JP4345675B2

JP4345675B2 - エンジン音色制御システム

Info

Publication number: JP4345675B2
Application number: JP2005005063A
Authority: JP
Inventors: 守大槻
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: JP2006193002A

Description

本発明は、車室内の環境に適したエンジン音を発生させるエンジン音色制御システムに関する。

最近まで、エンジン音は車室内の乗員にとって消音したい騒音の１つであると一般に考えられていた。よって、車室内にエンジン音を進入させないようにした遮音性の高い構造の車両が提供されている。その一方で、従来からエンジン音を魅力的な音と感じているユーザが存在していた。また、車室内があまりに静か過ぎると運転者がドライブ気分を感じることができないことになる。このような理由から、適度なエンジン音を車室内に流す（車室内にエンジン音を積極的に供給する）技術が検討されるようになっている。

例えば、特許文献１は魅力的なエンジン擬似音を作り出すエンジン音発生装置について開示している。このエンジン音発生装置は運転者の操作するエンジンの回転数に比例した信号を生成し、この信号をカーラジオで受信してスピーカからエンジン擬似音を発生させる。このエンジン音発生装置を用いると、運転者が車両操作に応じて好みのエンジン音を車室内で聞くことができる。

実開平７−８０９８号公報

しかし、乗員にとって好ましい車室環境はときによって異なるものである。例えば、車内でロック音楽を聴いているときには比較的大きなエンジン音が好まれ、クラシック音楽を聴いているときには小さいエンジン音が好ましい。さらに、乗員が会話しているときにもエンジン音を小さくすることが好ましい。

しかしながら、特許文献１のエンジン音発生装置は車室環境とは関係なく運転者のエンジン操作に応じてエンジン音を発生させるので、乗員が好まない時に不快となる大きなエンジン音を発生させてしまう場合がある。

したがって、本発明の目的は、車室環境に応じて乗員が快適と感じるエンジン音を発生させるエンジン音色制御システムを提供することである。

上記目的は、車室内の音を収集する集音手段と、該集音手段により集音した車室音に応じて前記車室内へ流すエンジン音を増減するエンジン音調整手段と、を有し、前記エンジン音調整手段が、前記集音手段で収集した前記車室音を分析する音声分析部と、該音声分析部で分析した音の種類に応じたエンジン音の音色信号を生成させる音色生成部とを含むエンジン音色制御システムによって達成される。本発明によると、車室環境に応じて自動調整されたエンジン音が車室内に流れるので、乗員は適切なエンジンを楽しむことができる。

また、前記音声分析部は、音声指紋に基づいて前記車室音に含まれている音を分類するようにしてもよい。

また、前記エンジン音調整手段は、車両の状態に応じて前記音色生成部を制御して、前記音色信号を調整する制御部をさらに含んでもよい。そして、前記制御部は、前記車両に配置したセンサから車両側情報を取得して前記音色信号を調整してもよい。また、前記制御部は、前記車両側情報により車速が一定値以上となったことを確認したときに、前記音色生成部の音色生成を停止させるようにしてもよい。さらに、前記制御部は、車載されているオーディオ装置の状態に応じ前記音色生成部を制御して、前記音色信号を調整するようにしてもよい。

また、前記音色生成部は、車室内に配置したスピーカに接続されて車室内にエンジン音を発生させる構成を採用できる。また、前記集音手段は、乗員の耳元に配置したマイクを含めることができる。

本発明のエンジン音色制御システムによれば、車室環境に応じて自動的にエンジン音が増減されるので、乗員は車室内で最適なエンジン音を楽しむことができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るエンジン音色制御システム（以下、単に音色制御システムと称する）について説明する。まず、図を参照して、音色制御システムの概略を説明する。図１は、音色制御システムを機能ブロックにより示した図である。

音色制御システム１は、集音手段２とエンジン音調整手段３とを含んでいる。集音手段２は車室内で発生している音声（以下、車室音と称す）を収集するための手段である。この集音手段２は、例えば車室内に配置した集音マイクである。この集音マイクは、乗員の周囲に発生している種々の音を効率良く収集できる場所に配置することが好ましい。例えば集音マイクは運転席のヘッドレストに埋設される。この集音マイクは運転者の耳元に近い音を収集できるので好ましい。また、集音マイクは車室内に複数配置してもよい。複数の集音マイクを配置する場合には、例えば助手席、後部座席のヘッドレストや座席などに埋設すればよい。

