JP4881187B2 - 効果音発生装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンの回転周波数に基づいて効果音を発生する効果音発生装置に関する。

従来から、運転者による加減速操作を検出し、加減速量に応じた効果音を車室内スピーカを通じて車室内に発生する効果音発生装置が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。

これらの効果音発生装置では、例えば加速操作に応じてエンジン回転数が増加すると、そのエンジン回転数の増加に応じた高周波数で大音量の効果音をスピーカから発生させて車室内の演出効果を高めている。

前記３件の特許文献のうち、特許文献３では、エンジン回転周波数［Ｈｚ］の単位時間当たりの変化量（以下「エンジン回転周波数変化量」という。）［Ｈｚ／秒］に応じて効果音の音圧レベル（ゲイン）を変化させることで、すなわち、前記エンジン回転周波数変化量が小さいときは音圧レベルを小さくし、前記エンジン回転周波数変化量が大きいときは音圧レベルを大きくするようにすることで、より好ましい効果音を発生させている（特許文献３の図１４参照）。

特開昭５４−８０２７号公報（図１） 特表平４−５０４９１６号公報（図１） 特開２００６−３０１５９８号公報（図１４）

しかし、本発明者の研究の結果、より好ましい効果音、すなわち、ユーザ（運転手や同乗者）の様々な好みに応じることのできる効果音を発生させるためには、図１４で示される特許文献３に開示される、エンジン回転周波数変化量にのみ依存させて音圧レベルを変化させる構成では限界があることがわかった。例えば、ハイギア側（高変速段、４速段）でエンジン回転数が３０００ｒｐｍを超える中高回転時高速クルーズ走行では、アクセルを踏み込んで速度が増加してもエンジン回転周波数変化量は比較的小さくなる。このため、中高回転域でより効果音を望むユーザの要望には十分に応えることができないことがあった。そこで、図１４に記載される引用文献３の音圧調整器７０の補正量を全体的にかさ上げすると、発進時のようにローギア側（低変速段、１速段）でアクセルを踏み込むと、エンジン回転数が１０００〜３０００ｒｐｍの低回転域では、速度の増加が小さくてもエンジン回転周波数変化量は比較的大きくなり、その結果、必要以上に効果音が発生し、ユーザに違和感を与えてしまう。

この発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、効果音の音圧レベルを設定する自由度を増加させ、より好適な効果音を発生させることのできる効果音発生装置の提供を目的とする。

この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではない。

この発明に係る効果音発生装置（１０１、１０１Ａ）は、エンジンの回転周波数（ｆｅ）に基づいて効果音を発生させるものであって、１周期分の波形データを格納する波形データテーブル（１６）と、前記回転周波数に基づく調波の基準信号（Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３）を、前記波形データテーブルから順次前記波形データを読み込むことにより生成する基準信号生成手段（１８）と、前記基準信号から制御信号（Ｓｃ）を生成する制御手段（２０１）と、前記回転周波数の単位時間当たりの変化量である回転周波数変化量（Δａｆ）を演算する回転周波数変化量演算手段（６８）と、前記制御信号を効果音として出力する出力手段（１４）と、を備え、前記制御手段は、前記基準信号を増幅するゲイン（Ｙｄ、Ｙｄ’）の値を、前記回転周波数及び前記回転周波数変化量の組合せ毎に設定し、この設定したゲインの値を用いて前記基準信号を増幅することを特徴とする。

この発明によれば、回転周波数変化量に加えて、エンジン回転周波数を用いてゲインの値が設定される。このため、ゲインの値に依存する効果音の音圧レベルを、エンジン回転周波数に基づいても変化させることが可能となる。従って、効果音の音圧レベルを設定する自由度を増加させ、より好適な効果音を発生させることができる。

また、回転周波数と回転周波数変化量の組合せ毎にゲインの値が設定されているため、回転周波数に基づく増幅処理及び回転周波数変化量に基づく増幅処理をまとめて行うことができる。このため、信号処理時間を短縮することが可能となり、信号処理の応答性を向上することができる。

ここで、前記基準信号生成手段は、次数が異なる複数の基準信号を生成し、前記制御手段は、前記複数の基準信号毎に前記ゲインの値を設定し、この設定したゲインの値を用いて前記複数の基準信号を増幅し、増幅後の前記基準信号を加算して前記制御信号を生成することが好ましい。

これにより、複数の基準信号毎にゲインの値を設定し、このゲインの値に応じた効果音を設定することができる。このため、基準信号毎の調整が容易となり、より好ましい効果音を発生することが可能となる。

さらに、前記ゲインの値は、前記回転周波数毎に一定の範囲（Ｚ）内で変化可能であり、前記一定の範囲は、前記回転周波数により決定される範囲（Ｙ３）と、前記回転周波数変化量により決定される範囲（Ｙ２’）とに区分され、前記回転周波数により決定される範囲は、前記回転周波数の増加に伴って拡張することが好ましい。

これにより、回転周波数変化量が急激に増加した場合、前記回転周波数が高いときのゲインの値は、前記回転周波数により決定されるゲインの値が大きい分、前記回転周波数が低いときのゲインの値よりも早く目標設定値に到達することができる。このため、前記回転周波数が高いときの効果音発生の応答性を高めることができる。従って、高速走行中の効果音をより自然なものとすることができる。

