JP4094729B2 - Vehicle engine sound generator - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、自動二輪車および電動自動車などの車両に搭載してエンジン模擬音を発生する車両用エンジン模擬音発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車や自動二輪車が走行するときに発する騒音は著しく低減している。この騒音は、エンジン音、タイヤが回転するときに生じるロードノイズ、車体に走行風が当たることによって生じる風切り音（流体騒音）などがある。これらの音のうちエンジン音の低減化が最も進んでおり、自動車の車内で聞こえるエンジン音や、ヘルメットを被った自動二輪車の運転者に聞こえるエンジン音は十数年前に較べて著しく小さくなっている。
【０００３】
エンジン音はアクセル操作に応じて音量や音質が変化するため、一部の運転者にとってはこのエンジン音が運転をする上での一つの楽しみになっている。しかし、上述したようにエンジン音を小さくすると、エンジン音を楽しむという運転者の要請に応えることはできなくなる。
【０００４】
車両に対して不法に改造を施すことなくこのような要請に応えるためには、マフラーの排気口近傍にマイクロフォンを設け、音量を増大させたエンジン音を車内あるいはヘルメット内に設けたスピーカで発生させることが考えられる。ところが、前記排気口の近傍は排ガスや泥水などがかかり易いため、ここに取付けるマイクロフィンは耐候性および耐熱性に優れたものを使用しなければならず、コストが高くなってしまう。しかも、この排気音増幅装置が発する排気音は、排気音が大きくなるように不正に改造したマフラーが発する排気音に較べると迫力に欠ける。
このような不具合を解消するためには、エンジン音を模倣した音（以下、これを単にエンジン模擬音という）を前記スピーカで発生させることが考えられる。
【０００５】
この種のエンジン模擬音を発生させる装置としては、ゲーム機や運転シュミレータなどに装備されているものがある。従来のエンジン模擬音発生装置は、定常運転時の車両のエンジン音を数秒間だけ録音してデジタル信号として予め記憶させた音データを、エンジンの運転状態（回転速度やアクセル操作量）に応じてピッチ｛周波数（音の高さ）｝やボリューム｛音圧（音の大きさ）｝を変えながら繰返し再生する構成を採っている。このエンジン模擬音発生装置においては、エンジン回転速度が高くなったときにはこれに比例するように前記ピッチが増大し、エンジン回転速度が低くなったときにはピッチが低下する。また、アクセルを踏込むことによって前記ボリュームが増大し、アクセルを戻すことによってボリュームが低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように構成したエンジン模擬音発生装置は、実際のエンジン回転速度やアクセル操作量がエンジン音録音時のエンジン回転速度、アクセル操作量に近いとき、すなわち定常運転状態のときには、エンジン模擬音が実際のエンジン音に近くなり、現実性は高くなる。しかし、エンジン回転速度、アクセル操作量がエンジン音録音時と大きく異なっているときや、エンジン回転速度、アクセル操作量が変化する過渡状態にあるときには、エンジン模擬音が不自然になってしまうという問題があった。また、一定速度で運転しているとき、すなわちエンジン回転速度やスロットル操作量に変化がないときには、同じ音が連続して再生されるためにエンジン模擬音が単調になるという問題もあった。
【０００７】
このような問題点は、全ての運転状態でエンジン音を録音し、記憶装置に記憶させておくことによって解消することはできる。しかしながら、これを実現するためには記憶装置の容量がきわめて多くなってしまい、コストが著しく高くなる。
【０００８】
一方、モータを動力源として走行する電動自動車や電動二輪車などの電動式車両は、停車時および走行時の音がエンジン式車両に較べて小さいため、この種の車両を運転するときにはモータ回転速度などの運転情報をメータなどによって確認しなければならない。また、電動式車両においては、運転者に聞こえる音の他に、歩行者に聞こえる音も小さいことが問題であった。すなわち、近くの歩行者に対し自車の存在を気付かせるようにしなければならないからである。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、製造コストが低く、しかも現実性が高いエンジン模擬音を発するエンジン模擬音発生装置を提供することを第１の目的とする。また、電動車両においてもエンジン模擬音が運転者や歩行者に聞こえるようにすることを第２の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両用エンジン模擬音発生装置は、動力ユニットの回転速度を検出する回転速度検出手段と、アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、音圧波形データを収納した記憶手段と、前記音圧波形データを用いてエンジン模擬音を発生させるエンジン模擬音発生手段とを備える車両用エンジン模擬音発生装置において、前記記憶手段は、エンジン音の予め定めた時間内での音圧波形データを回転速度およびアクセル操作量に割付けて形成したマップを備え、前記マップは、回転速度とアクセル操作量とでそれぞれ一定の幅をもつ単位領域を多数並設するとともに、前記単位領域のそれぞれにエンジン運転状態がこの単位領域での回転速度幅、アクセル操作幅の略中央になるときのエンジン１燃焼サイクル分の音圧波形データを記憶させることによって形成され、前記エンジン模擬音発生手段は、アクセル操作量と回転速度に基づいて発音制御信号を発生する発音制御手段と、前記発音制御信号に基づいて、前記記憶手段のマップから対応する音圧波形データを読取り、音圧信号に変換してアンプに送出する模擬音出力手段とを備え、前記発音制御信号は、音圧波形データが有する音圧、周波数および音色からなる音データのうち少なくとも何れか一つをエンジン１燃焼サイクル毎に変化させるものである。
本発明によれば、動力ユニットの回転速度とアクセルの操作量に対応するエンジン模擬音が発生する。
なお、前記動力ユニットとは、エンジンや電動式車両用モータユニットのことである。
【００１１】
また、本発明によれば、一定速度で運転しているときでもエンジン模擬音は常に変化し、爆発にばらつきがあるエンジンのエンジン音を模倣したような音になる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、動力ユニットの運転状態が回転速度とアクセル操作量とも前記単位領域内にあるときにはどのような運転状態でも一つの音圧波形データを使用してエンジン模擬音が発生する。このため、全ての運転状態でエンジン音を録音して記憶装置に記憶させる構成を採る場合に較べ、音圧波形データの数が少なくても動力ユニットの運転域の全域にわたってエンジン模擬音を発生させることができるから、記憶装置の容量を相対的に少なくすることができる。
【００１４】
他の発明に係る車両用エンジン模擬音発生装置は、上述した発明に係る車両用エンジン模擬音発生装置において、前記模擬音出力手段は、前記発音制御信号に基づいて音圧波形データを前記マップから読出し、音圧波形データの元になるエンジン音を録音したときのエンジン回転速度と、動力ユニットの回転速度との速度差がなくなるようにエンジン模擬音の周波数を変化させる再生レート変更手段をさらに含むものである。
この発明によれば、動力ユニットの回転速度が変化してこの回転速度に対応するマップの単位領域が変わるときには、音圧波形データ一つ分のエンジン模擬音の再生時間が動力ユニットの回転速度に応じて変化するから、エンジン模擬音が一方の単位領域の音圧波形データに対応する音から他方の単位領域の音圧波形データに対応する音に除々に変化する。
【００１５】
他の発明に係る車両用エンジン模擬音発生装置は、上述した発明に係る車両用エンジン模擬音発生装置のうち何れか一つにおいて、動力ユニットを電動式車両用のモータ駆動ユニットとし、エンジン模擬音発生手段をエンジン模擬音が車外に伝播される構成としたものである。
この発明によれば、電動式車両が発するエンジン模擬音が近くの歩行者に聞こえるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、本発明に係る車両用エンジン模擬音発生装置の一実施の形態を図１ないし図９によって詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明に係るエンジン模擬音発生装置を装備した自動車の構成図、図２は本発明に係る車両用エンジン模擬音発生装置の構成を示すブロック図、図３は発音制御信号の例を示すグラフ、図４はマップの構成を示す図、図５は急加減速時の運転状態の変化を示すグラフである。図６は急加減速時と緩加減速時にエンジン模擬音出力手段が読出す単位領域の変化を示すグラフである。図７は再生レート変更手段の動作を説明するためのエンジン模擬音の音圧波形を示すグラフで、同図（ａ）は再生レートを変更しない場合を示し、同図（ｂ）は再生レートを変更した場合を示す。図８は実際のエンジン音の音圧波形を示すグラフ、図９は実際のエンジン音のスペクトルを示すグラフである。
