JP2008003267A - Engine sound synthesizer and synthesis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン音合成装置及びその方法に関し、さらに詳しくは、実音を模したエンジン音を合成するためのエンジン音合成装置及びその方法に関する。 The present invention relates to an engine sound synthesizer and a method thereof, and more particularly to an engine sound synthesizer and a method thereof for synthesizing an engine sound imitating a real sound.
四輪自動車や自動二輪車に代表される車両のエンジン音は、沿道の住民にとっては騒音に過ぎない場合が多い。そこで、近年の騒音規制を契機として、エンジン音の低減のための改良が重ねられ、現在では、著しく静音化されたエンジンが実用化されている。 The engine noise of vehicles such as automobiles and motorcycles is often just noise for roadside residents. Thus, with recent noise regulations as a trigger, improvements for reducing engine noise have been repeated, and nowadays, an engine that has been made extremely quiet has been put into practical use.
ところが、車両の運転者にとっては、車両に搭載されたエンジン音には捨てがたい魅力があり、運転時の楽しみの一つでもある。そのため、静音化されたエンジンを搭載した車両は、運転者に十分な満足をもたらすことができず、車両の購買意欲の低下の原因となりかねない。 However, for the driver of the vehicle, the engine sound mounted on the vehicle has an attractive feature that is hard to throw away and is one of the pleasures of driving. Therefore, a vehicle equipped with a silenced engine cannot bring sufficient satisfaction to the driver, and may cause a decrease in the willingness to purchase the vehicle.
そこで、下記の特許文献1に記載されているように、四輪自動車の車室内や二輪自動車の運転者が装着するヘルメット内で、合成エンジン音を発生することにより、周囲に対しては静粛性を維持しながら、運転者には十分な音量のエンジン音を感じさせることができる構成が提案されている。特許文献1には、エンジン音データを記憶手段から読み出してエンジン音を合成するエンジン音合成装置が開示されている。この装置では、複数の異なるエンジン運転状態に対して、それぞれ1燃焼サイクル分のエンジン音データを記憶手段に記憶させておき、実際のエンジンの運転状態に応じたエンジン音データを合成するようにしている。そして、合成された1燃焼サイクル分のエンジン音データがエンジン回転速度に応じて繰り返し再生されるようになっている。
Therefore, as described in
また、下記の特許文献2及び3には、各運転状態に対応して複数のエンジン音データを記憶しておき、これらを重み付けして合成するエンジン模擬音形成装置が記載されている。しかしながら、この装置では、合成されるいずれのエンジン音も同じような周波数成分を有しているため、大きいエンジン音が小さいエンジン音をかき消し、同じような音が繰り返されることにより、ブザーのような単調な音になってしまう。
ところで、実際のエンジンは、爆発ごと燃焼圧力や爆発間隔が変化しており、それに応じて、エンジン音には音圧の揺らぎが生じ、かつ、発音間隔の揺らぎが生じている。したがって、より実音に近いエンジン音を合成するためには、爆発ごとにエンジン音を変えて揺らぎを再現する必要がある。下記の特許文献4及び5には、このような揺らぎを再現したエンジン音合成装置が記載されている。
本発明の目的は、揺らぎを再現し、より実音に近いエンジン音を合成可能なエンジン音合成装置及びその方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an engine sound synthesizer and method for reproducing fluctuations and synthesizing engine sounds closer to real sounds.
本発明によるエンジン音合成装置は、第1のエンジン音と第2のエンジン音とを記憶する記憶手段と、記憶手段から第1のエンジン音と第2のエンジン音とを読み出す読出手段と、読出手段により読み出された第1のエンジン音と第2のエンジン音とを合成する合成手段と、合成手段により合成される第1のエンジン音と第2のエンジン音との間の位相をエンジンの爆発ごとに変動させる位相変動手段とを備える。本発明によるエンジン音合成方法は上記エンジン音合成装置の使用に相当する。本発明における合成対象は少なくとも2つのエンジン音であるから、3つ以上のエンジン音を合成してもよい。 An engine sound synthesizer according to the present invention comprises a storage means for storing a first engine sound and a second engine sound, a reading means for reading out the first engine sound and the second engine sound from the storage means, and a reading The first engine sound and the second engine sound read by the means, and the phase between the first engine sound and the second engine sound synthesized by the synthesizing means. And phase variation means for varying each explosion. The engine sound synthesis method according to the present invention corresponds to the use of the engine sound synthesizer. Since the synthesis target in the present invention is at least two engine sounds, three or more engine sounds may be synthesized.
本発明によれば、第1のエンジン音と第2のエンジン音とがその間の位相をエンジンの爆発ごとに変動させながら合成されるので、合成されたエンジン音の音色は爆発ごとに変動し、揺らぎを再現し、より実音に近いエンジン音を合成することができる。 According to the present invention, the first engine sound and the second engine sound are synthesized while varying the phase between each engine explosion, so the synthesized engine sound tone varies with each explosion, It can reproduce fluctuations and synthesize engine sounds that are closer to real sounds.