前記回転周波数及び前記回転周波数変化量の組合せ毎に設定される前記ゲインの値は、前記回転周波数に応じて決定されるゲインの値と、前記回転周波数変化量に応じて決定されるゲインの値の和とすることができる。

この発明に係る効果音発生装置（１０１、１０１Ａ）は、エンジンの回転周波数（ｆｅ）に基づいて効果音を発生させるものであって、１周期分の波形データを格納する波形データテーブル（１６）と、前記回転周波数に基づく調波の基準信号（Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３）を、前記波形データテーブルから順次前記波形データを読み込むことにより生成する基準信号生成手段（１８）と、前記基準信号から制御信号（Ｓｃ）を生成する制御手段（２０１）と、前記回転周波数の単位時間当たりの変化量である回転周波数変化量（Δａｆ）を演算する回転周波数変化量演算手段（６８）と、前記制御信号を効果音として出力する出力手段（１４）と、を備え、前記制御手段は、前記基準信号を増幅する第１のゲイン（Ｙ３）の値を、前記回転周波数に対応させて設定し、前記基準信号を増幅する第２のゲイン（Ｙ２、Ｙ２’）の値を、前記回転周波数変化量に対応させて設定し、前記設定した第１及び第２のゲインの値を用いて前記基準信号を増幅して前記制御信号を生成することを特徴とする。

この発明によれば、回転周波数変化量に加えて、エンジン回転周波数を用いてゲインの値が設定される。このため、ゲインの値に影響される効果音の音圧レベルを、エンジン回転周波数に基づいても変化させることが可能となる。従って、効果音の音圧レベルを設定する自由度を増加させ、より好適な効果音を発生させることができる。

ここで、前記基準信号生成手段は、次数が異なる複数の基準信号を生成し、前記制御手段は、前記複数の基準信号毎に前記第１及び第２のゲインの値を設定し、この設定した第１及び第２のゲインの値を用いて前記複数の基準信号を増幅し、増幅後の前記基準信号を加算して前記制御信号を生成することが好ましい。

これにより、複数の基準信号毎にゲインの値を設定し、このゲインの値に応じた効果音を設定することができる。このため、基準信号毎の調整が容易となり、より好ましい効果音を発生することが可能となる。

さらに、前記第１のゲインの値と第２のゲインの値の最大値との和（Ｚ）は、前記回転周波数毎に一定であり、前記第１のゲインの値は、前記回転周波数の増加に伴って増加することが好ましい。

これにより、回転周波数変化量が急激に増加した場合、前記回転周波数が高いときの第２のゲインの値の最大値は、第１のゲインの値が大きい分、小さくなるため、前記回転周波数が低いときの第２のゲインの値の最大値よりも早く目標設定値に到達することができる。このため、前記回転周波数が高いときの効果音発生の応答性を高めることができる。従って、高速走行中の効果音をより自然なものとすることができる。

この発明によれば、回転周波数変化量に加えて、エンジン回転周波数を用いてゲインの値が設定される。このため、ゲインの値に影響される効果音の音圧レベルを、エンジン回転周波数に基づいても変化させることが可能となる。従って、効果音の音圧レベルを設定する自由度を増加させ、より好適な効果音を発生させることができる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

［１．効果音発生の仕組みの概要］
図１は、この発明の一実施形態に係る効果音発生装置１０１の構成を示すブロック図である。

この効果音発生装置１０１は、オートマチック・トランスミッション車両（ＡＴ車両）におけるエンジン（図示せず）の回転周波数に応じた効果音を発生させて、運転時の演出効果を高めるものである。この効果音を発生させるための仕組みの概要は以下のようなものである。

すなわち、エンジンの出力軸の回転毎にホール素子等のセンサから得られるエンジンパルスＥｐの周波数（エンジン回転周波数ｆｅ）［Ｈｚ］を周波数カウンタ等の回転周波数検出器２３で検出する。次に、周波数変換器としての３つの倍数器２４、２５、２６において、回転周波数検出器２３で検出されたエンジン回転周波数ｆｅに基づいてより高周波の周波数信号である調波信号４ｆｅ、５ｆｅ、６ｆｅを生成する。次いで、３つの基準信号生成器１８において、前記調波信号４ｆｅ、５ｆｅ、６ｆｅと、波形データテーブル１６に記憶されている波形データとに基づいて基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３を生成する。制御手段２０１において、前記基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３に各種の処理を加えた上で、１つの制御信号Ｓｃを生成する。この制御信号Ｓｃをデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）２２によりアナログ変換して制御信号Ｓｄを生成する。この制御信号Ｓｄに基づく効果音をスピーカ１４から出力する。なお、図示していないが、Ｄ／Ａ変換器２２とスピーカ１４との間には出力増幅器が挿入され、乗員によりそのゲインを変更することができるようになっている。

