JPH10277263A - エンジン模擬音発生装置 - Google Patents

エンジン模擬音発生装置

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JPH10277263A
JPH10277263A JP9090557A JP9055797A JPH10277263A JP H10277263 A JPH10277263 A JP H10277263A JP 9090557 A JP9090557 A JP 9090557A JP 9055797 A JP9055797 A JP 9055797A JP H10277263 A JPH10277263 A JP H10277263A
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JP
Japan
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sound
engine
sounds
elemental
simulation
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JP9090557A
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Osamu Maeda
修 前田
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F2300/00—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game
    • A63F2300/60—Methods for processing data by generating or executing the game program
    • A63F2300/6063—Methods for processing data by generating or executing the game program for sound processing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F2300/00—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game
    • A63F2300/80—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game specially adapted for executing a specific type of game
    • A63F2300/8017—Driving on land or water; Flying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/42—Means to improve acoustic vehicle detection by humans

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない記憶情報量により多様な実際のエンジ
ン音に近いエンジン模擬音を発生することができるエン
ジン模擬音発生装置を提供する。 【解決手段】 アクセル操作量を検出する運転操作検出
手段１１と、エンジン１８の運転速度に対応する運転信
号を生成あるいは検知する運転信号生成あるいは検知手
段１２と、検出されたアクセル操作量信号と運転信号を
もとにエンジン発生音を構成する複数のエンジン要素音
を出力する要素音出力手段１３と、出力されたエンジン
要素音に音量や周波数特性に関して時間的変動を与える
ゆらぎ処理手段１４と、時間的変動が付与されたエンジ
ン要素音に対し、音源位置から操作者の耳位置までの伝
播経路に応じた音響的処理を施す伝達系模擬手段１５
と、処理された複数のエンジン要素音を任意の音量比率
で合成する要素音合成手段１６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン模擬音発
生装置に関し、特に、より現実感のある実際のエンジン
音に近いエンジン模擬音を発生することができるエンジ
ン模擬音発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日の所謂ＴＶゲームやパソコン（パー
ソナルコンピュータ）ゲームには、例えば自動車による
レーシングゲームが数多くあり、それらには、エンジン
模擬音が効果音として用いられている。また、近年普及
