JP2014109248A - ４気筒エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】乗員がトルク変動を感じ易い運転状態において、単位時間当たりの駆動エネルギーの変化が小さい不等間隔爆発の４気筒エンジンを提供する。
【解決手段】シリンダボディ３と、シリンダヘッド４と、点火プラグ１４を含む点火装置２７とを備える。吸気ポート９に接続された吸気装置１６と、排気ポート１０に接続された排気装置２３と、４つのピストン６と、これらのピストン６にコンロッド７を介して連結されたクランク軸８とを備える。４つ気筒の爆発間隔は、クランク角で２７０度−１８０度−９０度−１８０度である。爆発間隔が９０度となる２番気筒と４番気筒のうち少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力を、エンジンの回転速度が所定の値より低い場合に１番気筒や３番気筒の図示平均有効圧力より低下させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、４つの気筒の爆発間隔がクランク角で２７０度−１８０度−９０度−１８０度となる４気筒エンジンに関するものである。

従来、車両に搭載される４気筒エンジンのクランク軸としては、４個のクランクピンが１つの仮想平面上に位置する１プレーン型クランク軸（１８０度クランク軸）と、特許文献１に記載されているような２プレーン型クランク軸とがある。２プレーン型クランク軸のクランクピンは、クランク軸の軸線方向から見て直交する２つの仮想平面上に２個ずつ配置されている。

この種の２プレーン型クランク軸を使用する４気筒エンジンや、１プレーン型クランク軸を有するＶ型４気筒エンジンが搭載された車両は、アクセル操作と車体の挙動とが一致するような感覚を乗員に与えるものとして知られている。この理由は、このクランクレイアウトによりエンジンの慣性トルクがほとんど除去されるからであると考えられている。この種の４気筒エンジンの爆発間隔は、クランク角で２７０度−１８０度−９０度−１８０度であることが多い。

このような４気筒エンジンの燃焼圧と発生トルクは、図２８に示すように変化する。図２８において、横軸はクランク角を示し、縦軸は燃焼圧と発生トルクを示す。また、図２８は、点火順序が１番気筒→３番気筒→２番気筒→４番気筒となる場合の一例を示している。この場合、図２８において符号Ａで示すクランク角のときに１番気筒で爆発が生じると、３番気筒の爆発は、前記クランク角Ａからクランク角で２７０度進んだクランク角Ｂであるときに生じる。そして、クランク軸がさらに１８０度回転してクランク角Ｃであるときに２番気筒で爆発が生じ、その後、クランク軸が９０度回転してクランク角Ｄであるときに４番気筒で爆発が生じる。その後、クランク軸がさらに１８０度回転してクランク角Ｅに達したときに、１番気筒で再び爆発が生じる。一方、この４気筒エンジンの出力軸に生じるトルクは、爆発間隔と同じ間隔で上昇する。すなわち、不等間隔爆発と同様に不等間隔でトルクが生じる。

特許第４５３３８４６号公報

爆発間隔がクランク角で２７０度−１８０度−９０度−１８０度となる４気筒エンジンでは、回転速度が低いときに問題が生じる。この問題とは、この種のエンジンを搭載した車両の乗員が違和感を覚えることである。このように違和感を覚える主な原因は、４つの気筒の爆発間隔が不等間隔爆発であり、単位時間当たりの駆動エネルギーが不均一になるからである。ここでいう駆動エネルギーとは、エンジンの出力軸（車両の駆動輪）を回転させるためのエネルギーである。出力軸に加えられるトルクの大きさは、前記駆動エネルギーの大きさに比例するように変化する。

前記トルクは、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒で爆発が生じることによって、短時間の間に２回上昇する。このように短時間の間にトルクが２回上昇するときは、例えば、図２８に示すエンジンにおいては、クランク角Ｃで２番気筒で爆発が生じたときと、クランク角Ｄで４番気筒で爆発が生じたときである。すなわち、このように短時間の間に連続してトルクが発生することが原因で、１サイクルの中の一部において駆動エネルギーが高くなり、上述したように単位時間当たりの駆動エネルギーが不均一になる。

この４気筒エンジンを搭載した車両の乗員は、エンジンの回転速度が低い場合、このように短時間で連続して生じるトルクの上昇を恰も１回のトルク上昇として体感することがある。この１回のトルク上昇として覚えるトルクの大きさは、他の２回の爆発時にそれぞれ上昇するトルクの大きさより大きく感じ易い。この理由は、短時間でトルクが２回上昇していることに起因してトルクが上昇している時間が長く感じられるからである。すなわち、図２８中に二点鎖線で示すように、乗員は、実際には２回生じるトルクが１回のみ生じたように感じられ、しかも、他の気筒（１番気筒や３番気筒）で爆発が生じたときより大きなトルクが生じたように錯覚する。

このため、乗員は、エンジンの回転速度が低いときに不規則なトルクの変化を体感し、違和感を覚えることになる。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、乗員がトルク変動を感じ易い運転状態において、単位時間当たりの駆動エネルギーの変化が小さい不等間隔爆発の４気筒エンジンを提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る４気筒エンジンは、４つのシリンダ孔を有するシリンダボディと、前記シリンダボデイに取付けられたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに取付けられたシリンダ孔毎の点火プラグを含む点火装置と、前記シリンダヘッドのシリンダ孔毎の吸気ポートに接続された吸気装置と、前記シリンダヘッドのシリンダ孔毎の排気ポートに接続された排気装置と、前記シリンダ孔内に移動自在に嵌合した４つのピストンと、これらのピストンにコンロッドを介して連結されたクランク軸とを備え、前記４つのシリンダ孔によって構成される４気筒の爆発間隔は、クランク角で２７０度−１８０度−９０度−１８０度であり、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒のうち少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力は、エンジンの回転速度が所定の値より低い場合に爆発間隔が９０度ではない他の気筒の図示平均有効圧力より低下させられることを特徴とするものである。

本発明は、前記発明において、前記図示平均有効圧力を低下させる量は、エンジンの回転速度が低く負荷が大きくなるにしたがって多くなることを特徴とする。

本発明は、前記発明において、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒のうち少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の気筒に対して点火時期を遅角させることにより低下させられることを特徴とする。

本発明は、前記発明において、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒に接続された前記吸気装置は、これら両気筒の吸気ポートに接続された１つのサージタンクと、このサージタンクに設けられた１つのスロットル弁とを備え、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の気筒に対して吸入空気量が少なくなるように前記スロットル弁の開度を制御することにより低下させられることを特徴とする。

本発明は、前記発明において、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒に接続された前記吸気装置は、気筒毎のスロットル弁を備え、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒のうち少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の気筒に対して吸入空気量が少なくなるように前記スロットル弁の開度を制御することにより低下させられることを特徴とする。

本発明は、前記発明において、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒に接続された前記吸気装置は、前記吸気ポートを開閉する吸気弁の開閉時期と開度とを変更可能な可変動弁機構を備え、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒のうち少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の気筒に対して吸入空気量が少なくなるように前記可変動弁機構を動作させることにより低下させられることを特徴とする。

本発明に係る４気筒エンジンの出力トルクは、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒において爆発が生じることにより短時間に２回上昇する。乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態、すなわちエンジンの回転速度が所定の値より低くなるときは、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒の少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力が、爆発間隔が９０度ではない他の気筒の図示平均有効圧力より低下させられる。

これにより、その気筒で発生するトルクの大きさは、他の２つの気筒で発生するトルクの大きさより小さくなる。この結果、短時間の間で連続してトルクが発生することが原因で１サイクルの中の一部において他より駆動エネルギーが高くなる現象が抑制される。したがって、本発明によれば、エンジンの駆動エネルギーが均一になる４気筒エンジンを提供することができる。

