JP6570787B2 - エンジン音制御装置、エンジン音制御方法、及びエンジン音制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、自動車のエンジン音に影響を与える運転状態に応じた制御音を音声出力部から出力させるエンジン音制御装置及びエンジン音制御方法、並びに、コンピュータにエンジン音制御方法を実行させるエンジン音制御プログラムに関する。

自動車の運転に際しエンジン音（排気音）を楽しみたいという要求がある。特許文献１は、自動車の運転者の好みに応じた疑似エンジン音（疑似排気音）を、車内のスピーカから出力することにより、運転者に加速感を提供する技術を提案している。

また、特許文献２は、自動車のアクセル開度とエンジン回転速度をパラメータとしてエンジン運転状態を複数の範囲に区分し、複数の範囲の各々の略中央の状態で録音した実際のエンジン音をデジタルデータ（音源データ）として記憶し、記憶されたデジタルデータのエンジン音を車内に提供する技術を提案している。

また、特許文献３は、音源と音源に影響を与えるエフェクトデータとを記憶する記憶手段と、音源に運転状態データに対応するエフェクトデータに基づくエフェクトを印加して疑似エンジン音データを生成する生成手段と、生成したデータに基づく疑似エンジン音を出力する再生手段とを備える疑似音提供システムを提案している。

特開平１−１４０１９９号公報（特許請求の範囲、第１図、第２図） 特開２０００−１０５７６号公報（要約、図１〜図４） 特開２０１５−８２０２９号公報（要約、図４、図５）

しかしながら、特許文献１及び２に記載の技術を用いて音源データを取得する場合には、非常に多くの運転状態（例えば、アクセル開度とエンジン回転速度との組み合わせによって決まる状態）について、音源データの取得（実際のエンジンの録音）を行う必要があり、多大な時間と労力が必要になる。

また、特許文献３に記載のシステムにおいて、疑似エンジン音に、より自然なエフェクト効果を与えるために、多くの運転状態に対して網羅的にエフェクトの設定作業を行う場合には、多大な時間と労力が必要になる。

逆に、特許文献１〜３に記載の技術において、音源データの数又はエフェクトの設定数を減らすと、疑似エンジン音は離散的に変化するようになり、疑似エンジン音の品質が低下する。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、エンジン音の設定操作におけるユーザの労力を軽減することができ、高品質なエンジン音を提供することができるエンジン音制御装置、並びに、エンジン音の設定操作におけるユーザの労力を軽減することができ、高品質なエンジン音を提供することを可能にするエンジン音制御方法及びエンジン音制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るエンジン音制御装置は、自動車のエンジン音に影響する前記自動車の運転状態に応じた制御音を音声出力部から出力させるエンジン音制御装置であって、ユーザが操作部で行う入力操作に応じたユーザコマンドに基づいて、前記運転状態を示す複数種類のパラメータを座標軸とする座標系で表される運転状態空間を区分することによって得られる複数のセルのうちの、いずれかのセルを示す指定座標と前記指定座標で示される前記セルにおける目標エンジン音のスペクトル情報とを含むユーザ設定点情報を設定する目標エンジン音設定部と、前記ユーザコマンドに基づいて、前記運転状態空間における運転シーン領域を示す運転シーン領域情報を設定する運転シーン領域設定部と、前記ユーザ設定点情報と前記運転シーン領域情報とに基づいて、前記複数のセルのうちの、前記ユーザ設定点情報が設定されていないセルである第１の補間対象のセルの各々について、エンジン音のスペクトル情報を算出する第１の補間処理を行い、前記ユーザ設定点情報と前記第１の補間処理によって得られた第１の補間情報とから、前記複数のセルの各々におけるエンジン音のスペクトル情報を含むエンジン音設定マップを生成する第１の補間処理部と、前記エンジン音設定マップに基づくエンジン音制御パラメータを出力するパラメータ変換処理部と、前記エンジン音制御パラメータに基づく前記制御音を前記音声出力部から出力させるエンジン音制御器とを備えたことを特徴とする。

本発明の他の態様に係るエンジン音制御方法は、自動車のエンジン音に影響を与える前記自動車の運転状態に応じた制御音を音声出力部から出力させるエンジン音制御方法であって、ユーザが操作部で行う入力操作に応じたユーザコマンドに基づいて、前記運転状態を示す複数種類のパラメータを座標軸とする座標系で表される運転状態空間を区分することによって得られる複数のセルのうちの、いずれかのセルを示す指定座標と前記指定座標で示される前記セルにおける目標エンジン音のスペクトル情報とを含むユーザ設定点情報を設定する目標エンジン音設定ステップと、前記ユーザコマンドに基づいて、前記運転状態空間における運転シーン領域を示す運転シーン領域情報を設定する運転シーン領域設定ステップと、前記ユーザ設定点情報と前記運転シーン領域情報とに基づいて、前記複数のセルのうちの、前記ユーザ設定点情報が設定されていないセルである第１の補間対象のセルの各々について、エンジン音のスペクトル情報を算出する第１の補間処理を行い、前記ユーザ設定点情報と前記第１の補間処理によって得られた第１の補間情報とから、前記複数のセルの各々におけるエンジン音のスペクトル情報を含むエンジン音設定マップを生成する第１の補間ステップと、前記エンジン音設定マップに基づくエンジン音制御パラメータを出力するパラメータ変換ステップと、前記エンジン音制御パラメータに基づく前記制御音を前記音声出力部から出力させる制御音生成ステップとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、自動車において、エンジン音の設定操作におけるユーザの労力を軽減することができ、ユーザが希望する高品質なエンジン音を提供することができる。

実施の形態１に係るエンジン音制御装置の構成（特に、エンジン音調整器の構成）を概略的に示す機能ブロック図である。 実施の形態１に係るエンジン音制御装置のエンジン音調整器のハードウェア構成の一例を示す図である。 図１に示されるエンジン音調整器によって実行されるエンジン音制御パラメータの生成動作の一例を示すフローチャートである。 運転状態空間の軸（運転状態空間を表す座標系の座標軸）としてのパラメータが自動車の車速、エンジン回転数、及びアクセル開度である場合の運転状態空間を示す図である。 自動車のエンジン回転の基本周波数の次数に対する目標の振幅レベルの例を示す図である。 図１に示される運転シーン領域設定部によって指定される運転シーン領域の例を示す図である。 図１に示される第１の補間処理部によって行われる第１の補間処理の一例を示すフローチャートである。 図１に示される第１の補間処理部が複数のセルからなるエンジン音設定マップの生成に使用するユーザ設定点情報、運転シーン領域情報、及び運転シーン領域に属するセルの例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実際のエンジン音と実際の運転状態データとを分析し、この分析の結果を示す画像を表示又は音声を出力する動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態３に係るエンジン音制御装置の構成（特に、エンジン音制御器の構成）を概略的に示す機能ブロック図である。 実施の形態３に係るエンジン音制御装置のエンジン音制御器のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施の形態３に係るエンジン音制御装置のエンジン音制御器によって行われる制御音の制御動作の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態に係るエンジン音制御装置、エンジン音制御方法、及びエンジン音制御プログラムを、添付図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。なお、添付図面において、同様の機能を持つ構成には同じ符号が付される。

《１》実施の形態１．
《１−１》エンジン音制御装置１の構成
図１は、実施の形態１に係るエンジン音制御装置１の構成を概略的に示す機能ブロック図である。エンジン音制御装置１は、実施の形態１に係るエンジン音制御方法を実施することができる装置である。エンジン音制御装置１は、自動車に搭載される装置である。エンジン音制御装置１は、エンジン音制御装置１を搭載した自動車の運転状態に応じた制御音信号を生成し、生成された制御音信号に応じた制御音（疑似エンジン音）を制御音出力器（音声出力部）としてのスピーカから当該自動車の車内に出力するため装置である。自動車の車内にいる運転者（ユーザ）及び他の搭乗者は、実際のエンジン音（排気音）に加えてスピーカから出力される制御音（すなわち、実際のエンジン音と制御音とが合成された音）を聞くので、制御音が無い場合に比べて、より強い加速感を得ることができる。