また、本実施形態では、回転周波数変化量演算器６８によりエンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量であるエンジン回転周波数変化量Δａｆ［Ｈｚ／秒］が演算される。このエンジン回転周波数変化量Δａｆは、制御手段２０１に出力され、制御信号Ｓｃを生成する際の処理に用いられる。

さらに、本実施形態では、回転周波数検出器２３で検出されたエンジン回転周波数ｆｅは、制御手段２０１にも出力され、制御信号Ｓｃを生成する際の処理に用いられる。

回転周波数検出器２３、倍数器２４、２５、２６、基準信号生成器１８、波形データテーブル１６、制御手段２０１、回転周波数変化量演算器６８、及びＤ／Ａ変換器２２は、車両のダッシュボードに配置され、総合制御手段としてのＥＣＵ（electric control unit）１２１を構成する。

スピーカ１４は、運転席や助手席等の乗員位置２９の乗員に対して音響を聞かせるためのものであり、両サイドのフロントドア内パネル、あるいは両サイドのキックパネル（運転者レッグスペースのドア側内側）に固定配置される。また、ダッシュボード中央下部に配置される場合もある。

［２．調波信号４ｆｅ、５ｆｅ、６ｆｅ（倍数器２４、２５、２６）について］
上述の通り、倍数器２４、２５、２６は、回転周波数検出器２３で検出されたエンジン回転周波数ｆｅに基づいてより高周波の周波数信号である調波信号４ｆｅ、５ｆｅ、６ｆｅを生成する。調波信号４ｆｅ、５ｆｅ、６ｆｅは、基本次数の周波数としてのエンジン回転周波数ｆｅの４次、５次、６次の周波数である。倍数器２４、２５、２６による倍数は、２、３、７、８、９、…等の他の整数倍でもよく、２．５、３．３…等の実数倍でもよい。

本実施形態では、３つの倍数器２４、２５、２６が並列に回転周波数検出器２３と接続されている。倍数器の数は必要に応じて変更可能であり、また、倍数器を設けない構成も可能である。

［３．基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３（基準信号生成器１８及び波形データテーブル１６）について］
上述の通り、基準信号生成器１８は、調波信号４ｆｅ、５ｆｅ、６ｆｅと、波形データテーブル１６に記憶されている波形データとに基づいて基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３を生成する。

ここで、基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３の生成の仕方について説明すると、上述した波形データテーブル１６は所定のメモリに格納されている。

図２Ａ及び図２Ｂに模式的に示すように、波形データテーブル１６は、正弦波１周期分の波形を時間軸方向（＝位相軸方向）に所定数（Ｎ）で等分したときの各瞬時値を表すように、各瞬時値データをアドレス毎に波形データとして記憶している。なお、前記アドレス（ｉ）は０からＮ−１までの整数（ｉ＝０、１、２、…、Ｎ−１）であり、図２Ａ及び図２Ｂに記載されるアルファベットＡは１又は任意の正の実数である。従って、アドレスｉの波形データは、Ａｓｉｎ（３６０°×ｉ／Ｎ）で算出される。換言すれば、１サイクルの正弦波を時間方向にＮ分割して標本化し、各標本化点を順次メモリのアドレスとし、各標本化点における正弦波の瞬時値を量子化したデータを波形データとして、対応するメモリのアドレス位置に格納したものである。

基準信号生成器１８（図１）は、入力される調波信号４ｆｅ、５ｆｅ、６ｆｅの周期に応じて読み出しアドレス周期を変化させて、波形データテーブル１６から波形データを読み出すことで、調波信号４ｆｅ、５ｆｅ、６ｆｅに対応する周波数の正弦波信号である基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３を生成する。

［４．制御信号Ｓｃ及びエンジン回転周波数変化量Δａｆ（制御手段２０１及び回転周波数変化量演算器６８）について］
図１に示すように、基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３に基づいて制御信号Ｓｃを出力する制御手段２０１は、それぞれが音響調整手段としての第１音響調整器５１、第２音響調整器５２、第３音響調整器５３及び第４音響調整器５４を備えている。第１音響調整器５１は、後述する「音場調整処理」（「平坦化処理」ともいう。）を行う。第２音響調整器５２は、後述する「周波数強調処理」を行う。第３音響調整器５３は、後述する「次数毎補正処理」を行う。第４音響調整器５４は、後述する「二重重み付け音圧調整処理」を行う。

（１）音場調整処理（平坦化処理）
音場である車室内では、場所毎に異なる音響特性（音場特性、周波数伝達特性、又はゲイン特性ともいう。）があり、乗員位置、例えば、運転席と後部座席に応じて聞き取り易い周波数と聞き取り難い周波数とが存在する。すなわち、図３に示すゲイン特性３９のように、スピーカ位置と乗員位置との間の音響特性にはピークやディップが存在することが分かっている。

そのため、たとえ加速に応じてリニアに（直線的に）スピーカから発生される効果音の周波数を高くし且つ音量を大きくしても、乗員の耳元では、音響特性により処理された効果音となるので、リニア感がなくなり、息継ぎ感が発生し、却って商品性が悪くなっている。

