JP2021061462A - 振動信号生成装置および振動信号生成用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザに対して好適なエンジンの振動を体感させること。【解決手段】振動信号生成装置１００は、所定の低域周波数を主な周波数成分とする正弦波に基づいて、第１正弦波信号Ｓ７を生成する第１正弦波信号生成手段９０と、所定の低域周波数を主な周波数成分とし、主な周波数成分をエンジン回転数の増減に対応させて変動させた正弦波に基づいて、第２正弦波信号Ｓ３を生成する第２正弦波信号生成手段１０と、第１正弦波信号Ｓ７と第２正弦波信号Ｓ３とを合成することにより、シートに設置された振動発生手段３０３で振動を発生させるための振動信号Ｓ１０を生成する信号合成手段５０とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムに関し、より詳細には、好適な振動をユーザに体感させることが可能な振動信号を生成する振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムに関する。

ユーザが自動車を運転する場合に、エンジンの音や振動を体感することによって、運転の高揚感や満足度を高めることができる。このため、自動車の運転時に、エンジンの音や振動を積極的に楽しむユーザが多く存在する。

しかしながら、近年の自動車では、静音性や制震性の向上が図られているため、自動車の運転時にエンジンの音や振動を体感し難くなる傾向があった。特に、ハイブリッド車や電気自動車の登場により、エンジンの音や振動が全くない、あるいはほとんどない自動車も存在する。

このようにエンジンの音や振動が発生しない自動車を運転する場合であっても、エンジンの音や振動を体感しながら運転を行いたいという要望が存在する。また、実際に自動車を運転する場合だけでなく、ドライビングゲームのように擬似的に自動車の運転を楽しむ場合であっても、運転に対する満足感を高めるために、積極的にエンジンの音や振動を出力させて、運転に対する高揚感や満足度を高めたいという要望が存在する。

このような要望を実現するために、例えば、エンジン音に対して、所望のランブル感を付加して、ユーザにエンジンの音を体感させるエンジン音加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

エンジン音加工装置では、車両のエンジンルームなどに設けられたマイクを用いてエンジン音を収音するとともに、エンジンの回転数と、車速と、アクセル開度とをそれぞれ検出する。エンジン音加工装置は、運転状態のパラメータに基づいて決定される変調の深さと、エンジン回転数に基づいて決定される周波数とを有する変調信号を生成する。そして、エンジン音加工装置は、アクセル開度が変化する速さに応じて変調の深さを変化させつつ、収音されたエンジン音を、変調信号を用いて変調させて、変調させたエンジン音を車室内に出力する。このように変調信号を用いてエンジン音を変調することにより、エンジン音にランブル感を付加することが可能になる。

特開２００８−９４３２８号明細書

しかしながら、上述したエンジン音加工装置では、収音されたエンジン音を変調することが特徴であるため、エンジンの存在を効果的に体感させることが容易ではなかった。例えば、運転に対する高揚感や満足感を高めるためには、ユーザに対しエンジンの「音」を聴取させるよりも、エンジンの「振動」を体感させる方が、より効果的である。従って、ユーザが、エンジン音加工装置で変調されたエンジン音を聴取した場合であっても、聴覚的に体感するエンジン音だけでは、高揚感や満足感を十分に満たすことが難しいという問題があった。

さらに、変調されたエンジン音は、ユーザの聴覚を刺激するものであるため、聴覚特性を考慮して中高域の信号成分を強調する傾向があった。中高域の信号成分を強調したエンジン音を用いて、エンジンの振動を出力しようとしても、低域成分が不足してしまうため、ユーザは、好適な振動を体感することができず、高揚感や満足感を得ることが難しいという問題があった。

また、エンジン音の周波数帯域を中高域から低域へとシフトさせること考えられるが、そのまま低域へシフトさせて振動を発生させても、振動に物足りなさを感じてしまうという問題があった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、ユーザに対して好適なエンジンの振動を体感させることが可能な振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る振動信号生成装置は、所定の低域周波数を主な周波数成分とする正弦波に基づいて、第１正弦波信号を生成する第１正弦波信号生成手段と、前記所定の低域周波数を主な周波数成分とし、該主な周波数成分をエンジン回転数の増減に対応させて変動させた正弦波に基づいて、第２正弦波信号を生成する第２正弦波信号生成手段と、前記第１正弦波信号と前記第２正弦波信号とを合成することにより、シートに設置された振動発生手段で振動を発生させるための振動信号を生成する信号合成手段とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る振動信号生成用プログラムは、シートに設置された振動発生手段で振動を発生させるための振動信号を生成する振動信号生成装置の振動信号生成用プログラムであって、制御手段に、所定の低域周波数を主な周波数成分とする正弦波に基づいて、第１正弦波信号を生成させる第１正弦波信号生成機能と、前記所定の低域周波数を主な周波数成分とし、該主な周波数成分をエンジン回転数の増減に対応させて変動させた正弦波に基づいて、第２正弦波信号を生成させる第２正弦波信号生成機能と、前記第１正弦波信号と前記第２正弦波信号とを合成させることにより、前記振動信号を生成させる信号合成機能とを実現させるためのプログラムであることを特徴とする。

本発明に係る振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムにおいて、第１正弦波信号の主な周波数成分は所定の低域周波数であり、第２正弦波信号の主な周波数成分は、エンジン回転数の増減に対応させて、所定の低域周波数から変動させた周波数である。このため、第１正弦波信号と第２正弦波信号とを合成した振動は、２つの正弦波の周波数差がエンジン回転数に応じて変動する信号となる。従って、振動信号に基づいて振動発生手段で振動を発生させた場合に、エンジン回転数に連動して振動の収束時間が変化されることになり、エンジン回転数変化に連動してビート感が変化する振動を、ユーザに体感させることが可能になる。

さらに、上述した振動信号生成装置において、前記第２正弦波信号生成手段は、前記エンジン回転数に基づいて、エンジンが１秒間に爆発する回数を求めることによりエンジン燃焼の周波数を算出し、算出されたエンジン燃焼の周波数の値を前記所定の低域周波数で除算し、除算された結果の値を前記所定の低域周波数の値に加算して、加算された結果の値を主な周波数成分とする正弦波を、前記第２正弦波信号として生成するものであってもよい。

また、上述した振動信号生成用プログラムは、前記第２正弦波信号生成機能において、前記制御手段に、前記エンジン回転数に基づいて、エンジンが１秒間に爆発する回数を求めさせることによりエンジン燃焼の周波数を算出させ、算出させたエンジン燃焼の周波数の値を前記所定の低域周波数で除算させ、除算させた結果の値を前記所定の低域周波数の値に加算させて、加算させた結果の値を主な周波数成分とする正弦波を、前記第２正弦波信号として生成させるものであってもよい。

上述したように、本発明に係る振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムでは、エンジンが１秒間に爆発する回数を求めることによりエンジン燃焼の周波数を算出し、算出されたエンジン燃焼の周波数の値を所定の低域周波数で除算し、除算された結果の値を所定の低域周波数の値に加算して、加算された結果の値を主な周波数成分とする正弦波を、第２正弦波信号として生成することが可能である。このようにして第２正弦波信号を生成することにより、エンジン回転数の増減に対応させて所定の低域周波数から主な周波数成分を変動させた信号を生成することが可能になる。このようにして生成された第２正弦波信号と、第１正弦波信号とを用いて振動信号を生成し、振動信号に基づいて振動発生手段で振動を発生させることにより、エンジン回転数に連動してビート感が変化する振動を、ユーザに体感させることが可能になる。

上述した振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムにおいて、前記所定の低域周波数は、前記振動発生手段が設置された前記シートの共振周波数であってもよい。

所定の低域周波数を振動発生手段が設置されたシートの共振周波数とすることにより、振動発生手段で発生された振動の大きさがシートで大きくなるため、シートに着座したユーザに対して振動を体感させやすくなり、また、振動を認識させやすくなる。

また、上述した振動信号生成装置は、前記エンジン回転数に対応して振幅が増減する擬似エンジン音信号の絶対値を算出し、算出された絶対値の時間変化に基づいて包絡線を求めることにより、前記擬似エンジン音信号の包絡線信号を生成する包絡線信号生成手段と、前記第１正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算することにより第１周波数信号を生成する第１周波数信号生成手段と、前記第２正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算することにより第２周波数信号を生成する第２周波数信号生成手段とを有し、前記信号合成手段は、前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを合成することにより、前記振動信号を生成するものであってもよい。

さらに上述した振動信号生成用プログラムは、前記制御手段に対して、前記エンジン回転数に対応して振幅が増減する擬似エンジン音信号の絶対値を算出させ、算出させた絶対値の時間変化に基づいて包絡線を求めさせることにより、前記擬似エンジン音信号の包絡線信号を生成させる包絡線信号生成機能と、前記第１正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算させることにより第１周波数信号を生成させる第１周波数信号生成機能と、前記第２正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算させることにより第２周波数信号を生成させる第２周波数信号生成機能とを有し、前記信号合成機能において、前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを合成させることにより、前記振動信号を生成させるものであってもよい。

本発明に係る振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムでは、エンジン回転数に対応して振幅が増減する擬似エンジン音信号の絶対値を算出し、算出した絶対値の時間変化に基づいて包絡線を求めることにより、擬似エンジン音信号のプラス要素の振幅変化、つまり信号レベル変化を、包絡線信号として求めることができる。

従って、包絡線信号を第１正弦波信号に乗算した第１周波数信号と、包絡線信号を第２正弦波信号に乗算した第２周波数信号とを合成して、振動信号を生成することにより、振動信号に基づいて振動発生手段で発生した振動に対して、エンジン回転数に連動した振幅変化を与えることが可能になる。従って、エンジン回転数に連動させて、周波数差に基づくビート感を振動に発生させるだけでなく、振動の大きさを変化させることができ、運転に伴う高揚感や満足感をユーザに体感させることが可能になる。

また、上述した振動信号生成装置は、前記エンジン回転数の回転数変化に連動させて、正の値からなる振幅値を増減させることにより、エンジン回転数に連動して振幅値が変動する振幅値信号を生成し、生成された該振幅値信号の包絡線を求めることにより、包絡線信号を生成する包絡線信号生成手段と、前記第１正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算することにより第１周波数信号を生成する第１周波数信号生成手段と、前記第２正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算することにより第２周波数信号を生成する第２周波数信号生成手段とを有し、前記信号合成手段は、前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを合成することにより、前記振動信号を生成するものであってもよい。