エンジン音調整手段３は、音声分析部４、音色生成部５、記憶部６及びこれらを全体的に制御する制御部７を含んで構成される。音声分析部４は集音手段２が収集した車室音を分析する。音声分析部４は、例えば車室音の音声信号に含まれる音声指紋に基づいて、音楽、会話、雑音等の他の音に分類する。

音色生成部５は車室環境に適したエンジン音を生成させる信号（この信号を音色信号と称する）を発する。この音色信号が後述のエンジン音発生手段８へ供給されると、エンジン音発生手段８から車室環境に適したエンジン音が出力されることになる。記憶部６は、この音色制御システム１で用いるプログラムや一連のデータを記憶している。この記憶部６には、例えば上記音声分析部４が車室音の分析に使用するデータや、音色生成部５が前記音色信号を生成させる際に参照するエンジン音データ等が格納される。

制御部７は、車室環境に応じて好ましいエンジン音を流すために必要な一連の制御を実行する。制御部７は、記憶部６から所定のプログラムを読み出して、上記音声分析部４及び音色生成部５を制御する。また、この制御部７は車両側に配置したセンサ等から車両側情報９も取得して、車室環境が変化しても乗員が快適と感じるエンジン音を車室内へ流すことができるように音色生成部５が生成する音色信号を調整する。

この音色制御システム１には、車室内にエンジン音を発するためのエンジン音発生手段８が接続される。エンジン音発生手段８としては、例えば車室内に配置したスピーカである。車両内に既存のオーディオ装置がある場合には、そのスピーカを流用するようにすれば設備を有効活用できる。

図２は、上記音色制御システムを車両ＣＲに適用した場合について示した図であり、また図３は図２に対応する音色制御システム１の電気的な構成例を示した図である。なお、図２及び図３で示す例は、車両ＣＲ内の適宜な位置に配置されるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１０と、運転席のヘッドレスト２３内に埋設されているマイク２１とによって前述した音色制御システムが構成されている。また、図１との関係では、エンジン音調整手段３はＥＣＵ１０によって実現され、集音手段２はマイク２１によって実現されている。ＥＣＵ１０は車室内のスピーカ２２に接続されており、ＥＣＵ１０からの音声信号ＥＳをスピーカ２２へ供給して車室環境に適したエンジン音を出力する。

また、図２は音色制御システムを採用する場合のより好ましい形態を示しており、車両ＣＲの状態を検出するセンサ３０からの検出信号ＤＳがＥＣＵ１０に供給されている。この検出信号ＤＳは、図１の車両側情報９に相当する。ＥＣＵ１０は、車室ＲＳ内で発生している車室音と共に車両ＣＲの状態も確認して、乗員により好ましいエンジン音を流すように制御する。なお、図２及び図３で示すセンサ３０は車両ＣＲの状態を検出する種々のセンサを抽象化して示している。センサ３０には、例えばエンジン回転数を検出する回転数センサ、アクセルの踏込み量を検出するスロット開度センサ、車両の速度を検出する車速センサなど車両ＣＲの状態を確認できるセンサが含まれる。

図３を参照して、音色制御システムの電気的な構成を説明する。この図３は図２と対応させて示している。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１を中心にして構成されている。ＣＰＵ１１にはＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３が接続されている。ＲＯＭ１２とＲＡＭ１３とが図１の記憶部６に対応する。ＲＯＭ１２には快適なエンジン音を生成させるための種々のプログラムやデータが格納されている。ＲＡＭ１３はＣＰＵ１１が一連の処理を行う際の処理領域を提供する。ＣＰＵ１１は、図１で示した音声分析部４及び音色生成部５として機能する。ＣＰＵ１１によって生成された音色信号はアンプ１４によって増幅される。ただし、アンプ１４はＣＰＵ１１の一部として実現してもよい。

