JP4598686B2 - 車両の擬似音発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車室内で乗員の好みに応じた他車両の駆動音を明瞭に再現することができる車両の擬似音発生装置に関する。

この種の車両の擬似音発生装置としては、例えば記憶部に様々な車種毎の記憶領域を設け、各記憶領域に車種毎の所定の範囲におけるアクセル開度及びエンジン回転速度により表される運転状態範囲に対応させて、エンジン音データを複数記憶させ、音波形成部で入力される車種情報で特定される記憶領域から、入力されるアクセル開度及びエンジン回転速度で特定される運転状態範囲に記憶されたエンジン音データを読出すと共に、読み出した複数のエンジン音データを合成して出力音波波形データを形成することにより、様々な車種のエンジン模擬音が選択可能であり、且つ、より現実のエンジン音に近いエンジン模擬音を形成することができるエンジン模擬音形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１２８２６２号公報（第１頁、図１及び図２）

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、車両を運転しながら様々な車種のエンジン音の模擬音を発生することができるものであるが、所望の車種のエンジン音の模擬音を発生させたときに、自車両が発生するエンジン音と重畳されることになるため、乗員が車室内で所望の車種のエンジン音のみを聴取することはできないという未解決の課題がある。

また、モータサイクルの愛好者にとっては、エンジン音のみではもの足りず、排気音やロードノイズ、風切り音等の実際の車両の走行時に発生する走行音を実現できることが要請されている。

そこで、本発明は、乗員が車室内で所望の車種の駆動音のみを聴取することができる車両の擬似音発生装置を提供することを第１の目的としている。

また、本発明は、エンジン音の外に排気音やロードノイズ、風切り音等を選択的に組み合わせて実際の走行音に近い走行音を発生することができる車両の擬似音発生装置を提供することを第２の目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る車両の疑似音発生装置は、車室内の座席近傍に伝達される自車両の車両駆動系の駆動音と当該駆動音に関する基準信号源における基準信号とを個別にセンサにより検出し、当該駆動音に対して制御音を発生して前記駆動音を消音する能動型騒音制御部と、他車両の車両駆動系で発生する複数の駆動音を車両の走行状態に応じて記憶する駆動音記憶部と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、該走行状態検出部で検出した走行状態に応じて前記駆動音記憶部に記憶されている駆動音を読出して前記能動型騒音制御部で消去されないように前記基準信号源とは異なる位相で車室内に出力する駆動音出力部とを備えたことを特徴としている。

また、本発明の請求項２に係る車両の疑似音発生装置は、車室内の座席近傍に伝達される自車両の車両駆動系の駆動音を検出して当該駆動音に対して制御音を発生して前記駆動音を消去する能動型騒音制御部と、車両の走行状態に応じた他車両の車両駆動系で発生する複数の駆動音を記憶する駆動音記憶部と、該駆動音記憶部に記憶した複数の駆動音から所望の２以上の駆動音を選択する駆動音選択部と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、該走行状態検出部で検出した走行状態に応じて該駆動音選択部で選択した駆動音を前記駆動音記憶部から読出して合成してから前記能動型騒音制御部で消去されないように車室内に出力する駆動音出力部とを備えたことを特徴としている。

さらに、本発明の請求項３に係る車両の擬似音発生装置は、請求項２に係る発明において、前記駆動音記憶部は、車両のエンジン音と、車両の走行状態に応じた排気音、ロードノイズ、風切り音から選択された１つ以上とを車両の走行状態に応じて記憶していることを特徴としている。

さらにまた、本発明の請求項４に係る車両の擬似音発生装置は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、前記駆動音記憶部は、大容量記憶媒体で構成されていることを特徴としている。

なおさらに、本発明の請求項５に係る車両の擬似音発生装置は、請求項１乃至４の何れか１つの発明において、前記能動型騒音制御部は、自車両の車両駆動系で発生する少なくともエンジン音及び排気音を消去制御するように構成されていることを特徴としている。

また、本発明の請求項６に係る車両の擬似音発生装置は、請求項１乃至５の何れか１つの発明において、前記駆動音出力部は、前記駆動音選択部で選択した駆動音について前記駆動音記憶部から走行状態検出部で検出した走行状態に一致する駆動音を抽出して出力するように構成されていることを特徴としている。