さらに、上述した振動信号生成用プログラムは、前記制御手段に対して、前記エンジン回転数の回転数変化に連動させて、正の値からなる振幅値を増減させることにより、エンジン回転数に連動して振幅値が変動する振幅値信号を生成させ、生成させた該振幅値信号の包絡線を求めさせることにより、包絡線信号を生成させる包絡線信号生成機能と、前記第１正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算させることにより第１周波数信号を生成させる第１周波数信号生成機能と、前記第２正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算させることにより第２周波数信号を生成させる第２周波数信号生成機能とを有し、前記信号合成機能において、前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを合成させることにより、前記振動信号を生成させるものであってもよい。

本発明に係る振動信号生成用装置および振動信号生成用プログラムでは、エンジン回転数の回転数変化に連動させて、正の値からなる振幅値を増減させることにより、エンジン回転数に連動して振幅値が変動する振幅値信号を生成し、生成された振幅値信号の包絡線を求めて包絡線信号を生成することができる。このようにして包絡線信号を生成することにより、エンジン回転数に対応して振幅が増減する「擬似エンジン音信号」を用いることなく、エンジン回転数の変化に連動して振幅（信号レベル）が変化する包絡線信号を求めることができる。

このため、包絡線信号を第１正弦波信号に乗算した第１周波数信号と、包絡線信号を第２正弦波信号に乗算した第２周波数信号とを合成して、振動信号を生成することにより、振動信号に基づいて振動発生手段で発生した振動に対し、エンジン回転数に連動した振幅変化を与えることが可能になる。従って、エンジン回転数に連動させて、周波数差に基づくビート感を振動に発生させるだけでなく、エンジン回転数に連動させて、振動の大きさを変化させることができ、運転に伴う高揚感や満足感をユーザに体感させることが可能になる。

また、上述した振動信号生成装置において、前記包絡線信号生成手段は、前記振動信号に基づいて前記振動発生手段で発生される振動の振動レベルが、予め規定される振動レベル以下となるように、前記包絡線信号の振幅値を制限するものであってもよい。

さらに、上述した振動信号生成用プログラムは、前記包絡線信号生成機能において、前記制御手段に、前記振動信号に基づいて前記振動発生手段で発生される振動の振動レベルが、予め規定される振動レベル以下となるように、前記包絡線信号の振幅値を制限させるものであってもよい。

本発明に係る振動信号生成用装置および振動信号生成用プログラムでは、振動信号に基づいて振動発生手段で発生される振動の振動レベルが予め規定される振動レベル以下となるように、包絡線信号の振幅値を制限することにより、振動発生手段で発生される振動の振動レベルが過大な大きさとなってしまうことを防止することができる。従って、信号レベルの大きな振動信号が入力されて、振動発生手段に損傷等が生じてしまうことを防止することが可能になる。

上述した振動信号生成装置において、前記信号合成手段は、前記エンジン回転数の回転数変化に連動させて、正の値からなる振幅値を増減させることにより、エンジン回転数に連動して振幅値が変動する振幅値信号を生成し、生成された該振幅値信号の包絡線を求めることによって生成される包絡線信号を、前記第１正弦波信号と前記第２正弦波信号とを合成した信号に乗算することにより、前記振動信号を生成するものであってもよい。

また、上述した振動信号生成用プログラムは、前記信号合成機能において、前記制御手段に、前記エンジン回転数の回転数変化に連動させて、正の値からなる振幅値を増減させることにより、エンジン回転数に連動して振幅値が変動する振幅値信号を生成させ、生成させた該振幅値信号の包絡線を求めさせることによって生成される包絡線信号を、前記第１正弦波信号と前記第２正弦波信号とを合成させた信号に乗算させることにより、前記振動信号を生成させるものであってもよい。

本発明に係る振動信号生成用装置および振動信号生成用プログラムでは、エンジン回転数の回転数変化に連動させて、正の値からなる振幅値を増減させることにより、エンジン回転数に連動して振幅値が変動する振幅値信号を生成し、生成された振幅値信号の包絡線を求めて包絡線信号を生成することができる。このようにして包絡線信号を生成することにより、エンジン回転数に対応して振幅が増減する「擬似エンジン音信号」を用いることなく、エンジン回転数の変化に連動して振幅（信号レベル）が変化する包絡線信号を求めることができる。

このため、前記第１正弦波信号と前記第２正弦波信号とを合成した信号に対して、包絡線信号を乗算して振動信号を生成することにより、振動信号に基づいて振動発生手段で発生した振動に対し、エンジン回転数に連動した振幅変化を与えることが可能になる。従って、エンジン回転数に連動させて、周波数差に基づくビート感を振動に発生させるだけでなく、振動の大きさを変化させることができ、運転に伴う高揚感や満足感をユーザに体感させることが可能になる。

また、上述した振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムにおいて、前記エンジン回転数の情報は、擬似運転を目的とするプログラムを実行したコンピュータで生成された、擬似的なエンジン回転数の情報であってもよい。

エンジン回転数情報が、擬似運転を目的とするプログラムを実行したコンピュータで生成された擬似的なエンジン回転数の情報である場合には、実際にエンジンの回転数をＥＣＵ等により測定・検出する必要がない。このため、コンピュータにより生成された擬似的なエンジン回転数の情報を用いることにより、実際に走行可能な自動車ではなく、擬似運転を実現するためのドライビングシミュレータやゲーム装置に振動信号生成装置を接続等することにより、ビート感のある振動をユーザに体感させることが可能になる。

上述した振動信号生成装置において、前記エンジンに代えてモータが用いられる場合に、前記第２正弦波信号生成手段は、前記エンジンのエンジン回転数に代えて、前記モータのモータ回転数を利用することにより前記第２正弦波信号を生成するものであってもよい。

また、上述した振動信号生成用プログラムでは、前記エンジンに代えてモータが用いられる場合、前記第２正弦波信号生成機能において、前記制御手段に、前記エンジンのエンジン回転数に代えて、前記モータのモータ回転数を利用させることにより前記第２正弦波信号を生成させるものであってもよい。

本発明に係る振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムにおいて、エンジンに代えてモータが用いられる場合は、エンジンのエンジン回転数に代えて、モータのモータ回転数を利用して第２正弦波信号を生成することができる。このようにして生成された第２正弦波信号を用いて振動信号を生成することにより、モータ回転数変化に連動してビート感が変化する振動を、ユーザに体感させることが可能になる。

本発明に係る振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムにおいて、第１正弦波信号の主な周波数成分は所定の低域周波数であり、第２正弦波信号の主な周波数成分は、エンジン回転数の増減に対応させて、所定の低域周波数から変動させた周波数である。このため、第１正弦波信号と第２正弦波信号とを合成した振動は、２つの正弦波の周波数差がエンジン回転数に応じて変動する信号となる。従って、振動信号に基づいて振動発生手段で振動を発生させた場合に、エンジン回転数に連動して振動の収束時間が変化されることになり、エンジン回転数変化に連動してビート感が変化する振動を、ユーザに体感させることが可能になる。

実施の形態に係る振動信号生成装置における機能部の概略構成を示したブロック図である。 実施の形態に係る振動信号生成装置（ＣＰＵ）が行う処理を示したフローチャートである。 （ａ）は、実施の形態に係る振動信号生成装置におけるハードウェアの概略構成を示したブロック図である。（ｂ）は、実施の形態に係る周波数変調部における機能部の概略構成を示したブロック図である。 （ａ）は、車両に設置されるエンジンが４気筒の場合のルックアップテーブルを示した図である。（ｂ）は、エンジンが３気筒、４気筒、６気筒、８気筒、１２気筒の場合のルックアップテーブルを示した図である。 （ａ）は、ルックアップテーブルの値を決定するために用いられる基本データ（エンジン回転数毎の基本周波数）を示した表１である。（ｂ）は、実施の形態に係るダウンサンプリング部で用いられる低域通過フィルタのカットオフ周波数例をエンジンの気筒数毎に示した表２である。 （ａ）は、エンジン回転数情報Ｓ２のエンジン回転数の時間的変化を示した図である。（ｂ）は、周波数比率値の時間的変化を示した図である。 「周波数比率値に対して共振周波数が加算された値」の時間変化を示した図である。 （ａ）は、図７に示した時間変化に対応した４秒から５秒までの周波数変調信号Ｓ３の振幅特性を示し、（ｂ）は、（ａ）の周波数特性を示した図である。（ｃ）は、図７に示した時間変化に対応した８秒から９秒までの周波数変調信号Ｓ３の振幅特性を示し、（ｄ）は（ｃ）の周波数特性を示した図である。 （ａ）は、図７に示した時間変化に対応した９秒から１０秒までの周波数変調信号Ｓ３の振幅特性を示し、（ｂ）は、（ａ）の周波数特性を示した図である。（ｃ）は、周波数変換テーブルの一例を示した表３である。 （ａ）は、シート座面に設置されたピックアップセンサにより測定されたシート振動の周波数特性を示した図である。（ｂ）は、図９（ｃ）に示すエンジン回転数と周波数との線形性の関係を示した図である。 （ａ）は、ダウンサンプリング部で用いられる低域通過フィルタの周波数特性を示した図である。（ｂ）は、包絡線検波部で用いられる低域通過フィルタの周波数特性を示した図である。 （ａ）は、包絡線検出部における機能部の概略構成を示したブロック図である。（ｂ）は、周波数変換部における機能部の概略構成を示したブロック図である。 （ａ）は、ダウンサンプリング部によりダウンサンプリング処理された擬似エンジン音信号Ｓ１の振幅特性を示した図であり、（ｂ）は、その周波数特性を示した図である。 包絡線検波部において「絶対値検出が行われた信号」の振幅特性と、低域通過フィルタを適用することにより求められた包絡線信号Ｓ５の振幅特性とを示した図である。 （ａ）は、ダイナミックレンジ圧縮伸張部が、包絡線信号Ｓ５の信号レベルを制限する場合に用いる、入出力ゲインテーブルを示した図である。（ｂ）は、図１４に示した包絡線信号Ｓ５に対して、ダイナミックレンジ圧縮伸張部で信号レベル（振幅）の制限を行った場合（制御ありの場合）と、行わなかった場合（制御なしの場合）との振幅特性を示した図である。 （ａ）は、擬似エンジン音信号Ｓ１の振幅変化を示し、（ｂ）は、その周波数特性を示した図である。（ｃ）は、第１周波数信号Ｓ８の振幅変化を示し、（ｄ）はその周波数特性を示した図である。 （ａ）は、擬似エンジン音信号Ｓ１の振幅変化を示し、（ｂ）は、その周波数特性を示した図である。（ｃ）は、第２周波数信号Ｓ９の振幅変化を示し、（ｄ）はその周波数特性を示した図である。 （ａ）は、擬似エンジン音信号Ｓ１の振幅特性を示し、（ｂ）は、（ａ）に示す擬似エンジン音信号Ｓ１に基づいて、振動信号生成装置で生成された出力信号Ｓ１１の振幅特性を示した図である。 （ａ）は、図１８（ｂ）に示した出力信号Ｓ１１の４．６秒から５．７秒までの振幅特性を示し、（ｂ）は、その周波数特性を示した図である。（ｃ）は、図１８（ｂ）に示した出力信号Ｓ１１の５．７秒から５．９５秒までの振幅特性を示し、（ｄ）はその周波数特性を示した図である。 （ａ）は、図１８（ｂ）に示した出力信号Ｓ１１の４．６秒から５．９５秒までの振幅特性を示し、（ｂ）は、その周波数特性を示した図である。（ｃ）は、周波数変調信号Ｓ３と共振周波数信号Ｓ７とを用いて振動信号Ｓ１０を合成し、合成された振動信号Ｓ１０に基づいて求められた出力信号Ｓ１１の振幅特性を示し、（ｄ）は、その周波数特性を示した図である。 （ａ）は、図１８（ｂ）に示した出力信号Ｓ１１の２．９秒から４．５秒までの振幅特性を示し、（ｂ）は、その周波数特性を示した図である。（ｃ）は、図１８（ｂ）に示した出力信号Ｓ１１の５．６５秒から６．２秒までの振幅特性を示し、（ｄ）はその周波数特性を示した図である。 （ａ）は、エンジン回転数情報Ｓ２に基づくエンジン回転数の時間変化に対応させて、振幅値を変化させた振幅値信号の振幅特性を示した図である。（ｂ）は、図２０（ｃ）（ｄ）に示す出力信号Ｓ１１に、（ａ）に示す振幅値信号を乗算した信号の振幅特性を示し、（ｃ）はその周波数特性を示した図である。