マイク２１で集音した車室音及び車両状態を検出してるセンサ３０からの検出信号は、インターフェース部１５を介してＣＰＵ１１へ供給される。また、ＣＰＵ１１によって生成された音色信号はアンプ１４及びインターフェース部１６を介してスピーカ２２へ供給される。

図４は、上記ＣＰＵ１１がエンジン音を生成させるときに実行する処理の流れを示したブロック図である。なお、この図４ではセンサ３０によってエンジン回転数３１、スロットル開度３２、車速３３が検出され、その信号がＣＰＵ１１へ供給されている。また、車載オーディオ装置のボリューム（音量）３４を検出した信号もＣＰＵ１１へ供給されるように構成されている。

すなわち、図４ではＣＰＵ１１がマイク２１で収集した車室音と共に、エンジン回転数３１、スロットル開度３２、車速３３により車両ＣＲの状態を確認し、更にオーディオのボリューム３４も監視している場合の例を示している。

まず、音声分析部として機能するＣＰＵ１１は、マイク２１で収集した車室音の音分析を行う（Ｓ１）。ＣＰＵ１１は、公知の音声認識技術を利用して車室音に含まれている音を分類する。音声認識技術では、例えば音声データの波形から特徴的な周波数部分を抜出したデータを多数蓄積して判定データベースを構築する。この判定データベースに蓄積したデータと検出した音声データとを照合して、その音声がどのようなものであるかの判断を行う。なお、本明細書では音声データの照合に用いる特徴的な部分を音声指紋と称する。

本エンジン音色制御システムでは、車室内で発生する音声を予め多数収集して作成した判定データベースを前述したＲＯＭ１２に格納している。この判定データベースには、車載ラジオやオーディオ装置から出力される音楽に関する音声データ、乗員の会話に関する音声データなどが含まれている。特に音楽に関する音声データは、例えばジャンルが異なるクラッシクやロックを区別できるように音声指紋が確立されている。よって、判定データベース中の音声指紋とマイク２１で収集した車室音中に含む音声指紋とを照合することで、車室内にクラッシク音楽が流れているか、ロック音楽が流れているかを区別できる。

ＣＰＵ１１はマイク２１で収集した車室音の音声指紋を生成し、これを判定データベースの音声指紋と照合することにより分析を行う（ステップＳ１）。そして、車室音に含まれている複数の音を分類する（ステップＳ２）。このようにして車室音に含まれている音を区別できれば、例えばロック音楽を聴いている、クラシック音楽を聴いている、会話をしているなどを確認できることになる。一般に、ロック音楽を聴いている場合には音量が比較的大きいエンジン音が好まれる傾向があり、これとは逆にクラシック音楽を聴いているときや会話をしているときにはエンジン音の音量は抑制することが好ましい。

そこで、次にＣＰＵ１１は音色生成部として機能して、車室音にロック音楽の音声指紋が含まれていることを確認したときには、相対的に大きなエンジン音を発生させる音色信号を生成させる（ステップＳ５）。これとは逆に、車室音にクラシック音楽や会話の音声指紋を確認したときには、音量を絞った小さいエンジン音を発生させる音色信号を生成させる（ステップＳ５）。このようにＣＰＵ１１がマイク２１によって収音した車室音に応じてエンジン音を自動的に増減するので、乗員に心地良いエンジン音を常に車室内に流すことができる。

ところで、車両ＣＲが走行しているときには、車両ＣＲの走行状態により車室音が変化する。例えば、車両ＣＲが５０ｋｍ／ｈ以下の低・中速走行で走行しているときには車外で発生している風切音は問題とならない。しかし、車速が１００ｋｍ／ｈを越えるような高速走行になると、車室内でも風切音が大きく聞こえるようになる。このような車室環境となったときには、さらに車両状態に応じて車室内に流すエンジン音を増減することが好ましい。

そこで、図４で示している例では、ＣＰＵ１１はマイク２１で集音した車室音を分析して音色信号を生成させるときに、車両ＣＲ側の状態に応じてエンジン音を車室環境により適したものに調整する。このときＣＰＵ１１は図１の制御部７として機能している。

