向）へ段階的に移動させる。そして、ＥＣＵ９０は、吸気圧センサ８４（吸気圧力検出手段）により検出される吸気圧力ＰＭが上昇したときのステップモータ４４のステップ数（制御値）を開弁開始位置Ｎ(s)として判定する。従って、全閉位置ＣＬstepを規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、機械的バラツキや経年変化にかかわらず、吸気圧力ＰＭの上昇変化に基いて開弁開始位置Ｎ(s)が一様に判定される。このため、ＥＧＲ弁１４（流体制御弁）の基準となる全閉位置ＣＬstepを規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、その全閉位置ＣＬstepを規定するための開弁開始位置Ｎ(s)を吸気圧力ＰＭの変化に基いて精度よく規定することができる。
以上説明したこの実施形態の流体制御装置によれば、初期開弁位置判定制御及び開弁位置判定制御において、ＥＣＵ９０（制御手段）は、ロータ本体７３ａ（ロータ７３）に設けられる雌ねじ４７の雌ねじ山４７ａの第１雌ねじ山面４７ａａと弁軸４２に設けられる雄ねじ４６の雄ねじ山４６ａの第２雄ねじ山面４６ａｂとが係合し、かつ、スプリング４５により弁体４３が弁軸４２と共にステップモータ４４（アクチュエータ）から遠ざかる方向（閉弁方向）へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、ステップモータ４４を段階的に制御することで弁体４３を弁軸４２と共にステップモータ４４に近付く方向（開弁方向）へ段階的に移動させる。そして、ＥＣＵ９０は、吸気圧センサ８４（吸気圧力検出手段）により検出される吸気圧力ＰＭが上昇したときのステップモータ４４のステップ数（制御値）を開弁開始位置Ｎ(s)として判定する。従って、全閉位置ＣＬstepを規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、機械的バラツキや経年変化にかかわらず、吸気圧力ＰＭの上昇変化に基いて開弁開始位置Ｎ(s)が一様に判定される。このため、ＥＧＲ弁１４（流体制御弁）の基準となる全閉位置ＣＬstepを規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、その全閉位置ＣＬstepを規定するための開弁開始位置Ｎ(s)を吸気圧力ＰＭの変化に基いて精度よく規定することができる。
【0083】
また、この実施形態の初期開弁位置判定制御及び開弁位置判定制御において、ＥＣＵ９０は、判定された開弁開始位置Ｎ(s)から１ステップ（１段階）前のステップ数（制御値）を基準となる全閉位置ＣＬstepとして学習する。従って、判定された開弁開始位置Ｎ(s)に基づき、ストッパと当接部の有無にかかわらず、機械的バラツキや経年変化にかかわらず、全閉位置ＣＬstepが一様に学習される。このため、基準となる全閉位置ＣＬstepを開弁開始位置Ｎ(s)に基づいて適正に規定することができる。この結果、ＥＧＲ１４（流体制御弁）を最終目標開度ＦＴＥＧＲstep（目標開度）に精度よく制御することができ、延いてはＥＧＲガス流量（流体流量）を精度よく制御することができ、ＥＧＲガス流量の制御性を向上させることができる。
【0084】
この実施形態のＥＧＲ弁１４によれば、従来例のＥＧＲ弁と異なり、開弁開始位置の精度向上に加え、基準となる全閉位置ＣＬstepを規定するためのストッパや当接部を設けていないので、その分だけＥＧＲ弁１４を低コストで製造することができる。
【0085】
＜第２実施形態＞
次に、流体制御装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
次に、流体制御装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【0086】
［エンジンシステムについて］
図１４に、この実施形態におけるエンジンシステムを概略構成図により示す。この実施形態では、シリーズ方式のハイブリッド小型モビリティ（ＨＶ小型モビリティ：例えば、ドローンや無人台車等）に搭載される発電用のエンジンシステムについて説明する。周知のように、シリーズ方式のＨＶ小型モビリティは、基本的にはバッテリの電力でモータを駆動して移動し、バッテリの電力が少なくなるとエンジンで発電機を駆動して発電し、その電力でモータを駆動して移動する仕組みを有する。このＨＶ小型モビリティに搭載されるエンジンシステムは、図１４に示すように、単気筒のエンジン１０を備える。エンジン１０は、４サイクルのレシプロエンジンであり、燃焼室を含む一つの気筒１０ａ及びクランクシャフト１０ｂの他、周知の構成要素を含む。エンジン１０には、気筒１０ａに吸気を導入するための吸気通路２と、気筒１０ａから排気を導出するための排気通路３とが設けられる。この実施形態で、吸気は、この開示技術における所定の流体の一例に相当する。吸気通路２の入口には、エアクリーナ９が設けられる。この実施形態で、吸気通路２は、この開示技術における所定の通路の一例に相当する。吸気通路２の途中には、サージタンク５ａが設けられ、そのサージタンク５ａの上流側にはスロットル弁４が設けられる。スロットル弁４は、エンジン１０に吸入される吸気を調節するためにポペット式弁より構成され、弁座に対し往復駆動する弁体と、その弁体を開度可変に駆動するためのステップモータ４４とを含む。この実施形態では、このポペット式弁として、第１実施形態で説明したＥＧＲ弁１４と同等の構成を採用する。この実施形態で、スロットル弁４は、この開示技術における流体制御弁の一例に相当する。この実施形態のエンジンシステムには、弁体の開度（スロットル開度）を検出するためのスロットルセンサは設けられていない。スロットル弁４は、弁体により流路を開閉させることにより、吸気通路２を流れる吸気量Ｇａを調節するようになっている。一方、排気通路３には、排気を浄化するための触媒７が設けられる。