前述のように爆発間隔が２７０度−１８０度−９０度−１８０度である４気筒エンジンを搭載した車両の乗員は、クランク角で９０度となる短時間に連続してトルクが上昇したときに、恰も１度にトルクが上昇したように錯覚し易い。しかも、乗員は、このようなときはトルクが上昇している時間を相対的に長く感じるために、トルクの大きさを大きく感じ易い。
しかし、本発明に係る４気筒エンジンは、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒で爆発が生じたときに、他の２つの気筒で爆発が生じたときと同等の大きさでトルクが１度に上昇するような感覚を乗員に与えることが可能なものとなる。

このように、この４気筒エンジンは、爆発間隔がそれほど離れていない３気筒エンジンと同等の振動、トルク変動などを乗員に体感させるものとなる。爆発が等間隔で生じる３気筒エンジンは、このエンジンを搭載した車両の乗員に何ら違和感を与えるものではない。
したがって、本発明に係る４気筒エンジンを車両に搭載することによって、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態にあるときであっても、乗員に違和感を与え難くなる。

第１の実施の形態による４気筒エンジンの構成を示す断面図である。 第１の実施の形態による４気筒エンジンの吸気装置の構成を示す平面図である。 第１の実施の形態によるクランク軸および動力伝達系の構成を示す斜視図である。 第１の実施の形態による４気筒エンジンの制御系の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態による各気筒のピストンとクランクピンの位置の変化を示す図である。 第１の実施の形態による１番、３番気筒用の点火時期マップを示す図である。 第１の実施の形態による２番、４番気筒用の点火時期マップを示す図である。 第１の実施の形態によるクランク角に対する燃焼圧および発生トルクの変化を示すグラフである。 第１の実施の形態による制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第２の実施の形態による４気筒エンジンの吸気装置の構成を示す平面図である。 第２の実施の形態による４気筒エンジンの制御系の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態による２番、４番気筒のスロットル弁開度を示すマップである。 第２の実施の形態による制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第２の実施の形態による吸気装置の変形例１を示す平面図である。 第２の実施の形態による吸気装置の変形例２を示す平面図である。 第３の実施の形態による４気筒エンジンの吸気装置の構成を示す平面図である。 第３の実施の形態による４気筒エンジンの制御系の構成を示すブロック図である。 第３の実施の形態による２番、４番気筒のスロットル弁開度を示すマップである。 第３の実施の形態による制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第３の実施の形態による吸気装置の変形例１を示す平面図である。 第３の実施の形態による吸気装置の変形例２を示す平面図である。 第４の実施の形態による４気筒エンジンの吸気装置の構成を示す平面図である。 第４の実施の形態による４気筒エンジンの制御系の構成を示すブロック図である。 第４の実施の形態による２番、４番気筒の吸気弁開度を示すマップである。 第４の実施の形態による制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第４の実施の形態による吸気装置の変形例１を示す平面図である。 第４の実施の形態による吸気装置の変形例２を示す平面図である。 従来の４気筒エンジンにおけるクランク角に対する燃焼圧および発生トルクの変化を示すグラフである。

（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る４気筒エンジンの一実施の形態を図１〜図９によって詳細に説明する。
図１に示す４気筒エンジン１は、車両（図示せず）に搭載する４サイクル直列４気筒エンジン、あるいは４サイクル並列４気筒エンジンである。図１には、この４気筒エンジン１の主要構成部品のみが描いてある。この４気筒エンジン１は、図１に示すように、４つのシリンダ孔２を有するシリンダボディ３と、このシリンダボディ３に取付けられたシリンダヘッド４と、このシリンダヘッド４に取付けられたヘッドカバー５などを備えている。

前記４つのシリンダ孔２は、図２に示すように、径方向に一列に並ぶ状態でシリンダボディ３に形成されている。この４気筒エンジンは、これらの４つのシリンダ孔２を用いて１番気筒〜４番気筒が構成されている。図２においては、１番気筒は符号＃１で示され、２番気筒は符号＃２で示されている。また、３番気筒は符号＃３で示され、４番気筒は符号＃４で示されている。１番気筒〜４番気筒は、図２においては上から順番に並べられている。

前記４つのシリンダ孔２には、図１に示すように、ピストン６がそれぞれ摺動自在に嵌合している。これらのピストン６は、コンロッド７を介してそれぞれ後述するクランク軸８に連結されている。
前記シリンダヘッド４における前記各シリンダ孔２と対向する位置には、燃焼室Ｓの天井壁になる凹部４ａがそれぞれ形成されている。これらの凹部４ａは、シリンダ孔２側から見て円形に形成されている。

これらの凹部４ａには、吸気ポート９の下流側端部が２股に分岐してそれぞれ開口しているとともに、排気ポート１０の上流側端部が２股に分岐してそれぞれ開口している。
シリンダヘッド４は、前記吸気ポート９を開閉するための２つの吸気弁１１と、前記排気ポート１０を開閉するための２つの排気弁１２と、これらの吸、排気弁１１，１２を駆動するための動弁装置１３と、点火プラグ１４と、燃料噴射インジェクタ１５（図４参照）とを備えている。燃料噴射インジェクタ１５は、吸気ポート９内かその上流の吸気管１７内あるいは前記凹部４ａ内に燃料を噴射するものを用いることができる。

前記吸気ポート９の上流側端部は、図２に示すように、シリンダヘッド４の一側部に開口し、吸気装置１６に接続されている。吸気装置１６は、全ての吸気ポート９にそれぞれ吸気管１７によって接続された１つのサージタンク１８を備えている。このサージタンク１８は、シリンダ孔２が並ぶ方向の一端部にスロットル弁１９が設けられており、このスロットル弁１９を介して図示していないエアクリーナに接続されている。スロットル弁１９は、乗員によって遠隔操作されるものである。

このスロットル弁１９にエアクリーナを接続する吸気ダクト２０には、この吸気ダクト２０内を流れる空気の流量を測定するための空気量測定装置２１が設けられている。この空気量測定装置２１は、たとえばエアフローメータによって構成することができる。空気量測定装置２１は、後述する制御装置２２に接続されており、この制御装置２２に吸入空気量を特定可能な検出データを送る。

前記排気ポート１０の下流側端部は、図１に示すように、シリンダヘッド４の他側部に開口し、全ての排気ポート１０に排気装置２３の各排気管２４が接続されている。
前記動弁装置１３は、吸気カム軸２５と排気カム軸２６とを備えたＤＯＨＣ型のものである。吸気カム軸２５と排気カム軸２６は、図示していない巻き掛け伝動部材を介してクランク軸８に接続されている。なお、動弁装置１３の動弁形式は、ＤＯＨＣ型に限定されることはなく、ＳＯＨＣ型のような他の動弁形式でも構わない。
前記点火プラグ１４は、シリンダ孔２毎に設けられており、シリンダヘッド４における前記凹部４ａの中央部分に取付けられている。この点火プラグ１４は、後述する制御装置２２とともにこの４気筒エンジン１の点火装置（図４参照）を構成するものである。

前記クランク軸８は、図３に示すように、いわゆる２プレーン型のもので、気筒毎のクランクピン３１〜３４を備えている。この実施の形態によるクランク軸８の１番気筒用クランクピン３１と４番気筒用クランクピン３４は、第１の仮想平面ＰＬ１上に位置している。１番気筒用クランクピン３は、１番気筒のピストン６にコンロッド７を介して連結される。４番気筒用クランクピン３４は、４番気筒のピストン６にコンロッド７を介して連結される。このクランク軸８の２番気筒用クランクピン３２と３番気筒用クランクピン３３は、前記第１の仮想平面ＰＬ１とは直交する第２の仮想平面ＰＬ２上に位置している。２番気筒用クランクピン３２は、前記２番気筒のピストン６にコンロッド７を介して連結される。３番気筒用クランクピンは、３番気筒のピストン６にコンロッド７を介して連結される。