しているドライビングシミュレータでも、エンジン模擬
音を用いることによりエンジンの運転状態をドライバー
に伝えて、臨場感を高めている。
【０００３】このエンジン模擬音は、実際のエンジン音
をデジタル信号として記録保持した音データを、エンジ
ンの運転状態（回転数やアクセル開度）に応じてピッチ
（音の高さ）やボリューム（音の大きさ）を変更しなが
ら再生されたものである。即ち、エンジン回転数が高く
なった状態ではそれに比例して音の再生ピッチを上げ、
回転数が低くなった状態では再生ピッチを下げる。ま
た、アクセルを踏み込んだ状態ではボリュームを上げ、
アクセルを戻した状態ではボリュームを下げる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この実
音再生法により再生されたエンジン模擬音の場合、一応
それらしい音を出すことはできるが実際の音と比べた場
合未だ充分ではない。何故なら実際のエンジン音には音
の高さや大きさ以外に音質の変化もあるからである。従
って、実際の音により近い音を追及して行くと、様々な
運転状態におけるエンジン音を録音し記憶しておくこと
が必要になるが、記憶装置の容量やコストの制約のため
現実的には採用し難い。
【０００５】また、上述したエンジン模擬音において、
気筒数や気筒配列が異なる様々なタイプのエンジン音を
出すためには、必要とする異なったタイプのエンジン音
を全て用意しなければならず、現実的には困難である。
さらに、記憶容量の制約により長時間の録音ができない
ため、ほぼ数秒間の長さの数十サイクル分の音を繰り返
し再生することになり単調な音になり易い。即ち、実音
再生法によるエンジン模擬音の場合、簡単安価であるが
自由度が小さく現実感が低いものとなる。
【０００６】また、自動車メーカーの研究所等では、音
響研究用ツールとして上記以外の方法により再生される
エンジン模擬音も幾つか検討されている。例えば、エン
ジンの音を周波数分析してそれぞれの周波数毎に音の大
きさ等を調べ、その各周波数成分の大きさを調整してか
ら逆に音へ変換する方法である。この計算合成方法で
は、現実感が高く自由度が大きい音を得ることができる
が、リアルタイム性を追及すると装置が複雑でかなり高
価なものになってしまうのが避けられない。
【０００７】また、エンジン音は一般的には騒音として
捉えられるが、場合によっては情報を伝える音や効果音
として必要とされる。例えば、電動の自動車や二輪車で
は、走行音が静か過ぎるため歩行者が車両の接近を感知
し難いことから、そのための対策としての音が求められ
ている。また、ＴＶゲームの世界では、画面と同様に音
もより現実感のあるものが求められている。
【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、少ない記憶情報量により多様な実際のエンジン音に
近いエンジン模擬音を発生することができるエンジン模
擬音発生装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、操作者のアクセル操作量を検出
する運転操作検出手段と、エンジンの運転速度に対応す
る運転信号を生成あるいは検知する運転信号生成あるい
は検知手段と、運転操作検出手段により検出されたアク
セル操作量信号と前記運転信号をもとに、エンジン発生
音を構成する複数のエンジン要素音を出力する要素音出
力手段と、前記要素音出力手段により出力されたエンジ
ン要素音に、音量や周波数特性に関して時間的変動を与
えるゆらぎ処理手段と、該ゆらぎ処理手段により時間的
変動が付与されたエンジン要素音に対し、音源位置から
操作者の耳位置までの伝播経路に応じた音響的処理を施
す伝達系模擬手段と、該伝達系模擬手段により処理され
た複数のエンジン要素音を任意の音量比率で合成する要
素音合成手段とを有することを特徴とするエンジン模擬
音発生装置を提供する。
【００１０】上記構成によれば、エンジンの運転速度に
対応する運転信号を生成あるいは検知し、アクセル操作
する操作者のアクセル操作量を検出したアクセル操作量
信号と運転信号をもとに、エンジン発生音を構成する複
数のエンジン要素音を出力する。出力されたエンジン要
素音に、音量や周波数特性に関して時間的変動を与える
ゆらぎ処理の後、音源位置から操作者の耳位置までの伝
播経路に応じた音響的処理を施す。この音響的処理が施
された複数のエンジン要素音を任意の音量比率で合成
し、エンジン模擬音として出力する。これにより、エン
ジン模擬音を、現実感のある実際のエンジン音の発生状
態により近い状態で発生させることができる。しかも、
各気筒の爆発毎に音の大きさ、高さ、長さ及び波形等を
