(57)【要約】【課題】作動モードを変更するために可変バルブタイミング機構に出力される高圧作動油を検出する油圧センサの数を削減する。【解決手段】内燃機関１の可変バルブタイミング機構Ａの作動モードを変更する作動モード制御装置３０は、高圧作動油が入力される切換弁４０と、高圧作動油が切換弁４０を経て入力される切換弁５０とを備える。切換弁４０は、高圧作動油を切換弁５０に出力する中継用位置Ｐ０と、作動モードを高リフトモードとする第１モード用位置とに切換可能である。切換弁５０は、作動モードを低リフトモードとする第２モード用位置と、作動モードを弁休止モードとする第３モード用位置とに切換可能である。油圧センサ３５は、切換弁５０からの高圧作動油を可変バルブタイミング機構Ａに伝達する出力通路６４に配置される。切換弁５０は、切換弁４０が第１モード用位置にあるとき、常に第２モード用位置にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動モードが変更可能である作動機構の前記作動モードを変更するために前記作動機構に出力される作動信号を発生する作動信号発生源と、前記作動信号を切り換えることにより前記作動モードを第１モード、第２モードおよび第３モードに切り換えるための切換部と、前記作動信号の有無を検出する信号検出器と、前記切換部の切換作動を制御する制御手段と、を備える作動モード制御装置において、
前記切換部は、前記作動信号発生源からの前記作動信号が入力される第１切換部と、前記作動信号が前記第１切換部を通じて入力される第２切換部とを備え、
前記第１切換部は、前記作動信号を前記第２切換部に出力する中継用状態と、前記作動モードを前記第１モードとするために前記作動信号を前記作動機構に出力する第１モード用状態とに切換可能であり、
前記第２切換部は、前記作動モードを前記第２モードとするために前記作動信号を前記作動機構に出力する第２モード用状態と、前記作動モードを前記第３モードとするために前記作動信号を前記作動機構に出力する第３モード用状態とに切換可能であり、
前記信号検出器は、前記第２モード用状態にある前記第２切換部からの前記作動信号を前記作動機構に伝達する信号伝達部に配置され、
前記第２切換部は、前記第１切換部が前記中継用状態にあるときには、前記第２モード用状態または前記第３モード用状態にあり、前記第１切換部が前記第１モード用状態にあるとき、または前記制御手段が前記第１切換部を前記第１モード用状態にする第１モード用信号を出力しているときには、常に前記第２モード用状態にあることを特徴とする作動モード制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の作動モード制御装置において、
前記制御手段は、前記第１モードと前記第３モードとの間での切換が常に前記第２モードを経て行われるように、前記第１切換部および前記第２切換部の切換作動を制御することを特徴とする作動モード制御装置。
【請求項３】
前記切換部の切換動作を制御するための制御パラメータである状態量を検出する状態量検出手段を備える請求項１または２記載の作動モード制御装置において、
前記状態量の変化領域は、第１状態量領域と、第３状態量領域と、前記第１状態量領域と前記第３状態量領域との間の第２状態量領域とに分けられ、
前記第１状態量領域と前記第３状態量領域との間での前記状態量の変化は、前記第２状態量領域を経て生じ、
前記制御手段は、前記第１状態量領域で前記第１モードが、前記第２状態量領域で前記第２モードが、前記第３状態量領域で前記第３モードが、それぞれ設定されるように、前記第１切換部および前記第２切換部の切換作動を制御することを特徴とする作動モード制御装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の作動モード制御装置において、
前記制御手段は、前記第１モードを設定するための第１モード指令、前記第２モードを設定するための第２モード指令および前記第３モードを設定するための第３モード指令を決定するモード設定手段と、前記第１モード指令、前記第２モード指令および前記第３モード指令が入力される切換制御回路とを備え、
前記切換制御回路は、前記第１切換部を前記中継用状態および前記第１モード用状態にそれぞれ切り換えるための中継用信号および前記第１モード用信号と、前記第２切換部を前記第２モード用状態および前記第３モード用状態にそれぞれ切り換えるための第２モード用信号および第３モード用信号とを形成し、
前記切換制御回路は、前記第１モード指令が入力されたときに、前記第１モード用信号および前記第２モード用信号を形成して、前記第１切換部および前記第２切換部にそれぞれ出力し、前記第２モード指令が入力されたときおよび前記第１モード指令が消失したときに、前記中継用信号および前記第２モード用信号を形成して、前記第１切換部および前記第２切換部にそれぞれ出力し、前記第３モード指令が入力されたときに、前記中継用信号および前記第３モード用信号を形成して、前記第１切換部および前記第２切換部にそれぞれ出力することを特徴とする作動モード制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の作動モード制御装置において、
前記作動機構は、作動油の油圧により作動する油圧式作動機構であり、
前記信号検出器は、前記作動信号として前記油圧を検出し、
前記第１切換部および前記第２切換部は、前記作動機構に作用する油圧を高油圧および低油圧に切り換える油圧切換弁であることを特徴とする作動モード制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載の作動モード制御装置において、
前記作動機構は、内燃機関が備える機関弁の弁作動特性を変更可能な弁特性可変機構であることを特徴とする作動モード制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の作動モード制御装置において、
前記第３モードは、前記機関弁が休止する弁休止モードであり、前記第２モードは、前記機関弁が低リフト量で開弁する低リフトモードであり、前記第１モードは、前記機関弁が前記低リフト量よりも大きい高リフト量で開弁する高リフトモードであることを特徴とする作動モード制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動モードが変更可能である作動機構の作動モードを制御するための作動モード制御装置に関する。そして、前記作動機構は、例えば内燃機関の吸気弁または排気弁である機関弁の弁作動特性を変更するために作動モードが変更可能な弁特性可変機構である。
【背景技術】
【０００２】
作動モードが変更可能である作動機構として、例えば、内燃機関の吸気弁または排気弁である機関弁の弁作動特性を変更するために作動モードが変更可能な油圧式の弁特性可変機構がある。
そして、このような弁特性可変機構の作動モードを変更するための作動信号としての作動油の油圧を切り換える複数の油圧切換弁と、作動油の油圧を検出する油圧センサと、油圧切換弁の切換動作を制御する制御手段とを備える作動モード制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３７２０号公報（段落００４９，図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、弁特性可変機構が所期の機能を果たすためには、複数の油圧切換弁により制御されて弁特性可変機構に作用する油圧が適正であることが必要である。そこで、弁特性可変機構に作用する油圧を監視するための油圧センサを、油圧切換弁と同数にて備える構成とすれば、油圧切換弁と同数の油圧センサの検出信号に基づいて、油圧切換弁の故障などに起因する油圧の異常を検出することが可能となる。しかしながら、部品点数を減らして作動モード制御装置の構成を簡略化するために、油圧センサの数を削減することが望ましい。