図１４に、この実施形態におけるエンジンシステムを概略構成図により示す。この実施形態では、シリーズ方式のハイブリッド小型モビリティ（ＨＶ小型モビリティ：例えば、ドローンや無人台車等）に搭載される発電用のエンジンシステムについて説明する。周知のように、シリーズ方式のＨＶ小型モビリティは、基本的にはバッテリの電力でモータを駆動して移動し、バッテリの電力が少なくなるとエンジンで発電機を駆動して発電し、その電力でモータを駆動して移動する仕組みを有する。このＨＶ小型モビリティに搭載されるエンジンシステムは、図１４に示すように、単気筒のエンジン１０を備える。エンジン１０は、４サイクルのレシプロエンジンであり、燃焼室を含む一つの気筒１０ａ及びクランクシャフト１０ｂの他、周知の構成要素を含む。エンジン１０には、気筒１０ａに吸気を導入するための吸気通路２と、気筒１０ａから排気を導出するための排気通路３とが設けられる。この実施形態で、吸気は、この開示技術における所定の流体の一例に相当する。吸気通路２の入口には、エアクリーナ９が設けられる。この実施形態で、吸気通路２は、この開示技術における所定の通路の一例に相当する。吸気通路２の途中には、サージタンク５ａが設けられ、そのサージタンク５ａの上流側にはスロットル弁４が設けられる。スロットル弁４は、エンジン１０に吸入される吸気を調節するためにポペット式弁より構成され、弁座に対し往復駆動する弁体と、その弁体を開度可変に駆動するためのステップモータ４４とを含む。この実施形態では、このポペット式弁として、第１実施形態で説明したＥＧＲ弁１４と同等の構成を採用する。この実施形態で、スロットル弁４は、この開示技術における流体制御弁の一例に相当する。この実施形態のエンジンシステムには、弁体の開度（スロットル開度）を検出するためのスロットルセンサは設けられていない。スロットル弁４は、弁体により流路を開閉させることにより、吸気通路２を流れる吸気量Ｇａを調節するようになっている。一方、排気通路３には、排気を浄化するための触媒７が設けられる。
【0087】
吸気通路２には、エンジン１０の気筒１０ａに燃料を噴射するためのインジェクタ９１が設けられる。インジェクタ９１は、燃料供給装置（図示略）から供給される燃料（ガソリン）を噴射するように構成される。気筒１０ａでは、インジェクタ９１から噴射される燃料と吸気行程で吸気通路２から導入される吸気とにより可燃混合気が形成される。
【0088】
エンジン１０の気筒１０ａには、点火プラグ９２が設けられる。点火プラグ９２は、イグニションコイル９３から出力される点火信号を受けてスパーク動作する。両部品９２，９３は、気筒１０ａにて可燃混合気に点火するための点火装置を構成する。気筒１０ａにおいて、可燃混合気は、圧縮行程で点火プラグ９２のスパーク動作により爆発・燃焼し、爆発行程が経過する。燃焼後の排気は、排気行程で気筒１０ａから排気通路３へ排出され、触媒７を流れて浄化され、外部へ排出される。これら一連の行程を繰り返すことで、エンジン１０のクランクシャフト１０ｂが回転し、エンジン１０に出力が得られる。
【0089】
[エンジンシステムの電気的構成について]
エンジン１０に対応して設けられた回転数センサ８２、エアフローメータ８３、吸気圧センサ８４、酸素センサ８６及びエンジン温センサ８９は、エンジン１０の運転状態を検出するための手段を構成する。エンジン１０に設けられるエンジン温センサ８９は、エンジン１０の温度（エンジン温度）ＴＨＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。ＥＣＵ９０には、各種センサ等８２～８４，８６，８９がそれぞれ接続される。また、ＥＣＵ９０には、スロットル弁４のステップモータ４４、インジェクタ９１及びイグニションコイル９３がそれぞれ接続される。この実施形態でも、ＥＣＵ９０は、この開示技術における制御手段の一例に相当する。
エンジン１０に対応して設けられた回転数センサ８２、エアフローメータ８３、吸気圧センサ８４、酸素センサ８６及びエンジン温センサ８９は、エンジン１０の運転状態を検出するための手段を構成する。エンジン１０に設けられるエンジン温センサ８９は、エンジン１０の温度（エンジン温度）ＴＨＥを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。ＥＣＵ９０には、各種センサ等８２～８４，８６，８９がそれぞれ接続される。また、ＥＣＵ９０には、スロットル弁４のステップモータ４４、インジェクタ９１及びイグニションコイル９３がそれぞれ接続される。この実施形態でも、ＥＣＵ９０は、この開示技術における制御手段の一例に相当する。