さらに、本発明の請求項７に係る車両の疑似音発生装置は、ＭＩＤＩ規格に準拠した発音制御信号により前記駆動音記憶部から読出した１燃焼サイクルに相当する音データを指定した時間間隔で複数回発音させるように構成されていることを特徴としている。

さらにまた、本発明の請求項８に係る車両の擬似音発生装置は、請求項１乃至７の何れか１つに係る発明において、前記走行状態検出部は、車両のエンジン回転数、駆動・制動機構の操作状態を検出する運転操作状態検出部と、車両のエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出部とを少なくとも備えていることを特徴としている。

本発明によれば、能動型騒音制御部で車室内での自車両の車両駆動系の駆動音に対して制御音を発生して駆動音を消音するので、駆動音記憶部で記憶した所望車種の駆動音を自車両の走行状態に応じて読み出して車室内に出力することができ、乗員が所望の車種の走行音のみを正確に聴取することができるという効果が得られる。

また、本発明によれば、駆動音記憶部にエンジン音のみならず排気音、ロードノイズ、風切り音等の走行音も記憶し、これらのうちの１以上の駆動音を駆動音選択部で選択して走行状態に応じて車室内に出力するので、所望の車種の実際の走行音に近い擬似音を正確に再現することができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態を示すシステム構成図であって、図中、１は車両としての自動車であり、例えば車室２の前方側のエンジンルーム３内にエンジン４が配設されている。また、車室２内には乗員が着座する前後のシート５ｆ及び５ｒが配設され、これらシート５ｆ及び５ｒに着座する乗員の外側のドアにスピーカ６ＦＬ，６ＦＲ及び６ＲＬ，６ＲＲが配設されていると共に、シート５ｆ及び５ｒに着座する乗員の頭部近傍左右位置に残留騒音を検出するマイクロフォン７ａ〜７ｈが配設されている。

また、車両には、車両の駆動時に車両駆動系で発生するエンジン音、排気音、ロードノイズ、風切り音等の駆動音を消去すると共に、車室２内に乗員が所望とする他車両の車両駆動系で発生するエンジン音、排気音、ロードノイズ、風切り音等の擬似音を発生させる擬似音発生装置１０を備えている。

この擬似音発生装置１０は、図２に示すように、駆動音に対して逆位相の制御音を発生して駆動音を消去する能動型騒音制御部１１と、他車両の車両駆動系で発生する複数の駆動音を車両の走行状態に応じて記憶する例えばハードディスク、フラッシュメモリ等の大容量記憶媒体で構成される駆動音記憶部１２と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段としてのエンジン４のクランク角を検出するクランク角センサ１３、変速機１４の変速段を変速機１４に供給される変速制御部（図示せず）からの変速指令値に基づいて検出するシフト位置センサ１５及びアクセルペダル１６の踏込量を検出してアクセル開度信号を出力するアクセル開度センサ１７と、これらクランク角センサ１３、シフト位置センサ１５及びアクセル開度センサ１７で検出した各走行状態検出信号に応じて駆動音記憶部１２に記憶されている駆動音を読出して車室内に出力する駆動音出力部１８とを備えている。

ここで、能動型騒音制御部１１は、図３に示すように、エンジン４の回転速度に応じたクランク角信号ＣＡを出力するクランク角センサ１３と、自動車１の４つの車輪を懸架するサスペンション部材の所定位置に取付けられてロードの凹凸に伴うサスペンション部材の振動に応じた電気信号でなるロードノイズ信号ＲＮ１〜ＲＮ４を出力する振動センサ２２ａ〜２２ｄと、車室２の左右外側に配設されたドアミラーに配設された風切り音を検出するマイクロフォン２３ａ及び２３ｂと、自動車１のマフラーの排気音に応じた振動を検出する排気音センサ２４と、自動車１の車速を検出する車速センサ２５とを備えている。

そして、クランク角センサ１３、振動センサ２２ａ〜２２ｄ、マイクロフォン２３ａ，２３ｂ、排気音センサ２４及び車速センサ２５の各検出信号と残留振動検出用マイクロフォン７ａ〜７ｈで検出した残留振動検出信号ｅ１〜ｅ８とがコントロールユニット２６の入力側に供給されると共に、コントロールユニット２６から出力される制御音ｙ１〜ｙ４がスピーカ６ＦＬ〜６ＲＲに供給される。