【００１８】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による自動車である。この自動車１は、電子制御式４サイクルエンジン２を動力源として走行するもので、本発明に係るエンジン模擬音発生装置３を車室内に装備している。
【００１９】
前記エンジン模擬音発生装置３は、図２に示すように、エンジン２の回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段４と、アクセルペダル５の操作量を検出するアクセル操作量検出手段６と、前記エンジン回転速度とアクセル操作量に基づいてエンジン模擬音を発生するエンジン模擬音発生手段７とから構成し、エンジン模擬音の音量を人為的に調整するための音量調整手段８を設けている。
【００２０】
前記エンジン回転速度検出手段４は、エンジン２の例えばカム軸の回転を検出するエンジン回転速度検出用センサ９に接続し、エンジン運転時にエンジン２の回転速度を常に検出する構成を採っている。
【００２１】
前記アクセル操作量検出手段６は、アクセルペダル５に連結したアクセル操作量検出用センサ１０に接続し、アクセルペダル５の踏込量を検出する構成を採っている。前記エンジン回転速度検出用センサ９およびアクセル操作量検出用センサ１０は、電子制御式エンジン２を制御するために装備しているものを使用している。すなわち、これらのセンサ９，１０をエンジン２の制御とエンジン模擬音の生成との両方に兼用している。
また、前記音量調整手段８は、図１に示すように、車室前部の操作パネル１１に取付けてあり、運転者が運転中に操作することができる構成を採っている。
【００２２】
前記エンジン模擬音発生手段３は、エンジン回転速度検出手段４が出力したエンジン回転速度信号と、アクセル操作量検出手段６が出力したアクセル操作量信号とが入力されて発音制御信号を生成する発音制御手段１２と、実際のエンジン音の音圧波形データを記憶するマップ１３を有する記憶手段１４と、前記発音制御手段１２が生成した発音制御信号および前記マップ１３から読出した音圧波形データとに基づいてエンジン模擬音の音圧信号を生成する模擬音出力手段１５と、前記音圧信号を増幅するアンプ１６と、このアンプ１６に接続したスピーカ１７とから構成している。
【００２３】
前記発音制御手段１２および模擬音出力手段１５はマイクロコンピュータ（図示せず）の回路中にソフトウェアとして構成しており、前記記憶手段１４は前記マイクロコンピュータに接続した半導体メモリによって構成している。また、前記アンプ１６とスピーカ１７は、この実施の形態ではカーオーディオ用として装備されているものを使用しており、音楽などの発生とエンジン模擬音の発生との両方に兼用している。アンプ１６は図１に示すように車室前部に配置し、スピーカ１７は車室内の前部と後部とに配設して車室内に音が伝播するように構成している。
前記発音制御手段１２は、４ストロークサイクルエンジンではクランク軸２回転（エンジン１燃焼サイクル）する毎に発音制御信号を一定時間だけ模擬音出力手段１５に送出する構成を採っている。発音制御信号を送出する時間は、クランク軸が２回転するために必要な時間である。すなわち、エンジン運転時には、そのときの回転速度に応じて決まる１燃焼サイクル分の時間だけサイクル毎に発音制御信号が発音制御手段１２から模擬音出力手段１５に送出される。
【００２４】
この発音制御信号は、図３に示すように、エンジン模擬音の高さ（周波数）を模擬音出力手段１５が設定するための発音信号と、エンジン模擬音の大きさ（音圧）を模擬音出力手段１５が設定するための信号と、音色（波形）を模擬音出力手段１５が設定するための音色信号と、アクセルペダル操作量およびエンジン回転速度を示す信号（図示せず）とから構成している。前記音色の設定は、エンジン模擬音をカットフィルター（図示せず）に通し不要音域を削除することによって実施する。このため、音色信号は、前記フィルターで削除する周波数（フィルターカット周波数）を決定できるように生成している。
【００２５】
また、発音制御手段１２は、この実施の形態では、上述した３種類の信号を模擬音出力手段１５に送出する毎に僅かずつ変更する構成を採っている。すなわち、エンジン模擬音の高さ、大きさ、音色がそれぞれエンジン１燃焼サイクル毎（発音毎）に変わるように構成している。
【００２６】
前記記憶手段１４は、後述する模擬音出力手段１５が送出した読出し信号に対応する音圧波形データをマップ１３から選択し、模擬音出力手段１５に返送する構成を採っている。前記マップ１３は、エンジン音の音圧波形データをエンジン回転速度およびアクセル操作量に割付けて形成している。この実施の形態では、図４に示すように、エンジン回転速度とアクセル操作量とでそれぞれ一定の幅をもつ単位領域（１〜２４）を多数並設し、全ての単位領域に音圧波形データを一つずつ記憶させることによってマップ１３を構成している。このマップ１３においては、エンジン１がアイドリング運転状態のときには単位領域１が対応し、最大出力時には単位領域２４が対応する。
【００２７】
音圧波形データは、エンジン２の運転状態が前記各単位領域での回転速度幅、アクセル操作幅の略中央になるときのエンジン１燃焼サイクル分のエンジン音を録音してデジタルデータに変換したものである。
【００２８】
前記模擬音出力手段１５は、前記発音制御手段１２が送出した発音制御信号に含まれているエンジン回転速度データとアクセル操作量データとに基づいて前記マップ１３の単位領域を指定する読出し信号を記憶手段１４に送出するとともに、記憶手段１４から読出した音圧波形データと、前記発音制御信号に含まれている前記三種類の音データとを用いてクランク軸２回転毎に変化するように音圧信号を生成し、アンプ１６に送出する構成を採っている。アンプ１６に前記音圧信号が送出されることによって、この音圧信号をアンプ１６が増幅してスピーカ１７からエンジン模擬音が発生する。また、この模擬音出力手段１５は、前記音量調整手段８を接続し、この音量調整手段８を操作することによってエンジン模擬音の音量を増減することができるように構成している。
【００２９】
模擬音出力手段１５が記憶手段１４から読出す音圧波形データは、そのときのエンジン回転速度とアクセル操作量に対応するものが選択される。音圧波形データの選択は、例えば、運転状態が図５に示すように変化する場合、すなわち変速機を操作しない状態でアクセルペダル５を急に大きく踏込んで急加速を行った後に一定操作量を保ち、その後にアクセルペダル５から急に足を離すというような急加速・急減速を行う場合には、以下のように実施される。
【００３０】
急加速時には、エンジン２の回転部材と車体の慣性のためにアクセル操作を行った後にエンジン回転速度が上昇を開始する。このとき、エンジン２の吸気音や排気音は、アクセル操作量に応じて音の大きさが変化し、エンジン２の機械音は、アクセル操作量によっては音の大きさがあまり変わることはなく、エンジン２の回転速度に応じて大きく変化する。このため、急加速時には、先ず、吸気音と排気音が相対的に大きく発生し、その後、エンジン回転速度が上昇するにしたがって機械音が大きくなる。
【００３１】
このような急加速時には、図６中に矢印で示すように、マップの単位領域１から単位領域７→１３→１９→２０→２１→２２→２３→２４という順番で単位領域が選択されてそれぞれの音圧波形データが読出される。
【００３２】
急減速時には、先ず吸気音と排気音が小さくなり、エンジン回転速度が低下するにしたがってエンジン２の機械音が小さくなる。このため、急減速時には、図６中に矢印で示すように、単位領域２４→１８→１２→６→５→４→３→２→１という順番で単位領域が選択されてそれぞれの音圧波形データが読出される。なお、空吹かし運転を行った場合には、車体の慣性がないのでエンジン２の応答は急加減速時より速くなるため、選択する単位領域は上述した急加減速時と若干異なる。
【００３３】
一方、加速や減速を緩やかに行う場合には、エンジン２の回転部材と車体を加速するために必要な力は走行抵抗に較べて無視できるほど小さいので、アクセル操作量に応じてエンジン回転速度が増大・低下する。このため、この緩加減速時には、図６中に矢印で示すように、単位領域１と単位領域２４との間でマップ１３の対角線に沿って単位領域が選択されてそれぞれの音圧波形データが読出される。
【００３４】
上述したように音圧波形データを順次読出してエンジン模擬音を発生させると、アクセル操作量が一定のときには、エンジン回転速度が単位領域内で変化しても発生するエンジン模擬音は略同一になる。このため、エンジン回転速度が複数の単位領域を越えて変化すると、エンジン模擬音は段階的に変化してしまう。
【００３５】
このような現象が生じることを阻止するために、この模擬音出力手段１５は、エンジン２の回転速度に応じてエンジン模擬音の再生レート（発音時間）を変化させる再生レート変更手段１８を備えている。
【００３６】