この点を考慮して音響特性にリニア感を発生させるための処理が音場調整処理（平坦化処理）である。この音場調整処理は、第１音響調整器５１を用いて以下のように行われる。

第１音響調整器５１は、フィルタとしての機能を有し、このフィルタのゲイン特性（横軸はエンジン回転周波数、縦軸はゲイン）は、スピーカ１４から乗員位置２９までの基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３の周波数に応じて変化するゲイン特性Ｃ００（図４Ａ）を反転させたゲイン特性（反転ゲイン特性）Ｃｉ００（図４Ｂ）にしている。

反転させたゲイン特性とは、音響的に伝わりにくいディップとなっている周波数の出力信号は大きくなるようにし、音響的に伝わりやすいピークとなっている周波数の出力信号は小さくなるようにする特性であり、式（伝達関数）で表現すると、Ｃｉ００＝Ｂ／Ｃ００（Ｂは基準値）となる。

ここで、第２音響調整器５２及び第３音響調整器５３のゲインが１、すなわち０［ｄＢ］であると仮定すると、効果音発生装置１０１では、基準信号生成器１８により一定振幅で３０［Ｈｚ］〜９７０［Ｈｚ］までの基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３を生成したとき、乗員位置２９では、第１音響調整器５１の補正用のゲイン特性Ｃｉ００と音場のゲイン特性Ｃ００とが乗算されて、図４Ｃのゲイン特性Ｃ１に示すように、エンジン回転周波数に対して音圧が平坦な音響が聞こえるゲイン特性Ｃ１となる。

従って、乗員による加速操作、減速操作、一定速保持操作に応じて、エンジンパルスＥｐの周期が変化し、あるいは一定値に保持されたとき、回転周波数検出器２３で検出されるエンジン回転周波数ｆｅの倍数器２４、２５、２６による４次、５次及び６次の高調波周波数を有する調波信号４ｆｅ、５ｆｅ、６ｆｅに対して、略リアルタイムに周波数が増加し、減少し、あるいは一定周波数に保持される正弦波の基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３が基準信号生成器１８により生成される。

そして、この基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３は、第１音響調整器５１のゲイン特性Ｃｉ００で補正された中間信号Ｓｉ１１、Ｓｉ２１、Ｓｉ３１に変換される。よって、乗員位置２９では、スピーカ１４から出力された効果音が車室内音響特性Ｃ００により乗員位置２９で周波数に応じて変動することを防止できる。すなわち、乗員位置２９において、周波数特性が平坦な特性となる。このため、エンジン回転周波数ｆｅ（本実施形態ではエンジン回転周波数ｆｅの４倍、５倍及び６倍の周波数）に応じた、換言すれば、騒音源の状態に応じたリニア感のある効果音を乗員位置２９で発生させることができる。

図３は、補正前後の乗員位置２９における音圧レベルの周波数特性を示している。但し、この図３のゲイン特性を得る際に、よりリニア感を増すために、基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３又は制御信号Ｓｃは、エンジン回転周波数ｆｅに比例して振幅が大きくなる信号を発生するようにしている。

図３から分かるように、補正前のディップとピークのあるあばれが存在するゲイン特性３９に比較して、補正後のゲイン特性４０は、エンジン回転周波数ｆｅに対して音圧レベルがリニアに変化していることが分かる。

以上のように、音場調整処理（平坦化処理）とは、加速操作に対してリニア感のある効果音を乗員位置２９で発生させる処理である。

（２）周波数強調処理
周波数強調処理は、基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３における所定範囲の周波数の大きさ（ゲイン）を調整する、いわゆるイコライザの機能を実行する処理である。周波数強調処理は、以下のように行われる。

第２音響調整器５２において、例えば、図４Ｄに実線で示すように、所定周波数範囲、例えば、３００［Ｈｚ］〜４５０［Ｈｚ］帯のゲインが増加するゲイン特性Ｃｅｈをゲイン特性Ｃｉ００に直列に接続することにより、合成ゲイン特性Ｃｉ００ｅｈが、図４Ｅに示すように、図４Ｂに示した反転ゲイン特性Ｃｉ００に対して、３００［Ｈｚ］〜４５０［Ｈｚ］帯の周波数範囲が強調される（この例では、音が大きくされる）特性Ｃｉ００ｅｈとされる。

なお、乗員位置２９で図４Ｄに点線で示したゲイン特性Ｃｅｈ´となるように構成することで所定周波数範囲の音を弱める（小さくする）こともできる。また、本実施形態のように複数の倍数器２４、２５、２６を設けた場合、それぞれの倍数器２４
２５、２６からの出力に周波数強調処理が行われる。第２音響調整器５２は、周波数強調処理を行った後、中間信号Ｓｉ１２、Ｓｉ２２、Ｓｉ３２を出力する。

（３）次数毎補正処理
図５Ａ〜図５Ｃには、次数毎補正処理において中間信号Ｓｉ１２、Ｓｉ２２、Ｓｉ３２を増幅するゲインＹ１とエンジン回転数Ｎｅ［ｒｐｍ］（エンジン回転周波数ｆｅ［Ｈｚ］の６０倍の数値）の関係を、中間信号Ｓｉ１２、Ｓｉ２２、Ｓｉ３２それぞれについて示すゲイン特性６１、６２、６３が示されている。ゲイン特性６１（図５Ａ）は、中間信号Ｓｉ１２を増幅するのに用いられ、ゲイン特性６２（図５Ｂ）は、中間信号Ｓｉ２２を増幅するのに用いられ、ゲイン特性６３（図５Ｃ）は、中間信号Ｓｉ３２を増幅するのに用いられる。

