JP4888386B2 - エンジン音加工装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動車のエンジン音を加工して車室内で再生するエンジン音加工装置に関する。

近年、自動車の騒音規制の観点から、特にエンジン音について静粛性が要求されており、エンジンルームや排気ラインに遮音材を取り付ける等して、静粛性が高められている。また、燃費性能を重視する観点からもエンジン回転数が低く抑えられ、エンジン音が低減されるような設計がなされている。

しかし、上記のような高い静粛性が、自動車の乗員にとって快適な運転環境であるとは、必ずしも言えない。すなわち、ドライブ愛好家などの運転者にとっては、車室内に適度なエンジン音が聴こえている状況がより快適な運転環境である場合がある。

このようなドライブ愛好家の嗜好を実現するために、車室内に人工的にエンジン音を発生する装置が提案されている。

このような装置としては、たとえば、エンジンの回転数に合わせた（エンジン音に同期した）正弦波やパルス音を発生して車室内に放音して実際に車室内に漏れてくるエンジン音に付加することにより、エンジン音の一部周波数帯を強調して聴かせることができるもの（たとえば特許文献１）や、予め所望のエンジン音を録音しておき、これをエンジンの回転数に応じて再生することによって車室内に所望のエンジン音を響かせるもの（たとえば特許文献２参照）や、ヘッドレストに備えたマイクロフォンから車室内のエンジン音を収音し、一部周波数帯域を強調して聴かせることができるもの（たとえば特許文献３）が提案されている。
特開平５−８０７９０号公報 特開平７−３０２０９３号公報 特開２００４−７４９９４号公報

しかし、特許文献１、２、３のいずれに記載されているものも、その自動車の実際のエンジン音とは異なる別の音を発生するものであるため、いかに多種類のセンサを用いて運転状況を検出しても、その運転状況に応じた実際のエンジン音を正確に反映した音声を発生できるとは限らなかった。

この発明は、実際のエンジン音を車室外で収音して加工後に出力することにより、車室内によりリアルなエンジン音を発生させることができるエンジン音加工装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明では以下の手段を採用している。
（１） 自動車の車室外に設置され、該自動車のエンジン音を収音するマイクと、
該自動車の運転状況を検出するセンサと、
前記センサの検出内容を基に前記マイクが収音したエンジン音を信号処理して出力する信号処理部と、
前記信号処理部で信号処理されたエンジン音を出力するスピーカと
を備えるエンジン音加工装置。
（２） 前記信号処理部は、車室壁面における遮音特性をシミュレートする遮音特性フィルタと運転状況に応じて特性が変化するアクティブフィルタとを有する（１）に記載のエンジン音加工装置。
（３） 前記マイクは複数設けられ、前記エンジンの吸気口、排気口、エンジンヘッド、エンジンルームの壁面の一部または複数部に配置されている（１）に記載のエンジン音加工装置。
（４） 前記センサは、エンジン回転数を検出するセンサ、アクセル開角を検出するセンサ、自動車の速度を検出するセンサの一部または全部である（１）に記載のエンジン音加工装置。
（５） 前記センサの検出内容を基に信号処理特性を決定し、前記信号処理部を制御する制御部を備える（１）に記載のエンジン音加工装置。
（６） 前記制御部は、センサの検出内容と信号処理特性との関係を記憶したパラメータテーブルを備える（５）に記載のエンジン音加工装置。
（７） 前記制御部に接続され、ユーザが前記制御部の信号処理特性を操作可能な操作部を備える（５）に記載のエンジン音加工装置。
（８） 前記マイクが収音したエンジン音を周波数分析して、スペクトルを割り出しする周波数分析手段とを備え、
前記信号処理部は前記周波数分析手段で割り出しされたスペクトルを加工して前記スピーカに出力する（５）に記載のエンジン音加工装置。
（９） 前記制御部は、前記周波数分析手段が決定したスペクトルのピークを強調する（８）に記載のエンジン音加工装置。
（１０） 前記制御部は、前記周波数分析手段が決定したスペクトルのピークの谷間のレベルを上げる（８）に記載のエンジン音加工装置。
（１１） 前記マイクが収音したエンジン音を周波数分析して、スペクトルのピークを検出する周波数分析手段とを備え、
前記信号処理部は、前記周波数分析手段で決定されたスペクトルのピークをピッチシフトして、特定周波数成分を強調して出力し、
前記制御部は、前記信号処理部がピッチシフトする周波数を設定する（５）に記載のエンジン音加工装置。
（１２） 変調信号波形を生成する波形生成部を備え、
前記信号処理部は、前記波形生成部が生成した変調信号波形をスピーカに出力する（５）に記載のエンジン音加工装置。
（１３） 前記制御部は、前記センサの検出内容に基づいて変調周期を設定する（１２）に記載のエンジン音加工装置。
（１４） 前記制御部は、前記センサの検出内容に基づいて変調の深さを設定する（１２）に記載のエンジン音加工装置。
（１５） 前記波形生成部は、前記マイクの収音するエンジン音のそれぞれに対応する変調信号波形を生成し、
前記制御部は、前記マイクの収音するエンジン音のそれぞれと同期した周期で前記変調信号波形の変調周期を設定する（１２）に記載のエンジン音加工装置。
（１６） 前記制御部は、収音するエンジン音のそれぞれのピークと同じタイミングで変調信号波形のピークを出力するように設定する（１５）に記載のエンジン音加工装置。
（１７） 和音構成情報が与えられた場合に、前記和音構成情報に従って前記マイクにより収音された前記エンジン音のピッチと協和関係にあるピッチを有する協和音の音声信号を生成し、前記協和音の音声信号を前記エンジン音に付加して出力する和音構成手段を含む（５）に記載のエンジン音加工装置。
（１８） 前記制御手段は、前記センサの検出内容に応じて和音構成情報を生成し、前記和音構成手段に与える（１７）に記載のエンジン音加工装置。
（１９） 前記制御部は、前記センサの検出内容の現在値または前記センサの出力信号の過去一定期間内における変化の態様に基づいて前記運転状態を特定し、前記運転状態に応じて和音構成情報を生成することを特徴とする（１７）に記載のエンジン音加工装置。
（２０） 前記和音構成手段は、収音された前記エンジン音にピッチ変換を施して前記協和音の音声信号を生成するピッチ変換部を有することを特徴とする（１７）に記載のエンジン音加工装置。
（２１） 前記和音構成手段は、前記車両のエンジンの点火パルスをトリガとして、目的とするピッチを有する協和音の音声信号を合成する合成部を有することを特徴とする（１７）に記載のエンジン音加工装置。
（２２） 前記信号処理部は、複数種類の補正モードを有し、ユーザにより選択された補正モードに基づき前記スピーカに供給するエンジン音の位相特性に対し、周波数に応じた補正を施す位相補正手段を具備する（１）に記載のエンジン音加工装置。
（２３） 前記車両のエンジン回転数を測定するエンジン回転数センサを具備し、
前記位相補正手段は、前記エンジン回転数センサにより測定されるエンジン回転数に基づき、前記位相特性の補正を行う周波数を決定する（２２）に記載のエンジン音生成装置。
（２４） 前記車両のアクセル踏み込み量を測定するアクセル踏み込み量センサを具備し、
前記位相補正手段は、前記アクセル踏み込み量センサにより測定されるアクセル踏み込み量に応じて、前記位相特性の補正量を増減させる（２２）に記載のエンジン音生成装置。
（２５） 前記信号処理部は該マイクロフォンで収音されたエンジン音に対して歪みを付加する（１）に記載のエンジン音生成装置。
（２６） 前記歪みの度合いは、エンジン回転数又はアクセルの踏み込み度の少なくともいずれか一方に応じて動的に変更されるようになされていることを特徴とする（２５）に記載のエンジン音加工装置。
（２７） 前記付加される歪みのタイプは、エンジン回転数又はアクセルの踏み込み度の少なくともいずれか一方に応じて動的に変更されるようになされていることを特徴とする（２５）に記載のエンジン音加工装置。
（２８） 前記マイクロフォンと前記ディストーション部との間に、少なくともエンジン回転数又はアクセルの踏み込み度のいずれか一方に応じて周波数特性が動的に変更されるイコライザ部が設けられていることを特徴とする（２５）に記載のエンジン音加工装置。
（２９） 前記歪みが付加されたエンジン音を、少なくともエンジン回転数又はアクセルの踏み込み度に応じて動的に制御される音量で前記スピーカに出力する増幅器を有することを特徴とする（２５）に記載のエンジン音加工装置。
（３０） 前記信号処理部により付加される歪み、前記フィルタにおける周波数特性又は前記増幅器における音量の動的に変更される態様は、前記エンジン回転数の変化の速度又はアクセルの踏み込み度の変化の速度に応じて変更されるようになされていることを特徴とする（２５）に記載のエンジン音加工装置。
（３１） 車両内に設けられたスピーカと、
擬似的なエンジン音を表す音声信号を生成する信号生成手段と、
前記音声信号からエンジン音信号を生成して前記スピーカに供給する手段であって、和音構成情報が与えられた場合に、前記和音構成情報に従って前記音声信号のピッチと協和関係にあるピッチを有する協和音の音声信号を生成し、前記協和音の音声信号を前記音声信号に付加して前記エンジン音信号を生成する和音構成手段を含むエンジン音信号生成手段と、
運転状態を監視し、運転状態に応じて和音構成情報を生成し、前記和音構成手段に与える制御手段と
を具備することを特徴とする車室内音響制御装置。
（３２） 車両内に設けられたスピーカと、
擬似的なエンジン音を表すエンジン音信号を生成して前記スピーカに供給する信号生成手段とを具備し、
前記信号生成手段は、複数種類の補正モードを有し、ユーザにより選択された補正モードに基づき前記スピーカに供給するエンジン音の位相特性に対し、周波数に応じた補正を施す位相補正手段を具備するエンジン音生成装置。

上記の構成によれば、実際のエンジン音を車室外で収音して加工後に出力することにより、車室内によりリアルなエンジン音を発生させることができるエンジン音加工装置を提供することができる。

この発明に係るエンジン音加工装置のブロック図 この発明の第１の実施形態であるエンジン音加工装置のブロック図 第１の実施形態であるエンジン音加工装置のマイクおよびスピーカの取り付け位置を説明する図 第１の実施形態であるエンジン音加工装置の制御系統を説明する図 第１の実施形態であるエンジン音加工装置におけるスペクトル変形特性を説明する図 第１の実施形態であるエンジン音加工装置における別のスペクトル変形特性を説明する図 第１の実施形態であるエンジン音加工装置におけるセンサ出力に応じたスペクトル変形特性を説明する第１の図 第１の実施形態であるエンジン音加工装置におけるセンサ出力に応じたスペクトル変形特性を説明する第２の図 第１の実施形態であるエンジン音加工装置におけるセンサ出力に応じたスペクトル変形特性を説明する第３の図 エンジン音の周波数スペクトルのうち、一つのピークのゲインと回転数の関係を説明する第１の図 エンジン音の周波数スペクトルのうち、一つのピークのゲインと回転数の関係を説明する第２の図 エンジン音の周波数スペクトルのうち、一つのピークのゲインと回転数の関係を説明する第３の図 この発明の実施形態であるエンジン音加工装置のブロック図 同エンジン音加工装置のマイクおよびスピーカの取り付け位置を説明する図 同エンジン音加工装置の制御系統を説明する図 同エンジン音加工装置のピッチシフタを詳細に説明する図 同エンジン音加工装置におけるピッチシフト特性を説明する第１の図 同エンジン音加工装置におけるピッチシフト特性を説明する第２の図 同エンジン音加工装置におけるピッチシフト特性を説明する第３の図 同エンジン音加工装置におけるピッチシフト特性を説明する第４の図 同エンジン音加工装置におけるセンサ出力に応じたフィルタ特性を説明する第１の図 同エンジン音加工装置におけるセンサ出力に応じたフィルタ特性を説明する第２の図 同エンジン音加工装置におけるセンサ出力に応じたフィルタ特性を説明する第３の図 同エンジン音加工装置におけるセンサ出力に応じたフィルタ特性を説明する第４の図 この発明の第３の実施形態であるエンジン音加工装置のブロック図 同エンジン音加工装置のマイクおよびスピーカの取り付け位置を説明する図 同エンジン音加工装置の制御系統を説明する図 同エンジン音加工装置における波形生成部の出力信号を説明する図 同エンジン音加工装置における変調の深さ制御を説明する図 同エンジン音加工装置における変調周波数制御を説明する図 同エンジン音加工装置におけるフィルタ特性を説明する第１の図 同エンジン音加工装置におけるフィルタ特性を説明する第２の図 同エンジン音加工装置におけるフィルタ特性を説明する第３の図 同エンジン音加工装置におけるフィルタ特性を説明する第４の図 この発明の第４の実施形態である車室内音場制御装置の構成を示すブロック図 同実施形態におけるフィルタ２１〜２４の第１の構成例を示すブロック図 同実施形態におけるフィルタ２１〜２４の第２の構成例を示すブロック図 第４の実施形態の第２の構成例における合成部２０５−ｊの構成例を示すブロック図 同実施形態の動作例を示す波形図 この発明の第５の実施形態であるエンジン音生成装置の構成を示すブロック図 同実施形態における信号処理部７４０の構成例を示すブロック図 同実施形態における振幅特性データおよび位相特性データの補正処理の内容を説明する図 この発明の第６の実施形態において行われる位相特性データの補正処理を説明する図 この発明の第７実施形態において用いられる位相補正データの生成方法を説明する図 本発明の第８の実施形態の構成を示すブロック図 アナログ方式のディストーション部４の構成例を示す図 デジタル方式のディストーション部４の構成例を示す図 イコライザにおいて制御される内容について説明するための図 エンジン回転数及びアクセルの踏み込み度に応じたイコライザの制御について説明する図であり、エンジン回転数と中心周波数との対応関係を示す図 エンジン回転数及びアクセルの踏み込み度に応じたイコライザの制御について説明する図であり、アクセルの踏み込み度とゲインとの対応関係を示す図 ディストーション処理について説明するための図 アナログ回路によるディストーション回路の構成例を示す図 アナログ回路によるディストーション回路の他の構成例を示す図 アナログ回路によるディストーション回路の他の構成例を示す図 ディストーションの歪み具合を示すＤＲＩＶＥパラメータ（Ｋｄ）について説明するための図 エンジン回転数やアクセルの踏み込み度に応じたパラメータＫｄの変化の態様について説明するための第１の図 エンジン回転数やアクセルの踏み込み度に応じたパラメータＫｄの変化の態様について説明するための第２の図 エンジン回転数やアクセルの踏み込み度に応じたパラメータＫｄの変化の態様について説明するための第３の図 ディストーションの歪みパターンを示すＴＹＰＥパラメータ（Ｋｐ）について説明するための図 エンジン回転数と音量Ｖ（Ｖｏｌｕｍｅ）との対応関係を示す図 アクセルの踏み込み度と音量Ｖ（Ｖｏｌｕｍｅ）の対応関係を示す図 エンジン回転数と音量Ｖ（Ｖｏｌｕｍｅ）との対応関係を示す図 遮音板の伝達特性をシミュレートするフィルタを設けた実施の形態の要部構成を示す図

図面を参照してこの発明の実施形態であるエンジン音加工装置について説明する。図１はエンジン音加工装置のブロック図である。
エンジン音加工装置１は、自動車の車室外に配置された、エンジン音を収音するためのマイク１０と、マイク１０から入力された音声信号を増幅するアンプ１１と、アンプ１１からの増幅信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１２と、デジタル信号を信号処理する信号処理部２と、信号処理部２からの出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１９と、アナログ信号を出力するスピーカ４１とを備える。
さらに、エンジン音加工装置１は、運転状況を検出するためのセンサ３０を備えている。センサの検出値は制御部３に入力される。
制御部３は、このセンサ出力に応じて信号処理部２の信号処理特性を決定する。制御部３は、この決定した信号処理特性を信号処理部２に出力して、信号処理を制御する。
制御部３には、操作部４が接続されている。利用者（運転者）は、この操作部４を操作して、運転状況（センサ３０の出力）に応じ信号処理部２の信号処理特性を設定する。

以上の構成によれば、マイクから実際のエンジン音を収音し、運転状況に応じて信号処理をすることで、リアルなエンジン音を発生させることができる。
また、信号処理部２において、車室壁面における遮音特性をシミュレートするフィルタを設けてもよい。すなわち、マイク１０は、直接エンジンルーム内で音声を収音しているため、その音声信号は高音域の機械ノイズが高レベルで含まれており、運転者等の乗員が車室内で聴くエンジン音とはかけ離れている。このため、この音声信号を車室で聴くエンジン音と類似した音質（周波数分布）となるように、フィルタで車室壁面の遮音特性をシミュレートし、低音域は残しつつ高音域をカットした音に加工する。この遮音特性は必ずしもこの装置が搭載される自動車の遮音特性をシミュレートする必要はなく、スポーツカーや高級車の遮音特性をシミュレートするものであってもよい。