再生レート変更手段１８は、音圧波形データの元になるエンジン音を録音したときのエンジン回転速度と、エンジン回転速度検出手段４が検出したエンジン回転速度との速度差がなくなるようにエンジン模擬音の周波数および発音時間を変化させる構成を採っている。ここで、再生レート変更手段１８の構成の更に詳細な説明を含めて再生レート変更手段１８の動作を図７によって説明する。
【００３７】
ここでは、仮に単位領域１の音圧波形データをエンジン回転数が２４００rpm の状態でエンジン音を録音して生成し、単位領域２の音圧波形データをエンジン回転数が３６００rpm の状態で録音して生成した場合について説明する。この場合、クランク軸が２回転するために必要な時間は、単位領域１では５０msecになり、単位領域２では約３３msecになる。このため、エンジン模擬音の再生レートを変更しないと、図７（ａ）に示すように、単位領域１と単位領域２でエンジン模擬音の長さが異なるために単位領域の境界では音が不自然に変化するようになる。図７（ａ）においてはクランク軸２回転分の音の長さを符号ｔ1，ｔ2で示している。
【００３８】
単位領域１と単位領域２の境界のエンジン回転数を仮に３０００rpm とすると、この境界回転数での音の長さは、単位領域１でのエンジン模擬音の長さに対して３０００／２４００＝１．２５であるから、再生レート変更手段１８は再生レートを２５％増大させてクランク軸２回転分の音の長さｔ1 が４０msecになるようにする。また、前記境界回転数での音の長さは、単位領域２でのエンジン模擬音の長さに対して３０００／３６００＝０．８３であるから、再生レート変更手段１８は再生レートを１７％低減させてクランク軸２回転分の音の長さｔ2 を４０msecに伸ばす。
【００３９】
このように再生レート変更手段１８でエンジン模擬音の再生レートを変えることによって、単位領域どうしの境界を含む過渡域でエンジン模擬音を同じ長さになるように再生することができ、自然なエンジン模擬音を発生させることができる。
【００４０】
したがって、この実施の形態によるエンジン模擬音発生装置３は、エンジン音のクランク軸２回転分の音圧波形データをマップ１３にエンジン回転速度およびアクセル操作量に割付けて記憶させ、このマップ１３から読出した音圧波形データを用いてエンジン模擬音を発生させる構成を採っているため、エンジン回転速度とアクセル操作量に対応するようにエンジン模擬音が発生する。このため、自動車の運転者は自然なエンジン模擬音を聞くことができる。
【００４１】
また、音圧波形データが有する音圧、周波数および音色からなる音データをそれぞれ変えてエンジン模擬音を生成しているから、一定速度で運転しているときでもエンジン模擬音は常に変化し、爆発にばらつきがあるエンジン２のエンジン音を模倣したような音になる。実際のエンジン音は、図８に示すように、毎回の爆発が一定ではないことからばらついた音になる。このようにばらつきがあるから、実際のエンジンではエンジン音が単調になることはない。図８に示したエンジン音のスペクトルは図９に示すように表れる。図９から分かるように、実際のエンジン音は、広い周波数範囲にわたって分布する音が混合して生成されていることがわかる。
【００４２】
さらに、このエンジン模擬音発生装置３は、エンジン回転速度とアクセル操作量とを一定幅とした単位領域の略中央にエンジン１燃焼サイクル分の音圧波形データを記憶させてマップ１３を形成し、実際のエンジン回転速度と音圧波形データ記憶時の回転速度との速度差がなくなるようにエンジン模擬音の再生レートを変化させているので、エンジン２の運転状態がエンジン回転速度とアクセル操作量とも前記単位領域内にあるときにはどのような運転状態でも一つの音圧波形データを使用してエンジン模擬音が発生する。このため、全ての運転状態でエンジン音を録音して記憶手段に記憶させる構成を採る場合に較べ、音圧波形データの数が少なくてもエンジン２の運転域の全域にわたってエンジン模擬音を発生させることができるから、記憶手段の容量を相対的に少なくすることができる。その上、エンジン２の回転速度が変化してこの回転速度に対応するマップ１３の単位領域が変わるときには、音圧波形データ一つ分のエンジン模擬音の再生時間がエンジン２の回転速度に応じて変化するから、エンジン模擬音が一方の単位領域の音圧波形データに対応する音から他方の単位領域の音圧波形データに対応する音に除々に変化する。このため、エンジン模擬音が自然に変化するようになる。
【００４３】
加えて、この実施の形態によるエンジン模擬音発生装置３は、エンジン回転速度およびアクセル操作量を検出するセンサ９，１０をエンジン制御系のセンサに兼用させ、アンプ１６およびスピーカ１７をオーディオ用のものに兼用させているので、このエンジン模擬音発生装置３を装備することによってコストアップになるのを最小限に抑えることができる。
【００４４】
第２の実施の形態
本発明に係るエンジン模擬音発生装置は、図１０に示すように、自動二輪車にも適用することができる。
【００４５】
図１０は自動二輪車に本発明を適用した他の実施の形態を示す構成図である。同図において、前記図１ないし図９で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００４６】
図１０において、符号２１で示すものは、この実施の形態による自動二輪車である。この自動二輪車２１に装備するエンジン模擬音発生装置３は、運転者が着座するシート（図示せず）の下方にアンプ１６およびスピーカ１７を除いて配設し、アンプ１６およびスピーカ１７をヘルメット２２に配設している。また、エンジン模擬音発生装置３の前記模擬音出力手段１５（図示せず）からアンプ１６に音圧信号を赤外線通信装置２３によって送出する構成を採っている。
【００４７】
赤外線通信装置２３は、運転者より車体の前方の例えば燃料タンク上部に配設した赤外線発信機２３ａと、ヘルメット２２の顎の部分に設けた赤外線受信機２３ｂとから構成している。
【００４８】
また、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出用センサ９はクランク軸の回転を検出する構成を採り、アクセル操作量検出用センサ１０は気化器のスロットル弁開度を検出する構成を採っている。
【００４９】
このように自動二輪車２１に本発明に係るエンジン模擬音発生装置３を装備することにより、自動二輪車２１を運転しながらエンジン模擬音を聞くことができる。また、赤外線通信装置２３によってヘルメット側と車体側を接続しているので、運転者は車体に対して乗り降りするときや運転するときに車体に拘束されることはない。
【００５０】
第３の実施の形態
本発明に係るエンジン模擬音発生装置は、図１１および図１２に示すように、電動式自動車にも適用することができる。
【００５１】
図１１は本発明に係るエンジン模擬音発生装置を装備した電動式自動車の構成図、図１２は電動式自動車用のエンジン模擬音発生装置を示すブロック図である。これらの図において、前記図１ないし図９で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００５２】
図１１において、符号３１で示すものはこの実施の形態による電動式自動車である。この電動式自動車３１は、車体前部にモータ駆動ユニット３２を搭載し、モータの動力によって走行する構造を採っている。
【００５３】
この電動式自動車３１に装備するエンジン模擬音発生装置３は、モータの回転速度をエンジン回転速度の代わりに検出する構成と、エンジン模擬音を車体の外にも伝播させる構成を採っている他は、前記第１の実施の形態を採るときと同じ構成を採っている。
【００５４】
モータの回転速度を検出するためには、車輪３３の回転を車速センサ３４によって検出し、図１２中に符号３５で示す走行速度検出手段によって車速からモータの回転速度を求める構成を採っている。この走行速度検出手段３５が発音制御手段１２にモータ回転速度信号を送出する。
【００５５】
また、スピーカ１７は、車体最前部と最後部にも設けている。車体最前部のスピーカ１７は車体の前方に向けてエンジン模擬音を発生させ、車体最後部のスピーカ１７は車体の後方に向けてエンジン模擬音を発生させる。
【００５６】
このように電動式自動車３１に本発明に係るエンジン模擬音発生装置３を装備することにより、電動式自動車３１がエンジン模擬音を発するようになり、このエンジン模擬音が近くの歩行者に聞こえるようになる。
したがって、電動式自動車３１の存在をエンジン模擬音によって歩行者に知らせることができる。
【００５７】
なお、上述した三つの実施の形態の何れにおいても、エンジン模擬音発生装置３が検出した実際のエンジン回転速度、モータ回転速度を定数倍して用いることができる。この構成を採ることにより、実際のエンジン回転速度（モータ回転速度）が遅い場合でも高速運転をしているようなエンジン模擬音を発生させることができるし、実際のエンジン回転速度（モータ回転速度）より遅い回転速度で運転しているようなエンジン模擬音を発生させることができる。
【００５８】