ある実施の形態において、上記記憶手段は、第1のエンジン音を時分割した複数の第1のエンジン音データをアドレス順に記憶し、第2のエンジン音を時分割した複数の第2のエンジン音データをアドレス順に記憶する。位相変動手段は、乱数を生成する乱数生成手段と、乱数生成手段により生成された乱数分の差を有する第1の開始アドレスと第2の開始アドレスとを生成する開始アドレス生成手段とを含む。読出手段は、開始アドレス生成手段により生成された第1の開始アドレスから順に変化(増加又は減少)する第1の読出アドレスを生成して記憶手段に与える第1の読出アドレス生成手段と、開始アドレス生成手段により生成された第2の開始アドレスから順に変化(増加又は減少)する第2の読出アドレスを生成して記憶手段に与える第2の読出アドレス生成手段とを含む。 In one embodiment, the storage means stores a plurality of first engine sound data obtained by time-dividing the first engine sound in the order of addresses, and a plurality of second engine sounds obtained by time-dividing the second engine sound. Data is stored in order of address. The phase changing unit includes a random number generating unit that generates a random number, and a start address generating unit that generates a first start address and a second start address having a difference corresponding to the random number generated by the random number generating unit. The read means generates a first read address that changes (increases or decreases) in order from the first start address generated by the start address generating means and supplies the first read address to the storage means; and the start address Second read address generation means for generating a second read address that changes (increases or decreases) in order from the second start address generated by the generation means and supplies the second read address to the storage means.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1を参照して、自動二輪車1は、たとえば電子制御式4サイクル4気筒エンジンからなるエンジン2を動力源とし、このエンジン2からの駆動力を車輪3に伝達して走行するものである。本発明の実施の形態によるエンジン音合成装置10は、たとえば、運転者4が着座するシート5の下方に配置されている。一方、運転者4が装着するヘルメット6には、アンプ7、スピーカ8及び赤外線受信器9が内蔵されている。アンプ7及び赤外線受信器9は、たとえば、ヘルメット6の顎ガード部(運転者4の顎に対向する部分)に配置され、スピーカ8は、ヘルメット6の耳部(運転者4の耳に対向する部分)に配置されている。赤外線受信器9は、運転者4がヘルメット6を装着した状態で運転者の前方に受信方向が向くように取り付けられている。
Referring to FIG. 1, a
運転者4よりも車体の前方部、たとえば燃料タンク12の上部には、赤外線発信器14が配設されている。この赤外線発信器14が発生する赤外線信号がヘルメット6に設けられた赤外線受信器9によって受信されることになる。赤外線発信器14には、エンジン音合成装置10から、合成エンジン音データに対応した音声信号が与えられるようになっている。
An
このような構成により、エンジン音合成装置10が生成した合成エンジン音データに対応する音声信号が、赤外線発信器14から赤外線受信器9へと送られ、アンプ7で増幅された後に、スピーカ8によって音響化されて出力される。
With such a configuration, an audio signal corresponding to the synthesized engine sound data generated by the
エンジン2には、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ11と、エンジン2の回転パルス信号を生成する回転パルス生成器13とが装備されており、これらの出力信号は、エンジン音合成装置10に入力されている。回転パルス生成器13は、たとえば、クランクシャフトの1回転ごとに1パルスを出力するものである。4サイクル単気筒エンジンの場合には、クランクシャフトの2回転(720度の回転)に1回のタイミングで爆発が生じるので、回転パルス生成器13が生成する回転パルス信号の2周期分が爆発間隔に等しくなる。
The
エンジン2のスロットル開度は、ハンドルに設けられたアクセルグリップ(通常は右側グリップ)の操作量に対応するので、スロットル開度センサ11の代わりに、アクセルグリップの操作量を検出するアクセル操作量センサの出力信号をエンジン音合成装置10に入力することもできる。
The throttle opening of the
このような構成により、エンジン音合成装置10は、エンジン2のスロットル開度等に対応した合成エンジン音信号を発生し、これに対応した合成エンジン音がスピーカ8から出力される。これにより、エンジン2が極めて静粛性の高いものであったとしても、運転者4はエンジン音を感じながら、自動二輪車1の運転を楽しむことができる。
With such a configuration, the
図2を参照して、エンジン音合成装置10は、スロットル開度センサ11又はアクセル操作量センサの出力信号に基づいてスロットル開度データThrを生成するスロットル開度検出部21と、回転パルス生成器13が生成する回転パルス信号Rotの時間間隔を検出してパルス間隔データIntを生成するパルス間隔検出部22と、合成エンジン音データ生成部24と、この合成エンジン音データ生成部24が生成した合成エンジン音データをアナログ音声信号に変換するディジタル/アナログ変換機能を備えた出力処理部25とを備える。合成エンジン音データ生成部24には、スロットル開度データThr、回転パルス信号Rot及びパルス間隔データIntが入力されており、合成エンジン音データ生成部24は、これらに基づいて合成エンジン音データを生成する。スロットル開度検出部21及びパルス間隔検出部22は、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出部20を構成している。パルス間隔データIntは、エンジン回転速度に1対1に対応するデータであるから、結局、エンジン回転速度を表すデータであるとも言える。
Referring to FIG. 2, an
パルス間隔検出部22は、基準クロック信号CLK(たとえば周波数44.1kHz)を計数するとともに、回転パルス信号Rotが与えられるたびに計数値を出力してリセットされるカウンタで構成することができる。すなわち、回転パルス信号Rotの入力間隔の間の基準クロック数がパルス間隔データIntとなる。
The pulse
