JP2023147988A - 車両用音生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の加速の気持ちよさを乗員に感じさせる。【解決手段】音を表す音信号を生成するように構成された音制御部１２と、音信号に応じた音を出力するスピーカ２０と、車両２が加速状態にあることを検出する加速状態検出部１３と、加速状態における車両の目標速度を推定する目標速度推定部１４と、車両が目標速度に達するまでに要する加速時間を推定する加速時間推定部１５とを有し、音制御部は、車両が加速状態にあることが検出された場合、音信号のパラメータの時間推移を設定し、当該パラメータの時間推移に基づき音信号を生成し、パラメータの時間推移は、第１のトレンドと第２のトレンドとの繰り返しを含み、加速時間を分割した各時間間隔が、車両が加速状態にあることが検出されてから最初に第１のトレンドが第２のトレンドに変化するまでの時間、及び、第１のトレンドが第２のトレンドに変化する各変化タイミングの時間間隔として設定される。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用音生成装置に係り、特に車両走行中に所定の音を出力する車両用音生成装置に関する。

従来、車速等の車両の運転状態やアクセル開度等のドライバの運転操作に応じて、疑似的なエンジン音やモータ音をドライバに向けて出力する技術が知られている。例えば、特許文献１に記載の車両用音生成装置は、電動モータの回転数に比例するように設定した複数の周波数を含む合成音を出力し、モータトルク値の増大に応じて、高周波数帯の音の出力の増大量よりも、低周波数帯の音の出力の増大量を大きく設定する。これにより、ドライバにアクセル操作に応じた車両の加速の力強さを容易に認識させて、正確なアクセル操作を促進するようにしている。

特開２０２１－３２９７２号公報

しかしながら、上述した特許文献の技術では、ドライバの正確なアクセル操作を促進することはできるものの、アクセルペダルを大きく踏み込んで車両を加速させる状況（例えば高速道路への合流時など）において、車両の加速の気持ちよさを乗員が十分感じられるような音を出力することができなかった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、車両の加速の気持ちよさを乗員に感じさせることができる車両用音生成装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は、電動モータを動力源として走行する車両に搭載された車両用音生成装置であって、音を表す音信号を生成するように構成された音制御部と、音制御部により生成された音信号に応じた音を出力する音出力部と、車両が加速状態にあることを検出する加速状態検出部と、車両が加速状態にあることが検出された場合、当該加速状態における車両の目標速度を推定する目標速度推定部と、車両が加速状態にあることが検出された場合、車両が目標速度に達するまでに要する加速時間を推定する加速時間推定部と、を有し、音制御部は、車両が加速状態にあることが検出された場合、音信号のパラメータの時間推移を設定し、当該パラメータの時間推移に基づき音信号を生成し、パラメータの時間推移は、第１のトレンドと当該第１のトレンドに続く第２のトレンドとの繰り返しを含み、加速時間を分割した各時間間隔が、車両が加速状態にあることが検出されてから最初に第１のトレンドが第２のトレンドに変化するまでの時間、及び、第１のトレンドが第２のトレンドに変化する各変化タイミングの時間間隔として設定される。

このように構成された本発明によれば、車両が目標速度に達するまでに要する加速時間を分割した各時間間隔により、音信号のパラメータの時間推移において第１のトレンドが第２のトレンドに変化する各変化タイミングが規定されるので、加速時間に応じた適切なタイミングで音に変化を与えるように、音信号の各パラメータの時間推移を設定することができる。これにより、車両の加速を適切に反映したタイミングで出力音に変化を与えることができ、車両の加速の気持ちよさを乗員に感じさせることができる。

また、本発明において好ましくは、パラメータは、周波数及び音圧の一方又は両方を含み、第１のトレンドは、パラメータが時間経過とともに増大するトレンドであり、第２のトレンドは、パラメータが時間経過とともに減少するトレンドである。
このように構成された本発明によれば、時間経過に伴う音の変化を乗員にはっきりと認識させることができ、車両の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

また、本発明において好ましくは、車両用音生成装置は、電動モータの回転数を検出するモータ回転数センサを有し、音制御部は、車両が加速状態にあることが検出されなかった場合、少なくとも電動モータの回転数に基づき音信号を生成する。
このように構成された本発明によれば、車両が加速状態にあることが検出されたときに出力される音の時間推移を、モータ回転数に基づく音との対比で際立たせることができ、乗員に車両の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

また、本発明において好ましくは、目標速度推定部は、加速状態における車両の進行方向前方の制限速度を取得し、当該制限速度が目標速度であると推定する。
このように構成された本発明によれば、車両の進行方向前方の制限速度に基づき目標速度をより正確に推定することができる。これにより、車両の加速をより適切に反映したタイミングで出力音に変化を与えることができ、乗員に車両の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

また、本発明において好ましくは、目標速度推定部は、加速状態において車両と同方向に走行する周辺車両の速度を取得し、当該周辺車両の速度が目標速度であると推定する。
このように構成された本発明によれば、周辺車両の速度に基づき目標速度をより正確に推定することができる。これにより、車両の加速をより適切に反映したタイミングで出力音に変化を与えることができ、乗員に車両の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