図１に示されるように、エンジン音制御装置１は、主要な構成として、ユーザ操作を受け付けて、ユーザ操作に基づくユーザコマンドＡ０を提供する操作盤（操作部）１０と、ユーザコマンドＡ０からエンジン音設定マップＡ５に基づくエンジン音制御パラメータＡ６を生成するエンジン音調整器４０と、自動車の実際の運転状態を示す運転状態データＣ１とエンジン音制御パラメータＡ６とに基づいて制御音信号Ｄ３を生成し、これを制御音出力器（後述の図１０に示される）に提供するエンジン音制御器５０とを備えている。また、エンジン音制御装置１は、自動車の実際のエンジン音に基づく音声信号Ｂ０をエンジン音調整器４０に提供する音声入力器２０と、自動車の実際の運転状態を示す運転状態データＣ０及びＣ１をエンジン音調整器４０及びエンジン音制御器５０にそれぞれ提供する運転状態入力器３０と、エンジン音調整器４０で生成された画像情報（画像データ）Ｂ４に基づく画像を表示する表示器６０と、エンジン音調整器４０で生成された音声情報（音声信号）Ｂ３に基づく試聴用のエンジン音を出力する音声再生器７０とを備えてもよい。

操作盤１０は、ユーザがエンジン音制御装置１を操作するための操作部（操作手段）である。操作盤１０は、例えば、キーボード、マウス、及びタッチパネルなどを含むことができる。操作盤１０は、エンジン音調整器４０にユーザ操作に基づくユーザ操作信号であるユーザコマンドＡ０を提供する。

音声入力器２０は、エンジン音調整器４０に、実際のエンジン音に基づく音声信号（音声データ）Ｂ０を提供するための音声入力手段である。音声入力器２０は、例えば、入力された音に応じた音声信号Ｂ０を生成するマイクロホン、又はマイクロホンを通して取得された音声信号Ｂ０を記録及び再生（出力）することができる音声レコーダを含むことができる。

運転状態入力器３０は、エンジン音調整器４０及びエンジン音制御器５０に、自動車の実際の運転状態（動作状態）を示す運転状態データＣ０及びＣ１を提供するための手段である。運転状態入力器３０は、例えば、自動車に備えられ、自動車のエンジンの実際の動作状態などを示すデータを受信し、自動車のエンジンの動作状態を示す運転状態データＣ０及びＣ１を出力するエンジンコントロールユニット及び自動車の動作を示す運転状態データＣ０及びＣ１を記録するデータレコーダなどを含むことができる。運転状態データＣ０及びＣ１は、自動車のエンジン音に影響を与えるパラメータであり、エンジン回転数、車速、アクセル開度、エンジンのトルク、ギア位置、単位時間あたりのエンジン回転数の変化量、及び単位時間あたりの車速の変化量などを含むことができる。

エンジン音調整器４０は、操作盤１０によって入力されたユーザコマンドＡ０の内容に基づくエンジン音制御パラメータＡ６をエンジン音制御器５０に提供するエンジン音調整手段である。また、エンジン音調整器４０は、操作盤１０によるユーザ操作を補助（支援）するための情報を表示器６０に表示させる機能と音声再生器７０でエンジン音を試聴可能にする機能とを備えている。エンジン音調整器４０は、ソフトウェアであるプログラムを格納するメモリと、プログラムを実行するプロセッサとによって実現可能である。ただし、エンジン音調整器４０を集積回路で形成することも可能である。また、エンジン音調整器４０の一部を集積回路で形成し、他の部分をソフトウェアであるプログラムを格納するメモリとプログラムを実行するプロセッサとによって形成することも可能である。

エンジン音制御器５０は、運転状態データＣ１とエンジン音制御パラメータＡ６とに基づいて制御音信号Ｄ３を生成し、これを音声出力部としての制御音出力器（後述の図１０に示される）に提供するエンジン音制御手段である。エンジン音制御器５０は、ソフトウェアであるプログラムを格納するメモリとプログラムを実行するプロセッサとによって実現可能である。ただし、エンジン音制御器５０を集積回路で形成することも可能である。また、エンジン音制御器５０の一部を集積回路で形成し、他の部分をソフトウェアであるプログラムを格納するメモリとプログラムを実行するプロセッサとによって形成することも可能である。なお、エンジン音調整器４０を構成するメモリ及びプロセッサと、エンジン音制御器５０を構成するメモリ及びプロセッサとは、互いに異なる構成要素であるが、１つのメモリと１つのプロセッサからなる共通の情報処理部によって、エンジン音調整器４０とエンジン音制御器５０を実現することも可能である。

表示器６０は、エンジン音調整のための操作盤１０によるユーザ操作に必要な画像情報及び文字情報を画像としてユーザに提供する表示部（表示手段）である。表示器６０は、例えば、液晶パネルなどのようなモニタである。なお、操作盤１０と表示器６０とは、互いに重ね合わされた構造を持ち、ユーザが指で行うタッチ入力操作を受け付けるタッチパネルであってもよい。この場合には、操作盤１０と表示器６０とは一体の構造を持つタッチパネルを構成する。

音声再生器７０は、エンジン音調整の結果を試聴可能にするための音声信号Ｂ３に基づく音を出力する音声再生手段である。音声再生器７０は、例えば、音声信号Ｂ３を増幅するアンプと、増幅された音声信号に基づく音を出力するスピーカ又はヘッドホンとを含むことができる。

《１−２》エンジン音調整器４０の構成
図１に示されるように、エンジン音調整器４０は、主要な構成として、コマンド入力処理部４１と、目標エンジン音設定部４２と、運転シーン領域設定部４３と、第１の補間処理部４４と、パラメータ変換処理部４５とを備えている。エンジン音調整器４０は、補助的な構成として、エンジン音分析処理部４６と、第２の補間処理部４７と、表示処理部４８と、再生処理部４９とを備えてもよい。

コマンド入力処理部４１は、操作盤１０から提供されたユーザコマンドＡ０を処理して、ユーザコマンドＡ０に基づくコマンド信号Ａ１を出力する。

目標エンジン音設定部４２は、コマンド入力処理部４１から提供されたコマンド信号Ａ１に応じて、運転状態空間において座標で特定されるセル（小領域）における目標エンジン音を設定するための情報であるユーザ設定点情報Ａ２を出力する。目標エンジン音の例は、後述の図５に示される。運転状態空間は、運転状態を示す複数種類のパラメータを軸（座標軸）とする座標系で表される２次元以上の座標系で示される空間、すなわち、平面又は多次元空間を指す。セルは、運転状態空間を区分することによって得られる小領域であり、ユーザ設定点情報Ａ２は、いずれかのセルを示す指定座標とこの指定座標で示されるセルにおける目標エンジン音の振幅（スペクトル情報）とを含む情報である。運転状態空間を表す座標系の座標軸となるパラメータとして、複数種類のパラメータは、自動車に関する、エンジン回転数、車速、アクセル開度、エンジンのトルク、ギア位置、単位時間あたりのエンジン回転数の変化量、単位時間あたりの車速の変化量などのような、エンジン音と連動する変数を適宜用いることができる。

運転シーン領域設定部４３は、コマンド入力処理部４１から提供されたコマンド信号Ａ１に応じて運転シーン領域を設定するための運転シーン領域情報Ａ３を出力する。運転シーン領域の例は、後述の図６に示される。運転シーン領域情報の設定例は、後述の図８に示される。運転シーン領域は、運転状態空間における領域で示され、例えば、アイドリング状態に相当する領域、緩やかな加速状態に相当する領域、エンジンブレーキ使用状態に相当する領域、急加速状態に相当する領域などを含む。実施の形態１においては、ユーザは、このように実際の運転シーンに関連した運転シーン領域を、ユーザの意図に応じて運転状態空間の任意の領域に、任意の数だけ設定することができる。

第１の補間処理部４４は、目標エンジン音設定部４２から提供されたユーザ設定点情報Ａ２に基づいて複数のセルからなるエンジン音設定マップのいずれかのセルに設定された目標エンジン音の設定情報（後述の図８に示される）と、運転シーン領域設定部４３から提供された運転シーン領域情報Ａ３に基づいてエンジン音設定マップ上に設定された運転シーン領域（後述の図８に示される）とを用いて、エンジン音設定マップの各セル（ユーザ設定点情報Ａ２に基づいて目標エンジン音が設定されたセル以外のセル）における目標エンジン音を算出する処理である第１の補間処理を行う。なお、エンジン音設定マップＡ４は、運転状態空間をそれぞれの座標軸について所定の幅で分割することで形成された複数のセルから構成される。ユーザ設定点情報Ａ２と第１の補間処理によって得られた第１の補間情報とから、複数のセルの各々におけるエンジン音の振幅（スペクトル情報）を含むエンジン音設定マップＡ４が得られる。