また、記憶手段１４のマップ１３を人為的に変更できるように構成することもできる。例えば、複数のマップ１３を交換して使用できるように記憶手段１４を構成し、各マップ１３に異なるエンジン音の音圧波形データを記憶させることによって、自車とは異なる車種のエンジン音をエンジン模擬音として発生させることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、動力ユニットの回転速度とアクセルの操作量に対応するエンジン模擬音が発生するから、走行状態に応じた現実性が高いエンジン模擬音を発生させることができる。
【００６０】
したがって、このエンジン模擬音発生装置をエンジン式車両や電動式車両に搭載することによって、運転者は自然なエンジン模擬音を聞くことができる。特に、電動式車両にこのエンジン模擬音発生装置を搭載することにより、運転者はモータ回転速度などの自車の運転情報をメータに頼ることなく聴覚によっても知ることができるようになる。
【００６１】
音圧波形データが有する音圧、周波数および音色からなる音データのうち少なくとも何れか一つを変化させる発音制御手段を設けた他の発明によれば、一定速度で運転しているときでもエンジン模擬音は常に変化し、爆発にばらつきがあるエンジンのエンジン音を模倣したような音になる。
このため、実際のエンジンにより一層近い自然なエンジン模擬音を発生させることができる。
【００６２】
回転速度とアクセル操作量とを一定幅とした単位領域の略中央にエンジン１燃焼サイクル分の音圧波形データを記憶させてマップを形成し、実際の回転速度と音圧波形データ記憶時の回転速度との速度差がなくなるようにエンジン模擬音の周波数を変化させる他の発明によれば、動力ユニットの運転状態が回転速度とアクセル操作量とも前記単位領域内にあるときにはどのような運転状態でも一つの音圧波形データを使用してエンジン模擬音が発生する。
【００６３】
このため、全ての運転状態でエンジン音を録音して記憶装置に記憶させる構成を採る場合に較べ、音圧波形データの数が少なくても動力ユニットの運転域の全域にわたってエンジン模擬音を発生させることができるから、記憶装置の容量を相対的に少なくすることができる。
【００６４】
また、動力ユニットの回転速度が変化してこの回転速度に対応するマップの単位領域が変わるときには、音圧波形データ一つ分のエンジン模擬音の再生時間が動力ユニットの回転速度に応じて変化するから、エンジン模擬音が一方の単位領域の音圧波形データに対応する音から他方の単位領域の音圧波形データに対応する音に除々に変化する。
【００６５】
したがって、本発明に係る車両用エンジン模擬音発生装置は、記憶装置の容量が少なくてよいことから安価で、しかも動力ユニットの運転域が過渡域にあるときでもエンジン模擬音を自然に変化させることができる。
【００６６】
動力ユニットを電動式車両用のモータ駆動ユニットとしてエンジン模擬音が車外に伝播される構成とした他の発明に係る車両用エンジン模擬音発生装置によれば、電動式車両が発するエンジン模擬音が近くの歩行者に聞こえるようになるから、電動式車両の存在をエンジン模擬音によって歩行者に知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るエンジン模擬音発生装置を装備した自動車の構成図である。
【図２】 本発明に係る車両用エンジン模擬音発生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 発音制御信号の例を示すグラフである。
【図４】 マップの構成を示す図である。
【図５】 急加減速時の運転状態の変化を示すグラフである。
【図６】 急加減速時と緩加減速時にエンジン模擬音出力手段が読出す単位領域の変化を示すグラフである。
【図７】 再生レート変更手段の動作を説明するためのエンジン模擬音の音圧波形を示すグラフである。
【図８】 実際のエンジン音の音圧波形を示すグラフである。
【図９】 実際のエンジン音のスペクトルを示すグラフである。
【図１０】 自動二輪車に本発明を適用した他の実施の形態を示す構成図である。
【図１１】 本発明に係るエンジン模擬音発生装置を装備した電動式自動車の構成図である。
【図１２】 電動式自動車用のエンジン模擬音発生装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…自動車、２…エンジン、３…エンジン模擬音発生装置、４…エンジン回転速度検出手段、６…アクセル操作量検出手段、７…エンジン模擬音発生手段、１２…発音制御手段、１３…マップ、１４…記憶手段、１５…模擬音出力手段、１６…アンプ、１７…スピーカ、１８…再生レート変更手段、２１…自動二輪車、３１…電動式自動車。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular engine simulation sound generator that is mounted on a vehicle such as an automobile, a motorcycle, and an electric automobile to generate engine simulation sound.
[0002]
[Prior art]
In recent years, noise generated when automobiles and motorcycles travel has been significantly reduced. This noise includes engine noise, road noise generated when the tire rotates, wind noise (fluid noise) generated by running wind hitting the vehicle body, and the like. Among these sounds, the engine noise has been reduced most, and the engine sound that can be heard inside a car and the sound of the engine that can be heard by a motorcycle driver wearing a helmet has become significantly smaller than a decade ago. Yes.
[0003]
The engine sound changes in volume and sound quality in response to the accelerator operation, so this engine sound is a pleasure for driving for some drivers. However, if the engine sound is reduced as described above, the driver's request to enjoy the engine sound cannot be met.
[0004]
In order to respond to such a request without illegally modifying the vehicle, a microphone is provided in the vicinity of the exhaust port of the muffler, and an engine sound with increased volume is generated by a speaker provided in the vehicle or helmet. It is possible. However, in the vicinity of the exhaust port, exhaust gas, muddy water, and the like are likely to be applied, and therefore, the microfin attached here must be used with excellent weather resistance and heat resistance, resulting in an increase in cost. Moreover, the exhaust sound generated by the exhaust sound amplifying device is less powerful than the exhaust sound generated by a muffler that has been illegally modified to increase the exhaust sound.
In order to solve such a problem, it is conceivable that a sound imitating the engine sound (hereinafter simply referred to as engine simulated sound) is generated by the speaker.