また、本発明において好ましくは、目標速度推定部は、予め道路の種別に対応付けられた速度の内、加速状態において車両が走行している道路の種別に対応する速度を取得し、当該取得した速度が目標速度であると推定する。
このように構成された本発明によれば、車両が走行している道路の種別に基づき目標速度をより正確に推定することができる。これにより、車両の加速をより適切に反映したタイミングで出力音に変化を与えることができ、乗員に車両の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

また、本発明において好ましくは、加速時間推定部は、車両が加速状態にあることが検出されたときの車両の加速度を取得し、目標速度と車両の速度との差を加速度で除することにより、加速時間を推定する。
このように構成された本発明によれば、車両が目標速度に達するまでに要する加速時間をより正確に推定することができる。これにより、車両の加速をより適切に反映したタイミングで出力音に変化を与えることができ、乗員に車両の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

本発明の車両用音生成装置によれば、車両の加速の気持ちよさを乗員に感じさせることができる。

本発明の実施形態による車両用音生成装置の説明図である。 本発明の実施形態による車両用音生成装置の構成図である。 車両の目標速度推定が行われる状況を例示した概念図であり、（ａ）は進行方向前方の制限速度の上昇に伴う加速、（ｂ）は追い越しに伴う加速、（ｃ）は交通流に追いつくための加速が行われる状況を例示した図である。 本発明の実施形態による音生成処理のフローチャートである。 本発明の実施形態によるモータ回転数と周波数との関係を規定した周波数マップである。 本発明の実施形態によるモータ回転数と音圧との関係を規定した音圧マップである。 本発明の実施形態による目標速度推定処理のフローチャートである。 本発明の実施形態による車両が加速状態にあるときの周波数の時間推移を規定した周波数マップである。 本発明の実施形態による車両が加速状態にあるときの音圧の時間推移を規定した音圧マップである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

＜車両用音生成装置の構成＞
まず、図１及び図２を参照して、本発明の車両用音生成装置の構成を説明する。図１は車両用音生成装置の説明図、図２は車両用音生成装置の構成図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の車両用音生成装置１は、車両２に搭載された音制御装置１０と、車室内のドライバに対して所定の音を出力するスピーカ２０と、車両２の状態を検出する各種センサや車両２の走行状況に関する情報を出力する各種装置を含む車載機器群３０とを備えている。車両２は、回転動力源としての電動モータ３を備えた電動車両（ＥＶ）である。

音制御装置１０は、回路を含んで構成されており、周知のコンピュータをベースとする制御器である。音制御装置１０は、プログラムを実行する中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）としての１以上のプロセッサと、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）により構成されて各種プログラム及びデータベースを格納するメモリ（記憶部１６）と、電気信号の入出力を行うデータ入出力装置等を備えている。

記憶部１６のデータベースには、音信号の生成に用いるための各種マップが記憶されている。音制御装置１０は、車内通信回線を介して、他の車載装置と通信可能に接続されている。音制御装置１０は、車載機器群３０からの各種情報に基づいて、プロセッサがプログラムを実行することにより、スピーカ２０に対して、音信号Ｓｓを出力するように構成されている。その際、音制御装置１０のプロセッサは、後述するように、音制御部１２、加速状態検出部１３、目標速度推定部１４、及び加速時間推定部１５として機能する。

スピーカ２０は、増幅器（アンプ）を備えた音出力部である。スピーカ２０は、音制御装置１０から音信号Ｓｓを受け取り、音信号Ｓｓを所定の増幅率で増幅して、音信号Ｓｓに基づく音（典型的には合成音）ＳＣを出力する。なお、スピーカ２０は、車室内に設けられていなくてもよく、スピーカ２０が発生する音ＳＣをドライバが認識することができればよい。

車載機器群３０は、電動モータ３の回転数を検出する回転数センサ３１と、車両２のアクセルペダルの操作量に対応するアクセル開度を検出するアクセル開度センサ３２と、電動モータ３のモータトルクを検出するモータトルクセンサ３３と、車両２の速度を検出する車速センサ３４と、車両２の加速度を検出する加速度センサ３５と、ＧＰＳ受信機やジャイロセンサから取得した車両２の位置情報や、地図情報データベースから取得した地図情報を提供するナビゲーション装置３６と、車両２の周辺の画像を取得するカメラ３７と、車両２の周囲に存在する対象物の位置及び速度を測定するレーダ３８と、ドライバの操作に応じて車両２の進行方向を示すウインカー（方向指示器）３９とを含む。これら車載機器群３０は、車内通信回線を通して、検出した車両状態や取得した情報を示す信号Ｓ３１～Ｓ３９を送信する。音制御装置１０は、車内通信回線を介して、車載機器群３０から各種信号を受け取ることができる。

なお、本実施形態では、モータトルクセンサ３３によりモータトルクを検出しているが、これに限らず、電動モータ３への要求モータトルク値をモータトルクとして用いても良い。あるいは、音制御装置１０が、加速度特性マップ等を用いて、アクセル開度等からモータトルクを計算してもよい。