以下、本発明に係る振動信号生成装置の一例を示し、図面を用いて詳細に説明する。

［振動信号生成装置］
図１は、実施の形態に係る振動信号生成装置における機能部の概略構成を示したブロック図である。振動信号生成装置１００は、周波数変調部（第２正弦波信号生成手段）１０と、ダウンサンプリング部２０と、包絡線検出部（包絡線信号生成手段）３０と、周波数変換部（第１周波数信号生成手段、第２周波数信号生成手段）４０と、信号合成部（信号合成手段）５０と、アップサンプリング部６０と、信号生成部（第１正弦波信号生成手段）９０とを有している。また、図２は、振動信号生成装置１００が行う処理を示したフローチャートである。実施の形態に係る振動信号生成装置１００は、車両に設置される。

振動信号生成装置１００には、擬似エンジン音生成部３０１によって生成された擬似エンジン音の信号（以下、擬似エンジン音信号Ｓ１と称する。）が入力される。擬似エンジン音生成部３０１は、例えば、特許文献１（特開２００８−９４３２８号明細書）において提案されている装置であり、既に知られた技術に基づくものである。このため、本実施の形態においては、その詳細な説明を省略する。また、振動信号生成装置１００には、車両のＥＣＵ（Engine Control Unit：エンジン制御ユニット）３０２からエンジンの回転数に関する情報（以下、エンジン回転数情報Ｓ２と称する。）が入力される。

さらに、振動信号生成装置１００には、エキサイタ（振動発生手段）３０３が接続されている。エキサイタ３０３は、振動信号生成装置１００によって生成された出力信号Ｓ１１に基づいて、振動を発生する。エキサイタ３０３は、例えば、車両用シートの座面部や背もたれ部に設けられている。エキサイタ３０３から振動を発生させることにより、ユーザに振動を体感させることが可能になっている。

なお、図１に示した振動信号生成装置１００の各機能部の処理は、振動信号生成装置１００のＣＰＵ等によって実行される。図３（ａ）は、振動信号生成装置１００におけるハードウェアの概略構成を示したブロック図である。振動信号生成装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、制御手段）２０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３と、記録媒体２０４と、入力端子２０５と、出力端子２０６とを有している。

ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の処理におけるワークエリアとして用いられる。ＲＯＭ２０２には、ＣＰＵ２０１を動作させるためのプログラム（例えば、図２に示すようなフローチャートによるプログラム）が記録される。プログラムは、ＲＯＭ２０２の代わりに、記録媒体２０４に記録される構成であってもよい。

記録媒体２０４は、ＣＰＵ２０１が処理を行うためのデータや、処理が行われる過程において生成されるデータや、最終的に生成されたデータ等が記録される。例えば、記録媒体２０４に、上述した擬似エンジン音信号Ｓ１や、エンジン回転数情報Ｓ２を記録することができ、処理の過程において生成される信号（例えば、後述する周波数変調信号Ｓ３や、包絡線信号Ｓ５や、共振周波数信号Ｓ７や、第２周波数信号Ｓ９など）を記録することができる。さらに、記録媒体２０４には、最終的に生成される出力信号Ｓ１１等を記録することができる。記録媒体２０４としてハードディスクやＳＳＤ（Solid State Drive）等の一般的な読み書き可能な記録用の媒体を用いることが可能である。

入力端子２０５は、外部に接続される機器から信号を入力するために設けられている。振動信号生成装置１００は、入力端子２０５を介して、擬似エンジン音生成部３０１およびＥＣＵ３０２に接続されており、入力端子２０５を通じて、擬似エンジン音信号Ｓ１やエンジン回転数情報Ｓ２を受け取ることが可能になっている。入力端子２０５を介して取得された擬似エンジン音信号Ｓ１およびエンジン回転数情報Ｓ２は、上述したように、記録媒体２０４に記録される。入力端子２０５として、オーディオ入力端子（マイク端子や、ラインイン端子など）や、ＵＳＢ端子などのデータの取り込みが可能な端子を用いることができる。

出力端子２０６は、振動信号生成装置１００において最終的に生成された出力信号Ｓ１１を、エキサイタ３０３へ出力するために設けられている。振動信号生成装置１００は、出力端子２０６を介して、エキサイタ３０３に接続されており、出力端子２０６を通じて、出力信号Ｓ１１をエキサイタ３０３へ出力することが可能となっている。出力端子２０６として、オーディオ出力端子（ヘッドフォン端子や、ラインアウト端子など）や、ＵＳＢ端子などのデータを出力することが可能な端子を用いることができる。

ＣＰＵ２０１は、図２に示すフローチャートのプログラムに基づいて、擬似エンジン音信号Ｓ１およびエンジン回転数情報Ｓ２を用いて、出力信号Ｓ１１を生成する処理を行う。ＣＰＵ２０１がプログラムに基づいて処理を実行することによって、ＣＰＵ２０１は、上述した周波数変調部１０、ダウンサンプリング部２０、包絡線検出部３０、周波数変換部４０、信号合成部５０、アップサンプリング部６０、信号生成部９０として機能することになる。

［周波数変調部］
周波数変調部１０は、ＥＣＵ３０２から取得したエンジン回転数情報Ｓ２に基づいて、周波数変調信号Ｓ３（第２正弦波信号）を生成する（図２に示すステップＳ．１０１：周波数変調処理）。図３（ｂ）は、周波数変調部１０における機能部の概略構成を示したブロック図である。周波数変調部１０は、ルックアップテーブル部１１と、共振周波数加算部１２と、変調信号生成部１３とを有している。

［ルックアップテーブル部］
ルックアップテーブル部１１は、予め用意されたルックアップテーブルデータに基づいて、周波数比率値Ｓ４を決定する。図４（ａ）は、車両に設置されるエンジンが４気筒の場合のルックアップテーブルを一例として示した図である。また、図５（ａ）は、ルックアップテーブルの値を決定するために用いられる基本データ（エンジン回転数毎の基本周波数）を示した表１である。具体的に、図５（ａ）に示す表１では、エンジンのエンジン回転数と、エンジン回転数毎に求められるエンジン内の爆発回数との関係が、エンジンの気筒数毎に示されている。

ｎ気筒のエンジンが１０００ｒｐｍ（"revolutions per minute"または"rotations per minute"）で回転している場合に、１秒間にエンジン内で起こる爆発回数は、下記の式１で求めることができる。
１秒間の爆発回数＝エンジン回転数÷６０秒÷２回転×エンジンの気筒数ｎ・・・式１

例えば、４気筒エンジンが１０００ｒｐｍで回転している場合には、
４気筒エンジンの１秒間の爆発回数
＝１０００ｒｐｍ÷６０秒÷２回転×４気筒 ・・・式１
＝３３．３３回／秒（＝３３.３３［Ｈｚ］）
つまり、１０００ｒｐｍで回転している４気筒エンジンの１秒当たりの爆発回数は３３．３３回、つまり３３．３３Ｈｚでエンジンの燃焼が行われている（エンジン燃焼の周波数）と判断できる。

ここで、エンジン回転数を６０秒で除算処理する理由は、エンジンの回転数を示す単位［ｒｐｍ］が、１分間のエンジンの回転数を表した数字だからである。また、２回転の除算処理を行う理由は、自動車に用いられる一般的なエンジンが、４サイクルエンジンによる内燃機構を備えたレシプロエンジンであり、エンジンのクランクシャフトが２回転したときに１回の割合で、シリンダ内の爆発処理を行うからである。

式１から明らかなように、１秒間のエンジンの爆発数は、エンジン回転数の上昇に比例して増加し、さらに、気筒数の上昇に比例して増加する。上述した１秒間のエンジンの爆発回数は、それぞれのエンジン回転数における排気音の周波数を示すことになり、この排気音の周波数がエンジンの回転数に伴って変化することになる。このように、エンジン回転数が、節目の数字となる１０００ｒｐｍ×ｍ（ｍ＝１，２，・・・，８）の場合の排気音の周波数を、「基本周波数」と称する。エンジンの気筒数が４気筒であって、エンジン回転数が１０００ｒｐｍである場合の基本周波数は、図５（ａ）に示すように３３．３３Ｈｚとなる。図５（ａ）には、エンジン回転数（ｒｐｍ）が１０００ｒｐｍ，２０００ｒｐｍ，３０００ｒｐｍ，・・・，８０００ｒｐｍの場合における、３気筒，４気筒，６気筒、８気筒、１２気筒のエンジンの基本周波数が一覧で示されている。

図４（ａ）に示した４気筒エンジン用のルックアップテーブルでは、縦軸に周波数比率値Ｓ４が示されている。周波数比率値Ｓ４は、上述した基本周波数を、エキサイタ３０３の共振周波数で除算することにより求められる。振動信号生成装置１００では、予めエキサイタ３０３の共振周波数が調べられている。実施の形態に係るエキサイタ３０３では、共振周波数が４６．０Ｈｚの場合について説明する。