また、上記の構成では、マイクは一つしか設けられていないが、複数のマイクを設けることもできる。この場合、前記エンジンの吸気口、排気口、エンジンヘッド、エンジンルームの壁面のうちの複数の個所にマイクを配置することができ、よりリアルなエンジン音を発生させることができる。
また、上記の構成では、運転状況を検出するためのセンサを複数配置してもよい。この場合、エンジン回転数、アクセル開角、自動車の速度など、複数の運転状況を検出することが可能になる。

以下、より具体的な本発明の実施形態を説明する。

図面を参照してこの発明の実施形態であるエンジン音加工装置について説明する。図２は同エンジン音加工装置のブロック図である。図３は同エンジン音加工装置のマイクおよびスピーカの取り付け位置を説明する図である。

図３に示すように、エンジン音加工装置１０１は、２つのマイク１１０、マイク１２０を備えており、それぞれエンジンの吸気口およびエンジンルームの車室側の壁面にそれぞれ取り付けられている。エンジンの吸気口に取り付けられたマイク１１０は、主としてエンジンの吸気音を収音する。また、エンジンルームの車室側の壁面に取り付けられたマイク１２０は、主としてエンジンの爆発や回転等の動作音（以下、エンジン爆発音と言う。）を収音する。ただし、マイクの設置位置および個数はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、マフラー付近に取り付けて排気音を収音してもよいし、エンジンヘッド付近に取り付けてチェーン等の機械音を収音してもよい。

なお、それぞれの位置に取り付けるマイクは、その設置位置により異なる音を収音することができるので、それぞれの設置位置においてさらに複数のマイクを取り付けて収音した音をミキシングするようにしてもよい。例えば、エンジンルームの車室側の壁面に取り付けるマイクは、その取り付け位置によりエンジンの異なる部分の動作音を収音することができる。したがって、マイクをエンジンルームの車室側の壁面に複数取り付けて、それぞれのマイクが収音した音をミキシングしてもよい。必要とする音質に基づいてミキシング比率を調整し、エンジン動作音を収音すればよい。

また、マイクは音響マイクに限定されるもではない。例えば可聴帯域の振動をピックアップする振動センサ等であってもよい。この振動センサをエンジンに取り付ければ、エンジンの可聴帯域の振動を直接（音になる前に）収音することができる。すなわち、振動センサはエンジンの振動パルスを検出するのではなく、エンジンの音源としての信号をピックアップするものである。また、エンジンの吸気口に振動センサを取り付けることで、エンジン回転に関わらない風切り音等を収音することなく、純粋に吸気音のみを収音することが可能である。一方、マフラー付近は音響マイクを取り付け、エンジン回転次数に対応する周波数ピークを有する排気音を収音する。また、排気音を振動センサにより収音する場合は、マフラーの取付部付近に振動センサを取り付ける。このように、設置位置に応じて音響マイクと振動センサをそれぞれ取り付ければよい。

車室内にはフロント左右およびリヤ左右の４個のスピーカ１４１が設置されている。このスピーカ１４１は、カーオーディオ機器のものであり、エンジン音加工装置独自のものではない。すなわち、このエンジン音加工装置は、エンジン音を収音して加工したのち、そのオーディオ信号をカーオーディオ機器１０５に入力し、カーオーディオ機器１０５を介して車室内にエンジン音を出力するようにしている。

図２において、マイク１１０、マイク１２０は、それぞれアンプ１１１、アンプ１２１に接続されている。アンプ１１１、アンプ１２１は、それぞれマイク１１０、マイク１２０から入力された音声信号（吸気音、エンジン爆発音）を増幅する。増幅された音声信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１２、Ａ／Ｄコンバータ１２２でデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された音声信号は、フィルタ１１３、フィルタ１２３で吸気音やエンジン爆発音をほとんど含まない不要な周波数帯をカットされる。また、信号レベルが大きすぎる場合には、このフィルタにおいてアッテネートされる。したがって、フィルタ１１３、フィルタ１２３は、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、アッテネータ等を組み合わせたもので構成すればよい。

フィルタ１１３、フィルタ１２３で周波数帯域および信号レベルを制限された信号は、信号処理部１０２に入力される。信号処理部１０２では、マイク１１０で収音された吸気音およびマイク１２０で収音されたエンジンルーム壁面におけるエンジン爆発音の両方に対してそれぞれ別系統で信号処理を実行する。なお、この信号処理は、両方の信号をミキシングしたのち１系統で行うようにしてもよい。

信号処理部１０２において、フィルタ１１４、フィルタ１２４は、車室壁面における遮音特性をシミュレートするフィルタである。すなわち、マイク１１０およびマイク１２０は、直接エンジンルーム内で音声を収音しているため、その音声信号は高音域の機械ノイズが高レベルで含まれており、運転者等の乗員が車室内で聴くエンジン音とはかけ離れている。このため、この音声信号を車室で聴くエンジン音と類似した音質（周波数分布）となるように、フィルタ１１４、フィルタ１２４で車室壁面の遮音特性をシミュレートし、低音域は残しつつ高音域をカットした音に加工する。この遮音特性は必ずしもこの装置が搭載される自動車の遮音特性をシミュレートする必要はなく、スポーツカーや高級車の遮音特性をシミュレートするものであってもよい。

なお、このフィルタ１１４、フィルタ１２４のフィルタ特性（遮音特性）は、固定でもよいが、設定変更を可能にしてエンジン音の周波数特性を変えられるようにしてもよい。

フィルタ１１４、フィルタ１２４でフィルタリングされた信号は、ＦＦＴ部１１５、ＦＦＴ部１２５に入力される。ＦＦＴ部１１５、ＦＦＴ部１２５は、それぞれの入力信号を高速フーリエ変換して周波数成分を抽出する。抽出した周波数成分から周波数スペクトルを得る。

次に接続される変換部１１６、変換部１２６は、ＦＦＴ部１１５、ＦＦＴ部１２５から出力された周波数スペクトルの形状をそのときの運転状況に応じて変形するアクティブフィルタである。この周波数スペクトルの形状の変形特性については後で説明する。

変換部１１６、変換部１２６から出力された変形後の周波数スペクトルは、ＩＦＦＴ部１１７、ＩＦＦＴ部１２７で時間軸波形に変換する。その後、ミキサ１１８でミキシングされて１系統の音声信号となり、Ｄ／Ａコンバータ１１９でアナログのオーディオ信号に変換されて、カーオーディオ機器１０５に出力される。なお、この１系統の音声信号は、ステレオ出力（Ｌ／Ｒ）を含むものである。

なお、変形後の周波数スペクトルを先にミキサでミキシングして１系統の信号にしてからＩＦＦＴ部で時間軸波形に変換するように接続してもよい。この場合、変換部１１６、変換部１２６の出力側にミキサ１１８を接続し、ミキサ１１８の出力側に単一のＩＦＦＴ部（ＩＦＦＴ部１１７、またはＩＦＦＴ部１２７）を接続する。さらにＩＦＦＴ部の出力信号がＤ／Ａコンバータ１１９に入力されるように接続する。

運転状況を検出するためのセンサとして、エンジンの回転数を検出するための回転数センサ１３０、アクセルの開角を検出するためのアクセル開角センサ１３１、自動車の速度を検出するための車速センサ１３２を備えている。各センサの検出値はインタフェース１３３を介して制御部１０３に入力される。インタフェース１３３は、必要に応じてＡ／Ｄコンバータを内蔵しているものとする。また、回転数センサ１３０、車速センサ１３２がエンジンの回転または車軸の回転に応じてパルスを出力するエンコーダの場合には、このパルスの積算値またはパルス間隔に基づいて制御部１０３がエンジンの回転数や車速を算出するようにしてもよい。

制御部１０３は、このセンサ出力に応じて前記変換部１１６、変換部１２６の周波数スペクトルの変形特性を決定するパラメータおよびミキサ１１８のミキシング比率を決定する。制御部１０３は、この決定したパラメータおよびミキシング比率を信号処理部１０２に出力して、変換部１１６、変換部１２６およびミキサ１１８を制御する。

制御部１０３には、操作部１０４が接続されている。この操作部１０４は、カーオーディオ機器１０５と共有であってもよく、オーディオ機器の操作部から信号を入力するようにしてもよい。利用者（運転者）は、この操作部１０４を操作して、運転状況（センサ１３０、センサ１３１、センサ１３２の出力）に応じた変換部１１６、変換部１２６、ミキサ１１８の制御特性を設定する。また、この操作部４を操作して、フィルタ１１４、フィルタ１２４のフィルタ特性（遮音特性）を設定する。

すなわち、このエンジン音加工装置の制御系統を図示すると図４のようになる。操作部１０４の設定により、フィルタ１１４、フィルタ１２４、変換部１１６、変換部１２６、および、ミキサ１１８の制御特性が設定され、このうち変換部１１６、変換部１２６、およびミキサ１１８は、センサ１３０、センサ１３１、センサ１３２の出力に応じてリアルタイムにその特性が制御される。

操作部１０４によるスペクトル変形特性、ミキシング比率の設定は、各変換部について１または複数のパラメータをマニュアル操作で設定するようにしてもよく、予め１または複数のパラメータセットを制御部１０３に記憶しておき、そのパラメータセットのいずれかを選択して設定するようにしてもよい。複数のパラメータセットを準備する場合には、たとえば、Ｖ型エンジンのような力強さ感のあるエンジン音効果が得られるパラメータセット、直列エンジンのようなクリア感のあるエンジン音効果が得られるパラメータセットなどを準備しておき、Ｖ型エンジンモード、直列エンジンモードなどのモード切り換えができるようにしておけばよい。なお、このエンジン音加工装置の機能をオフしてエンジン音効果を発生させないようにすることも当然可能である。

また、フラッシュメモリやＲＯＭパックのコネクタを設けておき、パラメータセットをフラッシュメモリやＲＯＭから供給するようにしてもよい。また、カーナビゲーション装置のハードディスクから供給を受けるようにしてもよい。さらに、インターネットを介してパラメータセットをダウンロードできるようにしてもよい。また、ＬＡＮコネクタなどを設けておき、このコネクタを介して接続されたコンピュータ（ノートパソコン）からパラメータセットの供給やパラメータのマニュアル設定ができるようにしてもよい。

次に、図５を参照して変換部１１６、変換部１２６のスペクトル変形特性制御の例について説明する。図５に示すグラフの横軸は周波数、縦軸は変換部のゲインを示し、同図に示すグラフは、収音したエンジン音の周波数スペクトルの一例を示すものである。このように、収音したエンジン音は、周波数軸上で所定間隔にピーク（同図中の白丸１５２）を示す。これらのピーク周波数は、エンジン回転数に応じた周波数のほぼ倍音周波数上にあり、それ以外に大きなレベルを持つピークは存在しない。

一般に、このように周波数軸上で等間隔にピークを示し、それ以外に大きなレベルをもつピークが存在しないスペクトル１５１は、クリアで歪みのない音質となるが、ドライブ愛好家にとって快適な音質であるとは必ずしも言えない。すなわち、Ｖ型エンジンのようにノイズ感があり、力強さ感のあるエンジン音が好まれる場合があり、このようなドライブ愛好家にとっては歪み感のある音質が好まれる。

変換部１１６、変換部１２６は、入力した周波数スペクトルからピークを検出し、ピーク間のスペクトル形状を変更する。具体的には、各ピーク倍音周波数の中心周波数（図５中の破線部１５３）のレベルを上昇させて、歪み感のある音質に変更する。なお、レベルを上昇させる周波数は、厳密に各ピーク倍音周波数の中心周波数（起音を周波数ｆｏとすると、周波数１．５ｆｏ、２．５ｆｏ、・・・）に限らず、各ピーク倍音周波数の間であればよい（例えば、周波数１．４ｆｏ、２．６ｆｏ・・・）。

なお、以下のように各ピーク周波数周辺のレベルを変更するようにしてもよい。図６は、周波数スペクトルのうち、一つのピーク周波数周辺のゲインを示した図である。同図に示すように、実線で示された周波数スペクトルを、ピーク周波数についてはレベルを変化させずに、破線で示すようにピーク周波数から離れるにしたがってレベルを上昇させる。この場合、ピーク周波数成分以外のスペクトル成分が大きくなり、歪み感のある音質となって、エンジン音の力強さ感が強調される。

一方で、本実施形態においては、変換部１１６、変換部１２６は、上記処理の逆の処理を行うこともできる。すなわち、周波数スペクトルのピークを強調して、よりクリアで歪み感の無い音質に変換することも可能である。この場合、ピーク周波数のレベルを上昇させるようにする。クリアで歪み感の無い音に変換することで、モータ音のように静粛感のあるエンジン音を好む運転者のニーズに対応することが可能となる。

上述したように、これらの特性制御は、利用者の操作に応じてそのパラメータセットを変更できるものである。ピーク間のレベルを上昇させて力強さ感を強調するＶ型エンジンモードや、ピークのレベルを上昇させてクリア感を強調する直列エンジンモード等のパラメータセットを設定して、運転者等が変更できるようにすればよい。

なお、上記の処理は全周波数帯域について行う例を示したが、周波数帯域を限定して処理を行ってもよい。例えば低域のみ力強さ感を強調することで、大排気量で少気筒エンジンのような迫力のある音質にすることができる。

次に、図７Ａ〜７Ｃを参照してセンサ１３０、センサ１３１、およびセンサ１３２の検出値に応じてスペクトル変形特性を制御する場合について説明する。図７Ａ〜７Ｃに示すグラフの横軸は周波数、縦軸は変換部のゲインを示し、同図に表示するフィルタの周波数ゲインは以下のような特徴を有している。

図７Ａは、エンジン回転数に基づくエンジン爆発音のスペクトル変形制御特性を示しており、
（ａ）エンジン回転数が低いときは、全周波数帯域でピークを強調する。
（ｂ）エンジン回転数が高いときは、全周波数帯域でピーク以外のレベルを上げる。
というルールに基づくものである。

図７Ｂは、アクセル開角に基づく吸気音のスペクトル形状制御特性を示しており、
（ｃ）アクセル開角が小さいときは、スペクトル形状を変形しない。
（ｄ）アクセル開角が大きいときは、吸気音の低音のピークを強調する。
というルールに基づくものである。

図７Ｃは、車速に基づく全体音量の制御特性を示しており、
（ｅ）車速が小さいときは、スペクトル形状を変形しない。
（ｆ）車速が大きいときは、全周波数帯域でスペクトル形状はそのまま、全体音量を大きくする。
というルールに基づくものである。

以上のルールは、「エンジンの回転数が低いときは静粛感を強調するためにピークを強調してクリアな音質とするが、エンジンの回転数が高いときはエンジンの力強さ感を強調するために全周波数帯域でピーク以外のレベルを上げる。アクセル開角が大きいときはエンジンに負荷が掛かっているため、吸気音の低域ピークを強調して低音のクリア感を強調する。車速が大きいときは、風切り音やタイヤノイズなどエンジン音以外のノイズが大きくなるため、全体の音量を大きくする。」という趣旨に基づくものであり、Ｖ型エンジンモードに相当するルールである。Ｖ型エンジンモードは、実際のエンジン音にさらにそのときの運転状況に応じてエンジンの力強さ感を強調するためのルールである。

なお、低音域の周波数帯域は、エンジン音の周波数分布に基づいて決定すればよいが、一般的には、低音域の周波数帯域は３００〜５００Ｈｚにすればよい。
また、スペクトル変形特性の制御ルールは上記のものに限定されない。

以下、別の例における変換部１１６、変換部１２６のスペクトル変形特性制御について説明する。図８Ａ〜８Ｃは、エンジン音の周波数スペクトルのうち、一つのピークのレベルと回転数の関係を示した図である。図８Ａに示すグラフの横軸は時間を表し、縦軸は変換部のゲインを表している。図８Ｂおよび８Ｃに示すグラフの横軸はエンジン回転数を表し、縦軸は変換部のゲインを表している。

図８Ａは、エンジン回転数一定のもと、変換部のゲインの時間変化を表したグラフであり、図中のようにエンジン音のレベルは一定ではなく不規則に増減する。一般には、図８Ａに示すように、エンジン回転数が一定であってもエンジン音のレベルは一定ではなく、不規則に変化するが、このような状況はドライブ愛好家にとって快適な音とは言えない。すなわち、ドライブ愛好家にとっては、エンジンの回転数にリニアにエンジン音量が対応するエンジン音が好まれ、このようにリニア感のあるエンジン音が質の良いエンジンであると判断される。