[0005]
As a device for generating this kind of engine simulation sound, there are devices equipped in game machines and driving simulators. The conventional engine simulation sound generator records the sound of the engine of the vehicle during steady operation for a few seconds and stores the sound data stored in advance as a digital signal according to the operating state of the engine (rotation speed and accelerator operation amount). The pitch {frequency (sound pitch)} and volume {sound pressure (sound volume)} are varied and reproduced repeatedly. In this engine simulation sound generator, when the engine speed increases, the pitch increases in proportion to this, and when the engine speed decreases, the pitch decreases. Further, the volume increases by depressing the accelerator, and the volume decreases by returning the accelerator.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The engine simulation sound generator configured as described above is configured so that the engine simulation sound is not generated when the actual engine rotation speed or accelerator operation amount is close to the engine rotation speed or accelerator operation amount at the time of recording the engine sound, that is, in a steady operation state. It becomes close to the actual engine sound, and the reality becomes high. However, the engine simulation sound becomes unnatural when the engine speed and the amount of accelerator operation are significantly different from the recording of the engine sound or when the engine speed and the amount of accelerator operation are in a transient state. was there. In addition, when driving at a constant speed, that is, when there is no change in the engine rotation speed or the throttle operation amount, the same sound is continuously reproduced, so that the engine simulation sound becomes monotonous.
[0007]
Such a problem can be solved by recording the engine sound in all operating states and storing it in the storage device. However, in order to realize this, the capacity of the storage device becomes extremely large, and the cost becomes remarkably high.
[0008]
On the other hand, since electric vehicles such as electric automobiles and electric motorcycles that run using a motor as a power source have a lower sound when stopping and traveling than engine-type vehicles, motor rotation speeds and the like are required when driving this type of vehicle. The operation information of the vehicle must be confirmed with a meter. Moreover, in the electric vehicle, in addition to the sound heard by the driver, the sound heard by the pedestrian is small. That is, it is necessary to make a nearby pedestrian aware of the existence of the vehicle.
[0009]
The present invention has been made to solve such problems, and it is a first object of the present invention to provide an engine simulation sound generator that emits engine simulation sound that is low in manufacturing cost and highly realistic. A second object of the present invention is to allow the driver or pedestrian to hear engine simulation sound even in an electric vehicle.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  A vehicular engine simulation sound generator according to the present invention includes a rotation speed detection unit that detects a rotation speed of a power unit, an accelerator operation amount detection unit that detects an accelerator operation amount,Storage means for storing sound pressure waveform data; andEngine simulation sound generating means for generating engine simulation sound using sound pressure waveform dataIn the vehicular engine simulation sound generator, the storage meansMap formed by assigning sound pressure waveform data of engine sound within a predetermined time to rotation speed and accelerator operation amountThe map includes a large number of unit regions each having a constant width for the rotational speed and the amount of accelerator operation, and the engine operating state in each of the unit regions includes a rotational speed width for the unit region and an accelerator. It is formed by storing sound pressure waveform data corresponding to one combustion cycle of the engine at the approximate center of the operation width, and the engine simulation sound generating means generates a sound generation control signal based on the accelerator operation amount and the rotational speed. Sound generation control means, and simulation sound output means for reading corresponding sound pressure waveform data from the map of the storage means based on the sound generation control signal, converting the sound pressure waveform data into a sound pressure signal, and sending the sound pressure signal to an amplifier. The signal changes at least one of the sound pressure, frequency, and tone data of the sound pressure waveform data for each combustion cycle of the engine. Is shall.
  According to the present invention, engine simulation sound corresponding to the rotational speed of the power unit and the operation amount of the accelerator is generated.
  The power unit is an engine or an electric vehicle motor unit.
[0011]
  In addition, the present inventionAccording to the above, even when the vehicle is operating at a constant speed, the engine simulation sound always changes, and it becomes a sound that imitates the engine sound of an engine with variations in explosion.
[0013]
  Furthermore, the present inventionAccording to the above, when the operating state of the power unit is within the unit region for both the rotational speed and the accelerator operation amount, engine sound is generated using one sound pressure waveform data in any operating state. For this reason, engine simulated sound is generated over the entire operating range of the power unit even if the number of sound pressure waveform data is small, compared to the case where the engine sound is recorded and stored in the storage device in all operating states. Therefore, the capacity of the storage device can be relatively reduced.
[0014]
  According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicular engine simulated sound generating apparatus according to the above-described invention, wherein the simulated sound output means obtains sound pressure waveform data from the map based on the sound generation control signal. Further included is a reproduction rate changing means for changing the frequency of the engine simulation sound so that there is no speed difference between the engine rotation speed when reading and recording the engine sound that is the basis of the sound pressure waveform data and the rotation speed of the power unit. It is a waste.
  According to this invention,When the rotation speed of the power unit changes and the unit area of the map corresponding to this rotation speed changes, the reproduction time of the engine simulation sound for one sound pressure waveform data changes according to the rotation speed of the power unit. The engine simulation sound gradually changes from a sound corresponding to the sound pressure waveform data of one unit region to a sound corresponding to the sound pressure waveform data of the other unit region.
[0015]
According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicular engine simulated sound generating apparatus according to any one of the above-described vehicular engine simulated sound generating apparatus, wherein the power unit is a motor drive unit for an electric vehicle and the engine simulated sound is generated. The generating means is configured such that engine simulation sound is propagated outside the vehicle.
According to this invention, the engine simulated sound emitted by the electric vehicle can be heard by a nearby pedestrian.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First embodiment
Hereinafter, an embodiment of a vehicular engine simulation sound generating apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0017]
FIG. 1 is a configuration diagram of an automobile equipped with an engine simulation sound generator according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a vehicle engine simulation sound generator according to the present invention, and FIG. 3 is an example of a sound generation control signal. FIG. 4 is a diagram showing the structure of the map, and FIG. 5 is a graph showing changes in the operating state during sudden acceleration / deceleration. FIG. 6 is a graph showing changes in the unit area read by the engine simulation sound output means during sudden acceleration / deceleration and slow acceleration / deceleration. FIG. 7 is a graph showing the sound pressure waveform of engine simulation sound for explaining the operation of the playback rate changing means. FIG. 7A shows the case where the playback rate is not changed, and FIG. 7B shows the playback rate. Indicates the case where it has been changed. FIG. 8 is a graph showing the sound pressure waveform of the actual engine sound, and FIG. 9 is a graph showing the spectrum of the actual engine sound.
[0018]
In these drawings, what is indicated by reference numeral 1 is an automobile according to this embodiment. The automobile 1 travels using an electronically controlled four-cycle engine 2 as a power source, and is equipped with an engine simulation sound generator 3 according to the present invention in a vehicle interior.
[0019]
As shown in FIG. 2, the engine simulation sound generator 3 includes an engine rotation speed detection unit 4 that detects the rotation speed of the engine 2, an accelerator operation amount detection unit 6 that detects an operation amount of the accelerator pedal 5, and The engine simulation sound generating means 7 for generating engine simulation sound based on the engine rotation speed and the accelerator operation amount is provided, and a volume adjustment means 8 for artificially adjusting the volume of the engine simulation sound is provided.
[0020]
The engine rotation speed detection means 4 is connected to an engine rotation speed detection sensor 9 that detects the rotation of the engine 2, for example, a cam shaft, and always detects the rotation speed of the engine 2 during engine operation.
[0021]
The accelerator operation amount detection means 6 is connected to an accelerator operation amount detection sensor 10 connected to the accelerator pedal 5 and detects the depression amount of the accelerator pedal 5. The engine rotation speed detection sensor 9 and the accelerator operation amount detection sensor 10 are equipped for controlling the electronically controlled engine 2. That is, these sensors 9 and 10 are used both for controlling the engine 2 and generating engine simulation sound.
Further, as shown in FIG. 1, the volume adjusting means 8 is attached to an operation panel 11 in the front part of the passenger compartment, and has a configuration that can be operated by the driver during driving.