各基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３に基づく中間信号Ｓｉ１２、Ｓｉ２２、Ｓｉ３２をエンジン回転数Ｎｅに応じて各次数の寄与度を変化させることで、演出効果を向上させることができる。

（４）二重重み付け音圧調整処理
（ａ）二重重み付け音圧調整処理の概要
二重重み付け音圧調整処理は、第４音響調整器５４に設定され、第３音響調整器５３から出力される中間信号Ｓｉ１３、Ｓｉ２３、Ｓｉ３３（図１）を増幅するゲインＹ２を、第４音響調整器５４が、エンジン回転周波数ｆｅ及びエンジン回転周波数変化量Δａｆの組合せに基づいて変化させて、スピーカ１４から出力される効果音の音圧レベルを調整するものである。二重重み付け音圧調整処理は、エンジン回転周波数変化量Δａｆによる重み付け音圧調整処理（以下「第１重み付け音圧調整処理」という。）と、エンジン回転数Ｎｅ［ｒｐｍ］（エンジン回転周波数ｆｅ［Ｈｚ］を６０倍したもの）による重み付け音圧調整処理（以下「第２重み付け音圧調整処理」という。）とを組み合わせた処理である。

（ｂ）エンジン回転周波数変化量Δａｆによる重み付け音圧調整処理（第１重み付け音圧調整処理）
図６には、第１重み付け音圧調整処理におけるゲインＹ２を決定するためのゲイン特性７２と、このゲイン特性７２を具体的な数値として有するゲイン特性テーブル８０が示されている。

ゲイン特性７２は、ゲインＹ２とエンジン回転周波数変化量Δａｆの関係を示す一例である。ゲイン特性７２において、ゲインＹ２は、エンジン回転周波数変化量Δａｆがゼロ近傍の正の所定値より小さい場合、最低値（Ｙ２＝０．１）で一定であり、エンジン回転周波数変化量Δａｆが上記ゼロ近傍の正の所定値を越えると、エンジン回転周波数変化量Δａｆが増加するに従ってゲイン特性Ｙ２が大きくなる。ここで、ゲインＹ２は、前記正の所定値を超えたところで急激に増加し、徐々にその増加量が小さくなる。

エンジン回転周波数変化量Δａｆは、ＥＣＵ１２１に設けられた回転周波数変化量演算器６８により算出される。回転周波数変化量演算器６８は、回転周波数検出器２３で順次検出されるエンジンパルスＥｐ（図７）における前後のパルスの周波数ｆ１（１つ前の周波数）及び周波数ｆ２（今回の周波数）の差Δｆ（Δｆ＝ｆ２−ｆ１）を採り、この差Δｆに今回の周波数ｆ２を乗算することでエンジン回転周波数変化量Δａｆを求める。Δａｆ＝Δｆ×ｆ２［Ｈｚ／秒］であり、Δａｆはエンジン回転周波数ｆｅの加速度である。

このエンジン回転周波数変化量Δａｆは、同じアクセル開度で加速した場合、図８に示すように変速機が何速に入っているかにより異なる値となることが分かっている。ローギア側ではエンジン回転周波数変化量Δａｆが大きく、ハイギア側ではエンジン回転周波数変化量Δａｆが小さい。

エンジン回転周波数変化量Δａｆに応じた効果音を演出するため、図６のゲイン特性７２は、エンジン回転周波数変化量Δａｆがゼロ近傍の正の所定値より大きいときは、エンジン回転周波数変化量Δａｆの増加に応じてゲインＹ２の値を大きくしている。また、エンジン回転周波数変化量Δａｆが前記ゼロ近傍の正の所定値より小さいときは、エンジン回転周波数変化量Δａｆの値に関係なく、ゲインＹ２の値を一定としている。

図６のゲイン特性テーブル８０は、ゲイン特性７２を具体的な数値として有する。図６では、発明の理解を容易化するために、ゲイン特性テーブル８０の数値の数を少なくしているが、実際に用いる際は、ゲイン特性７２を示すのに十分な数のデータが含まれる。

（ｃ）エンジン回転数（エンジン回転周波数ｆｅ）による重み付け音圧調整処理（第２重み付け音圧調整処理）
図９には、第２重み付け音圧調整処理において中間信号Ｓｉ１３、Ｓｉ２３、Ｓｉ３３を増幅するゲインＹ３を決定するためのゲイン特性７４と、このゲイン特性７４を具体的な数値として有するゲイン特性テーブル８２が示されている。