エキサイタ３０３の共振周波数が４６．０Ｈｚの場合、４気筒のエンジンの周波数比率値Ｓ４は、
エンジンの回転数が１０００ｒｐｍの場合の周波数比率値Ｓ４
＝３３．３３．Ｈｚ（１０００ｒｐｍの基本周波数）÷４６．０Ｈｚ（共振周波数）
＝０．７２４６ ≒０．７２

つまり、４気筒エンジンのエンジン回転数が１０００ｒｐｍの場合における周波数比率値Ｓ４は０．７２になる。同様に、４気筒エンジンのエンジン回転数が５０００ｒｐｍの場合の基本周波数は、図５（ａ）の表１に示すように、１６６．７Ｈｚである。従って、エンジン回転数が５０００ｒｐｍの場合の周波数比率値Ｓ４は、１６６．７Ｈｚ÷４６．０Ｈｚ＝３．６２となる。このようにして、各エンジン回転数に対応する周波数比率値Ｓ４を求めて、横軸をエンジン回転数、縦軸を周波数比率値に対応させてまとめたグラフが、ルックアップテーブルデータである。４気筒エンジンのルックアップテーブルデータでは、図４（ａ）に示すように、８０００ｒｐｍのエンジン回転数が上限となっており、このときの周波数比率値Ｓ４が５．８０になっている。図４（ｂ）には、３気筒、４気筒、６気筒、８気筒、１２気筒におけるそれぞれのエンジン回転数と、そのエンジン回転数に基づいて算出された周波数比率値Ｓ４との対応関係を表したルックアップテーブルが示されている。

なお、車両に搭載されているエンジンの気筒数は、予め調べることが可能である。このため、車両の気筒数に対応するルックアップテーブルを選択することにより、ルックアップテーブル部１１は、エンジン回転数情報Ｓ２に基づいて、エンジン回転数およびエンジン気筒数に適した周波数比率値Ｓ４を、迅速に求めることができる。

また、ルックアップテーブル部１１が、ＥＣＵ３０２からエンジン回転数情報Ｓ２を取得して周波数比率値Ｓ４を求める時間間隔は、後述するダウンサンプリング部２０によりダウンサンプリング処理された擬似エンジン音信号Ｓ１のサンプリング周波数に基づいて決定される。実施の形態に係るダウンサンプリング部２０のサンプリング周波数は後述するように１．５ｋＨｚ（＝０．６６６７ｍｓｅｃ）である。このため、ルックアップテーブル部１１では、０．６６６７ｍｓｅｃ毎にエンジン回転数情報Ｓ２を取得し、ルックアップテーブルデータを参照して、周波数比率値Ｓ４の決定を行う。

さらに、予め調べられたエンジンの気筒数によりルックアップテーブルデータを選択するのではなく、ユーザが気筒数を選択することにより、選択された気筒数に対応するルックアップテーブルデータが選択されるようにすることも可能である。あるいは、ルックアップテーブルデータを、ユーザが個別に選択できるようにすることも可能である。例えば、 気筒数あるいはルックアップテーブルデータを選択するための入力手段（インターフェース）を設けることにより、ユーザは、入力手段を介してエンジンの気筒数あるいはルックアップテーブルデータを選択することができる。ルックアップテーブル部１１では、選択されたルックアップテーブルデータを用いることにより、対応する周波数比率値Ｓ４を求めることが可能になる。入力手段として、カーナビゲーションシステムの液晶タッチパネルのような外部の入力手段を用いることができる。また、振動信号生成装置１００のハードウェア構成として、振動信号生成装置１００の内部に入力手段を別途設けることも可能である。

さらに、エンジンの気筒数をユーザが選択するのではなく、エンジンの排気音をマイクで収音し、エンジン回転数情報Ｓ２より求められる収音時のエンジンの回転数に基づいて、自動的に、最適なルックアップテーブルデータを決定する構成とすることも可能である。具体的には、エンジン回転数情報Ｓ２より求められる収音時のエンジンの回転数を用いて、図５（ａ）に示す表１から、その回転数に対応するそれぞれの気筒数の周波数を求める。そして、求められた各気筒数の周波数と、マイクで収音された排気音の周波数とが近似する組み合わせを求めて、近似する周波数から該当するエンジンの気筒数を決定する。決定された気筒数のルックアップテーブルを選択することにより、最適なルックアップテーブルデータを自動的に決定することが可能になる。

あるいは、マイクで収音された排気音の周波数変化を、エンジン回転数情報Ｓ２より求められる収音時のエンジンの回転数に基づいて求めることにより、排気音の周波数変化に近似する周波数変化の気筒数を図５（ａ）に示す表１から決定することができる。決定された気筒数のルックアップテーブルを選択することにより、最適なルックアップテーブルデータを自動的に決定することが可能になる。

ルックアップテーブル部１１で決定された周波数比率値Ｓ４は、所定の時間間隔（例えば、０．６６６７ｍｓｅｃ）毎に、共振周波数加算部１２に出力される。

［共振周波数加算部］
共振周波数加算部１２は、ルックアップテーブル部１１より取得した周波数比率値Ｓ４に対して、エキサイタ３０３の共振周波数を加算する処理を行う。例えば、４気筒エンジンのエンジン回転数１０００ｒｐｍのときの周波数比率値Ｓ４は、０．７２であるため、エキサイタ３０３の共振周波数（４６Ｈｚ）を加算した値は、４６．７２Ｈｚとなる。４気筒エンジンのエンジン回転数８０００ｒｐｍのときの周波数比率値Ｓ４は、５．８０であるため、エキサイタ３０３の共振周波数（４６Ｈｚ）を加算した値は、５１．８０Ｈｚとなる。また、４気筒エンジンのエンジン回転数０ｒｐｍのときの周波数比率値Ｓ４は、０であるため、エキサイタ３０３の共振周波数（４６Ｈｚ）を加算した値は、４６．００Ｈｚとなる。

「周波数比率値Ｓ４に対して共振周波数が加算された値」は、所定の時間間隔（例えば、０．６６６７ｍｓｅｃ）毎に、変調信号生成部１３へ出力される。

［変調信号生成部］
変調信号生成部１３は、「周波数比率値Ｓ４に対して共振周波数が加算された値」に基づいて周波数変調信号Ｓ３を生成する。まず、変調信号生成部１３は、振幅が±１の正弦波信号を生成する。次に、変調信号生成部１３は、生成された正弦波信号に対して、「周波数比率値Ｓ４に対して共振周波数が加算された値」を乗算することによって、周波数変調信号Ｓ３を生成する。

ここで、「周波数比率値Ｓ４に対して共振周波数が加算された値」は、４気筒エンジンの場合に４６．００Ｈｚ〜５１．８０Ｈｚであることから、生成された周波数変調信号Ｓ３は、振幅が±１であり、さらに、エンジン回転数の値に応じて、主な周波数成分が４６．００Ｈｚから５１．８０Ｈｚまで変調する正弦波信号となる。変調信号生成部１３で生成された周波数変調信号Ｓ３は、周波数変換部４０へ出力される。

次に、周波数変調部１０における具体的な処理の一例を、図を用いて説明する。まず、周波数変調部１０に対して、ＥＣＵ３０２から図６（ａ）に示すエンジン回転数情報Ｓ２が入力されたと仮定する。図６（ａ）には、エンジン回転数情報Ｓ２におけるエンジン回転数の時間変化が、１２秒間示されている。図６（ａ）に示すように、エンジン回転数情報Ｓ２のエンジン回転数の範囲は、約０ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍとなっている。

周波数変調部１０のルックアップテーブル部１１は、ルックアップテーブルデータを用いて、エンジン回転数情報Ｓ２のエンジン回転数に対応する周波数比率値Ｓ４を、所定時間毎に求めて、図６（ｂ）に示すような、周波数比率値Ｓ４の時間変化を求める。なお、図６（ｂ）に示す周波数比率値Ｓ４は、図４（ａ）に示した４気筒エンジンのルックアップテーブルに基づいて決定された値である。

共振周波数加算部１２は、ルックアップテーブル部１１から図６（ｂ）に示す周波数比率値Ｓ４の値を所定時間毎に取得して、共振周波数を加算することにより、「周波数比率値Ｓ４に対して共振周波数が加算された値」を算出する。図７は、「周波数比率値Ｓ４に対して共振周波数が加算された値」の時間変化を示した図である。図７の縦軸に示す周波数（単位Ｈｚ）は、図６（ｂ）に示された周波数比率値Ｓ４の値に対して、共振周波数である４６．０Ｈｚを加えた値を示している。

変調信号生成部１３は、共振周波数加算部１２から「周波数比率値Ｓ４に対して共振周波数が加算された値」を所定時間毎に取得して、周波数変調信号Ｓ３を生成する。図８（ａ）は、図７に示した時間変化に対応する４秒から５秒までの周波数変調信号Ｓ３の振幅特性を示しており、（ｂ）はその周波数特性を示している。図８（ｃ）は、図７に示した時間変化に対応する８秒から９秒までの周波数変調信号Ｓ３の振幅特性を示しており、（ｄ）はその周波数特性を示している。図９（ａ）は、図７に示した時間変化に対応する９秒から１０秒までの周波数変調信号Ｓ３の振幅特性を示しており、（ｂ）はその周波数特性を示している。

図７の４秒から４．４秒辺りまでの周波数の値は、４７．３Ｈｚから４６．７Ｈｚまで減少し、４．４秒から５秒までの間、４６．７Ｈｚ付近の値を維持している。このため、周波数変調信号Ｓ３の正弦波の周波数は、図７および図８（ａ）に示すように、４秒のときに４７．３Ｈｚを示した後に、４．４秒まで減少して４６．７Ｈｚとなり、その後４．４秒から５秒までの間、４６．７Ｈｚ付近の値を維持する。４秒から５秒までの周波数変調信号Ｓ３の周波数特性では、図８（ｂ）に示すように、４６．０Ｈｚ〜４７．０Ｈｚ辺りの信号レベルが最大となる。

図７の８秒から９秒までの周波数の値は途中で上下しながら、４９．５Ｈｚから４７．７Ｈｚまで変化している。このため、周波数変調信号Ｓ３の正弦波の周波数は、図７および図８（ｃ）に示すように、８秒のときに４９．５Ｈｚを示し、その後８．５秒辺りまで周波数を低減させた後にわずかに上昇に転じるが、その後９秒のときの４７．７Ｈｚまで周波数を減少させる。８秒から９秒までの周波数変調信号Ｓ３の周波数特性は、図８（ｄ）に示すように、４７．０Ｈｚ〜４９．０Ｈｚ辺りの信号レベルが最大となる。