変換部１１６、変換部１２６は、入力した周波数スペクトルからピークを検出し、ピークレベルの時間変化を測定する。ピークレベルは、エンジンの回転数にリニアに対応するとすれば、エンジン回転数によってピークレベルの時間変化は予測することができる。したがって、変換部１１６、変換部１２６は、測定したピークレベルが予測したピークレベルよりも小さくなった場合に、その周波数成分について予測したピークレベルになるようにレベルを上昇させる。

図８Ｂは、エンジン回転数と変換部のゲインの関係を表したグラフである。図８Ｂの実線に示すように、通常、エンジン音はエンジン回転数にリニアに対応せずに不規則に変化する。また、性能の低いエンジンは、あるエンジン回転数から出力が急激に低下して音量も低下する。変換部１１６、変換部１２６は、予測したピークレベルよりも測定したピークレベルが小さくなった場合に、図８Ｂの破線に示すように、エンジン音がエンジン回転数にリニアに対応するようにピークレベルを上昇させる。

図８Ｃは、エンジン回転数と変換部のゲインの関係を表したグラフであるが、図８Ｃにおいては、破線に示すようにあるエンジン回転数から急激にエンジン音が大きくなるようにピークレベルを上昇させる。

これにより、エンジン回転数に応じて音圧が上昇するリニア感を再現することが可能となり、また、あるエンジン回転数から急激に音圧が上昇するターボエンジンのような非リニア感を再現することも可能となる。

なお、これらの処理は全周波数帯域で、検出したピークすべてに行ってもよいし、周波数帯域を限定して行ってもよい。

以上のルールをスペクトル変形特性に的確に反映させるためには、たとえば、各センサ出力を変数にした関数を作成しておき、この関数にセンサ出力を入力して特性を求めるようにしてもよく、ファジィ推論によって求めるようにしてもよい。また、各センサ出力の所定ステップ毎にスペクトル変形特性を決定するテーブルを求めておき、センサ出力でこのテーブルを検索して該当するスペクトル変形特性を読み出すようにしてもよい。いずれにしても利用者によって設定される上記パラメータセットにはこのセンサ出力に基づいてスペクトル変形特性を求めるための情報が含まれているものとする。

〔第２の実施形態〕

図面を参照してこの発明の第２の実施形態であるエンジン音加工装置について説明する。図９は同エンジン音加工装置のブロック図である。図１０は同エンジン音加工装置のマイクおよびスピーカの取り付け位置を説明する図である。
図１１に示すように、エンジン音加工装置１は、４つのマイク２１０、マイク２２０、マイク２３０、およびマイク２４０を備えており、それぞれエンジンの吸気口、エンジンルームの車室側の壁面、エンジンヘッド、および排気口（マフラー）付近にそれぞれ取り付けられている。エンジンの吸気口に取り付けられたマイク２１０は、主としてエンジンの吸気音を収音する。エンジンルームの車室側の壁面に取り付けられたマイク２２０は、主としてエンジンの爆発や回転等の動作音（以下、エンジン爆発音と言う。）を収音する。エンジンヘッドに取り付けられたマイク２３０は、主としてチェーン等の機械音を収音する。また、マフラー付近に取り付けたマイク２４０は、排気音を収音する。ただし、マイクの設置位置および個数はこの実施形態に限定されるものではない。

なお、それぞれの位置に取り付けるマイクは、その設置位置により異なる音を収音することができるので、それぞれの設置位置においてさらに複数のマイクを取り付けて収音した音をミキシングするようにしてもよい。例えば、エンジンルームの車室側の壁面に取り付けるマイクは、その取り付け位置によりエンジンの異なる部分の動作音を収音することができる。したがって、マイクをエンジンルームの車室側の壁面に複数取り付けて、それぞれのマイクが収音した音をミキシングしてもよい。必要とする音質に基づいてミキシング比率を調整し、エンジン動作音を収音すればよい。

また、マイクは音響マイクに限定されるもではない。例えば可聴帯域の振動をピックアップする振動センサ等であってもよい。この振動センサをエンジンに取り付ければ、エンジンの可聴帯域の振動を直接（音になる前に）収音することができる。すなわち、振動センサはエンジンの振動パルスを検出するのではなく、エンジンの音源としての信号をピックアップするものである。また、エンジンの吸気口に振動センサを取り付けることで、エンジン回転に関わらない風切り音等を収音することなく、純粋に吸気音のみを収音することが可能である。一方、マフラー付近は音響マイクを取り付け、エンジン回転次数に対応する周波数ピークを有する排気音を収音する。また、排気音を振動センサにより収音する場合は、マフラーの取付部付近に振動センサを取り付ける。このように、設置位置に応じて音響マイクと振動センサをそれぞれ取り付ければよい。

車室内にはフロント左右およびリヤ左右の４個のスピーカ２７１が設置されている。このスピーカ２７１は、カーオーディオ機器のものであり、エンジン音加工装置独自のものではない。すなわち、このエンジン音加工装置は、エンジン音を収音して加工したのち、そのオーディオ信号をカーオーディオ機器２０５に入力し、カーオーディオ機器２０５を介して車室内にエンジン音を出力するようにしている。

図９において、マイク２１０、マイク２２０、マイク２３０、およびマイク２４０は、それぞれアンプ２１１、アンプ２２１、アンプ２３１、およびアンプ２４１に接続されている。アンプ２１１、アンプ２２１、アンプ２３１、およびアンプ２４１は、それぞれマイク２１０、マイク２２０、マイク２３０、およびマイク２４０から入力された音声信号（吸気音、エンジン爆発音、機械音、排気音）を増幅する。増幅された音声信号は、Ａ／Ｄコンバータ２１２、Ａ／Ｄコンバータ２２２、Ａ／Ｄコンバータ２３２、およびＡ／Ｄコンバータ２４２でデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された音声信号は、ミキサ２５０に入力される。

ミキサ２５０は、４つの信号をミキシングした後２系統で信号処理部２０２のピッチシフタ２１３とフィルタ２２３に出力する。信号処理部２０２では、ミキシングされた２つの信号に対してそれぞれ別系統で信号処理を実行する。主としてマイク２２０、マイク２４０で収音したエンジン爆発音、排気音をピッチシフタ２１３に入力されるようにし、マイク２１０、マイク２３０、で収音した吸気音、機械音をフィルタ２２３に入力されるようにミキシングする。ミキシング比率はあらかじめ固定であってもよいし、制御部２０３によって制御されるようにしてもよい。

ピッチシフタ２１３は、入力された信号をピッチシフトする。ピッチシフトする周波数は、制御部２０３によって制御され、運転状況に応じてリアルタイムに特性が変化する。この発明におけるピッチシフタ２１３は、収音したエンジン音（ここでは主にエンジン爆発音と排気音）をピッチシフトし、他の形式のエンジン音特性に変化させる。例えばエンジンが４気筒エンジンであるとして、収音したエンジン音の周波数特性をピッチシフトすることで８気筒エンジンの周波数特性を有するエンジン音に加工する。８気筒エンジンのエンジン回転数に対する特定の次数成分が強調されるように加工する。

フィルタ２２３は、入力された信号をフィルタリングするアクティブフィルタである。そのフィルタ特性は、制御部２０３によって制御され、運転状況に応じてリアルタイムに変化する。フィルタ２２３は、収音したエンジン音（ここでは主に吸気音と機械音）をフィルタリングし、他の形式のエンジン音特性に変化させる。例えばエンジンが４気筒エンジンであれば、８気筒エンジンのようなエンジン音に加工する。エンジン回転数に対する特定の次数成分が強調され、かつ他の周波数成分が抑制されるようにフィルタ特性を変化させればよい。

ピッチシフタ２１３の周波数変換比率およびフィルタ２２３のフィルタ特性は、あらかじめ規定しておいた加工テーブルを制御部２０３が読み出すことで決定される。加工テーブルは制御部２０３の内蔵メモリ等に記憶されているが、フラッシュメモリ等に記憶しておいてもよい。加工テーブルについては後ほど詳細に述べる。

ピッチシフタ２１３、フィルタ２２３から出力される信号はそれぞれ、フィルタ２１４、フィルタ２２４で吸気音やエンジン爆発音をほとんど含まない不要な周波数帯をカットされる。また、信号レベルが大きすぎる場合には、このフィルタにおいてアッテネートされる。したがって、フィルタ２１４、フィルタ２２４は、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、アッテネータ等を組み合わせたもので構成すればよい。

フィルタ２１４、フィルタ２２４で周波数帯域および信号レベルを制限された信号は、フィルタ２１５、およびフィルタ２２５に入力される。

フィルタ２１５、フィルタ２２５は、車室壁面における遮音特性をシミュレートするフィルタである。すなわち、マイク２１０、マイク２２０およびマイク２３０は、直接エンジンルーム内で音声を収音し、マイク２４０はマフラー付近の車外で音声を収音しているため、その音声信号は高音域のノイズが高レベルで含まれており、運転者等の乗員が車室内で聴くエンジン音とはかけ離れている。このため、この音声信号を車室で聴くエンジン音と類似した音質（周波数分布）となるように、フィルタ２１５、フィルタ２２５で車室壁面の遮音特性をシミュレートし、低音域は残しつつ高音域をカットした音に加工する。この遮音特性は必ずしもこの装置が搭載される自動車の遮音特性をシミュレートする必要はなく、スポーツカーや高級車の遮音特性をシミュレートするものであってもよい。

なお、このフィルタ２１５、フィルタ２２５のフィルタ特性（遮音特性）は、固定でもよいが、設定変更を可能にしてエンジン音の周波数特性を変えられるようにしてもよい。

次段のフィルタ２１６、フィルタ２２６は、運転状況に応じてリアルタイムに特性が変化するアクティブフィルタであり、エンジン音（吸気音、エンジン爆発音、機械音、および排気音）を運転状況に応じて加工する。このフィルタ特性の変化については後で説明する。

２段のフィルタ２１５−フィルタ２１６、およびフィルタ２２５−フィルタ２２６から出力された信号はミキサ２１７でミキシングされて１系統の音声信号となり、Ｄ／Ａコンバータ２１８でアナログのオーディオ信号に変換されて、カーオーディオ機器５に出力される。なお、この１系統の音声信号は、ステレオ出力（Ｌ／Ｒ）を含むものである。

運転状況を検出するためのセンサとして、エンジンの回転数を検出するための回転数センサ２６０、アクセルの開角を検出するためのアクセル開角センサ２６１、自動車の速度を検出するための車速センサ２６２を備えている。各センサの検出値はインタフェース２６３を介して制御部２０３に入力される。インタフェース２６３は、必要に応じてＡ／Ｄコンバータを内蔵しているものとする。また、回転数センサ２６０、車速センサ２６２がエンジンの回転または車軸の回転に応じてパルスを出力するエンコーダの場合には、このパルスの積算値またはパルス間隔に基づいて制御部２０３がエンジンの回転数や車速を算出するようにしてもよい。

制御部２０３は、このセンサ出力に応じて前記ミキサ２１７のミキシング比率、ピッチシフタ２１３のピッチシフト特性、およびフィルタ２２３、フィルタ２１６、フィルタ２２６のフィルタ特性を決定するパラメータを決定する。制御部２０３は、この決定したパラメータおよびミキシング比率を信号処理部２０２に出力して、ピッチシフタ２１３、フィルタ２２３、フィルタ２１６、フィルタ２２６およびミキサ２１７を制御する。

制御部２０３には、操作部２０４が接続されている。この操作部２０４は、カーオーディオ機器２０５と共有であってもよく、オーディオ機器の操作部から信号を入力するようにしてもよい。利用者（運転者）は、この操作部２０４を操作して、運転状況（センサ２６０、センサ２６１、センサ２６２の出力）に応じたピッチシフタ２１３、フィルタ２２３、フィルタ２１６、およびフィルタ２２６の制御特性を設定する。また、この操作部４を操作して、フィルタ２１５、フィルタ２２５のフィルタ特性（遮音特性）を設定する。

すなわち、このエンジン音加工装置の制御系統を図示すると図１１のようになる。操作部２０４の設定により、ピッチシフタ２１３、フィルタ２２３、フィルタ２１５、フィルタ２２５、フィルタ２１６、フィルタ２２６、および、ミキサ１７の制御特性が設定され、このうちピッチシフタ２１３、フィルタ２２３、フィルタ２１６、フィルタ２２６およびミキサ２１７は、センサ２６０、センサ２６１、センサ２６２の出力に応じてリアルタイムにその特性が制御される。

操作部２０４によるピッチシフト特性、フィルタ特性、ミキシング比率の設定は、ピッチシフタ２１３、各フィルタ、ミキサ２１７のそれぞれについて１または複数のパラメータをマニュアル操作で設定するようにしてもよく、予め１または複数のパラメータセットを制御部２０３に記憶しておき、そのパラメータセットのいずれかを選択して設定するようにしてもよい。複数のパラメータセットを準備する場合には、たとえば、８気筒エンジンのようなエンジン音効果が得られるパラメータセット、１２気筒エンジンのようなエンジン音効果が得られるパラメータセットなどを準備しておき、８気筒エンジンモード、１２気筒エンジンモードなどのモード切り換えができるようにしておけばよい。また、８気筒エンジンモードの中でもスポーツカーモード、クルージングモード等のパラメータセットを切り換えできるようにしてもよい。なお、このエンジン音加工装置の機能をオフしてエンジン音効果を発生させないようにすることも当然可能である。

また、フラッシュメモリやＲＯＭパックのコネクタを設けておき、パラメータセットをフラッシュメモリやＲＯＭから供給するようにしてもよい。また、カーナビゲーション装置のハードディスクから供給を受けるようにしてもよい。さらに、インターネットを介してパラメータセットをダウンロードできるようにしてもよい。また、ＬＡＮコネクタなどを設けておき、このコネクタを介して接続されたコンピュータ（ノートパソコン）からパラメータセットの供給やパラメータのマニュアル設定ができるようにしてもよい。

なお、信号処理部２の構成は上記実施形態に限るものではない。例えば、ピッチシフタ２１３〜ＦＩＲフィルタ２１６の１系統だけの構成であってもよい。ピッチシフタ２１３〜ＦＩＲフィルタ２１６の１系統でエンジン音をピッチシフトすれば、運転者等に聞こえるエンジン音をほぼ他の型式のエンジン音に加工することができる。また、フィルタ２１４（フィルタ２２４）やＦＩＲフィルタ２１６（ＦＩＲフィルタ２２６）は、本発明の必須の構成要素ではなく、ピッチシフタ２１３、およびＦＩＲフィルタ２１５からなる構成であってもよい。また、各フィルタは接続順序を入れ替えてもよいものである。

次に、図１２、および図１３を参照してピッチシフト特性の例について説明する。

図１２は、エンジン音加工装置のピッチシフタ２１３を詳細に説明する図である。同図に示すように、ピッチシフタ２１３に入力されたエンジン音は、複数のバンドパスフィルタ（以下ＢＰＦと言う）２８０に入力され、所定のレベル以上のピークを有する周波数帯域が切り出される。それぞれのＢＰＦ２８０の通過周波数帯域は、制御部２０３によって制御される。制御部２０３は、回転数センサ２６０の検出値であるエンジン回転数に応じて回転１次、回転２次、・・・に相当する周波数帯域についてそれぞれ信号を通過するようにリアルタイムにＢＰＦ２８０の通過周波数帯域を設定する。

なお、高い回転次数のピークまで全て切り出す必要はなく、主要な低次のピークを切り出してピッチシフトすれば、運転者等に聞こえるエンジン音を、ほぼ他の型式のエンジン音に加工することができる。切り出すピークは１つ〜複数であればよい。また、複数のピークをまとめて切り出すようにしてもよい。例えばエンジン音が１００Ｈｚ、２００Ｈｚにピークを有する場合には、これらを含む周波数帯域をまとめて１つのＢＰＦ２８０で切り出すように設定してもよい。

ＢＰＦ２８０でエンジン回転次数の回転１次、回転２次、・・・に相当する周波数帯域に分割されたエンジン音は、それぞれに接続されるシフト処理部２９０に入力される。シフト処理部２９０は、それぞれ入力されたエンジン音を所定の周波数にピッチシフトする。ピッチシフトされたエンジン音は、それぞれレベル調整部２００でレベル変更された後、合成され１系統の信号として出力される。