ゲイン特性７４は、ゲインＹ３とエンジン回転数Ｎｅ（エンジン回転周波数ｆｅ）の関係を示す一例である。ゲイン特性７４において、ゲインＹ３は、例えば、エンジン回転数Ｎｅが２２００ｒｐｍ未満（低回転粋）では、最低値（Ｙ３＝０）で一定であり、エンジン回転数が２２００〜４８００ｒｐｍの範囲（中回転域）でリニアに増加し、エンジン回転数が４８００ｒｐｍを越える（高回転域）と最高値（Ｙ３＝０．５）で一定となる。エンジン回転周波数ｆｅは、エンジンパルスＥｐ（図７）として回転周波数検出器２３（図１）で順次検出され、制御手段２０１（第４音響調整器５４）に送信される。

図９のゲイン特性テーブル８２は、ゲイン特性７４を具体的な数値として有する。図９では、発明の理解を容易化するために、ゲイン特性テーブル８２の数値の数を少なくしているが、実際に用いる際は、ゲイン特性７４を示すのに十分な数のデータが含まれる。

（ｄ）二重重み付け音圧調整処理の詳細
上述したように、二重重み付け音圧調整処理は、第１重み付け音圧調整処理及び第２重み付け音圧調整処理を組み合わせた処理である。

図１０には、二重重み付け音圧調整処理を説明するための概念図が示されている。図１０において、図１の構成要素に対応するものには同一の参照符号を付す。なお、基準信号生成器１８、波形データテーブル１６、第１音響調整器５１、第２音響調整器５２等の構成要素は記載を省略している。フィルタＡは、従来技術を示す図１４の音圧調整器７０に対応し、上述した第１重み付け音圧調整処理を行う。フィルタＢは、上述した第２重み付け音圧調整処理を行う。フィルタＡ及びフィルタＢの出力は、加算器６０で加算されたものがフィルタＣである。フィルタＣは、複数の第３音響調整器５３からの出力を加算器５６により合成した信号に対し、ゲイン処理を施す。

図１０のフィルタＡ及びフィルタＢは、あくまで説明目的の概念的なものであり、実際の使用上は、フィルタＡのゲイン特性と、フィルタＢのゲイン特性とを予め１つにしてゲイン特性テーブルとして数値化したものを第４音響調整器５４に用いる。

すなわち、二重重み付け音圧調整処理で用いられるゲインＹｄは、図１１に示すようなゲイン特性テーブル８４の形式で用いられる。ゲインＹｄは、第１重み付け音圧調整処理で用いられるゲインＹ２と、第２重み付け音圧調整処理で用いられるゲインＹ３の和である（Ｙｄ＝Ｙ２＋Ｙ３）。但し、Ｙｄの最大値は１であり、Ｙ２＋Ｙ３の値が１を超えるときはＹｄ＝１となる。また、エンジン回転周波数変化量Δａｆの値がゼロ又は負であるときは、Ｙｄ＝０．１に固定される。このようにゲインＹｄをマップ化することで単純な足し算ではなく、自由な演出効果を得ることができる。

［５．本実施形態における効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、制御手段２０１は、基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３を増幅するゲインＹｄの値を、エンジン回転周波数ｆｅ及び回転周波数変化量Δａｆの組合せ毎に設定し、この設定したゲインＹｄの値を用いて基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３を増幅する。

この構成では、エンジン回転周波数変化量Δａｆに加えて、エンジン回転周波数ｆｅを用いてゲインＹｄの値が設定される。このため、ゲインＹｄの値に影響される効果音の音圧レベルを、エンジン回転周波数ｆｅに基づいても変化させることが可能となる。従って、効果音の音圧レベルを設定する自由度が増加し、より好適な効果音を発生させることができる。

また、エンジン回転周波数ｆｅとエンジン回転周波数変化量Δａｆの組合せ毎にゲインＹｄの値が設定されているため、エンジン回転周波数ｆｅに基づく増幅処理及びエンジン回転周波数変化量Δａｆに基づく増幅処理をまとめて行うことができる。このため、信号処理時間を短縮することが可能となり、信号処理の応答性を向上することができる。

エンジン回転周波数ｆｅ及びエンジン回転周波数変化量Δａｆの組合せ毎に設定されるゲインＹｄの値は、エンジン回転周波数ｆｅに応じて決定されるゲインＹ３の値と、エンジン回転周波数変化量Δａｆに応じて決定されるゲインＹ２の値の和とすることができる。そして、エンジン回転周波数ｆｅに応じて決定されるゲインＹ３の値は、低速域において一定であり、中速域においてリニアに増加し、高速域で一定である。

これにより、低速域、中速域、高速域を一律にかさ上げすることなく、中高回転のときのみエンジン回転周波数変化量Δａｆに応じて決定されるゲインＹ２の値を大きくすることができ、演出効果を増加させることができる。

［６．この発明の応用］
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下に示す（１）〜（４）の構成を採ることができる。

（１）搭載対象
上記実施形態では、本発明に係る効果音発生装置を搭載する車両として、オートマチック・トランスミッション車両（ＡＴ車両）を用いたが、マニュアル・トランスミッション車両（ＭＴ車両）を用いてもよい。また、エンジン回転周波数に基づいて効果音を発生させることが可能な移動体であれば、車両以外でも、本発明に係る効果音発生装置を搭載することができる。

