JP5230480B2 - エンジンの吸気装置及びそれを備えた鞍乗り型車両 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの吸気装置及びそれを備えた鞍乗り型車両に関する。

従来、エンジンの吸気装置は、次のように構成されている。空気取入口から取り入れられた空気がエアクリーナに導かれて浄化される。浄化された空気は、吸気管を介してスロットルボディに導かれて吸気量が調整される。吸気量が調整された空気は吸気多岐管を介してエンジンの各吸気ポートに導かれる（例えば、特許文献１を参照）。

エアクリーナは、空気中のゴミなどを捕らえるフィルタエレメントと、これを収めるエアクリーナボックスとから構成されている。エンジンの回転数を急激に上げると、それに伴ってエンジンに多くの空気を急激に取り込む必要がある。この場合に、エンジンに取り込まれる空気は、エアクリーナボックスに溜まっている空気だけである。そのため、エンジン性能を高める上で、エアクリーナの容量、即ち、フィルタエレメントよりも下流側に位置するエアクリーナボックスの容量はできるだけ大きいことが望ましい。

一方、エアクリーナからエンジンの吸気ポートに至る吸気経路を流れる空気は、空気圧力が低い部分と高い部分を有する圧力波（脈動流）であることが知られている。したがって、吸入空気速度が最大となる時期（吸気バルブが閉じる直前）に、吸入空気の圧力の高い部分（正圧波）を吸気ポートに到達させれば吸気慣性効果が最大となり体積効率を向上させることができる。

ここで、吸気経路の長さ（吸気経路長）と吸気経路内の脈動流との間には次の関係があることが知られている。即ち、吸気経路長が長くなれば脈動流の波長が長くなり、吸気経路長が短くなれば脈動流の波長が短くなる。また、エンジンの回転数と吸気経路長との間には次の関係があることが知られている。即ち、エンジンの回転数が高くなれば脈動流の周期が短くなり、エンジンの回転数が低くなれば脈動流の周期が長くなる。したがって、低回転数領域では吸気経路長は長いことが望ましく、高回転数領域では吸気経路長は短いことが望ましい。

しかし、通常、吸気経路長は一定であるので、特定のエンジン回転数領域では吸気慣性効果による吸入空気量の増加が得られても、その他のエンジン回転数領域では吸気慣性効果が得られないことになる。その結果、吸気慣性効果の得られないエンジン回転数領域では、エンジン出力が低下する、いわゆる「トルクの谷」が生じる。

このような「トルクの谷」が生じるのを回避してエンジンの出力特性を改善するための手法として、エンジン回転数に応じて吸気経路長を変える装置が提案されている（例えば、特許文献２乃至４参照）。

（１）特許文献２の技術
特許文献２に記載の装置は、吸気管の中間高さ位置に開口部を形成するとともに、この吸気菅に可動管を摺動可能に嵌合させ、この可動管をエンジン回転数に応じて摺動させて吸気管の開口部を開閉させている。

（２）特許文献３の技術
特許文献３に記載の装置は、サージタンク内に複数本の湾曲吸気菅を並設するとともに、これらの湾曲吸気菅に補助ポートをそれぞれ摺動可能に嵌合させ、これらの補助ポートをエンジン回転数に応じて摺動させている。

（３）特許文献４の技術
特許文献４に記載の装置は、サージタンク内に導入されたインテークマニホルドの一端側に、複数個の補助マニホールドを移動可能に連ね、これらの補助マニホールドをエンジン回転数に応じて移動させている。

特許第３７２３７９２号公報（第３〜４頁、図３〜図５） 特開２００８−１９８１６号公報（第６〜７頁、図５及び図６） 特開平８−３３８２５１号公報（第４〜５頁、図１及び図２） 特開平９−２２２０１８号公報（第４〜５頁、図１）

しかしながら、特許文献１に記載の技術の場合、エアクリーナをエンジン周辺の狭小空間に配置するので、エアクリーナを大型にすることが困難である。その結果、エアクリーナの容量が不足して、高回転域でエンジンの出力が低下するという問題点がある。このような問題点は、車両レイアウト上の制約が多く、しかも、エンジンの回転数を高回転域にまで急激に立ち上げることの多い自動二輪車において顕著である。