【0090】
ところで、このエンジンシステムのエンジン１０は、単気筒であることから、吸気圧センサ８４による吸気圧力ＰＭの検出は、エンジン１０の爆発行程、排気行程、吸気行程及び圧縮行程のうちの吸気行程で行われることになる。図１５に、エンジン１０のクランク角に対する吸気圧力ＰＭの変化をグラフにより示す。図１５に示すように、エンジン１０の吸気行程では、吸気圧力ＰＭは、クランク角が「０」から所定角度αへ向かうにつれて低減し、所定角度αで最低となり、所定角度αから圧縮行程へ向かうに連れて増加するようになっている。図１５において、実線は、後述する初期吸気圧力ＰＭ０（特定吸気圧力ＰＭα）の変化を示し、破線は、後述する２回目の特定吸気圧力ＰＭα２の変化を示す。クランク角が所定角度αのときの特定吸気圧力ＰＭα２と初期吸気圧力ＰＭ０（特定吸気圧力ＰＭα）との差は、後述する吸気圧力差ΔＰＭを示す。
【0091】
この実施形態で、ＥＣＵ９０は、エンジン１０を運転するために、各種センサ等８１～８４，８６からの電気信号に基づいてスロットル弁４（ステップモータ４４）、インジェクタ９１及びイグニションコイル９３をそれぞれ制御するようになっている。また、ＥＣＵ９０は、スロットルセンサを用いずにスロットル弁４を制御するために、所定のスロットル制御を実行するようになっている。
【0092】
また、この実施形態のＨＶ小型モビリティでは、図１４に示すように、エンジン１０により発電機９５を駆動させて発電し、その電力をインバータ９６を介してバッテリ９７に充電すると共に、その電力を駆動用モータ９８に供給し、駆動体（図示略）を駆動させて小型モビリティを移動させるようになっている。
【0093】
［スロットル制御について］
次に、この実施形態のスロットル制御について以下に説明する。シリーズ方式のＨＶ小型モビリティでは、エンジン１０が駆動軸に直結していないことから、ＦＭＶＳＳ要求緩和（戻り性の緩和）とＯＲ要求緩和（スロットル開度監視不要）が可能となる。また、エンジン１０をバッテリ９７の充電に特化して使用することから、エンジン１０の応答性に対する要求を緩和することが可能となる。そのため、この実施形態では、スロットルセンサを設けることなくスロットル制御を実行することが可能となり、エンジンシステムのコストダウンが可能となる。
次に、この実施形態のスロットル制御について以下に説明する。シリーズ方式のＨＶ小型モビリティでは、エンジン１０が駆動軸に直結していないことから、ＦＭＶＳＳ要求緩和（戻り性の緩和）とＯＲ要求緩和（スロットル開度監視不要）が可能となる。また、エンジン１０をバッテリ９７の充電に特化して使用することから、エンジン１０の応答性に対する要求を緩和することが可能となる。そのため、この実施形態では、スロットルセンサを設けることなくスロットル制御を実行することが可能となり、エンジンシステムのコストダウンが可能となる。
【0094】
この実施形態でも、スロットル弁４には、基準となる全閉位置ＣＬstepを規定するために、弁座３０と弁体４３の相対位置を規定するストッパと当接部は設けられていない。そこで、この実施形態でも、スロットル弁４を精度よく目標開度に制御し、吸気量Ｇａを精度よく制御するために、次のように弁体４３の初期開弁位置を判定するための初期開弁位置判定制御を実行するようになっている。
【0095】
［初期開弁位置判定制御について］
初期開弁位置判定制御について説明する。図１６～図１８に、この制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ９０は、ステップ６００で、ＩＧオンか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合はステップ６１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ７３０へ移行する。
初期開弁位置判定制御について説明する。図１６～図１８に、この制御の内容をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ９０は、ステップ６００で、ＩＧオンか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合はステップ６１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ７３０へ移行する。
【0096】
ステップ６１０では、ＥＣＵ９０は、前述した突き当て制御が未実行か否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ６２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ６３０へジャンプする。
【0097】
ステップ６２０では、ＥＣＵ９０は、スロットル弁４の突き当て制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ９０は、前述したように弁体４３が弁座３０に着座した全閉状態から、ロータ本体７３ａによる締め込みにより弁体４３を弁座３０へ突き当てる制御を実行する。この突き当て制御により、スロットル弁４は、上記した完全係合付勢状態となる。このときの開弁位置Ｎ(i)は「０」（Ｎ(i)＝０）となる。