コントロールユニット２６は、入力されるクランク角センサ１３、振動センサ２２ａ〜２２ｄ、マイクロフォン２３ａ，２３ｂ、排気音センサ２４及び車速センサ２５の各検出信号と残留振動検出用マイクロフォン７ａ〜７ｈで検出した残留振動検出信号ｅ１〜ｅ８とを個別にデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部３１と、このＡ／Ｄ変換部３１から出力されるデジタル信号に変換されたクランク角信号ＣＬｄ、ロードノイズ信号ＲＮ１ｄ〜ＲＮ４ｄ、風切り音検出信号ＷＣ１ｄ，ＷＣ２ｄ、排気音検出信号ＭＦが個別に入力される適応フィルタ部３２ａ〜３２ｈとを備えている。

各適応フィルタ部３２ａ〜３２ｈの夫々は、入力信号が個別に入力される４つの適応フィルタ３３ａ〜３３ｄと各適応フィルタ３３ａ〜３３ｄから出力されるフィルタ出力を個別にアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部３４とで構成され、各適応フィルタのフィルタ係数が後述する演算処理装置によって更新される。

各適応フィルタ部３２ａ〜３２ｄのＤ／Ａ変換部３４から出力されるアナログ信号に変換された制御音ｙ１ａ〜ｙ４ａが加算部３５で個別に加算されて合成制御音ｙ１〜ｙ４が形成され、これら合成制御音ｙ１〜ｙ４がスピーカ６ＦＬ〜６ＲＲに供給される。

また、コントロールユニット２６は、Ａ／Ｄ変換部３１から出力されるデジタル信号に変換された残留騒音検出信号ｅ１ｄ〜ｅ８ｄが入力されて後述するフィルタ処理された基準値ｒ_Lmkを演算するデジタルフィルタ４１と、このデジタルフィルタ４１から出力される基準値ｒ_LmkとＡ／Ｄ変換部３１から出力されるデジタル信号に変換された検出信号ｘ１ｄ〜ｘ８ｄとに基づいて後述する演算を行って適応フィルタ部３２ａ〜３２ｈの各適応フィルタ３３ａ〜３３ｄのフルィタ係数を更新する演算処理装置４２とを備えている。

ここで、デジタルフィルタ４１は、マイクロフォン７ａ〜７ｈとスピーカ６ＦＬ〜６ＲＲ間の伝達関数に応じ、フィルタ処理された後述する（４）式で表される基準信号ｒ_Lmkを生成する。

演算処理装置４２は、例えばマイクロコンピュータを搭載して構成され、消音をしたい騒音を選択する消音選択部４３からの消音選択信号が入力され、この消音選択信号に基づいて図４に示すフィルタ係数更新処理を行って後述する（５）式を用いて最急降下法に属するLMSアルゴリズムに基づく係数更新演算を行い、その演算結果に応じた係数更新制御信号を適応フィルタ３２ａ〜３２ｈの制御信号入力端に出力する。このため、係数更新制御信号の供給を受けた適応フィルタ３２ａ〜３２ｈは、演算処理装置４２の演算結果であるフィルタ係数に対応してそのフィルタ係数が変更される。

ここで、本願発明に係る騒音抑制制御原理を説明する。

今、ｌ番目のマイクロフォンが検出したノイズ信号をｅ_L（ｎ）、スピーカからの制御音（相殺音）が無いときのｌ番目のマイクロフォンが検出したノイズ信号をｅ_PL（ｎ）、ｍ番目のラウドスピーカとｌ番目のマイクロフォンとの間の伝達関数（ＦＩＲ（有限インパルス応答）関数）のｊ番目（ｊ＝０，１，２，……Ｉ_C−１）の係数をＣ_Lmj、クランク角センサ，振動ピックアップ及び風切り音検出用マイクロフォンからのｋ番目の基準信号ｘ_k（ｎ）、ｋ番目の基準信号ｘ_k（ｎ）を入力しｍ番目のラウドスピーカを駆動する適応フィルタのｉ番目（ｉ＝０，１，２，……Ｉ_k−１）の係数をＷ_mkiとすると、下記（１）式が成立する。