一方、特許文献２乃至４に記載の技術の場合、サージタンクなどの限られた空間内で、吸気経路長を大幅に変えることが困難である。そのため、エンジンの広い回転数域にわたって吸気慣性効果を得ることができない。特に、自動二輪車ではエンジン回転数の変化が大きいので、吸気経路長を大きく変える必要性があるという事情を考慮すれば、特許文献２乃至４に記載の技術は、自動二輪車にはあまり有効とはいえない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、エアクリーナの容量を大きくすることができるとともに、エンジンの広い回転数域にわたって吸気慣性効果を得ることができるエンジンの吸気装置及びそれを備えた鞍乗り型車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明に係るエンジンの吸気装置は、取り込んだ空気を浄化するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを通過した清浄空気を貯めるエアクリーナボックスと、前記エアクリーナボックスに連通して前記清浄空気を貯める、車体フレーム内の空間に設けられたフレーム内ボックスと、前記エアクリーナボックス及び前記フレーム内ボックスに一端側が連通し、他端側がエンジンの吸気ポートに連通している吸気管と、前記エアクリーナボックスから直接に前記吸気管へ流れる空気流を制御する第１バルブと、前記エアクリーナボックスから前記フレーム内ボックスを経由して前記吸気管へ流れる空気流を制御する第２バルブと、エンジンの稼動状態に応じて前記第１及び第２バルブを制御する制御部とを備えている。

請求項１に記載の発明によれば、制御部がエンジンの稼動状態に応じて第１及び第２バルブを制御することにより、エアクリーナボックス、またはフレーム内ボックス、あるいは両ボックスに蓄えられた清浄空気が吸気菅を介してエンジンの吸気ポートへ送られる。したがって、請求項１に記載の発明によれば、車体フレーム内の空間に清浄空気を貯めるフレーム内ボックスを備えるので、車両レイアウト上の制約でエアクリーナボックスの容量を大きくすることが困難な場合であっても、フレーム内ボックスの容量分だけエアクリーナの容量（ここでは、エアクリーナボックスとフレーム内ボックスの容量の総和）を大きくすることができる。また、車体フレーム内の空間は比較的に広くて余裕があるので、フレーム内ボックスを大型化することも容易である。その結果、エアクリーナの容量を十分に確保することができ、高回転域でも高いエンジン出力を得ることができる。

また、通常、エアクリーナボックスはエンジン周辺の狭小空間に置かれるので、エアクリーナボックスから吸気菅を介してエンジンの吸気ポートに至る吸気経路は比較的に短い。これに対して、車体フレーム内の空間にフレーム内ボックスを設けた場合、エアクリーナボックスからフレーム内ボックスを通り、さらに吸気菅を介してエンジンの吸気ポートに至る吸気経路は比較的に長くなる。したがって、請求項１記載の発明によれば、第１及び第２バルブを適宜に制御することにより、吸気経路長を大幅に変えることができる。その結果、エンジンの広い回転数域にわたって吸気慣性効果を得ることができる。

本発明において好ましくは、フレーム内ボックスは複数個設けられる（請求項２記載の発明）。複数個のフレーム内ボックスを設けることにより、エアクリーナの容量を一層大きくすることができるとともに、吸気経路長の変化幅も一層大きくすることができる。

本発明において好ましくは、前記車体フレームは、走行方向に延びる一対のメインフレームを備え、前記エアクリーナボックスは、前記一対のメインフレームの間に配置され、前記フレーム内ボックスは、前記エアクリーナボックスを挟んで、前記一対のメインフレーム内の空間にそれぞれ配置される（請求項３記載の発明）。この構成によれば、エアクリーナボックスと一対のフレーム内ボックスの配置をコンパクトにすることもできる。

本発明において好ましくは、前記フレーム内ボックスは、前記一対のメインフレームのそれぞれに複数個設けられる（請求項４記載の発明）。この構成によれば、更にエアクリーナの容量の増大を図ることができるとともに、吸気経路長の変化幅を大きくすることができる。

本発明において好ましくは、前記エアクリーナボックスは、その底部中央部において前記吸気管の一端側が連通しているとともに、その両側部において第１継管を介して前記フレーム内ボックスの走行方向前側にそれぞれ連通し、前記フレーム内ボックスの走行方向後側は第２継管を介して前記吸気管の一端側にそれぞれ連通している（請求項５記載の発明）。この構成によれば、フレーム内ボックスに流入した空気は、走行方向前側から走行方向後側に向かってフレーム内ボックスを流通するので、フレーム内ボックスの空気の流れが円滑になる。