このクランク軸８の各クランクピン３１〜３４は、クランク軸８が図３において矢印で示す方向、すなわち１番気筒側から４番気筒側を見て時計方向に回転することによって、図５に示すように移動する。図５は、クランク軸８を９０度ずつ回転させたときの各気筒のピストン６とクランクピン３１〜３４の位置を示す図である。図５に示すように、このクランク軸８を使用する場合の４気筒エンジン１の点火順序は、１番気筒→３番気筒→２番気筒→４番気筒という順序になる。

１番気筒で生じる爆発と３番気筒で生じる爆発との間の爆発間隔は、クランク角で２７０度である。３番気筒で生じる爆発と２番気筒で生じる爆発と間の爆発間隔は、クランク角で１８０度である。２番気筒で生じる爆発と４番気筒で生じる爆発との間の爆発間隔は、クランク角で９０度である。４番気筒で生じる爆発と１番気筒で生じる爆発との間の爆発間隔は１８０度である。

すなわち、この４気筒エンジン１の爆発間隔は、クランク角で２７０度−１８０度−９０度−１８０度である。このような爆発間隔を有する４気筒エンジン１は、上述したように乗員に違和感を与えるおそれがあるものである。しかし、この実施の形態による４気筒エンジン１は、後述する違和感解消手段３５（図１参照）の作用で乗員に違和感を与え難いものである。違和感解消手段３５は、エンジンの運転状態が予め定めた状態であるときに、爆発間隔が９０度となる２番気筒と４番気筒のうち少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力を、爆発間隔が９０度ではない１番気筒および３番気筒の図示平均有効圧力より低下させる構成が採られている。図示平均有効圧力は、燃焼ガスが直接ピストン６に与えた仕事を行程容積で割ったものである。この実施の形態による違和感解消手段３５は、詳細は後述するが、点火時期が遅れることにより図示平均有効圧力が低下する現象を利用したものである。

前記クランク軸８には、図３に示すように、クラッチ４１と、変速機４２と、動力伝達機構４３とを介して駆動輪４４が接続されている。図３に示す動力伝達機構４３は、駆動輪４４の軸線がクランク軸８の軸線とは直交するように描いてある。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、動力伝達機構４３は、駆動輪４４の軸線がクランク軸８の軸線と平行になるように構成することができる。

図３に示すクラッチ４１の近傍には、クランク軸８の回転角度ひいてはエンジンの回転速度を検出するためのクランク角検出センサ４５が配置されている。このクランク角検出センサ４５は、クランク軸８の回転角度を特定可能な検出データを制御装置２２に送る。
図３に示す変速機４２は、変速位置を検出するための変速ポジションセンサ４６を備えている。この変速ポジションセンサ４６は、変速機４２の変速段数を特定可能な検出データを制御装置２２に送る。この変速段数は、変速機４２の速比を特定できる数値であるから、エンジン回転速度と関連付けて演算によって車速を求めるために用いることもできる。

前記制御装置２２は、図４に示すように、燃料制御部５１と、点火時期制御部５２と、記憶部５３とを備えている。
前記燃料制御部５１は、前記燃料噴射インジェクタ１５の燃料噴射量と燃料噴射時期とを制御する。
前記点火時期制御部５２は、１番気筒〜４番気筒の点火時期を予め定めた手順に基づいて設定し、この点火時期に達したときに点火装置２７に点火信号を送出する。この実施の形態においては、この点火時期制御部５２と点火装置２７とによって上述した違和感解消手段３５が構成されている。

この点火時期制御部５２による点火時期の設定は、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態のときに、不等間隔爆発に起因して乗員が受ける違和感が低減されるように行う。この実施の形態において、前記違和感を低減させるためには、エンジンの回転速度が所定の値より低く、負荷が所定の領域にある場合に、２番気筒と４番気筒の図示平均有効圧力を他の２つの気筒（爆発間隔が９０度ではない１番気筒と３番気筒）の図示平均有効圧力より低下させて行う。この実施の形態において図示平均有効圧力を低下させる手法は、点火時期を遅角させる手法を採っている。すなわち、この実施の形態による４気筒エンジン１は、詳細は後述するが、トルク変動を感じ易い運転状態のときに、２番気筒と４番気筒の点火時期が他の２つの気筒の点火時期より予め定めた量だけ遅角させられるものである。このように２番気筒と４番気筒の点火時期を他の気筒の点火時期より遅角させる制御を、以下においては単に「遅角制御」という。

１番気筒〜４番気筒の点火時期は、例えば図６および図７に示すようなマップを用いて設定することができる。図６および図７は、点火時期をエンジンの回転速度と負荷とに割り付けたマップを示している。図６は、１番気筒と３番気筒の点火時期を示す点火時期マップである。図７は、２番気筒と４番気筒用の点火時期を示す点火時期マップである。これらのマップは、制御装置２２の記憶部５３に保存されている。

前記遅角制御が実施されるときの遅角量は、遅角に起因する図示平均有効圧力の低下量がエンジンの運転状態に応じて多くなるように設定されている。エンジンの運転状態は、エンジンの回転速度と負荷とを用いて特定可能である。すなわち、前記遅角量は、基本的には、エンジンの回転速度が低くなるに従い、かつ負荷が大きくなるに従って前記図示平均有効圧力の低下量が多くなるように設定されている。

図７に示す２番、４番気筒の点火時期は、１番、３番気筒で点火時期が上死点前（ＢＴＤＣ）Ａ度であるときにＡ−α度、すなわちα度遅角される。また、１番、３番気筒で点火時期がＢ度となる場合の２番、４番気筒の点火時期は、Ｂ−β度、すなわち１番、３番気筒の点火時期と較べてβ度遅角される。１番、３番気筒で点火時期がＣ度となる場合の２番、４番気筒の点火時期は、Ｃ−γ度、すなわち１番、３番気筒の点火時期と較べてγ度遅角される。１番、３番気筒で点火時期がＤ度となる場合、すなわちエンジンの回転速度および負荷が高い場合は、２番、４番気筒の点火時期もＤ度となる。なお、前記α，β，γの絶対値の大きさは、必ずしもこの順序であるとは限らない。

図６と図７に示すマップは、変速機の変速段毎に設けられている。変速段数が例えば１速のときに用いるマップは、車両の発進時を含めて車速が低いときの運転状態に適合するように形成されている。すなわち、同じ車速であれば、１速用のマップは、２速用のマップより前記遅角量が少なくなるように形成されている。つまり、同じ車速であれば、変速段数が大きくなるほど前記遅角量が多くなるように形成されている。

点火時期を通常より遅角させると、燃焼時の図示平均有効圧力が低下する。このため、上述したマップを使用して２番気筒と４番気筒の点火時期をエンジンの運転状態に対応させて他の２つの気筒の点火時期より遅角させると、２番気筒と４番気筒の図示平均有効圧力が他の２つの気筒に較べて低下する。すなわち、図８に示すように、２番気筒と４番気筒の燃焼圧が１番気筒および３番気筒の燃焼圧力より低くなる。この燃焼圧の低下に伴って、２番気筒と４番気筒とにおいて爆発が生じることにより生じるトルクＴ２，Ｔ４が他の気筒のトルクＴ１，Ｔ３より小さくなる。乗員は、このように連続して生じるトルクＴ２，Ｔ４を恰も１回だけトルクが生じたように錯覚することがある。すなわち、乗員は、図８中に二点鎖線で示すように、１回だけ合成トルクＴＡが生じたように感じることがある。

しかも、２番気筒で爆発が生じて発生したトルクＴ２の大きさと、４番気筒で爆発が生じて発生したトルクＴ４の大きさは、上述したように、他の２つの気筒で爆発が生じて発生したトルクＴ１，Ｔ３の大きさより小さいため、乗員は、前記合成トルクＴＡの大きさが他の気筒で爆発が生じて発生したトルクＴ１，Ｔ３の大きさと大きく異なることがないように感じ易い。