図3を参照して、合成エンジン音データ生成部24は、タイミングコントローラ26と、開始・終了アドレステーブル28と、乱数生成部30と、開始・終了アドレス生成部32と、回転数比率算出部34と、加減速音比率算出部36と、バッファ音生成部41〜44と、加算器46とを備える。
Referring to FIG. 3, the synthesized engine sound
タイミングコントローラ26は、回転パルス信号Rot、パルス間隔データInt及び基準クロック信号CLKに応答して、開始パルス信号ST1〜ST4及び開始気筒番号データSNを順番に繰り返し生成する。開始パルス信号ST1〜ST4は、それぞれバッファ音生成部41〜44に与えられる。開始気筒番号データSNは、開始・終了アドレス生成部32に与えられる。
The
タイミングコントローラ26は、エンジン回転速度に対応して、後述するバッファ音生成部41〜44からの音データの出力タイミングを制御する。タイミングコントローラ26は、図4に具体的に示すように、カウンタ261と、分周器262と、比較器263と、開始パルス生成器264とを含む。図4及び図5を参照して、カウンタ261は、回転パルス信号Rotに応答してゼロにリセットされ、基準クロック信号CLKに応答してインクリメントされる。分周器262は、パルス間隔データIntを2分の1倍にする。比較器263は、カウンタ261の出力値を分周器262の出力値と比較し、出力値が同じ場合に遅延回転パルス信号Rotdを生成する。この遅延回転パルス信号Rotdは、回転パルス信号RotよりもInt/2だけ遅れている。開始パルス生成器264は、最初の回転パルス信号Rotに応答して開始パルス信号ST1を立ち上げ、開始気筒番号データSNを「1」に設定する。開始パルス生成器264はまた、次の遅延回転パルス信号Rotdに応答して回転パルス信号ST2を立ち上げ、開始気筒番号データSNを「2」に設定する。開始パルス生成器264はまた、次の回転パルス信号Rotに応答して回転パルス信号ST3を立ち上げ、開始気筒番号データSNを「3」に設定する。開始パルス生成器264はまた、次の遅延回転パルス信号Rotdに応答して回転パルス信号ST4を立ち上げ、開始気筒番号データSNを「4」に設定する。
ここで例示したタイミングコントローラ26は4気筒用であるため、パルス間隔データIntを2分の1倍にしているが、単気筒の場合は2倍、2気筒の場合は1倍、8気筒の場合は4分の1倍にすればよい。また、開始気筒番号データSNは、単気筒の場合は「1」が繰り返し設定され、2気筒の場合は「1」及び「2」が繰り返し設定され、8気筒の場合は「1」〜「8」が順番に繰り返し設定されるようにすればよい。
The
Since the
開始・終了アドレステーブル28は、図6に具体的に示すように、加速音アドレステーブル281と、減速音アドレステーブル282とに分割される。アドレステーブル281及び282は気筒ごとに1つずつ設けられる。本例は4気筒であるから、アドレステーブル281及び282は4つずつ設けられる。ちなみに、アドレステーブル281及び282は単気筒の場合は1つずつ、2気筒の場合は2つずつ、8気筒の場合は8つずつ設けられる。 As specifically shown in FIG. 6, the start / end address table 28 is divided into an acceleration sound address table 281 and a deceleration sound address table 282. One address table 281 and 282 is provided for each cylinder. Since this example has four cylinders, four address tables 281 and 282 are provided. Incidentally, the address tables 281 and 282 are provided one by one for the single cylinder, two for the two cylinders, and eight for the eight cylinders.
加速音アドレステーブル281には、加速音が格納されている音データメモリ(図8中の410)の開始アドレスSa及び終了アドレスEaが登録されている。具体的には、N個のパルス間隔データInta1〜IntaNに対応付けて、N個の加速エンジン音データDa1(音識別情報=#1)が格納されている開始アドレスSa11〜SaN1及び終了アドレスEa11〜EaN1と、N個の加速エンジン音データDa2(音識別情報=#2)が格納されている開始アドレスSa12〜SaN2及び終了アドレスEa12〜EaN2とが登録されている。 In the acceleration sound address table 281 are registered a start address S a and an end address E a of a sound data memory (410 in FIG. 8) in which acceleration sounds are stored. Specifically, start addresses S a11 to S aN1 in which N pieces of acceleration engine sound data D a1 (sound identification information = # 1) are stored in association with N pieces of pulse interval data Int a1 to Int aN. and an end address E a11 ~E aN1, N pieces of acceleration engine sound data D a2 (sound identity = # 2) start address is stored S a12 to S aN2 and end address E a12 to E aN2 and register Has been.
減速音アドレステーブル282には、減速音が格納されている音データメモリ(図8中の410)の開始アドレスSd及び終了アドレスEdが登録されている。具体的には、N個のパルス間隔データIntd1〜IntdNに対応付けて、N個の減速エンジン音データDd1(音識別情報=#1)が格納されている開始アドレスSd11〜SdN1及び終了アドレスEd11〜EdN1と、N個の減速エンジン音データDd2(音識別情報=#2)が格納されている開始アドレスSd12〜SdN2及び終了アドレスEd12〜EdN2とが登録されている。 The deceleration sound address table 282, the start address S d and the end address E d of the sound data memory deceleration sound is stored (410 in FIG. 8) is registered. Specifically, start addresses S d11 to S dN1 in which N pieces of deceleration engine sound data D d1 (sound identification information = # 1) are stored in association with N pieces of pulse interval data Int d1 to Int dN. And end addresses E d11 to E dN1 , start addresses S d12 to S dN2 and end addresses E d12 to E dN2 storing N pieces of deceleration engine sound data D d2 (sound identification information = # 2) are registered. Has been.