パラメータ変換処理部４５は、第１の補間処理部４４で生成されたエンジン音設定マップＡ４をエンジン音制御パラメータＡ６に変換して、これをエンジン音制御器５０に提供する。

エンジン音分析処理部４６は、音声入力器２０から提供された実際のエンジン音を示す音声信号Ｂ０と運転状態入力器３０から提供された自動車の実際の運転状態を示す運転状態データＣ０とを受け取り（例えば、同時に受け取り）、これらのデータに基づいて実際のエンジン音を分析し、この分析の結果を示す分析結果信号Ｂ１を出力する。分析結果信号Ｂ１は、例えば、目標エンジン音設定部４２から出力されるユーザ設定点情報Ａ２と同種の情報（ただし、座標は異なる）である。

第２の補間処理部４７は、分析結果信号Ｂ１に基づいて複数のセルからなるエンジン音分析マップのいずれかのセルに設定された実際のエンジン音情報と、運転シーン領域設定部４３から提供された運転シーン領域情報Ａ３とに基づいてエンジン音分析マップＢ２上に設定された運転シーン領域とを用いて、エンジン音分析マップＢ２の各セル（分析結果信号Ｂ１に基づいてエンジン音情報が設定されたセル以外のセル）におけるエンジン音を算出する処理である第２の補間処理を行う。エンジン音分析マップＢ２の複数のセルと、第１の補間処理部４４が作成するエンジン音設定マップＡ４の複数のセルとは、同じであることが望ましい。また、第２の補間処理部４７によって行われる第２の補間処理の方法として、第１の補間処理部４４によって行われる第１の補間処理の方法と同じ方法を採用することができる。第２の補間処理部４７は、エンジン音分析処理部４６から出力された分析結果信号Ｂ１に対して第２の補間処理を行うことで、エンジン音分析マップＢ２を生成する。つまり、実際のエンジン音に基づく分析結果信号Ｂ１と第２の補間処理によって得られた第２の補間情報とから、複数のセルの各々におけるエンジン音の振幅（スペクトル情報）を含むエンジン音分析マップＢ２が得られる。

表示処理部４８は、コマンド信号Ａ１とエンジン音設定マップＡ４とエンジン音分析マップＢ２とに基づく情報を画像として表示させるための画像情報（画像データ）Ｂ４を表示器６０に出力する。

再生処理部４９は、コマンド信号Ａ１とエンジン音設定マップＡ４とエンジン音分析マップＢ２とに基づく情報を音として出力させるための音声信号Ｂ３を音声再生器７０に出力する。

図２は、エンジン音調整器４０のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示されるように、エンジン音調整器４０は、主要なハードウェア構成として、ソフトウェアであるプログラムを実行する情報処理部としてのプロセッサ４０１と、プロセッサ４０１によって実行されるソフトウェアであるプログラムを格納するメモリ４０２とを備えている。また、エンジン音調整器４０は、コマンド入力インターフェース４０３と、音声入出力インターフェース４０４と、データ転送インターフェース４０５と、表示インターフェース４０６とを備えてもよい。

メモリ４０２に格納されるプログラムは、実施の形態１に係るエンジン音制御方法を実施するためのエンジン音制御プログラムを含む。プロセッサ４０１がメモリ４０２に格納されているエンジン音制御プログラムを実行することによって、図１に示されるコマンド入力処理部４１、目標エンジン音設定部４２、運転シーン領域設定部４３、第１の補間処理部４４、パラメータ変換処理部４５、エンジン音分析処理部４６、第２の補間処理部４７、表示処理部４８、及び再生処理部４９の処理を実施することができる。

操作盤１０のユーザ操作によって生成されたユーザコマンドＡ０は、コマンド入力インターフェース４０３を通してプロセッサ４０１に提供される。このとき、プロセッサ４０１は、プログラムを実行することによって、コマンド入力処理部４１、目標エンジン音設定部４２、運転シーン領域設定部４３、第１の補間処理部４４、及びパラメータ変換処理部４５の処理を行う。

音声入力器２０から入力された音声に基づく音声信号Ｂ０は、音声入出力インターフェース４０４を通してプロセッサ４０１に提供される。運転状態入力器３０から入力された運転状態データＣ０は、データ転送インターフェース４０５を通してプロセッサ４０１に提供される。このとき、プロセッサ４０１は、プログラムを実行することによって、エンジン音分析処理部４６、第２の補間処理部４７、表示処理部４８、及び再生処理部４９の処理を行う。

また、プロセッサ４０１は、エンジン音制御パラメータＡ６を、データ転送インターフェース４０５を通してエンジン音制御器５０に提供する。このとき、プロセッサ４０１は、プログラムを実行することによって、パラメータ変換処理部４５の処理を行う。

また、プロセッサ４０１は、画像データＢ４を表示インターフェース４０６を通して表示器６０に提供する。また、プロセッサ４０１は、エンジン音制御器５０から出力される制御音（疑似エンジン音）を模擬した試聴用の模擬エンジン音を示す音声信号を音声入出力インターフェース４０４を通して音声再生器７０に提供してもよい。このとき、プロセッサ４０１は、プログラムを実行することによって、表示処理部４８及び再生処理部４９の処理を行う。

また、プロセッサ４０１は、上記した処理を実施するにあたり、プログラム及びデータの格納領域としてメモリ４０２を適宜使用する。なお、プログラムを格納する記憶部と、データの格納領域とは、互いに異なるメモリであってもよい。

《１−３》エンジン音調整器４０の動作
図３は、エンジン音調整器４０の動作の一例を示すフローチャートである。

先ず、コマンド入力処理部４１は、操作盤１０のユーザ操作によって生成されたユーザコマンドＡ０を受信する（ステップＳ１）。

コマンド入力処理部４１は、受信したユーザコマンドＡ０が、エンジン音制御装置１で生成される制御音信号の調整に関するコマンドであるか、運転シーン領域の設定に関するコマンドであるかを識別する（ステップＳ２）。

ユーザコマンドＡ０が制御音信号の調整に関するコマンドであれば（ステップＳ２においてＹＥＳ）、コマンド入力処理部４１は、コマンド信号Ａ１を目標エンジン音設定部４２に送り、目標エンジン音設定部４２は、ユーザ設定点の座標とこの座標における目標エンジン音の設定情報とを記憶部（例えば、図２におけるメモリ４０２）に記録する（ステップＳ４）。ユーザ設定点の座標と目標エンジン音の設定情報との組み合わせは、ユーザ設定点情報Ａ２とも言う。ユーザ設定点の座標と目標エンジン音の設定情報の例は、後述の図４及び図５、並びに、図８（領域Ｒ５，Ｒ６）に示される。

ユーザコマンドＡ０が運転シーン領域の設定に関するコマンドであれば（ステップＳ２においてＮＯ且つステップＳ３においてＹＥＳ）、コマンド入力処理部４１は、コマンド信号Ａ１を運転シーン領域設定部４３に送り、運転シーン領域設定部４３は、運転状態空間上に運転シーン領域を設定し、設定された運転シーン領域を示す運転シーン領域情報Ａ３を記憶部（例えば、図２におけるメモリ４０２）に記録する（ステップＳ５）。運転シーン領域の例は、後述の図６、及び図８（領域Ｒ２）に示される。

ユーザコマンドＡ０が他のコマンドである場合（ステップＳ２においてＮＯ且つステップＳ３においてＮＯ）の処理については、後述の図９（ｂ）に示される。

第１の補間処理部４４は、目標エンジン音設定部４２が記憶部に記録したユーザ設定点情報Ａ２と運転シーン領域設定部４３が記憶部に記録した運転シーン領域情報Ａ３とを読み出し、運転状態空間におけるユーザ設定点（例えば、後述の図８における領域Ｒ５，Ｒ６）のセル以外のセルについての目標エンジン音を算出する第１の補間処理を行うことで、エンジン音設定マップＡ４を生成し、これを出力する（ステップＳ６）。エンジン音設定マップの生成例は、後述の図７及び図８に示される。