上述したように構成された制御装置２２は、図９のフローチャートに示すように動作する。すなわち、制御装置２２は、図９のフローチャートのステップＳ１で４気筒エンジン１が始動した後、ステップＳ２において、エンジンの回転速度が所定の値より低いか否かと、負荷が所定の領域か否かとを判別する。ここでいう所定の値や所定の領域とは、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態となる値や領域、すなわち前記遅角制御が必要になる値や領域である。具体的には、制御装置２２は、ステップＳ２において、先ず、現在の変速段数と対応する点火時期マップ（図６および図７）を記憶部５３から読み出す。そして、制御装置２２は、この点火時期マップに現在のエンジンの回転速度と、エンジンの負荷とをあてはめ、各マップから各気筒の点火時期を読み出す。

４気筒エンジン１の回転速度と負荷とが図６、図７に示すマップにおいて符号Ｄで示す領域にある場合、すなわち遅角制御が不要である場合は、ステップＳ２からステップＳ３に進み、遅角制御を行うことなく第１気筒〜第４気筒の上死点前（ＢＴＤＣ）の点火時期が一致するように点火時期が制御される。

一方、エンジンの回転速度と負荷とが図６に示すマップにおいて符号Ａ〜Ｃで示す領域にある場合は、ステップＳ２からステップＳ４に進み、遅角制御が行われる。このとき、１番気筒と３番気筒の点火時期は、図６に示す点火時期マップから読み出された点火時期に設定される。２番気筒と４番気筒の点火時期は、図７に示す点火時期マップから読み出された点火時期、すなわち１番気筒と３番気筒の点火時期より遅角された点火時期に設定される。制御装置２２は、エンジンが運転されている間は上記の制御を繰り返し実施して点火時期を制御する。

このように構成された４気筒エンジン１においては、エンジンの回転速度が所定の値より低く、負荷が所定の領域となって乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態であるときに、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒（２番気筒および４番気筒）の図示平均有効圧力が他の２つの気筒の図示平均有効圧力より低下させられる。これにより２番気筒と４番気筒で爆発が生じて上昇するトルクＴ２，Ｔ４の大きさは、１番気筒や３番気筒で爆発が生じることにより上昇するトルクＴ１，Ｔ３の大きさより小さくなる。

しかも、そのような前記トルクＴ２，Ｔ４が短時間に連続して発生するときには、乗員は、他の気筒（１番気筒および３番気筒）で爆発が生じたときと同等の大きさでトルクが１度に上昇したように錯覚し易い。
すなわち、この実施の形態による４気筒エンジン１は、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒（２番気筒と４番気筒）で爆発が生じたときに、他の２つの気筒（１番気筒と３番気筒）で爆発が生じたときと同等の大きさでトルクが１度に上昇するような感覚を乗員に与えることが可能なものとなる。このため、この４気筒エンジン１は、爆発間隔がそれほど離れていない３気筒エンジンと同等の振動、トルク変動などを乗員に体感させるものとなる。爆発が等間隔で生じる３気筒エンジンは、乗員に何ら違和感を与えるものではない。

したがって、この実施の形態によれば、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態にあるときであっても、乗員に違和感を与え難い４気筒エンジン、言い換えれば駆動エネルギーが均一になる４気筒エンジンを提供することができる。本発明を自動車の４気筒エンジンに適用し、発明者がこの自動車を走行させたところ、不等間隔爆発であることを意識させるような違和感はなかった。

ところで、エンジンの燃費は、点火時期を遅角させるほど悪化することが知られている。
この実施の形態においては、図示平均有効圧力がエンジンの運転状態に応じて低下するように遅角量が設定されている。このため、前記遅角量は、必要最小限となるように小さく設定することが可能である。したがって、この実施の形態によれば、乗員に与える違和感の解消と燃費とを両立可能な４気筒エンジンを提供することができる。

この実施の形態において、爆発間隔が９０度となる２番気筒と４番気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない１番気筒と３番気筒に対して点火時期を遅角させることにより低下させられる。エンジンの点火時期は、制御装置２２による電子制御によって容易に変更することができる。
したがって、この実施の形態による４気筒エンジン１は、既存の４気筒エンジンを使用してコストアップになることを抑えながら実現できる。

この実施の形態による２番気筒の点火時期と４番気筒の点火時期とは同一である。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、２番気筒の点火時期と４番気筒の点火時期を互いに異なる点火時期とすることができる。また、２番気筒と４番気筒のうち、一方の気筒の点火時期を１番気筒や３番気筒の点火時期と一致させ、他方の気筒の点火時期を遅角させることができる。

このような点火時期制御を実現するためには、例えば２番気筒用の点火時期マップと、この２番気筒用の点火時期マップとは別に形成された４番気筒用の点火時期マップとを用いることが考えられる。
このような構成を採ることにより、２番気筒で爆発が生じて発生するトルクの大きさと、４番気筒で爆発が生じて発生するトルクの大きさとを個別に制御できるようになる。このため、この構成を採ることにより、エンジンの駆動エネルギーの均一化を容易に図ることが可能になる。

この第１の実施の形態においては、爆発間隔が９０度となる２つの気筒の図示平均有効圧力を他の２つの気筒の図示平均有効圧力より低下させる条件として、エンジンの回転速度が所定の値より小さく、負荷が所定の領域となっていることを挙げている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることなく、前記条件の一つに車速を加えることができる。この場合は、段落００３４においても説明したように、クランク角検出センサ４５で検出されたエンジンの回転速度と変速ポジションセンサ４６で検出される変速段数とから演算によって車速を求めてもよいし、あるいは、図４に示すように、制御装置２２に車速センサ５４を接続する。

（第２の実施の形態）
爆発間隔が９０度となる２つの気筒の図示平均有効圧力を低下させるためには、図１０〜図１３に示すように、吸気装置を用いて実施することができる。図１０〜図１３において、前記図１〜図９によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

図１０に示す４気筒エンジン１は、図１〜図９に示す第１の形態を採るときの４気筒エンジンとは点火系の構成と吸気装置１６とが異なり、その他の構成は同一のものである。この実施の形態による４気筒エンジンの点火系は、後述するように気筒により吸入空気量に差を持たせることから、全ての気筒において点火時期が最適になるように構成されている。この実施の形態においては、上述した第１の実施の形態で示したような遅角制御は行わない。この実施の形態による吸気装置１６は、第１の吸気装置６１と第２の吸気装置６２とによって構成されている。

前記第１の吸気装置６１は、第１のサージタンク６３を備えている。第１のサージタンク６３は、１番気筒の吸気ポート９に第１の吸気管６４を介して接続されているとともに、３番気筒の吸気ポート９に第３の吸気管６５を介して接続されている。すなわち、第１のサージタンク６３は、１番気筒と３番気筒のみに接続されている。この第１のサージタンク６３の一端部には、電動式の第１のスロットル弁６６が設けられている。この第１のスロットル弁６６より吸気の上流側には空気量測定装置２１が設けられている。

前記第２の吸気装置６２は、前記第１のサージタンク６３と隣り合う第２のサージタンク６７を備えている。この第２のサージタンク６７は、２番気筒の吸気ポート９に第２の吸気管６８を介して接続されているとともに、４番気筒の吸気ポート９に第４の吸気管６９を介して接続されている。すなわち、第２のサージタンク６７は、２番気筒と４番気筒のみに接続されている。この第２のサージタンク６７の一端部には、電動式の第２のスロットル弁７０が設けられている。この第２のスロットル弁７０より吸気の上流側には空気量測定装置２１が設けられている。この第２スロットル弁７０と前記第１のスロットル弁６６の動作は、図１１に示す制御装置２２のスロットル弁制御部７１によって制御される。