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、作動モードを変更するために作動機構に出力される作動信号の切換を工夫することにより、作動信号の有無を検出する信号検出器の数の削減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、作動モードが変更可能である作動機構（Ａ）の前記作動モードを変更するために前記作動機構（Ａ）に出力される作動信号を発生する作動信号発生源（３１）と、前記作動信号を切り換えることにより前記作動モードを第１モード（Ｍ１）、第２モード（Ｍ２）および第３モード（Ｍ３）に切り換えるための切換部（３３）と、前記作動信号の有無を検出する信号検出器（３５）と、前記切換部（３３）の切換作動を制御する制御手段（３６）と、を備える作動モード制御装置において、前記切換部（３３）は、前記作動信号発生源（３１）からの前記作動信号が入力される第１切換部（４０）と、前記作動信号が前記第１切換部（４０）を通じて入力される第２切換部（５０）とを備え、前記第１切換部（４０）は、前記作動信号を前記第２切換部（５０）に出力する中継用状態（Ｐ０）と、前記作動モードを前記第１モード（Ｍ１）とするために前記作動信号を前記作動機構（Ａ）に出力する第１モード用状態（Ｐ１）とに切換可能であり、前記第２切換部（５０）は、前記作動モードを前記第２モード（Ｍ２）とするために前記作動信号を前記作動機構（Ａ）に出力する第２モード用状態（Ｐ２）と、前記作動モードを前記第３モード（Ｍ３）とするために前記作動信号を前記作動機構（Ａ）に出力する第３モード用状態（Ｐ３）とに切換可能であり、前記信号検出器（３５）は、前記第２モード用状態（Ｐ２）にある前記第２切換部（５０）からの前記作動信号を前記作動機構（Ａ）に伝達する信号伝達部（６４）に配置され、前記第２切換部（５０）は、前記第１切換部（４０）が前記中継用状態（Ｐ０）にあるときには、前記第２モード用状態（Ｐ２）または前記第３モード用状態（Ｐ３）にあり、前記第１切換部（４０）が前記第１モード用状態（Ｐ１）にあるとき、または前記制御手段（３６）が前記第１切換部（４０）を前記第１モード用状態（Ｐ１）にする第１モード用信号（Ｓ１）を出力しているときには、常に前記第２モード用状態（Ｐ２）にある作動モード制御装置である。
【０００７】
これによれば、作動信号は中継用状態にある第１切換部を通じて第２切換部に入力され、信号検出器は第２モード用状態にある第２切換部からの作動信号を作動機構に伝達する信号伝達部に配置され、かつ、第２切換部は、第１切換部が第１モード用状態にあるときまたは前記制御手段が前記第１切換部を前記第１モード用状態にする第１モード用信号を出力しているときには、常に第２モード用状態にあるので、信号検出器は、作動信号を切り換えるために中継用状態および第１モード用状態になる第１切換部の作動状態を監視することができると共に、信号伝達部での作動信号の有無に基づいて第１切換部の故障を検出することができる。
また、信号検出器は、第１切換部が正常であるとき、第１切換部を通じて入力される作動信号を切り換えるために第２，第３モード用状態になる第２切換部の作動状態を監視することができると共に、信号伝達部での作動信号の有無に基づいて第２切換部の故障を検出することができる。
この結果、作動モードを第１〜第３モード間で変更するための第１，第２切換部と同数の信号検出器を設けることなく、第２モード用状態にある第２切換部からの作動信号を作動機構に伝達する信号伝達部に配置される信号検出器だけで、第１，第２切換部の作動状態および故障を検出できるので、作動信号を検出する信号検出器の数を削減できる。
また、第１〜第３モード間の切換形態のうちで、第１，第２モード間の切換形態が他の切換形態に比べて望ましい場合には、第１モードおよび第２モード間での移行が第１切換部での１回の切換作動のみにより行われるので、第１モードおよび第２モード間での移行が迅速化される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の作動モード制御装置において、前記制御手段（３６）は、前記第１モード（Ｍ１）と前記第３モード（Ｍ３）との間での切換が常に前記第２モード（Ｍ２）を経て行われるように、前記第１切換部（４０）および前記第２切換部（５０）の切換作動を制御するものである。
これによれば、第１モードおよび第３モード間の切換は、作動モードを第２モードに設定するための第２切換部の第２モード用状態を経て行われるので、信号検出器による第１切換部の故障を、第２切換部が第３モード用状態を経て第２モード用状態になったとき信号検出器により検出される場合に比べて、早期に検出することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記切換部の切換動作を制御するための制御パラメータである状態量（Ｎ）を検出する状態量検出手段（３７）を備える請求項１または２記載の装置において、前記状態量（Ｎ）の変化領域は、第１状態量領域（Ｒ１）と、第３状態量領域（Ｒ３）と、前記第１状態量領域（Ｒ１）と前記第３状態量領域（Ｒ３）との間の第２状態量領域（Ｒ２）とに分けられ、前記第１状態量領域（Ｒ１）と前記第３状態量領域（Ｒ３）との間での前記状態量（Ｎ）の変化は、前記第２状態量領域（Ｒ２）を経て生じ、前記制御手段（３６）は、前記第１状態量領域（Ｒ１）で前記第１モード（Ｍ１）が、前記第２状態量領域（Ｒ２）で前記第２モード（Ｍ２）が、前記第３状態量領域（Ｒ３）で前記第３モード（Ｍ３）が、それぞれ設定されるように、前記第１切換部（４０）および前記第２切換部（５０）の切換作動を制御するものである。
これによれば、状態量の変化領域において、第２切換部が、第１切換部が第１モード用状態にあるときには、常に第２モード用状態にあるようにすることができ、そして第１モードと第３モードとの間での切換が、状態量の変化に応じて、常に第２モードを経て行われるようにすることができる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の作動モード制御装置において、前記制御手段（３６）は、前記第１モード（Ｍ１）を設定するための第１モード指令（Ｃ１）、前記第２モード（Ｍ２）を設定するための第２モード指令（Ｃ２）および前記第３モード（Ｍ３）を設定するための第３モード指令（Ｃ３）を決定するモード設定手段（７１）と、前記第１モード指令（Ｃ１）、前記第２モード指令（Ｃ２）および前記第３モード指令（Ｃ３）が入力される切換制御回路（７２Ａ，７２Ｂ）とを備え、前記切換制御回路（７２Ａ，７２Ｂ）は、前記第１切換部（４０）を前記中継用状態（Ｐ０）および前記第１モード用状態（Ｐ１）にそれぞれ切り換えるための中継用信号（Ｓ０）および前記第１モード用信号（Ｓ１）と、前記第２切換部（５０）を前記第２モード用状態（Ｐ２）および前記第３モード用状態（Ｐ３）にそれぞれ切り換えるための第２モード用信号（Ｓ２）および第３モード用信号（Ｓ３）とを形成し、前記切換制御回路（７２Ａ，７２Ｂ）は、前記第１モード指令（Ｃ１）が入力されたときに、前記第１モード用信号（Ｓ１）および前記第２モード用信号（Ｓ２）を形成して、前記第１切換部（４０）および前記第２切換部（５０）にそれぞれ出力し、前記第２モード指令（Ｃ２）が入力されたときおよび前記第１モード指令（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）が消失したときに、前記中継用信号（Ｓ０）および前記第２モード用信号（Ｓ２）を形成して、前記第１切換部（４０）および前記第２切換部（５０）にそれぞれ出力し、前記第３モード指令（Ｃ３）が入力されたときに、前記中継用信号（Ｓ０）および前記第３モード用信号（Ｓ３）を形成して、前記第１切換部（４０）および前記第２切換部（５０）にそれぞれ出力するものである。
これによれば、切換制御回路により、第２切換部が、第１切換部が第１モード用状態にあるときには、常に第２モード用状態にあるようにすることができ、そして第１モードと第３モードとの間での切換が、常に第２モードを経て行われるようにすることができる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の作動モード制御装置において、前記作動機構（Ａ）は、作動油の油圧により作動する油圧式作動機構であり、前記信号検出器（３５）は、前記作動信号として前記油圧を検出し、前記第１切換部（４０）および前記第２切換部（５０）は、前記作動機構（Ａ）に作用する油圧を高油圧および低油圧に切り換える油圧切換弁であるものである。