[0022]
The engine simulation sound generation means 3 generates a sound generation control signal by receiving the engine rotation speed signal output from the engine rotation speed detection means 4 and the accelerator operation amount signal output from the accelerator operation amount detection means 6. Based on the means 12, the storage means 14 having a map 13 for storing the sound pressure waveform data of the actual engine sound, the sound generation control signal generated by the sound generation control means 12 and the sound pressure waveform data read from the map 13. The engine sound output means 15 for generating a sound pressure signal of engine simulated sound, an amplifier 16 for amplifying the sound pressure signal, and a speaker 17 connected to the amplifier 16 are configured.
[0023]
The sound generation control means 12 and the simulated sound output means 15 are configured as software in a circuit of a microcomputer (not shown), and the storage means 14 is configured by a semiconductor memory connected to the microcomputer. Further, the amplifier 16 and the speaker 17 used in this embodiment are provided for car audio, and are used both for generating music and generating engine simulation sound. As shown in FIG. 1, the amplifier 16 is disposed in the front part of the passenger compartment, and the speaker 17 is disposed in the front part and rear part of the passenger compartment so that sound is transmitted to the passenger compartment.
In the four-stroke cycle engine, the sound generation control means 12 is configured to send a sound generation control signal to the simulated sound output means 15 for a certain period of time every two rotations of the crankshaft (engine 1 combustion cycle). The time for transmitting the sound generation control signal is a time required for the crankshaft to rotate twice. That is, during engine operation, a sound generation control signal is sent from the sound generation control means 12 to the simulated sound output means 15 for each cycle for a time corresponding to one combustion cycle determined according to the rotational speed at that time.
[0024]
As shown in FIG. 3, the sound generation control signal includes a sound generation signal for setting the pitch (frequency) of the engine simulation sound by the simulation sound output means 15 and the size (sound pressure) of the engine simulation sound. It is composed of a signal for setting by the output means 15, a timbre signal for setting the timbre (waveform) by the simulated sound output means 15, and a signal (not shown) indicating the accelerator pedal operation amount and the engine speed. ing. The timbre is set by deleting the unnecessary sound range by passing the engine simulation sound through a cut filter (not shown). For this reason, the timbre signal is generated so that the frequency to be deleted by the filter (filter cut frequency) can be determined.
[0025]
Further, in this embodiment, the sound generation control means 12 is configured to change slightly each time the above-described three types of signals are sent to the simulated sound output means 15. That is, the engine simulation sound is configured such that the pitch, loudness, and timbre of the engine change every engine combustion cycle (every sound generation).
[0026]
The storage means 14 has a configuration in which sound pressure waveform data corresponding to a read signal sent out by a simulated sound output means 15 described later is selected from the map 13 and returned to the simulated sound output means 15. The map 13 is formed by allocating sound pressure waveform data of engine sound to engine rotation speed and accelerator operation amount. In this embodiment, as shown in FIG. 4, a large number of unit regions (1 to 24) each having a constant width for the engine speed and the amount of accelerator operation are arranged in parallel, and sound pressure waveform data is stored in all unit regions. Is stored one by one to form the map 13. In this map 13, the unit region 1 corresponds when the engine 1 is in the idling operation state, and the unit region 24 corresponds when the engine 1 is at maximum output.
[0027]
Sound pressure waveform data is a digital sound data recorded from the engine sound for one combustion cycle of the engine 2 when the operating state of the engine 2 is approximately the center of the rotation speed width and accelerator operation width in each unit area. It is.
[0028]
The simulated sound output means 15 stores a read signal for designating a unit area of the map 13 based on engine rotation speed data and accelerator operation amount data included in the sound generation control signal sent by the sound generation control means 12. The sound pressure is transmitted to the means 14 and is changed so as to change every two rotations of the crankshaft using the sound pressure waveform data read from the storage means 14 and the three kinds of sound data included in the sound generation control signal. The signal is generated and sent to the amplifier 16. When the sound pressure signal is sent to the amplifier 16, the sound pressure signal is amplified by the amplifier 16, and engine simulation sound is generated from the speaker 17. The simulated sound output means 15 is configured to connect the volume adjusting means 8 and to increase or decrease the volume of the engine simulated sound by operating the volume adjusting means 8.
[0029]
The sound pressure waveform data read from the storage means 14 by the simulated sound output means 15 is selected corresponding to the engine speed and the accelerator operation amount at that time. The sound pressure waveform data can be selected, for example, when the driving state changes as shown in FIG. 5, that is, when the accelerator pedal 5 is suddenly stepped on suddenly while the transmission is not operated, and then a certain amount of operation is performed. In the case of performing rapid acceleration / deceleration such as maintaining and then suddenly releasing the pedal from the accelerator pedal 5, the following is performed.
[0030]
During rapid acceleration, the engine speed starts to increase after the accelerator operation is performed due to the inertia of the rotating member of the engine 2 and the vehicle body. At this time, the loudness of the intake and exhaust sounds of the engine 2 changes depending on the accelerator operation amount, and the mechanical sound of the engine 2 does not change much depending on the accelerator operation amount. It varies greatly depending on the rotational speed of the engine 2. For this reason, at the time of rapid acceleration, first, the intake sound and the exhaust sound are relatively loud, and then the mechanical sound increases as the engine speed increases.
[0031]
  During such rapid acceleration,With an arrowAs shown, the unit areas are selected in the order of the unit areas 7 → 13 → 19 → 20 → 21 → 22 → 23 → 24 from the unit area 1 of the map, and the respective sound pressure waveform data is read out.
[0032]
  At the time of sudden deceleration, the intake sound and the exhaust sound are first reduced, and the mechanical sound of the engine 2 is reduced as the engine speed is reduced. Therefore, during sudden deceleration,With an arrowAs shown, unit areas are selected in the order of unit areas 24 → 18 → 12 → 6 → 5 → 4 → 3 → 2 → 1 and the respective sound pressure waveform data is read out. Note that when the idling operation is performed, the response of the engine 2 is faster than that at the time of sudden acceleration / deceleration because there is no inertia of the vehicle body. Therefore, the unit area to be selected is slightly different from that at the time of sudden acceleration / deceleration.
[0033]
  On the other hand, when accelerating or decelerating slowly, the force required to accelerate the rotating member of the engine 2 and the vehicle body is negligibly small compared to the running resistance, so that the engine speed depends on the accelerator operation amount. Increase / decrease. Therefore, during this slow acceleration / deceleration,With an arrowAs shown, a unit region is selected along the diagonal line of the map 13 between the unit region 1 and the unit region 24, and each sound pressure waveform data is read out.
[0034]
As described above, when the engine pressure is generated by sequentially reading the sound pressure waveform data, the engine simulation sound generated is substantially the same even if the engine speed changes within the unit area when the accelerator operation amount is constant. . For this reason, when the engine rotation speed changes beyond a plurality of unit regions, the engine simulation sound changes stepwise.
[0035]
In order to prevent such a phenomenon from occurring, the simulated sound output means 15 includes a reproduction rate changing means 18 that changes the reproduction rate (sounding time) of the engine simulated sound in accordance with the rotational speed of the engine 2. Yes.
[0036]
The reproduction rate changing means 18 is an engine simulation sound so that there is no speed difference between the engine speed when the engine sound that is the basis of the sound pressure waveform data is recorded and the engine speed detected by the engine speed detecting means 4. The composition which changes the frequency and the sounding time of is adopted. Here, the operation of the playback rate changing means 18 will be described with reference to FIG. 7, including a more detailed description of the configuration of the playback rate changing means 18.