図7を参照して、開始・終了アドレス生成部32は、タイミングコントローラ26から出力される開始気筒番号データSNに応じて、対応する1対の加速音アドレステーブル281及び減速音アドレステーブル282を選択する(321)。
Referring to FIG. 7, start /
開始・終了アドレス生成部32は、パルス間隔データInt(Inta(X−1)<Int<IntaX)が与えられた場合、選択した加速音アドレステーブル281の中から、パルス間隔データInta(X−1)に対応する加速エンジン音データDa1の開始アドレスSa(X−1)1及び終了アドレスEa(X−1)1と、パルス間隔データInta(X−1)に対応する加速エンジン音データDa2の開始アドレスSa(X−1)2及び終了アドレスEa(X−1)2と、パルス間隔データIntaXに対応する加速エンジン音データDa1の開始アドレスSaX1及び終了アドレスEaX1と、パルス間隔データIntaXに対応する加速エンジン音データDa2の開始アドレスSaX2及び終了アドレスEaX2とを回転パルス信号Rotに応答して読み出す(322)。
When the pulse interval data Int (Int a (X−1) <Int <Int aX ) is given, the start / end
開始・終了アドレス生成部32はまた、パルス間隔データInt(Intd(Y−1)<Int<IntdY)が与えられた場合、選択した減速音アドレステーブル282の中から、パルス間隔データIntd(Y−1)に対応するエンジン音データDd1の開始アドレスSd(Y−1)1及び終了アドレスEd(Y−1)1と、パルス間隔データIntd(Y−1)に対応する減速エンジン音データDd2の開始アドレスSd(Y−1)2及び終了アドレスEd(Y−1)2と、パルス間隔データIntdYに対応するエンジン音データDd1の開始アドレスSdY1及び終了アドレスEdY1と、パルス間隔データIntdXに対応する減速エンジン音データDd2の開始アドレスSdY2及び終了アドレスEdY2とを回転パルス信号Rotに応答して読み出す(322)。
When the pulse interval data Int (Int d (Y−1) <Int <Int dY ) is given, the start / end
開始・終了アドレス生成部32はさらに、エンジン音データDa1,Dd1の開始アドレスSa(X−1)1,SaX1,Sd(Y−1)1,SdY1及び終了アドレスEa(X−1)1,EaX1,Ed(Y−1)1,EdY1をそのまま出力するとともに、エンジン音データDa2,Dd2の開始アドレスSa(X−1)2,SaX2,Sd(Y−1)2,SdY2に、乱数生成部30で生成された乱数αを加算して出力する(323)。
The start / end
本例は4気筒であるから、4つの開始・終了アドレステーブル28に基づいて開始及び終了アドレスが生成され、それぞれ4つのバッファ音生成部41〜44に与えられる。ちなみに、単気筒の場合は、1つの開始・終了アドレステーブル28に基づいて開始及び終了アドレスが生成され、図3に示した全てのバッファ音生成部41〜44に与えられる。2気筒の場合は、2つの開始・終了アドレステーブル28のうち一方に基づいて開始及び終了アドレスが生成され、奇数のバッファ音生成部41及び43に与えられ、他方の開始・終了アドレステーブル28に基づいて開始及び終了アドレスが生成され、偶数のバッファ音生成部42及び44に与えられる。8気筒の場合は、8つの開始・終了アドレステーブル28に基づいて開始及び終了アドレスが生成され、順番に4つのバッファ音生成部41〜44に与えられる。すなわち、バッファ音生成部41は第1及び第5の開始・終了アドレステーブル28を交互に使用し、バッファ音生成部42は第2及び第6の開始・終了アドレステーブル28を交互に使用し、バッファ音生成部43は第3及び第7の開始・終了アドレステーブル28を交互に使用し、バッファ音生成部44は第4及び第8の開始・終了アドレステーブル28を交互に使用する。
Since this example has four cylinders, start and end addresses are generated on the basis of the four start / end address tables 28 and are given to the four buffer
バッファ音生成部41〜44の各々は、図8に具体的に示すように、アドレスコントローラ401〜408と、音データメモリ410と、加算器411〜414と、補間回路48とを備える。
Each of the buffer
アドレスコントローラ401〜408は、対応する開始パルス信号STi(i:1〜4)及び基準クロック信号CLKを共通に受ける。アドレスコントローラ401は、開始・終了アドレス生成部32で生成された開始アドレスSa(X−1)1及び終了アドレスEa(X−1)1を受ける。アドレスコントローラ402は、開始・終了アドレス生成部32で生成された開始アドレスSa(X−1)2+α及び終了アドレスEa(X−1)2+αを受ける。アドレスコントローラ403は、開始・終了アドレス生成部32で生成された開始アドレスSaX1及び終了アドレスEaX1を受ける。アドレスコントローラ404は、開始・終了アドレス生成部32で生成された開始アドレスSaX2+α及び終了アドレスEaX2+αを受ける。アドレスコントローラ405は、開始・終了アドレス生成部32で生成された開始アドレスSd(Y−1)1及び終了アドレスEd(Y−1)1を受ける。アドレスコントローラ406は、開始・終了アドレス生成部32で生成された開始アドレスSd(Y−1)2+α及び終了アドレスEd(Y−1)2+αを受ける。アドレスコントローラ407は、開始・終了アドレス生成部32で生成された開始アドレスSdY1及び終了アドレスEdY1を受ける。アドレスコントローラ408は、開始・終了アドレス生成部32で生成された開始アドレスSdY2+α及び終了アドレスEdY2+αを受ける。
アドレスコントローラ401〜408の各々はカウンタで構成され、図9に示すように、対応する開始パルス信号STi(i:1〜4)に応答して読出アドレスRAを与えられた開始アドレスSにセットし、その後、基準クロック信号CLKに応答して読出アドレスRAを開始アドレスSから与えられた終了アドレスEまでインクリメントし、その読出アドレスRDを出力する。
Each of the
エンジン音は一般に、エンジンの運転状態、つまりエンジン回転数及びスロットル開度に応じて変化する。図10にエンジンの運転状態を示す。図10中、縦軸はスロットル開度を示し、横軸はエンジン回転数を示す。スロットル開度は全閉(0%)から全開(100%)まで連続的に変化する。エンジン回転数はアイドリング時の最低回転数から最高回転数まで連続的に変化する。アイドリング時にスロットル開度を全閉から全開まで急激に開くと、エンジン回転数は最低回転数から最高回転数まで上昇し、その間にエンジンから加速音が生じる。続いて、スロットル開度を全開から全閉まで急激に閉じると、エンジン回転数は最高回転数から最低回転数まで下降し、その間にエンジンから減速音が生じる。図10に示した運転領域DR内にある無数の運転状態ごとにエンジン音は異なるが、全運転状態のエンジン音を収録することは不可能である。 In general, the engine sound changes according to the operating state of the engine, that is, the engine speed and the throttle opening. FIG. 10 shows the operating state of the engine. In FIG. 10, the vertical axis indicates the throttle opening, and the horizontal axis indicates the engine speed. The throttle opening continuously changes from fully closed (0%) to fully open (100%). The engine speed continuously changes from the lowest speed during idling to the highest speed. If the throttle opening is suddenly opened from fully closed to fully opened during idling, the engine speed increases from the minimum speed to the maximum speed, and acceleration sound is generated from the engine during that time. Subsequently, when the throttle opening is suddenly closed from fully open to fully closed, the engine speed decreases from the maximum speed to the minimum speed, and a deceleration sound is generated from the engine. Although the engine sound is different for each of the innumerable driving states in the driving region DR shown in FIG. 10, it is impossible to record the engine sounds in all the driving states.