パラメータ変換処理部４５は、第１の補間処理部４４で生成されたエンジン音設定マップＡ４をエンジン音制御パラメータＡ６に変換して（ステップＳ７）、エンジン音制御パラメータＡ６をエンジン音制御器５０に出力する（ステップＳ８）。

《１−４》目標エンジン音設定部４２の動作
ユーザは、操作盤１０において、エンジン音の調整に関するコマンドとして、運転状態空間上の任意の座標と、その座標における目標エンジン音の設定情報（スペクトル情報）とを指示することができる。つまり、目標エンジン音設定部４２は、操作盤１０で行う入力操作に応じたユーザコマンドＡ０に基づいて、運転状態を示す複数種類のパラメータを座標軸とする座標系で表される運転状態空間を区分することによって得られる複数のセルのうちの、いずれかのセルを示す指定座標とこの指定座標で示されるセルにおける目標エンジン音のスペクトル情報（振幅）とを含むユーザ設定点情報Ａ２を設定する。

図４は、運転状態空間を表す座標系の座標軸となる複数種類のパラメータとして車速、エンジン回転数、及びアクセル開度を用いた場合の運転状態空間の例を示す図である。ここでは、ユーザは、指定座標として、車速ｘ、エンジン回転数ｙ、アクセル開度ｚの組、すなわち、座標（ｘ，ｙ，ｚ）を指示する。複数種類のパラメータは、自動車に関する、エンジン回転数、車速、アクセル開度、エンジンのトルク、ギア位置、単位時間あたりのエンジン回転数の変化量、単位時間あたりの車速の変化量のうちの２つ以上を含むことができる。

指定座標における目標エンジン音の設定情報は、目標とするエンジン音の音色及び大きさを定めるものであり、例えば、周波数スペクトルＧ（ｆ）の形で指示される。ここで、ｆは、周波数であり、所定の刻み幅で離散値を取る。Ｇ（ｆ）は、周波数ｆにおけるエンジン音の振幅レベルを示す。また、ｆは複数の値を取るので、Ｇ（ｆ）は、エンジン音の振幅レベルのスペクトルを示す。

目標エンジン音の設定情報は、エンジン回転の基本周波数に対する次数（倍数）ｏと、次数ｏに対する振幅レベルＰ（ｏ）の組で表現してもよい。一般に、自動車のエンジン音は、エンジン回転数（すなわち、回転周波数）を１次の基本周波数としたときに、この基本周波数に所定の次数（倍数）を乗じた周波数成分によって構成される。例えば、エンジン回転数が毎分１０００回転である場合、基本周波数は、１０００回転／６０秒から、１６．６６６６…Ｈｚとなるが、４サイクル４気筒エンジンでは、基本周波数に対して２次（２倍）の周波数である３３．３３３３…Ｈｚの周波数成分、及び基本周波数に対して４次（４倍）の周波数である６６．６６６６…Ｈｚの周波数成分などが現われる。ここで、エンジン回転数が毎分１５００回転に変化すると、基本周波数は、１５００回転／６０秒から、２５Ｈｚとなり、２次の周波数成分は５０Ｈｚ、４次の周波数成分は１００Ｈｚとなる。

このようなエンジン音の性質から、必ずしも全ての周波数について目標エンジン音を設定する必要はなく、次数ｏと、当該次数ｏにおける目標の振幅レベルＰ（ｏ）とを指定するだけで、目標エンジン音の音色及び大きさを定めることができることがわかる。このように振幅レベルＰ（ｏ）を用いる場合には、周波数スペクトルＧ（ｆ）を扱う場合よりも、データ規模は小さくなり、ユーザによる設定入力の手間を減らすことができる。

図５は、エンジン回転の基本周波数の次数ｏに対する目標の振幅レベルＰ（ｏ）の例を示す図である。次数ｏは、０より大きい実数とする。図５には、８種類の次数ｏを示しているが、次数ｏの値及び個数、すなわち、何種類の次数ｏを選択できるかは、特に限定されない。

目標エンジン音設定部４２は、ユーザコマンドＡ０に基づくコマンド信号Ａ１に従い、ユーザが指定した運転状態空間上の指定座標（図４）と、当該指定座標における目標エンジン音の設定情報（図５）とを、ユーザ設定点情報として記憶部（例えば、メモリ４０２）に記録する。この処理は、図３におけるステップＳ４の処理に相当する。なお、ユーザが指定した運転状態空間上の指定座標を「ユーザ設定点」とも言う。

ユーザは、操作盤１０を用いるコマンド入力により、このようなユーザ設定点情報を任意の数だけ入力することができる。ただし、ユーザ設定点情報の入力数は、運転状態空間の複数のセルの一部でよく、他のセルについては、第１の補間処理によってスペクトル情報が補間される。

《１−５》運転シーン領域設定部４３の動作
ユーザは、運転シーン領域の設定に関するコマンドとして、運転状態空間上の任意の領域を運転シーン領域として指定することができる。運転シーン領域設定部４３は、コマンド入力で指示された運転状態空間上の領域を、運転シーン領域として設定し、運転シーン領域情報としてメモリ４０２に記録する。この処理は、図３におけるステップＳ５の処理に相当する。運転シーン領域とは、運転状態空間において、運転シーンを区別するために設けられる領域である。

図６は、運転シーン領域設定部４３で指定される運転シーン領域の例を示す図である。図６において、アクセル開度ｚとエンジン回転数ｙの２軸からなる運転状態空間上に、運転シーン領域の例として、４つの運転シーン領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が設定されている。ここでは、簡便のため運転状態空間を２軸の平面（２次元の座標系）の領域で例示しているが、運転状態空間は２軸の平面上の例に限定されるものではなく、３軸以上の多次元空間（３次元以上の座標系）で規定される領域であってもよい。例えば、領域Ｒ１は、アクセル開度ｚ及びエンジン回転数ｙの両方が小さく、運転シーンとしては、アイドリング状態に相当する。領域Ｒ２は、緩やかな加速状態に相当する。領域Ｒ３は、エンジンブレーキ使用状態に相当する。領域Ｒ４は、急加速状態に相当する。実施の形態１に係るエンジン音制御装置１において、ユーザは、このように実際の運転シーンに関連した運転シーン領域を、ユーザの意図に応じて運転状態空間の任意の領域に、任意の数だけ設定することができる。

《１−６》第１の補間処理部４４の動作
第１の補間処理部４４は、目標エンジン音設定部４２が記憶部（例えば、メモリ４０２）に記録したユーザ設定点情報Ａ２と、運転シーン領域設定部４３が記憶部（メモリ４０２）に記録した運転シーン領域情報Ａ３を読み出し、運転状態空間におけるユーザ設定点以外の座標の目標エンジン音を算出する第１の補間処理を行うことで、エンジン音設定マップを作成する。この処理は、図３におけるステップＳ６の処理に相当する。

図７は、第１の補間処理部４４が行う第１の補間処理（図３のステップＳ６）の一例を示すフローチャートである。図８は、第１の補間処理部４４が作成するエンジン音設定マップの例を示す図である。

まず、第１の補間処理部４４は、運転状態空間に対応する空のエンジン音設定マップを準備する（ステップＳ６１）。図８に示されるように、エンジン音設定マップは、運転状態空間をそれぞれの座標軸について所定の幅で分割し、分割された小領域であるセル（図８では四角形の小領域）ごとに目標エンジン音を定めるものである。図８において、運転状態空間は、ｙ軸方向に延びる複数の直線（水平線）とｚ軸方向に延びる複数の直線（垂直線）で格子状に区切られることによって、複数のセルが形成されており、複数のセルの各々に目標エンジン音が設定（ユーザによる設定及び第１の補間処理による設定）することができる。ただし、当初（ユーザコマンドＡ０の入力前では）、エンジン音設定マップは、複数のセルの各々に目標エンジン音は、何も設定されていない状態、すなわち、ヌル（ＮＵＬＬ）の状態である。

次に、第１の補間処理部４４は、ユーザ設定点情報Ａ２に従い、エンジン音設定マップ上のユーザ設定点に該当するセル（例えば、図８におけるＲ５，Ｒ６）に目標エンジン音の設定情報を書き込む（ステップＳ６２）。