ここで、（ｎ）が付く項は、何れもサンプリング時刻ｎのサンプル値であり、また、Ｌは残留騒音検出用マイクロフォンの数（本実施例では８個）、Ｍはスピーカの数（本実施例では４）、Ｋはクランク角センサ，振動ピックアップ及び風切り音検出用のマイクロフォンからの入力チャンネル数（本実施例では７）、ＩｃはＦＩＲデジタルフィルタで表現された伝達関数Ｃ_Lmのタップ数（フィルタ次数）、Ｉｋは適応フィルタＷ_mkのタップ数（ｋによって変わることもある）である。

上記（１）式中、右辺の「ΣＷ_mki・ｘ_k（ｎ−ｊ−ｉ）｝」（＝ｙ_mk）の項は適応フィルタＷ_mkに信号ｘ_kを入力したときの出力を表し、「｛ΣΣＷ_mki・ｘ_k（ｎ−ｔ−ｉ）｝」（＝ｙ_m）の項はｍ番目のスピーカに入力される信号の総和を表し、「ΣＣ_Lmj・ΣΣＷ_mki・ｘ_k（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の項はｍ番目のスピーカに入力された信号エネルギが該スピーカから音響エネルギとして出力され、車室６内の伝達関数Ｃ_Lmを経てｌ番目のマイクロフォンに到達したときの信号を表し、さらに、「ΣΣＣ_Lmj・｛ΣΣＷ_mki・ｘ_k（ｎ−ｊ−ｉ）｝」の右辺全体は、ｌ番目のマイクロフォンへの到達信号を全スピーカについて足し合わせているから、ｌ番目のマイクロフォンに到達する二次音の総和を表す。

次いで、評価関数（最小にすべき変数）Ｊｅを、下記（２）式とおく。

ここで、γ_Lはマイクロフォン７ａ〜７ｈ毎の重み係数であって、この係数γ_Lを大小させることにより、当該マイクロフォン位置での騒音の大きさの重要度を変更させることが可能となる。

そして、評価関数Ｊｅを最小にするフィルタ係数Ｗ_mkを求めるために、本実施形態ではＬＭＳアルゴリズムを採用する。つまり、評価関数Ｊｅを各フィルタ係数Ｗ_mkiについて偏微分した値で当該フィルタ係数Ｗ_mkiを更新する。

そこで、（２）式より、

となるが、（１）式より

となるから、この（４）式の右辺をｒ_Lmk（ｎ−ｉ）とおけば、フィルタ係数の書換え式は以下の（５）式により得られる。

ここで、αは収束係数であり、フィルタが最適に収束する速度や、その際の安定性に関与する。なお、収束係数αを本実施例では一つの定数のように扱っているが、各フィルタ係数毎に異なる収束係数（α_mki）とすることもできるし、また重み係数γ_Lを一緒に取り込んだ係数（α_L）として演算することもできる。

そして、演算処理装置４２では、図４に示すフィルタ係数演算処理を実行する。このフィルタ係数演算処理は、先ず、ステップＳ１で、消音選択部４３から入力される消音選択信号を読込み、次いでステップＳ２に移行して、Ａ／Ｄ変換部３１でデジタル信号に変換したセンサ検出信号ｘ１ｄ〜ｘ８ｄのうちステップＳ１で読込んだ消音選択信号選択信号に応じたセンサ検出信号ｘ１ｄ〜ｘ８ｄとデジタルフィルタ４１で演算した基準信号ｒ_Lmkとを読込む。

次いで、ステップＳ３に移行して、上記（５）式に従って適応フィルタ３２ａ〜３２ｈの各適応フィルタ３３ａ〜３３ｄのフィルタ係数Ｗ_mki(n+1)を算出し、次いでステップＳ４に移行して、算出したフィルタ係数Ｗ_mki(n＋1)を各適応フィルタ部３２ａ〜３２基準信号ｒ_Lmkｈの適応フィルタ３３ａ〜３３ｄに出力して、これら適応フィルタ３３ａ〜３３ｄのフィルタ係数Ｗ_mki(n＋1)を更新してから前記ステップＳ１に戻る。