任意に指定できるので、実際のエンジンと同じ様な毎回
の爆発のばらつきを模擬した変動も可能になり、単調な
エンジン模擬音になることがない。また、エンジン模擬
音を形成するエンジン要素音はエンジン一回転音のなか
の一部でよいので、データ記憶量は非常に少なくて済
む。また、各エンジン要素音の音源の分け方や制御の方
法を変えることにより、比較的簡単な要素音の合成から
研究用の高度な要素音の合成まで対応することができ
る。更に、エンジン模擬音の発生処理が単純であるた
め、既存のシステムを利用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記エンジン要素音は、少なくとも機械音、吸気音、排
気音を含み、それぞれ実際の車両で予め録音しメモリに
格納された要素音データからなることを特徴としてい
る。
【００１２】この構成により、エンジン発生音を構成す
る音の特性が異なる主要な構成音である機械音、吸気
音、排気音についてそれぞれ、ゆらぎ処理及び音響的処
理を施した後、任意の音量比率で合成されエンジン模擬
音として出力される。これにより、エンジン模擬音を、
各要素音の異なった音の特性や大きさを生かした現実感
のある音として実際のエンジン音の発生状態により近い
状態で発生させることができる。この場合、各要素音
は、実際の車両で録音するため現実感があり、この録音
データにそれぞれ音響的処理を施すため、実際のエンジ
ン音に近似した多様な模擬音を少ない録音データから形
成することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の一実施例に係るエンジン模擬
音発生装置の構成ブロック図である。図１に示すよう
に、エンジン模擬音発生装置１０は、運転操作検出手段
１１と、運転信号生成手段１２と、要素音出力手段１３
と、ゆらぎ処理手段１４と、伝達系模擬手段１５と、要
素音合成手段１６とを有している。このエンジン模擬音
発生装置１０は、例えばＴＶゲーム機やドライビングシ
ュミレータ等に搭載される場合には、模擬運転用アクセ
ル操作レバー等の操作量に対応して生成される模擬エン
ジン回転数と模擬運転用アクセル操作量に基づき、ある
いは電動自動車、電動二輪車等、実際の輸送機器に搭載
される場合には、運転者のアクセル操作ペダルあるいは
グリップ等の操作量に基づく電動モータ出力特性と、転
がり抵抗、空気抵抗、坂路抵抗及び慣性抵抗等の抵抗特
性とが均衡して得られる実際の車速を検知し、この車速
値とアクセル操作レバー等の操作量に基づき実走行時の
エンジン音と同様のエンジン模擬音を発生することがで
きる。
【００１４】運転操作検出手段１１は、アクセル開度に
応じたアクセル情報ａの入力により例えばＴＶゲーム機
等の操作者や、電動自動車、電動二輪車の運転者のアク
セル操作量を検出する。運転信号生成手段１２は、運転
操作検出手段１１により検出されたアクセル操作量信号
をもとに、エンジンの運転速度に対応する運転信号を生
成する。この運転信号は、単にアクセル操作量信号に基
づき、アクセル操作量が大なる程エンジンの運転速度が
大となるように決めたデータを使って算出するか、例え
ばＴＶゲーム機や運転シュミレータ等においてより正確
には、図示しない記憶装置（メモリ）に格納される転が
り抵抗データ及び空気抵抗データ（エンジンの運転速度
と減速比により決まる車速の関数）や坂路抵抗及び慣性
抵抗等の抵抗データと、記憶装置（メモリ）に格納され
るエンジン出力特性データ（エンジンの運転速度とアク
セル操作量に対応する出力のデータ）を用い、アクセル
操作量信号と運転操作検出手段１１により検知されるシ
フト位置信号すなわち減速比信号とに基づき、外部抵抗
とエンジン出力が一致する時のエンジンの運転速度とし
て求められる。
【００１５】また、例えば電気自動車や電動二輪車等の
場合には、実際の車速を運転信号検知手段で検出し、運
転信号である検知される車速信号に基づき、あるいは車
速信号とアクセル操作量信号の両方に基づき、仮想のエ
ンジン運転速度を所定のデータを使って算出する。
【００１６】要素音出力手段１３は、アクセル操作量信
号とエンジンの運転速度に対応する運転信号をもとに、
あるいはエンジンの運転速度を算出することなく直接車
速信号（これはエンジンの運転速度に対応する）とアク
セル操作量信号とに基づく運転信号をもとに、エンジン
発生音を構成する複数のエンジン要素音を出力する。エ
ンジン要素音は、少なくとも機械音、排気音、吸気音を
含み、それぞれ実際の車両で予め録音し要素音データと
して図示しない記憶装置（メモリ）に格納しておく。格
納された要素音データは、エンジン模擬音を発生するエ
ンジンの気筒数や気筒配列に応じて出力される。ゆらぎ