【0098】
そして、ステップ６１０又はステップ６２０から移行してステップ６３０では、ＥＣＵ９０は、初期開弁位置に関する学習完了フラグＸＳＯＰが「０」か否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は、学習未完了であることから処理をステップ６４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、学習完了であることから処理をステップ７４０へ移行する。
【0099】
ステップ６４０では、ＥＣＵ９０は、燃料カット状態でクランキングを実行する。すなわち、ＥＣＵ９０は、インジェクタ９１からの燃料噴射を停止した状態で、発電機９５を動作させてクランクシャフト１０ｂを回転させる。
【0100】
次に、ステップ６５０で、ＥＣＵ９０は、図１５に示すように、突き当て制御実行直後の吸気行程においてクランク角がα℃Ａとなるときの特定吸気圧力ＰＭαを取り込む。
【0101】
次に、ステップ６６０で、ＥＣＵ９０は、ステップ６６０で取り込まれた特定吸気圧力ＰＭαを初期吸気圧力ＰＭ０として設定する。
【0102】
次に、ステップ６７０で、ＥＣＵ９０は、スロットル弁４を「１ｓｔｅｐ」分だけ開弁する。すなわち、ステップモータ４４を「１ｓｔｅｐ」だけ動作させて弁体４３を開弁する。そして、前回の開弁位置Ｎ（i-1）に「１」を加算することで、今回の開弁位置Ｎ(i)を求める。
【0103】
次に、ステップ６８０で、ＥＣＵ９０は、開弁開始時の吸気行程においてクランク角がα℃Ａとなるときの２回目の特定吸気圧力ＰＭα２を取り込む。
【0104】
次に、ステップ６９０で、ＥＣＵ９０は、２回目の特定吸気圧力ＰＭα２から初期吸気圧力ＰＭ０を減算した結果が、所定の吸気圧力差ΔＰＭより大きいか否か、すなわち圧力上昇があったか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は、圧力上昇があったとして処理をステップ７００へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、圧力上昇がなかったとして処理をステップ６６０へ戻す。
【0105】
ステップ７００では、ＥＣＵ９０は、圧力上昇があったときの開弁位置Ｎ(i)を開弁開始位置Ｎ(s)として判定し記憶する。
【0106】
次に、ステップ７１０で、ＥＣＵ９０は、全閉位置ＣＬstepを算出し、記憶する。すなわち、ＥＣＵ９０は、開弁開始位置Ｎ(s)から「１」を減算することで全閉位置ＣＬstepを算出し、その全閉位置ＣＬstepをメモリに記憶（学習）する。
【0107】
その後、ステップ７２０で、ＥＣＵ９０は、学習完了フラグＸＳＯＰを「１」に設定し、処理をステップ６００へ戻す。
【0108】
そして、ステップ６００から移行してステップ７３０では、ＥＣＵ９０は、学習完了フラグＸＳＯＰを「０」に設定した後、処理をステップ６００へ戻す。
【0109】
一方、ステップ６３０から移行してステップ７４０では、ＥＣＵ９０は、トリップ毎の開弁位置に関する判定完了フラグＸＯＰが「０」か否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は、判定未完了であることから処理をステップ７５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、判定完了であることから処理をステップ８５０へ移行する。
【0110】
ステップ７５０では、ＥＣＵ９０は、ステップ６４０と同様、燃料カット状態でクランキングを実行する。
【0111】
次に、ステップ７６０では、ＥＣＵ９０は、ステップ３９０と同様、スロットル弁４を「全閉位置ＣＬstep－４ｓｔｅｐ」まで開弁方向へ制御する。そして、全閉位置ＣＬstepから「４」を減算することで、今回の開弁位置Ｎ(i)を求める。
【0112】
次に、ステップ７７０で、ＥＣＵ９０は、図１５に示すように、吸気行程においてクランク角がα℃Ａとなるときの特定吸気圧力ＰＭαを取り込む。
【0113】
次に、ステップ７８０で、ＥＣＵ９０は、ステップ７７０で取り込まれた特定吸気圧力ＰＭαを初期吸気圧力ＰＭ０として設定する。
【0114】
次に、ステップ７９０で、ＥＣＵ９０は、スロットル弁４を「１ｓｔｅｐ」分だけ開弁する。すなわち、ステップモータ４４を「１ｓｔｅｐ」だけ動作させて弁体４３を開弁する。そして、前回の開弁位置Ｎ（i-1）に「１」を加算することで、今回の開弁位置Ｎ(i)を求める。
【0115】
次に、ステップ８００で、ＥＣＵ９０は、図１５に示すように、吸気行程においてクランク角がα℃Ａとなるときの特定吸気圧力ＰＭα２を再び取り込む。
【0116】
次に、ステップ８１０で、ＥＣＵ９０は、再び取り込まれた特定吸気圧力ＰＭα２から初期吸気圧力ＰＭ０を減算した結果が、所定の吸気圧力差ΔＰＭより大きいか否か、すなわち圧力上昇があったか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は、圧力上昇があったとして処理をステップ８２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は、圧力上昇がなかったとして処理をステップ７８０へ戻す。