本発明において好ましくは、前記フレーム内ボックスはゴム製である（請求項６記載の発明）。この構成によれば、フレーム内ボックスを流通する空気による振動や騒音を抑制することができる。

本発明において好ましくは、前記第１バルブは、前記エアクリーナボックスから直接に前記吸気管へ空気流が流れ出る、前記エアクリーナボックスの第１流出口に配置されており、前記第２バルブは、前記エアクリーナボックスから前記フレーム内ボックスへ空気流が流れ出る、前記エアクリーナボックスの第２流出口に配置されている（請求項７記載の発明）。この構成によれば、第１流出口を開放し、第２流出口を閉止することにより、エアクリーナボックスを流通する空気を、直接に吸気菅へ円滑に導くことができる。また、第１流出口を閉止し、第２流出口を開放することにより、エアクリーナボックスを流通する空気を、フレーム内ボックスへ円滑に導くことができる。

本発明において好ましくは、前記第１及び第２バルブは、電動モータでバルブを開度調整可能に開閉される（請求項８記載の発明）。この構成によれば、第１及び第２バルブの開度を調整することにより、エアクリーナボックスから直接に吸気菅へ空気が流れる吸気経路と、エアクリーナボックスからフレーム内ボックスを通って吸気菅へ空気が流れる吸気経路との二者択一だけでなく、両経路に同時に空気を流して、各々の空気流量を調整するなど、複雑に空気の流れを調整することができるので、エンジンの稼動状態に応じて吸気経路の長さを精度よく変えることができる。

本発明において好ましくは、前記制御部は、前記エンジンの通常稼動状態における通常制御モードと、エンジンの特定回転数領域におけるエンジンの出力低下を抑制するための特殊制御モードとを実行し、前記通常制御モードでは、少なくとも前記フレーム内ボックスに空気を流通させた制御を行う（請求項９記載の発明）。フレーム内ボックスは比較的に自由にその長さを確保することができるので、通常制御モードでフレーム内ボックスに空気を流通させる構成にすれば、通常制御モードで最適な吸気経路長を容易に実現することができる。

本発明において好ましくは、前記制御部は、前記エンジンの回転数に応じて前記第１及び第２バルブを制御する（請求項１０記載の発明）。吸気慣性効果は、エンジンの稼動状態の中でも、特にエンジンの回転数に応じて変動するので、エンジンの回転数に応じて前記第１及び第２バルブを制御して吸気経路長を変えることにより、精度の良い制御を行うことができる。

本発明において好ましくは、前記制御部は、さらにスロットル開度に応じて前記第１及び第２バルブを制御する（請求項１１記載の発明）。吸気慣性効果は、スロットル開度の影響も受けるので、スロットル開度に応じて前記第１及び第２バルブを制御して吸気経路長を変えることにより、一層精度の良い制御を行うことができる。

本発明に係るエンジンの吸気装置は、好ましくは、鞍乗り型車両に搭載される（請求項１２記載の発明）。鞍乗り型車両は車両レイアウト上の制約が多く、エアクリーナを大型化したり、吸気経路長を大幅に変えたりすることが困難であるので、本発明に係るエンジンの吸気装置を搭載する車両として好適である。

本発明に係るエンジンの吸気装置は、特に好ましくは、自動二輪車に搭載され、かつ、前記フレーム内ボックスは、ステアリングシャフトが挿通されるヘッドパイプから二股状に分岐した一対のメインフレーム内の空間に配置される（請求項１３記載の発明）。自動二輪車は、エンジンの回転数を高回転域にまで急激に立ち上げることが多いので、それだけエアクリーナの大型化及び吸気経路長の変更幅の拡大が望まれる。したがって、本発明に係るエンジンの吸気装置を搭載する車両として、自動二輪車は特に好適である。そして、自動二輪車において、ステアリングシャフトが挿通されるヘッドパイプから二股状に分岐した一対のメインフレーム内の空間にフレーム内ボックスを配置すれば、本発明を容易かつ好適に実施することができる。

本発明によれば、車体フレーム内の空間に清浄空気を貯めるフレーム内ボックスを備えるので、車両レイアウト上の制約でエアクリーナボックスの容量を大きくすることが困難な場合であっても、フレーム内ボックスの容量分だけエアクリーナの容量を大きくすることができる。また、車体フレーム内の空間は比較的に広くて余裕があるので、フレーム内ボックスを大型化することも容易である。その結果、本発明によれば、エアクリーナの容量を十分に確保することができ、高回転域でも高いエンジン出力を得ることができる。