前記スロットル弁制御部７１は、乗員によって操作されるアクセル操作子７２（図１１参照）の操作量に基づいて第１、第２のスロットル弁６６，７０の開度を制御する。第１のスロットル弁６６の開度は、アクセル操作子７２の操作量に比例するように増減する。第２のスロットル弁７０の開度は、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態のときに第１のスロットル弁６６の開度より小さく設定され、それ以外の場合は第１のスロットル弁６６の開度と一致させられる。

この実施の形態によるスロットル弁制御部７１は、図１２に示すマップを用いて第２のスロットル弁７０の開度を制御する。
図１２に示すマップは、第２のスロットル弁７０の開度を第１のスロットル弁６６の開度（Ａ度、Ｂ度、Ｃ度、Ｄ度）に対してα、β、γ度だけ小さくする開度（Ａ−α度、Ｂ−β度、Ｃ−γ度）をエンジンの回転速度と負荷とに割り付けたものである。このマップは、変速機４２の変速段数毎に設けられ、制御装置２２の記憶部５３に保存されている。

第２のスロットル弁７０の開度が小さくなると、２番気筒と４番気筒とにおいて吸入空気量が少なくなり、これらの気筒の燃焼時の図示平均有効圧力が低下する。この実施の形態による違和感解消手段３５は、吸入空気量が低減することにより図示平均有効圧力が低下する現象を利用したもので、前記スロットル弁制御部７１と第２のスロットル弁７０とによって構成されている。

この実施の形態による制御装置２２は、図１３のフローチャートに示すように動作する。すなわち、制御装置２２は、図１３に示すフローチャートのステップＳ１でエンジンが始動した後、ステップＳ２において、エンジンの回転速度が所定の値より低いか否かと、負荷が所定の領域か否かとを判別する。ここでいう所定の値や所定の領域とは、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態となる値や領域、すなわち吸入空気量を低下させる制御が必要になる値や領域である。具体的には、制御装置２２は、ステップＳ２において、先ず、現在の変速段数と対応するマップ（図１２）を記憶部５３から読み出す。そして、制御装置２２は、このマップに現在のエンジンの回転速度と、エンジンの負荷とをあてはめ、このマップから第２のスロットル弁７０の開度を小さくする開度を読み出す。

エンジンの回転速度と負荷とが図１２に示すマップにおいて符号Ｄで示す領域にある場合は、ステップＳ２からステップＰ１に進み、第１のスロットル弁６６の開度と第２のスロットル弁７０の開度が一致するように両スロットル弁６６，７０が駆動される。
一方、エンジンの回転速度と負荷とが図１２に示すマップにおいて符号Ａ〜Ｃで示す領域にある場合は、ステップＳ２からステップＰ２に進み、第２のスロットル弁７０の開度が小さくさせられる。このとき、第２のスロットル弁７０の開度は、図１２に示すマップから読み出された第１のスロットル弁６６の開度（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ度）よりα、β、γ度だけ小さくした開度（Ａ−α度、Ｂ−β度、Ｃ−γ度）に設定される。制御装置２２は、エンジンが運転されている間は上記の制御を繰り返し実施して第１、第２のスロットル弁６６，７０の開度を制御する。

この実施の形態による４気筒エンジン１においては、エンジンの回転速度が所定の値より低く、負荷が所定の領域となって乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態であるときに、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒（２番気筒および４番気筒）の吸入空気量が減少し、図示平均有効圧力が他の２つの気筒の図示平均有効圧力より低下させられる。このため、この実施の形態を採る場合であっても前記第１の実施の形態を採るときと同等の効果が得られる。

この実施の形態において、爆発間隔が９０度となる２番気筒と４番気筒に接続された前記第２の吸気装置６２は、これら両気筒の吸気ポート９に接続された１つのサージタンク（第２のサージタンク６７）と、このサージタンクに設けられた１つのスロットル弁（第２のスロットル弁７０）とを備えている。２番気筒と４番気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の１番気筒および３番気筒に対して吸入空気量が少なくなるように前記第２のスロットル弁７０の開度を制御することにより低下させられる。

このため、爆発間隔が９０度となる２番気筒および４番気筒の吸入空気量が１つのスロットル弁（第２のスロットル弁７０）によって制御される。すなわち、２番気筒において低下する図示平均有効圧力の大きさと、４番気筒において低下する図示平均有効圧力の大きさとが略等しくなる。
したがって、爆発間隔が９０度となる２番気筒と４番気筒の図示平均有効圧力を均等に制御可能になるから、これらの２つの気筒で爆発が生じることにより上昇するトルクの大きさにばらつきが生じることがなくなる。この結果、この実施の形態によれば、図示平均有効圧力の制御を容易に行うことが可能な４気筒エンジンを提供することができる。

（第２の実施の形態による変形例）
２番気筒と４番気筒に１つのサージタンク（第２のサージタンク６７）から空気を供給する構成を採る場合の第１の吸気装置６１は、図１４（変形例１）および図１５（変形例２）に示すように構成することができる。図１４および図１５において、前記図１〜図１３によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

図１４に示す第１の吸気装置６１は、変形例１となるものであり、１番気筒用スロットル弁７３と、３番気筒用スロットル弁７４とを備えている。これらのスロットル弁７３，７４は、電動式のものや、アクセル操作子７２に操作用ワイヤ（図示せず）を介して連結されるものを使用することができる。１番気筒用スロットル弁７３は、１番気筒の吸気ポート９に吸気管７５を介して接続されている。３番気筒用スロットル弁７４は、３番気筒の吸気ポート９に吸気管７６を介して接続されている。１番気筒用スロットル弁７３と３番気筒用スロットル弁７４は、同一開度となるように連動する。また、１番気筒用スロットル弁７３の開度と、３番気筒用スロットル弁７４の開度は、アクセル操作子７２の操作量に比例するように増減する。

図１５に示す第１の吸気装置６１は、変形例２となるものであり、１番気筒に設けられた第１の可変動弁機構７７と、３番気筒に設けられた第２の可変動弁機構７８とを備えている。これらの第１、第２の可変動弁機構７７，７８は、吸気弁１１の開閉時期とリフト量とをそれぞれ連続的に変更することができるものである。すなわち、１番気筒の吸入空気量は、第１の可変動弁機構７７が１番気筒の吸気弁１１の開度を変えることによって制御される。３番気筒の吸入空気量は、第２の可変動弁機構７８が３番気筒の吸気弁１１の開度を変えることによって制御される。
第１の吸気装置６１を図１４および図１５に示すように構成しても、第２の実施の形態を採るときと同等の効果が得られる。

この第２の実施の形態においては、爆発間隔が９０度となる２つの気筒の図示平均有効圧力を他の２つの気筒の図示平均有効圧力より低下させる条件として、エンジンの回転速度が所定の値より小さく、負荷が所定の領域となっていることを挙げている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることなく、前記条件の一つに車速を加えることができる。この場合は、段落００３４においても説明したように、クランク角検出センサ４５で検出されたエンジンの回転速度と変速ポジションセンサ４６で検出される変速段数とから演算によって車速を求めてもよいし、あるいは、図１１に示すように、制御装置２２に車速センサ７９を接続する。

（第３の実施の形態）
爆発間隔が９０度となる２つの気筒の図示平均有効圧力を低下させるためには、図１６〜図１９に示すように、吸気装置を用いて実施することができる。図１６〜図１９において、前記図１〜図１５によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図１６に示す４気筒エンジン１は、図１〜図９に示す第１の形態を採るときの４気筒エンジンとは点火系の構成と吸気装置１６とが異なり、その他の構成は同一のものである。この実施の形態による４気筒エンジン１の点火系は、全ての気筒において点火時期が最適になるように構成されている。この実施の形態においては、上述した第１の実施の形態で示したような遅角制御は行わない。