【0117】
ステップ８２０では、ＥＣＵ９０は、圧力上昇があったときの開弁位置Ｎ(i)を開弁開始位置Ｎ(s)として判定し記憶する。
【0118】
次に、ステップ８３０で、ＥＣＵ９０は、全閉位置ＣＬstepを更新する。すなわち、ＥＣＵ９０は、開弁開始位置Ｎ(s)から「１」を減算することで全閉位置ＣＬstepを算出し、その全閉位置ＣＬstepをメモリに記憶（学習）する。
【0119】
その後、ステップ８４０で、ＥＣＵ９０は、判定完了フラグＸＯＰを「１」に設定し、処理をステップ６００へ戻す。
【0120】
一方、ステップ７４０から移行してステップ８５０では、ＥＣＵ９０は、エンジン始動が未完了であるか否かを判断する。ＥＣＵ９０は、この判断を、例えば、検出されるエンジン回転数ＮＥに基づき行うことができる。ＥＣＵ９０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ８６０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ９２０へ移行する。
【0121】
ステップ８６０では、ＥＣＵ９０は、エンジン温センサ８９の検出値に基づきエンジン温度ＴＨＥを取り込む。
【0122】
次に、ステップ８７０で、ＥＣＵ９０は、エンジン温度ＴＨＥに応じた始動時開度ＳＴＡstepとアイドル開度ＩＤＬstepを求める。ＥＣＵ９０は、例えば、図１９に示すように、エンジン温度ＴＨＥに対する始動時開度ＳＴＡstepとアイドル開度ＩＤＬstepの関係が定められた開度マップを参照することにより各開度ＳＴＡstep，ＩＤＬstepを求めることができる。
【0123】
次に、ステップ８８０では、ＥＣＵ９０は、始動開度ＳＴＡstepに全閉位置ＣＬstepを加算することで、最終始動開度ＦＳＴＡstepを算出する。
【0124】
次に、ステップ８９０では、ＥＣＵ９０は、アイドル開度ＩＤＬstepに全閉位置ＣＬstepを加算することで、最終アイドル開度ＦＩＤＬstepを算出する。
【0125】
そして、ステップ９００で、ＥＣＵ９０は、最終始動開度ＦＳＴＡstepと最終アイドル開度ＦＩＤＬstepでエンジン１０を始動させる。
【0126】
次に、ステップ９１０で、ＥＣＵ９０は、エンジン始動が完了であると判定し、そのことをメモリに記憶する。その後、ＥＣＵ９０は、処理をステップ６００へ戻す。
【0127】
一方、ステップ８５０から移行してステップ９２０では、ＥＣＵ９０は、エンジン１を発電要求に応じたエンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＫＬ（スロットル開度ＴＡ）に制御する。その後、ＥＣＵ９０は、処理をステップ６００へ戻す。
【0128】
[流体制御装置の作用及び効果について]
以上説明したこの実施形態の流体制御装置によれば、エンジン１とエンジン１０の構成が異なるものの、初期開弁位置判定制御において、全閉位置ＣＬstepを規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、機械的バラツキや経年変化にかかわらず、吸気圧力ＰＭの上昇変化に基いて開弁開始位置Ｎ(s)が一様に判定される。このため、スロットル弁４（流体制御弁）の基準となる全閉位置ＣＬstepを規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、その全閉位置ＣＬstepを規定するための開弁開始位置Ｎ(s)を吸気圧力ＰＭの変化に基いて精度よく規定することができる。
以上説明したこの実施形態の流体制御装置によれば、エンジン１とエンジン１０の構成が異なるものの、初期開弁位置判定制御において、全閉位置ＣＬstepを規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、機械的バラツキや経年変化にかかわらず、吸気圧力ＰＭの上昇変化に基いて開弁開始位置Ｎ(s)が一様に判定される。このため、スロットル弁４（流体制御弁）の基準となる全閉位置ＣＬstepを規定するためのストッパと当接部の有無にかかわらず、その全閉位置ＣＬstepを規定するための開弁開始位置Ｎ(s)を吸気圧力ＰＭの変化に基いて精度よく規定することができる。
【0129】
また、この実施形態の初期開弁位置判定制御において、判定された開弁開始位置Ｎ(s)に基づき、ストッパと当接部の有無にかかわらず、機械的バラツキや経年変化にかかわらず、全閉位置ＣＬstepが一様に学習される。このため、基準となる全閉位置ＣＬstepを開弁開始位置Ｎ(s)に基づいて適正に規定することができる。この結果、スロットル弁４（流体制御弁）を最終始動開度ＦＳＴＡstep（目標開度）に精度よく制御することができ、延いては吸気流量（流体流量）を精度よく制御することができ、吸気流量の制御性を向上させることができる。
【0130】
この実施形態のスロットル弁４によれば、開弁開始位置の精度向上に加え、基準となる全閉位置ＣＬstepを規定するためのストッパや当接部を設けていないので、その分だけスロットル弁４を低コストで製造することができる。