これによれば、油圧切換弁により作動モードが変更される油圧式作動機構において、請求項１から４のいずれか１項記載の発明の効果が奏される。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の作動モード制御装置において、前記作動機構（Ａ）は、内燃機関（１）が備える機関弁（５，６）の弁作動特性を変更可能な弁特性可変機構（Ａ）であるものである。
これによれば、作動機構としての弁特性可変機構において、請求項１から５のいずれか１項記載の発明の効果が奏される。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の作動モード制御装置において、前記第３モード（Ｍ３）は、前記機関弁（５）が休止する弁休止モード（Ｍ３）であり、前記第２モード（Ｍ２）は、前記機関弁（５，６）が低リフト量で開弁する低リフトモード（Ｍ２）であり、前記第１モード（Ｍ１）は、前記機関弁（５，６）が前記低リフト量よりも大きい高リフト量で開弁する高リフトモード（Ｍ１）であるものである。
これによれば、作動モードが、弁休止モード、低リフトモードおよび高リフトモードの間で切り換えられる弁特性可変機構において、請求項１〜５のいずれか１項記載の発明の効果が奏される。
また、高リフトモードおよび低リフトモード間での移行が第１切換部での１回の切換のみにより行われるので、高リフトモードおよび低リフトモード間での移行が迅速化される。さらに、作動モードの変更時に、高リフトモードからの移行時および高リフトモードへの移行時における機関出力の変動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、作動モードを変更するために作動機構に出力される作動信号の切換を工夫することにより、作動信号の有無を検出する信号検出器の数を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態を示し、内燃機関に備えられる作動モード制御装置を説明する、一部が模式的に示されている図であり、作動モードが弁休止モードであるときの状態を示す。
【図２】図１と同様の図であり、作動モード制御装置の作動モードが低リフトモードであるときの状態を示す。
【図３】図１と同様の図であり、作動モード制御装置の作動モードが高リフトモードであるときの状態を示す。
【図４】図１の作動モード制御装置のブロック図である。
【図５】図１の作動モード制御装置により実行される切換弁の作動切換制御を説明するフローチャートである。
【図６】図１の作動モード制御装置により実行される切換弁の故障検出を説明する表である。
【図７】本発明の実施形態の第１変形例を示し、図４に相当する図である。
【図８】本発明の実施形態の第２変形例を示し、図４に相当する図である。
【図９】本発明の実施形態の別の変形例での作動モード制御装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図１〜図９を参照して説明する。
作動モード制御装置３０の作動モードが弁休止モードＭ３にある状態を示す図１を参照すると、本発明の実施形態において、本発明に係る作動モード制御装置３０は、機械としての内燃機関１に備えられる。
内燃機関１は、車両としての自動車に搭載される４ストローク内燃機関であり、ピストンが往復運動可能に嵌合する１以上のシリンダ、ここでは複数のシリンダを有するシリンダブロックおよび該シリンダブロックに結合されるシリンダヘッド３を備える機関本体２と、シリンダブロックに回転可能に支持されるクランク軸（図示されず）と、シリンダヘッド３に支持されるいずれも機関弁である吸気弁５，６および排気弁（図示されず）と、吸気弁５，６および排気弁を駆動する動弁装置１０と、動弁装置１０が備える可変バルブタイミング機構Ａの作動モード（以下、「作動モード」という。）を制御する作動モード制御装置３０とを備える。
【００１７】
作動モード制御装置３０は、可変バルブタイミング機構Ａに出力される作動信号としての高圧の作動流体である作動油（以下、「高圧作動油」という。）を発生する作動信号発生源としての作動流体用ポンプであるオイルポンプ３１と、可変バルブタイミング機構Ａに出力されて該可変バルブタイミング機構Ａに作用する高圧作動油を切り換えることにより作動モードを互いに異なる３以上のモード、ここでは３つのモードＭ３，Ｍ２，Ｍ１（図２、図３も参照）に切り換えるための切換部としての油圧切換部３３を備える流体回路装置としての油回路装置３２と、可変バルブタイミング機構Ａに作用する作動油の油圧を検出する信号検出器としての圧力センサである油圧センサ３５と、油圧切換部３３の切換作動を制御する制御手段としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）３６と、機関回転速度Ｎを検出する回転速度検出手段３７とを備える。
【００１８】
回転速度検出手段３７は、内燃機関１が備える可変バルブタイミング機構Ａの作動モードを制御するための制御パラメータとしての機関回転速度Ｎを、内燃機関１の作動に関与する状態量、ここでは内燃機関１の運転状態を示す状態量として検出する状態量検出手段である。
【００１９】
吸気弁５，６および排気弁は、１つのシリンダ毎に１対ずつ設けられ、シリンダ毎の燃焼室７に開口してシリンダヘッド３に設けられる吸気ポートおよび排気ポートをそれぞれ開閉する。動弁装置１０は、吸気弁５，６および排気弁を、クランク軸の回転位置に同期して開閉作動させる。
ピストンは、燃焼室７内での燃料の燃焼により発生する燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動し、コンロッドを介してクランク軸を回転駆動する。
【００２０】
動弁装置１０は、シリンダヘッド３に回転可能に支持されると共に吸気弁５，６および排気弁をそれぞれ開閉作動させる吸気カム軸１１および排気カム軸（図示されず）から構成されるカム軸と、吸気カム軸１１および排気カム軸にそれぞれ設けられたいずれも動弁カムとしての吸気カム１２および排気カム（図示されず）によりそれぞれ駆動されるカムフォロアとしてのロッカアームである吸気ロッカアーム２０および排気ロッカアーム（図示されず）と、吸気弁５，６および排気弁を閉弁方向に常時付勢する付勢部材としての弁バネ（図示されず）と、シリンダヘッド３に設けられて吸気ロッカアーム２０および排気ロッカアームを揺動可能に支持するカムフォロア支持部である１対のロッカ軸（図１には、吸気ロッカアーム２０用のロッカ軸１６が示される。）と、吸気弁５，６の弁リフト量および弁開閉時期の少なくとも一方を含む弁作動特性を変更可能な弁特性可変機構としての可変バルブタイミング機構Ａとを備える。
【００２１】
吸気カム軸１１および排気カム軸は、内燃機関１が備える動弁用伝動機構を介して伝達されるクランク軸の動力により駆動されて回転する。
可変バルブタイミング機構Ａは、１対の吸気弁５，６の一方の吸気弁である休止用吸気弁５を実質的に閉弁状態に保持可能である一方で、１対の吸気弁５，６の他方の吸気弁である常時稼動用吸気弁６の弁リフト量と休止用吸気弁５の弁リフト量とを、低リフト量と、該低リフト量よりも大きい高リフト量とに切換可能であり、さらに、各吸気弁５，６の弁開閉時期を、低リフト量での小開弁期間と、高リフト量での、前記小開弁期間よりも長い大開弁期間とに切換可能である。
【００２２】
具体的には、可変バルブタイミング機構Ａは、１対の吸気弁５，６にそれぞれ当接する１対の駆動ロッカアーム２１，２２および１以上、ここでは２つの自由ロッカアーム２３，２４を有する吸気ロッカアーム２０と、第１駆動ロッカアーム２１と第１自由ロッカアーム２３との連結状態を切り換える第１連結切換機構２５と、第２駆動ロッカアーム２２と第２自由ロッカアーム２４との連結状態を切り換える第２連結切換機構２６と、各ロッカアーム２１〜２４のカム当接部であるローラ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａに当接する吸気カム１２とから構成される。吸気カム１２は、１対の第１カムとしての低リフトカム１４と、１つの第２カムとしての高リフトカム１５と、１つの第３カムとしての休止カム１３とから構成される。
【００２３】