図１６に示す４気筒エンジン１の吸気装置１６は、１番気筒用の第１の吸気装置８１と、２番気筒用の第２の吸気装置８２と、３番気筒用の第３の吸気装置８３と、４番気筒用の第４の吸気装置８４とによって構成されている。これらの第１〜第４の吸気装置８１〜８４は、各気筒の吸気ポート９に吸気管８５を介して接続された電動式スロットル弁８６〜８９を備えている。これらのスロットル弁８６〜８９より吸気の上流側には、空気量測定装置２１がスロットル弁毎に設けられている。

これらのスロットル弁８６〜８９の動作は、図１７に示す制御装置２２のスロットル弁制御部９１によって制御される。
前記スロットル弁制御部９１は、乗員によって操作されるアクセル操作子７２の操作量に基づいて前記４個のスロットル弁８６〜８９の開度を制御する。１番気筒用スロットル弁８６と３番気筒用スロットル弁８８の開度は、アクセル操作子７２の操作量に比例するように増減する。

２番気筒用スロットル弁８７と４番気筒用スロットル弁８９の開度は、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態のときに１番気筒用スロットル弁８６および３番気筒用スロットル弁８８の開度より小さく設定され、それ以外の場合は１番気筒用スロットル弁８６および３番気筒用スロットル弁８８の開度と一致させられる。
この実施の形態によるスロットル弁制御部９１は、図１８に示すマップを用いて２番気筒用スロットル弁８７と４番気筒用スロットル弁８９の開度を設定する。

図１８に示すマップは、２番気筒用スロットル弁８７と４番気筒用スロットル弁８９の開度を１番気筒用スロットル弁８６および３番気筒用スロットル弁８８の開度（Ａ度、Ｂ度、Ｃ度、Ｄ度）に対してα、β、γ度だけ小さくする開度（Ａ−α度、Ｂ−β度、Ｃ−γ度）をエンジンの回転速度と負荷とに割り付けたものである。このマップは、変速機４２の変速段数毎に設けられ、制御装置２２の記憶部５３に保存されている。

２番気筒用スロットル弁８７と４番気筒用スロットル弁８９の開度が低くなると、２番気筒と４番気筒とにおいて吸入空気量が少なくなり、これらの気筒の燃焼時の図示平均有効圧力が低下する。この実施の形態による違和感解消手段３５は、吸入空気量が低減することにより図示平均有効圧力が低下する現象を利用したもので、前記スロットル弁制御部９１と２番気筒用スロットル弁８７および４番気筒用スロットル弁８９とによって構成されている。

この実施の形態による制御装置２２は、図１９のフローチャートに示すように動作する。すなわち、制御装置２２は、図１９に示すフローチャートのステップＳ１でエンジンが始動した後、ステップＳ２において、エンジンの回転速度が所定の値より低いか否かと、負荷が所定の領域か否かとを判別する。ここでいう所定の値や所定の領域とは、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態となる値や領域、すなわち吸入空気量を低下させる制御が必要になる値や領域である。具体的には、制御装置２２は、ステップＳ２において、先ず、現在の変速段数と対応するマップ（図１８）を記憶部５３から読み出す。そして、制御装置２２は、このマップに現在のエンジンの回転速度と、エンジンの負荷とをあてはめ、このマップから２番気筒用スロットル弁８７と４番気筒用スロットル弁８９の開度を小さくする開度を読み出す。

エンジンの回転速度と負荷とが図１８に示すマップにおいて符号Ｄで示す領域にある場合は、ステップＳ２からステップＱ１に進み、全てのスロットル弁８６〜８９の開度が一致するように全てのスロットル弁８６〜８９が駆動される。
一方、エンジンの回転速度と負荷とが図１８に示すマップにおいて符号Ａ〜Ｃで示す領域にある場合は、ステップＳ２からステップＱ２に進み、２番気筒用スロットル弁８７と４番気筒用スロットル弁８９の開度が小さくさせられる。このとき、２番気筒用スロットル弁８７と４番気筒用スロットル弁８９の開度は、図１８に示すマップから読み出された１番気筒用スロットル弁８６と３番気筒用スロットル弁８８の開度（Ａ度、Ｂ度、Ｃ度、Ｄ度）よりα、β、γ度だけ小さくした開度（Ａ−α度、Ｂ−β度、Ｃ−γ度）に設定される。制御装置２２は、エンジンが運転されている間は上記の制御を繰り返し実施して全てのスロットル弁８６〜８９の開度を制御する。

この実施の形態による４気筒エンジン１においては、エンジンの回転速度が所定の値より低く、負荷が所定の領域となって乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態であるときに、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒（２番気筒および４番気筒）の吸入空気量が減少し、図示平均有効圧力が他の２つの気筒の図示平均有効圧力より低下させられる。このため、この実施の形態を採る場合であっても前記第１の実施の形態を採るときと同等の効果が得られる。

この実施の形態において、前記爆発間隔が９０度となる２番気筒と４番気筒に接続された第２、第４の吸気装置８２，８４は、気筒毎のスロットル弁８７，８９を備えている。前記２番気筒と前記４番気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の１番気筒および３番気筒に対して吸入空気量が少なくなるように２番気筒用スロットル弁８７および４番気筒用スロットル弁８９の開度を制御することにより低下させられる。

この実施の形態によれば、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態であるときに、気筒毎のスロットル弁８７，８９によって２番気筒と４番気筒の吸入空気量が減少する。このため、この４気筒エンジン１は、２番気筒と４番気筒とにおいて応答性よく図示平均有効圧力が低減するるから、乗員がより一層違和感を覚え難いものとなる。

この実施の形態による２番気筒用スロットル弁８７の開度と、４番気筒用スロットル弁８９の開度は同一である。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、２番気筒用スロットル弁８７の開度と４番気筒用スロットル弁８９の開度を互いに異なる開度とすることができる。また、２番気筒用スロットル弁８７と４番気筒用スロットル弁８９のうち、一方のスロットル弁の開度を１番気筒用スロットル弁８６や３番気筒用スロットル弁８８の開度と一致させ、他方のスロットル弁の開度を低下させることができる。

このようにスロットル弁８７，８９の開度を個別に制御するためには、例えば２番気筒用スロットル弁８７の開度を示すマップと、このマップとは別に形成された４番気筒用スロットル弁８９の開度を示すマップとを用いることが考えられる。
このような構成を採ることにより、２番気筒で爆発が生じて発生するトルクの大きさと、４番気筒で爆発が生じて発生するトルクの大きさとを個別に制御できるようになる。このため、この構成を採ることにより、エンジンの駆動エネルギーの均一化を容易に図ることが可能になる。

（第３の実施の形態による変形例）
２番気筒と４番気筒にそれぞれ気筒毎のスロットル弁から空気を供給する構成を採る場合の１番気筒と３番気筒に接続された吸気装置は、図２０（変形例１）および図２１（変形例２）に示すように構成することができる。図２０および図２１において、前記図１〜図１９によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

図２０は変形例１を示す図であり、同図に示す１番気筒の吸気ポート９と３番気筒の吸気ポート９は、それぞれ吸気管９２を介して１つのサージタンク９３に接続されている。このサージタンク９３の一端部には、電動式またはワイヤ操作式のスロットル弁９４が設けられている。このスロットル弁９４の開度は、図１０に示す実施の形態と同様に、アクセル操作子７２の操作量と比例するように制御される。

図２１は変形例２を示す図であり、同図に示す１番気筒用の第１の吸気装置８１は、１番気筒に設けられた第１の可変動弁機構９５を備えている。また、３番気筒用の第３の吸気装置８３は、３番気筒に設けられた第２の可変動弁機構９６を備えている。これらの第１、第２の可変動弁機構９５，９６は、吸気弁１１の開閉時期とリフト量とをそれぞれ連続的に変更することができるものである。すなわち、１番気筒の吸入空気量は、第１の可変動弁機構９５が１番気筒の吸気弁１１の開度を変えることによって制御される。３番気筒の吸入空気量は、第２の可変動弁機構９６が３番気筒の吸気弁１１の開度を変えることによって制御される。
１番気筒と３番気筒に接続された第１、第３の吸気装置８１，８３を図２０および図２１に示すように構成しても、第２の実施の形態を採るときと同等の効果が得られる。