一方、駆動音出力部１８は、図２に示すように、クランク角センサ１３で検出したクランク角信号ＣＬと、シフト位置センサ１５で検出した変速段信号ＴＳ、アクセルストロークセンサ１５で検出したアクセル開度信号ＡＳが入力されて走行状態に応じた適正な駆動音を駆動音記憶部１２から読み出すための発音制御信号を出力する発音制御部１９と、この発音制御部１９から出力される発音制御信号に基づいて駆動音記憶部１２から駆動音データを読出してスピーカに出力する駆動音出力制御部２０とを備えている。

ここで、駆動音記憶部１２には、図５に示すように、クランク角信号ＣＬに基づいて算出したエンジン回転速度Ｅｖとアクセル開度ＡＳと変速機１４の変速段ＴＳとをパラメータとしてエンジンの運転状態を複数の範囲に分け、各範囲の略中央状態に応じてマニアが好む名車の実際のエンジン音、排気音、ロードノイズ、風切り音を個別に録音し、これらの音を録音したときのエンジン回転速度においてクランク軸がＮ／２回転する時間（Ｎサイクルエンジンの構成機構の全てを１回爆発させるのに要する時間）に相当する長さの音圧波形の単位でデジタルデータとして３次元テーブル形式で記憶されている。

なお、エンジン音、排気音、ロードノイズ、風切り音の音データについては、エンジン回転速度、アクセル開度及び変速段の各走行条件における実際のエンジン音、排気音、ロードノイズ、風切り音を、例えば、収録対象車両の各発音部に設置したマイクロフォンによってそれぞれ収録したり、あるいは、運転者に聞こえる音として車内に設置したマイクロフォンによって夫々収録したり、適宜の方法によって収録してから、夫々必要な短い部分を取り出してデータに加工したものである。

このため、発音制御部１９では、エンジン音、排気音、ロードノイズ、風切り音から所望数の駆動音を選択する駆動音選択部２１からの選択信号に応じて、駆動音記憶部１２から読出す所望数の駆動音を設定すると共に、運転状態に応じた各音データを読み出させるための発音制御信号を出力する。この発音制御信号は、駆動音記憶部１２に記憶された夫々の運転状態範囲の音データが何れも１燃焼サイクル（４サイクルエンジンにおいてはクランク軸２回転分）の時間に相当する長さの音圧波形であるのに対応して、そのような極めて短い音圧波形のデータを所定の長さの音として再生させるために、音データを１燃焼サイクル分の時間に対応する間隔で繰り返し発音させるように設定されている。

このような発音制御信号の具体例としては、例えばＭＩＤＩ規格の発音制御信号があり、各音データは、この発音制御信号によって指定されたベロシティ（鍵盤楽器でキーを押し下げる速度、ここでは音量と対応）と音程に基づいて一義的に駆動音出力制御部２０に読み出され、この駆動音出力制御部２０から電圧信号としてスピーカ６ＦＬ〜６ＲＲに出力される。

なお、ＭＩＤＩ規格の発音制御信号には１秒間に約５２１個の音を出すのが限界であるが、多気筒エンジンのような高回転速度域の音を出す場合や、複数の音を同時に出したりすることも考慮すると不十分であるため、駆動音発生装置の音源となる装置と駆動音発生装置の発音制御信号をＭＩＤＩ規格に準拠させる共に、１つの発音制御信号により駆動音記憶部１２から読出した１燃焼サイクルに相当する音データを指定した時間間隔で複数回発音させるという特別に追加された機能を持たせることにより、廉価なＭＩＤＩ音源装置を使用しながらもＭＩＤＩ規格の通信速度で制約される発音間隔よりも短い時間間隔で発音させることができ、それによって、例えばＦ１のレーシングカーに使用されるような多気筒エンジンのような高回転時の音を再現することが可能となる。

このため、発音制御部１９から出力される発音制御信号を模式的に示すと、図６に示すようになり、各運転状態範囲の各音データの夫々について、クランク軸２回転（４サイクルエンジンの１燃焼サイクル）分の時間に相当する長さの発音制御信号を繰り返して出力する場合に、繰り返される各回の発音制御信号毎に、音の高さが異なる二種類の発音信号を、各発音制御信号毎にその大きさの割合を替えて同時に出力することで、読み出す各音データについて、各回の発音制御信号毎に音の大きさ、高さ、音色等が変化するように制御している。