（２）各構成要素の数
上記実施形態では、３つの基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３を用いたが、効果音発生装置の仕様に応じて基準信号の数は任意に設定可能である。必要とされる基準信号の数に応じて、その他の構成要素（倍数器、基準信号生成器等）の数も変化する。

また、上記実施形態では、倍数器、基準信号生成器等の構成要素の数を、基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３の数と同じ３つとしたが、１つ又は２つの構成要素で処理させることも可能である。

（３）二重重み付け音圧調整処理（第１重み付け音圧調整処理及び第２重み付け音圧調整処理）
上記実施形態では、二重重み付け音圧調整処理のゲインＹｄを、第１重み付け音圧調整処理のゲインＹ２と第２重み付け音圧調整処理のゲインＹ３との和としたが、これに限られない。図１１に示すようなテーブルを用いるため、テーブルの各々の値は、自由に設定可能である。これにより、自由自在の演出効果を得ることが可能となる。

例えば、図１２に示すように、エンジン回転数変化量ΔＮｅ（エンジン回転周波数変化量Δａｆ）に基づく第１重み付け音圧調整処理のゲイン（ゲインＹ２’）と、エンジン回転数Ｎｅ（エンジン回転周波数ｆｅ）に基づく第２重み付け音圧調整処理のゲイン（ゲインＹ３）を設定することができる。図１２においても、二重重み付け音圧調整処理のゲイン（ゲインＹｄ’）は、ゲインＹ２’とゲインＹ３の和として定義される。但し、ゲインＹ２’は、ゲインＹｄ’の最大値ＺからゲインＹ３を引いた残りについて、エンジン回転数変化量ΔＮｅ（エンジン回転周波数変化量Δａｆ）の値に応じた割合でその値が決定される。

ゲインＹ３のゲイン特性９０は、図９のゲイン特性７４と同様の特性を示す。また、図１２のゲイン特性９２、９４、９６、９８は、それぞれ一定のエンジン回転周波数変化量Δａｆに対応するゲイン特性であり、ゲインＹ２’を示す。すなわち、ゲイン特性９２は、エンジン回転周波数変化量Δａｆが１速全開加速｛１速ＷＯＴ（wide open throttle）｝時の値であるときの、エンジン回転数Ｎｅに応じて変化するゲインＹ２’を示す。同様に、ゲイン特性９４、９６、９８のそれぞれは、エンジン回転周波数変化量Δａｆが２速ＷＯＴ、３速ＷＯＴ及び４速ＷＯＴであるときに、エンジン回転数Ｎｅに応じて変化するゲインＹ２’を示す。なお、図１２に示すように、ゲインＹｄ’の最大値（１速ＷＯＴにおけるゲインＹ’）は、エンジン回転数Ｎｅ（エンジン回転周波数ｆｅ）毎に一定となっている。

図１２に示すように、エンジン回転数Ｎｅが低いときは、シフト位置毎の全開加速時のゲインＹ２’の値の差が相対的に大きいが、エンジン回転数Ｎｅが高いときは、シフト位置毎の全開加速時のゲインＹ２’の値の差が相対的に小さくなっている。換言すると、エンジン回転数が２２００〜４８００ｒｐｍの範囲におけるゲインＹ３’の増加率は、その他の範囲よりも大きくなっている（正の傾きが大きくなっている）。このため、本変形例では、上記範囲におけるゲインＹ３’の変化が、上記範囲以外のゲインＹ３’の変化より強調されるようになっている。

上記実施形態では、エンジン回転周波数変化量Δａｆに基づく第１重み付け音圧調整処理と、エンジン回転周波数ｆｅに基づく第２重み付け音圧調整処理とを組み合わせた二重重み付け音圧調整処理を用いたが、図１３に示すように、第２重み付け音圧調整処理に次数毎補正処理を組み合わせた処理（三重重み付け音圧調整処理）を行ってもよい。すなわち、図５Ａ〜図５Ｃに示すように、次数毎補正処理では、エンジン回転数Ｎｅ（エンジン回転周波数ｆｅ）に応じてゲインＹ１を設定することから、同じくエンジン回転数Ｎｅに依存する第２重み付け音圧調整処理のゲインＹ３とこのゲインＹ１を組み合わせた上で、第１重み付け音圧調整処理のゲインＹ２と組み合わせることもできる。

（４）その他
上記実施形態では、第４音響調整器５４による二重重み付け音圧調整処理の前に、第１音響調整器５１による音場調整処理、第２音響調整器５２による周波数強調処理及び第３音響調整器５３による次数毎補正処理を行ったが、乗員位置２９のゲイン特性Ｃ００や使用する基準信号の数に応じて音場調整処理、周波数強調処理及び次数毎補正処理を行わないことも可能である。すなわち、基準信号Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３に対して二重重み付け音圧調整処理を直接行うこともできる。