この第３の実施の形態においては、爆発間隔が９０度となる２つの気筒の図示平均有効圧力を他の２つの気筒の図示平均有効圧力より低下させる条件として、エンジンの回転速度が所定の値より小さく、負荷が所定の領域となっていることを挙げている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることなく、前記条件の一つに車速を加えることができる。この場合は、段落００３４においても説明したように、クランク角検出センサ４５で検出されたエンジンの回転速度と変速ポジションセンサ４６で検出される変速段数とから演算によって車速を求めてもよいし、あるいは、図１７に示すように、制御装置２２に車速センサ９７を接続して実施する。

（第４の実施の形態）
爆発間隔が９０度となる２つの気筒の図示平均有効圧力を低下させるためには、図２２〜図２５に示すように、吸気装置を用いて実施することができる。図２２〜図２５において、前記図１〜図２１によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図に示す４気筒エンジン１は、第１の形態を採るときの４気筒エンジンとは点火系の構成と吸気装置１６とが異なり、その他の構成は同一のものである。この実施の形態による４気筒エンジンの点火系は、全ての気筒において点火時期が最適になるように構成されている。この実施の形態においては、上述した第１の実施の形態で示したような遅角制御は行わない。

図２２に示す４気筒エンジン１の吸気装置１６は、気筒毎の可変動弁機構１０１〜１０４と、各気筒の吸気ポートに吸気管１０５によって接続された１つのサージタンク１０６とを備えている。前記可変動弁機構１０１〜１０４は、吸気弁１１の開閉時期とリフト量とをそれぞれ連続的に変更することができるものである。すなわち、各気筒の吸入空気量は、気筒毎の可変動弁機構が各気筒の吸気弁１１の開度を変えることによって制御される。各気筒の吸気管１０５には空気量測定装置２１がそれぞれ設けられている。

前記サージタンク１０６の一端部には、前記可変動弁機構１０１〜１０４と協働して各気筒の吸入空気量を制御するためのスロットル弁１０７が設けられている。このスロットル弁１０７は、電動式またはワイヤ操作式のものである。このスロットル弁１０７の開度は、図１０に示す実施の形態と同様に、アクセル操作子７２の操作量に比例するように制御される。なお、この実施の形態によるサージタンク１０６は、スロットル弁１０７を介すことなくエアクリーナ（図示せず）に接続することができる。

前記４個の可変動弁機構１０１〜１０４の動作は、図２３に示す制御装置２２の吸入空気量制御部１０８によって制御される。
前記吸入空気量制御部１０８は、乗員によって操作されるアクセル操作子７２の操作量に基づいて前記４個の可変動弁機構１０１〜１０４の動作を制御する。１番気筒の可変動弁機構１０１により変えられる１番気筒用吸気弁１１の開閉時期およびリフト量と、３番気筒の可変動弁機構１０３により変えられる３番気筒用吸気弁１１の開閉時期およびリフト量は、アクセル操作子７２の操作量に比例するように増減する。以下においては、吸気弁１１の開閉時期およびリフト量を単に「開度」という。

２番気筒用吸気弁１１と４番気筒用吸気弁１１の開度は、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態のときに１番気筒用吸気弁１１および３番気筒用吸気弁１１の開度より小さく設定され、それ以外の場合は１番気筒用吸気弁１１および３番気筒用吸気弁１１の開度と一致させられる。
この実施の形態による吸入空気量制御部１０８は、図２４に示すマップを用いて２番気筒用吸気弁１１と４番気筒用吸気弁１１の開度を設定する。

図２４に示すマップは、２番気筒用吸気弁１１と４番気筒用吸気弁１１の開度を１番気筒用吸気弁１１および３番気筒用吸気弁１１の開度（Ａ度、Ｂ度、Ｃ度、Ｄ度）に対してα、β、γ度だけ小さくする開度（Ａ−α度、Ｂ−β度、Ｃ−γ度）をエンジンの回転速度と負荷とに割り付けたものである。このマップは、変速機４２の変速段数毎に設けられ、制御装置２２の記憶部５３に保存されている。

２番気筒用吸気弁１１と４番気筒用吸気弁１１の開度が小さくなると、２番気筒と４番気筒とにおいて吸入空気量が少なくなり、これらの気筒の燃焼時の図示平均有効圧力が低下する。この実施の形態による違和感解消手段３５は、吸入空気量が低減することにより図示平均有効圧力が低下する現象を利用したもので、前記吸入空気量制御部１０８と、２番気筒の可変動弁機構１０２と、４番気筒の可変動弁機構１０４とによって構成されている。

この実施の形態による制御装置２２は、図２５のフローチャートに示すように動作する。すなわち、制御装置２２は、図２５に示すフローチャートのステップＳ１でエンジンが始動した後、ステップＳ２において、エンジンの回転速度が所定の値より低いか否かと、負荷が所定の領域か否かとを判別する。ここでいう所定の値や所定の領域とは、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態となる値や領域、すなわち吸入空気量を低下させる制御が必要になる値や領域である。

具体的には、制御装置２２は、ステップＳ２において、先ず、現在の変速段数と対応するマップ（図２４）を記憶部５３から読み出す。そして、制御装置２２は、このマップに現在のエンジンの回転速度と、エンジンの負荷とをあてはめ、このマップから２番気筒用吸気弁１１と４番気筒用吸気弁１１の開度を小さくする開度を読み出す。
エンジンの回転速度と負荷とが図２４に示すマップにおいて符号Ｄで示す領域にある場合は、ステップＳ２からステップＲ１に進み、全ての吸気弁１１の開度が一致するように全ての可変動弁機構１０１〜１０４が駆動される。

一方、エンジンの回転速度と負荷とが図２４に示すマップにおいて符号Ａ〜Ｃで示す領域にある場合は、ステップＳ２からステップＲ２に進み、２番気筒用吸気弁１１と４番気筒用吸気弁１１の開度が小さくさせられる。このとき、２番気筒用吸気弁１１と４番気筒用吸気弁１１の開度は、図２４に示すマップから読み出された１番気筒用吸気弁１１と３番気筒用吸気弁１１の開度（Ａ度、Ｂ度、Ｃ度、Ｄ度）よりα、β、γ度だけ小さい開度（Ａ−α度、Ｂ−β度、Ｃ−γ度）に設定される。制御装置２２は、エンジンが運転されている間は上記の制御を繰り返し実施して全ての可変動弁機構１０１〜１０４の動作を制御する。

この実施の形態による４気筒エンジン１においては、エンジンの回転速度が所定の値より小さく、負荷が所定の領域となって乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態であるときに、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒（２番気筒および４番気筒）の吸入空気量が減少し、図示平均有効圧力が他の２つの気筒の図示平均有効圧力より低下させられる。このため、この実施の形態を採る場合であっても前記第１の実施の形態を採るときと同等の効果が得られる。

この実施の形態において、前記爆発間隔が９０度となる２番気筒と４番気筒に接続された吸気装置１６は、吸気弁１１の開度を制御可能な可変動弁機構１０２，１０４を備えている。前記２番気筒と前記４番気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の１番気筒および３番気筒に対して吸入空気量が少なくなるように２番気筒用吸気弁１１および４番気筒用吸気弁１１の開度を制御することにより低下させられる。

この実施の形態によれば、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態であるときに、気筒毎の可変動弁機構１０２，１０４によって２番気筒と４番気筒の吸入空気量が減少する。このため、この４気筒エンジン１は、２番気筒と４番気筒とにおいて応答性よく図示平均有効圧力が低減するから、乗員がより一層違和感を覚え難いものとなる。