また、通常、エアクリーナボックスはエンジン周辺の狭小空間に置かれるので、エアクリーナボックスから吸気菅を介してエンジンの吸気ポートに至る吸気経路は比較的に短い。これに対して、車体フレーム内の空間にフレーム内ボックスを設けた場合、エアクリーナボックスからフレーム内ボックスを通り、さらに吸気菅を介してエンジンの吸気ポートに至る吸気経路は比較的に長くなる。したがって、本発明によれば、第１及び第２バルブを適宜に制御することにより、吸気経路長を大幅に変えることができる。その結果、エンジンの広い回転数域にわたって吸気慣性効果を得ることができ、いわゆるトルクの谷のない良好なエンジンの出力特性を得ることができる。

実施例１に係る自動二輪車の概略構成を示した側面図である。 実施例１に係る吸気装置の要部構成を示す斜視図である。 図２に示した吸気装置の水平断面図である。 図２に示した吸気装置の縦断面図である。 実施例１に係る吸気装置の制御系の構成を示したブロック図である。 エンジンの回転数とエンジンの出力特性の関係を示した図である。 バルブ開度設定テーブルの模式図である。 吸気装置の制御動作を示したフロチャートである。 実施例２に係る吸気装置の水平断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。
ここでは、実施例１に係るエンジンの吸気装置を備える鞍乗り型車両として、自動二輪車を例に挙げて説明する。

（１）全体概略構成
図１は、実施例１に係る自動二輪車の概略構成を示した側面図である。なお、図１中のPVはメインフレーム周辺を平面視した部分図である。

自動二輪車１は、ステアリングシャフト２が挿通されるヘッドパイプ３から二股状に分岐した一対のメインフレーム４Ｒ、４Ｌ（以下、メインフレーム４Ｒ、４Ｌを特に区別しない場合は、符号「４」を付す）を備えている。ステアリングシャフト２の上端部にステアリングハンドル５が、その下端部に一対のフロントフォーク６が、それぞれ連結されている。フロントフォーク６の下端部に前輪７が回転自在に取り付けられている。メインフレーム４の後側部に一対のスイングアーム８の前端部が揺動自在に取り付けられている。スウイングアーム８の後端部に後輪９が回転自在に取り付けられている。メインフレーム４の下側にエンジン１０が搭載されている。このエンジン１０が発生する駆動力が、変速機１１、ドライブ軸１２、ドライブスプロケット１３、チェーン１４、ドリブンスプロケット１５を介して、後輪９に伝達される。メインフレーム４を挟んでエンジン１０の上方に燃料タンク１６が設けられ、この燃料タンク１６の後方にシート１７が設けられている。

（２）吸気装置の構成
図１及び図２乃至図４を参照して自動二輪車１に備えられた吸気装置の構成を説明する。図２は吸気装置の要部構成を示す斜視図、図３は図２に示した吸気装置の水平断面図、図４は図２に示した吸気装置の縦断面図である。

吸気装置２０は、空気を取り込むエアファンネル２１と、エアファンネル２１から取り込まれた空気をろ過するフィルタエレメント２２と（図４参照）、フィルタエレメント２２を通過した清浄空気を貯めるエアクリーナボックス２３と、エアクリーナボックス２３に連通して清浄空気を貯める、一対のメインフレーム４内の空間にそれぞれ設けられた２個のフレーム内ボックス２４Ｒ、２４Ｌ（以下、両ボックス２４Ｒ、２４Ｌを特に区別しない場合は、符号「２４」を付す）とを備える。メインフレーム４は、本発明における車体フレームに相当する。

図４に示すように、エアファンネル２１は走行方向に向かって開口する開口部２１ａを備えている。エアファンネル２１とエアクリーナボックス２３との連通部に、フィルタエレメント２２が配設されている。図２及び図３に示すように、エアクリーナボックス２３は、平面視で略台形状のボックスであって、一対のメインフレーム４の間に配置されている。図３及び図４に示すように、エアクリーナボックス２３の走行方向後側の底部中央部に空気流が流れ出る第１流出口２５が形成されている。また、エアクリーナボックス２３の走行方向に沿った両側部の前側寄りに、空気流が流れ出る第２流出口２６Ｒ、２６Ｌ（以下、第２流出口２６Ｒ、２６Ｌを特に区別しない場合は、符号「２６」を付す）がそれぞれ形成されている。