処理手段１４は、エンジン要素音に、音量や周波数特性
に関して時間的変動を与えるゆらぎ処理を施す。音量や
周波数特性を、予め設定したゆらぎ関数により調整する
ことで、エンジン要素音に、気筒毎に音の出方や大きさ
が異なるゆらぎとしての時間的変動が付与される。伝達
系模擬手段１５は、ゆらぎ処理手段１４によりゆらぎ処
理が施されたエンジン要素音に対し、音源位置から操作
者の耳位置までの伝播経路に応じた伝達関数をかけて音
響的処理を施す。要素音合成手段１６は、伝達系模擬手
段１５により音響的処理された複数のエンジン要素音を
任意の音量比率で合成し、エンジン模擬音ｂとして出力
する。
【００１７】上述したエンジン要素音をどのくらいの種
類に分けて如何にして作成するかは、本発明の重要なポ
イントの一つである。エンジンには多数の音源があり、
それらの特性（音の大きさ、発生時期、周波数特性、回
転数や負荷や過渡状態による変化等）は様々である。例
えば、エンジン発生音は、音源により大きく分けて、機
械音、排気音、吸気音、補機音等があり、さらに機械音
は、音の放射部品や内部の加振源等によって細分化さ
れ、排気音も吐出音とシェル音に分けられる。機械音は
ピストンやクランク等からのもので運転中は発生し続
け、排気音はアクセルの開時閉時何れも発生し、吸気音
はバタフライ弁や吸気弁等からのもので開時に発生す
る。しかし、全ての音源について別々に要素音を作成す
ることは技術的に困難であり、経済的にも無理がある。
そこで、幾つかの代表音源に集約させることが必要であ
る。
【００１８】本発明では、機械音、排気音、吸気音の３
つの音源に集約してエンジン要素音を作成する。なぜな
らばこれらの音源はそれぞれ音の特性（発生時期、音圧
波形、回転数や負荷による音量変化等）が異なっている
ため、それらを一つにして同じ方法で合成したり制御す
ると現実のエンジン音とは違った音になるからである。
また、音の大きさもそれぞれが無視できない程のレベル
の相違を有するからである。従って、少なくとも機械
音、排気音、吸気音は、エンジン要素音として分ける必
要がある。なお、このエンジン要素音は必要に応じて増
やしてもよい。
【００１９】次に、これらの各エンジン要素音を分離し
て録音しなければならないが、その方法には幾つか考え
られる。最も簡単な方法は、車体各部にマイクをセット
して走行することである。この場合のバイクにおける例
を示す。
【００２０】図２は、バイクにおけるエンジン要素音の
録音箇所を示す説明図、図３は、エンジンテストベンチ
におけるエンジン要素音の録音箇所を示す説明図であ
る。
【００２１】図２に示すように、バイク１７のエンジン
１８の近傍に機械音録音マイク１９、マフラー２０の後
方に排気音録音マイク２１、吸気口２２の近傍に吸気音
録音マイク２３をそれぞれセットすることにより、他の
音源の影響を受け難くして対象とする音源のみの音を録
音することができる。但し、実際に走行して録音する
と、風切り音や路面からの衝撃音等が入るため、それら
を無くす方法としてシャシーダイナモ上で走行し録音し
てもよい。
【００２２】また、図３に示すように、エンジンテスト
ベンチがある場合は、エンジン１８を単体で運転し、機
械音録音マイク１９、排気音録音マイク２１及び吸気音
録音マイク２３により各エンジン要素音を録音すること
ができる。この場合、更に音源を遮音材で囲ったりダク
トで遠くへ導いたり（図示しない）して、各音源をより
厳密に分離して録音することもできる。
【００２３】減速時の音を録音する方法としては、実走
行やシャシーダイナモ走行によるのが適しているが、エ
ンジンテストベンチで運転する場合も動力計が直流モー
タ式であれば、エンジンを外部からの動力で駆動して減
速状態を再現し録音することができる。
【００２４】機械音、排気音、吸気音の各エンジン要素
音は、上述した３箇所でデジタル録音され、その録音デ
ータが記憶装置に保存される。例えば、ギヤ音ではクラ
ンク軸一回転を単位として録音し、排気音では一つの気
筒の一回の排気音を一単位として録音し、燃焼音では一
つの気筒の燃焼時期付近の音を録音する。また、上述し
たバイクの代りに４輪乗用車における各エンジン要素音
の録音方法を示す。
【００２５】図４は、４輪乗用車におけるエンジン要素
音の録音箇所を示す説明図、図５は、図４で録音したエ
ンジン要素音の加速時と減速時の騒音レベルを示す説明
図である。図４に示すように、４輪乗用車２４のエンジ
ン２５の後方に機械音録音マイク１９、マフラー２６の
後方に排気音録音マイク２１、吸気口２７の近傍に吸気
音録音マイク２３、乗員室２８内に車内マイク２９をそ
れぞれセットすることにより、図２に示すバイク１７の