ここで、シフト処理部２９０およびレベル調整部２００は、制御部３によって制御される。制御部２０３は、回転数センサ２６０の検出値であるエンジン回転数と加工テーブルを参照してシフト処理部２９０のピッチシフト比率（周波数変換比率）とレベル調整部２００のレベル変更比率を設定する。加工テーブルは、エンジン回転数に対して、どのようなエンジン回転次数の成分が発生するかを規定したテーブルである。

なお、図１２においてピッチシフタ２１３は、複数の系統のＢＰＦ２８０、シフト処理部２９０、およびレベル調整部２００を備え、複数のピークを切り出す例を示したが、切り出すピークが単一である場合、または複数のピークをまとめて１つの周波数帯域で切り出す場合などは、１系統のＢＰＦ２８０、シフト処理部２９０、およびレベル調整部２００であってもよいものである。

次に、図１３Ａ〜１３Ｄを用いて加工テーブルについて説明する。

図１３Ａ、および図１３Ｃに示すグラフの横軸は回転数センサ２６０から読み出したエンジン回転数、縦軸は周波数を示し、図１３Ｂおよび図１３Ｄに示すグラフの横軸は周波数、縦軸はゲインを示す。同図に示すグラフは、収音したエンジン音の周波数特性の一例を示すものである。この例においては、４気筒エンジンのエンジン音を収音するものとする。

図１３Ａは、収音したエンジン音のピークについて、エンジン回転数と周波数の関係を示したグラフである。図１３Ａに示すように、４気筒エンジンのエンジン音は、エンジン回転次数の整数倍（回転１次、２次、３次・・・）の成分のいずれかに所定レベル以上のピークを有する。この例においては回転２次、回転４次に所定レベル以上のピークを有する。これを図１３Ｂにおいて詳細に説明する。図１３Ｂは、エンジン回転数が６０００回転の場合に収音したエンジン音の周波数特性を示したグラフである。このように、エンジン回転数が６０００回転であるとすると、回転２次に相当する周波数２００Ｈｚと、回転４次に相当する周波数４００Ｈｚにレベルの大きいピークを有する。この例においては、回転２次、回転４次の成分がレベルの大きいピークとして発生しているが、エンジンによって発生する次数成分は異なる。

加工テーブルは、図１３Ａのようにそれぞれのエンジン（例えば４気筒エンジン、８気筒エンジンなど）において、エンジン回転数に対してどのような回転次数（周波数）のピークが発生するかを規定している。つまり、加工テーブルは４気筒エンジンテーブル、８気筒エンジンテーブルなど複数のエンジン回転次数成分のテーブルからなる。これらのエンジンテーブルの各次数成分は予め対応付けされており、制御部３は、回転数センサ２６０で読み出したエンジン回転数と、それぞれのエンジンテーブルからエンジン回転数に対応する次数（周波数）成分を読み出して、シフト処理部２９０の周波数変換比率を設定する。さらに、レベル調整部２００のレベル変更量も設定する。なお、それぞれのエンジンテーブルの対応付けは、低い回転次数から順に対応付けておいてもよいし、別途対応付け専用テーブルを設けておき、これを制御部２０３が読み出してもよい。

図１３Ｃは、収音したエンジン音をピッチシフトした場合のピークを示したグラフである。図１３Ｄは、エンジン回転数が６０００回転の場合に収音したエンジン音をピッチシフトした場合の周波数特性を示したグラフである。このように、ピッチシフタ２１３は、収音したエンジン音のうち、４気筒エンジン回転２次成分、および回転４次成分を８気筒エンジン回転４次成分、および８次成分にピッチシフトする。ピッチシフトすることで、エンジン音は図１３Ｄに示すような周波数特性を示し、８気筒エンジン回転４次成分、８次成分（４００Ｈｚ、８００Ｈｚ付近）がレベルの大きいピークとなる。

上記実施形態では２次成分、４次成分についてのピッチシフトを示したが、無論、この例に限るものではなく、このエンジン音加工装置を搭載する自動車のエンジン型式と、目的とするエンジン音のエンジン型式に応じて様々な加工テーブルを規定しておけばよいものである。

なお、上記においては、加工テーブルに規定された次数成分についてピッチシフトをする例を示したが、いずれか１つの成分についてのみピッチシフトするようにしてもよい。最もレベルの大きい成分、または最も高い周波数の成分だけをピッチシフトするようにしてもよい。

また、エンジン回転数が低回転の場合、ピッチシフトをせずに収音したエンジン音をそのまま出力し、所定の回転数（例えば５０００回転等）以上となった場合にピッチシフトを行い、多気筒エンジンのエンジン音効果を発生させるようにしてもよい。

なお、ピッチシフト処理は、この例に限るものではなく、エンジン音をＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）することで周波数スペクトルを求め、所定レベル以上のピークを有する周波数について、ピーク形状をそのままに周波数シフトをするようにしてもよい。

上述したように、これらの特性制御は、利用者の操作に応じてそのパラメータセットを変更できるものである。８気筒エンジンのようなエンジン音効果が得られるパラメータセット、１２気筒エンジンのようなエンジン音効果が得られるパラメータセット等を設定して、運転者等が変更できるようにすればよい。この場合、上記テーブルは８気筒エンジンテーブル、１２気筒エンジンテーブル等をそれぞれ規定しておく。

次に、フィルタ２２３のフィルタ特性について説明する。フィルタ２２３は、ミキサ２５０から主としてマイク２１０、マイク２３０で収音した吸気音、機械音の信号が入力される。フィルタ２２３においても、加工テーブルに基づいて他の形式のエンジン音に加工する。すなわち、上述したピッチシフタ２１３のように、８気筒エンジンのエンジン音に加工する場合は８気筒エンジンの次数成分（周波数）が強調されるようにフィルタ特性をリアルタイムに変化させ、他の次数成分を抑制する。強調する周波数は、エンジン回転数センサ２６０の検出値であるエンジン回転数にと加工テーブルに基づいて制御部２０３が設定する。

なお、マイク２１０、マイク２３０で収音した吸気音、機械音のピークに関しては、マイク２２０、マイク２４０で収音したエンジン爆発音、排気音のピークに比較して、エンジンの気筒数に起因する割合が小さい。したがって、フィルタ２２３においては、収音したエンジン音のピークを極端に抑制するものではない。

次に、図１４Ａ〜１４Ｄを参照してフィルタ２１６、フィルタ２２６の特性制御の一例について説明する。図１４Ａ〜１４Ｃに示すグラフの横軸は周波数、縦軸はフィルタの周波数ゲインを示し、同図に表示するフィルタの周波数ゲインは以下のような特徴を有している。

図１４Ａは、エンジン回転数に基づく吸気音、エンジン爆発音のフィルタ制御特性を示しており、
（ａ）エンジン回転数が低いときは、低音を強調し、高音を抑制する。
（ｂ）エンジン回転数が高いときは、低音を抑制し、高音を強調する。
というルールに基づくものである。

図１４Ｂは、アクセル開角に基づく吸気音のフィルタ制御特性を示しており、
（ｃ）アクセル開角が小さいときは、吸気音の低音を抑制する。
（ｄ）アクセル開角が大きいときは、吸気音の低音を強調する。
というルールに基づくものである。

図１４Ｃは、車速に基づく全体音量の制御特性を示しており、
（ｅ）車速が小さいときは、全体音量を小さくする。
（ｆ）車速が大きいときは、全体音量を大きくする。
というルールに基づくものである。

図１４Ｄに示すグラフの横軸はアクセル開角値およびエンジン回転数、縦軸はミキシングウェイトを示している。図１４Ｄは、アクセル開角およびエンジン回転数に基づく吸気音、機械音、およびエンジン爆発音、排気音のミキシングウェイト制御特性を示しており、
（ｇ）アクセル開角が大きくなるにつれて、吸気音、機械音のミキシングウェイトを大きくする。
（ｈ）エンジン回転数が大きくなるにつれて、エンジン爆発音、排気音のミキシングウェイトを大きくする。
というルールに基づくものである。

なお、ミキシング比率は、吸気音、機械音のミキシングウェイトとエンジン爆発音、排気音のミキシングウェイトの比率によって決定される。以上のルールは、「エンジンの回転数が低いときは大排気量のエンジンの雰囲気を出すために低音を強調し、エンジンの回転数が高いときはエンジンの高速回転を強調するために高音を強調するとともにエンジン爆発音、排気音のミキシングウェイトを大きくする。アクセル開角が大きいときはエンジンに負荷が掛かっているため、吸気音を大きくするとともに吸気音、機械音のミキシングウェイトを大きくする。車速が大きいときは、風切り音やタイヤノイズなどエンジン音以外のノイズが大きくなるため、全体の音量を大きくする。」という趣旨に基づくものであり、スポーツカーモードに相当するルールである。スポーツカーモードは、実際のエンジン音にさらにそのときの運転状況を強調するためのルールである。

なお、低音域、高音域の中心周波数は、エンジン音の周波数分布に基づいて決定すればよいが、一般的には、低音域の中心周波数は５００Ｈｚ前後、高音域の中心周波数は１０００Ｈｚ前後にすればよい。

以上のルールをフィルタ特性に的確に反映させるためには、たとえば、各センサ出力を変数にした関数を作成しておき、この関数にセンサ出力を入力して特性を求めるようにしてもよく、ファジィ推論によって求めるようにしてもよい。また、各センサ出力の所定ステップ毎にフィルタ特性を決定するテーブルを求めておき、センサ出力でこのテーブルを検索して該当するフィルタ特性を読み出すようにしてもよい。いずれにしても利用者によって設定される上記パラメータセットにはこのセンサ出力に基づいてフィルタ変形特性を求めるための情報が含まれているものとする。

以上のように、本発明の実施形態であるエンジン音加工装置においては、車室外に設置したマイクから実際のエンジン音を収音し、特定の周波数成分を強調加工して、異なる形式のエンジン音を車室内に出力することができるため、容易な処理で多気筒エンジン音のようなクリアで軽やかな音質を持つリアルなエンジン音効果を発生させることができ、ドライブ愛好家にとって心地よい車室空間を作り出すことができる。

〔第３の実施形態〕

図面を参照してこの発明の実施形態であるエンジン音加工装置について説明する。図１５は同エンジン音加工装置のブロック図である。図１６は同エンジン音加工装置のマイクおよびスピーカの取り付け位置を説明する図である。
図１７に示すように、エンジン音加工装置１は、２つのマイク３１０、マイク３２０を備えており、それぞれエンジンの吸気口およびエンジンルームの車室側の壁面にそれぞれ取り付けられている。エンジンの吸気口に取り付けられたマイク３１０は、主としてエンジンの吸気音を収音する。また、エンジンルームの車室側の壁面に取り付けられたマイク３２０は、主としてエンジンの爆発や回転等の動作音（以下、エンジン爆発音と言う。）を収音する。ただし、マイクの設置位置および個数はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、マフラー付近に取り付けて排気音を収音してもよいし、エンジンヘッド付近に取り付けてチェーン等の機械音を収音してもよい。

なお、それぞれの位置に取り付けるマイクは、その設置位置により異なる音を収音することができるので、それぞれの設置位置においてさらに複数のマイクを取り付けて収音した音をミキシングするようにしてもよい。例えば、エンジンルームの車室側の壁面に取り付けるマイクは、その取り付け位置によりエンジンの異なる部分の動作音を収音することができる。したがって、マイクをエンジンルームの車室側の壁面に複数取り付けて、それぞれのマイクが収音した音をミキシングしてもよい。必要とする音質に基づいてミキシング比率を調整し、エンジン動作音を収音すればよい。

また、マイクは音響マイクに限定されるもではない。例えば可聴帯域の振動をピックアップする振動センサ等であってもよい。この振動センサをエンジンに取り付ければ、エンジンの可聴帯域の振動を直接（音になる前に）収音することができる。すなわち、振動センサはエンジンの振動パルスを検出するのではなく、エンジンの音源としての信号をピックアップするものである。また、エンジンの吸気口に振動センサを取り付けることで、エンジン回転とは無関係な風切り音等を収音することなく、純粋に吸気音のみを収音することが可能である。一方、マフラー付近は音響マイクを取り付け、エンジン回転次数に対応する周波数ピークを有する排気音を収音する。また、排気音を振動センサにより収音する場合は、マフラーの取付部付近に振動センサを取り付ける。このように、設置位置に応じて音響マイクと振動センサをそれぞれ取り付ければよい。

車室内にはフロント左右およびリヤ左右の４個のスピーカ５１が設置されている。このスピーカ３５１は、カーオーディオ機器のものであり、エンジン音加工装置独自のものではない。すなわち、このエンジン音加工装置は、エンジン音を収音して加工したのち、そのオーディオ信号をカーオーディオ機器３０５に入力し、カーオーディオ機器３０５を介して車室内にエンジン音を出力するようにしている。

図１５において、マイク３１０、マイク３２０は、それぞれアンプ３１１、アンプ３２１に接続されている。アンプ３１１、アンプ３２１は、それぞれマイク３１０、マイク３２０から入力された音声信号（吸気音、エンジン爆発音）を増幅する。増幅された音声信号は、Ａ／Ｄコンバータ３１２、Ａ／Ｄコンバータ３２２でデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された音声信号は、フィルタ３１３、フィルタ３２３で吸気音やエンジン爆発音をほとんど含まない不要な周波数帯をカットされる。また、信号レベルが大きすぎる場合には、このフィルタにおいてアッテネートされる。したがって、フィルタ３１３、フィルタ３２３は、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、アッテネータ等を組み合わせたもので構成すればよい。

フィルタ３１３、フィルタ３２３で周波数帯域および信号レベルを制限された信号は、信号処理部３０２に入力される。信号処理部３０２では、マイク３１０で収音された吸気音およびマイク３２０で収音されたエンジン爆発音の両方に対してそれぞれ別系統で信号処理を実行する。なお、この信号処理は、両方の信号をミキシングしたのち１系統で行うようにしてもよい。

信号処理部３０２において、フィルタ３１４、フィルタ３２４は、車室壁面における遮音特性をシミュレートするフィルタである。すなわち、マイク３１０およびマイク３２０は、直接エンジンルーム内で音声を収音しているため、その音声信号は高音域の機械ノイズが高レベルで含まれており、運転者等の乗員が車室内で聴くエンジン音とはかけ離れている。このため、この音声信号を車室で聴くエンジン音と類似した音質（周波数分布）となるように、フィルタ３１４、フィルタ３２４で車室壁面の遮音特性をシミュレートし、低音域は残しつつ高音域をカットした音に加工する。この遮音特性は必ずしもこの装置が搭載される自動車の遮音特性をシミュレートする必要はなく、スポーツカーや高級車の遮音特性をシミュレートするものであってもよい。

なお、このフィルタ３１４、フィルタ３２４のフィルタ特性（遮音特性）は、固定でもよいが、設定変更を可能にしてエンジン音の周波数特性を変えられるようにしてもよい。

次段のフィルタ３１５、フィルタ３２５は、運転状況に応じて特性が変化するアクティブフィルタであり、エンジン音（マイク３１０、マイク３２０で収音した吸気音およびエンジン爆発音）を運転状況に応じて加工する。したがって、このフィルタ３１５、フィルタ３２５は、運転状況に応じてリアルタイムに特性が変化するアクティブフィルタである。このフィルタ特性の変化については後で説明する。

２段のフィルタ３１４−フィルタ３１５、およびフィルタ３２４−フィルタ３２５から出力された吸気音およびエンジン爆発音はそれぞれ乗算器３１６、および乗算器３２６において波形生成部３３０から出力された信号と合成（乗算）される。波形生成部３３０が出力する信号は、所定の周期で振幅変調した信号であり、この信号の波形パラメータは制御部３０３によって決定される。波形生成部３３０は、乗算器３１６、乗算器３２６のぞれぞれに対して異なる信号を出力することが可能である。波形生成部３３０の出力信号は、吸気音、およびエンジン爆発音と合成され、それぞれの音に変調感を付加する。詳細は後述する。その後、吸気音およびエンジン爆発音は、ミキサ３１７でミキシングされて１系統の音声信号となり、ゲインコントローラ３１８でレベルコントロールされ、Ｄ／Ａコンバータ３１９でアナログのオーディオ信号に変換されて、カーオーディオ機器３０５に出力される。なお、この１系統の音声信号は、ステレオ出力（Ｌ／Ｒ）を含むものである。

なお、ミキサ３１７の後段に乗算器を接続して、１系統の信号にミキシングした後に波形生成部３３０の出力信号を合成するようにしてもよい。吸気音とエンジン爆発音がミキシングされた後のエンジン音に波形生成部３３０の出力信号を合成しても、エンジン音全体に変調感を付加することができる。