一対のフレーム内ボックス２４（２４Ｒ、２４Ｌ）の構成を説明する。以下では、走行方向に面して右側にあるフレーム内ボックス２４Ｒを例に採って説明する。フレーム内ボックス２４Ｒは、メインフレーム４Ｒの内部空間に応じた形態で形成され、実施例において、直方体状のボックスである。フレーム内ボックス２４Ｒは、空気流による振動や騒音を防止するためにゴムで形成されている。フレーム内ボックス２４Ｒのエアクリーナボックス２３に面した側面の走行方向前側に、空気流の流入口２７Ｒが形成されている。エアクリーナボックス２３の第２流出口２６Ｒは、ゴム製の第１継管２８Ｒを介して、フレーム内ボックス２４Ｒの流入口２７Ｒに連通接続されている。フレーム内ボックス２４Ｒのエアクリーナボックス２３に面した側面の走行方向後側に、空気流の流出口２９Ｒが形成されている。

エアクリーナボックス２３の第１流出口２５には吸気管３０の一端側が連通接続されている。この吸気管３０の他端側はエンジン１０の吸気ポートに連通接続されている。また、フレーム内ボックス２４Ｒの流出口２９Ｒには、ゴム製の第２継管３１Ｒの一端側が連通接続されている。第２継管３１Ｒは、エアクリーナボックス２３の外側を底面に沿って中央に導かれ、その他端はエアクリーナボックス２３の第１流出口２５の近傍で、吸気管３０の一端側に連通接続されている。

エアクリーナボックス２３の第１流出口２５には、エアクリーナボックス２３から吸気管３０へ流れる空気流を制御する第１バルブ３２が設けられている。第１バルブ３２は、電動モータ３３で開度調整可能に構成されている。同様に、エアクリーナボックス２３の第２流出口２６Ｒには、エアクリーナボックス２３からフレーム内ボックス２４Ｒへ流れる空気流を制御する第２バルブ３４Ｒが設けられている。第２バルブ３４Ｒは、電動モータ３５Ｒで開度調整可能に構成されている。

走行方向に面して左側にあるフレーム内ボックス２４Ｌ及びその周辺の構成は、上述したフレーム内ボックス２４Ｒ及びその周辺の構成と同じであるので、ここでの説明は省略する。なお、以下では、左右のフレーム内ボックス２４Ｒ、２４Ｌと、各々の周辺の構成を区別して説明する場合には、それらの参照数字に「Ｒ」または「Ｌ」の添え字を付すが、両者を区別しない場合は、添え字を省略して説明する。

（３）吸気装置の制御系の構成
図５を参照して吸気装置２０の制御系の構成を説明する。図５は、吸気装置２０の制御系の構成を示すブロック図である。

吸気装置２０は、エンジン１０の稼動状態に応じて、エアクリーナボックス２３の第１バルブ３２及び一対の第２バルブ３４を制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）４０を備えている。ＥＣＵ４０は、本発明における制御部に相当する。ＥＣＵ４０には、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出センサ４１からの検出信号が与えられる。さらに、ＥＣＵ４０には、エンジン１０の回転数を検出する回転数検出センサ４２からの検出信号が与えられる。ＥＣＵ４０は、スロットル開度検出センサ４１及び回転数検出センサ４２の各検出信号に基づき、メモリ４３に予め記憶されたバルブ開度設定テーブルを参照して、第１バルブ３２及び一対の第２バルブ３４の開度をそれぞれ個別に決定する。

ここで、図６を参照してエンジンの回転数とエンジンの出力特性の関係を説明する。
上述したように、吸気経路長を一定とした場合、特定のエンジン回転数領域では吸気慣性効果による吸入空気量の増加が得られても、その他のエンジン回転数領域では吸気慣性効果が得られない。その結果、吸気慣性効果の得られないエンジン回転数領域では、エンジン出力が低下する、いわゆる「トルクの谷」が生じる。図６において、P１及びP２領域が「トルクの谷」である。P３領域は、明確な「トルクの谷」ではないが、出力の上昇が鈍っているので、エンジン出力特性としては好ましくない。図６中に、負荷１乃至負荷３の各特性図で示すように、「トルクの谷」が生じるエンジンの回転数領域は、エンジンに作用する負荷によっても変化する。エンジンの負荷は、スロットルバルブの開度で検出することができる。つまり、「トルクの谷」が生じるのを回避するためには、エンジンの回転数とスロットルバルブの開度に応じて、吸気経路長を変えるのが好ましい。