そこで、本実施の形態では、全開時における実際の加速音と全閉時における実際の減速音とを収録し、その中間のスロットル開度時における加速音や減速音は収録しない。また、N通りのエンジン回転数に対し、N個の実際の加速音とN個の実際の減速音とを離散的に収録する。任意のエンジン回転数及び任意のスロットル開度におけるエンジン音は、そこから最も近い4個のエンジン音を補間することにより合成する。詳細は前掲の特許文献4及び5に記載されている。
Therefore, in the present embodiment, the actual acceleration sound at the time of full opening and the actual deceleration sound at the time of full closure are recorded, and the acceleration sound and deceleration sound at the middle throttle opening are not recorded. In addition, N actual acceleration sounds and N actual deceleration sounds are discretely recorded for N engine speeds. Engine sounds at an arbitrary engine speed and an arbitrary throttle opening are synthesized by interpolating the four nearest engine sounds. Details are described in the
ただし、特許文献4及び5と異なり本実施の形態では、1組のエンジン回転数及びスロットル開度に対応して2種類のエンジン音データが割り当てられる。具体的には、エンジン回転数(パルス間隔Inta(X−1)に相当)及びスロットル全開に対応してエンジン音データDa(X−1)1及びDa(X−1)2が割り当てられる。また、エンジン回転数(パルス間隔IntaXに相当)及びスロットル全開に対応してエンジン音データDaX1及びDaX2が割り当てられる。また、エンジン回転数(パルス間隔Intd(Y−1)に相当)及びスロットル全閉に対応してエンジン音データDd(Y−1)1及びDd(Y−1)2が割り当てられる。また、エンジン回転数(パルス間隔IntdYに相当)及びスロットル全閉に対応してエンジン音データDdY1及びDdY2が割り当てられる。本例は4気筒であるから、これら(N×2×2)個のエンジン音データが音データメモリ410にあらかじめ格納されている。なお、本実施の形態では、Inta(X−1)=Intd(Y−1)、IntaX=IntdYであり、同じエンジン回転数で全開時の加速音と全閉時の減速音とが収録されている。
However, unlike
再び図8を参照して、アドレスコントローラ401〜408は読出アドレスRDを音データメモリ410に提供することにより、エンジン音データDa(X−1)1,Da(X−1)2,DaX1,DaX2,Dd(Y−1)1,Dd(Y−1)2,DdY1,DdY2をそれぞれ読み出す。
Referring to FIG. 8 again, the
加算器411は、エンジン音データDa(X−1)1とエンジン音データDa(X−1)2とを合成してエンジン音データDa(X−1)を出力する。加算器412は、エンジン音データDaX1とエンジン音データDaX2とを合成してエンジン音データDaXを出力する。加算器413は、エンジン音データDd(Y−1)1とエンジン音データDd(Y−1)2とを合成してエンジン音データDd(Y−1)を出力する。加算器414は、エンジン音データDdY1とエンジン音データDdY2とを合成してエンジン音データDdYを出力する。
The
補間回路48は、乗算器461〜464と、加算器471及び472と、乗算器481及び482と、加算器490とを含み、加算器411〜414で合成されたエンジン音データDa(X−1),DaX,Dd(Y−1),DdYを補間して合成エンジン音データDを出力する。
The
再び図3及び図10を参照して、回転数比率算出部34は、回転パルス信号Rotが与えられるたびに、パルス間隔検出部22から与えられるパルス間隔データIntの前後のパルス間隔データInta(X−1),IntaXを開始・終了アドレステーブル28から読み出し、補間回路48による補間処理に必要な回転数比率Aa(X−1)及びAaXを次の式(1)及び(2)に従い算出する。
回転数比率算出部34はまた、回転数比率Aa(X−1)及びAaXの代わりに、回転数比率Ad(X−1)及びAdXを次の式(3)及び(4)に従い算出するようにしてもよい。本実施の形態では上述した通り、Inta(X−1)=Intd(Y−1)、IntaX=IntdYだからである。
図8に示した乗算器461〜464及び加算器471,472は、回転数比率算出部34で算出された回転数比率Aa(X−1)及びAaXに従ってエンジン音データDa(X−1)及びDaX並びにDa(Y−1)及びDdYをエンジン回転数方向において線形補間を行い、加速エンジン音データDa及び減速エンジン音データDdを生成する。
Multipliers 461-464 and adders shown in FIG. 8 471, 472, the ratio rotational speed calculated by the rotational speed
再び図3及び図10を参照して、加減速音比率算出部36は、回転パルス信号Rotが与えられるたびに、スロットル開度検出部21から与えられるスロットル開度Thr(=0〜1)に基づいて、補間回路48による補間処理に必要な加減速音比率Ra(=Thr)及びRd(=1−Thr)を算出する。
Referring to FIGS. 3 and 10 again, the acceleration / deceleration sound
図8に示した乗算器481,482及び加算器490は、加減速音比率算出部36で算出された加減速音比率Ra及びRdに従って加速エンジン音データDa及び減速エンジン音データDdをスロットル開度方向において線形補間を行い、合成エンジン音データDを生成する。ここでは乗算器481,482及び加算器490は線形補間を行っているが、図11に示すような非線形係数を用いて加減速音比率Ra及びRdを算出すれば、非線形補間を行うことも可能である。
The