【0131】
＜第３実施形態＞
次に、流体制御装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第３実施形態について図面を参照して説明する。
次に、流体制御装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第３実施形態について図面を参照して説明する。
【0132】
［ＥＧＲ弁の構成について］
この実施形態は、ＥＧＲ弁の構成の点で前記第１実施形態と異なる。図２０に、全閉に動作したＥＧＲ弁１９を断面図により示す。この実施形態のＥＧＲ弁１９は、ハウジング４１が、外ハウジング６１、内ハウジング６２及び軸受ハウジング６３の他に、ＥＧＲガスが流れる流路６６を有する流路ハウジング６７を更に備える。流路ハウジング６７は、流路６６の入口６８と出口６９を有する。流路６６には、弁体４３の先部４３ａが着座又は離間する弁座３０が設けられる。流路６６は、弁座３０を境としてステップモータ４４から遠い下側の上流側流路６６ａとステップモータ４４に近い上側の下流側流路６６ｂに分かれる。弁体４３は、下流側流路６６ｂにて弁座３０に着座可能に配置される。流路ハウジング６７の入口６８の外周には、ＥＧＲ通路の上流側（図示略）に接続される入口フランジ６７ａが形成され、出口６９の外周には、ＥＧＲ通路の下流側（図示略）に接続される出口フランジ６７ｂが形成される。その他の構成は、第１実施形態で説明したＥＧＲ弁１４のそれと同じである。
この実施形態は、ＥＧＲ弁の構成の点で前記第１実施形態と異なる。図２０に、全閉に動作したＥＧＲ弁１９を断面図により示す。この実施形態のＥＧＲ弁１９は、ハウジング４１が、外ハウジング６１、内ハウジング６２及び軸受ハウジング６３の他に、ＥＧＲガスが流れる流路６６を有する流路ハウジング６７を更に備える。流路ハウジング６７は、流路６６の入口６８と出口６９を有する。流路６６には、弁体４３の先部４３ａが着座又は離間する弁座３０が設けられる。流路６６は、弁座３０を境としてステップモータ４４から遠い下側の上流側流路６６ａとステップモータ４４に近い上側の下流側流路６６ｂに分かれる。弁体４３は、下流側流路６６ｂにて弁座３０に着座可能に配置される。流路ハウジング６７の入口６８の外周には、ＥＧＲ通路の上流側（図示略）に接続される入口フランジ６７ａが形成され、出口６９の外周には、ＥＧＲ通路の下流側（図示略）に接続される出口フランジ６７ｂが形成される。その他の構成は、第１実施形態で説明したＥＧＲ弁１４のそれと同じである。
【0133】
従って、この実施形態のＥＧＲ弁１９の構成によれば、第１実施形態の作用及び効果に加え、次のような作用及び効果を有する。すなわち、ハウジング４１を構成する流路ハウジング６７に流路６６と弁座３０が一体に設けられるので、ＥＧＲ弁１９を流路と弁座を有する別の相手部材に組み付ける必要がない。このため、ＥＧＲ弁１９それのみをＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路の任意の位置に接続するだけで、ＥＧＲガスの流量制御に使用できるようになる。
【0134】
また、この実施形態では、ＥＣＵ９０は、第１実施形態と同等の初期開弁位置判定制御及び開弁位置判定制御を実行するようになっている。従って、この実施形態の構成によれば、第１実施形態のＥＧＲ弁１４とＥＧＲ弁１９の構成が多少異なるものの、第１実施形態と同等の作用及び効果を得ることができる。
【0135】
＜第４実施形態＞
次に、流体制御装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第４実施形態について図面を参照して説明する。
次に、流体制御装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第４実施形態について図面を参照して説明する。
【0136】
この実施形態では、前記各実施形態で説明した流体制御弁、すなわちＥＧＲ弁１４，１９及びスロットル弁４を構成する弁体４３の形状の点で構成が異なる。
【0137】
［流体制御弁の弁体の外形状について］
図２１に、この実施形態の流体制御弁を構成する弁体４３と弁座３０の全閉状態を弁座３０のみを切断した正面図により示す。図２２に、この実施形態の流体制御弁を構成する弁体４３と弁座３０の開弁状態を弁座３０のみ切断した正面図により示す。図２３には、弁体４３と弁座３０の開弁状態につき、図２２の１点鎖線で囲った部分を拡大した正面図により示す。図２１、図２２に示すように、この実施形態における流体制御弁の弁体４３は、対応する弁座３０に着座した全閉状態から、ステップモータ４４（アクチュエータ）を１ステップ（１段階）だけ制御することで開弁を開始したときに、吸気圧センサ８４により所要の圧力変化を検出できる開口面積が弁座３０との間で得られる外周形状を有する。この開口面積は、エンジン１，１０のアイドル運転時に必要な最少の吸気量Ｇａより僅かに少ない吸気量が得られる弁体４３の開口面積が望ましい。