そこで本実施例では、メモリ４３に図７に示すようなバルブ開度設定テーブル４３ａ乃至４３ｄを予め記憶している。テーブル４３ａ乃至４３ｄは、スロットルバルブの開度θの領域ごとに設けられ、エンジン１０の回転数ｎの領域に応じて、第１バルブ３２及び一対の第２バルブ３４の開度がそれぞれ個別に設定されている。第１バルブ３２及び一対の第２バルブ３４は、単なる開閉情報で設定することも可能であるが、本実施例のように、各バルブの開度（角度）情報で設定すると、複雑に空気の流れを調整することができるので、エンジンの稼動状態に応じて吸気経路の実質的な長さを精度よく変えることができる。

（４）吸気装置の制御動作
図８を参照して本実施例に係る吸気装置の動作を説明する。
ステップＳ１：ＥＣＵ４０は、スロットル開度検出センサ４１からスロットルバルブの開度を、回転数検出センサ４２からエンジン１０の回転数をそれぞれ取り込む。

ステップＳ２：ＥＣＵ４０は、各センサ４１、４２から取り込んだスロットル開度とエンジン回転数に基づき、通常制御モードを採るか、特殊制御モードを採るかを決定する。本明細書において、「通常制御モード」とは、エンジン１０の通常稼動状態における吸気装置の制御モードを意味する。例えば、図６において、いわゆる「トルクの谷」（図６では、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の領域）が生じる特定回転数領域を除いた回転数領域における制御モードである。また、「特殊制御モード」とは、エンジンの特定回転数領域におけるエンジンの出力低下（トルクの谷）を抑制するための制御モードを意味する。

（５）通常制御モード
ステップS３：本実施例において、通常制御モードでは、主として一対のフレーム内ボックス２４を経由してエンジンに空気流を流すようにしている。メインフレーム４内の空間は比較的に余裕があるので、メインフレーム４内に設けられる一対のフレーム内ボックス２４は比較的に自由にその長さや容積を確保することができる。したがって、エンジン出力の低下を招きにくい最適の吸気経路長を比較的に容易に実現することができる。最適の吸気経路長を予め設定しておくことにより、「トルクの谷」が生じる特定回転数領域の発生を極力抑えることができるので、特殊制御モードへ移行する（つまり、吸気経路長を変える）回数を減らすことができ、それだけ吸気装置の制御を容易に行うことができる。なお、通常制御モードにおいて、第１バルブ３２を完全に閉状態にするのではなく、第１のバルブ３２を少し開いて、エアクリーナボックス２３から空気流を吸気管３０へ直接に流しても良い。一対のフレーム内ボックス２４を単独で使用するか、あるいは、エアクリーナボックス２３を併用するかは、最良のエンジン出力特性が得られるように、実験によって予め定められる。

（６）特殊制御モード
ステップS４：特殊制御モードでは、通常制御モードによるとエンジンの出力低下を招く特定回転数領域において、吸気経路長を変えて出力低下を抑制する。具体的には、ＥＣＵ４０は、メモリ４３のバルブ開度設定テーブル４３ａ乃至４３ｄを参照し、現在のスロットル開度とエンジン回転数に応じた、第１バルブ３２及び第２バルブ３４Ｒ、３４Ｌの開度を読み出し、各バルブ３２、３４Ｒ、３４Ｌの開度を調節する。これにより、吸気経路長が実質的に変化し、そのときのエンジンの稼動状態に応じた最適の吸気経路長に設定される結果、エンジン出力の低下を抑制することができる。なお、特殊制御モードにおける一対のフレーム内ボックス２４及びエアクリーナボックス２３の使用態様も実験的に定められるものである。また、第２バルブ３４Ｒ、３４Ｌを互いに異なる開度に設定して、フレーム内ボックス２４Ｒ、２４Ｌに流れる空気量が互いに異なるように設定してもよい。