＜車両用音生成装置による制御＞
次に、本実施形態の車両用音生成装置１による制御の基本概念について説明する。上述した従来技術のように、モータの回転数に比例するように設定された周波数を含む合成音を出力するだけでは、アクセルペダルを大きく踏み込んで車両を加速させる状況において、車両の加速の気持ちよさを乗員が十分感じられるような音を出力することができない。そこで、どのような音を出力すれば車両の加速の気持ち良さを乗員に感じさせることができるのかを本発明の発明者らが検討した結果、出力された音に「リズム感がある」と乗員が認識した場合に、その乗員は出力された音から車両の加速の気持ち良さを感じられることが分かった。さらに、車両が加速状態にあるときに経時的に変化する音を出力した場合、（１）音の時間推移から認識されるリズム感、（２）音の時間推移に対する乗員の期待と実際の音の時間推移との対応度合、及び、（３）車両の加速に応じて変化する風景と音の時間推移との対応度合、という３つの主観評価項目のそれぞれが偏りなく高評価である場合に、出力された音に「リズム感がある」と乗員が認識することが分かった。

そこで、本発明者らは、車両のシミュレータに被験者を搭乗させ、車両が加速状態にあるときの風景の変化を再現しつつ、様々なパターンの時間推移を設定した音を出力して、上記の３つの主観評価項目の得点を被験者に評価させる実験を行った。具体的には、音を表す音信号の周波数及び音圧という２つのパラメータの時間推移を設定し、その設定したパラメータの時間推移に基づき生成した音信号に応じた音を出力した。各パラメータの時間推移は、各パラメータが時間経過とともに増大する第１のトレンドと、第１のトレンドに続いて各パラメータが時間経過とともに減少する第２のトレンドとの繰り返しを含むものである。そして、第１のトレンドが第２のトレンドに変化する各変化タイミングの時間間隔を異ならせた複数の条件で音を出力し、各条件において上記の３つの主観評価項目の得点を被験者に評価させた。

その結果、第１のトレンドが第２のトレンドに変化する各変化タイミングの時間間隔が各評価項目の得点に最も大きく影響することが分かった。より具体的には、車両が加速状態に入ったときから最初に第１のトレンドが第２のトレンドに変化するまで（つまり１回目の変化タイミングまで）の時間、及び、各変化タイミングの時間間隔が、１０００ミリ秒以上２０００ミリ秒以下の範囲で等しい場合に、各評価項目が偏りなく高得点になることが分かった。

そこで、本実施形態では、車両２が加速状態に入ったときから１回目の変化タイミングまでの時間、及び、各変化タイミングの時間間隔が、１０００ミリ秒以上２０００ミリ秒以下となるように各パラメータの時間推移を設定した音信号に応じた音を、車両用音生成装置１によって出力させるようにしている。これにより、出力された音に「リズム感がある」と乗員に認識させ、車両２の加速の気持ちよさを感じさせることができる。

また、本実施形態では、車両２が加速状態に入ったときに、加速状態における車両２の目標速度を推定し、車両２が目標速度に達するまでに要する加速時間を推定する。そして、推定した加速時間を分割した時間間隔が、車両２が加速状態に入ったときから１回目の変化タイミングまでの時間、及び、各変化タイミングの時間間隔として設定される。これにより、目標速度に達するまでの加速に要する時間に応じた適切なタイミングで音に変化を与えるように、各パラメータの時間推移を設定することができ、車両２の加速の気持ちよさを乗員に感じさせることができる。

加速時間を推定するために用いる目標速度は、車両２の走行状況や周辺の交通環境に基づき、目標速度推定部１４により推定される。図３は、車両２の目標速度推定が行われる状況を例示した概念図である。図３（ａ）の例では、自車（車両２）が一般道路から高速道路へ進入するために加速しようとしており、制限速度が進行方向前方で１００ｋｍ／ｈに上昇する状況を示している。このような状況では、目標速度推定部１４は、ナビゲーション装置３６やカメラ３７から取得した情報に基づき、進行方向前方の制限速度を取得し、その制限速度が自車の目標速度であると推定する。

また、図３（ｂ）の例では、自車（車両２）が前方を走行中の他車５を追い越すために隣接車線に車線変更して加速しようとしており、隣接車線方向にウインカー３９を作動させている状況を示している。また、図３（ｂ）の例では、隣接車線の前方を他車６が走行している。このような状況では、目標速度推定部１４は、レーダ３８から取得した情報に基づき、ウインカー３９の指示方向にある隣接車線の前方を走行している他車６の速度を取得し、その他車６の速度が目標速度であると推定する。

また、図３（ｃ）の例では、自車（車両２）と同じ走行車線において前方を走行している他車４に追いつくために加速しようとしている状況を示している。このような状況では、目標速度推定部１４は、レーダ３８から取得した情報に基づき、自車の前方を走行している他車４の速度を取得し、その他車４の速度が目標速度であると推定する。

また、図３（ａ）～（ｃ）の何れにも該当しない状況で車両２が加速状態に入ったときには、目標速度推定部１４は、ナビゲーション装置３６から取得した情報に基づき、車両２が走行している道路の種別を特定し、その道路種別に対応付けて予め記憶部１６に記憶されている速度を取得し、その取得した速度が車両２の目標速度であると推定する。