第１連結切換機構２５は、駆動ロッカアーム２１と自由ロッカアーム２３との連結および連結解除を行う第１連結制御部材２５ａ，２５ｂと、駆動ロッカアーム２１および自由ロッカアーム２１，２３にそれぞれ形成される第１，第２圧力室２５ｃ，２５ｄとから構成される。第１連結制御部材２５ａ，２５ｂは、駆動ロッカアーム２１と自由ロッカアーム２３とに摺動可能に嵌合する連結ピン２５ａおよび連結解除ピン２５ｂから構成される。
【００２４】
第２連結切換機構２６は、駆動ロッカアーム２１，２２と自由ロッカアーム２４との連結および連結解除を行う第２連結制御部材２６ａ，２６ｂ，２６ｃと、駆動ロッカアーム２１に形成される圧力室２６ｄと、第２連結制御部材２６ａ，２６ｂ，２６ｃを付勢するバネ２６ｅとから構成される。第２連結制御部材２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、駆動ロッカアーム２１と自由ロッカアーム２４とに摺動可能に嵌合する第１連結ピン２６ａと、駆動ロッカアーム２２と自由ロッカアーム２４とに摺動可能に嵌合する第２連結ピン２６ｂと、駆動ロッカアーム２２に摺動可能に嵌合する連結解除ピン２６ｃとから構成される。バネ２６ｅは、連結解除ピン２６ｃを介して両連結ピン２６ａ，２６ｂを押圧する。
【００２５】
可変バルブタイミング機構Ａにおいて、駆動ロッカアーム２１、第１連結切換機構２５および休止カム１３は、弁休止機構を構成する。そして、該弁休止機構は、吸気弁５の開弁を停止して、吸気弁５を休止状態にする。
可変バルブタイミング機構Ａにおける変更可能な作動モードを構成する３つのモードＭ１〜Ｍ３は、第１モードとして、各吸気弁５，６が、高リフトカム１５により、低リフトカム１４による低リフト量よりも大きい高リフト量で開閉される高リフトモードＭ１（図３参照）、第２モードとして、各吸気弁５，６が低リフトカム１４により開閉される低リフトモードＭ２（図２参照）、第３モードとして、吸気弁６が低リフトカム１４により開閉されると共に吸気弁５が休止カム１３により休止状態となる弁休止モードＭ３である。
【００２６】
オイルポンプ３１は、内燃機関１における潤滑や冷却のための該内燃機関１が備えるオイル供給系統の一部を構成し、クランク軸の動力により駆動される。オイルポンプ３１が機関本体２のオイルパン内で吸引して圧送するオイルの一部が、高圧作動油として油回路装置３２に供給される。
【００２７】
油回路装置３２は、オイルポンプ３１からの高圧作動油が供給される油圧切換部３３と、油圧切換部３３とオイルポンプ３１および可変バルブタイミング機構Ａとを接続する通路部３４とから構成される。通路部３４は、高圧作動油と、非作動信号としての高圧作動油よりも低圧の作動油（以下、「低圧作動油」という。）を可変バルブタイミング機構Ａに作用させるために、該可変バルブタイミング機構Ａに伝達する信号伝達部である。
なお、図１、図２および図３には、通路部３４の一部において、高圧作動油が太い実線で示されている。また、低圧作動油は、高圧作動油が後記する第１，第２切換弁４０，５０を通じてドレンに排出されることにより得られる。
【００２８】
油圧切換部３３は、オイルポンプ３１からの高圧作動油が供給される第１切換部としての第１切換弁４０と、オイルポンプ３１からの高圧作動油が第１切換弁４０を通じて供給される第２切換部としての第２切換弁５０とを備える。各切換弁４０，５０は、可変バルブタイミング機構Ａに作用する作動油の油圧を、高圧作動油での高油圧および低圧作動油での低油圧に切り換える油圧切換弁である。
両切換弁４０，５０は基本的に同様の構造を有することから、両切換弁４０，５０の構造の説明に関して、第１切換弁４０を中心に説明し、第２切換弁５０において第１切換弁４０の部分等と対応する部分等については、必要に応じて符号を括弧内に記載する。
【００２９】
切換弁４０（５０）は、入力部としての入口ポート４１（５１）、第１，第２出力部としての第１，第２出口ポート４２，４３（５２，５３）、およびドレンに連通するドレンポート４４（５４）が設けられた弁ボディ４５（５５）と、弁ボディ４５（５５）に摺動可能に嵌合されて各ポート４１〜４４（５１〜５４）間の連通・遮断を行う弁体であるスプール４６（５６）と、スプール４６（５６）を駆動して該スプール４６（５６）の位置を変更する駆動部４７（５７）とを備える。
【００３０】
駆動部４７（５７）は、弁ボディ４５（５５）とスプール４６（５６）との間に形成された駆動圧力室４７ａ（５７ａ）と、スプール４６（５６）を後記する中継用位置Ｐ０および第３モード用位置Ｐ３に戻すために図１等の上向きに付勢する付勢部材であるバネ４７ｂ（５７ｂ）と、駆動圧力室４７ａ（５７ａ）に対するパイロット流体であるパイロット油の給排を制御する制御弁４８（５８）と、制御弁４８（５８）により開閉される供給路４７ｃ（５７ｃ）および排出路４７ｄ（５７ｄ）と駆動圧力室４７ａ（５７ａ）とを連通させる連通路４７ｅ（５７ｅ）と、から構成される。両弁ボディ４５（５５）は、この実施形態では一体成形により一体化されている。
【００３１】
制御弁４８（５８）は、ＥＣＵ３６からの切換信号の入力に応じて消磁および励磁するソレノイド４８ａ（５８ａ）と、ソレノイド４８ａ（５８ａ）により駆動される弁体４８ｂ（５８ｂ）と、弁体４８ｂ（５８ｂ）を図１等の下向きに付勢する戻しバネ４８ｓ（５８ｓ）とを有する電磁弁から構成される。そして、制御弁４８（５８）は、連通路４７ｅ（５７ｅ）に対して供給路４７ｃ（５７ｃ）および排出路４７ｄ（５７ｄ）を択一的に連通させる。
なお、供給路４７ｃは入口ポート４１に連通し、供給路５７ｃは接続路４９および供給路４７ｃを介して第１切換弁４０の入口ポート４１に連通している。また、排出路４７ｄ（５７ｄ）はドレンポート４４（５４）に連通している。
【００３２】
制御弁４８（５８）の弁体４８ｂ（５８ｂ）は、ソレノイド４８ａ（５８ａ）の消磁時に戻しバネ４８ｓ（５８ｓ）により供給路４７ｃ（５７ｃ）を閉塞すると共に、連通路４７ｅ（５７ｅ）と排出路４７ｄ（５７ｄ）と連通させる。
一方、ソレノイド４８ａ（５８ａ）の励磁時に、弁体４８ｂ（５８ｂ）は、戻しバネ４８ｓ（５８ｓ）のバネ力に抗して移動して排出路４７ｄ（５７ｄ）を閉塞すると共に、連通路４７ｅ（５７ｅ）と供給路４７ｃ（５７ｃ）と連通させる。
【００３３】
切換弁４０（５０）において、スプール４６（５６）は、連通路４７ｅ（５７ｅ）と排出路４７ｄ（５７ｄ）との連通時に、バネ４７ｂ（５７ｂ）のバネ力により駆動圧力室４７ａ（５７ａ）内のパイロット油がドレンポート４４（５４）に排出されることでオフ位置（図１に示される位置である。）を占める。
一方、連通路４７ｅ（５７ｅ）と供給路４７ｃ（５７ｃ）との連通時に、スプール４６（５６）は、駆動圧力室４７ａ（５７ａ）に導かれる高圧のパイロット油の圧力がバネ４７ｂ（５７ｂ）のバネ力に打ち勝つことでオン位置（図３に示される位置である。）を占める。
【００３４】
通路部３４は、入力通路６１と、中継通路６２と、第１出力通路６３と、第２出力通路６４と、第３出力通路６５と、を備えている。
入力通路６１は、入口ポート４１に接続されてオイルポンプ３１から吐出された高圧作動油を入口ポート４１に導く入力信号伝達部である。中継通路６２は、第１出口ポート４２と入口ポート５１とを接続して第１出口ポート４２からの高圧作動油を入口ポート５１に導く中継信号伝達部である。第１出力通路６３は、第２出口ポート４３と圧力室２６ｄとを接続して第２出口ポート４３からの高圧作動油を圧力室２６ｄに導く第１出力信号伝達部である。第２出力通路６４は、第２出口ポート５３と圧力室２５ｃとを接続して第２出口ポート５３からの高圧作動油を圧力室２５ｃに導く第２出力信号伝達部である。
なお、第１〜第３出力通路６３〜６５は、弁ボディ４５（５５）が取り付けられるシリンダヘッド３およびロッカ軸１６、そしてロッカアーム２１，２３またはローラ２１ａを回転可能に支持するローラ軸２１ｂに設けられている。
【００３５】
図１に加えて、作動モード制御装置３０の作動モードが低リフトモードＭ２にある状態を示す図２、作動モード制御装置３０の作動モードが高リフトモードＭ３にある状態を示す図３を適宜参照して、第１切換弁４０のスプール４６、第２切換弁５０のスプール５６、について説明する。