以上のように、実施例１によれば、エアクリーナボックス２３の他に、メインフレーム４内の空間にフレーム内ボックス２４を設けてあるので、エアクリーナの容量（ここでは、エアクリーナボックス２３とフレーム内ボックス２４の容量の総和）を大きくすることができる。その結果、エアクリーナの容量を十分に確保することができ、高回転域でも高いエンジン出力を得ることができる。

また、フレーム内ボックス２４を設けた場合、エアクリーナボックス２３からフレーム内ボックス２４を通り、さらに第２継管３１や吸気菅３０を介してエンジンの吸気ポートに至る吸気経路は比較的に長くなる。その結果、第１バルブ３２及び第２バルブ３４Ｒ、３４Ｌを適宜に開度調節することにより、吸気経路長を最短と最長とで比較して２倍以上に亘って変化させることも可能である。その結果、エンジンの広い回転数域にわたって吸気慣性効果を得ることができる。

図９を参照して実施例２に係るエンジンの吸気装置について説明する。
図９は実施例２に係るエンジンの吸気装置の水平断面図である。図９において、図３に示した符号と同一の符号で示した部分は、実施例１と同様の構成であるのでここでの説明は省略する。

本実施例の特徴は、一対のメインフレーム４の各々に、実施例１で説明したフレーム内ボックス２４Ｒ、２４Ｌの他に、更に別のフレーム内ボックス４４Ｒ、４４Ｌを備えた点にある。メインフレーム４Ｒに設けられたフレーム内ボックス４４Ｒは、走行方向前側で第１継管４５Ｒを介してエアクリーナボックス２３に連通接続されている。また、フレーム内ボックス４４Ｒは走行方向後側で第２継管４６Ｒを介して吸気管３０に連通接続されている。エアクリーナボックス２３からフレーム内ボックス４４Ｒへ空気流を流すための流出口４７Ｒには、電動モータ４８Ｒで開度調整される第３バルブ４９Ｒが設けられている。同様に、メインフレーム４Ｌにはフレーム内ボックス４４Ｌが設けれ、このフレーム内ボックス４４Ｌが第１継管４５Ｌを介してエアクリーナボックス２３に、第２継管４６Ｌを介して吸気管３０に、それぞれ連通接続されている。そして、エアクリーナボックス２３からフレーム内ボックス４４Ｌへ空気流を流すため流出口４７Ｌには、電動モータ４８Ｌで開度調整される第３バルブ４９Ｌが設けられている。

実施例２によれば、一対のメインフレーム４にそれぞれ２個のフレーム内ボックス２４Ｒ、４４Ｒ（又は、２４Ｌ、４４Ｌ）が設けられているので、エアクリーナの容量を一層大きくすることができる。また、各バルブ３２、３４Ｒ、３４Ｌ、４９Ｒ、４９Ｌを適宜に開閉制御することにより、実施例１のものに比べて、一層、吸気経路長の変化幅を大きくすることができ、エンジンの一層広い回転数域にわたって吸気慣性効果を得ることができる。

本発明は、上記実施例１及び２のものに限らず、次のように変形実施することができる。
（１）一対のメインフレーム４にそれぞれ３個以上のフレーム内ボックスを設けるようにしてもよい。

（２）上記実施例では、エンジンの稼動状態として、スロットル開度とエンジン回転数に応じて吸気経路長を調整したが、エンジンの回転数だけに応じて吸気経路長を調整してもよい。

（３）エンジンの稼動状態としてはスロットル開度とエンジン回転数に限らず、例えば、ガソリンと空気の混合比を検出し、その混合比も考慮して吸気経路長を調整するようにしてもよい。

（４）更に、エンジンの稼動状態として、エンジンの点火時期も考慮して吸気経路長を調整するようにしてもよい。

（５）上記実施例では、フレーム内ボックスをゴムで形成したが、メインフレーム内に金属製の内壁で閉空間を形成し、これをフレーム内ボックスとして利用してもよい。

（６）上記実施例では、本発明に係るエンジンの吸気装置を自動二輪車に搭載した例を説明したが、本発明に係るエンジンの吸気装置は、内部空間を有する車体フレームを備えた車両であれば、その他の鞍乗り型車両や自動車などにも適用することができる。