制御部７として機能するＣＰＵ１１は、エンジン回転数３１、スロットル開度３２、車速３３の情報を取得して（ステップＳ３）、車両ＣＲの運転状態を確認する（ステップＳ４）。このステップＳ３及びステップＳ４の処理は、先に示した車室音の分析処理ステップＳ２、Ｓ３と並行して行われる。

そして、ＣＰＵ１１はステップＳ５でエンジン音の音色信号生成をするときに、車両ＣＲ側の状態を反映したエンジン音となるように音色信号を調整する。例えば車速と車室音とが特定されたときに、最適なエンジン音を出すように設定したエンジン音調整マップをＲＯＭ１２に予め準備しておく。そして、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２からこのマップを読み出し、車両状態に応じ調整した音色信号を生成する。なお、車両ＣＲが例えば車速１２０ｋｍ／ｈを越えるような高速で走行しているような場合には、風切音が極めて大きくなる。このような場合はエンジン音を車室内に流さないようにするのが好ましい。よって、本実施例のＣＰＵ１１は車速が所定値以上であることを確認したときには音色信号を生成させないように設定されている。このようなプログラムもＲＯＭ１２格納しておけばよい。

なお、図４はより好ましい例として更に車載オーディオのボリューム３４も加味してエンジン音を調整する場合を示している。ボリュームを大きく設定しているときには乗員が大きな音を好む傾向があると推測できるので、ＣＰＵ１１は通常より大きなエンジン音を出力するように音色信号を調整する。これとは逆に、ボリュームが小さく設定しているときには乗員が小さな音を好む傾向があると推測できるので、ＣＰＵ１１は通常より小さなエンジン音を出力するように音色信号を調整する。

以上説明した各ステップＳ１〜Ｓ５により、ＣＰＵ１１は車室環境及び車両状態に応じて最適な音色信号が生成される。この音色信号はアンプ１４を介して（ステップＳ６）、車内のスピーカ２２から出力される（ステップＳ７）。このようにスピーカ２２から出力させるエンジン音は車室音及び車両状態を反映した最適なものであるから、乗員は快適なエンジン音を楽しむことができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施形態に係る音色制御システムを機能ブロックにより示した図である。図１で示す音色制御システムを車両に適用した場合について示した図である。図２に対応する音色制御システムの電気的な構成例を示した図である。ＣＰＵがエンジン音を生成させるときに実行する処理の流れを示したブロック図である。

符号の説明

１エンジン音色制御システム
２集音手段
３エンジン音調整手段
４音声分析部
５音色生成部
６記憶部
７制御部
８エンジン音発生手段
１０ＥＣＵ
１１ＣＰＵ
１２ＲＯＭ
１３ＲＡＭ
２１マイク
２２スピーカ
３０センサ
ＥＳ音色信号

Claims

車室内の音を収集する集音手段と、該集音手段により集音した車室音に応じて前記車室内へ流すエンジン音を増減するエンジン音調整手段と、を有し、
前記エンジン音調整手段は、前記集音手段で収集した前記車室音を分析する音声分析部と、該音声分析部で分析した音の種類に応じたエンジン音の音色信号を生成させる音色生成部とを含むことを特徴とするエンジン音色制御システム。
前記音声分析部は、音声指紋に基づいて前記車室音に含まれている音を分類することを特徴とする請求項１に記載のエンジン音色制御システム。
前記エンジン音調整手段は、車両の状態に応じて前記音色生成部を制御して、前記音色信号を調整する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエンジン音色制御システム。
前記制御部は、前記車両に配置したセンサから車両側情報を取得して前記音色信号を調整することを特徴とする請求項３に記載のエンジン音色制御システム。
前記制御部は、前記車両側情報により車速が一定値以上となったことを確認したときに、前記音色生成部の音色生成を停止させることを特徴とする請求項４に記載のエンジン音色制御システム。
前記制御部は、車載されているオーディオ装置の状態に応じ前記音色生成部を制御して、前記音色信号を調整することを特徴とする請求項３に記載のエンジン音色制御システム。
前記音色生成部は、車室内に配置したスピーカに接続されて車室内にエンジン音を発生させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のエンジン音色制御システム。
前記集音手段は、乗員の耳元に配置したマイクを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のエンジン音色制御システム。