図１は、この発明の一実施形態に係る効果音発生装置の構成を示すブロック図である。 図２Ａは、波形データメモリの内容を示す説明図である。図２Ｂは、波形データメモリを参照して生成された正弦波を示す説明図である。 図３は、音場調整処理が行われる前後の音圧レベルの周波数特性を示している。 図４Ａは、乗員位置において測定したゲイン特性図である。図４Ｂは、図４Ａのゲイン特性を反転したゲイン特性図である。図４Ｃは、図４Ａ及び図４Ｂのゲイン特性を合成したゲイン特性図である。図４Ｄは、所定の周波数範囲を強調するゲイン特性図である。図４Ｅは、所定の周波数範囲が強調された反転ゲイン特性図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、次数毎補正処理のゲイン特性を示す図である。 図６は、第１重み付け音圧調整処理のゲイン特性を示す図である。 図７は、エンジンパルスの波形図である。 図８は、ＡＴ車両の変速特性図である。 図９は、第２重み付け音圧調整処理のゲイン特性を示す図である。 図１０は、二重重み付け音圧調整処理を説明するための概念図である。 図１１は、二重重み付け音圧調整処理で用いるゲイン特性を示す図である。 図１２は、二重重み付け音圧調整処理で用いるゲイン特性の別の例を示す図である。 本発明に係る効果音発生装置の変形例を示す図である。 図１４は、従来技術としての効果音発生装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１４…スピーカ（出力手段） １６…波形データテーブル
１８…基準信号生成器（基準信号生成手段）
２３…回転周波数検出器（回転周波数検出手段）
６８…周波数変化量演算器（周波数変化量演算手段）
１０１、１０１Ａ…効果音発生装置
ｆｅ…エンジン回転周波数
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…割合値
Ｓｃ１１、Ｓｃ１２、Ｓｃ１３、Ｓｃ２１、Ｓｃ２２、Ｓｃ２３、Ｓｃ３１、Ｓｃ３２、Ｓｃ３３…中間信号
Ｓｃ…制御信号 Ｓｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３…基準信号
Ｙ、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ２’Ｙ３…ゲイン Δａｆ…エンジン回転周波数変化量

Claims (5)

1. エンジンの回転周波数に基づいて効果音を発生させる効果音発生装置であって、
   １周期分の波形データを格納する波形データテーブルと、
   前記回転周波数に基づく調波の基準信号を、前記波形データテーブルから順次前記波形データを読み込むことにより生成する基準信号生成手段と、
   前記基準信号から制御信号を生成する制御手段と、
   前記回転周波数の単位時間当たりの変化量である回転周波数変化量を演算する回転周波数変化量演算手段と、
   前記制御信号を効果音として出力する出力手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記基準信号を増幅するゲインの値を、前記回転周波数及び前記回転周波数変化量の組合せ毎に設定し、この設定したゲインの値を用いて前記基準信号を増幅し、
   前記ゲインの値は、前記回転周波数毎に一定の範囲内で変化可能であり、
   前記一定の範囲は、前記回転周波数により決定される範囲と、前記回転周波数変化量により決定される範囲とに区分され、
   前記回転周波数により決定される範囲は、前記回転周波数の増加に伴って拡張する
   ことを特徴とする効果音発生装置。
2. 請求項１記載の効果音発生装置において、
   前記基準信号生成手段は、次数が異なる複数の基準信号を生成し、
   前記制御手段は、前記複数の基準信号毎に前記ゲインの値を設定し、この設定したゲインの値を用いて前記複数の基準信号を増幅し、増幅後の前記基準信号を加算して前記制御信号を生成する
   ことを特徴とする効果音発生装置。
3. 請求項１又は２記載の効果音発生装置において、
   前記回転周波数及び前記回転周波数変化量の組合せ毎に設定される前記ゲインの値は、前記回転周波数に応じて決定されるゲインの値と、前記回転周波数変化量に応じて決定されるゲインの値の和である
   ことを特徴とする効果音発生装置。
4. エンジンの回転周波数に基づいて効果音を発生させる効果音発生装置であって、
   １周期分の波形データを格納する波形データテーブルと、
   前記回転周波数に基づく調波の基準信号を、前記波形データテーブルから順次前記波形データを読み込むことにより生成する基準信号生成手段と、
   前記基準信号から制御信号を生成する制御手段と、
   前記回転周波数の単位時間当たりの変化量である回転周波数変化量を演算する回転周波数変化量演算手段と、
   前記制御信号を効果音として出力する出力手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記基準信号を増幅する第１のゲインの値を、前記回転周波数に対応させて設定し、
   前記基準信号を増幅する第２のゲインの値を、前記回転周波数変化量に対応させて設定し、
   前記設定した第１及び第２のゲインの値を用いて前記基準信号を増幅して前記制御信号を生成し、
   前記第１のゲインの値と第２のゲインの値の最大値との和は、前記回転周波数毎に一定であり、
   前記第１のゲインの値は、前記回転周波数の増加に伴って増加する
   ことを特徴とする効果音発生装置。
5. 請求項４記載の効果音発生装置において、
   前記基準信号生成手段は、次数が異なる複数の基準信号を生成し、
   前記制御手段は、前記複数の基準信号毎に前記第１及び第２のゲインの値を設定し、この設定した第１及び第２のゲインの値を用いて前記複数の基準信号を増幅し、増幅後の前記基準信号を加算して前記制御信号を生成する
   ことを特徴とする効果音発生装置。

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