すなわち、１つの運転状態範囲の例えばエンジン音データについて見ると、図７に示すように、実際のエンジン音では、毎回の爆発が不安定でばらつくことによりクランク軸２回転分毎の音圧波形もばらついており、このような音圧波形のバラツキによってブザーのような単調な音とはなっていないのに対して、そのエンジン音のうちのクランク軸２回転分の時間に相当する長さの１つの音圧波形のみを取り出して同じ状態で単に繰り返すだけでは、それによって再生されるエンジン駆動音が実際のエンジン音と比べて単調となってしまい臨場感に欠ける状態となる。

このため、発音制御部１９では、出力する発音制御信号を、各回の発音制御信号毎に音の高さと大きさと音色の少なくとも何れか又は全てが変化するように制御して出力することで、駆動音記憶部１２から読出される音データについて、短い音圧波形単位の繰り返しによる再生音に変動を生成することにより、１つの運転状態範囲の音データに基づいて生成する再生音自体についても、より自然な音として再生するようにしている。ここで、発音制御部１９では、上述した能動型騒音制御部１１でクランク角信号ＣＬを基準にエンジン音を消去する制御を行う関係で、クランク角信号ＣＬの位相より位相をずらしてエンジン音を再生するように設定されている。

さらに、駆動音出力制御部２０では、駆動音記憶部１２から読出したデジタルデータをその音圧波形に相当する電気信号として出力するに際し、実際に音データを収録したときのエンジン回転速度と、装置内での計算上のエンジン回転速度との比率に応じて、音のデジタルデータをアナログデータに変換する際の再生レートを変更するように制御している。

すなわち、各運転状態範囲の略中央状態で録音した例えばエンジン音データを、操作に応じて計算されたエンジン回転速度が運転状態範囲内でどこに位置するかに関係なく、一律に同じ再生レートで再生すると、図８（ａ）に示すように、ある運転状態範囲から隣の運転状態範囲へ写るときに、駆動再生音のピッチが急激に変化することとなるが、上記のように装置内での計算上のエンジン回転速度に応じて再生レートを変更することにより、図８（ｂ）に示すように、運転状態範囲の境界付近でできるだけピッチが変わらないようにすることができる。

次に、上記実施形態の動作を説明する。

先ず、能動型騒音制御部１１で、自車両の駆動音のうち消去したい駆動音を消音選択部４３で選択する。このとき、運転者がロードノイズや風切り音については走行状況を把握するために実感したい場合には、消音選択部４３で、エンジン音及び排気音を消去するように選択する。このように消音選択部４３でエンジン音及び排気音の消去が選択されると、演算処理装置４２では、エンジン音に関する基準信号としてクランク角センサ１３から出力されるクランク角信号ＣＬを選択すると共に、排気音に関する基準信号として排気音センサ２４から出力される排気音信号ＭＦを選択し、これらをＡ／Ｄ変換部３１でデジタル信号に変換した検出信号ｘ１ｄ及びｘ８ｄが供給されている適応フィルタ部３２ａ及び３２ｈを選択して、これら適応フィルタ部３２ａ及び３２ｈに対してのみフィルタ係数の更新処理を実行する。このとき、マイクロフォン７ａ〜７ｈで検出される残留騒音信号ｅ１〜ｅ８をＡ／Ｄ変換部３１で変換したデジタル信号に基づいてデジタルフィルタ４１でフィルタ処理することにより、基準信号ｒ_Lmkが生成され、これが演算処理装置４２に供給されることにより、この演算処理装置４２でＲＭＳアルゴリズムによる最急降下法に従って前述した（５）式に基づいてフィルタ係数更新演算を行い、その演算結果に応じた係数更新制御信号を適応フィルタ３２ａ及び３２ｈの制御信号入力端に出力して、各適応フィルタ３３ａ〜３３ｄのフィルタ係数が更新される。このため、フィルタ係数が更新された各適応フィルタ３３ａ〜３３ｄでは、その時点で設定されているフィルタ係数によって、入力される基準信号ｘ１ｄ及びｘ８ｄと、フィルタ係数Ｗ_miとのベクトル演算を行って出力ｙ_mを求め、この値を駆動信号としてＤ／Ａ変換部３４に出力してアナログ信号に変換し、このアナログ信号をスピーカ６ＦＬ〜６ＲＲに出力する。