場合と同様に対象とするエンジン要素音を録音すること
ができる。
【００２６】図５に示すように、録音データの分析か
ら、アクセル全開の加速時（図中、実戦で示す）とアク
セル全閉の減速時（図中、点線で示す）の騒音レベルの
変化は、加速時に最も大きい吸気音ｃが減速時には１３
〜２０ｄＢ（Ａ）程小さくなるが、機械音ｄは、加速時
と減速時で２〜５ｄＢ（Ａ）程しか差がないことが分
る。排気音ｅは音量が最も小さく、加速時と減速時の騒
音レベル差は吸気音ｃと機械音ｄの中間くらいである。
図中、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸は騒音レベル
（ＳＰＬ）を示す。なお、騒音レベルの絶対値は音源か
らの距離によっても変るため、この結果から乗員室２８
の室内音を合成しようとするときは、音源によって音量
補正が必要である。また、乗員室２８内から離れたとこ
ろでの録音なので、それらを合成した音は乗員室２８の
室内音とは異なることにも注意が必要である。
【００２７】次に、録音したエンジン要素音を合成して
エンジン模擬音を形成する方法を説明する。図６は、各
エンジン要素音の合成方法を示す概念説明図である。図
６に示すように、録音された吸気音Ａ、排気音Ｂ及び機
械音Ｃは、格納されているメモリから取り出されて合成
され、エンジン模擬音ｂが形成される。各エンジン要素
音の合成に際し、エンジンの仕様（４サイクルか２サイ
クルか、気筒数、気筒配列、ガソリンかディーゼルか）
とエンジンの運転状態（回転数、負荷）に応じ、エンジ
ン各気筒の各音源発音タイミングに合わせて各要素音の
トリガー信号ｆが出力される。
【００２８】例えば、４サイクル単気筒エンジンの模擬
音を形成する場合、吸気音Ａについては、吸気バルブが
開いたときから閉じるときまでに相当する期間トリガー
信号ｆを出し（トラック１参照）、トリガー信号ｆに応
じてエンジン要素音αが出力される。排気音Ｂは吸気音
Ａとよく似ているが、発生タイミングは排気バルブの開
閉時期に相当する期間になり（トラック２参照）、トリ
ガー信号ｆに応じてエンジン要素音βが出力される。機
械音Ｃは、実機ではクランク角度７２０度の範囲で常時
発生しているので、トリガー信号ｆは７２０度刻みで連
続して出力する（トラック３参照）。トリガー信号ｆを
受けて、メモリに記憶されている排気音Ａや吸気音Ｂが
再生されるが、そのときにアクセル開度に応じて排気音
Ａや吸気音Ｂの音量や波形を変える。例えば、実機では
アクセル開度が大きくなると排気音Ａや吸気音Ｂは吐出
や吸入の圧力が大きくなるので音圧振幅が大きくなり、
アクセルを閉じると音圧振幅は小さくなる。このため、
アクセル開度が大なる程、再生する排気音Ａ及び吸気音
Ｂの音量は大きくされる。
【００２９】ここでは、吸気音Ａ、排気音Ｂ、機械音Ｃ
の３種類のエンジン要素音を合成しているが、例えば燃
焼音や補機音等のように更に色々な音源からの要素音を
加えていけばよりリアルなエンジン模擬音にすることが
できる。このようなエンジン要素音の制御は、実際のエ
ンジン音の各音源の特性を調べそれを再現することによ
り、非常にリアルなエンジン模擬音ｂを出すことが可能
となる。
【００３０】また、例えば４サイクル複数気筒エンジン
の模擬音は、上記のように再生形成される４サイクル単
気筒エンジンの模擬音を、各気筒毎の点火タイミングに
合わせて再生合成することにより形成することができ
る。
【００３１】また、録音データの採取の仕方について、
上記のように排気音を排気口の外で録音採取するのでは
なく、エンジン排気弁近傍の排気管内部圧力変動を排気
源音として計測録音する方法によっても良い。この方法
による録音データを使ってエンジン模擬音を形成する場
合には、録音データの排気源音に加え、録音位置から操
作者の耳までの伝播経路に存在することになる排気管や
消音器の伝達特性を予め記憶装置にメモリしておき、エ
ンジンの運転速度やさらにアクセル開度に応じたメモリ
中の排気音データに排気管や消音器の伝達特性を乗算し
たものを、エンジン要素音である排気音Ａとして再生す
る。
【００３２】また、吸気音についても吸気口の外で録音
採取するのではなく、吸気絞り弁上流の吸気管内部の圧
力変動を吸気源音として計測録音する方法によっても良
い。この方法による録音データを使ってエンジン模擬音
を形成する場合には、録音データの吸気源音に加え、吸
気管やエアクリーナの伝達特性を予め記憶装置にメモリ
しておき、エンジンの運転速度やさらにアクセル開度に
応じたメモリ中の吸気音データに吸気管やエアクリーナ
の伝達特性を乗算したものを、エンジン要素音である吸
気音Ｂとして再生する。