＜音生成処理＞
次に、図４から図７Ｂを参照して、本実施形態の車両用音生成装置１による音生成処理の流れについて説明する。図４は本実施形態による音生成処理のフローチャート、図５Ａ及び図５Ｂは本実施形態によるモータ回転数と音信号のパラメータとの関係を規定したマップ、図６は本実施形態による目標速度推定処理のフローチャート、図７Ａ及び図７Ｂは本実施形態による車両が加速状態にあるときの音信号のパラメータの時間推移を設定するマップである。

図４に示す音生成処理は、車両用音生成装置１（主に音制御装置１０及びスピーカ２０）によって、所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１において、音制御装置１０は、車載機器群３０から各種情報を取得する。具体的には、音制御装置１０は、モータ回転数センサ３１により検出されたモータ回転数と、アクセル開度センサ３２により検出されたアクセル開度と、モータトルクセンサ３３により検出されたモータトルクと、車速センサ３４により検出された車両２の速度と、加速度センサ３５により検出された車両２の加速度と、ナビゲーション装置３６により取得された車両２の位置情報や地図情報（走行中の道路種別、予定走行経路、走行中の道路や予定走行経路の制限速度を含む）と、カメラ３７により取得された車両２の周辺の画像と、レーダ３８により測定された車両２の周囲に存在する対象物の位置及び速度と、ドライバの操作に応じたウインカー（方向指示器）３９の指示方向とを取得する。

次いで、ステップＳ２において、音制御装置１０（詳しくは加速状態検出部１３）は、ステップＳ１において取得した情報に基づき、車両２が加速状態にあるか否かを判定する。具体的には、音制御装置１０は、アクセル開度が増加した場合（例えばアクセル開度の増加率が２０％／ｓｅｃ以上である場合）に、アクセル開度の増加開始から終了までの増加量が所定量（例えば３０％）以上、且つ、増加終了時のアクセル開度が所定開度（例えば４０％）以上である場合に、車両２が加速状態にあると判定する。

また、アクセル開度に代えて、モータトルクに基づき車両２が加速状態にあるか否かを判定してもよい。例えば、音制御装置１０は、モータトルクが増加した場合に、モータトルクの増加開始から終了までの増加量が所定量以上、且つ、増加終了時のモータトルクが所定値以上である場合に、車両２が加速状態にあると判定してもよい。

ステップＳ２の結果、車両２が加速状態にあると判定されなかった場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、つまり車両２が加速状態にあることを加速状態検出部１３が検出しなかった場合、ステップＳ３に進み、音制御装置１０（詳しくは音制御部１２）は、電動モータ３のモータ回転数に基づき、音信号の周波数Ｆ１を設定する。

具体的には、モータ回転数Ｒと周波数Ｆ１との関係を規定した周波数マップを参照して、モータ回転数Ｒに応じた周波数Ｆ１を設定する。図５Ａは、モータ回転数Ｒと周波数Ｆ１との関係を規定した周波数マップである。この図５Ａに示す周波数マップでは、モータ回転数Ｒが高くなるほど音信号の周波数Ｆ１が高くなるように規定されている。

次に、ステップＳ４において、音制御装置１０（詳しくは音制御部１２）は、電動モータ３のモータ回転数に基づき、音信号の音圧Ｐ１を設定する。

具体的には、モータ回転数Ｒと音圧Ｐ１との関係を規定した音圧マップを参照して、モータ回転数Ｒに応じた音圧Ｐ１を設定する。図５Ｂは、モータ回転数Ｒと音圧Ｐ１との関係を規定した音圧マップである。この図５Ｂに示す音圧マップでは、モータ回転数Ｒが高くなるほど音信号の音圧Ｐ１が高くなるように規定されている。

一方、ステップＳ２の結果、車両２が加速状態にあると判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、つまり車両２が加速状態にあることを加速状態検出部１３が検出した場合、音制御装置１０（詳しくは音制御部１２）は、音信号のパラメータである周波数Ｆ２及び音圧Ｐ２の時間推移を設定する。上述したように、周波数Ｆ２及び音圧Ｐ２の時間推移は、各パラメータが時間経過とともに増大する第１のトレンドと、第１のトレンドに続いて各パラメータが時間経過とともに減少する第２のトレンドとの繰り返しを含むものである。

詳細には、まず、ステップＳ５において、音制御装置１０（詳しくは目標速度推定部１４）は、車両２の目標速度を推定するための目標速度推定処理を実行する。

図６は、目標速度推定処理のフローチャートである。図６に示すように、まず、ステップＳ１１において、音制御装置１０（詳しくは目標速度推定部１４）は、車両２の進行方向前方において制限速度が上昇するか否かを判定する。具体的には、音制御装置１０は、ステップＳ１でナビゲーション装置３６が取得した位置情報及び地図情報や、カメラ３７が取得した周辺画像等に基づき、現在位置の制限速度及び進行方向前方の制限速度を取得する。そして、進行方向前方の制限速度が、現在位置の制限速度から上昇するか否かを判定する。

ステップＳ１１の結果、車両２の進行方向前方において制限速度が上昇すると判定された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、即ち図３（ａ）に例示したような状況の場合、ステップＳ１２に進み、音制御装置１０（詳しくは目標速度推定部１４）は、進行方向前方の制限速度が目標速度であると推定する。