これによって、各スピーカ６ＦＬ〜６ＲＲは、入力信号ｙ１〜ｙ４に応じた制御音（二次音）を発生することになり、この発生した音響出力は、予め推定してある伝達関数Ｃ_Lmに対応した車室空間をスピーカの指向性に基づき伝搬して音場を形成する。このため、制御収束後においては、８箇所の観測点（マイクロフォン設置位置）及びその近傍で伝達されるエンジン音及び排気音とこれらに対応する制御音とが干渉して殆ど相殺され、残留騒音が著しく低減することになる。

この状態で、運転者が駆動音出力部１４で、所望の駆動音例えば駆動音記憶部１２に記憶されている所望の名車のエンジン音及び排気音を選択することにより、そのときのエンジン回転速度、アクセル開度及び変速機の変速段に応じたエンジン音及び排気音のデジタルデータが上述したように駆動音記憶部１２から読出されて、単調な再生音とならず、実際のエンジン音及び排気音に近い自然な音となるように再生する音圧波形に相当する電圧信号としてスピーカ６ＦＬ〜６ＲＲに供給される。このため、スピーカ６ＦＬ〜６ＲＲから自車両の走行状態に応じた所望の名車のエンジン音及び排気音が制御音に重畳して出力され、名車のエンジン音及び排気音は実際の基準信号源とは位相が異なるように設定されていることにより、能動型騒音制御部１１の制御音と干渉することはなく、乗員には、自車のエンジン音及び排気音が消音されて所望の名車のエンジン音及び排気音のみが聴取されることになり、あたかも名車を運転しているような臨場感を得ることができる。

このとき、ロードノイズや風切り音については能動型騒音制御部１１で消音していないので、自車のロードノイズや風切り音がそのまま乗員に伝達される。このため、実際に車両が走行している感覚を失うことはない。 また、所望の名車のエンジン音のみを楽しみたいときには、能動型騒音制御部１１で自車のエンジン音に対する基準信号となるクランク角信号ＣＬが供給される適応フィルタ３２ａに対してのみフィルタ係数の更新処理を行うことにより、エンジン音を消去する制御音がスピーカ６ＦＬ〜６ＲＲから出力されて、実際のエンジン音と干渉してエンジン音の残留騒音が著しく低減され、これと同時に駆動音出力部１８の駆動音選択部２１で所望の名車のエンジン音のみを選択し、選択したエンジン音を走行状態に応じて再生するようにすることにより、名車のエンジン音のみを聴取することができる。

この他、乗員が再生したい音データに応じて該当する発音源の音に干渉する制御音を能動型騒音制御部１１で生成することにより、再生したい音データのみを乗員が聴取することができ、自車の駆動音が再生した音データに重畳されて不協和音となることを確実に防止することができ、再生したい名車の音データを正確に再生することができる。

なお、上記実施形態においては、能動型騒音制御部１１で、消音選択部４３で選択した音についてのみ消音する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車両の走行状態に応じて支配的となる音源の音を自動的に消去し（例えば加速度が大きいときにはエンジン音を選択消去し、車速が低い状態ではロードノイズを選択消去し、車速が高い場合には風切り音を選択消去し）、これに応じて駆動音出力部１８の駆動音選択部２１で消去する音源に対応する駆動音を選択して出力するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、能動型騒音制御装置として最急降下法を適用した制御を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、自車の所望の駆動音を低減することができる構成であれば任意の能動型騒音制御装置を適用することができる。

さらに、電気自動車のように低騒音車両である場合には、能動型騒音制御装置の機能を低下させたものを適用することができ、全体の構成を簡易化することができる。

さらにまた、上記実施形態においては、駆動音記憶部１２に１種類の名車の駆動音を記憶する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数の車種の駆動音を記憶して、これらを選択可能に構成するようにしてもよい。

なおさらに、上記実施形態においては、能動型騒音制御部１１と駆動音出力部１８とでスピーカ６ＦＬ〜６ＲＲを共用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、個別にスピーカを設けるようにしてもよく、この場合にはスピーカの数を両者で異ならせることもできる。