図２１に、この実施形態の流体制御弁を構成する弁体４３と弁座３０の全閉状態を弁座３０のみを切断した正面図により示す。図２２に、この実施形態の流体制御弁を構成する弁体４３と弁座３０の開弁状態を弁座３０のみ切断した正面図により示す。図２３には、弁体４３と弁座３０の開弁状態につき、図２２の１点鎖線で囲った部分を拡大した正面図により示す。図２１、図２２に示すように、この実施形態における流体制御弁の弁体４３は、対応する弁座３０に着座した全閉状態から、ステップモータ４４（アクチュエータ）を１ステップ（１段階）だけ制御することで開弁を開始したときに、吸気圧センサ８４により所要の圧力変化を検出できる開口面積が弁座３０との間で得られる外周形状を有する。この開口面積は、エンジン１，１０のアイドル運転時に必要な最少の吸気量Ｇａより僅かに少ない吸気量が得られる弁体４３の開口面積が望ましい。
【0138】
すなわち、図２１、図２２に示すように、この実施形態の弁体４３は、略傘形の外形状を有し、下側の先部４３ａと、その上のスカート部４３ｃと、その上の拡径部４３ｄとを含む。先部４３ａは、円錐形状をなし、頂点（最下点）から緩やかに傾斜するテーパ形状を有する。スカート部４３ｃは、先部４３ａから急激に傾斜するテーパ形状を有する。拡径部４３ｄは、スカート部４３ｃから緩やかに傾斜するテーパ形状を有し、外径が拡大する。そして、図２１に示す全閉状態では、拡径部４３ｄの外周面の一部がシール部となって弁座３０の内周縁に当接する。また、スカート部４３ｃの外周面と弁座３０の内周面との間に隙間が形成される。
【0139】
ここで、図２４に、対比例としての従前の弁体５６の全閉状態を、図２１に準ずる正面図により示す。また、図２５に、対比例としての従前の弁体５６の開弁状態を、図２２に準ずる正面図により示す。また、図２６に、対比例としての従前の弁体５６の開弁状態を、図２３に準ずる拡大した正面図により示す。図２４、図２５に示すように、従前の弁体５６は、略傘形の外形状を有し、下側の先部５６ａと、その上のスカート部５６ｂとを含み、その上の拡径部を持たない。これら先部５６ａとスカート部５６ｂは、本実施形態の先部４３ａとスカート部４３ｃとほぼ同じ外形状を有する。そして、図２４に示すように、弁体５６が弁座５７に着座した全閉状態では、スカート部５６ｂの外周面の一部がシール部となって弁座５７の内周縁に当接すると共に、シール部より下側のスカート部５６ｂの外周面と弁座５７の内周面との間に隙間が形成される。
【0140】
［流体制御弁の作用及び効果について］
従って、この実施形態の流体制御弁の弁体４３の構成によれば、前記各実施形態それぞれの作用及び効果に加え、次のような作用及び効果が得られる。すなわち、この実施形態における弁体４３の外周形状によれば、弁体４３が弁座３０に着座した全閉状態から、ステップモータ４４（アクチュエータ）を１ステップ（１段階）だけ制御して開弁を開始したときに、弁座３０との間で所定の開口面積Ｄ１１，Ｄ２１が得られる。そして、この開口面積Ｄ１１，Ｄ２１により、開弁開始位置Ｎ(s)の判定に必要な圧力変化が吸気圧センサ８４（吸気圧力検出手段）により確実に検出される。このため、開弁開始位置Ｎ(s)を精度よく判定することができる。
従って、この実施形態の流体制御弁の弁体４３の構成によれば、前記各実施形態それぞれの作用及び効果に加え、次のような作用及び効果が得られる。すなわち、この実施形態における弁体４３の外周形状によれば、弁体４３が弁座３０に着座した全閉状態から、ステップモータ４４（アクチュエータ）を１ステップ（１段階）だけ制御して開弁を開始したときに、弁座３０との間で所定の開口面積Ｄ１１，Ｄ２１が得られる。そして、この開口面積Ｄ１１，Ｄ２１により、開弁開始位置Ｎ(s)の判定に必要な圧力変化が吸気圧センサ８４（吸気圧力検出手段）により確実に検出される。このため、開弁開始位置Ｎ(s)を精度よく判定することができる。
【0141】
より詳しくは、図２３に拡大して示すように、全閉状態からステップモータ４４を１ステップ分だけ開弁方向へ動作させたときには、弁座３０の上端内縁、すなわちシート部３０ａと拡径部４３ｄの外周面との間に第１の開口面積Ｄ１１が形成され、シート部３０ａとスカート部４３ｃの外周面との間に第２の開口面積Ｄ２１が形成される。このため、弁座３０と弁体４３との間を流れるガス量は、これら開口面積Ｄ１１，Ｄ２１のうち小さい方の開口面積により規定される。１ステップ分だけの開弁で吸気圧力変化をより大きくするためには、このときの第１の開口面積Ｄ１１と第２の開口面積Ｄ２１は等しいことが望ましい。その後、ステップモータ４４を開弁方向へ動作させたときの第２の開口面積Ｄ２ｎは第１の開口面積Ｄ１ｎより小さくなることから、弁体４３のスカート部４３ｃがシート部３０ａを通過するまでの間で、弁座３０と弁体４３との間を流れるガス流量は、第２の開口面積Ｄ２ｎにより規定される。この間の第２の開口面積Ｄ２ｎの１ステップ毎の変化は、最初の第２の開口面積Ｄ２１の全閉状態からの変化よりも小さいことから、この間の弁体４３の開弁によるガス流量の調節に関する分解能は高くなる。
【0142】