運転状況を検出するためのセンサとして、エンジンの回転数を検出するための回転数センサ３４０、アクセルの開角を検出するためのアクセル開角センサ３４１、自動車の速度を検出するための車速センサ３４２を備えている。各センサの検出値はインタフェース３４３を介して制御部３０３に入力される。インタフェース３４３は、必要に応じてＡ／Ｄコンバータを内蔵しているものとする。また、回転数センサ３４０、車速センサ３４２がエンジンの回転または車軸の回転に応じてパルスを出力するエンコーダの場合には、このパルスの積算値またはパルス間隔に基づいて制御部３０３がエンジンの回転数や車速を算出するようにしてもよい。また、イグニッションのパルスを検出して、回転数を算出するようにしてもよい。イグニッションのパルスから回転数を算出することで、測定タイムラグなくエンジン回転数を検出することができる。

制御部３０３は、このセンサ出力に応じてフィルタ３１５、フィルタ３２５のフィルタ特性、波形生成部３３０の波形パラメータおよびミキサ３１７のミキシング比率を決定する。制御部３０３は、この決定したフィルタ特性、波形パラメータ、およびミキシング比率を信号処理部２に出力して、フィルタ３１５、フィルタ３２５、波形生成部３３０およびミキサ３１７を制御する。

制御部３０３には、操作部３０４が接続されている。この操作部３０４は、カーオーディオ機器３０５と共有であってもよく、オーディオ機器の操作部から信号を入力するようにしてもよい。利用者（運転者）は、この操作部３０４を操作して、運転状況（回転数センサ３４０、アクセル開角センサ３４１、車速センサ３４２の出力）に応じたフィルタ３１５、フィルタ３２５、波形生成部３３０、およびミキサ３１７の制御特性を設定する。

すなわち、このエンジン音加工装置の制御系統を図示すると図１７のようになる。操作部３０４の設定により、フィルタ３１４、フィルタ３２４、フィルタ３１５、フィルタ３２５、波形生成部３３０およびミキサ３１７の制御特性が設定され、このうちフィルタ３１５、フィルタ３２５、波形生成部３３０およびミキサ３１７は、回転数センサ３４０、アクセル開角センサ３４１、車速センサ３４２の出力に応じてリアルタイムにその特性が制御される。

操作部３４によるフィルタ特性、波形パラメータ、ミキシング比率の設定は、各構成部について１または複数のパラメータをマニュアル操作で設定するようにしてもよく、予め１または複数のパラメータセットを制御部３０３に記憶しておき、そのパラメータセットのいずれかを選択して設定するようにしてもよい。複数のパラメータセットを準備する場合には、たとえば、粗さ感のあるエンジン音パラメータセット、滑らかさ感のあるエンジン音パラメータセットなどを準備しておき、これらのモード切り換えができるようにしておけばよい。なお、このエンジン音加工装置の機能をオフしてエンジン音効果を発生させないようにすることも当然可能である。

また、フラッシュメモリやＲＯＭパックのコネクタを設けておき、パラメータセットをフラッシュメモリやＲＯＭから供給するようにしてもよい。また、カーナビゲーション装置のハードディスクから供給を受けるようにしてもよい。さらに、インターネットを介してパラメータセットをダウンロードできるようにしてもよい。また、ＬＡＮコネクタなどを設けておき、このコネクタを介して接続されたコンピュータ（ノートパソコン）からパラメータセットの供給やパラメータのマニュアル設定ができるようにしてもよい。

なお、信号処理部３０２の構成は上記実施形態に限るものではない。上述したように、マイク３１０、マイク３２０からの信号を信号処理部３０２の前段でミキシングしたのち１系統で信号処理を行うようにしてもよい。また、排気音や機械音等を収音するため、さらに複数のマイクを設置する場合において、それぞれの信号を個別に処理してもよいし、ミキシングして２系統、または１系統で処理するようにしてもよい。

また、フィルタ３１４（フィル・ＢＲ＞＾３２４）やフィルタ３１５（フィルタ３２５）は、本発明の必須の構成要素ではなく、波形生成部３３０、および乗算器３１６（乗算器３２６）からなる構成であってもよい。また、各フィルタは接続順序を入れ替えてもよいものである。

次に、図１８を参照して、波形生成部３３０の波形パラメータについて説明する。図１８に示すグラフの横軸は時間、縦軸は振幅割合を示し、同図に示すグラフは、波形生成部３３０の出力する信号の波形の一例を示すものである。このように、波形生成部３３０の出力する信号の波形は、所定の周期で振幅変調した波形である。この波形は、以下のような式で表される。

ここで、ｔは時間、ｋは変調の深さ、ｆはこの変調信号波形の基本周波数（Ｈｚ）、θは初期位相を表す。すなわち、この信号波形ｍ（ｔ）は、周波数ｆ（周期１／ｆ）の正弦波となる。周波数ｆは以下のような式で表される。

ここで、ｒはエンジン回転数（ｒｐｍ）、Ｎはエンジン気筒数（自然数）を表す。エンジン回転数は、回転数センサ３４０の検出値から読み取り、運転状況に応じてリアルタイムに変化する。つまり、波形生成部３３０の出力する変調信号波形ｍ（ｔ）の周期は、エンジン爆発の基本周期とほぼ等しくなる。このような周期の変調信号ｍ（ｔ）を収音したエンジン音と合成すると、エンジン音に変動感が生じ、粗さ感のある音質に加工することができる。これは、人間の聴覚特性であるテンポラルマスキング（ある音が鳴り止んだ直後に別の音を鳴らした場合、後の音が前の音にマスキングされる現象）を利用するものである。テンポラルマスキングにより、出力されるエンジン音について、レベルの大小（波形の山、谷）を聞き分けることはできないが、変動の成分（変動感）を感じることができる。この変動を感じている状態が音の粗さを感じている状態となり、このような変調信号波形ｍ（ｔ）を合成することでエンジン音を粗さ感のある音質に加工することができる。なお、変調信号波形の周期はエンジン爆発の基本周期の整数倍周期としてもよい。

波形生成部３３０は、変調信号波形ｍ（ｔ）の波形パラメータのうち変調の深さｋを制御部３０３に従って設定する。変調の深さｋは０〜１の間に設定する（０≦ｋ≦１）。変調の深さｋを大きくすると変調成分が強調されて、より粗さ感のある音質に加工することができる。図１８に示す変調波形おいては、上側ピークは振幅割合が１のままで、下側ピークの深さがｋの値に応じて変化する。

変調の深さｋは、マニュアル操作で設定するようにしてもよく、上述したように予め１または複数のパラメータセットを制御部３０３に記憶しておき、そのパラメータセットのいずれかを選択して設定するようにしてもよい。

変調の深さｋは、定数としてもよいし、運転状況（主にエンジン回転数）に応じて変化する関数としてもよい。図１９を参照して回転数センサ３４０の検出値に応じて変調の深さｋを制御する場合の１例について説明する。同図に示すグラフの横軸はエンジン回転数（ｒｐｍ）、縦軸はｋの大きさを示し、以下のような特徴を有している。

同図は、エンジン回転数に基づく変調の深さｋの制御特性を示しており、
（ａ）エンジン回転数がおよそ３０００回転以下のときは、ｋを小さくして（同図においては０．４にして）粗さ感を強調しない（滑らかさ感のある）エンジン音とする
（ｂ）エンジン回転数が３０００〜５０００回転のときは、ｋを大きくして（同図においては０．８にして）粗さ感を強調したエンジン音とする
（ｃ）エンジン回転数がおよそ５０００回転以上のときは、ｋを小さくして（同図においては０．４にして）滑らかさ感のあるエンジン音とする
というルールに基づくものである。

このルールは、自動車を強く加速させるとき（エンジンの軸出力が最も強くなるとき）の主たる回転域である３０００〜５０００回転のときにｋを大きくしてエンジンの荒々しさを強調するルールである。

なお、変調の深さｋの制御ルールは上記のものに限定されない。また、回転数センサ３４０の検出値に応じた制御に限定されるものではない。例えば、アクセル開角５０％以上のときにｋを大きくして粗さ感を強調する等の制御をしてもよい。

なお、変調の深さｋをマイナス側に設定することも可能である。変調の深さｋをマイナスに設定して、変調成分のレベルを増大させることでも粗さ感のある音質に加工することができる。

また、変調信号ｍ（ｔ）の波形パラメータのうち周波数ｆについても上記数式に限定せずに、運転状況に応じてさらに変化する関数としてもよい。同じエンジン回転数であっても周波数ｆを高くすると、さらに変動感が認識されて粗いエンジン音に加工することができる。図２０を参照してエンジン回転数に応じて周波数ｆの割合を制御する場合の１例について説明する。図２０に示すグラフの横軸はエンジン回転数、縦軸は周波数ｆの数値割合を示し、以下のような特徴を有している。

同図は、エンジン回転数に基づく周波数ｆの制御特性を示しており、
（ａ）エンジン回転数が３０００回転以下のときは、周波数ｆを高くして（同図においては１．２倍にして）粗さ感をさらに強調したエンジン音とする
（ｂ）エンジン回転数が３０００回転以上のときは、周波数ｆを通常設定にして（同図においては１．０倍にして）若干粗さ感のあるエンジン音とする
というルールに基づくものである。

このルールは、アイドリング中や減速中などエンジン回転数が低く、エンジン音のレベルが小さいときに周波数ｆを大きくしてエンジンの粗さ感をさらに強調し、低回転でも迫力のあるエンジン音とするルールである。この周波数ｆの制御ルールについても上記に限定されるものではない。アクセル開角センサ４１等、他の運転状況を検出するセンサに基づいて制御するようにしてもよい。

波形パラメータである上記変調の深さｋと周波数ｆを運転状況（主にエンジン回転数）に応じて制御する場合、変調の深さｋを固定にして周波数ｆを運転状況に応じて制御するようにしてもよいし、この逆に変調の深ｋを運転状況に応じて変化させて周波数ｆの割合を固定（数値はエンジン回転数に基づく）ようにしてもよい。また、変調の深さｋと周波数ｆの両方を運転状況に応じて変化させるようにしてもよい。無論、両方を固定（周波数ｆの数値はエンジン回転数に基づく）にしてもよい。

変調波形ｍ（ｔ）の初期位相を示すθは変調のピーク（最も振幅割合が低い）タイミングとエンジン音のピーク（最も音量が大きくなる）タイミングを一致させるためのパラメータである。変調のピークタイミングとエンジン音のピークタイミングを一致させることで、効率よく変動感を認識させることができる。波形生成部３３０は、制御部３０３の制御によって、複数の変調波形を出力してそれぞれのエンジン音（吸気音、エンジン爆発音）を加工する場合、それぞれのピークタイミングと一致するようにθを設定する。それぞれのタイミングは、運転状況を検出するセンサに応じてリアルタイムに制御すればよい。例えば、回転数センサ３４０がイグニッションのパルスから回転数を検出するセンサである場合は、このパルスに応じて（吸気、爆発〜排気のタイムラグも考慮して）θを設定する。

なお、変調波形は正弦波に限るものではない。三角波、矩形波、のこぎり波等他の波形であっても周期関数であれば粗さ感のあるエンジン音に加工することができる。

以上のルールを変調波形パラメータに的確に反映させるためには、上述のように各センサ出力を変数にした関数を作成しておき、この関数にセンサ出力を入力して求めるようにしてもよく、ファジィ推論によって求めるようにしてもよい。また、各センサ出力の所定ステップ毎に変調波形パラメータを決定するテーブルを求めておき、センサ出力でこのテーブルを検索して該当する波形パラメータを読み出すようにしてもよい。いずれにしても利用者によって設定される上記パラメータセットにはこのセンサ出力に基づいて波形パラメータを求めるための情報が含まれているものとする。

以上の制御を行い、変調波形をエンジン音に合成することでエンジンの粗さ感や滑らかさ感等を表現したリアルなエンジン音効果を発生させることができる。

次に、図２１Ａ〜２１Ｄを参照してフィルタ３１５，フィルタ３２５の特性制御の一例について説明する。図２１Ａ〜２１Ｃに示すグラフの横軸は周波数、縦軸はフィルタの周波数ゲインを示し、同図に表示するフィルタの周波数ゲインは以下のような特徴を有している。

図２１Ａは、エンジン回転数に基づく吸気音、エンジン爆発音のフィルタ制御特性を示しており、
（ａ）エンジン回転数が低いときは、低音を強調し、高音を抑制する。
（ｂ）エンジン回転数が高いときは、低音を抑制し、高音を強調する。
というルールに基づくものである。

図２１Ｂは、アクセル開角に基づく吸気音のフィルタ制御特性を示しており、
（ｃ）アクセル開角が小さいときは、吸気音の低音を抑制する。
（ｄ）アクセル開角が大きいときは、吸気音の低音を強調する。
というルールに基づくものである。

図２１Ｃは、車速に基づく全体音量の制御特性を示しており、
（ｅ）車速が小さいときは、全体音量を小さくする。
（ｆ）車速が大きいときは、全体音量を大きくする。
というルールに基づくものである。

図２１Ｄに示すグラフの横軸はアクセル開角値およびエンジン回転数、縦軸はミキシングウェイトを示している。図２１Ｄは、アクセル開角およびエンジン回転数に基づく吸気音、エンジン爆発音のミキシングウェイト制御特性を示しており、
（ｇ）アクセル開角が大きくなるにつれて、吸気音のミキシングウェイトを大きくする。
（ｈ）エンジン回転数が大きくなるにつれて、エンジン爆発音のミキシングウェイトを大きくする。
というルールに基づくものである。

なお、ミキシング比率は、吸気音のミキシングウェイトとエンジン爆発音のミキシングウェイトの比率によって決定される。以上のルールは、「エンジンの回転数が低いときは大排気量のエンジンの雰囲気を出すために低音を強調し、エンジンの回転数が高いときはエンジンの高速回転を強調するために高音を強調するとともにエンジン爆発音のミキシングウェイトを大きくする。アクセル開角が大きいときはエンジンに負荷が掛かっているため、吸気音を大きくするとともにこの吸気音のミキシングウェイトを大きくする。車速が大きいときは、風切り音やタイヤノイズなどエンジン音以外のノイズが大きくなるため、全体の音量を大きくする。」という趣旨に基づくものであり、実際のエンジン音にさらにそのときの運転状況を強調するためのルールである。

なお、低音域、高音域の中心周波数は、エンジン音の周波数分布に基づいて決定すればよいが、一般的には、低音域の中心周波数は５００Ｈｚ前後、高音域の中心周波数は１０００Ｈｚ前後にすればよい。
また、フィルタ特性の制御ルールは上記のものに限定されない。フィルタ特性の制御ルールもマニュアル操作で設定するようにしてもよく、上述したように予め１または複数のパラメータセットを制御部３に記憶しておき、そのパラメータセットのいずれかを選択して設定するようにしてもよい。

以上のように、本発明の実施形態であるエンジン音加工装置においては、車室外に設置したマイクから実際のエンジン音を収音し、運転状況に応じた変調波形を合成することで、安易な処理でエンジンの粗さ感や滑らかさ感等を表現したリアルなエンジン音効果を発生させることができ、ドライブ愛好家にとって心地よい車室空間を作り出すことができる。

図２２は、この発明の第４の実施形態である車室内音響制御装置の構成を示すブロック図である。この車室内音響制御装置は、車両において収音されたエンジン音に加工を施してスピーカ４６０Ｌおよび４６０Ｒから出力する装置である。図２２に示す例では、吸気音、エンジンルーム内の音、排気音、車外音がエンジン音の構成要素として選択されており、マイク４１１〜４１４は、それらの音を収音可能な各位置に配置されている。フィルタ部４２０は、フィルタ４２１〜４２４により構成されている。これらのフィルタ４２１〜４２４は、マイク４１１〜４１４から得られる各電気信号に前処理を施す機能と、和音構成情報が与えられた場合に、和音構成情報に従い、各電気信号のピッチと協和関係にあるピッチを有する協和音の音声信号を生成して、前処理を経た電気信号に付加する和音構成機能を備えている。前処理に関する指示情報および和音構成情報は、制御部５００により与えられる。なお、和音構成情報、フィルタ４２１〜４２４の構成の詳細および制御部５００については後述する。ミキサ４３０は、フィルタ４２１〜４２４の各出力信号から左右２チャネルのエンジン音信号ＸＬおよびＸＲを合成して出力する装置である。