一方、ステップＳ１１の結果、車両２の進行方向前方において制限速度が上昇すると判定されなかった場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１３に進み、音制御装置１０（詳しくは目標速度推定部１４）は、ウインカー（方向指示器）３９が作動中か否かを判定する。具体的には、音制御装置１０は、ステップＳ１でウインカー（方向指示器）３９から取得した情報に基づき、ウインカー（方向指示器）３９が作動中か否かを判定する。

ステップＳ１３の結果、ウインカー（方向指示器）３９が作動中であると判定された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４に進み、音制御装置１０（詳しくは目標速度推定部１４）は、ウインカー（方向指示器）３９の指示方向に隣接車線が有り、且つ、その隣接車線を車両２と同方向に走行している他車両が有るか否かを判定する。具体的には、音制御装置１０は、ステップＳ１でウインカー（方向指示器）３９から取得した情報に基づき、ウインカー（方向指示器）３９の指示方向を特定し、ステップＳ１でナビゲーション装置３６が取得した位置情報及び地図情報、カメラ３７が取得した周辺画像等に基づき、ウインカー３９の指示方向に隣接車線が有るか否かを判定する。そして、ウインカー３９の指示方向に隣接車線が有る場合には、レーダ３８により測定された車両２の周囲に存在する対象物の位置及び速度に基づき、その隣接車線を車両２と同方向に走行している他車両が有るか否かを判定する。

ステップＳ１４の結果、ウインカー（方向指示器）３９の指示方向に隣接車線が有り、且つ、その隣接車線を車両２と同方向に走行している他車両が有ると判定された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、即ち図３（ｂ）に例示したような状況の場合、ステップＳ１５に進み、音制御装置１０（詳しくは目標速度推定部１４）は、隣接車線を車両２と同方向に走行している他車両の速度が目標速度であると推定する。具体的には、音制御装置１０は、レーダ３８により測定された隣接車線の他車両の位置及び速度に基づき、その他車両の速度が目標速度であると推定する。

一方、ステップＳ１３の結果、ウインカー（方向指示器）３９が作動中であると判定されなかった場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、つまりウインカー３９が作動中ではない場合、ステップＳ１６に進み、音制御装置１０（詳しくは目標速度推定部１４）は、車両２の周辺に同方向に走行している他車両（例えば先行車両や並走車両）が有るか否かを判定する。具体的には、音制御装置１０は、レーダ３８により測定された車両２の周囲に存在する対象物の位置及び速度に基づき、車両２の周辺に同方向に走行している他車両が有るか否かを判定する。

ステップＳ１６の結果、車両２の周辺に同方向に走行している他車両が有ると判定された場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、即ち図３（ｃ）に例示したような状況の場合、ステップＳ１７に進み、音制御装置１０（詳しくは目標速度推定部１４）は、車両２と同方向に走行している他車両の速度が目標速度であると推定する。具体的には、音制御装置１０は、レーダ３８により測定された車両２周辺の他車両の位置及び速度に基づき、その他車両の速度が目標速度であると推定する。

一方、ステップＳ１４の結果、ウインカー（方向指示器）３９の指示方向に隣接車線が有り、且つ、その隣接車線を車両２と同方向に走行している他車両が有ると判定されなかった場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、つまりウインカー３９の指示方向に隣接車線が無い又はウインカー３９の指示方向の隣接車線に他車両が無い場合、又は、ステップＳ１６の結果、車両２の周辺に同方向に走行している他車両が有ると判定されなかった場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、ステップＳ１８に進み、音制御装置１０（詳しくは目標速度推定部１４）は、車両２が走行している道路の種別に対応付けられた速度が目標速度であると推定する。具体的には、道路の種別（例えば一般道路や高速道路等）の各々と速度とを対応付けた速度テーブルが、予め記憶部１６に格納されている。音制御装置１０は、ステップＳ１でナビゲーション装置３６が取得した位置情報及び地図情報に基づき、車両２が走行している道路の種別を特定し、その道路種別に対応付けられた速度を、上記の速度テーブルを参照して取得する。そして、取得した速度が目標速度であると推定する。

ステップＳ１２、Ｓ１５、Ｓ１７又はＳ１８の後、音制御装置１０は、目標速度推定処理を終了してメインルーチンに戻る。

図４に戻り、ステップＳ５の目標速度推定処理を実行した後、ステップＳ６に進み、音制御装置１０（詳しくは加速時間推定部１５）は、車両２が目標速度に達するまでに要する加速時間を推定する。具体的には、音制御装置１０は、ステップＳ５で推定した目標速度と、ステップＳ１において車速センサ３４により検出された車両２の速度との差を、ステップＳ１において加速度センサ３５により検出された車両２の加速度で除することにより、加速時間を推定する。

次いで、ステップＳ７において、音制御装置１０（詳しくは音制御部１２）は、車両２が加速状態にあることが検出されてから最初に第１のトレンドが第２のトレンドに変化するまで（つまり１回目の変化タイミングまで）の時間Ｔ、及び、各変化タイミングの時間間隔であるＴを設定する。