これに対し、対比例では、図２６に拡大して示すように、全閉状態からステップモータを１ステップ分だけ開弁方向へ動作させたときには、弁座５７の上端内縁、すなわちシート部５７ａとスカート部５６ｂの外周面との間に第３の開口面積Ｄ３１が形成される。このときの第３の開口面積Ｄ３１は、本実施形態における第２の開口面積Ｄ２１よりも小さい。このため、対比例における弁座５７と弁体５６との間を流れるガス流量は、本実施形態におけるガス流量よりも少なくなる。その後、ステップモータを開弁方向へ動作させたときの第３の開口面積Ｄ３ｎは、弁体５６のスカート部５６ｂがシート部５７ａを通過するまでの間では、第３の開口面積Ｄ３ｎにより規定される。この間の第３の開口面積Ｄ３ｎの１ステップ毎の変化は、最初の第３の開口面積Ｄ３１の全閉からの変化とほぼ同じとなる。
【0143】
ここで、仮に対比例の弁体５６につき、全閉状態からステップモータを１ステップ分だけ開弁方向へ動作させたときの開口面積Ｄ３１を、本実施形態の弁体４３の開口面積Ｄ２１と同等にするためにスカート部５６ｂのテーパ形状を緩やかな傾斜にすることが考えられる。しかし、この場合は、背反として弁座５７と弁体５６との間を流れるガス流量の調節に関する分解能が低くなってしまうので好ましくない。
【0144】
従って、この実施形態では、全閉状態からステップモータ４４を１ステップ分だけ開弁方向へ動作させたときの第１の開口面積Ｄ１１が、対比例において全閉状態からステップモータを１ステップ分だけ開弁方向へ動作させたときの第３の開口面積Ｄ３１より大きくなり、このときの全閉状態からの吸気圧力ＰＭの変化は、本実施形態が対比例よりも大きくなる。このため、この実施形態では、全閉状態からステップモータ４４を１ステップ分だけ開弁方向へ動作させたときの開弁開始位置Ｎ(s)を、対比例に比べ、吸気圧力ＰＭの上昇変化に基づきより確実に判定することができる。
【0145】
なお、この開示技術は前記実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【0146】
（１）前記各実施形態では、ポペット式であって内開式のＥＧＲ弁１４，１９及びスロットル弁４について説明したが、ポペット式であって外開式のＥＧＲ弁又はスロットル弁についても、本開示技術における流体制御弁の構成を具体化することができ、前記各実施形態と同等の作用及び効果を得ることができる。ポペット式であって外開式のＥＧＲ弁又はスロットル弁の場合は、制御手段は、開弁開始位置を判定するときに、ロータの雌ねじ山の第２雌ねじ山面と弁軸の雄ねじ山の第１雄ねじ山面とが係合し、かつ、スプリングにより弁体が弁軸と共にアクチュエータに近付く方向へ最大限に付勢された完全係合付勢状態から、アクチュエータを段階的に制御することで弁体を弁軸と共にアクチュエータから遠ざかる方向へ段階的に移動させることになる。
【0147】
（２）前記各実施形態では、全閉位置を規定するためストッパと当接部を持たないＥＧＲ弁１４，１９及びスロットル弁４について説明したが、全閉位置を規定するためストッパと当接部を設けたＥＧＲ弁又はスロットル弁についても本開示技術における流体制御弁の構成を具体化することができ、前記各実施形態と同等の作用及び効果を得ることができる。
【0148】
（３）前記第３実施形態のＥＧＲ弁１９では、ハウジング４１を、外ハウジング６１、内ハウジング６２及び軸受ハウジング６３と、ＥＧＲガスが流れる流路６６を有する流路ハウジング６７とにより構成した。これに対し、ＥＧＲ弁のハウジングを、外ハウジング、内ハウジング及び軸受ハウジングにより構成し、内ハウジングにＥＧＲガスが流れる流路を設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【0149】
この開示技術は、自動車に搭載されるエンジンシステムやシリーズ方式のハイブリッド小型モビリティに搭載される発電用エンジンシステムに利用することができる。
【符号の説明】
【0150】
１ エンジン
２ 吸気通路（所定の通路）
３ 排気通路
４ スロットル弁（流体制御弁）
１０ エンジン
１２ ＥＧＲ通路（所定の通路）
１４ ＥＧＲ弁（流体制御弁）
１９ ＥＧＲ弁（流体制御弁）
３０ 弁座
４１ ハウジング
４２ 弁軸
４３ 弁体
４４ ステップモータ（アクチュエータ）
４５ スプリング
４６ 雄ねじ
４６ａ 雄ねじ山
４６ａａ 第１雄ねじ山面
４６ａｂ 第２雄ねじ山面
４７ 雌ねじ
４７ａ 雌ねじ山
４７ａａ 第１雌ねじ山面
４７ａｂ 第２雌ねじ山面
４９ バックラッシ
７３ ロータ
８４ 吸気圧センサ（吸気圧力検出手段）
９０ ＥＣＵ（制御手段）
Ｎ(s) 開弁開始位置
ＣＬstep 全閉位置
Ｄ１１ 第１の開口面積
Ｄ２１ 第２の開口面積
２ 吸気通路（所定の通路）
３ 排気通路
４ スロットル弁（流体制御弁）
１０ エンジン
１２ ＥＧＲ通路（所定の通路）
１４ ＥＧＲ弁（流体制御弁）
１９ ＥＧＲ弁（流体制御弁）
３０ 弁座
４１ ハウジング
４２ 弁軸
４３ 弁体
４４ ステップモータ（アクチュエータ）
４５ スプリング
４６ 雄ねじ
４６ａ 雄ねじ山
４６ａａ 第１雄ねじ山面
４６ａｂ 第２雄ねじ山面
４７ 雌ねじ
４７ａ 雌ねじ山
４７ａａ 第１雌ねじ山面
４７ａｂ 第２雌ねじ山面
４９ バックラッシ
７３ ロータ
８４ 吸気圧センサ（吸気圧力検出手段）
９０ ＥＣＵ（制御手段）
Ｎ(s) 開弁開始位置
ＣＬstep 全閉位置
Ｄ１１ 第１の開口面積
Ｄ２１ 第２の開口面積
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】