フィルタ部４４０は、２個のフィルタ４４０Ｌおよび４４０Ｒにより構成されている。これらのフィルタ４４０Ｌおよび４４０Ｒは、例えば畳み込み演算器により構成されており、エンジン音信号ＸＬおよびＸＲに対し、制御部５００から与えられる２組のフィルタ係数列を各々畳み込み、その結果得られるエンジン音信号ＹＬおよびＹＲを出力する。制御部５００は、例えば、図示しない操作子の操作に応じて、フィルタ４４０Ｌおよび４４０Ｒに与えるフィルタ係数列を切り換える。好ましい態様において、制御部５００は、フィルタ４４０Ｌおよび４４０Ｒに与える２組のフィルタ係数列の相関係数を調節することにより、スピーカ再生音の広がり感の調節を行う。すなわち、スピーカ再生音の音像を広範囲に分散させる場合には、ともにフラットなフィルタ特性に対応し、かつ、相関の低い２組のフィルタ係数列が制御部５００からフィルタ４４０Ｌおよび４４０Ｒに与えられ、スピーカ再生音の音像を狭い範囲に集中させる場合には、ともにフラットなフィルタ特性に対応し、かつ、相関の低い２組のフィルタ係数列が制御部５００からフィルタ４４０Ｌおよび４４０Ｒに与えられる。

信号処理部４５０は、エンジン音信号ＹＬおよびＹＲに各々所定の信号処理を施して左右２チャネルのスピーカ４６０Ｌおよび４６０Ｒに出力する回路である。エンジン音信号ＹＬおよびＹＲは、この信号処理部４５０内の、左右の各チャネルに対応したＡＴＴ（減衰器）４５１Ｌおよび４５１Ｒと、ＨＰＦ（高域通過フィルタ）４５２Ｌおよび４５２Ｒと、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）４５３Ｌおよび４５３Ｒと、遮音特性フィルタ４５４Ｌおよび４５４Ｒと、動的フィルタ４５５Ｌおよび４５５Ｒとを順次通過し、最終的なエンジン音信号ＺＬおよびＺＲとしてスピーカ４６０Ｌおよび４６０Ｒに各々出力される。

ここで、ＡＴＴ４５１Ｌおよび４５１Ｒは、エンジン音信号ＹＬおよびＹＲのレベルをスピーカ駆動に適したレベルに調整する回路である。ＨＰＦ４５２Ｌおよび４５２ＲとＬＰＦ４５３Ｌおよび４５３Ｒは、スピーカ４６０Ｌおよび４６０Ｒから出力するのに適さない不要な高域成分および低域成分をＡＴＴ４５１Ｌおよび４５１Ｒの各出力信号から除去する。遮音特性フィルタ４５４Ｌおよび４５４Ｒは、車両のボディの遮音特性、すなわち、エンジンから車両のボディを介して運転者の耳に至る音の伝達系の特性をシミュレートしたフィルタである。そして、動的フィルタ４５５Ｌおよび４５５Ｒは、周波数対利得特性の制御が可能なフィルタである。好ましい態様では、運転者に聴取されるエンジン音に対し、エンジン回転数に応じた迫力を与えるため、例えば単位時間当たりのエンジン回転数が例えば３０００ｒｐｍ付近である場合には、４００Ｈｚ付近の周波数帯域の利得を持ち上げ、単位時間当たりのエンジン回転数が例えば６０００ｒｐｍ付近である場合には、１ｋＨｚ付近の周波数帯域の利得を持ち上げる、という具合に、この動的フィルタ４５５Ｌおよび４５５Ｒの周波数対利得特性の制御が行われる。

制御部５００は、エンジン回転数センサ５１１、アクセル踏み込み量センサ５１２、シフトポジションセンサ５１３などの各種のセンサの計測結果を監視することにより、車両の運転状態を特定し、この運転状態に応じて、各部の制御を行う。パラメータメモリ５２０には、予め定義された各種の運転状態に対応つけて、各部の制御に用いるパラメータが記憶されている。このパラメータのうち主要なものとして和音構成情報がある。制御部５００は、何らかの運転状態を特定した場合、その運転状態に対応つけられたパラメータをパラメータメモリ５２０から読み出し、そのパラメータに含まれる和音構成情報をフィルタ４２１〜４２４に与える。

フィルタ４２１〜４２４として、各種の構成のものが考えられる。図２は、フィルタ４２１〜４２４の第１の構成例を示すブロック図である。この第１の構成例であるフィルタ４２１〜４２４は、前処理部６０１と、ｎ個のピッチ変換部６０２−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）と、ｎ＋１個の乗算器６０３−ｊ（ｊ＝０〜ｎ）と、加算器６０４とにより構成されている。
前処理部６０１は、マイク４１１等の出力信号に対して前処理を施す装置である。前処理としては、次の３通りがある。
ａ．何もしない。
ｂ．入力音声信号に対して雑音抑圧処理を施す。
ｃ．入力音声信号における特徴的な倍音成分、すなわち、吸気音、エンジンルーム内の音、排気音、車外音といった音源の種類により定まる特徴的な倍音成分を選択して出力する。

上述したパラメータメモリ５２０において、運転状態に対応つけられたパラメータには、この前処理の種類を指定する情報が含まれている。制御部５００は、運転状態に対応したパラメータをパラメータメモリ５２０から読み出した場合に、このパラメータから前処理の種類を指定する情報を取り出し、前処理部６０１に与える。そして、前処理部６０１は、与えられた情報により指示された前処理をマイク４１１等の出力信号に施すのである。

ｎ個のピッチ変換部６０２−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）は、各々前処理部６０１の出力信号に対してピッチ変換を施して出力する装置である。制御部５００から各フィルタ４２１〜４２４に与えられる和音構成情報は、１または複数のピッチ変換部６０２−ｊに対するピッチ変換の指示と、それらのピッチ変換に用いるピッチ変換比Ｐ−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）を含んでおり、これらは、該当するピッチ変換部６０２−ｊに与えられるようになっている。ピッチ変換の指示およびピッチ変換比Ｐ−ｊを受け取ったピッチ変換部６０２−ｊは、前処理部６０１から出力される音声信号を元のピッチのＰ−ｊ倍のピッチの音声信号に変換して出力する。

乗算器６０３−ｊ（ｊ＝０〜ｎ）は、前処理部６０１またはピッチ変換部６０２−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）の各出力信号に乗算係数ｋｊ（ｊ＝０〜ｎ）を乗算して出力する。制御部５００から各フィルタ４２１〜４２４に与えられる和音構成情報には、この乗算係数ｋｊ（ｊ＝０〜ｎ）も含まれる。加算器６０４は、前処理部６０１の出力信号および乗算器６０３−ｊ（ｊ＝０〜ｎ）の各出力信号を加算して、和音の音声信号を生成し、ミキサ４３０に出力する。その際、和音を構成する各音のピッチは、前処理部６０１から出力される音声信号のピッチと和音構成情報に含まれる１または複数のピッチ変換比Ｐ−ｊにより決定され、和音を構成する各音の音量バランスは、乗算係数ｋｊ（ｊ＝０〜ｎ）により決定される。

図３は、フィルタ４２１〜４２４の第２の構成例を示すブロック図である。この第２の構成例では、第１の構成例におけるピッチ変換部６０２−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）が、合成部６０５−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）に置き換えられている。図４は、各合成部６０５−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）の構成例である。第１の構成例と同様、ピッチ変換の指示が与えられる合成部６０５−ｊにはピッチ変換比Ｐ−ｊが与えられる。また、各合成部６０５−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）には、エンジンの点火タイミングにおいて発生する点火パルスが供給される。合成部６０５−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）は、点火パルスに位相同期し、かつ、点火パルスの周波数のＰ−ｊ倍の周波数を有する鋸歯状波形の掃引信号を出力するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ；位相同期ループ）６０６と、１周期分のエンジン音波形のサンプルデータを記憶し、掃引信号がアドレス信号として供給される波形メモリ６０７とにより構成されている。合成部６０５−ｊでは、ピッチ変換の指示が与えられることにより、エンジンの点火パルスの周波数にピッチ変換比Ｐ−ｊを乗じた掃引周波数の掃引信号がＰＬＬ６０６により発生され、この掃引信号の１回の掃引毎に１周期分のエンジン音波形のサンプルデータが読み出され、後段の乗算器６０３−ｊに供給される。ここで、点火パルスの周波数は、前処理部６０１の出力信号のピッチに対応しているので、波形メモリ２０７から読み出されるサンプルデータのピッチは、前処理部６０１の出力信号のピッチのＰ−ｊ倍のピッチとなる。
以上が本実施形態の構成の詳細である。

以下、具体例を挙げ、本実施形態の動作について説明する。
＜第１の具体例＞
本実施形態では、フィルタ４２１〜２４の前処理部６０１から出力される音声信号を例えばＣ音（以下、元の音という）とした場合に、この元の音に対して例えば以下のような関係を有する協和音をピッチ変換または合成により生成する。
Ｄ：元の音のピッチの９／８倍のピッチを有する音
Ｅ：元の音のピッチの５／４倍のピッチを有する音
Ｆ：元の音のピッチの４／３倍のピッチを有する音
Ｇ：元の音のピッチの３／２倍のピッチを有する音
Ａ：元の音のピッチの５／３倍のピッチを有する音
Ｂ：元の音のピッチの１５／８倍のピッチを有する音
Ｅ♭：元の音のピッチの６／５倍のピッチを有する音
Ｂ♭：元の音のピッチの９／５倍のピッチを有する音

本実施形態では、元の音と上記の各音における１または複数の音とを組み合わせた和音を構成するための各種の和音構成情報が、各種の運転状態に対応つけて、パラメータメモリ５２０に予め記憶され、運転の際には、その時点における運転状態に対応したものが制御部５００によって読み出され、フィルタ４２１〜４２４に与えられる。

図２６はこのような制御により得られる動作例を示している。この動作例では、エンジン回転数センサ５１１により得られるエンジン回転数が運転状態とされており、各種の運転状態（エンジン回転数）に対応つけて各種の和音構成情報、すなわち、１または複数のピッチ変換部６０２−ｊまたは合成部６０５−ｊに対する指示、それらに与える１または複数のピッチ変換比Ｐ−ｊ、乗算係数ｋｊ（ｊ＝０〜ｎ）がパラメータメモリ５２０に格納されている。そして、運転時においては、運転状態（エンジン回転数）に応じて和音構成情報が読み出されてフィルタ４２１〜４２４に与えられ、図示のようにエンジン回転数に応じて構成の変化する和音がフィルタ４２１〜４２４により生成され、スピーカ４６０Ｌおよび４６０Ｒを介して出力される。

図示の例では、エンジンの回転数の増加に伴って、元の音であるＣ音にＦ音が付加される。さらにエンジン回転数が増加することにより、Ｇ音を得るためのピッチ変換または合成が開始され、Ｆ音に適用される乗算係数を減少させる一方においてＧ音に適用される乗算係数を増加させる制御が行われ、元の音に付加される音がＦ音からＧ音にクロスフェードされる。さらにエンジン回転数が増加すると、元の音に付加される音にＢ音がさらに追加される。このようにして、力強く加速して軽やかに伸びる、という印象を与える和音が得られ、運転者は、この和音を聴くことにより運転状態を体感することができる。

＜第２の具体例＞
上記第１の具体例では、運転状態として、センサの出力信号の現在値により把握される状態を用いたが、この第２の具体例では、センサの出力信号の時間的変化の態様を運転状態として用いる。具体的には、一定期間内における１または複数のセンサの出力信号の変化の態様を運動状態として複数種類定義し、これらの運動状態に対応つけて和音構成情報をパラメータメモリ５２０に予め記憶しておく。そして、運転時には、過去一定時間内における各センサの出力信号の変化の態様と、パラメータメモリ５２０内に記憶された各運転状態とのパターンマッチングを行い、一致する運動状態に対応した和音構成情報を用いて和音であるエンジン音を生成するのである。これにより、例えば次のような複雑な制御を行うことが可能となる。まず、シフトポジションセンサ５１３によりシフトダウンが検出された場合には、元の音であるＣ音に対してＦ音を付加する。その後、エンジン回転数センサ５１１により検出されるエンジン回転数が上昇するにつれ、さらにＧ音を追加する。そして、エンジン回転数の上昇が収まるにつれてＦ音とＧ音のレベルを下げ、定常走行になると、元のＣ音のみにするのである。

＜第３の具体例＞
上記第１の具体例では、１つのセンサの出力信号に応じて和音の構成を変化させたが、複数のセンサの出力信号の組み合わせに応じて和音の構成を変化させてもよい。例えば、シフトポジションセンサ５１３によりシフトアップ操作が検出される場合、ギアが２速、３速、４速、５速とシフトアップされるにつれて、元の音に付加する音をＤ音、Ｅ音、Ｇ音、Ａ音という具合に切り換える。その際、付加する音の音量を、アクセル踏み込み量センサ５１２により検出されるアクセル踏み込み量に比例させる。

以上説明したように、本実施形態によれば、車両において収音したエンジン音に対し、運転状態に応じて、元の音とピッチの異なる音を付加し、和音としてスピーカから再生するようにしたので、運転者は、再生されるエンジン音から運転の手ごたえを感じ、快適な運転をすることができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明にはこれ以外にも他の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
（１）車両の現在位置を運転状態として扱ってもよい。より具体的には、車両にナビゲーション装置を設けるとともに、パラメータメモリ５２０には、運転状態である車両の現在位置に対応つけて和音構成情報を記憶しておくのである。そして、制御部５００は、ナビゲーション装置から得られる現在位置の情報（運転状態）に対応した和音構成情報をパラメータメモリ５２０から読み出し、フィルタ４２１〜４２４に与えるのである。この態様によれば、例えば海岸沿いの道を走ると、Ｆ音とＧ音が元の音に付加される、といった動作が可能になる。
（２）上記実施形態では、ピッチ変換または合成により和音を構成する装置をミキサ４３０の前段のフィルタ４２１〜４２４に設けたが、この和音を構成する装置をミキサ４３０の後段に設けてもよい。あるいはミキサ４３０の前段と後段の両方に、和音を構成する装置を設け、操作子の操作により、あるいは運転状態により、前段か後段のいずれかを選択し、選択した装置に和音を構成する処理を実行させるようにしてもよい。
（３）上記実施形態では、フィルタ４２１〜４２４の全てに、和音を構成する装置を設けたが、一部のフィルタのみにこの装置を設けてもよい。あるいはフィルタ４２１〜４２４の全てに和音を構成する装置を設け、操作子の操作により、あるいは運転状態により、和音を構成する処理を実行させる装置を選択するようにしてもよい。
（４）運動状態に応じて、エンジン音の和音の構成を変化させることに加えて、フィルタ４４０Ｌおよび４４０Ｒに与える２組のフィルタ係数列の相関係数を変化させ、音の広がりを変化させるようにしてもよい。
（５）上記実施形態では、エンジン音を収音して、これに音場効果を付与してスピーカから再生した。しかし、このように実際にエンジン音を収音する代わりに、エンジン音の波形データを予め記憶したメモリから、エンジンの回転数に応じた読み出し速度で波形データを読み出して、擬似エンジン音信号を再生し、この擬似エンジン音信号から、運転状態に応じた和音を生成するようにしてもよい。この態様によれば、エンジンを有しておらず、モータにより走行する車両においても上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
（６）上記実施形態では、２チャネルのスピーカによりエンジン音の再生を行ったが、４チャネル、５．１チャネルなどの多チャネルのスピーカによりエンジン音の再生を行うようにしてもよい。

＜第５の実施形態＞
図２７は、この発明の第５の実施形態であるエンジン音生成装置の構成を示すブロック図である。このエンジン音生成装置は、車両において収音されたエンジン音に加工を施してスピーカ７６０Ｌおよび７６０Ｒから車両内に出力する装置である。図２７に示す例では、マイク７１１および７１２は、エンジン音の特徴的な成分を収音可能な２箇所に設けられている。マイク７１１および７１２の各出力信号は、アンプ７２１および７２２により増幅され、ミキサ７３０によりミキシングされて出力される。ここで、ミキサ７３０のミキシング比は、エンジン音の特徴的な各周波数成分が適切なバランスでミキサ７３０の出力信号中に現れるように定められている。アンプ７２１および７２２とミキサ７３０との間にエンジン音の特徴的な周波数成分を抽出するフィルタを介挿してもよい。

信号処理部７４０は、ミキサ７３０の出力信号に対して各種の信号処理を施す装置であり、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などにより構成可能である。この信号処理部７４０には、エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサ８１１とアクセル踏み込み量を測定するアクセル踏み込み量センサ８１２とが接続されている。信号処理部７４０は、ミキサ７３０の出力信号の周波数特性に対して、エンジン回転数センサ８１１およびアクセル踏み込み量センサ８１２の各出力信号に基づいて必要な補正を施し、補正後の周波数特性から車両内再生用のエンジン音信号を合成する。こうした処理により得られる車両内再生用のエンジン音信号は、ＬチャネルおよびＲチャネルのエンジン音信号に分離され、信号処理部７４０から出力される。このＬチャネルおよびＲチャネルのエンジン音信号は、アンプ７５０Ｌおよび７５０Ｒによって増幅され、スピーカ７６０Ｌおよび７６０Ｒから出力される。