第１切換弁４０のスプール４６は、駆動部４７による駆動および非駆動に応じて、高圧作動油を中継通路６２を通じて第２切換弁５０の入口ポート５１に出力する中継用状態である中継用位置Ｐ０（図１、図２参照）と、可変バルブタイミング機構Ａの作動モードを第１モードとしての高リフトモードＭ１とするために、高圧作動油を第１出力通路６３を通じて可変バルブタイミング機構Ａの圧力室２６ｄに出力する第１モード用状態としての第１モード用位置Ｐ１（図３参照）とに切換可能である。
【００３６】
第２切換弁５０のスプール５６は、駆動部５７による駆動および非駆動に応じて、可変バルブタイミング機構Ａの作動モードを第２モードとしての低リフトモードＭ２とするために、高圧作動油を第２出力通路６４を通じて可変バルブタイミング機構Ａの圧力室２５ｃに出力する第２モード用状態である第２モード用位置Ｐ２（図２、図３参照）と、可変バルブタイミング機構Ａの作動モードを第３モードとしての弁休止モードＭ３とするために、高圧作動油を第３出力通路６５を通じて可変バルブタイミング機構Ａの圧力室２５ｄに出力する第３モード用状態としての第３モード用位置Ｐ３（図１参照）とに切換可能である。
【００３７】
第１，第２切換弁４０，５０の切換動作を制御するためにＥＣＵ３６（図１参照）が出力する前記切換信号は、第１切換弁４０を中継用位置Ｐ０および第１モード用位置Ｐ１にそれぞれ切り換えるための中継用信号Ｓ０および第１モード用信号Ｓ１と、第２切換弁５０を第２モード用位置Ｐ２および第３モード用位置Ｐ３にそれぞれ切り換えるための第２モード用信号Ｓ２および第３モード用信号Ｓ３とから構成される。
【００３８】
この実施形態では、第１モード用信号Ｓ１および第２モード用信号Ｓ２は、第１，第２切換弁４０，５０をそれぞれ第２切換状態としてのオン状態とする（すなわち、ソレノイド４８ａ，５８ａを励磁する）オン信号である。そして、中継用信号Ｓ０および第３モード用信号Ｓ３は、第１，第２切換弁４０，５０をそれぞれ第１切換状態としてのオフ状態とする（すなわち、ソレノイド４８ａ，５８ａを消磁する）オフ信号（すなわち、オン信号が出力されないときの信号）である。
なお、明細書および特許請求の範囲の記載において、説明の便宜上、「信号」および後記する「指令」との用語には、信号および指令をそれぞれ形成する物理量（例えば、電圧や電流）が存在する場合はもちろん、該物理量がゼロとなる場合も含まれるものとする。
【００３９】
そして、中継用位置Ｐ０は、第１切換弁４０がオフ状態になるときのオフ位置であり、第１モード用位置Ｐ１は、第１切換弁４０がオン状態になるときのオン位置である。また、第３モード用位置Ｐ３は、第２切換弁５０がオフ状態になるときのオフ位置であり、第２モード用位置Ｐ２は、第２切換弁５０がオン状態になるときのオン位置である。
【００４０】
油圧センサ３５は、第１〜第３出力通路６３〜６５において、第２出力通路６４のみに配置され、各出力通路６３〜６５の油圧を検出するための唯一の圧力検出器である。したがって、第１出力通路６３には、高圧作動油の油圧を検出する圧力検出器は配置されない。
【００４１】
作動油の状態である油圧を検出することにより高圧作動油の有無を検出する油圧センサ３５は、第２出力通路６４における作動油の油圧が、高圧作動油の油圧である第１圧力としての高圧であるとき、第１検出信号としての高圧信号Ｈを出力する。一方、油圧センサ３５は、低圧作動油の油圧であり前記第１圧力とは異なる第２圧力として、前記高圧よりも低い低圧であるとき、第２検出信号としての低圧信号Ｌを出力する。
【００４２】
作動モード制御装置３０のブロック図を示す図４を参照して、ＥＣＵ３６について説明する。ＥＣＵ３６は、中央演算処理装置、入出力装置および記憶装置などを有するコンピュータから構成され、回転速度検出手段３７により検出された機関回転速度Ｎが入力されるモード設定手段７１および切換制御手段７２と、モード設定手段７１の出力信号である各指令Ｃ１〜Ｃ３および油圧センサ３５の検出信号である各信号Ｈ，Ｌが入力される故障検出手段７３とを備える。
【００４３】
作動モード制御装置３０の切換制御手段７２が実行する処理を説明する図５を併せて参照すると、モード設定手段７１は、機関回転速度Ｎに基づいて、高リフトモードＭ１、低リフトモードＭ２および弁休止モードＭ３をそれぞれ設定するための第１モード指令Ｃ１、第２モード指令Ｃ２および第３モード指令Ｃ３を出力する。
内燃機関１の運転領域が、機関運転状態を示す状態量としての機関回転速度Ｎにおいて、第１状態量領域としての第１回転速度領域である高速回転領域Ｒ１と、第３状態量領域としての第３回転速度領域である低速回転領域Ｒ３と、低速回転領域Ｒ３と高速回転領域Ｒ１との間の領域である第２状態量領域としての第２回転速度領域である中速回転領域Ｒ２とに分けられるとき、モード設定手段７１は、高速回転領域Ｒ１で第１モード指令Ｃ１を、中速回転領域Ｒ２で第２モード指令Ｃ２を、低速回転領域Ｒ３で第３モード指令Ｃ３を出力する。
【００４４】
ここで、低速回転領域Ｒ３は、機関回転速度Ｎが予め設定される第１境界値としての第１所定値Ｎ１（例えば、２０００〜３０００ｒｐｍ）未満である領域である。中速回転領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、機関回転速度Ｎが、第１所定値Ｎ１以上で、かつ、予め設定される第２境界値としての第２所定値Ｎ２（例えば、５０００〜６０００ｒｐｍ）未満である領域である。また、高速回転領域Ｒ１は、機関回転速度Ｎが第２所定値Ｎ２以上である領域である。したがって、低速回転領域Ｒ３と高速回転領域Ｒ１との間での機関回転速度Ｎの変化は、常に中速回転領域Ｒ２を経て生じることになる。
なお、第１，第２所定値Ｎ１，Ｎ２については、第１，第２切換弁４０，５０の切換作動時の制御安定性を高めるために、ヒステリシス特性を持たせることが好ましい。
【００４５】
切換制御手段７２は、第１切換弁４０を中継用位置Ｐ０（図１参照）および第１モード用位置Ｐ１（図３参照）にそれぞれ切り換えるための中継用信号Ｓ０および第１モード用信号Ｓ１と、第２切換弁５０を第２モード用位置Ｐ２（図２、図３参照）および第３モード用位置Ｐ３（図３参照）にそれぞれ切り換えるための第２モード用信号Ｓ２および第３モード用信号Ｓ３とを形成し、機関回転速度Ｎに基づいて第１，第２切換弁４０，５０における各位置Ｐ０〜Ｐ３を決定して、第１切換弁４０および第２切換弁５０の切換作動を制御する。
【００４６】
具体的には、図５を参照すると、ステップＳ１１において、機関回転速度Ｎが第１所定値Ｎ１未満であると判定されたときには、運転領域は低速回転領域Ｒ３であり、ステップＳ１２に進んで、第１切換弁４０の駆動部４７に中継用信号Ｓ０が、および第２切換弁５０の駆動部５７に第３モード用信号Ｓ３がそれぞれ出力される。このため、図１に示されるように、第１切換弁４０のスプール４６が中継用位置Ｐ０を占め、第２切換弁５０のスプール５６が第３モード用位置Ｐ３を占める。
【００４７】
そして、図１において、オイルポンプ３１からの高圧作動油が、第１切換弁４０から中継通路６２、第２切換弁５０および第３出力通路６５を順次経て、圧力室２５ｄに供給される。一方、第１切換弁４０において、第２出力ポート４３は、スプール４６に設けられた接続通路４６ａを通じてドレンポート４４と連通し、圧力室２６ｄの作動油が第１出力通路６３を経てドレンに排出されて、圧力室２６ｄおよび第１出力通路６３の作動油が低圧作動油となる。同時に、第２切換弁５０において、第２出力ポート５３は、スプール５６に設けられた接続通路５６ａを通じてドレンポート５４と連通し、圧力室２５ｃの作動油が第２出力通路６４を経てドレンに排出されて、圧力室２５ｃおよび第２出力通路６４の作動油が低圧作動油となる。
これにより、可変バルブタイミング機構Ａは、吸気弁６が低リフトカム１４により開閉され、吸気弁５が休止カム１３により休止する弁休止モードＭ３になる。
【００４８】
図５のステップＳ１１において、機関回転速度Ｎが第１所定値Ｎ１以上である判定されたときには、ステップＳ１３に進んで、機関回転速度Ｎが第２所定値Ｎ２以上であるか否かが判定される。ステップＳ１３において、機関回転速度Ｎが第２所定値Ｎ２未満であると判定されたときには、運転領域は中速回転領域Ｒ２であり、ステップＳ１４に進んで、第１切換弁４０の駆動部４７に中継用信号Ｓ０が、および第２切換弁５０の駆動部５７に第２モード用信号Ｓ２がそれぞれ出力される。このため、図２に示されるように、第１切換弁４０のスプール４６が中継用位置Ｐ０を占め、第２切換弁５０のスプール５６が第２モード用位置Ｐ２を占める。