次に、第１の補間処理部４４は、運転シーン領域情報Ａ３に従い、運転シーン領域に含まれるセルと、そこに含まれないセルとを識別する（ステップＳ６３）。図８では、破線の境界線で囲われた領域Ｒ２が運転シーン領域を示しており、網掛けが付されたセルが運転シーン領域に属するセルを示している。領域Ｒ２の境界線（破線）が通過するセルについては、予め決められた判定基準に従い、運転シーン領域に属するセルであるか否かが決定される。例えば、１つのセルの面積に対する当該セルにおける領域Ｒ２内（境界線の内側）の面積の割合が、所定の閾値以上である場合に、当該セルが運転シーン領域に属するセルであると判定する。また、例えば、運転シーン領域が３次元である場合には、１つのセルの体積に対する当該セルにおける領域Ｒ２（境界面）内の体積の割合が、所定の閾値以上である場合に、当該セルが運転シーン領域に属するセルであると判定する。ただし、判定方法は、この例に限定されない。

次に、第１の補間処理部４４は、ユーザ設定点の座標以外の座標のセルについて、１セルずつ目標エンジン音の設定情報を算出する第１の補間処理を行う（ステップＳ６４）。この第１の補間処理は、ユーザ設定点のセルの目標エンジン音の設定情報と、ユーザ設定点のセルから目標エンジン音が算出されるセル（第１の補間対象のセル）までの距離とを用いて行われる。

例えば、第１〜第Ｍ（Ｍは正の整数）のユーザ設定点（すなわち、Ｍ個のユーザ設定点）が存在する場合、第１〜第Ｍのユーザ設定点から第１の補間対象のセル（第１〜第Ｍのユーザ設定点のセル以外のセル）までの距離（すなわち、第１〜第Ｍの距離）を計算する。そして、第１の補間対象のセルまでの距離が短い（近い）ユーザ設定点であるほど、第１の補間対象のセルのエンジン音に与える影響が大きくなるような演算式を用いて、第１の補間対象のセルのエンジン音を算出（補間）する。

具体的には、ユーザ設定点の数をＭとし、第１の補間対象のセルの数をＮ（Ｎは正の整数）とし、ｍ番目（ｍは１以上Ｍ以下の整数）のユーザ設定点とｎ番目（ｎは１以上Ｎ以下の整数）の第１の補間対象のセルとの距離をｌ_ｍｎとし、ｍ番目のユーザ設定点の目標エンジン音のスペクトル情報をＧ_ｍ（ｆ）とした場合の、ｎ番目の第１の補間対象のセルの目標エンジン音のスペクトル情報Ｇ_ｎ（ｆ）すなわち振幅情報を、第１の演算式である次式（１）及び（２）によって算出する。

このとき、もしもｍ番目のユーザ設定点のセルとｎ番目の第１の補間対象のセルとを結ぶ直線（セル間を結ぶ直線）の一部が、ｍ番目のユーザ設定点が属する運転シーン領域を通過する場合、その運転シーン領域を通過（すなわち、運転シーン領域に属するセルを通過）している区間の距離は、０＜α＜１の範囲で定める所定の係数αを乗じて補正する。こうすることで、実際のセル間の距離ｌ_ｍｎよりも短い補正後の距離ｌ′_ｍｎを算出する。すなわち、実際のセル間の距離（セル間を結ぶ直線の長さ）ｌ_ｍｎのうちの、運転シーン領域を通過している区間の距離をｐ_ｍｎとし、それ以外の区間の距離をｑ_ｍｎとした場合は、次式（３）が成立する。

また、セル間を結ぶ直線のうちの、運転シーン領域を通過している区間の距離ｐ_ｍｎを、補正後の距離α・ｐ_ｍｎに置き換えることで、距離ｌ_ｍｎよりも短い補正後の距離ｌ′_ｍｎを算出し、ｎ番目の第１の補間対象のセルの目標エンジン音のスペクトル情報Ｇ_ｎ（ｆ）すなわち振幅情報を、第２の演算式である次式（４）及び（５）によって算出する。

つまり、第１の補間処理部４４は、ユーザ設定点情報Ａ２が設定されたセルと第１の補間対象のセルとの距離が近いほど、ユーザ設定点情報Ａ２が前記第１の補間対象のセルのエンジン音に与える影響が大きくなるような第１の演算式を用いて、第１の補間対象のセルのエンジン音を算出する。しかし、第１の補間処理部４４は、ユーザ設定点情報Ａ２が設定されたセルと第１の補間対象のセルとの間に運転シーン領域に属するセルが存在する場合には、ユーザ設定点情報Ａ２が設定されたセルと第１の補間対象のセルとの距離が近いほど、ユーザ設定点情報Ａ２が第１の補間対象のセルのエンジン音に与える影響が大きくなり、かつ、ユーザ設定点情報Ａ２が設定されたセルと第１の補間対象のセルとの間に運転シーン領域に属するセルがない場合に比べ、ユーザ設定点情報Ａ２が第１の補間対象のセルのエンジン音に与える影響が大きくなるような第２の演算式を用いて前記第１の補間対象のセルのエンジン音を算出する。

このようにすることで、運転シーン領域内とその近傍（すなわち、運転シーン領域に属するセルの領域）においては、当該運転シーン領域内のユーザ設定点の影響を他のユーザ設定点よりも強めつつ（すなわち、式（４）におけるＧ_ｎ（ｆ）は、式（１）におけるＧ_ｎ（ｆ）よりも大きい値を持つ）、運転シーン領域から離れるに従ってなだらかに減少させることができる。この結果、ユーザは、Ｎ個のセルの全てに対して目標エンジン音を設定する必要がなくなり、運転シーン領域と、代表的な座標であるユーザ設定点について目標エンジン音を設定するだけで、運転シーン領域に応じたエンジン音の調整が簡単に実施できる。

なお、式（１）〜（５）の補間方法は、一例にすぎず、他の計算式を用いてもよい。例えば、式（１）〜（５）における距離ｌ_ｍｎ及び距離ｌ′_ｍｎの代わりに、距離ｌ_ｍｎのべき乗と距離ｌ′_ｍｎのべき乗を用いてもよい。

また、式（１）においてＧ_ｍ（ｆ）に乗ずる値（Ｌ_ｎ−ｌ_ｍｎ）の代わりに、距離ｌ_ｍｎが大きくなるに従って計算結果が緩やかに減衰する関数（例えば、ガウス関数又はｓｉｎｃ関数など）を用いてもよい。式（４）についても、同様である。

また、適宜、線形補間又はスプライン補間などの既存の補間方法を適用してもよい。

《１−６》パラメータ変換処理部４５の動作
パラメータ変換処理部４５は、エンジン音制御器５０が必要とするフォーマットに合わせ、第１の補間処理部４４で作成されたエンジン音設定マップをエンジン音制御パラメータＡ６に変換し、エンジン音制御器５０に出力する。この処理は、図３におけるステップＳ７〜Ｓ８の処理に相当する。エンジン音制御パラメータＡ６には少なくとも、エンジン音設定マップに従い、各運転状態における目標エンジン音のスペクトル情報が含まれている。

《１−７》エンジン音調整の補助動作
実施の形態１に係るエンジン音制御装置１は、エンジン音調整の補助手段として、実際に自動車を走行させているときに録音した実際のエンジン音と、そのときの運転状態データとを分析し、分析結果をユーザに提供する手段として、エンジン音分析処理部４６、第２の補間処理部４７、表示処理部４８、及び再生処理部４９を有する。

図９（ａ）及び（ｂ）は、実際に走行している自動車において記録したエンジン音と運転状態データとを分析し、表示する動作に係るフローチャートである。

エンジン音分析処理部４６は、音声入力器２０から実際のエンジン音を示す音声信号Ｂ０を受信する（ステップＳ１１）。また、エンジン音分析処理部４６は、運転状態入力器３０から自動車の運転状態データＣ０を受信する（ステップＳ１２）。音声信号Ｂ０及び運転状態データＣ０は、実際に走行する自動車からリアルタイムに受信してもよいし、一旦、データレコーダなどに記録し、走行後に受信してもよい。