図２８は信号処理部７４０の構成例を示すブロック図である。Ａ／Ｄ変換器７４１は、アナログ音声信号であるミキサ７３０の出力信号を所定周波数のサンプリングクロックによりサンプリングし、デジタル音声信号に変換する。ＦＦＴ部７４２は、Ａ／Ｄ変換器７４１により得られるデジタル音声信号に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）を施し、周波数特性Ｈ（ｊω）を求め、その絶対値を示す振幅特性データ｜Ｈ（ｊω）｜と、その偏角を表す位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω）｝を出力する。

振幅特性補正部７４３は、エンジン回転数センサ８１１およびアクセル踏み込み量センサ８１２の各出力信号に基づいて振幅特性データ｜Ｈ（ｊω）｜の補正を行う装置である。また、位相特性補正部７４４は、エンジン回転数センサ８１１およびアクセル踏み込み量センサ８１２の各出力信号に基づいて位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω）｝の補正を行う装置である。本実施形態の最大の特徴は、この位相特性補正部４４によって行われる位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω）｝の補正にある。本実施形態では、この位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω）｝の補正の際、位相の補正を行う周波数がエンジン回転数センサ８１１によって測定されるエンジン回転数に基づいて決定され、位相の補正量がアクセル踏み込み量センサ８１２によって測定されるアクセル踏み込み量に応じて制御される。

本実施形態では、振幅特性データ｜Ｈ（ｊω）｜および位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω）｝の補正の態様（以下、便宜上、補正モードという）が複数種類想定されており、それらの各補正モードでの補正を振幅特性補正部７４３および位相特性補正部７４４に行わせるためのパラメータがパラメータメモリ７４８に記憶されている。運転者（ユーザ）は、図示しない操作子の操作により所望の補正モードを選択することができ、本実施形態では、この選択された補正モードに対応したパラメータがパラメータメモリ７４８から読み出されて振幅特性補正部７４３および位相特性補正部７４４に設定され、当該補正モードでの補正が行われるようになっている。なお、位相特性データおよび振幅特性データの補正の詳細については、説明の重複を避けるため、本実施形態の動作説明において明らかにする。

逆ＦＦＴ部７４５は、振幅特性補正部７４３による補正後の振幅特性データと位相特性補正部７４４による補正後の位相特性データとに対して逆ＦＦＴを施し、時間信号であるエンジン音信号を合成する装置である。ボリューム７４６は、この逆ＦＦＴ部７４５から出力されるエンジン音信号を増幅して出力する装置である。好ましい態様では、ボリューム７４６の利得は、エンジン回転数センサ８１１およびアクセル踏み込み量センサ８１２の各出力信号に応じて増減される。ボリューム７４６の出力信号は、Ｄ／Ａ変換器７４７によってアナログ化され、上述した車両内再生用のエンジン音信号となる。

以下、本実施形態の動作を説明する。図２９は本実施形態におけるＦＦＴ部７４２から得られる振幅特性データ｜Ｈ（ｊω）｜および位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω）｝を例示する図である。振幅特性データ｜Ｈ（ｊω）｜は、エンジン音のスペクトルの角周波数ωを横軸として表すと、図示のように、角周波数軸方向に複数の山が並んだ特性となる。本実施形態では、これらの山の頂上部に相当するエンジン音のスペクトルの中からエンジンの爆発に起因した成分と考えられるものが選択され、この成分を基準として、他の成分の振幅および位相の補正が行われる。その際、エンジンの爆発に起因した成分は、エンジン回転数センサ８１１によって測定されるエンジン回転数から推定される。例えば４気筒エンジンの場合、エンジンが１回転する間に２回の爆発が発生する。このため、振幅特性データ｜Ｈ（ｊω）｜の各山頂部のうち、最も高く、かつ、エンジン回転数の２倍に相当する角周波数付近にあるものの角周波数がエンジンの爆発に起因した回転２次角周波数ω２と推定される。

振幅特性補正部７４３は、回転２次角周波数ω２における振幅特性データ｜Ｈ（ｊω２）｜を固定した状態において、パラメータメモリ７４８から読み出される補正モードに対応したパラメータに従い、振幅特性データ｜Ｈ（ｊω）｜の山頂部を上昇させる補正、山頂部を下降させる補正、振幅特性データ｜Ｈ（ｊω）｜の谷の部分を上昇させる補正、または谷の部分を下降させる補正などが行われる。どのような種類の補正を行うか、また、どの程度、山頂部や谷を上昇もしくは下降させるかは、補正モードにより異なる。

次に位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω）｝の補正について説明する。本実施形態では、振幅特性データ｜Ｈ（ｊω）｜の各山頂部の角周波数のうち回転２次角周波数ω２の１／２付近のものが、エンジンの回転数に対応した回転１次角周波数ω１として推定される。そして、この回転１次角周波数ω１が位相特性補正部７４４による位相の補正が行われる角周波数となる。位相特性補正部７４４は、アクセル踏み込み量センサ８１２により測定されるアクセル踏み込み量をＤＡＣＣとした場合、例えば次式（１）に従い、位相補正データΔφを算出する。
Δφ＝（φ２−φ１）（Ｄ０＋Ｄ１・ＤＡＣＣ） ……（１）
ここで、φ２は、回転２次角周波数ω２における位相特性データの値ａｒｇ｛Ｈ（ｊω２）｝、φ１は、回転１次角周波数ω１における位相特性データの値ａｒｇ｛Ｈ（ｊω１）｝である。また、Ｄ０およびＤ１は、補正モード毎に定められたパラメータである。

そして、位相特性補正部７４４は、次式（２）に示すように、回転１次角周波数ω１における位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω１）｝が位相補正データΔφだけ現状値から増減するように、回転２次角周波数ω２以下の周波数領域における位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω）｝（ω＜ω２）を、位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω１）｝の増減に合わせて一律増減させる補正を行う。
ａｒｇ｛Ｈ（ｊω１）｝＝ａｒｇ｛Ｈ（ｊω１）｝＋
Δφ ……（２）

本実施形態では、以上のような補正を経た振幅特性データ｜Ｈ（ｊω）｜および位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω）｝が逆ＦＦＴ部４５に送られ、時間信号であるエンジン音信号が合成され、スピーカ７６０Ｌおよび７６０Ｒから出力されるのである。ここで、図示のように、φ２＞φ１である場合、補正後の位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω１）｝は、アクセル踏み込み量ＤＡＣＣが増加するに従い、位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω２）｝に近づく。そして、アクセル踏み込み量ＤＡＣＣが小さく、エンジン音における回転２次角周波数ω２の成分の位相と回転１次角周波数ω１の成分の位相との間に大きな隔たりがある場合、そのエンジン音を聴いた運転者は、エンジンが前方の遠くにあるように感じる。一方、アクセル踏み込み量ＤＡＣＣが大きく、エンジン音における回転２次角周波数ω２の成分の位相と回転１次角周波数ω１の成分の位相とが接近している場合、そのエンジン音を聴いた運転者は、エンジンが近くにあるように感じる。

以上のように、本実施形態によれば、アクセル踏み込み量に応じて、エンジン音における回転２次角周波数成分の位相に対する回転１次角周波数成分の位相の位相差を増減し、運転者が感じるエンジンの位置までの距離感を変えることができる。従って、本実施形態によれば、グラフィックイコライザを用いて振幅特性の調整を行う場合に比べ、運転者によって聴取されるエンジン音を大きく様変わりさせることができる。また、運転者は、選択する補正モードを変えることにより、アクセル踏み込み量に応じた回転１次角周波数成分の位相の補正に用いるパラメータ（上記の例ではＤ０、Ｄ１）を変化させ、位相の補正の態様を変化させることができるので、適切な補正モードを選択して自分の好みの印象のエンジン音を楽しむことができる。また、本実施形態によれば、アクセルを踏み込む操作により、エンジン音の距離感を変化させることができるので、運転動作に合ったエンジン音が得られる。また、本実施形態では、エンジン回転数に応じて、エンジン音において位相の補正を行う周波数成分を選択するようにしているので、車両において実際に発生するエンジン音と、信号処理部７４０によって合成されてスピーカ７６０Ｌおよび７６０Ｒから出力されるエンジン音とは調和したものとなり、両者が混じりあったとしても、聴感上違和感を生じない。また、本実施形態では、実際に車両から収音されるエンジン音の周波数特性を補正して、スピーカ７６０Ｌおよび７６０Ｒから出力するエンジン音を合成しているので、
自然なエンジン音を得ることができる。

＜第６の実施形態＞
次に図３０を参照し、この発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態は、上記第５の実施形態における位相特性補正部７４４の構成を変更したものである。本実施形態において、パラメータメモリ７４８（図２８参照）には、各種の補正モードに対応付けて、角周波数ωの関数である位相補正データΔφ（ω）が記憶されている。図３０にはその一例である位相補正データΔφａ（ω）と位相補正データΔφｂ（ω）が図示されている。本実施形態における位相特性補正部では、これらの位相補正データΔφ（ω）のうち運転者によって選択された補正モードに対応付けられたものが選択される。そして、ＦＦＴ部７４２から位相特性データａｒｇ｛Ｈ（ｊω）｝が出力された場合に、これに対し、加算器７４４ａにより、選択された位相補正データΔφ（ω）を加算する補正が行われ、補正後の位相特性データが逆ＦＦＴ部７４５（図２８参照）に送られる。

ここで、位相補正データとしてΔφａ（ω）が選択されたとすると、次のような動作が得られる。まず、低速では、車両において収音されるエンジン音の回転１次角周波数および回転２次角周波数は、角周波数の増加に応じて位相補正データΔφａ（ω）が下降する領域に位置する。このため、スピーカ７６０Ｌおよび７６０Ｒから得られるエンジン音は、その回転２次角周波数成分の位相と回転２次角周波数成分の位相の位相差がエンジン回転数の増加に応じて変化し、車両がフワーッと動いているような印象の不安定な音となる。そして、中高速になると、車両において収音されるエンジン音の回転１次角周波数および回転２次角周波数は、位相補正データφａ（ω）の角周波数ωに対する勾配の小さい領域に位置する。このため、スピーカ７６０Ｌおよび７６０Ｒから得られるエンジン音は、落ち着いた感じの音となる。

一方、位相補正データとしてΔφｂ（ω）が選択されたとすると、低速では、車両において収音されるエンジン音の回転１次角周波数および回転２次角周波数は、位相補正データφｂ（ω）の角周波数ωに対する勾配の小さい領域にあるため、スピーカ７６０Ｌおよび７６０Ｒから得られるエンジン音は、落ち着いた感じの音となる。そして、中高速では、車両において収音されるエンジン音の回転１次角周波数および回転２次角周波数は、角周波数の増加に応じて位相補正データΔφｂ（ω）が増加する領域に位置するため、スピーカ７６０Ｌおよび７６０Ｒから得られるエンジン音は、車両がフワーッと動いているような印象の不安定な音となる。

以上のように、本実施形態によれば、運転者は、選択する補正モードを変えることにより、エンジン音の位相の補正の態様を変化させ、自分の好みの印象のエンジン音を楽しむことができる。また、上記第５の実施形態のようなエンジン回転数に応じて位相の補正を行う周波数を選択したり、補正の程度をアクセル踏み込み量に応じて調節する処理が不要であるため、信号処理部７４０の処理を簡単化することができるという利点がある。

＜第７の実施形態＞
次に図３１を参照し、この発明の第７の実施形態について説明する。本実施形態は、上記第６の実施形態においてパラメータメモリ７４８（図２８参照）に予め記憶しておく位相補正データΔφ（ω）の生成方法に関するものである。本実施形態では、エンジン音に関する各種の嗜好、より具体的には運転者がエンジン音から感じるエンジンの距離感のエンジン回転数依存性に関する嗜好を各種想定し、角周波数ωの関数である目標位相特性データφｔ（ω）が各種用意されている。本実施形態の実施に当たっては、エンジン音生成装置が搭載される車両からエンジン音が収音され、この実測のエンジン音にＦＦＴが施され、実測位相特性データφｍ（ω）が求められる。そして、この実測位相特性データφｍ（ω）を各種の目標位相特性データφｔ（ω）から減算することにより、各種の嗜好に対応付けられた位相補正データΔφ（ω）が求められ、各々異なる補正モードに対応付けてパラメータメモリ７４８に格納するのである。この位相補正データΔφ（ω）を用いたエンジン音の位相特性の補正の処理内容は上記第６の実施形態と同様である。

図３１に示す例において、実測位相特性データφｍ（ω）は、低速から中速に変化する過程において、急激に位相が遅相から進相に変化し、その後、速度（角周波数）の増加に従い、脈打ちつつ増加する。エンジン音をこのような位相特性のままスピーカから出力したとすると、中高速域において、スピーカ再生音にいわゆるカラーレーションが生じ、音質が悪くなってしまう。これに対し、上記のようにして得られた位相補正データΔφ（ω）を用いて、車両から収音されるエンジン音の位相特性を補正すると、補正後の位相特性データは、図示のような目標位相特性データφｔ（ω）と一致したものとなる。この場合、スピーカ再生音は、低速域において速度の増加に応じて位相が回転するが、中高速では、位相の回転が収まり、落ち着いた印象のエンジン音となる。他の印象のエンジン音をスピーカから再生する場合には、そのようなエンジン音を想定して用意された位相補正データに対応した補正モードを選択すればよい。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明にはこれ以外にも他の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
（１）上記第６の実施形態または第７の実施形態において、アクセル踏み込み量に応じて、位相補正データΔφ（ω）の角周波数に対する依存性の強い領域における位相補正データΔφ（ω）のスロープの傾きを変化させるようにしてもよい。この場合において、アクセル踏み込み量が増加した場合に、位相補正データΔφ（ω）のスロープの傾きを増加させるのか減少させるのかを運転者が選択し得るように構成してもよい。
（２）上記各実施形態では、車両からエンジン音を収音して、これに加工を施してスピーカから再生した。しかし、このように実際にエンジン音を収音する代わりに、エンジン音の波形データを予め記憶したメモリから、エンジンの回転数に応じた読み出し速度で波形データを読み出して、擬似エンジン音信号を再生し、この擬似エンジン音信号に信号処理部７４０による処理を施してエンジン音信号を生成するようにしてもよい。この態様によれば、エンジンを有しておらず、モータにより走行する車両においても上記各実施形態と同様な効果を得ることができる。

図３２は、本発明のエンジン音加工装置の第８の実施の形態の構成を示すブロック図である。
この図において、９０１ａ、９０１ｂは車内のエンジンルームなどに設置され、エンジン音を収音するマイクロフォン又はセンサー（以下、マイクロフォンであるとする。）である。この実施の形態においては、エンジンルーム内の９０２箇所（例えば、吸気口の近傍とエンジンの近傍）にマイクロフォン９０１ａと９０１ｂを設置し、２箇所でエンジン音を収音するようにしているが、これに限られることはなく、１箇所又は３箇所以上のポイントでエンジン音を収音するようにしても良い。
マイクロフォン９０１ａ及び９０１ｂで収音されたエンジン音は、それぞれ対応するヘッドアンプ９０２ａ及び９０２ｂで増幅された後、ミキサ９０３に入力され、該ミキサ９０３においてノイズが除去された後加算される。
ミキサ９０３で加算されたエンジン音の信号は、信号処理部であるディストーション部９０４に入力され、歪み（ディストーション）効果を付与される。このとき、車内ネットを介して供給されるエンジン回転数のデータ（Ｃｙｃｌｅ）９０５や同じく車内ネットから供給されるアクセルの踏み込み度のデータ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）９０６に応じて付与されるディストーション効果が制御される。
なお、この詳細については後述する。
ディストーション部９０４で歪みが付与されたエンジン音は、パワーアンプ９０７ａ及び９０７ｂでそれぞれ増幅され、車室内に設置されたスピーカ９０８ａ及び９０８ｂから再生される。なお、この例では車室内に９０８ａ及び９０８ｂで示す２個のスピーカを設置しているがスピーカの個数は任意の個数とすることができる。