[0037]
Here, it is assumed that the sound pressure waveform data of the unit region 1 is generated by recording the engine sound with the engine speed of 2400 rpm, and the sound pressure waveform data of the unit region 2 is recorded with the engine speed of 3600 rpm. The case where it produces | generates is demonstrated. In this case, the time required for the crankshaft to rotate twice is 50 msec in the unit area 1 and about 33 msec in the unit area 2. For this reason, if the engine simulated sound playback rate is not changed, as shown in FIG. 7 (a), the length of the engine simulated sound differs between the unit area 1 and the unit area 2, so that the sound does not appear at the boundary between the unit areas. It will change naturally. In FIG. 7 (a), the lengths of the sounds corresponding to two rotations of the crankshaft are indicated by symbols t1 and t2.
[0038]
Assuming that the engine speed at the boundary between the unit area 1 and the unit area 2 is 3000 rpm, the sound length at this boundary speed is 3000/2400 = 1 with respect to the engine simulated sound length in the unit area 1. Therefore, the reproduction rate changing means 18 increases the reproduction rate by 25% so that the sound length t1 for two rotations of the crankshaft becomes 40 msec. Further, since the length of the sound at the boundary rotational speed is 3000/3600 = 0.83 with respect to the length of the engine simulation sound in the unit region 2, the playback rate changing means 18 sets the playback rate to 17%. Decreasing and extending the sound length t2 for 2 revolutions of the crankshaft to 40 msec.
[0039]
In this way, by changing the reproduction rate of the engine simulation sound by the reproduction rate changing means 18, the engine simulation sound can be reproduced so as to have the same length in the transient region including the boundary between the unit regions. Simulated sound can be generated.
[0040]
Therefore, the engine simulation sound generating apparatus 3 according to this embodiment stores the sound pressure waveform data of the engine sound for two rotations of the crankshaft in the map 13 by assigning it to the engine rotation speed and the accelerator operation amount, and reading out from the map 13 Therefore, the engine simulation sound is generated so as to correspond to the engine speed and the accelerator operation amount. For this reason, the driver of the car can hear a natural engine simulation sound.
[0041]
In addition, the engine simulated sound is generated by changing the sound pressure, frequency, and tone data of the sound pressure waveform data, so the engine simulated sound always changes even when driving at a constant speed. It becomes a sound that imitates the engine sound of the engine 2 with variation. As shown in FIG. 8, the actual engine sound is a scattered sound because each explosion is not constant. Because of this variation, the engine sound does not become monotonous in an actual engine. The spectrum of the engine sound shown in FIG. 8 appears as shown in FIG. As can be seen from FIG. 9, the actual engine sound is generated by mixing sounds distributed over a wide frequency range.
[0042]
Further, the engine simulation sound generating device 3 forms a map 13 by storing sound pressure waveform data for one combustion cycle of the engine approximately at the center of a unit area in which the engine rotation speed and the accelerator operation amount are constant. Since the reproduction rate of the engine simulation sound is changed so as to eliminate the speed difference between the actual engine rotation speed and the rotation speed at the time of storing the sound pressure waveform data, the operating state of the engine 2 depends on the engine rotation speed and the accelerator operation amount. When in the unit area, engine simulation sound is generated using one sound pressure waveform data in any operating state. For this reason, engine simulated sound is generated over the entire operating range of the engine 2 even when the number of sound pressure waveform data is small as compared with the case where the engine sound is recorded and stored in the storage means in all operating states. Therefore, the capacity of the storage means can be relatively reduced. Moreover, when the rotation speed of the engine 2 changes and the unit area of the map 13 corresponding to this rotation speed changes, the reproduction time of the engine simulated sound for one sound pressure waveform data depends on the rotation speed of the engine 2. Therefore, the engine simulation sound gradually changes from a sound corresponding to the sound pressure waveform data of one unit region to a sound corresponding to the sound pressure waveform data of the other unit region. For this reason, the engine simulation sound naturally changes.
[0043]
In addition, the engine simulation sound generating apparatus 3 according to this embodiment uses the sensors 9 and 10 for detecting the engine rotation speed and the accelerator operation amount as sensors for the engine control system, and the amplifier 16 and the speaker 17 are for audio. Therefore, it is possible to minimize the cost increase by installing the engine simulation sound generator 3.
[0044]
Second embodiment
The engine simulation sound generator according to the present invention can be applied to a motorcycle as shown in FIG.
[0045]
FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment in which the present invention is applied to a motorcycle. In the figure, the same or equivalent members as those described in FIGS. 1 to 9 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0046]
In FIG. 10, what is indicated by reference numeral 21 is a motorcycle according to this embodiment. The engine simulation sound generator 3 provided in the motorcycle 21 is disposed below a seat (not shown) on which a driver is seated except for the amplifier 16 and the speaker 17, and the amplifier 16 and the speaker 17 are attached to the helmet 22. It is arranged. Further, a configuration is adopted in which a sound pressure signal is sent from the simulated sound output means 15 (not shown) of the engine simulated sound generating device 3 to the amplifier 16 by the infrared communication device 23.
[0047]
The infrared communication device 23 is composed of an infrared transmitter 23 a disposed in front of the vehicle body, for example, above the fuel tank from the driver, and an infrared receiver 23 b provided on the chin portion of the helmet 22.
[0048]
Further, the engine speed detection sensor 9 for detecting the engine speed is configured to detect the rotation of the crankshaft, and the accelerator operation amount detection sensor 10 is configured to detect the throttle valve opening of the carburetor. Yes.
[0049]
Thus, by equipping the motorcycle 21 with the engine simulation sound generator 3 according to the present invention, it is possible to hear the engine simulation sound while driving the motorcycle 21. Moreover, since the helmet side and the vehicle body side are connected by the infrared communication device 23, the driver is not restrained by the vehicle body when getting on and off the vehicle body or driving.
[0050]
Third embodiment
The engine simulation sound generating apparatus according to the present invention can also be applied to an electric vehicle as shown in FIGS.
[0051]
FIG. 11 is a configuration diagram of an electric vehicle equipped with an engine simulation sound generator according to the present invention, and FIG. 12 is a block diagram showing an engine simulation sound generator for an electric vehicle. In these drawings, the same or equivalent members as those described in FIGS. 1 to 9 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0052]
In FIG. 11, reference numeral 31 denotes an electric vehicle according to this embodiment. This electric vehicle 31 has a structure in which a motor drive unit 32 is mounted on the front of the vehicle body and travels by the power of the motor.
[0053]
The engine simulation sound generator 3 provided in the electric vehicle 31 has a configuration in which the rotation speed of the motor is detected instead of the engine rotation speed and a configuration in which the engine simulation sound is propagated outside the vehicle body. The same configuration as that of the first embodiment is adopted.
[0054]
In order to detect the rotation speed of the motor, the rotation of the wheel 33 is detected by a vehicle speed sensor 34, and the rotation speed of the motor is determined from the vehicle speed by the traveling speed detection means indicated by reference numeral 35 in FIG. The travel speed detection means 35 sends a motor rotation speed signal to the sound generation control means 12.
[0055]
Speakers 17 are also provided at the front and rearmost parts of the vehicle body. The speaker 17 at the forefront of the vehicle body generates engine simulation sound toward the front of the vehicle body, and the speaker 17 at the rear of the vehicle body generates engine simulation sound toward the rear of the vehicle body.
[0056]
Thus, by mounting the engine simulation sound generating device 3 according to the present invention on the electric vehicle 31, the electric vehicle 31 emits an engine simulation sound so that a nearby pedestrian can hear the engine simulation sound. become.
Therefore, the presence of the electric vehicle 31 can be notified to the pedestrian by engine simulation sound.
[0057]
In any of the three embodiments described above, the actual engine rotation speed and motor rotation speed detected by the engine simulation sound generator 3 can be multiplied by a constant. By adopting this configuration, even if the actual engine speed (motor speed) is low, it is possible to generate an engine simulation sound that causes high-speed operation, and the actual engine speed (motor speed). It is possible to generate an engine simulation sound like driving at a slower rotational speed.