次に、エンジン音分析処理部４６は、エンジン音の音声信号Ｂ０と運転状態データＣ０を分析し、分析結果信号としてのエンジン音分析マップを作成する（ステップＳ１３）。エンジン音分析マップは、運転状態空間に実際のエンジン音を投影するマップであり、上述のエンジン音設定マップＡ４と共通の座標軸及びセルを持つものである。エンジン音分析処理部４６は、所定の時間ステップでエンジン音の音声データと運転状態データを読み出し、読み出した運転状態に該当するセルをエンジン音分析マップから選択すると共に、読み出した音声データを分析して得られるスペクトル情報を当該セルのエンジン音として記録する。なお、運転状態データに一度も該当しなかったセルのエンジン音については、ヌル（ＮＵＬＬ）のままとしておく。

次に、第２の補間処理部４７は、エンジン音分析マップにおいて、ヌル（ＮＵＬＬ）のままとなっている第２の補間対象のセルについて第２の補間処理を行う（ステップＳ１４）。この補間方法については、上述の第１の補間処理部４４における、ステップＳ６３〜Ｓ６４の第１の補間処理と同様の方法を用いることができる。この際、エンジン音分析処理部４６ではエンジン音分析マップにおいてエンジン音が記録されたセルを、エンジン音設定マップＡ４におけるユーザ設定点のセルと同様の扱いとする。

コマンド入力処理部４１は、図３のステップＳ３の処理に続いて、ユーザコマンドＡ０が表示に関するコマンドか否かを識別する（ステップＳ２１）。

コマンド入力処理部４１は、ユーザコマンドＡ０が表示に関するコマンドであれば、さらに目標エンジン音の表示指示か否かを識別する（ステップＳ２２）。コマンドが目標エンジン音の表示指示であれば、ユーザコマンドＡ０に基づくコマンド信号Ａ１は、表示処理部４８に送られ、表示処理部４８は、第１の補間処理部４４が作成したエンジン音設定マップＡ４を表示器６０に出力し、エンジン音設定マップを表示器６０に表示させる（ステップＳ２３）。

コマンドがエンジン音分析マップＢ２の表示指示であれば、表示処理部４８は、第２の補間処理部４７が作成したエンジン音分析マップＢ２を表示器６０に出力し、エンジン音分析マップを表示器６０に表示させる（ステップＳ２４）。

表示器６０で表示する内容は、エンジン音設定マップＡ４又はエンジン音分析マップＢ２の各々のセルのスペクトル情報を、数値又はグラフで表示したものであってもよい。また、表示器６０で表示する内容は、ユーザが指定する任意の周波数成分又は次数成分について、その振幅レベルの大きさを、運転状態空間上において、コンター図又は３次元グラフの形式で表示してもよい。

また、上述のステップＳ２１において、ユーザコマンドＡ０が表示に関するコマンドでなければ、コマンド入力処理部４１は、ユーザコマンドＡ０をエンジン音の再生に関するコマンドとみなし、さらに目標エンジン音の再生指示か否かを識別する（ステップＳ２５）。

目標エンジン音の再生指示であれば、ユーザコマンドＡ０に基づくコマンド信号Ａ１は、再生処理部４９に送られ、再生処理部４９は、エンジン音設定マップに従って目標エンジン音の音声波形を生成し、この音声波形に基づく音声信号Ｂ３を音声再生器７０に出力する（ステップＳ２６）。或いは、再生処理部４９は、エンジン音分析マップに従って実際のエンジン音の分析結果を元に音声波形を生成し、この音声波形に基づく音声信号Ｂ３を音声再生器７０に出力する（ステップＳ２７）。

この際、ユーザは、エンジン音を再生する際の運転状態を、運転状態空間上の座標によって指示することができる。再生処理部４９は、エンジン音設定マップＡ４又はエンジン音分析マップＢ２から、ユーザの指定座標のセルにおけるエンジン音のスペクトル情報を読み出し、音声波形を生成する。また、ユーザは、異なる複数の座標群を時系列順に並べて指示することもできる。この場合、再生処理部４９は、時系列順に並べられた座標群に従って運転状態が変化する状況を模擬し、エンジン音の音声波形を生成して出力する。

《１−８》実施の形態１の効果
以上説明したように、実施の形態１に係るエンジン音制御装置１及びエンジン音制御方法によれば、ユーザの指定によって運転シーン領域を定め、運転シーン領域内は、当該運転シーン領域のユーザ設定点情報に従ってエンジン音設定マップＡ４を補間するようにしたことで、運転シーンに応じたエンジン音の調整を少ない労力（例えば、図８の領域Ｒ５，Ｒ６のユーザ設定点情報の入力だけ）で実施することが可能になる。

また、実施の形態１に係るエンジン音制御装置１及びエンジン音制御方法によれば、実際のエンジン音の音声信号Ｂ０と運転状態データＣ０を分析し補間することでエンジン音分析マップＢ２を作成し、ユーザコマンドＡ０に基づいて作成されたエンジン音設定マップＡ４と比較できるよう表示することができる。また、ユーザコマンドＡ０に基づいて作成されたエンジン音設定マップＡ４に基づいて生成された制御音（疑似エンジン音）を試聴したり、実際のエンジン音から作成されたエンジン音分析マップＢ２に基づいて生成された分析結果に基づくエンジン音を試聴したりすることができる。このため、エンジン音の調整結果を視覚的又は聴覚的に確認することが容易となり、エンジン音の調整作業を更に効率化することができる。

また、実施の形態１に係るエンジン音制御装置１及びエンジン音制御方法によれば、ユーザが時系列順に指示した運転状態空間上の座標群に従って運転状態の変化を模擬し、エンジン音の音声波形を生成するようにしたことで、より実際の運転に近い状態でのエンジン音を確認できるようにしたことにより、エンジン音の調整結果が更にわかりやすく確認できるようになる。

《２》実施の形態２．
上記実施の形態１においては、ユーザは、操作盤１０で運転状態空間上の指定座標（図４）と、当該指定座標における目標エンジン音（図５）を入力しているが、実施の形態２に係るエンジン音制御装置においては、ユーザは、目標エンジン音の代わりに、第２の補間処理部４７が生成するエンジン音分析マップの各々のセルのスペクトル情報からの差分値を入力する。

実施の形態２に係るエンジン音制御装置は、主要な構成は、実施の形態１に係るエンジン音制御装置１と同じであるが、第１の補間処理部４４は、ユーザ設定点の座標について、第２の補間処理部４７で作成されたエンジン音分析マップＢ２の各々のセルのスペクトル情報を受け取る点が、実施の形態１に係るエンジン音制御装置１と相違する。このように構成することで、ユーザは、目標エンジン音の代わりに、第２の補間処理部４７が生成するエンジン音分析マップの各々のセルのスペクトル情報からの差分値を入力することが可能になる。

また、このようにすることで、実際のエンジン音に対して、変化を加えたい箇所だけ調整値を入力することで目標エンジン音を設定すれば済むようになるので、調整に要する労力をさらに削減することができる。

以上説明したように、実施の形態２に係るエンジン音制御装置によれば、実際のエンジン音の差分値を指示するようにしたことで、変化を加えたい箇所だけ調整値を入力すれば済むようになるので、調整に係る労力をさらに削減することができる。

《３》実施の形態３．
上記実施の形態１においては、エンジン音制御器５０は、自動車の実際の運転状態を示す運転状態データＣ１とエンジン音制御パラメータＡ６とに基づいて制御音信号Ｄ３を生成し、これを制御音出力器に提供する。実施の形態３に係るエンジン音制御装置３は、エンジン音制御器５０が図１０に示される構成を有する点において、実施の形態１に係るエンジン音制御装置１と相違する。他の点について、実施の形態３は、実施の形態１又は２と同じである。

図１０は、実施の形態３に係るエンジン音制御装置３の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図１０に示されるように、エンジン音制御装置３は、運転状態入力器３０と、エンジン音調整器４０と、エンジン音制御器５０と、制御音出力器８０と、エンジン音観測器９０とを備えている。