次に、上述した1組のエンジン回転数及びスロットル開度に対応して音データメモリ410に格納される2種類のエンジン音データについて詳細に説明する。
Next, two types of engine sound data stored in the
2種類のエンジン音データの一例を図12に示す。どちらのエンジン音データD1,D2も実際に収録したエンジン音データの中から数燃焼サイクル分を切り出したものである。ただし、エンジン音データD1は図12(a)に示すように、先頭にαmax/2分の無音データが追加される。ここでαmaxは、乱数生成部30で生成される乱数αの最大値である。一方、エンジン音データD2は図12(b)に示すように、先頭にαmax分の無音データが追加される。したがって、エンジン音データD1は0からαmax/2まで無音で、αmax/2以降は有音であるのに対し、エンジン音データD2は0からαmaxまで無音で、αmax以降は有音である。
An example of two types of engine sound data is shown in FIG. Both engine sound data D1 and D2 are obtained by cutting out several combustion cycles from engine sound data actually recorded. However, as shown in FIG. 12A, silence data for αmax / 2 is added to the head of the engine sound data D1. Here, αmax is the maximum value of the random number α generated by the random
このような2種類のエンジン音データを作成するに際しては、実際に収録したエンジン音データの中から同じ数燃焼サイクル分を切り出してもよいが、後述するようにこれらを位相をずらしながら合成すると、反響音のように不自然なエンジン音になってしまうおそれがある。そこで、異なる数燃焼サイクル分を切り出すのが好ましい。 In creating such two types of engine sound data, the same number of combustion cycles may be cut out from the actually recorded engine sound data, but if they are synthesized while shifting the phase as described later, There is a risk of unnatural engine sound like reverberation. Therefore, it is preferable to cut out several different combustion cycles.
図13を参照して、エンジン音データD1及びD2は所定のサンプリング周波数(たとえば44.1kHz)で時分割され、音データメモリ410に開始アドレスSから終了アドレスEまでアドレス順に格納される。
Referring to FIG. 13, engine sound data D1 and D2 are time-divided at a predetermined sampling frequency (for example, 44.1 kHz), and stored in
エンジン音データD1は図13(a)に示すように、時分割されたn個のエンジン音データD1_1〜D1_nがアドレス順に音データメモリ410に格納される。ここで、D1_1〜D1_αmax/2は無音データであり、D1_αmax/2+1〜D1_nは有音データである。一方、エンジン音データD2は図13(b)に示すように、時分割されたm個のエンジン音データD2_1〜D2_mがアドレス順に音データメモリ410に格納される。ここで、D2_1〜D2_αmaxは無音データであり、D2_αmax+1〜D2_mは有音データである。
As shown in FIG. 13A, the engine sound data D1 stores n engine sound data D1_1 to D1_n which are time-divided in the
アドレスコントローラ401,403,405,407は読出アドレスRAを開始アドレスSから終了アドレスEまで順番に音データメモリ410に与え、これによりエンジン音データD1を読み出す。エンジン音データD1の読出開始アドレスは常に一定のSである。一方、アドレスコントローラ402,404,406,408は読出アドレスRAを開始アドレスS+αから終了アドレスEまで順番に音データメモリ410に与え、これによりエンジン音データD2を読み出す。αは乱数生成部30により0からαmaxまでの範囲内で生成される乱数であるから、エンジン音D2の読出開始アドレスはSからS+αmaxまでの範囲内で変動する。
The
以上のように本発明の実施の形態によれば、2種類のエンジン音データD1,D2があらかじめ収録されており、エンジン音データD1は常に一定の開始アドレスSから読み出され、エンジン音データD2は燃焼サイクルごとに変動する開始アドレスS+αから読み出され、それらエンジン音データD1及びD2が合成されるので、合成されるエンジン音の音色が爆発ごとに変動し、実音に近似した揺らぎを実現することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, two types of engine sound data D1 and D2 are recorded in advance, and the engine sound data D1 is always read from the constant start address S, and the engine sound data D2 Is read from the start address S + α, which varies with each combustion cycle, and the engine sound data D1 and D2 are synthesized, so that the tone of the engine sound to be synthesized fluctuates with each explosion and realizes fluctuations approximating real sounds. be able to.