図７の９秒から１０秒までの周波数の値は、４７．７Ｈｚから４９．５Ｈｚまで上昇している。このため、周波数変調信号Ｓ３の正弦波の周波数は、図７および図９（ａ）に示すように、９秒のときに４７．７Ｈｚを底値として、その後９．５秒辺りまで周波数を上昇させた後に値を緩やかに減少させ、１０秒のとき４９．５Ｈｚとなる。９秒から１０秒までの周波数変調信号Ｓ３の周波数特性は、図９（ｂ）に示すように、４７．０Ｈｚ〜４９．０Ｈｚ辺りの信号レベルが最大となる。

なお、上述した周波数変調部１０では、エンジンの気筒数に応じてルックアップテーブルデータを決定し、エンジン回転数から周波数比率値Ｓ４を決定し、決定された周波数比率値Ｓ４に共振周波数を加算してから正弦波信号に乗算することによって、周波数変調信号Ｓ３を生成する場合について説明した。しかしながら、正弦波信号に乗算される信号は、必ずしも「周波数比率値Ｓ４に共振周波数を加算した値」に限定されない。

例えば、シートの共振周波数の周辺の帯域を利用して、正弦波信号に乗算される信号を生成することも可能である。図１０（ａ）は、シート座面に設置されたピックアップセンサにより測定されたシート振動の周波数特性を一例として示した図である。図１０（ａ）に示すように、最も信号レベルが高い周波数は４６．０Ｈｚである。このため、４６．０Ｈｚがシートの共振周波数であると判断できる。実施の形態に係る振動信号は、後述するように共振周波数を基準とした２つの信号の周波数差を用いて生成される。このため、共振周波数である４６．０Ｈｚを基準として周波数の差分が大きくなるように、４６．０Ｈｚ以上の周波数範囲を決定する。このようにして決定された周波数範囲が、後述する振動信号が変調するための帯域幅に該当することになる。

一例として、エンジンの回転数の上限を８０００ｒｐｍと仮定し、この回転数に応じて変化する周波数の範囲を４６．０Ｈｚから６０．０Ｈｚに設定する。具体的には、エンジン回転数が０ｒｐｍのとき周波数値を４６．０Ｈｚとし、８０００ｒｐｍのときの周波数値を６０Ｈｚに設定して、エンジン回転数と周波数値とが線形性を示すとする。この場合には、その線形性の関係から、図９（ｃ）の表３に示すように、エンジン回転数が０ｒｐｍ,１０００ｒｐｍ，２０００ｒｐｍ，３０００ｒｐｍ，４０００ｒｐｍ，５０００ｒｐｍ，６０００ｒｐｍ，７０００ｒｐｍ、８０００ｒｐｍのときのそれぞれの周波数値が、４６．０Ｈｚ,４７．８Ｈｚ，４９．５Ｈｚ，５１．３Ｈｚ，５３．０Ｈｚ，５４．８Ｈｚ，５６．５Ｈｚ，５８．３Ｈｚ,６０．０Ｈｚとなる。

図１０（ｂ）は、図９（ｃ）に示したエンジン回転数と周波数値との線形性の関係を図示した周波数変換テーブルである。周波数変調部１０は、ＥＣＵ３０２より入力されたエンジン回転数情報Ｓ２に基づいて、図１０（ｂ）の周波数変換テーブルより所定時間毎に周波数値を決定する。そして、周波数変調部１０が、決定された周波数値を正弦波信号に乗算することにより、周波数変調信号Ｓ３を生成することができる。

図１０（ｂ）に示した周波数変換テーブルを用いて周波数変調信号Ｓ３を生成することにより、ルックアップテーブル部１１および共振周波数加算部１２を統合することができるため、周波数変調部１０の構成および処理の簡略化を図ることが可能になる。また、周波数変換テーブルを予め複数パターン用意しておき、ユーザが複数の周波数変換テーブルからいずれかのテーブルを選択するようにしてもよい。

［ダウンサンプリング部］
ダウンサンプリング部２０は、包絡線検出部３０や、周波数変換部４０や、信号合成部５０等における信号処理の演算量を低減させるために、擬似エンジン音生成部３０１より入力された擬似エンジン音信号Ｓ１に対して低域通過フィルタを適用した後に、サンプリング周波数の間引き処理を行う（図２に示すステップＳ．１０２：擬似エンジン音信号Ｓ１のダウンサンプリング処理）。このようにダウンサンプリング部２０で、サンプリング周波数の間引き処理を行うことにより、信号処理に用いられる音響信号のデータ量を低減させることが可能となる。ここで、ダウンサンプリング部２０における低域通過フィルタのカットオフ周波数は、エキサイタ３０３より振動を出力させるための信号の周波数帯域に基づいて設定される。

図１１（ａ）は、ダウンサンプリング部２０で用いられる低域通過フィルタの周波数特性を、一例として示した図である。図１１（ａ）に示すように、実施の形態に係るダウンサンプリング部２０では、カットオフ周波数を３００Ｈｚに設定した１，０２４タップのＦＩＲフィルタを低域通過フィルタとして用いて、擬似エンジン音信号Ｓ１にフィルタ処理を行う。

ダウンサンプリング部２０は、図１１（ａ）に示す低域通過フィルタを用いて、擬似エンジン音信号Ｓ１にフィルタ処理を行った後に、ダウンサンプル数を３２としてサンプリング周波数の間引き処理を行う。間引き処理により、ダウンサンプリング後のサンプリング周波数を１．５ｋＨｚにダウンサンプリングすることが可能になる。ダウンサンプリング処理された擬似エンジン音信号Ｓ１は、包絡線検出部３０に出力される。

なお、ダウンサンプリング部２０において適用される低域通過フィルタのカットオフ周波数は、エンジンの気筒数によって変更することが可能である。エンジンの気筒数が上がることにより、基本周波数が上がり、出力する振動の周波数帯域が異なる帯域になるためである。図５（ｂ）は、エンジンの気筒数毎に設定されるカットオフ周波数の一例を示した表２である。なお、上述したように、サンプリング周波数の間引き処理によって、サンプリング周波数が１．５ｋＨｚにダウンサンプリングされるので、エンジンの気筒数毎に設定する低域通過フィルタのカットオフ周波数は、１．５ｋＨｚよりも小さい値にする必要がある。

［包絡線検出部］
包絡線検出部３０は、ダウンサンプリング部２０によりダウンサンプリング処理された擬似エンジン音信号Ｓ１に対して、絶対値検出を行った後に、低域通過フィルタを用いて積分処理（フィルタ処理）を行う。これらの処理により、包絡線検出部３０は、ダウンサンプリング処理された擬似エンジン音信号Ｓ１から、制限包絡線信号Ｓ６を検出する（図２に示すステップＳ．１０３：包絡線検出処理）。

図１２（ａ）は、包絡線検出部３０における機能部の概略構成を示したブロック図である。包絡線検出部３０は、包絡線検波部（包絡線信号生成手段）３１と、ダイナミックレンジ圧縮伸張部（Dynamic Range Compression/Expansion：ＤＲＣＥ、包絡線信号生成手段）３２とを有している。また、図１１（ｂ）は、包絡線検波部３１で用いられる低域通過フィルタの周波数特性を一例として示した図である。図１１（ｂ）に示す低域通過フィルタでは、２５６タップのＦＩＲフィルタを適用し、カットオフ周波数を２０Ｈｚに設定した場合が示されている。

包絡線検波部３１は、まず、ダウンサンプリング処理された擬似エンジン音信号Ｓ１の絶対値を検出する。擬似エンジン音信号Ｓ１はプラス側およびマイナス側へ振幅が変化する信号であるため、絶対値検出により、振幅値がプラスの値（正の値）に限定されることになる。次に包絡線検波部３１は、図１１（ｂ）に示した低域通過フィルタを用いて、包絡線信号Ｓ５を検出する。

図１３（ａ）は、ダウンサンプリング部２０により、カットオフ周波数３００Ｈｚでダウンサンプリング処理された擬似エンジン音信号Ｓ１の振幅特性を示した図であり、図１３（ｂ）は、その周波数特性を示した図である。図１３（ａ）に示した擬似エンジン音信号Ｓ１では、プラス側およびマイナス側へ変動する振幅が示されている。図１４は、包絡線検波部３１において「絶対値検出が行われた信号」の振幅特性と、低域通過フィルタを適用することにより求められた包絡線信号Ｓ５の振幅特性を示した図である。図１４に示すように、「絶対値検出が行われた信号」はプラス側（正の値）の振幅変化のみが示されている。また、包絡線信号Ｓ５（低域通過フィルタが適用された信号）は、「絶対値検出された信号」の滑らかな振幅変化を示している。

包絡線検波部３１によって求められた包絡線信号Ｓ５は、ダイナミックレンジ圧縮伸張部３２へ出力される。

［ダイナミックレンジ圧縮伸張部］
ダイナミックレンジ圧縮伸張部３２は、包絡線検波部３１より取得した包絡線信号Ｓ５の信号レベルを制限する処理を行う。制限される信号レベルは、エキサイタ３０３における振動の出力可能レベルを考慮して設定される。具体的には、エキサイタ３０３に損傷を与えない振動の振動レベルとなる「上限の振動レベル」が、予め規定されており、エキサイタ３０３で発生される振動が予め規定される「上限の振動レベル」以下となるように、包絡線信号Ｓ５の信号レベル（振幅値）が制限される。

図１５（ａ）は、ダイナミックレンジ圧縮伸張部３２が、包絡線信号Ｓ５の信号レベルを制限する場合に用いる、入出力ゲインテーブルを示した図である。また、図１５（ｂ）は、図１４に示された包絡線信号Ｓ５に対して、ダイナミックレンジ圧縮伸張部３２で信号レベル（振幅値）の制限を行った場合（制御ありの場合）と、行わなかった場合（制御なしの場合）との振幅特性を示した図である。

ダイナミックレンジ圧縮伸張部３２は、入力される信号の信号レベルを検出し、図１５（ａ）に示す入出力ゲインテーブルを参照して、包絡線信号Ｓ５の信号レベルが−１３ｄＢ（振幅値が、０．２２３９）より大きい場合に、信号レベルを−１３ｄＢ以下に制限する処理を行う。このような信号レベルの制限処理によって、図１５（ｂ）に示すように、０．２２３９よりも高い値を示す、包絡線信号Ｓ５の振幅（５．５秒から６．０秒までの間の一部の時間の振幅）を、０．２２３９に制限することが可能になる。