運転状態入力器３０及びエンジン音調整器４０は、実施の形態１で説明したものと同様である。

制御音出力器８０は、エンジン音制御装置３によって生成された制御音（疑似エンジン音）を出力するための音声出力部である。制御音出力器８０は、例えば、スピーカなどを含むことができる。制御音出力器８０から制御音を出力することで、自動車の車内にいる運転者（ユーザ）及び他の搭乗者の耳に達するエンジン音、すなわち、実際のエンジン音とエンジン音制御装置３によって生成された制御音とが合成された音が、ユーザが設定した目標エンジン音に近づけることができる。

エンジン音観測器９０は、実際のエンジン音とエンジン音制御装置３によって生成された制御音とが合成された音を観測する手段であり、観測された音に対応する観測信号Ｄ０を出力する。エンジン音観測器９０は、例えば、マイクロホンを含むことができる。

図１０に示されるように、エンジン音制御器５０は、制御音源生成部５１と、フィルタ処理部５２と、伝達特性付与部５３と、適応処理部５４と、制御パラメータ入力部５５と、目標信号生成部５６と、減算器５７とを備えている。

制御音源生成部５１は、運転状態入力器３０から提供される運転状態データＣ１に基づいて、制御音信号Ｄ３の音源となる原音信号Ｃ２を生成する。

フィルタ処理部５２は、制御音源生成部５１で生成された原音信号Ｃ２にフィルタ処理を施して前記制御音を出力させる制御音信号Ｄ３を生成する。

伝達特性付与部５３は、原音信号Ｃ２に制御音出力器８０からエンジン音観測器９０までの音響伝達特性を付与する。

制御パラメータ入力部５５は、エンジン音調整器４０から提供されたエンジン音制御パラメータＡ６を受け取り、目標エンジン音のスペクトル情報Ａ７として出力する。

目標信号生成部５６は、運転状態データＣ１とエンジン音制御パラメータＡ６に基づく目標エンジン音のスペクトル情報Ａ７を元に目標エンジン音を示す目標エンジン音信号Ａ８を生成する。

減算器５７は、実際のエンジン音と制御音とが合成された音を観測して得られる観測信号Ｄ０から目標エンジン音信号Ａ８を減算して得られた誤差信号Ｄ１を出力する。

適応処理部５４は、音響伝達特性を付与された原音波形Ｃ４と誤差信号（誤差波形）Ｄ１に基づいてフィルタ処理部５２のフィルタ処理の内容を決定する。具体的には、適応処理部５４は、目標エンジン音信号Ａ８の値と観測信号Ｄ０の値との誤差を０に近づけるように、フィルタ処理部５２のフィルタ係数を変更する適応処理を行う。

図１１は、エンジン音制御器５０のハードウェア構成の一例を示す図である。図１１に示されるようにエンジン音制御器５０は、プロセッサ５０１と、メモリ５０２と、音声入出力インターフェース５０３と、データ転送インターフェース５０４とを備えている。

エンジン音調整器４０から出力されたエンジン音制御パラメータＡ６は、データ転送インターフェース５０４を介してプロセッサ５０１に渡され、プロセッサ５０１はプログラムを実行することで、図１０の制御パラメータ入力部５５の処理を行う。

運転状態入力器３０から提供された運転状態データは、データ転送インターフェース５０４を通してプロセッサ５０１に渡され、プロセッサ５０１はプログラムを実行することで、制御音源生成部５１及び目標信号生成部５６の処理を行う。

フィルタ処理部５２から出力された制御音信号Ｄ３は、プロセッサ５０１から音声入出力インターフェース５０３に渡され、プロセッサ５０１はプログラムを実行することで、制御音信号Ｄ３に基づく制御音を制御音出力器８０に提供する。

エンジン音観測器９０が観測した音に基づく信号は、音声入出力インターフェース５０３からプロセッサ５０１に渡され、プロセッサ５０１はプログラムを実行することで、減算器５７の処理を行う。また、プロセッサ５０１は、これらの処理を実施するにあたりプログラムやデータの格納領域としてメモリ５０２を適宜使用する。

図１２は、実施の形態３に係るエンジン音制御装置３のエンジン音制御器５０によって行われるエンジン音制御動作の一例を示すフローチャートである。

制御音源生成部５１は、運転状態入力器３０から自動車の運転状態データＣ１を受信する（ステップＳ３１）。

制御音源生成部５１は、受信した運転状態データＣ１のうちの、エンジン回転数などのエンジン音の音源に関係する情報に基づいて、制御音の元になる原音信号Ｃ２を生成し、生成された原音信号Ｃ２を出力する（ステップＳ３２）。

フィルタ処理部５２は、原音信号Ｃ２をフィルタ処理することで、制御音を発生させるための制御音信号Ｄ３を生成し、生成された制御音信号Ｄ３を制御音出力器８０へ出力する（ステップＳ３３）。

伝達特性付与部５３は、原音信号Ｃ２に対し、予め測定して求めた、制御音出力器８０からエンジン音観測器９０までの間の音響伝達特性を付与する（ステップＳ３４）。この処理は、後述の適応処理部５４における適応処理において、上記音響伝達特性が加味されるようにするためである。この処理は、例えば、ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ法として知られている信号処理である。

一方、制御パラメータ入力部５５は、エンジン音調整器４０からエンジン音制御パラメータＡ６を受信する（ステップＳ３５）。

目標信号生成部５６は、エンジン音制御パラメータＡ６から、運転状態入力器３０から受信した現在の運転状態に対応する目標エンジン音のスペクトル情報Ａ７を読み出し、スペクトル情報Ａ７に基づいて目標エンジン音信号Ａ８を生成する（ステップＳ３６）。

実際のエンジン音と制御音出力器８０から出力された制御音とが合成された結果は、エンジン音観測器９０によって観測され、観測信号Ｄ０として減算器５７に入力される。

減算器５７は、観測信号Ｄ０から目標エンジン音信号Ａ８を減算した結果を誤差信号Ｄ１として出力する（ステップＳ３７）。

適応処理部５４は、伝達特性付与部５３によって音響伝達特性が付与された原音信号Ｃ４と誤差信号Ｄ１とに基づき、誤差信号Ｄ１の振幅が減少するようにフィルタ処理部５２のフィルタ特性を修正する（ステップＳ３８）。この処理には、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）などの適応信号処理アルゴリズムを用いることができる。

以上説明したように、実施の形態３に係るエンジン音制御装置３によれば、エンジン音制御パラメータＡ６に基づいて生成した目標エンジン音信号Ａ８と観測信号Ｄ０との誤差信号Ｄ１に基づいて、フィルタ処理部５２の特性を変更する適応処理を行うことで、ユーザが設定した目標エンジン音と同等の高品質なエンジン音（実際のエンジン音と制御音とが合成された音）を、ユーザに提供することができる。

１，３ エンジン音制御装置、 １０ 操作盤（操作部）、 ２０ 音声入力器、 ３０ 運転状態入力器、 ４０ エンジン音調整器、 ４１ コマンド入力処理部、 ４２ 目標エンジン音設定部、 ４３ 運転シーン領域設定部、 ４４ 第１の補間処理部、 ４５ パラメータ変換処理部、 ４６ エンジン音分析処理部、 ４７ 第２の補間処理部、 ４８ 表示処理部、 ４９ 再生処理部、 ５０ エンジン音制御器、 ５１ 制御音源生成部、 ５２ フィルタ処理部、 ５３ 伝達特性付与部、 ５４ 適応処理部、 ５５ 制御パラメータ入力部、 ５６ 目標信号生成部、 ５７ 減算器、 ６０ 表示器、 ７０ 音声再生器、 ８０ 制御音出力器（音声出力部）、 ９０ エンジン音観測器、 ４０１，５０１ プロセッサ、 ４０２，５０２ メモリ、 Ｃ０ ユーザコマンド、 Ｃ１ コマンド信号、 Ａ２ ユーザ設定点情報、 Ａ３ 運転シーン領域情報、 Ａ４ エンジン音設定マップ、 Ａ６ エンジン音制御パラメータ、 Ａ７ 目標エンジン音のスペクトル情報、 Ａ８ 目標エンジン音信号、 Ｂ０ 音声信号、 Ｂ１ 分析結果信号、 Ｂ２ エンジン音分析マップ、 Ｂ３ 音声信号、 Ｂ４ 画像情報、 Ｃ０，Ｃ１ 運転状態データ、 Ｃ２ 原音信号、 Ｃ４ 音響伝達特性が付与された原音信号、 Ｄ０ 観測信号、 Ｄ１ 誤差信号、 Ｄ３ 制御音信号、 Ｒ１〜Ｒ４ 運転シーン領域。