前記ディストーション部４はアナログ回路を使用したアナログ方式、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを使用したデジタル方式のいずれでも実現することができる。図３３Ａ、３３Ｂは、前記ディストーション部４の構成例を示す図であり、図３３Ａはアナログ方式の場合、図３３Ｂはデジタル方式の場合を示している。
図３３Ａに示すように、アナログ方式のディストーション部９０４は、前記ミキサ部９０３からのエンジン音の信号が入力されるアナログ回路によるイコライザ９１１、該イコライザ９１１の出力が入力されるアナログ回路によるディストーション回路９１２、及び、該ディストーション回路９１２の出力が入力されるゲインが制御可能な増幅器９１３を有しており、これらの回路には、前記エンジン回転数のデータ（Ｃｙｃｌｅ）９０５及びアクセル踏み込み度のデータ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）９０６が制御パラメータとして供給されている。
また、図３３Ｂに示すように、デジタル方式のディストーション部９０４は、前記ミキサ部９０３からのエンジン音の信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器９２１、該Ａ／Ｄ変換器９２１の出力が入力されるデジタルデータに対するイコライザ手段９２２、該デジタルイコライザ手段９２２の出力が入力されるデジタルデータに対するディストーション手段９２３、該デジタルディストーション手段９２３の出力が入力されるデジタルデータに対する増幅手段９２４、及び、該増幅手段９２４の出力データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器９２５から構成されている。ここで、前記イコライザ手段９２２、ディストーション手段９２３及び増幅手段９２４には、前記エンジン回転数のデータ（Ｃｙｃｌｅ）９０５及びアクセル踏み込み度のデータ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）９０６が供給されており、これらのデータに応じてそれらの特性が制御されるようになされている。前記イコライザ手段９２２、前記ディストーション手段９２３及び増幅手段９２４は、例えば、ＤＳＰにより実現されている。

前記イコライザ９１１及びイコライザ手段９２２は、前記ミキサ９０３からのエンジン音の信号に対して、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）やＨＰＦ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）、ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）といったフィルター処理を行い、歪みを付与する対象となる周波数領域を選択する処理を行う。このとき、前記エンジン回転数のデータ（Ｃｙｃｌｅ）９０５や前記アクセル踏み込み度のデータ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）９０６に基づいて、そのフィルタの特性を動的に変化させる。このイコライザ９１１又はイコライザ手段９２２としては、パラメトリックイコライザ又はグラフィックイコライザのいずれもタイプのものであってもよい。
図３４は、パラメトリックイコライザの場合を示す図であり、エンジン回転数９０５やアクセル踏み込み度９０６に基づいて、通過帯域の中心周波数（ｆ０）やその周波数帯域幅（ワイズＱ）、ゲイン（Ｇ）を動的に変化させる。例えば、エンジン回転数が上昇していくとエンジン音の周波数も高くなる。これに応じて、イコライザの周波数特性を動的に変化させることにより、エンジン音の周波数の変化に追従することが可能となり、聴感上、加工音とエンジン音との間の違和感が生じることなく、自然な効果付けができることとなる。

図３５Ａ、３５Ｂは、前記エンジン回転数のデータ（Ｃｙｃｌｅ）９０５及び前記アクセルの踏み込み度のデータ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）９０６に応じて、前記中心周波数（ｆ０）、ゲイン（Ｇ）又はワイズ（Ｑ）を動的に変化させる態様について説明する図であり、図３５Ａはエンジン回転数と中心周波数との対応を示す図、図３５Ｂはアクセルの踏み込み度とゲインとの対応を示す図である。
図３５Ａに示すように、基本的に、エンジンの回転数が高くなるに従って、中心周波数（ｆ０）も高くなるように制御する。中心周波数ｆ０としては、エンジン音の基本周波数を中心周波数ｆ０としてもよいし、倍音を中心周波数ｆ０として選択しても良い。ユーザにより、中心周波数を基本周波数とするか２倍音又は３倍音とするかを選択することができるようにしてもよい。

そして、エンジンの回転数が短期間に高くなるときは、図中ＣＬ−１で示す曲線のように中心周波数ｆ０も急激に高くなるように制御し、中程度の速度で高くなるときはＣＬ−２で示す曲線のようにリニアに高くなるようにし、回転数がゆっくりと高くなるときは中心周波数もＣＬ−３で示す曲線のように徐々に高くなるように制御するようにしてもよい。このように、エンジン回転数の変化の速度に応じて、リニアリティの振れ幅Ｃｖの中で異なる変化の態様を示す曲線ＣＬ−１〜ＣＬ−３を選択して中心周波数を動的に制御することにより、ユーザの運転動作により対応した加工音を得ることができるようになる。
また、図３５Ｂに示すように、アクセルの踏み込み度が大きくなるに従って前記ゲイン（Ｇ）も大きくなるように制御する。ここで、上記と同様に、アクセルが急激に踏まれたときには図中ＣＬ−１で示すようにゲインも急激に増加させ、中程度のときはリニアに増加させ（ＣＬ−２）、アクセルがゆっくりと踏み込まれていったときには徐々に増加させる（ＣＬ−３）ようにしてもよい。
なお、アクセルの踏み込み度に応じて中心周波数を図３５Ａと同様に変化させても良いし、エンジンの回転周波数に応じてゲインＧを図３５Ｂのように変化させても良い。さらに、ワイズＱをエンジン回転数又はアクセルの踏み込み度に応じて図３５Ａ又は図３５Ｂと同様に変化させても良い。すなわち、エンジン回転数又はアクセルの踏み込み度の増加にともなって、ワイズを広くするように制御する。

前記ディストーション回路９１２及び前記ディストーション手段９２３は、前記イコライザ９１１又はイコライザ手段９２２から出力されるエンジン音の信号に対して、歪ませ（Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）効果を付与する。このとき、前記エンジン回転数のデータ（Ｃｙｃｌｅ）９０５及び前記アクセル踏み込み度のデータ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）９０６に応じて、どれくらい歪ませるかを示すパラメータ（ＤＲＩＶＥ）及びどのように歪ませるかを示すパラメータ（ＴＹＰＥ）を動的に変化させる。
図３６Ａ、３６Ｂは、ディストーション回路９１２又はディストーション手段９２３によるディストーション処理について説明するための図である。図３６Ａに示すように、ディストーション回路９１２又はディストーション手段９２３は、基本的には、入力信号の振幅をクリップすることにより入力されたエンジン音信号を歪ませる。
入力信号が規定の入力レベルを超えると、出力信号の波形の頭部（許容入力を超えた部分）が削り取られた状態になる。これをクリッピング又はクリップという。この波形には無数の高調波が含まれているので、音がつまって、音色としては濁った感じになる。
図３６Ａ、３６Ｂは、アナログ回路によるディストーション回路１２の構成例を示す図である。この図に示すように、アナログのクリッピング回路により実現することができる。図３６Ａの場合は非対称なクリッピングが行われる。
なお、例えば、非線形特性を利用するなど、クリップ処理以外の方法で歪みを付与するようにしてもよい。

図３７は、どれくらい歪ませるかを示すＤＲＩＶＥパラメータについて説明するための図である。
図３７に示す歪み具合を示すパラメータＫｄがＤＲＩＶＥパラメータとされる。この歪み具合を示すパラメータＫｄは、図３７に示すように、元波形の最大振幅が１／２まで縮まる度合いを示すパラメータであり、０％〜１００％までの値をとる。Ｋｄ＝０％のときはクリップされず、Ｋｄ＝１００％のときは元波形の振幅の１／２の振幅にクリップされる。
前記エンジン回転数のデータ（Ｃｙｃｌｅ）９０５や前記アクセルの踏み込み度のデータ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）９０６の値に応じて、Ｋｄの値は動的に変化される。

図３８Ａ〜３８Ｃは、エンジン回転数やアクセルの踏み込み度に応じたパラメータＫｄの変化のさせ方について説明するための図である。
図３８Ａはエンジン回転数に応じて歪み具合Ｋｄを変化させる態様を示す図であり、この図に示すように、エンジン回転数が高くなるにつれて歪み具合Ｋｄも上昇するように制御する。このとき、エンジン回転数の加速度、すなわち、エンジン回転数が短期間で上昇したか、あるいは、ゆっくり上昇したかに応じてリニアリティの異なる曲線に応じて歪み具合Ｋｄを変化させるようにしてもよい。すなわち、エンジン回転数が急激に上昇したときには、曲線ＣＬ−１のように歪み具合Ｋｄも急激に増加するようにし、ゆっくりと上昇したときは、曲線ＣＬ−３のように歪み具合Ｋｄが徐々に増加するようにする。中程度の場合には、曲線ＣＬ−２のようにリニアに変化させればよい。
図３８Ｂはアクセルの踏み込み度に対する歪み具合Ｋｄの変化の態様を示す図である。この図に示すように、アクセルの踏み込み度が大きくなるにつれて歪み具合Ｋｄも大きくなるように制御する。このとき、前述の場合と同様に、アクセルを急激に踏み込んだときには、ＣＬ−１で示す曲線のように歪み具合を急激に増加するようにし、ゆっくりと踏み込んでいったときには、ＣＬ−３で示す曲線のように歪み具合を徐々に増加するようにしてもよい。中程度のときは、ＣＬ−２で示す曲線のようにリニアに変化させればよい。
図３８Ｃは、前記エンジン回転数に応じて歪み具合Ｋｄを変化させる態様の他の例を示す図である。
この図に示す例は、低回転数のときに目立つような変曲点を持った曲線に従ってＫｄを制御する。この場合には、低回転数のときに歪み具合Ｋｄが大きく変化し、高回転数のときには小さくなるので、例えば高速道路などにおける高速運転時には歪み具合が小さく、静かなエンジン音となる。
アクセルの踏み込み度についても図３８Ｃと同様の曲線で歪み具合Ｋｄを変化させるようにしても良い。

図３９は、どのように歪ませるかを示すＴＹＰＥパラメータについて説明するための図である。
図３９に示す歪みパターンを示すパラメータＫｐがＴＹＰＥパラメータとされる。この歪みパターンを示すパラメータＫｐは、図３９に示すように、ディストーションをかけられた信号がどれだけ矩形波的になるかを表すパラメータであり、歪ませられた波形のクリッピングレベルでの横幅が、元波形の横幅の１／２まで縮まる度合いを示している。Ｋｐは０％〜１００％までの値をとり、Ｋｐ＝０％のときは元波形の横幅と同じであることを示し、Ｋｐ＝１００％のときは元波形の横幅の１／２であることを示している。
この歪みパターンＫｐ（ＴＹＰＥパラメータ）についても、前記歪み具合Ｋｄと同様の変化の態様を有している。すなわち、前記図３８Ａ及び３８Ｂに示したように、エンジン回転数（Ｃｙｃｌｅ）又はアクセルの踏み込み度（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）が大きくなるにつれて歪みパターンＫｐも大きくなるように制御される。そして、エンジン回転数又はアクセルの踏み込み度が急激に変化したとき、中程度に変化したとき、及び、ゆっくりと変化したときとで、前述したリニアリティの異なる変化曲線（ＣＬ−１〜ＣＬ−３）に従って歪みパターンを変化させるようにしても良い。
さらに、図３８Ｃに示したようなエンジンが低回転数のとき又はアクセルの踏み込み度が小さいときに目立つような変曲点を持った曲線に従って変化させるようにしても良い。

前記ゲインが制御可能な増幅器９１３又は増幅手段９２４は、前記エンジン回転数のデータ（Ｃｙｃｌｅ）９０５又は前記アクセルの踏み込み度のデータ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）９０６に応じてそのゲインが制御され、これにより再生される加工されたエンジン音の音量Ｖ（Ｖｏｌｕｍｅ）が制御される。
図４０Ａ〜４０Ｃは、前記エンジン回転数又は前記アクセルの踏み込み度と前記増幅器９１３又は増幅手段９２４における音量Ｖ（Ｖｏｌｕｍｅ）との関係を示す図であり、図４０Ａはエンジン回転数と音量Ｖの関係、図４０Ｂはアクセルの踏み込み度と音量Ｖの関係を示す図である。
図４０Ａに示すように、エンジン回転数が増加すると加工されたエンジン音の音量も増加するように制御される。ここで、エンジン回転数の増加の速度に応じて、音量の増加の態様も変化するように制御し、エンジン回転数が急激に増加したときは音量も急激に増加させ（ＣＬ−１）、ゆっくりと増加したときは音量も徐々に増加する（ＣＬ−３）ように制御しても良い。
また、図４０Ｂに示すように、アクセルの踏み込み度と音量Ｖとの関係も、エンジン回転数との関係と同様に制御するようにしても良い。
さらに、図４０Ｃに示すように、エンジン回転数が低回転数のときに目立つような変曲点を有する特性曲線としても良い。アクセルの踏み込み度に対しても、図４０Ｃに示すような曲線としても良い。

なお、前記図３５Ａ、３５Ｂ、３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、４０Ａ、４０Ｂ及び４０Ｃに示したエンジン回転数やアクセルの踏み込み度に対する各パラメータの変化特性は、本発明のエンジン音加工装置が搭載されるエンジンの特性に応じて設定するのが望ましい。
また、上記図３５Ａ、３５Ｂ、３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、４０Ａ、４０Ｂ及び４０Ｃにおいては、エンジン回転数及びアクセルの踏み込み度に応じた各パラメータを変化特性を３本の曲線に従って制御する場合について説明したが、これに限られることはなく、任意の本数の曲線を用いて制御を行うことができる。
さらに、エンジン回転数の変化速度やアクセルの踏み込み度の変化速度に応じてどの曲線ＣＬ−１〜ＣＬ−３に従った制御を行うかについてユーザが任意に設定することができるようにしてもよい。
さらにまた、曲線ＣＬ−１〜ＣＬ−３をユーザが編集することができるようにしてもよいし、使用する曲線数もユーザが任意に設定することができるようにしてもよい。

前記図３２に示した実施の形態においては、前記エンジンルーム内に設置されたマイクロフォン９０１ａ，９０１ｂで収音されたエンジン音をディストーション部４に入力していた。通常、自動車のエンジンルームと車室の間には遮音板が設けられており、ユーザは該遮音板を通過してきたエンジン音を聞いている。そこで、遮音板の遮音特性（伝達特性）をシミュレートするフィルタを設け、前記マイクロフォン９０１ａ，９０１ｂで収音されたエンジン音に該フィルタを通過させた音を前記ディストーション部４に入力して上述した加工を施すようにしても良い。
図４１は、遮音板の伝達特性をシミュレートするフィルタを設けた実施の形態の要部構成を示す図である。
この図に示すように、この実施の形態においては、エンジンルーム内に配置されたマイクロフォン９０１ａ，９０１ｂで収音されたエンジン音をヘッドアンプ９０２ａ，９０２ｂで増幅した後、遮音板の伝達特性をシミュレートするフィルタ９３１ａ，９３１ｂを通過させて前記ミキサ９０３に入力している。
これにより、前記マイクロフォン９０１ａ，９０１ｂで収音されたエンジン音に含まれているメカニカルノイズ等を除去することができ、ユーザが通常聞きなれているエンジン音を素材として上述した加工が施されることとなり、人間にとってより自然なエンジン音とすることが可能となる。

なお、上記においては、前記ディストーション部４内に、イコライザ９１１又はイコライザ手段９２２、ディストーション回路９１２又はディストーション手段９２３、及び、増幅器９１３又は増幅手段９２４が全て設けられている場合について説明したが、イコライザ９１１又はイコライザ手段９２２、及び、増幅器９１３又は増幅手段９２４は必ずしも必須ではなく、最低限ディストーション回路９１２又はディストーション手段９２３が設けられていればよい。

Claims (4)

1. 自動車の車室外に設置され、該自動車のエンジン音を収音するマイクと、
   該自動車の運転状況を検出するセンサと、
   前記センサの検出内容に基づいて信号処理特性を決定する制御部と、
   前記マイクが収音したエンジン音を周波数分析して、スペクトルを割り出す周波数分析手段と、
   前記周波数分析手段により割り出されたスペクトルを、前記制御部で決定された信号処理特性に基づき信号処理して出力する信号処理部と、
   前記信号処理部で信号処理されたエンジン音を出力するスピーカと
   を備えるエンジン音加工装置において、
   前記制御部は、前記周波数分析手段が決定したスペクトルのピークを強調する特性とするエンジン音加工装置。
2. 前記制御部は、さらに、前記周波数分析手段が決定したスペクトルのピークの谷間のレベルを上げる特性とする請求項１に記載のエンジン音加工装置。
3. 前記信号処理部は、前記周波数分析手段で決定されたスペクトルのピークをピッチシフトして、特定周波数成分を強調して出力し、
   前記制御部は、前記信号処理部がピッチシフトする周波数を設定する請求項１または２に記載のエンジン音加工装置。
4. 前記制御部は、センサの検出内容と信号処理特性との関係を記憶するテーブルを備える請求項１から３のいずれかに記載のエンジン音加工装置。

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