ダイナミックレンジ圧縮伸張部３２によって、包絡線信号Ｓ５の信号レベル制限が行われた制限包絡線信号Ｓ６は、周波数変換部４０へ出力される。

［信号生成部］
信号生成部９０は、±１の振幅からなる正弦波信号であって、この正弦波信号の主な周波数成分が、エキサイタ３０３の共振周波数と同じ周波数からなる共振周波数信号Ｓ７（第１正弦波信号）を生成する（図２に示すステップＳ．１０４：共振周波数信号生成処理）。信号生成部９０によって生成された共振周波数信号Ｓ７は、周波数変換部４０へ出力される。

［周波数変換部］
周波数変換部４０は、包絡線検出部３０から取得した制限包絡線信号Ｓ６と、信号生成部９０から取得した共振周波数信号Ｓ７とに基づいて、第１周波数信号Ｓ８を生成する（図２に示すステップＳ．１０５：周波数変換処理・第１周波数信号Ｓ８の生成処理）。また、周波数変換部４０は、包絡線検出部３０から取得した制限包絡線信号Ｓ６と、周波数変調部１０から取得した周波数変調信号Ｓ３とに基づいて、第２周波数信号Ｓ９を生成する（図２に示すステップＳ．１０５：周波数変換処理・第２周波数信号Ｓ９の生成処理）。

図１２（ｂ）は、周波数変換部４０における機能部の概略構成を示したブロック図である。周波数変換部４０は、第１乗算部（第１周波数信号生成手段）４１と、第２乗算部（第２周波数信号生成手段）４２とを有している。第１乗算部４１は、包絡線検出部３０から取得した制限包絡線信号Ｓ６と、信号生成部９０から取得した共振周波数信号Ｓ７とを乗算することにより、第１周波数信号Ｓ８を生成し、生成された第１周波数信号Ｓ８を、信号合成部５０へ出力する。

図１６（ａ）は、擬似エンジン音信号Ｓ１の振幅変化を示し、（ｂ）はその周波数特性を示している。一方で、図１６（ｃ）は、第１周波数信号Ｓ８の振幅変化を示し、（ｄ）はその周波数特性を示している。第１周波数信号Ｓ８は、共振周波数信号Ｓ７に対して制限包絡線信号Ｓ６を乗算した信号であるため、図１６（ｃ）に示すように、擬似エンジン音信号Ｓ１に比べて振幅変化が滑らかになっている。さらに、第１周波数信号Ｓ８は、共振周波数である４６．０Ｈｚの正弦波信号によって生成された共振周波数信号Ｓ７が乗算された信号であるため、図１６（ｄ）に示すように、最も信号レベルの高い周波数が４６Ｈｚ付近となっている。

また、第２乗算部４２は、包絡線検出部３０から取得した制限包絡線信号Ｓ６と、周波数変調部１０から取得した周波数変調信号Ｓ３とを乗算することにより、第２周波数信号Ｓ９を生成し、生成された第２周波数信号Ｓ９を、信号合成部５０へ出力する。

図１７（ａ）は、擬似エンジン音信号Ｓ１の振幅変化を示し、（ｂ）はその周波数特性を示している。図１７（ｃ）は、第２周波数信号Ｓ９の振幅変化を示し、（ｄ）はその周波数特性を示している。第２周波数信号Ｓ９は、周波数変調信号Ｓ３に対して制限包絡線信号Ｓ６を乗算した信号であるため、図１７（ｃ）に示すように、擬似エンジン音信号Ｓ１に比べて振幅変化が滑らかになっている。さらに、第２周波数信号Ｓ９は、周波数が４６．０Ｈｚから５１．８０Ｈｚまで変調する周波数変調信号Ｓ３が乗算された信号であるため、図１７（ｄ）に示すように、最も信号レベルの高い周波数が４６Ｈｚ〜５０Ｈｚ付近となっている。

［信号合成部］
信号合成部５０は、周波数変換部４０から取得した第１周波数信号Ｓ８と第２周波数信号Ｓ９とに基づいて、振動信号Ｓ１０を生成する（図２に示すステップＳ．１０６：信号合成処理）。具体的に、信号合成部５０は、図示を省略した加算部を有している。信号合成部５０は、加算部で第１周波数信号Ｓ８と第２周波数信号Ｓ９とを合成（加算）して、振動信号Ｓ１０を生成する。信号合成部５０は、生成（合成）された振動信号Ｓ１０を、アップサンプリング部６０へ出力する。

［アップサンプリング部］
アップサンプリング部６０は、振動信号Ｓ１０に対してアップサンプリング処理を行うことにより、出力信号Ｓ１１を生成する（図２に示すステップＳ．１０７：振動信号のアップサンプリング処理）。アップサンプリング部６０は、振動信号Ｓ１０に対してアップサンプリング処理を行うことにより、振動信号Ｓ１０を、擬似エンジン音信号Ｓ１と同等のサンプリング周波数に変換する。アップサンプリング部６０で行われるアップサンプリング処理は、ダウンサンプリング部２０において行われたダウンサンプリング処理に対応する処理である。

まず、アップサンプリング部６０は、アップサンプル数に対応するゼロの情報を振動信号Ｓ１０に挿入する処理を行う。そして、アップサンプリング部６０は、ゼロの情報が挿入された振動信号Ｓ１０に対して、ダウンサンプリング処理と同様の低域通過フィルタを用いてフィルタ処理を施し、折り返し成分の除去を行う。折り返し成分の除去を行うことにより、出力信号Ｓ１１が生成される。アップサンプリング部６０は、生成された出力信号Ｓ１１をエキサイタ３０３へ出力する。

エキサイタ３０３では、アップサンプリング部６０より取得した出力信号Ｓ１１に基づいて、エンジンの回転数に対応してビート感が付加された振動を、車両用シートに発生させる。

図１８（ａ）は、振動信号生成装置１００に入力された擬似エンジン音信号Ｓ１の振幅特性の一例を示し、図１８（ｂ）は、（ａ）に示す擬似エンジン音信号Ｓ１に基づいて、振動信号生成装置１００で生成された出力信号Ｓ１１の振幅特性を示している。出力信号Ｓ１１は、既に説明したように、信号合成部５０において第１周波数信号Ｓ８と第２周波数信号Ｓ９とが合成された信号である。第１周波数信号Ｓ８は、共振周波数信号Ｓ７に基づいて生成された信号であるため、共振周波数である４６Ｈｚを主な周波数成分とする正弦波に基づく信号である。一方で、第２周波数信号Ｓ９は、周波数変調信号Ｓ３に基づいて生成された信号であるため、図７に示すように、信号の周波数が４６Ｈｚから５０Ｈｚ付近までの範囲で変動する信号である。このように合成される第１周波数信号Ｓ８の主な周波数成分と、第２周波数信号Ｓ９の主な周波数成分との周波数差が、時間に応じて変化することになる。

従って、２つの信号が合成された出力信号Ｓ１１を用いてエキサイタ３０３で振動を発生させると、周波数差の変化に応じて、エンジンの振動のようなビート感のある振動を発生させることができる。具体的に、周波数差が小さい場合には、振動の振幅が収束するまでの時間が長くなり（時間が遅くなり）、周波数差が大きい場合には、振動の振幅が収束するまでの時間が短く（時間が早く）なる。

図１９（ａ）は、図１８（ｂ）に示した出力信号Ｓ１１の４．６秒から５．７秒までの振幅特性を示し、（ｂ）はその周波数特性を示している。また、図１９（ｃ）は、図１８（ｂ）に示した出力信号Ｓ１１の５．７秒から５．９５秒までの振幅特性を示し、（ｄ）はその周波数特性を示している。

図１９（ａ）〜（ｄ）に示すように、出力信号Ｓ１１の振幅の塊が収束するまでの時間（振幅が増大し始めてから収束するまでの時間）は、４．６秒から５．７秒までの時間の方が、５．７秒から５．９５秒までの時間よりも長い。図７に示した「周波数比率値Ｓ４に対して共振周波数が加算された値」の時間変化を示した図から明らかなように、周波数変調信号Ｓ３の主な周波数成分、つまり第２周波数信号Ｓ９の主な周波数成分は、４．６秒から５．７秒までの間で約４７Ｈｚに設定され、その後に上昇して、５．９５秒のときに約５０Ｈｚ付近に設定されている。

一方で、制限包絡線信号Ｓ６の主な周波数成分、つまり第１周波数信号Ｓ８の主な周波数成分は、共振周波数である４６Ｈｚに設定されている。４．６秒から５．７秒までの間では、周波数差が小さくなる（約４７Ｈｚ−４６Ｈｚ）ため、出力信号Ｓ１１の「振幅の塊が収束するまでの時間」が長くなり、５．７秒から５．９５秒までの間では、周波数差が大きくなる（約５０Ｈｚ−４６Ｈｚ）ため、出力信号Ｓ１１の「振幅の塊が収束するまでの時間」が短くなる。参考として、図２０（ａ）に、図１８（ｂ）に示した出力信号Ｓ１１の４．６秒から５．９５秒までの振幅特性を示し、図２０（ｂ）に、その周波数特性を示す。

さらに、図２１（ａ）に、２．９秒から４．５秒までの出力信号Ｓ１１の振幅特性を示し、（ｂ）に、その周波数特性を示す。また、図２１（ｃ）に、５．６５秒から６．２秒までの出力信号Ｓ１１の振幅特性を示し、（ｄ）に、その周波数特性を示す。図２１（ａ）〜（ｄ）に示した出力信号Ｓ１１の「振幅の塊が収束するまでの時間」に関しても、上述したように、周波数差に応じて変化する。このように収束時間が変化する出力信号Ｓ１１基づいて、エキサイタ３０３から振動が出力されるため、エンジン回転数に対応したビート感を振動に付加することが可能になる。従って、ユーザに対してビート感のある振動を体感させることが可能になり、運転に伴って生じ得る臨場感や走行感を提供することができるとともに、運転による高揚感や満足感を高めること可能となる。

以上説明したように、実施の形態に係る振動信号生成装置１００では、周波数変換部４０で、共振周波数を基準とする第１周波数信号Ｓ８と、共振周波数を基準としつつエンジン回転数に応じて周波数が変動する第２周波数信号Ｓ９とを生成し、信号合成部５０で、第１周波数信号Ｓ８と第２周波数信号Ｓ９とを合成して、アップサンプリング部６０で出力信号Ｓ１１を生成する。生成された出力信号Ｓ１１は、エンジン回転数に応じて周波数差が変化する２帯域の信号を合成することにより生成されるため、エンジン回転数に応じて振動の収束速度が変化する。この振動の収束時間の変化が、エンジンの回転数に応じて変化するため、エキサイタ３０３より出力される振動に対して、エンジン回転数に連動するビート感を付加することできる。従って、エンジン回転数に連動して振動の収束時間が変化し、エンジン回転数に連動してビート感が変化する振動を、ユーザに体感させることが可能になる。