また、エンジン音データD1,D2の先頭に無音部分を追加し、無音部分から再生を開始するようにしているため、エンジン音が突然に発生せず、滑らかで自然な合成エンジン音を再現できる。また、エンジン音データD2の先頭にαmax分の無音部分を追加し、読出開始アドレスが変動しても常に無音部分から再生を開始するようにしているため、同様に、滑らかで自然な合成エンジン音を再現できる。また、エンジン音データD1の先頭に追加する無音部分をαmax/2分にしているため、エンジン音データD1及びD2は平均してαmax/2分の位相だけずれて合成される。よって、偏りのない自然な合成エンジン音を再現できる。 Further, since a silent part is added to the head of the engine sound data D1 and D2 and reproduction is started from the silent part, the engine sound is not suddenly generated, and a smooth and natural synthesized engine sound can be reproduced. Further, since a silent portion corresponding to αmax is added to the head of the engine sound data D2 so that playback is always started from the silent portion even if the reading start address fluctuates, similarly, a smooth and natural synthesized engine sound Can be reproduced. Further, since the silent part added to the head of the engine sound data D1 is set to αmax / 2, the engine sound data D1 and D2 are synthesized with a phase shift of αmax / 2 on average. Therefore, it is possible to reproduce natural synthesis engine sound without bias.
上記実施の形態では2種類のエンジン音をずらして合成しているが、3種類以上のエンジン音をずらして合成するようにしてもよい。また、上記実施の形態ではバッファ音生成部内で2種類のエンジン音を合成しているが、ある1つのバッファ音合成部である1つのエンジン音を生成し、もう1つ別のバッファ音生成部でもう1つ別のエンジン音を生成し、それらを加算器46で合成するようにしてもよい。また、上記実施の形態ではバッファ音生成部は4つ設けられているが、この数は特に限定されるものではなく、1つでも2つ以上でもよい。
In the above-described embodiment, two types of engine sounds are shifted and synthesized, but three or more types of engine sounds may be shifted and synthesized. In the above embodiment, two types of engine sounds are synthesized in the buffer sound generation unit. However, one engine sound that is one buffer sound synthesis unit is generated, and another buffer sound generation unit is generated. Thus, another engine sound may be generated and synthesized by the
また、上記実施の形態では補間処理は4通りのエンジン音データで行っているが、少なくとも2通りのエンジン音データで行えばよい。また、上記実施の形態では実際のエンジン音を収録してエンジン音データを作成しているが、人工的にエンジン音データを作成することも可能である。また、上記実施の形態ではエンジン音合成装置を自動二輪車に搭載しているが、自動四輪車、水上滑走艇その他の輸送機器に搭載してもよい。また、エンジン音合成装置をゲーム機器に搭載してもよい。 In the above embodiment, the interpolation processing is performed with four types of engine sound data. However, the interpolation processing may be performed with at least two types of engine sound data. In the above embodiment, the engine sound data is created by recording the actual engine sound. However, the engine sound data can be artificially created. In the above embodiment, the engine sound synthesizer is mounted on a motorcycle. However, the engine sound synthesizer may be mounted on an automobile, a water planing boat, or other transportation equipment. Further, the engine sound synthesizer may be mounted on a game device.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。 While the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.
2 エンジン
14 赤外線発信器
20 運転状態検出部
21 スロットル開度検出部
22 パルス間隔検出部
24 合成エンジン音データ生成部
28 開始・終了アドレステーブル
30 乱数生成部
32 開始・終了アドレス生成部
34 回転数比率算出部
36 加減速音比率算出部
41-44 バッファ音生成部
46,411-414,471,472,490 加算器
48 補間回路
264 開始パルス生成器
281 加速音アドレステーブル
282 減速音アドレステーブル
401-408 アドレスコントローラ
410 音データメモリ
461-464,481,482 乗算器
2
Claims (8)
前記記憶手段から第1のエンジン音と第2のエンジン音とを読み出す読出手段と、
前記読出手段により読み出された第1のエンジン音と第2のエンジン音とを合成する合成手段と、
前記合成手段により合成される第1のエンジン音と第2のエンジン音との間の位相をエンジンの爆発ごとに変動させる位相変動手段とを備えたことを特徴とするエンジン音合成装置。 Storage means for storing the first engine sound and the second engine sound;
Reading means for reading out the first engine sound and the second engine sound from the storage means;
Synthesizing means for synthesizing the first engine sound and the second engine sound read by the reading means;
An engine sound synthesizer comprising: phase changing means for changing the phase between the first engine sound and the second engine sound synthesized by the synthesizing means for each engine explosion.
前記記憶手段は、前記第1のエンジン音を時分割した複数の第1のエンジン音データをアドレス順に記憶し、前記第2のエンジン音を時分割した複数の第2のエンジン音データをアドレス順に記憶し、
前記位相変動手段は、
乱数を生成する乱数生成手段と、
前記乱数生成手段により生成された乱数分の差を有する第1の開始アドレスと第2の開始アドレスとを生成する開始アドレス生成手段とを含み、
前記読出手段は、
前記開始アドレス生成手段により生成された第1の開始アドレスから順に変化する第1の読出アドレスを生成して前記記憶手段に与える第1の読出アドレス生成手段と、
前記開始アドレス生成手段により生成された第2の開始アドレスから順に変化する第2の読出アドレスを生成して前記記憶手段に与える第2の読出アドレス生成手段とを含むことを特徴とするエンジン音合成装置。 The engine sound synthesizer according to claim 1,
The storage means stores a plurality of first engine sound data obtained by time-division of the first engine sound in order of addresses, and a plurality of second engine sound data obtained by time-division of the second engine sound in order of addresses. Remember,
The phase varying means is
Random number generating means for generating a random number;
Start address generation means for generating a first start address and a second start address having a difference between random numbers generated by the random number generation means,
The reading means includes
First read address generation means for generating a first read address that changes in order from the first start address generated by the start address generation means and giving the first read address to the storage means;
Engine sound synthesis, comprising: second read address generating means for generating a second read address that changes in order from the second start address generated by the start address generating means and giving the second read address to the storage means apparatus.