[0058]
Moreover, it can also comprise so that the map 13 of the memory | storage means 14 can be changed artificially. For example, the storage means 14 is configured so that a plurality of maps 13 can be used interchangeably, and by storing sound pressure waveform data of different engine sounds in each map 13, engine sounds of a vehicle type different from the own vehicle are It can be generated as a simulated sound.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, engine simulation sound corresponding to the rotational speed of the power unit and the amount of operation of the accelerator is generated, and therefore, engine simulation sound with high realism according to the running state can be generated. .
[0060]
Therefore, by mounting this engine simulation sound generator on an engine-type vehicle or an electric vehicle, the driver can hear a natural engine simulation sound. In particular, by mounting the engine simulation sound generator on an electric vehicle, the driver can know driving information such as the motor rotation speed by hearing without relying on a meter.
[0061]
According to another invention provided with a sound generation control means for changing at least one of sound data consisting of sound pressure, frequency and timbre of sound pressure waveform data, engine simulation even when operating at a constant speed The sound changes constantly, and sounds like an engine sound of an engine with variations in explosion.
For this reason, a natural engine simulation sound closer to that of an actual engine can be generated.
[0062]
A map is created by storing the sound pressure waveform data for one combustion cycle of the engine at the approximate center of the unit area with the rotation speed and the amount of accelerator operation as a constant width, and the rotation at the time of storing the actual rotation speed and sound pressure waveform data. According to another invention that changes the frequency of the engine simulation sound so as to eliminate the speed difference from the speed, the driving state of the power unit is in any driving state when both the rotational speed and the accelerator operation amount are within the unit region. An engine simulation sound is generated using one sound pressure waveform data.
[0063]
For this reason, engine simulated sound is generated over the entire operating range of the power unit even if the number of sound pressure waveform data is small, compared to the case where the engine sound is recorded and stored in the storage device in all operating states. Therefore, the capacity of the storage device can be relatively reduced.
[0064]
Further, when the rotation speed of the power unit changes and the unit area of the map corresponding to this rotation speed changes, the reproduction time of the engine simulated sound for one sound pressure waveform data changes according to the rotation speed of the power unit. Therefore, the engine simulation sound gradually changes from a sound corresponding to the sound pressure waveform data of one unit region to a sound corresponding to the sound pressure waveform data of the other unit region.
[0065]
Therefore, the vehicular engine simulation sound generating apparatus according to the present invention is inexpensive because the capacity of the storage device may be small, and can naturally change the engine simulation sound even when the operating range of the power unit is in the transitional range. Can do.
[0066]
According to a vehicle engine simulation sound generator according to another invention in which the power unit is a motor drive unit for an electric vehicle and the engine simulation sound is propagated outside the vehicle, the engine simulation sound generated by the electric vehicle is close. Therefore, the presence of the electric vehicle can be informed to the pedestrian by the engine simulation sound.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an automobile equipped with an engine simulation sound generator according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a vehicular engine simulation sound generating apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing an example of a sound generation control signal.
FIG. 4 is a diagram showing the structure of a map.
FIG. 5 is a graph showing a change in operation state during sudden acceleration / deceleration.
FIG. 6 is a graph showing changes in unit areas read by engine simulation sound output means during sudden acceleration / deceleration and slow acceleration / deceleration.
FIG. 7 is a graph showing a sound pressure waveform of engine simulation sound for explaining the operation of the reproduction rate changing means.
FIG. 8 is a graph showing a sound pressure waveform of an actual engine sound.
FIG. 9 is a graph showing a spectrum of an actual engine sound.
FIG. 10 is a configuration diagram showing another embodiment in which the present invention is applied to a motorcycle.
FIG. 11 is a configuration diagram of an electric vehicle equipped with an engine simulation sound generator according to the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing an engine simulation sound generator for an electric vehicle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Automobile, 2 ... Engine, 3 ... Engine simulation sound generator, 4 ... Engine rotation speed detection means, 6 ... Accelerator operation amount detection means, 7 ... Engine simulation sound generation means, 12 ... Sound generation control means, 13 ... Map, DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Memory | storage means, 15 ... Simulated sound output means, 16 ... Amplifier, 17 ... Speaker, 18 ... Reproduction rate change means, 21 ... Motorcycle, 31 ... Electric vehicle

Claims (3)

動力ユニットの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
音圧波形データを収納した記憶手段と、
前記音圧波形データを用いてエンジン模擬音を発生させるエンジン模擬音発生手段とを備える車両用エンジン模擬音発生装置において、
前記記憶手段は、エンジン音の予め定めた時間内での音圧波形データを回転速度およびアクセル操作量に割付けて形成したマップを備え、
前記マップは、回転速度とアクセル操作量とでそれぞれ一定の幅をもつ単位領域を多数並設するとともに、前記単位領域のそれぞれにエンジン運転状態がこの単位領域での回転速度幅、アクセル操作幅の略中央になるときのエンジン１燃焼サイクル分の音圧波形データを記憶させることによって形成され、
前記エンジン模擬音発生手段は、アクセル操作量と回転速度に基づいて発音制御信号を発生する発音制御手段と、前記発音制御信号に基づいて、前記記憶手段のマップから対応する音圧波形データを読取り、音圧信号に変換してアンプに送出する模擬音出力手段とを備え、
前記発音制御信号は、音圧波形データが有する音圧、周波数および音色からなる音データのうち少なくとも何れか一つをエンジン１燃焼サイクル毎に変化させるものであることを特徴とする車両用エンジン模擬音発生装置。Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the power unit;
An accelerator operation amount detecting means for detecting an accelerator operation amount;
Storage means for storing sound pressure waveform data;
The vehicle engine simulated sound generating device Ru an engine simulated sound generating means for generating an engine mock sound using the sound pressure waveform data,
The storage means includes a map formed by allocating sound pressure waveform data of engine sound within a predetermined time to rotation speed and accelerator operation amount ,
The map includes a large number of unit regions each having a certain width for the rotational speed and the amount of accelerator operation, and the engine operating state in each of the unit regions includes the rotational speed width and accelerator operation width for the unit region. It is formed by storing sound pressure waveform data for one combustion cycle of the engine when it becomes approximately the center,
The engine simulation sound generating means generates a sound generation control signal based on the accelerator operation amount and the rotation speed, and reads the corresponding sound pressure waveform data from the map of the storage means based on the sound generation control signal. And a simulated sound output means for converting to a sound pressure signal and sending it to the amplifier,
The sound generation control signal changes at least one of sound data including sound pressure, frequency, and tone color included in sound pressure waveform data for each combustion cycle of the engine. Sound generator. 請求項１記載の車両用エンジン模擬音発生装置において、前記模擬音出力手段は、前記発音制御信号に基づいて音圧波形データを前記マップから読出し、
音圧波形データの元になるエンジン音を録音したときのエンジン回転速度と、動力ユニットの回転速度との速度差がなくなるようにエンジン模擬音の周波数を変化させる再生レート変更手段をさらに含むことを特徴とする車両用エンジン模擬音発生装置。 The vehicle engine simulated sound generating device according to claim 1, wherein the simulated sound output means reads sound pressure waveform data from the map based on the sound generation control signal,
It further includes reproduction rate changing means for changing the frequency of the engine simulation sound so as to eliminate the speed difference between the engine rotation speed when the engine sound that is the basis of the sound pressure waveform data is recorded and the rotation speed of the power unit. A vehicle engine simulation sound generator characterized by the above. 請求項１または請求項２記載の車両用エンジン模擬音発生装置において、動力ユニットを電動式車両用のモータ駆動ユニットとし、エンジン模擬音発生手段をエンジン模擬音が車外に伝播される構成としたことを特徴とする車両用エンジン模擬音発生装置。 3. The vehicle engine simulation sound generator according to claim 1 or 2, wherein the power unit is a motor drive unit for an electric vehicle, and the engine simulation sound generating means is configured to transmit the engine simulation sound to the outside of the vehicle. A vehicle engine simulation sound generator characterized by the above.
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