さらに、第１周波数信号Ｓ８および第２周波数信号Ｓ９は、擬似エンジン音信号Ｓ１の絶対値の包絡線に基づいて生成された制限包絡線信号Ｓ６により、振動の振幅値が変化する。このため、擬似エンジン音信号Ｓ１においてエンジン回転数に応じて振幅が大きく変化する場合には、その振幅変化に応じて振動信号Ｓ１０・出力信号Ｓ１１の振幅の大きさも変化するので、振動の収束時間だけでなく、振動の大きさも、エンジン回転数に連動させて変化させることが可能になる。従って、エンジン回転数に連動して振動（振幅）の大きさが変化する好適な振動を、ユーザに体感させることが可能になる。

以上、本発明に係る振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムについて、図面を用いて詳細に説明したが、本発明に係る振動信号生成装置および振動信号生成用プログラムは、実施の形態に示した例には限定されない。

例えば、実施の形態に係る振動信号生成装置１００では、擬似エンジン音生成部３０１から擬似エンジン音信号Ｓ１を受信し、擬似エンジン音信号Ｓ１に基づいて包絡線信号Ｓ５・制限包絡線信号Ｓ６を生成し、包絡線信号Ｓ５・制限包絡線信号Ｓ６を用いて振動信号Ｓ１０を生成する場合について説明した。しかしながら、振動信号Ｓ１０を生成するために、必ずしも包絡線信号Ｓ５・制限包絡線信号Ｓ６を用いる必要はない。

図２０（ｃ）は、周波数変調信号Ｓ３と共振周波数信号Ｓ７とを用いて振動信号Ｓ１０を合成し、合成された振動信号Ｓ１０に基づいて求められた出力信号Ｓ１１の振幅特性を一例として示している。図２０（ｄ）はその周波数特性を一例として示している。図２０（ｃ）に示した振幅の最大値は、ダイナミックレンジ圧縮伸張部３２において制限された０．２２３９（信号レベルで−１３ｄＢに該当）と同じ値に設定されている。

包絡線信号Ｓ５・制限包絡線信号Ｓ６を用いない場合、つまり、擬似エンジン音信号Ｓ１を利用しない場合、実施の形態に係る振動信号生成装置１００では、ダウンサンプリング部２０および包絡線検出部３０で制限包絡線信号Ｓ６を生成する必要がなくなる。従って、第１周波数信号Ｓ８として共振周波数信号Ｓ７を用い、第２周波数信号Ｓ９として周波数変調信号Ｓ３を用いて振動信号Ｓ１０を合成し、合成された振動信号Ｓ１０を用いて出力信号Ｓ１１を生成することになる。このようにして生成された出力信号Ｓ１１の振動では、振幅の最大値をエンジン回転数に応じて変化させることできないが、２つの信号の周波数差に応じて各振動の収束時間を変化させることは可能である。従って、ユーザに対して、エンジン回転数に連動してビート感が変化する振動を体感させることが可能である。

さらに、ＥＣＵ３０２から出力されるエンジン回転数情報Ｓ２に連動させて、図２０（ｃ）（ｄ）に示す振動の振幅（信号レベル）を変化させる処理を行うことにより、実施の形態に係る振動信号生成装置１００と同様の振動を、ユーザに体感させることが可能である。例えば、エンジン回転数情報Ｓ２に基づくエンジン回転数が、時間的に変化する場合、エンジン回転数を振幅値に変換することにより、エンジン回転数に連動させて振幅値を変化させることができる。図２２（ａ）は、エンジン回転数情報Ｓ２に基づくエンジン回転数の時間変化に対応させて、振幅値を変化させた信号（以下、振幅値信号と称する）の振幅特性を示した図である。図２２（ａ）に示す振幅値信号の振幅特性では、振幅値の最大値を、ダイナミックレンジ圧縮伸張部３２で制限された０．２２３９に設定している。

上述したように、信号合成部５０が、図２２（ａ）に示すような振幅特性を有する振幅値信号を生成し、生成された振幅値信号を、共振周波数信号Ｓ７と周波数変調信号Ｓ３を用いて生成された出力信号Ｓ１１に乗算することにより、実施の形態に係る振動信号生成装置１００と同様の振動を、ユーザに体感させることも可能である。図２２（ｂ）は、図２０（ｃ）（ｄ）に示した出力信号Ｓ１１に対して、図２２（ａ）に示す振幅値信号を乗算した信号の振幅特性を示し、図２２（ｃ）はその周波数特性を示している。このように、共振周波数信号Ｓ７と周波数変調信号Ｓ３と用いて生成された出力信号Ｓ１１に、図２２（ａ）に示す振幅値信号を乗算することにより、エンジンの回転数に連動させて振幅値を増減させることができるとともに、振動の発生から収束までの時間を、エンジンの回転数に連動させて変化させることが可能になる。このため、実施の形態に示す振動信号生成装置１００により生成される振動と同様の振動を、ユーザに体感させることが可能になる。

また、実施の形態に係る振動信号生成装置１００では、包絡線検出部３０の包絡線検波部３１が、擬似エンジン音信号Ｓ１に基づいて包絡線信号Ｓ５を生成する場合について説明した。しかしながら、包絡線検波部３１は、擬似エンジン音信号Ｓ１を用いずに、図２２（ａ）に示す振幅値信号を用いて、包絡線信号Ｓ５を生成する構成とすることも可能である。図２２（ａ）に示す振幅値信号は、エンジン回転数情報Ｓ２に基づくエンジン回転数の時間変化に対応させて、振幅値を変化させた信号であるため、振幅値信号の包絡線を求めることにより、エンジン回転数に連動して変動する振幅値の信号を得ることができる。この信号は、擬似エンジン音信号Ｓ１の振幅の絶対値に基づいて包絡線を求める信号に類似した振幅変化を示すことになる。

このため、包絡線検出部３０の包絡線検波部３１で振幅値信号を生成し、生成された振幅値信号の包絡線を求めることにより、包絡線検波部３１で包絡線信号Ｓ５を生成することができる。このようにして生成された包絡線信号Ｓ５に基づいてダイナミックレンジ圧縮伸張部３２で制限包絡線信号Ｓ６を生成して、周波数変換部４０へ出力することにより、擬似エンジン音信号Ｓ１を用いることなく、包絡線検出部３０で包絡線信号Ｓ５および制限包絡線信号Ｓ６を生成することが可能になる。

さらに、実施の形態に係る振動信号生成装置１００では、車両に設置されたＥＣＵ３０２からエンジン回転数情報Ｓ２を取得して出力信号Ｓ１１を生成する場合を一例として示して説明した。しかしながら、振動信号生成装置１００は、必ずしもエンジンを備える車両に設置されるものに限定されない。

例えば、今日では、電気自動車のように全くエンジン（内燃機関）を備えていない車両や、ハイブリッド自動車のように、常にエンジン内で燃料が燃焼されるのではなく、必要に応じてエンジンが停止した状態を維持する車両が多く存在する。このような車両では、車両が走行している場合であってもエンジンの回転数が０ｒｐｍになることがある。従って、このような車両に対して、実施の形態に示す振動信号生成装置１００を用いても、車両が走行しているにも拘わらず、エンジン回転数情報Ｓ２の値が０ｒｐｍになる場合があり得る。

このように、電気自動車やハイブリッド自動車のように、モータの力によって走行が行われる車両では、エンジンの回転数ではなく、モータの回転数に応じて周波数変調信号Ｓ３の周波数を変更させて、振動にビート感を付加する構成にすることが可能である。
具体的には、１分間当たりのモータの回転数に関する情報を、周波数変調部１０がエンジン回転数情報Ｓ２の代わりに取得する。１分間当たりのモータの回転数がｘ回（つまり、ｘ［ｒｐｍ］）である場合、次の式により、モータの回転による周波数ｙ［Ｈｚ］を求めることができる。
ｘ［ｒｐｍ］／６０［秒］＝ｙ［Ｈｚ］
実施の形態において既に説明したように、モータの回転数ｘが１０００,２０００,・・・８０００のときの基本周波数ｙ［Ｈｚ］を用いて、基本周波数におけるモータの周波数を求める。そして、「求められたモータの基本周波数をエキサイタ３０３の共振周波数である４６Ｈｚで割った値」を求めることにより、ルックアップテーブル部１１で用いるルックアップテーブルデータを作成することができる。このルックアップテーブルデータを用いることにより、周波数変調部１０において周波数変調信号Ｓ３を生成することが可能になる。

また、別の方法として、図１０（ａ）（ｂ）、図９（ｃ）を用いて説明したように、モータの回転数の上限を、例えば８０００ｒｐｍとして、０ｒｐｍ〜８０００ｒｐｍのモータの回転数に応じて変化する周波数範囲を、共振周波数を基準とした４６．０Ｈｚ〜６０．０Ｈｚに設定して、モータの回転数と周波数との対応関係を求めることにより、周波数変調部１０で周波数変調信号Ｓ３を生成することも可能である。

さらに、実施の形態に係る振動信号生成装置１００では、車両の擬似エンジン音生成部３０１から擬似エンジン音信号Ｓ１を取得し、車両のＥＣＵ３０２等からエンジン回転数情報Ｓ２を取得する場合について説明した。しかしながら、ドライビングゲームやドライブシミュレータのように擬似的な運転状況において、ユーザに対しビート感のあるエンジン音を体感させたいという要望が存在する。

ドライビングゲーム等の擬似的な運転状況では、擬似エンジン音生成部３０１やＥＣＵ３０２から信号Ｓ１,Ｓ２を取得することができない。この場合には、擬似エンジン音信号Ｓ１やエンジン回転数情報Ｓ２に相当する信号や情報を、ゲーム機あるいはシミュレータ内部で生成し、生成された擬似エンジン音信号Ｓ１やエンジン回転数情報Ｓ２に相当する信号に基づいて、振動信号生成装置１００で出力信号Ｓ１１を生成する。このようにして出力信号Ｓ１１を生成することにより、ドライビングゲーム等を楽しむユーザに、ビート感のあるエンジン振動を体感させることが可能になる。またエンジン回転数情報Ｓ２に該当する情報（擬似的なエンジン回転数の情報）のみをゲーム機あるいはシミュレータ内部で生成し、図１０（ａ）（ｂ）、図９（ｃ）を用いて説明した方法によって、出力信号Ｓ１１を生成することも可能である。