前記記憶手段は、前記第1のエンジン音データのアドレスよりも前のアドレスに第1の無音データを記憶し、前記第2の音データのアドレスよりも前のアドレスに第2の無音データを記憶することを特徴とするエンジン音合成装置。 The engine sound synthesizer according to claim 2,
The storage means stores first silence data at an address before the address of the first engine sound data, and stores second silence data at an address before the address of the second sound data. An engine sound synthesizer characterized by:
前記乱数生成手段により生成される乱数は0から所定の最大値までの値を取り、
前記第1の無音データは前記乱数の最大値の2分の1に相当する長さを有し、前記第2の無音データは前記乱数の最大値に相当する長さを有することを特徴とするエンジン音合成装置。 The engine sound synthesizer according to claim 3,
The random number generated by the random number generation means takes a value from 0 to a predetermined maximum value,
The first silence data has a length corresponding to one half of the maximum value of the random number, and the second silence data has a length corresponding to the maximum value of the random number. Engine sound synthesizer.
スロットル開度及び/又はエンジン回転数を示す運転状態を生成する運転状態生成手段を備え、
前記記憶手段は、実際のエンジン音をスロットル開度及び/又はエンジン回転数ごとに収録してなる複数通りの第1及び第2のエンジン音を記憶し、
前記読出手段は、前記記憶手段から読み出すべき第1及び第2のエンジン音として、前記運転状態生成手段により生成された運転状態に応じて前記複数通りの第1及び第2のエンジン音の中から少なくとも2通りの第1及び第2のエンジン音を選択し、
前記エンジン音合成装置はさらに、
前記読出手段により読み出された少なくとも2通りの第1及び第2のエンジン音を補間する補間手段を備えたことを特徴とするエンジン音合成装置。 The engine sound synthesizer according to claim 1, further comprising:
An operating state generating means for generating an operating state indicating the throttle opening and / or the engine speed,
The storage means stores a plurality of first and second engine sounds obtained by recording actual engine sounds for each throttle opening and / or engine speed,
The reading means is a first and second engine sound to be read from the storage means, from among the plurality of first and second engine sounds according to the operating state generated by the operating state generating means. Select at least two first and second engine sounds,
The engine sound synthesizer further includes
An engine sound synthesizer comprising interpolation means for interpolating at least two first and second engine sounds read by the reading means.
前記読み出された第1のエンジン音と第2のエンジン音とを合成する合成ステップと、
前記合成される第1のエンジン音と第2のエンジン音との間の位相をエンジンの爆発ごとに変動させる位相変動ステップとを備えたことを特徴とするエンジン音合成方法。 A reading step of reading out the first engine sound and the second engine sound from the storage means;
A synthesis step of synthesizing the read first engine sound and the second engine sound;
A method for synthesizing engine sound, comprising: a phase changing step for changing the phase between the first engine sound and the second engine sound to be synthesized for each engine explosion.
前記記憶手段は、前記第1のエンジン音を時分割した複数の第1のエンジン音データをアドレス順に記憶し、前記第2のエンジン音を時分割した複数の第2のエンジン音データをアドレス順に記憶し、
前記位相変動ステップは、
乱数を生成するステップと、
前記生成された乱数分の差を有する第1の開始アドレスと第2の開始アドレスとを生成するステップとを含み、
前記読出ステップは、
前記開始アドレス生成手段により生成された第1の開始アドレスから順に変化する第1の読出アドレスを生成して前記記憶手段に与えるステップと、
前記開始アドレス生成手段により生成された第2の開始アドレスから順に変化する第2の読出アドレスを生成して前記記憶手段に与えるステップとを含むことを特徴とするエンジン音合成方法。 The engine sound synthesis method according to claim 6,
The storage means stores a plurality of first engine sound data obtained by time-division of the first engine sound in order of addresses, and a plurality of second engine sound data obtained by time-division of the second engine sound in order of addresses. Remember,
The phase variation step includes
Generating a random number;
Generating a first start address and a second start address having a difference between the generated random numbers,
The reading step includes
Generating a first read address that changes in order from the first start address generated by the start address generating means and supplying the first read address to the storage means;
Generating a second read address that changes in order from the second start address generated by the start address generating means and providing the second read address to the storage means.
前記エンジンのスロットル開度及び/又はエンジン回転数を示す運転状態を生成する運転状態生成手段と、
第1のエンジン音と第2のエンジン音とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から第1のエンジン音と第2のエンジン音とを読み出す読出手段と、
前記読出手段により読み出された第1のエンジン音と第2のエンジン音とを合成する合成手段と、
前記合成手段により合成される第1のエンジン音と第2のエンジン音との間の位相を前記運転状態生成手段により生成された運転状態に応じてエンジンの爆発ごとに変動させる位相変動手段とを備えたことを特徴とする輸送機器。
Engine,
An operating state generating means for generating an operating state indicating the throttle opening and / or engine speed of the engine;
Storage means for storing the first engine sound and the second engine sound;
Reading means for reading out the first engine sound and the second engine sound from the storage means;
Synthesizing means for synthesizing the first engine sound and the second engine sound read by the reading means;
Phase changing means for changing the phase between the first engine sound and the second engine sound synthesized by the synthesizing means for each engine explosion according to the operating state generated by the operating state generating means; Transportation equipment characterized by comprising.
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