４（４Ｒ、４Ｌ） … メインフレーム
２０ … 吸気装置
２１ … エアファンネル
２３ … エアクリーナボックス
２４（２４Ｒ、２４Ｌ） … フレーム内ボックス
２５ … 第１流出口
２６（２６Ｒ、２６Ｌ） … 第２流出口
２７（２７Ｒ、２７Ｌ） … 流入口
２８（２８Ｒ、２８Ｌ） … 第１継管
２９（２９Ｒ、２９Ｌ） … 流出口
３０ … 吸気管
３１（３１Ｒ、３１Ｌ） … 第２継管
３２ … 第１バルブ
３３ … 電動モータ
３４（３４Ｒ、３４Ｌ） … 第２バルブ
３５（３５Ｒ、３５Ｌ） … 電動モータ
４０ … ＥＣＵ
４１ … スロットル開度検出センサ
４２ … 回転数検出センサ
４３ … メモリ
４４（４４Ｒ、４４Ｌ） … フレーム内ボックス

Claims (13)

1. 取り込んだ空気を浄化するフィルタエレメントと、
   前記フィルタエレメントを通過した清浄空気を貯めるエアクリーナボックスと、
   前記エアクリーナボックスに連通して前記清浄空気を貯める、車体フレーム内の空間に設けられたフレーム内ボックスと、
   前記エアクリーナボックス及び前記フレーム内ボックスに一端側が連通し、他端側がエンジンの吸気ポートに連通している吸気管と、
   前記エアクリーナボックスから直接に前記吸気管へ流れる空気流を制御する第１バルブと、
   前記エアクリーナボックスから前記フレーム内ボックスを経由して前記吸気管へ流れる空気流を制御する第２バルブと、
   エンジンの稼動状態に応じて前記第１及び第２バルブを制御する制御部と
   を備えたエンジンの吸気装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記フレーム内ボックスは、複数個設けられているエンジンの吸気装置
3. 請求項２に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記車体フレームは、走行方向に延びる一対のメインフレームを備え、
   前記エアクリーナボックスは、前記一対のメインフレームの間に配置され、
   前記フレーム内ボックスは、前記エアクリーナボックスを挟んで、前記一対のメインフレーム内の空間にそれぞれ配置されているエンジンの吸気装置。
4. 請求項３に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記フレーム内ボックスは、前記一対のメインフレームのそれぞれに複数個設けられているエンジンの吸気装置。
5. 請求項３又は４に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記エアクリーナボックスは、その底部中央部において前記吸気管の一端側が連通しているとともに、その両側部において第1継管を介して前記フレーム内ボックスの走行方向前側にそれぞれ連通し、
   前記フレーム内ボックスの走行方向後側は第２継管を介して前記吸気管の一端側にそれぞれ連通しているエンジンの吸気装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のエンジンの吸気装置において、
   前記フレーム内ボックスは、ゴム製であるエンジンの吸気装置。
7. 請求項１に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記第１バルブは、前記エアクリーナボックスから直接に前記吸気管へ空気流が流れ出る、前記エアクリーナボックスの第１流出口に配置されており、
   前記第２バルブは、前記エアクリーナボックスから前記フレーム内ボックスへ空気流が流れ出る、前記エアクリーナボックスの第２流出口に配置されているエンジンの吸気装置。
8. 請求項７に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記第１及び第２バルブは、電動モータでバルブを開度調整可能に開閉されるエンジンの吸気装置。
9. 請求項１に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記制御部は、前記エンジンの通常稼動状態における通常制御モードと、エンジンの特定回転数領域におけるエンジンの出力低下を抑制するための特殊制御モードとを実行し、前記通常制御モードでは、少なくとも前記フレーム内ボックスに空気を流通させた制御を行うエンジンの吸気装置。
10. 請求項１に記載のエンジンの吸気装置において、
    前記制御部は、前記エンジンの回転数に応じて前記第１及び第２バルブを制御するエンジンの吸気装置。
11. 請求項１０に記載のエンジンの吸気装置において、
    前記制御部は、さらにスロットル開度に応じて前記第１及び第２バルブを制御するエンジンの吸気装置。
12. 請求項１乃至１０のいずれかに記載のエンジンの吸気装置を備えた鞍乗り型車両。
13. 請求項１２に記載の鞍乗り型車両において、
    前記鞍乗り型車両は、自動二輪車であり、
    前記フレーム内ボックスは、ステアリングシャフトが挿通されるヘッドパイプから二股状に分岐した一対のメインフレーム内の空間に配置される鞍乗り型車両。

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