具体的には、音制御装置１０は、ステップＳ６で推定された加速時間を等分することにより得られた時間間隔を、時間間隔Ｔとして設定する。このとき、時間間隔Ｔは、１０００ミリ秒以上２０００ミリ秒以下となるように規定される。また、加速時間を等分した時間間隔が、１０００ミリ秒以上２０００ミリ秒以下の範囲内となる候補が複数存在する場合には、車両２が加速状態にあると判定されたときのアクセル開度の増加終了時のアクセル開度が大きい程（あるいはモータトルクの増加終了時のモータトルクが大きい程）、時間間隔Ｔは短くなるように規定される。例えば、ステップＳ６で推定された加速時間が５０００ミリ秒である場合、この加速時間を等分した結果１０００ミリ秒以上２０００ミリ秒以下となる時間間隔Ｔの候補は、１０００ミリ秒、１２５０ミリ秒、及び１６６７ミリ秒である。このとき、アクセル開度の増加終了時のアクセル開度が４０％以上５５％未満の場合に時間間隔Ｔは１６６７ミリ秒、アクセル開度が５５％以上７０％未満の場合に時間間隔Ｔは１２５０ミリ秒、アクセル開度が７０％以上の場合に時間間隔Ｔは１０００ミリ秒に設定される。このように、アクセル開度の増加終了時のアクセル開度が大きい程時間間隔Ｔを短く設定することにより、時間経過に伴う音の変化の周期が短くなるので、アクセル開度の大きさに応じた車両２の加速の強さを乗員に感じさせることができる。なお、アクセル開度の増加終了時のアクセル開度が所定開度（例えば４０％）未満の場合には、車両２が加速状態にあることが検出されないので、時間間隔Ｔは規定されない。

次いで、ステップＳ８において、音制御装置１０は、ステップＳ７で設定した時間間隔Ｔに基づき、音信号の周波数Ｆ２の時間推移を設定する。

具体的には、車両２が加速状態にあることが検出されてからの時間経過ｔと周波数Ｆ２との関係（つまり車両２が加速状態にあるときの周波数Ｆ２の時間推移）を規定した周波数マップを参照して、時間経過ｔに応じた周波数Ｆ２を設定する。図７Ａは、車両２が加速状態にあるときの周波数Ｆ２の時間推移を規定した周波数マップである。

この図７Ａに示す周波数マップでは、周波数Ｆ２の時間推移は、周波数Ｆ２が時間経過とともに増大する第１のトレンドと、第１のトレンドに続いて周波数Ｆ２が時間経過とともに減少する第２のトレンドとの繰り返しを含んでいる。そして、車両２が加速状態にあることが検出されてから最初に第１のトレンドが第２のトレンドに変化するまでの時間Ｔ、及び、各変化タイミングの時間間隔Ｔは、１０００ミリ秒以上２０００ミリ秒以下となるように、時間推移が規定されている。

また、各変化タイミングから、第２のトレンドが第１のトレンドに変化するまでの時間間隔ΔＴは、それぞれ等しく且つＴよりも短い時間に規定されている。

また、第１のトレンドが第２のトレンドに変化する各変化タイミングにおける周波数Ｆ２の極大値は、ほぼ同等となるように規定されている。

次いで、ステップＳ９において、音制御装置１０は、ステップＳ７で設定した時間間隔Ｔに基づき、音信号の音圧Ｐ２の時間推移を設定する。

具体的には、車両２が加速状態にあることが検出されてからの時間経過ｔと音圧Ｐ２との関係（つまり車両２が加速状態にあるときの音圧Ｐ２の時間推移）を規定した音圧マップを参照して、時間経過ｔに応じた音圧Ｐ２を設定する。図７Ｂは、車両２が加速状態にあるときの音圧Ｐ２の時間推移を規定した音圧マップである。

この図７Ｂに示す音圧マップでは、音圧Ｐ２の時間推移は、周波数Ｆ２の時間推移と同様に、音圧Ｐ２が時間経過とともに増大する第１のトレンドと、第１のトレンドに続いて音圧Ｐ２が時間経過とともに減少する第２のトレンドとの繰り返しを含んでいる。また、車両２が加速状態にあることが検出されてから最初に第１のトレンドが第２のトレンドに変化するまでの時間Ｔ、及び、第１のトレンドが第２のトレンドに変化する各変化タイミングの時間間隔Ｔは、周波数Ｆ２の時間推移における時間間隔Ｔと同じである。同様に、各変化タイミングから第２のトレンドが第１のトレンドに変化するまでの時間間隔ΔＴも、周波数Ｆ２の時間推移における時間間隔ΔＴと同じである。

また、第１のトレンドが第２のトレンドに変化する各変化タイミングにおける音圧Ｐ２の極大値は、各変化タイミングにおいてほぼ同等となるように規定されている。

ステップＳ４又はＳ９の後、ステップＳ１０に進み、音制御装置１０（詳しくは音制御部１２）は音信号を生成し、当該音信号をスピーカ２０に出力する。

ステップＳ１０において、音制御装置１０は、ステップＳ２において車両２が加速状態にあることが検出されず、ステップＳ３及びＳ４においてモータ回転数に基づき周波数Ｆ１及び音圧Ｐ１を設定した場合には、それらの周波数Ｆ１及び音圧Ｐ１に基づき音信号を生成する。即ち、車両２が加速状態にあることが検出されなかった場合、音制御装置１０は、モータ回転数に基づき音信号を逐次生成し、スピーカ２０に出力する。