【００４９】
そして、図２において、オイルポンプ３１からの高圧作動油が、第１切換弁４０から中継通路６２、第２切換弁５０および第２出力通路６４を順次経て、圧力室２５ｃに供給される。一方、第１切換弁４０において、第２出力ポート４３は接続通路４６ａを通じてドレンポート４４と連通し、圧力室２６ｄの作動油が第１出力通路６３を経てドレンに排出されて、圧力室２６ｄおよび第１出力通路６３の作動油が低圧作動油となる。同時に、第２切換弁５０において、第１出力ポート５２は接続通路５６ａを通じてドレンポート５４と連通し、圧力室２５ｄの作動油が第３出力通路６５を経てドレンに排出されて、圧力室２５ｄおよび第３出力通路６５の作動油が低圧作動油となる。
これにより、可変バルブタイミング機構Ａは、両吸気弁５，６が低リフトカム１４により開閉される低リフトモードＭ２になる。
【００５０】
また、図５のステップＳ１３において、機関回転速度Ｎが第２所定値Ｎ２以上である判定されたときには、運転領域は高速回転領域Ｒ１であり、ステップＳ１５に進んで、第１切換弁４０，５０にオン信号が出力されると共に、第１切換弁４０の駆動部４７に第１モード用信号Ｓ１が、および第２切換弁５０の駆動部５７に第２モード用信号Ｓ２がそれぞれ出力される。このため、図３に示されるように、第１切換弁４０のスプール４６が第１モード用位置Ｐ１を占め、第２切換弁５０のスプール５６が中速回転領域Ｒ２での第２モード用位置Ｐ２を維持する。
【００５１】
そして、図３において、オイルポンプ３１からの高圧作動油が、第１切換弁４０から第１出力通路６３を経て圧力室２６ｄに供給される。一方、第１切換弁４０において、第１出力ポート４２はドレンポート４４と連通し、圧力室２５ｃの作動油が第２出力通路６４、第２出力ポート５３および中継通路６２を経てドレンに排出されて、圧力室２５ｃおよび第２出力通路６４の作動油が低圧作動油となる。同時に、第２切換弁５０において、第１出力ポート５２は接続通路５６ａを通じてドレンポート５４と連通し、圧力室２５ｄの作動油が第３出力通路６５を経てドレンに排出されて、圧力室２５ｄおよび第３出力通路６５の作動油が低圧作動油となっている。
これにより、可変バルブタイミング機構Ａは、両吸気弁５，６が高リフトカム１５により開閉される高リフトモードＭ１になる。
【００５２】
このようにして、図５に示されるように、ＥＣＵ３６の切換制御手段７２は、高リフトモードＭ１と休止モードと間の作動モードの切換が、常に低リフトモードＭ２、すなわち第２切換弁５０が第２モード用位置Ｐ２を占める状態を経て行われるように、第１，第２切換弁４０，５０の切換作動を制御する。そして、第２切換弁５０は、切換制御手段７２により制御されて、第１切換弁４０が中継用位置Ｐ０にあるときには、第２モード用位置Ｐ２または第３モード用位置Ｐ３にあり、第１切換弁４０が第１モード用位置Ｐ１にあるときまたはＥＣＵ３６が第１切換弁４０を第１モード用位置Ｐ１にする第１モード用信号Ｓ１を出力しているときには、常に第２モード用位置Ｐ２にある。
これにより、作動モードが弁休止モードＭ３と高リフトモードＭ１との間での切り換えられる場合には、弁休止モードＭ３と高リフトモードＭ１との間の直接の切換が禁止され、常に低リフトモードＭ２を経て、弁休止モードＭ３から高リフトモードＭ１への切換、または、高リフトモードＭ１から弁休止モードＭ３への切換が行われる。
【００５３】
図４、および第１〜第３モード指令Ｃ１〜Ｃ３と油圧センサ３５の信号Ｈ，Ｌとの関係を説明する図６を参照して、故障検出手段７３による第１，第２切換弁４０，５０の故障検出について説明する。
なお、図６において、第１切換弁４０に関し、オン故障とは、中継用信号Ｓ０の入力にも拘わらずスプール４６がオン位置である第１モード用位置Ｐ１（図３参照）を占め続ける故障を意味し、オフ故障とは、第１モード用信号Ｓ１の入力にも拘わらずスプール４６がオフ位置である中継用位置Ｐ０を占め続ける故障を意味する。同様に、第２切換弁５０に関し、オン故障とは、第３モード用信号Ｓ３の入力にも拘わらずスプール５６がオフ位置である第３モード用位置Ｐ３を占め続ける故障を意味し、オフ故障とは、第２モード用信号Ｓ２の入力にも拘わらずスプール５６がオフ位置である第３モード用位置Ｐ３（図１参照）を占め続ける故障を意味する。
【００５４】
図６を参照すると、第１切換弁４０に関して、第１モード指令Ｃ１が出力されている場合に、第１切換弁４０の正常状態では、油圧センサ３５の検出信号が低圧信号Ｌであるのに対して、該検出信号が高圧信号Ｈであるとき、第１切換弁４０がオフ故障していると判定される。また、第２モード指令Ｃ２が出力されている場合に、第１切換弁４０の正常状態では油圧センサ３５の検出信号が高圧信号Ｈであるのに対して、該検出信号が低圧信号Ｌであるとき、第１切換弁４０がオン故障していると判定される。
【００５５】
次に、第２切換弁５０に関して、第２モード指令Ｃ２が出力されている場合に、第２切換弁５０の正常状態では、油圧センサ３５の検出信号が高圧信号Ｈであるのに対して、該検出信号が低圧信号Ｌであるとき、第２切換弁５０がオフ故障していると判定される。また、第３モード指令Ｃ３が出力されている場合に、第２切換弁５０の正常状態では油圧センサ３５の検出信号が低圧信号Ｌであるのに対して、該検出信号が高圧信号Ｈであるとき、第２切換弁５０がオン故障していると判定される。
【００５６】
そして、故障検出手段７３により、第１，第２切換弁４０，５０の少なくともいずれか一方の故障が検出されたとき、ＥＣＵ３６は、警報装置（例えば、警告灯等の表示装置）（図示されず）を作動させて、使用者に第１，第２切換弁４０，５０毎の故障を報知する。
このように、故障検出手段７３は、第１〜第３モード指令Ｃ１〜Ｃ３と油圧センサ３５の信号Ｈ，Ｌとの組合せに基づいて第１，第２切換弁４０，５０の故障を検出する。
ただし、故障検出手段７３による故障検出方法はこれに限定されず、その他に例えば、故障検出手段７３が、第１，第２切換弁４０，５０への切り換え指令の前後における油圧センサ３５からの信号と、第１〜第３モード指令Ｃ１〜Ｃ３とを比較して、第１，第２切換弁４０，５０が故障しているか否かを検出する構成としてもよい。
【００５７】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
内燃機関１が備える作動モード制御装置３０は、オイルポンプ３１からの高圧作動油が入力される第１切換弁４０と、高圧作動油が第１切換弁４０を通じて入力される第２切換弁５０とを備え、第１切換弁４０は、高圧作動油を第２切換弁５０に出力する中継用位置Ｐ０と、可変バルブタイミング機構Ａの作動モードを高リフトモードＭ１とするために高圧作動油を可変バルブタイミング機構Ａに出力する第１モード用位置Ｐ１とに切換可能であり、第２切換弁５０は、作動モードを低リフトモードＭ２とするために高圧作動油を可変バルブタイミング機構Ａに出力する第２モード用位置Ｐ２と、作動モードを弁休止モードＭ３とするために高圧作動油を可変バルブタイミング機構Ａに出力する第３モード用位置Ｐ３とに切換可能であり、油圧センサ３５は、第２モード用位置Ｐ２にある第２切換弁５０からの高圧作動油を可変バルブタイミング機構Ａに伝達する第２出力通路６４に配置され、第２切換弁５０は、第１切換弁４０が中継用位置Ｐ０にあるときには、第２モード用位置Ｐ２または第３モード用位置Ｐ３にあり、第１切換弁４０が第１モード用位置Ｐ１にあるとき、またはＥＣＵ３６が第１切換弁４０を第１モード用位置Ｐ１にする第１モード用信号Ｓ１を出力しているときには、常に第２モード用位置Ｐ２にある。
【００５８】
この構造により、油圧センサ３５は、高圧作動油を切り換えるために中継用位置Ｐ０および第１モード用位置Ｐ１になる第１切換弁４０の作動状態を監視することができると共に、第２出力通路６４での高圧作動油の有無（すなわち、作動油が高圧作動油または低圧作動油であるか）に基づいて第１切換弁４０の故障を検出することができる。