Claims (10)

1. 自動車のエンジン音に影響を与える前記自動車の運転状態に応じた制御音を音声出力部から出力させるエンジン音制御装置であって、
   ユーザが操作部で行う入力操作に応じたユーザコマンドに基づいて、前記運転状態を示す複数種類のパラメータを座標軸とする座標系で表される運転状態空間を区分することによって得られる複数のセルのうちの、いずれかのセルを示す指定座標と前記指定座標で示される前記セルにおける目標エンジン音のスペクトル情報とを含むユーザ設定点情報を設定する目標エンジン音設定部と、
   前記ユーザコマンドに基づいて、前記運転状態空間における運転シーン領域を示す運転シーン領域情報を設定する運転シーン領域設定部と、
   前記ユーザ設定点情報と前記運転シーン領域情報とに基づいて、前記複数のセルのうちの、前記ユーザ設定点情報が設定されていないセルである第１の補間対象のセルの各々について、エンジン音のスペクトル情報を算出する第１の補間処理を行い、前記ユーザ設定点情報と前記第１の補間処理によって得られた第１の補間情報とから、前記複数のセルの各々におけるエンジン音のスペクトル情報を含むエンジン音設定マップを生成する第１の補間処理部と、
   前記エンジン音設定マップに基づくエンジン音制御パラメータを出力するパラメータ変換処理部と、
   前記エンジン音制御パラメータに基づく前記制御音を前記音声出力部から出力させるエンジン音制御器と、
   を備えたことを特徴とするエンジン音制御装置。
2. 前記第１の補間処理部は、
   前記ユーザ設定点情報が設定されたセルと前記第１の補間対象のセルとの距離が近いほど、前記ユーザ設定点情報が前記第１の補間対象のセルのエンジン音に与える影響が大きくなるような第１の演算式を用いて、前記第１の補間対象のセルのエンジン音を算出し、
   前記ユーザ設定点情報が設定されたセルと前記第１の補間対象のセルとの間に前記運転シーン領域に属するセルが存在する場合には、前記ユーザ設定点情報が設定されたセルと前記第１の補間対象のセルとの距離が近いほど、前記ユーザ設定点情報が前記第１の補間対象のセルのエンジン音に与える影響が大きくなり、かつ、前記ユーザ設定点情報が設定されたセルと前記第１の補間対象のセルとの間に前記運転シーン領域に属するセルがない場合に比べ、前記ユーザ設定点情報が前記第１の補間対象のセルのエンジン音に与える影響が大きくなるような第２の演算式を用いて前記第１の補間対象のセルのエンジン音を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン音制御装置。
3. 前記複数種類のパラメータは、前記自動車に関する、エンジン回転数、車速、アクセル開度、エンジンのトルク、ギア位置、単位時間あたりのエンジン回転数の変化量、単位時間あたりの車速の変化量のうちの２つ以上を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン音制御装置。
4. 前記自動車の実際のエンジン音を示す情報と前記自動車の実際の運転状態を示す運転状態データと前記運転シーン領域情報とに基づいて、前記運転状態空間の複数のセルのうちの、前記実際のエンジン音情報が設定されていないセルである第２の補間対象のセルの各々について、エンジン音のスペクトル情報を算出する第２の補間処理を行い、前記実際のエンジン音情報と前記第２の補間処理によって得られた第２の補間情報とから、前記複数のセルの各々におけるエンジン音のスペクトル情報を含むエンジン音分析マップを生成する第２の補間処理部をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジン音制御装置。
5. 前記エンジン音設定マップに基づく画像及び前記エンジン音分析マップに基づく画像を表示部に表示させる表示処理部をさらに有することを特徴とする請求項４に記載のエンジン音制御装置。
6. 前記エンジン音設定マップに基づく音及び前記エンジン音分析マップに基づく音を音声再生器から出力させる再生処理部をさらに有することを特徴とする請求項４又は５に記載のエンジン音制御装置。
7. 前記操作部から入力される操作情報は、前記エンジン音分析マップのスペクトル情報からの差分値であり、
   前記目標エンジン音設定部は、前記差分値と前記エンジン音分析マップのスペクトル情報とから生成された目標エンジン音を前記第１の補間処理部に提供する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載のエンジン音制御装置。
8. 前記エンジン音制御器は、
   前記自動車の実際の運転状態を示す運転状態データを元に原音信号を生成する制御音源生成部と、
   前記原音信号に、フィルタ処理を施して前記制御音を出力させる制御音信号を生成するフィルタ処理部と、
   前記原音信号に音響伝達特性を付与する伝達特性付与部と、
   前記運転状態データと前記エンジン音制御パラメータとに基づく目標エンジン音信号を生成する目標信号生成部と、
   実際のエンジン音と前記制御音とが合成された音を観測して得られる観測信号から前記目標エンジン音信号を減算して得られた誤差信号を出力する減算器と、
   前記音響伝達特性を付与された原音波形と前記誤差信号に基づいて前記フィルタ処理部の前記フィルタ処理の内容を決定する適応処理部と
   を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のエンジン音制御装置。
9. 自動車のエンジン音に影響を与える前記自動車の運転状態に応じた制御音を音声出力部から出力させるエンジン音制御方法であって、
   ユーザが操作部で行う入力操作に応じたユーザコマンドに基づいて、前記運転状態を示す複数種類のパラメータを座標軸とする座標系で表される運転状態空間を区分することによって得られる複数のセルのうちの、いずれかのセルを示す指定座標と前記指定座標で示される前記セルにおける目標エンジン音のスペクトル情報とを含むユーザ設定点情報を設定する目標エンジン音設定ステップと、
   前記ユーザコマンドに基づいて、前記運転状態空間における運転シーン領域を示す運転シーン領域情報を設定する運転シーン領域設定ステップと、
   前記ユーザ設定点情報と前記運転シーン領域情報とに基づいて、前記複数のセルのうちの、前記ユーザ設定点情報が設定されていないセルである第１の補間対象のセルの各々について、エンジン音のスペクトル情報を算出する第１の補間処理を行い、前記ユーザ設定点情報と前記第１の補間処理によって得られた第１の補間情報とから、前記複数のセルの各々におけるエンジン音のスペクトル情報を含むエンジン音設定マップを生成する第１の補間ステップと、
   前記エンジン音設定マップに基づくエンジン音制御パラメータを出力するパラメータ変換ステップと、
   前記エンジン音制御パラメータに基づく前記制御音を前記音声出力部から出力させる制御音生成ステップと、
   を備えたことを特徴とするエンジン音制御方法。
10. コンピュータに、自動車のエンジン音に影響を与える前記自動車の運転状態に応じた制御音を音声出力部から出力させるユーザ処理を実行させるエンジン音制御プログラムであって、
    前記コンピュータに、
    ユーザが操作部で行う入力操作に応じたユーザコマンドに基づいて、前記運転状態を示す複数種類のパラメータを座標軸とする座標系で表される運転状態空間を区分することによって得られる複数のセルのうちの、いずれかのセルを示す指定座標と前記指定座標で示される前記セルにおける目標エンジン音のスペクトル情報とを含むユーザ設定点情報を設定する目標エンジン音設定処理と、
    前記ユーザコマンドに基づいて、前記運転状態空間における運転シーン領域を示す運転シーン領域情報を設定する運転シーン領域設定処理と、
    前記ユーザ設定点情報と前記運転シーン領域情報とに基づいて、前記複数のセルのうちの、前記ユーザ設定点情報が設定されていないセルである第１の補間対象のセルの各々について、エンジン音のスペクトル情報を算出する第１の補間処理を行い、前記ユーザ設定点情報と前記第１の補間処理によって得られた第１の補間情報とから、前記複数のセルの各々におけるエンジン音のスペクトル情報を含むエンジン音設定マップを生成する第１の補間処理と、
    前記エンジン音設定マップに基づくエンジン音制御パラメータを出力するパラメータ変換処理と、
    前記エンジン音制御パラメータに基づく前記制御音を前記音声出力部から出力させる制御音生成処理と、
    を実行させることを特徴とするエンジン音制御プログラム。

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