一方、ステップＳ８において周波数Ｆ２の時間推移を設定し、ステップＳ９において音圧Ｐ２の時間推移を設定した場合には、音制御装置１０はそれらの周波数Ｆ２及び音圧Ｐ２の時間推移に基づき音信号を生成する。即ち、車両２が加速状態にあることが検出された場合、音制御装置１０は、ステップＳ８及びＳ９において予め設定された周波数Ｆ２及び音圧Ｐ２の時間推移に従って音信号を生成し、スピーカ２０に出力する。

次いで、ステップＳ１１において、スピーカ２０は、音信号を受信して、この音信号に応じた音を出力する。ステップＳ９の後、車両用音生成装置１は音生成処理を終了し、ステップＳ１に戻る。

＜変形例＞
なお、上述した実施形態では、音生成処理のステップＳ２において車両２が加速状態にあることが検出されなかった場合、ステップＳ３においてモータ回転数に基づき１つの周波数Ｆ１を設定する例を説明したが、ここで設定される周波数Ｆ１は複数でもよい。この場合、ステップＳ８において、音制御装置１０は、複数の周波数を合成した音信号を生成する。

また、上述した実施形態では、音生成処理のステップＳ２において車両２が加速状態にあることが検出された場合、ステップＳ８において周波数Ｆ２の時間推移を設定し、ステップＳ９において音圧Ｐ２の時間推移を設定する例を説明したが、ステップＳ８では周波数Ｆ２をモータ回転数に基づき設定し（即ちステップＳ３の周波数Ｆ１と同様に設定し）、ステップＳ９において音圧Ｐ２の時間推移を設定するようにしてもよい。あるいは、ステップＳ８において周波数Ｆ２の時間推移を設定し、ステップＳ９において音圧Ｐ２をモータ回転数に基づき設定する（即ちステップＳ４の音圧Ｐ１と同様に設定する）ようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、図７Ａの周波数マップ及び図７Ｂの音圧マップにより、第１のトレンドと第２のトレンドとが３回繰り返される例を示したが、この繰り返しは３回より多くてもよい（例えば４回や５回でもよい）。

また、上述した実施形態では、図６に示した目標速度推定処理によって、加速状態における車両２の目標速度を推定する例を示したが、他の方法により目標速度を推定するようにしてもよい。例えば、音制御装置１０は、常に、車両２が走行している道路の種別に対応付けられた速度を目標速度であると推定するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、音制御装置１０は、音生成処理のステップＳ７において、ステップＳ６で推定された加速時間を等分することにより得られた時間間隔を、時間間隔Ｔとして設定すると説明したが、等分とは異なる比率で加速時間を分割した時間間隔を、車両２が加速状態に入ったときから最初に第１のトレンドが第２のトレンドに変化するまでの時間、及び、各変化タイミングの時間間隔として設定するようにしてもよい。例えば、所定の分割比率を予め記憶部１６に記憶させておき、その分割比率により加速時間を分割した時間間隔を、車両２が加速状態に入ったときから最初に第１のトレンドが第２のトレンドに変化するまでの時間、及び、各変化タイミングの時間間隔として設定するようにしてもよい。この場合、車両２が加速状態に入ったときから１回目の変化タイミングまでの時間をＴ１、１回目の変化タイミングから２回目の変化タイミングまでの時間をＴ２、２回目の変化タイミングから３回目の変化タイミングまでの時間をＴ３として、例えばＴ１：Ｔ２：Ｔ３＝１：２：２．５となるように、加速時間を３分割してもよい。

＜作用及び効果＞
次に、本実施形態の車両用音生成装置１の作用効果について説明する。

本実施形態の車両用音生成装置１は、車両２が加速状態にあることが検出された場合、音信号のパラメータの時間推移を設定し、当該パラメータの時間推移に基づき音信号を生成する。そして、パラメータの時間推移は、第１のトレンドと当該第１のトレンドに続く第２のトレンドとの繰り返しを含み、加速状態における車両２の目標速度に達するまでに要する加速時間を分割した各時間間隔が、車両２が加速状態にあることが検出されてから最初に第１のトレンドが第２のトレンドに変化するまでの時間、及び、第１のトレンドが第２のトレンドに変化する各変化タイミングの時間間隔として設定される。

したがって、加速時間に応じた適切なタイミングで音に変化を与えるように、音信号の各パラメータの時間推移を設定することができる。これにより、車両２の加速を適切に反映したタイミングで出力音に変化を与えることができ、車両２の加速の気持ちよさを乗員に感じさせることができる。

また、音信号のパラメータは、周波数及び音圧の一方又は両方を含み、第１のトレンドは、パラメータが時間経過とともに増大するトレンドであり、第２のトレンドは、パラメータが時間経過とともに減少するトレンドであるので、時間経過に伴う音の変化を乗員にはっきりと認識させることができ、車両２の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