また、上記実施形態においてはアクセルペダル踏込量をストロークセンサで検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、スロットル開度センサの検出信号やスロットル開度指令値を検出するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態においては、能動型騒音制御部１１で複数の駆動音を消音する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、少なくともエンジン音のみを消音するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、本発明を自動車に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、シミュレータやゲーム機器に適用することもできる。

本発明の一実施形態を示す全体構成図である。 擬似音発生装置の具体的構成を示すブロック図である。 能動型騒音制御部の具体的構成を示すブロック図である。 演算処理装置で実行するフィルタ係数演算処理手順の一例を示すフローチャートである。 駆動音記憶部に記憶したデータ構造を示す説明図である。 ４サイクル４気筒エンジン音の音圧波形を示す波形図である。 発音制御信号の説明に供する説明図である。 再生レートに応じた再生音の状態を示す説明図である。

符号の説明

１…自動車、２…車室、４…エンジン、６ＦＬ〜６ＲＲ…スピーカ、７ａ〜７ｈ…マイクロフォン、１０…擬似音発生装置、１１…能動型騒音制御部、１２…駆動音記憶部、１３…クランク角センサ、１５…シフト位置センサ、１７…アクセル開度センサ、１８…駆動音出力部、１９…発音制御部、２０…駆動音出力制御部、２１…駆動音選択部、２２ａ〜２２ｄ…振動ピックアップ、２３ａ，２３ｂ…マイクロフォン、２４…排気音センサ、２５…車速センサ、３２ａ〜３２ｈ…適応フィルタ部、４１…デジタルフィルタ、４２…演算処理装置、４３…消音選択部

Claims (8)

1. 車室内の座席近傍に伝達される自車両の車両駆動系の駆動音と当該駆動音に関する基準信号源における基準信号とを個別にセンサにより検出し、当該駆動音に対して制御音を発生して前記駆動音を消音する能動型騒音制御部と、他車両の車両駆動系で発生する複数の駆動音を車両の走行状態に応じて記憶する駆動音記憶部と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、該走行状態検出部で検出した走行状態に応じて前記駆動音記憶部に記憶されている駆動音を読出して前記能動型騒音制御部で消去されないように前記基準信号源とは異なる位相で車室内に出力する駆動音出力部とを備えたことを特徴とする車両の擬似音発生装置。
2. 車室内の座席近傍に伝達される自車両の車両駆動系の駆動音を検出して当該駆動音に対して制御音を発生して前記駆動音を消去する能動型騒音制御部と、車両の走行状態に応じた他車両の車両駆動系で発生する複数の駆動音を記憶する駆動音記憶部と、該駆動音記憶部に記憶した複数の駆動音から所望の２以上の駆動音を選択する駆動音選択部と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、該走行状態検出部で検出した走行状態に応じて該駆動音選択部で選択した駆動音を前記駆動音記憶部から読出して合成してから前記能動型騒音制御部で消去されないように車室内に出力する駆動音出力部とを備えたことを特徴とする車両の擬似音発生装置。
3. 前記駆動音記憶部は、車両のエンジン音と、車両の走行状態に応じた排気音、ロードノイズ、風切り音から選択された１つ以上とを車両の走行状態に応じて記憶していることを特徴とする請求項２に記載の車両の擬似音発生装置。
4. 前記駆動音記憶部は、大容量記憶媒体で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両の擬似音発生装置。
5. 前記能動型騒音制御部は、自車両の車両駆動系で発生する少なくともエンジン音及び排気音を消去制御するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両の擬似音発生装置。
6. 前記駆動音出力部は、前記駆動音選択部で選択した駆動音について前記駆動音記憶部から走行状態検出部で検出した走行状態に一致する駆動音を抽出して出力するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両の擬似音発生装置。
7. 前記駆動音出力部は、ＭＩＤＩ規格に準拠した発音制御信号により前記駆動音記憶部から読出した１燃焼サイクルに相当する音データを指定した時間間隔で複数回発音させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両の疑似音発生装置。
8. 前記走行状態検出部は、車両のエンジン回転数、駆動・制動機構の操作状態を検出する運転操作状態検出部と、車両のエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出部とを少なくとも備えていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の車両の擬似音発生装置。