また、油圧センサ３５は、第１切換弁４０が正常であるとき、第１切換弁４０を通じて入力される高圧作動油を切り換えるために第２，第３モード用位置Ｐ２，Ｐ３になる第２切換弁５０の作動状態を監視することができると共に、第２出力通路６４での高圧作動油の有無に基づいて第２切換弁５０の故障を検出することができる。
この結果、作動モードを第１〜弁休止モードＭ３間で変更するための第１，第２切換弁４０，５０と同数の油圧センサを設けることなく、第２モード用位置Ｐ２にある第２切換弁５０からの高圧作動油を可変バルブタイミング機構Ａに伝達する第２出力通路６４に配置される油圧センサ３５だけで、第１，第２切換弁４０，５０の作動状態および故障を検出できるので、高圧作動油を検出する油圧センサの数を削減できる。
【００５９】
また、高リフトモードＭ１、低リフトモードＭ２および弁休止モードＭ３間の切換形態のうちで、高リフトモードＭ１および第１，低リフトモードＭ２間の切換形態が他の切換形態に比べて望ましい場合には、高リフトモードＭ１および低リフトモードＭ２間での移行が第１切換弁４０での１回の切換作動のみにより行われるので、高リフトモードＭ１および低リフトモードＭ２間での移行が迅速化される。そのうえ、作動モードの変更時に、高リフトモードＭ１からの移行時および高リフトモードＭ１への移行時における機関出力の変動を、高リフトモードＭ１から弁休止モードＭ３への直接の移行時および弁休止モードＭ３から高リフトモードＭ１への直接の移行時に比べて、抑制することができる。
【００６０】
ＥＣＵ３６は、高リフトモードＭ１と弁休止モードＭ３との間での切換が常に低リフトモードＭ２を経て行われるように、第１，第２切換弁４０，５０の切換作動を制御することにより、高リフトモードＭ１および弁休止モードＭ３間の切換は、作動モードを低リフトモードＭ２に設定するための第２切換弁５０の第２モード用位置Ｐ２を経て行われるので、油圧センサ３５による第１切換弁４０の故障を、第２切換弁５０が第３モード用位置Ｐ３を経た後に第２モード用位置Ｐ３になったとき、油圧センサ３５により検出される場合に比べて、早期に検出することができる。
【００６１】
作動モード制御装置３０は、第１，第２切換弁４０，５０の切換動作を制御するための制御パラメータである機関回転速度Ｎを検出する回転速度検出手段３７を備え、機関回転速度Ｎの変化領域が、高速回転領域Ｒ１と中速回転領域Ｒ２と低速回転領域Ｒ３とに分けられるとき、ＥＣＵ３６は、高速回転領域Ｒ１で高リフトモードＭ１が、第２状態量領域で低リフトモードＭ２が、第３状態量領域で弁休止モードＭ３が、それぞれ設定されるように、第１，第２切換弁４０，５０の切換作動を制御する。
この構造により、機関回転速度Ｎの変化領域において、第２切換弁５０が、第１切換弁４０が第１モード用位置Ｐ１にあるときには、常に第２モード用位置Ｐ２にあるようにすることができ、高リフトモードＭ１と弁休止モードＭ３との間での切換が、機関回転速度Ｎの変化に応じて、常に低リフトモードＭ２を経て行われるようにすることができる。
【００６２】
以下、前述した実施形態の一部が変更された変形例について、変更された部分を中心に説明する。
本発明の実施形態の第１，第２変形例における作動モード制御装置３０のブロック図をそれぞれ示す図７、図８において、実施形態と同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号が付されている。
【００６３】
図７を参照すると、作動モード制御装置３０の切換制御手段７２は、論理回路を有する電気回路により構成される切換制御回路７２Ａにより構成される。切換制御回路７２Ａは、第１，第２オン信号Ｓ５，Ｓ６を発生する信号発生回路８０と、ＡＮＤ回路８１と、ＯＲ回路８２と、いずれもスイッチング素子である第１，第２トランジスタ８３，８４とを有する。
ただし、ＡＮＤ回路８１及びＯＲ回路８２のいずれか一方を備える構成でもよい。また、図５に示すように、機関回転速度Ｎに基づいて、信号発生回路８０が第１モード、第２モード、第３モードを切り換える構成である場合、ＡＮＤ回路８１及びＯＲ回路８２の両方を省略してもよい。
【００６４】
信号発生回路８０は、第１モード指令Ｃ１が入力された場合に、第１，第２オン信号Ｓ５，Ｓ６を発生する。第１，第２オン信号Ｓ５，Ｓ６は、中継用信号Ｓ０および第１モード用信号Ｓ１を形成するためのＡＮＤ回路８１と、第２，第３モード用信号Ｓ２，Ｓ３を形成するためのＯＲ回路８２とに入力される。この結果、第１，第２トランジスタ８３，８４が導通して、第１，第２モード用信号Ｓ１，Ｓ２が形成される。そして、これら第１，第２モード用信号Ｓ１，Ｓ２が第１，第２切換弁４０，５０にそれぞれ出力されて、図３に示されるように、第１切換弁４０のスプール４６が第１モード用位置Ｐ１を占め、第２切換弁５０のスプール５６が第２モード用位置Ｐ２を占める。このため、可変バルブタイミング機構Ａの作動モードが高リフトモードＭ１となる。
【００６５】
また、信号発生回路８０は、第２モード指令Ｃ２が入力された場合および第１モード指令Ｃ１が消失した場合に、第２オン信号Ｓ６を発生し、該第２オン信号Ｓ６のみがＡＮＤ回路８１およびＯＲ回路８２に入力される。この結果、第１トランジスタ８３が非導通となる一方、第２トランジスタ８４が導通して、中継用信号Ｓ０および第２モード用信号Ｓ２が形成される。そして、中継用信号Ｓ０および第２モード用信号Ｓ２が第１，第２切換弁４０，５０にそれぞれ出力されて、図２に示されるように、第１切換弁４０のスプール４６が中継用位置Ｐ０を占め、第２切換弁５０のスプール５６が第２モード用位置Ｐ２を占める。このため、可変バルブタイミング機構Ａの作動モードが低リフトモードＭ２となる。
【００６６】
ここで、信号発生回路８０は、信号発生回路８０に入力されていた第１モード指令Ｃ１が消失して入力されなくなったことを検出して、所定時間だけ第２オン信号Ｓ６を出力する。この所定時間は、信号発生回路８０に第１モード指令Ｃ１が入力されている場合に、第３モード指令Ｃ３が入力されたときに、瞬時に第３モード用信号Ｓ３が出力されることを禁止するためのものである。これにより、作動モードが高リフトモードＭ１から低リフトモードＭ２を経由することなく弁休止モードＭ３に移行することが禁止される。このため、高リフトモードＭ１から弁休止モードＭ３への間の切換は、常に低リフトモードＭ２を経て行われる。
【００６７】
さらに、信号発生回路８０は、第３モード指令Ｃ３が入力された場合に、第１，第２オン信号Ｓ５，Ｓ６を発生せず、換言すれば第１，第２オフ信号を発生する。この結果、第１，第２オン信号Ｓ５，Ｓ６がないために、第１，第２トランジスタ８３，８４が非導通となって、中継用信号Ｓ０および第３モード用信号Ｓ３が形成される。そして、中継用信号Ｓ０および第３モード用信号Ｓ３が第１，第２切換弁４０，５０にそれぞれ出力されて、図１に示されるように、第１切換弁４０のスプール４６（５６）が中継用位置Ｐ０を占め、第２切換弁５０のスプール５６が第３モード用位置Ｐ３を占める。このため、可変バルブタイミング機構Ａの作動モードが弁休止モードＭ３となる。
【００６８】
次に、図８を参照すると、作動モード制御装置３０の切換制御手段７２は、電気回路により構成される切換制御回路７２Ｂにより構成される。切換制御回路７２Ｂは、第１，第２オン信号Ｓ５，Ｓ６を発生する信号発生回路８０と、いずれもスイッチング素子である第１，第２，第３トランジスタ８６，８７，８８とを有する。第１，第３トランジスタ８６，８８は中継用信号Ｓ０および第１モード用信号Ｓ１を形成し、第２トランジスタ８７は第２，第３モード用信号Ｓ２，Ｓ３を形成する。
【００６９】
信号発生回路８０は、第１モード指令Ｃ１が入力された場合に、第１，第２トランジスタ８６，８７にそれぞれ入力される第１，第２オン信号Ｓ５，Ｓ６を発生する。第２オン信号Ｓ６が第２トランジスタ８７に入力されることにより、第２，第３トランジスタ８７，８８が導通して、第２モード用信号Ｓ２が形成される。この状態で、第１トランジスタ８６が導通して、第１モード用信号Ｓ１が形成される。そして、これら第１，第２モード用信号Ｓ１，Ｓ２が第１，第２切換弁４０，５０にそれぞれ出力されて、図３に示されるように、第１切換弁４０のスプール４６が第１モード用位置Ｐ１を占め、第２切換弁５０のスプール５６が第２モード用位置Ｐ２を占める。このため、可変バルブタイミング機構Ａの作動モードが高リフトモードＭ１となる。
【００７０】