この実施の形態による２番気筒用吸気弁１１の開度と、４番気筒用吸気弁１１の開度は同一である。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、２番気筒用吸気弁１１の開度と４番気筒用吸気弁１１の開度を互いに異なる開度とすることができる。また、２番気筒用吸気弁１１と４番気筒用吸気弁１１のうち、一方の吸気弁１１の開度を１番気筒用吸気弁１１や３番気筒用吸気弁１１の開度と一致させ、他方の吸気弁１１の開度を低下させることができる。

このように吸気弁１１の開度を個別に制御するためには、例えば２番気筒用吸気弁１１の開度を示すマップと、このマップとは別に形成された４番気筒用吸気弁１１の開度を示すマップとを用いることが考えられる。
このような構成を採ることにより、２番気筒で爆発が生じて発生するトルクの大きさと、４番気筒で爆発が生じて発生するトルクの大きさとを個別に制御できるようになる。このため、この構成を採ることにより、エンジンの駆動エネルギーの均一化を容易に図ることが可能になる。

（第４の実施の形態による変形例）
２番気筒と４番気筒にそれぞれ可変動弁機構を備える場合の１番気筒と３番気筒に接続された吸気装置は、図２６（変形例１）および図２７（変形例２）に示すように構成することができる。図２６および図２７において、前記図１〜図２５によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

図２６は変形例１を示す図であり、同図に示す１番気筒の吸気ポート９と３番気筒の吸気ポート９は、それぞれ吸気管１１１を介して１つのサージタンク１１２に接続されている。このサージタンク１１２の一端部には、電動式またはワイヤ操作式のスロットル弁１１３が設けられている。このスロットル弁１１３の開度は、図１０に示す実施の形態と同様に、アクセル操作子７２の操作量と比例するように制御される。

図２７は変形例２を示す図であり、同図に示す１番気筒の吸気ポート９には、吸気管１１４を介して１番気筒用スロットル弁１１５が接続されている。３番気筒の吸気ポート９には、吸気管１１６を介して３番気筒用スロットル弁１１７が接続されている。これらのスロットル弁１１５，１１７は、電動式のものや、アクセル操作子７２に操作用ワイヤ（図示せず）を介して連結されるものを使用することができる。１番気筒用スロットル弁１１５と３番気筒用スロットル弁１１７は、同一開度となるように連動する。また、１番気筒用スロットル弁１１５の開度と、３番気筒用スロットル弁１１７の開度は、アクセル操作子７２の操作量に比例するように増減する。
１番気筒と３番気筒に接続される吸気装置を図２６および図２７に示すように構成しても、第４の実施の形態を採るときと同等の効果が得られる。

上述した各実施の形態においては、違和感解消手段３５が２番気筒と４番気筒の図示平均有効圧力を低下させるにあたってマップを使用する例を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、２番気筒と４番気筒の図示平均有効圧力を低下させるアクチュエータ（点火装置２７、スロットル弁、可変動弁機構など）の動作量は、演算のみによって求めることが可能である。

また、上述した各実施の形態においては、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒が２番気筒と４番気筒である４気筒エンジン１を示した。しかし、クランクピン３１〜３４の位置が図３に示すクランク軸８とは異なる場合は、爆発間隔が９０度となる２つの気筒が２番気筒と４番気筒となるとは限らない。このため、本発明を実施するにあたっては、クランクピン３１〜３４の位置に依存することなく、爆発間隔がクランク角で９０度となる２つの気筒について、乗員がエンジンのトルク変動を感じ易い運転状態のときに図示平均有効圧を低下させる。

さらに、上述した各実施の形態で示した４気筒エンジン１は、全ての気筒がクランク軸８の軸線方向に一列に並ぶものである。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、本発明は、Ｖ型４気筒エンジンにも適用することが可能である。爆発間隔がクランク角で２７０度−１８０度−９０度−１８０度となるＶ型４気筒エンジンは、一方のシリンダ列のシリンダ軸線と、他方のシリンダ列のシリンダ軸線とのなす角度がクランク軸の軸線方向から見て９０度となるものである。また、この９０度Ｖ型エンジンに用いるクランク軸は、１プレーン型のものである。

この第４の実施の形態においては、爆発間隔が９０度となる２つの気筒の図示平均有効圧力を他の２つの気筒の図示平均有効圧力より低下させる条件として、エンジンの回転速度が所定の値より小さく、負荷が所定の領域となっていることを挙げている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることなく、前記条件の一つに車速を加えることができる。この場合は、段落００３４においても説明したように、クランク角検出センサ４５で検出されたエンジンの回転速度と変速ポジションセンサ４６で検出される変速段数とから演算によって車速を求めてもよいし、あるいは、図２３に示すように、制御装置２２に車速センサ１１８を接続して実施する。

１…４気筒エンジン、２…シリンダ孔、３…シリンダボディ、４…シリンダヘッド、６…ピストン、７…コンロッド、８…クランク軸、９…吸気ポート、１０…排気ポート、１４…点火プラグ、１６…吸気装置、１８，６３，６７，９３，１０６，１１２…サージタンク、１９，６６，７０，７３，７４，８６〜８９，９４，１０７，１１３，１１５，１１７…スロットル弁、２２…制御装置、２３…排気装置、２７…点火装置、５２…点火時期制御部、７１，９１…スロットル弁制御部、７７，７８，９５，９６，１０１〜１０４…可変動弁機構、１０８…吸入空気量制御部。

Claims (6)

1. ４つのシリンダ孔を有するシリンダボディと、
   前記シリンダボデイに取付けられたシリンダヘッドと、
   前記シリンダヘッドに取付けられたシリンダ孔毎の点火プラグを含む点火装置と、
   前記シリンダヘッドのシリンダ孔毎の吸気ポートに接続された吸気装置と、
   前記シリンダヘッドのシリンダ孔毎の排気ポートに接続された排気装置と、
   前記シリンダ孔内に移動自在に嵌合した４つのピストンと、
   これらのピストンにコンロッドを介して連結されたクランク軸とを備え、
   前記４つのシリンダ孔によって構成される４気筒の爆発間隔は、クランク角で２７０度−１８０度−９０度−１８０度であり、
   前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒のうち少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力は、エンジンの回転速度が所定の値より低い場合に爆発間隔が９０度ではない他の気筒の図示平均有効圧力より低下させられることを特徴とする４気筒エンジン。
2. 請求項１記載の４気筒エンジンにおいて、前記図示平均有効圧力を低下させる量は、エンジンの回転速度が低く負荷が大きくなるにしたがって多くなることを特徴とする４気筒エンジン。
3. 請求項１または請求項２記載の４気筒エンジンにおいて、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒のうち少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の気筒に対して点火時期を遅角させることにより低下させられることを特徴とする４気筒エンジン。
4. 請求項１または請求項２記載の４気筒エンジンにおいて、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒に接続された前記吸気装置は、これら両気筒の吸気ポートに接続された１つのサージタンクと、このサージタンクに設けられた１つのスロットル弁とを備え、
   前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の気筒に対して吸入空気量が少なくなるように前記スロットル弁の開度を制御することにより低下させられることを特徴とする４気筒エンジン。
5. 請求項１または請求項２記載の４気筒エンジンにおいて、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒に接続された前記吸気装置は、気筒毎のスロットル弁を備え、
   前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒のうち少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の気筒に対して吸入空気量が少なくなるように前記スロットル弁の開度を制御することにより低下させられることを特徴とする４気筒エンジン。
6. 請求項１または請求項２記載の４気筒エンジンにおいて、前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒に接続された前記吸気装置は、前記吸気ポートを開閉する吸気弁の開閉時期と開度とを変更可能な可変動弁機構を備え、
   前記爆発間隔が９０度となる２つの気筒のうち少なくとも一方の気筒の図示平均有効圧力は、爆発間隔が９０度ではない他の気筒に対して吸入空気量が少なくなるように前記可変動弁機構を動作させることにより低下させられることを特徴とする４気筒エンジン。

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