また、実施の形態に係る振動信号生成装置１００では、図２に示したように、まず、周波数変調部１０で周波数変調信号Ｓ３の生成処理（図２においてＳ．１０１で示した周波数変調処理）を行った後に、ダウンサンプリング部２０で擬似エンジン音信号Ｓ１のダウンサンプリング処理（図２においてＳ．１０２で示す処理）を行い、その後に、包絡線検出部３０で制限包絡線信号Ｓ６の検出処理（図２においてＳ．１０３で示した包絡線検出処理）を行ってから、信号生成部９０で共振周波数信号Ｓ７の生成処理（図２においてＳ．１０４で示す共振周波数信号生成処理）を行う場合について説明した。

しかしながら、図２に示した「Ｓ．１０１の周波数変調処理」と、「Ｓ．１０２およびＳ．１０３の処理（ダウンサンプリング処理および包絡線検出処理）」と、「Ｓ．１０４の共振周波数信号生成処理」との処理の順番は、特に限定されない。それぞれの処理を行うことにより、周波数変調信号Ｓ３と包絡線信号Ｓ５と共振周波数信号Ｓ７を生成することができればよく、それぞれの信号を生成する順番は特に限定されない。

さらに、実施の形態に係る振動信号生成装置１００では、エキサイタ３０３が出力信号Ｓ１１に基づいて振動を発生させる場合について説明したが、エキサイタ３０３は、振動だけでなく、出力信号Ｓ１１に基づく音を発生させる構成であってもよい。

１０ …周波数変調部（第２正弦波信号生成手段）
１１ …ルックアップテーブル部
１２ …共振周波数加算部
１３ …変調信号生成部
２０ …ダウンサンプリング部
３０ …包絡線検出部（包絡線信号生成手段）
３１ …包絡線検波部（包絡線信号生成手段）
３２ …ダイナミックレンジ圧縮伸張部（包絡線信号生成手段）
４０ …周波数変換部（第１周波数信号生成手段、第２周波数信号生成手段）
４１ …第１乗算部（第１周波数信号生成手段）
４２ …第２乗算部（第２周波数信号生成手段）
５０ …信号合成部（信号合成手段）
６０ …アップサンプリング部
９０ …信号生成部（第１正弦波信号生成手段）
１００ …振動信号生成装置
２０１ …（振動信号生成装置の）ＣＰＵ（制御手段）
２０２ …（振動信号生成装置の）ＲＯＭ
２０３ …（振動信号生成装置の）ＲＡＭ
２０４ …（振動信号生成装置の）記録媒体
２０５ …（振動信号生成装置の）入力端子
２０６ …（振動信号生成装置の）出力端子
３０１ …擬似エンジン音生成部
３０２ …ＥＣＵ
３０３ …エキサイタ（振動発生手段）
Ｓ１ …擬似エンジン音信号
Ｓ２ …エンジン回転数情報
Ｓ３ …周波数変調信号（第２正弦波信号）
Ｓ４ …周波数比率値
Ｓ５ …包絡線信号
Ｓ６ …制限包絡線信号
Ｓ７ …共振周波数信号（第１正弦波信号）
Ｓ８ …第１周波数信号
Ｓ９ …第２周波数信号
Ｓ１０ …振動信号
Ｓ１１ …出力信号

Claims (18)

1. 所定の低域周波数を主な周波数成分とする正弦波に基づいて、第１正弦波信号を生成する第１正弦波信号生成手段と、
   前記所定の低域周波数を主な周波数成分とし、該主な周波数成分をエンジン回転数の増減に対応させて変動させた正弦波に基づいて、第２正弦波信号を生成する第２正弦波信号生成手段と、
   前記第１正弦波信号と前記第２正弦波信号とを合成することにより、シートに設置された振動発生手段で振動を発生させるための振動信号を生成する信号合成手段と
   を有することを特徴とする振動信号生成装置。
2. 前記第２正弦波信号生成手段は、
   前記エンジン回転数に基づいて、エンジンが１秒間に爆発する回数を求めることによりエンジン燃焼の周波数を算出し、算出されたエンジン燃焼の周波数の値を前記所定の低域周波数で除算し、除算された結果の値を前記所定の低域周波数の値に加算して、加算された結果の値を主な周波数成分とする正弦波を、前記第２正弦波信号として生成すること
   を特徴とする請求項１に記載の振動信号生成装置。
3. 前記所定の低域周波数は、前記振動発生手段が設置された前記シートの共振周波数であること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動信号生成装置。
4. 前記エンジン回転数に対応して振幅が増減する擬似エンジン音信号の絶対値を算出し、算出された絶対値の時間変化に基づいて包絡線を求めることにより、前記擬似エンジン音信号の包絡線信号を生成する包絡線信号生成手段と、
   前記第１正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算することにより第１周波数信号を生成する第１周波数信号生成手段と、
   前記第２正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算することにより第２周波数信号を生成する第２周波数信号生成手段と、
   を有し、
   前記信号合成手段は、前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを合成することにより、前記振動信号を生成すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の振動信号生成装置。
5. 前記エンジン回転数の回転数変化に連動させて、正の値からなる振幅値を増減させることにより、エンジン回転数に連動して振幅値が変動する振幅値信号を生成し、生成された該振幅値信号の包絡線を求めることにより、包絡線信号を生成する包絡線信号生成手段と、
   前記第１正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算することにより第１周波数信号を生成する第１周波数信号生成手段と、
   前記第２正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算することにより第２周波数信号を生成する第２周波数信号生成手段と、
   を有し、
   前記信号合成手段は、前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを合成することにより、前記振動信号を生成すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の振動信号生成装置。
6. 前記包絡線信号生成手段は、前記振動信号に基づいて前記振動発生手段で発生される振動の振動レベルが、予め規定される振動レベル以下となるように、前記包絡線信号の振幅値を制限すること
   を特徴とする請求項４または請求項５に記載の振動信号生成装置。
7. 前記信号合成手段は、
   前記エンジン回転数の回転数変化に連動させて、正の値からなる振幅値を増減させることにより、エンジン回転数に連動して振幅値が変動する振幅値信号を生成し、生成された該振幅値信号の包絡線を求めることによって生成される包絡線信号を、前記第１正弦波信号と前記第２正弦波信号とを合成した信号に乗算することにより、前記振動信号を生成すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の振動信号生成装置。
8. 前記エンジン回転数の情報は、擬似運転を目的とするプログラムを実行したコンピュータで生成された、擬似的なエンジン回転数の情報であること
   を特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の振動信号生成装置。
9. 前記エンジンに代えてモータが用いられる場合に、前記第２正弦波信号生成手段は、前記エンジンのエンジン回転数に代えて、前記モータのモータ回転数を利用することにより前記第２正弦波信号を生成すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の振動信号生成装置。
10. シートに設置された振動発生手段で振動を発生させるための振動信号を生成する振動信号生成装置の振動信号生成用プログラムであって、
    制御手段に、
    所定の低域周波数を主な周波数成分とする正弦波に基づいて、第１正弦波信号を生成させる第１正弦波信号生成機能と、
    前記所定の低域周波数を主な周波数成分とし、該主な周波数成分をエンジン回転数の増減に対応させて変動させた正弦波に基づいて、第２正弦波信号を生成させる第２正弦波信号生成機能と、
    前記第１正弦波信号と前記第２正弦波信号とを合成させることにより、前記振動信号を生成させる信号合成機能と
    を実現させるための振動信号生成用プログラム。
11. 前記第２正弦波信号生成機能において、前記制御手段に、
    前記エンジン回転数に基づいて、エンジンが１秒間に爆発する回数を求めさせることによりエンジン燃焼の周波数を算出させ、算出させたエンジン燃焼の周波数の値を前記所定の低域周波数で除算させ、除算させた結果の値を前記所定の低域周波数の値に加算させて、加算させた結果の値を主な周波数成分とする正弦波を、前記第２正弦波信号として生成させること
    を特徴とする請求項１０に記載の振動信号生成用プログラム。
12. 前記所定の低域周波数は、前記振動発生手段が設置された前記シートの共振周波数であること
    を特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の振動信号生成用プログラム。
13. 前記制御手段に対して、
    前記エンジン回転数に対応して振幅が増減する擬似エンジン音信号の絶対値を算出させ、算出させた絶対値の時間変化に基づいて包絡線を求めさせることにより、前記擬似エンジン音信号の包絡線信号を生成させる包絡線信号生成機能と、
    前記第１正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算させることにより第１周波数信号を生成させる第１周波数信号生成機能と、
    前記第２正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算させることにより第２周波数信号を生成させる第２周波数信号生成機能と、
    を有し、
    前記信号合成機能において、前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを合成させることにより、前記振動信号を生成させること
    を特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の振動信号生成用プログラム。
14. 前記制御手段に対して、
    前記エンジン回転数の回転数変化に連動させて、正の値からなる振幅値を増減させることにより、エンジン回転数に連動して振幅値が変動する振幅値信号を生成させ、生成させた該振幅値信号の包絡線を求めさせることにより、包絡線信号を生成させる包絡線信号生成機能と、
    前記第１正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算させることにより第１周波数信号を生成させる第１周波数信号生成機能と、
    前記第２正弦波信号に対して前記包絡線信号を乗算させることにより第２周波数信号を生成させる第２周波数信号生成機能と、
    を有し、
    前記信号合成機能において、前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを合成させることにより、前記振動信号を生成させること
    を特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の振動信号生成用プログラム。
15. 前記包絡線信号生成機能において、前記制御手段に、前記振動信号に基づいて前記振動発生手段で発生される振動の振動レベルが、予め規定される振動レベル以下となるように、前記包絡線信号の振幅値を制限させること
    を特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の振動信号生成用プログラム。
16. 前記信号合成機能において、前記制御手段に、
    前記エンジン回転数の回転数変化に連動させて、正の値からなる振幅値を増減させることにより、エンジン回転数に連動して振幅値が変動する振幅値信号を生成させ、生成させた該振幅値信号の包絡線を求めさせることによって生成される包絡線信号を、前記第１正弦波信号と前記第２正弦波信号とを合成させた信号に乗算させることにより、前記振動信号を生成させること
    を特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の振動信号生成用プログラム。
17. 前記エンジン回転数の情報は、擬似運転を目的とするプログラムを実行したコンピュータで生成された、擬似的なエンジン回転数の情報であること
    を特徴とする請求項１０乃至請求項１６のいずれか１項に記載の振動信号生成用プログラム。
18. 前記エンジンに代えてモータが用いられる場合、前記第２正弦波信号生成機能において、前記制御手段に、前記エンジンのエンジン回転数に代えて、前記モータのモータ回転数を利用させることにより前記第２正弦波信号を生成させること
    を特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の振動信号生成用プログラム。

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