また、信号発生回路８０は、第２モード指令Ｃ２が入力された場合および第１モード指令Ｃ１が消失した場合に、第２オン信号Ｓ６のみを発生し、該第２オン信号Ｓ６が第２トランジスタ８７に入力される。この結果、第１オン信号Ｓ５が入力されない第１トランジスタ８６が非導通となることで中継用信号Ｓ０が形成され、第２トランジスタ８７が導通することで第２モード用信号Ｓ２が形成される。そして、中継用信号Ｓ０および第２モード用信号Ｓ２が第１，第２切換弁４０，５０にそれぞれ出力されて、図２に示されるように、第１切換弁４０のスプール４６が中継用位置Ｐ０を占め、第２切換弁５０のスプール５６が第２モード用位置Ｐ２を占める。このため、可変バルブタイミング機構Ａの作動モードが低リフトモードＭ２となる。
ここで、信号発生回路８０は、第２実施形態の信号発生回路８０と同様に、信号発生回路８０に入力されていた第１モード指令Ｃ１が消失して入力されなくなったことを検出して、所定時間だけ第２オン信号Ｓ５，Ｓ６を出力する。
【００７１】
さらに、信号発生回路８０は、第３モード指令Ｃ３が入力された場合に、第１，第２オン信号Ｓ５，Ｓ６を発生せず、換言すれば第１，第２オフ信号を発生する。この結果、第１，第２オン信号Ｓ５，Ｓ６がないために、第１〜第３トランジスタ８６〜８８が非導通となって、中継用信号Ｓ０および第３モード用信号Ｓ３が形成され、それら中継用信号Ｓ０および第３モード用信号Ｓ３が第１，第２切換弁４０，５０にそれぞれ出力されて、図１に示されるように、第１切換弁４０のスプール４６が中継用位置Ｐ０を占め、第２切換弁５０のスプール５６が第３モード用位置Ｐ３を占める。このため、可変バルブタイミング機構Ａの作動モードが弁休止モードＭ３となる。
【００７２】
これら第１，第２変形例においても、実施形態と同様の作用および効果が奏される。
具体的には、ＥＣＵ３６は、モード設定手段７１と、第１〜第３モード指令Ｃ１〜Ｃ３が入力される切換制御回路７２Ａ，７２Ｂとを備え、切換制御回路７２Ａ，７２Ｂは、第１切換弁４０を中継用位置Ｐ０および第１モード用位置Ｐ１にそれぞれ切り換えるための中継用信号Ｓ０および第１モード用信号Ｓ１と、第２切換弁５０を第２モード用位置Ｐ２および第３モード用位置Ｐ３にそれぞれ切り換えるための第２モード用信号Ｓ２および第３モード用信号Ｓ３とを形成し、切換制御回路７２Ａ，７２Ｂは、第１モード指令Ｃ１が入力されたときに、第１モード用信号Ｓ１および第２モード用信号Ｓ２を形成して、第１，第２切換弁４０，５０にそれぞれ出力し、第２モード指令Ｃ２が入力された場合および第１モード指令Ｃ１が消失した場合に、中継用信号Ｓ０および第２モード用信号Ｓ２を形成して、第１，第２切換弁４０，５０にそれぞれ出力し、第３モード指令Ｃ３が入力されたときに、中継用信号Ｓ０および第３モード用信号Ｓ３を形成して、第１，第２切換弁４０，５０にそれぞれ出力する。
【００７３】
これにより、第１，第２変形例において、第２切換弁５０は、切換制御回路７２Ａ，７２Ｂにより制御されて、第１切換弁４０が中継用位置Ｐ０にあるときには、第２モード用位置Ｐ２または第３モード用位置Ｐ３にあり、第１切換弁４０が第１モード用位置Ｐ１にあるときには、常に第２モード用位置Ｐ２にある。
そして、作動モードが弁休止モードＭ３と高リフトモードＭ１との間での切り換えられる場合には、弁休止モードＭ３と高リフトモードＭ１との間の直接の切換が禁止され、常に低リフトモードＭ２を経て、弁休止モードＭ３から高リフトモードＭ１への切換、または、高リフトモードＭ１から弁休止モードＭ３への切換が行われる。
【００７４】
以下、前記した実施形態および第１，第２変形例の一部が変更された形態について、変更された部分を中心に説明する。
可変バルブタイミング機構Ａは、排気弁の弁作動特性を変更するものでもよく、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の機関弁の弁作動特性を変更するものでよい。
弁作動特性可変機構の作動モードには、１以上の特定のシリンダに属するすべての吸気弁を休止する休筒モードが含まれていてもよい。また、第１〜第３モードと弁作動特性の対応関係は、前記実施形態に限定されない。
制御弁４８，５８は、前記実施形態では、三方弁であったが、制御弁４８，５８の少なくとも一方が、駆動圧力室４７ａ，５７ａに対するパイロット油の供給および遮断を行う二方弁であってもよい。この場合には、排出路４７ｄ，５７ｄの代わりに、スプール４６，５６または弁ボディ４５（５５）に駆動圧力室４７ａ，５７ａとドレンとをオリフィスを介して常時連通させるリーク通路としての排出路が設けられる。
【００７５】
可変バルブタイミング機構Ａにおいて変更可能な作動モードは、互いに異なる少なくとも３つの作動モードであってよく、したがって４以上の作動モードであってよい。この場合、作動モード制御装置の模式図である図９を参照すると、例えば、可変バルブタイミング機構Ａが、４つの異なる弁作動特性を実現するために４つの作動モードである第１〜第４モードＭ１〜Ｍ４に変更可能であるとき、作動モード制御装置３０は、第３切換部としての第３切換弁９０と、信号検出器としての油圧センサ９５と、信号伝達部としての第２中継通路６６および第４出力通路６７とを備える。
【００７６】
作動信号は、電気信号であり、第１，第２切換部は、電気信号を切り換える切換スイッチであってもよい。この場合、油圧センサ３５の代わりに、作動信号に関連する電流または電圧を検出する信号検出器が使用される。そして、切換弁のスプールは、油圧駆動の代わりに、電磁駆動であってもよい。
状態量は、内燃機関１の機関負荷または車速であってもよい。
作動流体は、作動油以外に、液体または気体（例えば、空気）であってもよい。
本発明に係る作動機構は、内燃機関１以外の機械に備えられてもよく、例えば車両用変速装置に備えられて、作動モードとしての変速段が変更可能なものでもよい。
【００７７】
前記した実施形態では、作動モード（第１モード、第２モード、第３モード）が、可変バルブタイミング機構Ａの高リフトモードＭ１、低リフトモードＭ２、弁休止モードＭ３である構成を例示したが、その他に例えば、各作動モードにおいて燃焼サイクルを実行する気筒数が異なり、選択された作動モードに対応して燃焼サイクルを実行する気筒数を可変する構成としてもよい。
【００７８】
前記した実施形態では、機関回転速度Ｎと、第１所定値Ｎ１、第２所定値Ｎ２とを比較して、第１モード、第２モード、第３モードを切り換える構成としたが、その他に例えば、運転者による運転モード（パワーモード、エコモード等）を選択するためのスイッチ操作からの信号や、燃費向上等のためにＥＣＵが発する信号（指令）に基づいて、第１モード、第２モード、第３モードを切り換える構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１      内燃機関
５，６  吸気弁（機関弁）
３０    作動モード制御装置
３１    オイルポンプ（作動信号発生源）
３３    油圧切換部（切換部）
３５    油圧センサ（信号検出器）
３６    ＥＣＵ（制御手段）
３７    回転速度検出手段（状態量検出手段）
４０    第１切換弁（第１切換部）
５０    第２切換弁（第２切換部）
６４    出力通路（信号伝達部）
７１    モード設定手段
７２Ａ，７２Ｂ  切換制御回路
Ａ      可変バルブタイミング機構（作動機構）
Ｍ１    高リフトモード（第１モード）
Ｍ２    低リフトモード（第２モード）
Ｍ３    弁休止モード（第３モード）
Ｐ０    中継用位置（中継用状態）
Ｐ１    第１モード用位置（第１モード用状態）
Ｐ２    第２モード用位置（第１モード用状態）
Ｐ３    第３モード用位置（第１モード用状態）
Ｓ０    中継用信号
Ｓ１    第１モード用信号
Ｓ２    第２モード用信号
Ｓ３    第３モード用信号
Ｒ１    高速回転領域（第１状態量領域）
Ｒ２    中速回転領域（第２状態量領域）
Ｒ３    低速回転領域（第３状態量領域）
Ｎ      機関回転速度（状態量）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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