また、車両用音生成装置１は、車両２が加速状態にあることが検出されなかった場合、少なくとも電動モータの回転数に基づき音信号を生成するので、車両２が加速状態にあることが検出されたときに出力される音の時間推移を、モータ回転数に基づく音との対比で際立たせることができ、乗員に車両２の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

また、目標速度推定部１４は、加速状態における車両２の進行方向前方の制限速度を取得し、当該制限速度が目標速度であると推定するので、車両２の進行方向前方の制限速度に基づき目標速度をより正確に推定することができる。これにより、車両２の加速をより適切に反映したタイミングで出力音に変化を与えることができ、乗員に車両２の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

また、目標速度推定部１４は、加速状態において車両２と同方向に走行する周辺車両の速度を取得し、当該周辺車両の速度が目標速度であると推定するので、周辺車両の速度に基づき目標速度をより正確に推定することができる。これにより、車両２の加速をより適切に反映したタイミングで出力音に変化を与えることができ、乗員に車両２の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

また、目標速度推定部１４は、予め道路の種別に対応付けられた速度の内、加速状態において車両２が走行している道路の種別に対応する速度を取得し、当該取得した速度が目標速度であると推定するので、車両２が走行している道路の種別に基づき目標速度をより正確に推定することができる。これにより、車両２の加速をより適切に反映したタイミングで出力音に変化を与えることができ、乗員に車両２の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

また、加速時間推定部１５は、車両２が加速状態にあることが検出されたときの車両２の加速度を取得し、目標速度と車両２の速度との差を加速度で除することにより、加速時間を推定するので、車両２が目標速度に達するまでに要する加速時間をより正確に推定することができる。これにより、車両２の加速をより適切に反映したタイミングで出力音に変化を与えることができ、乗員に車両２の加速の気持ちよさをより一層感じさせることができる。

１ 車両用音生成装置
２ 車両
３ 電動モータ
１０ 音制御装置
１２ 音制御部
１３ 加速状態検出部
１４ 目標速度推定部
１５ 加速時間推定部
１６ 記憶部
２０ スピーカ
３０ 車載機器群
３１ モータ回転数センサ
３２ アクセル開度センサ
３３ モータトルクセンサ
３４ 車速センサ
３５ 加速度センサ
３６ ナビゲーション装置
３７ カメラ
３８ レーダ
３９ ウインカー

Claims (7)

1. 電動モータを動力源として走行する車両に搭載された車両用音生成装置であって、
   音を表す音信号を生成するように構成された音制御部と、
   前記音制御部により生成された前記音信号に応じた音を出力する音出力部と、
   前記車両が加速状態にあることを検出する加速状態検出部と、
   前記車両が加速状態にあることが検出された場合、当該加速状態における前記車両の目標速度を推定する目標速度推定部と、
   前記車両が加速状態にあることが検出された場合、前記車両が前記目標速度に達するまでに要する加速時間を推定する加速時間推定部と、を有し、
   前記音制御部は、前記車両が加速状態にあることが検出された場合、前記音信号のパラメータの時間推移を設定し、当該パラメータの時間推移に基づき前記音信号を生成し、
   前記パラメータの時間推移は、第１のトレンドと当該第１のトレンドに続く第２のトレンドとの繰り返しを含み、前記加速時間を分割した各時間間隔が、前記車両が加速状態にあることが検出されてから最初に前記第１のトレンドが前記第２のトレンドに変化するまでの時間、及び、前記第１のトレンドが前記第２のトレンドに変化する各変化タイミングの時間間隔として設定される、
   車両用音生成装置。
2. 前記パラメータは、周波数及び音圧の一方又は両方を含み、
   前記第１のトレンドは、前記パラメータが時間経過とともに増大するトレンドであり、前記第２のトレンドは、前記パラメータが時間経過とともに減少するトレンドである、
   請求項１に記載の車両用音生成装置。
3. 前記電動モータの回転数を検出するモータ回転数センサを有し、
   前記音制御部は、前記車両が加速状態にあることが検出されなかった場合、少なくとも前記電動モータの回転数に基づき前記音信号を生成する、
   請求項１又は２に記載の車両用音生成装置。
4. 前記目標速度推定部は、前記加速状態における前記車両の進行方向前方の制限速度を取得し、当該制限速度が前記目標速度であると推定する、請求項１又は２に記載の車両用音生成装置。
5. 前記目標速度推定部は、前記加速状態において前記車両と同方向に走行する周辺車両の速度を取得し、当該周辺車両の速度が前記目標速度であると推定する、請求項１又は２に記載の車両用音生成装置。
6. 前記目標速度推定部は、予め道路の種別に対応付けられた速度の内、前記加速状態において前記車両が走行している道路の種別に対応する速度を取得し、当該取得した速度が前記目標速度であると推定する、請求項１又は２に記載の車両用音生成装置。
7. 前記加速時間推定部は、前記車両が加速状態にあることが検出されたときの前記車両の加速度を取得し、前記目標速度と前記車両の速度との差を前記加速度で除することにより、前記加速時間を推定する、請求項１又は２に記載の車両用音生成装置。

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