【００３３】このように、任意の特性を持ったエンジン
要素音をエンジン模擬音として実際のエンジン音の発生
状態により近い状態で発生させることができる本発明に
かかるエンジン模擬音発生装置１０は、以下のような用
途に適している。
【００３４】１．エンジンの音質研究ツール 近年、自動車のエンジン音は、快適な音質の音であるこ
とが要求されることから、その研究を進める上で、エン
ジン模擬音発生装置は不可欠である。
【００３５】２．エンジン（車両）開発時のサウンドデ
ザインツール ２輪のバイクや４輪の自動車等、エンジンを備えた商品
を開発する際に外観のデザインを行うように、今後は、
発生する音のデザインを行うことが予想され、エンジン
模擬音発生装置が必要となる。
【００３６】３．ドライビングシュミレータの効果音発
生装置 最近、ドライビングシミュレータが商品化され、自動車
学校等に普及しているが、高価な割にはその効果音はあ
まりリアルではないのが現状であり、よりリアルな効果
音としてのエンジン模擬音が望まれる。
【００３７】４．電動車両のエンジン模擬音発生装置 今後、電気４輪自動車や電気２輪車等の電動車両が増え
ると予想されるが、一般道路を従来のエンジン自動車と
混走した場合、音の静かさが認識し難さとなって安全上
の問題になると考えられ、エンジン模擬音等により人工
的に音を付加することが検討され始めている。
【００３８】５．パソコンゲームの効果音 パソコンの高性能化と普及により、今後パソコンゲーム
は大きな市場となるが、その中でレーシングゲームは定
番であり、楽器音と同様に効果音としてのエンジン模擬
音をオペレーティングシステム（ＯＳ）に組み込んだ場
合に大きな需要が見込める。
【００３９】６．家庭用ＴＶゲームの効果音 家庭用ＴＶゲーム機は、常に最先端の技術を導入するた
め、レーシングゲームに用いるエンジン模擬音を発生さ
せる専用のハードウェアも開発できるので、最も実現性
が高い。
【００４０】７．ゲームセンター用ゲーム機の効果音 ゲームセンター用ゲーム機は、ドライビングシミュレー
タと家庭用ＴＶゲーム機の中間的存在であり、数は少な
いがより高度な技術を組み込むことができるため、レー
シングゲームに用いるエンジン模擬音により他との差別
化ができる。
【００４１】上述した各用途に応じて、具体的なエンジ
ン模擬音発生装置の構成が幾通りか考えられる。
【００４２】図７は、パソコンを利用した研究開発用シ
ステムとしてのエンジン模擬音発生装置の構成ブロック
図であり、図８は、電動車両用システムとしてのエンジ
ン模擬音発生装置の構成ブロック図であり、図９は、パ
ソコンゲーム用システムとしてのエンジン模擬音発生装
置の構成ブロック図である。
【００４３】先ず、研究開発用ツールでは、ハードウェ
アの大きさはあまり重要な要素ではなく、むしろ汎用性
の方が重視されるので、パソコンを利用したシステムと
なる。図７に示すように、このエンジン模擬音発生装置
３０は、運転信号生成手段１１及び合成制御手段３１と
してのパソコン３２と、要素音出力手段１３及びゆらぎ
処理手段１４としてのサンプラー３３と、伝達系模擬手
段であるフィルタ３４と、要素音合成手段であるミキサ
３５とを有している。
【００４４】アクセル操作子３６からのアクセル情報ａ
は、運転操作検出手段１１からパソコン３２に送られ、
アクセル情報ａに基づく制御信号ｇがパソコン３２から
サンプラー３３、フィルタ３４及びミキサ３５に送られ
る。サンプラー３３に蓄えられたエンジン要素音の音圧
信号ｈは、ゆらぎ処理された後フィルタ３４を経てミキ
サ３５に送られ、ミキサ３５で制御信号ｇに基づき合成
された後、アンプ３７ａを通してエンジン模擬音ｂとし
てスピーカ３７ｂから再生される。
【００４５】次に、電動車両用システムでは、小型軽量
で低コストのものが望まれるので、専用のハードウェア
を作り、ソフトウェアも専用に開発することが考えられ
る。図８に示すように、このエンジン模擬音発生装置３
８は、運転信号生成手段１２及び合成制御手段３１とし
てのＣＰＵ（中央処理装置）３９と、要素音出力手段で
あるメモリ４０と、ゆらぎ処理手段であるＤ／Ａコンバ
ータ４１と、フィルタ３４と、ミキサ３５とを有してい
る。これらは、１枚の模擬音発生ボード４２に組み込ま
れ一体的に集約されている。
【００４６】アクセル操作子３６からのアクセル情報ａ
は、運転操作検出手段１１からＣＰＵ３９に送られ、ア
クセル情報ａに基づく制御信号ｇが、ＣＰＵ３９からメ
モリ４０、Ｄ／Ａコンバータ４１、フィルタ３４及びミ
キサ３５に送られる。メモリーチップの中に記憶されて
いるエンジン要素音の音圧信号ｈは、運転状態に応じメ
モリ４０から読み出され、Ｄ／Ａコンバータ４１、フィ
ルタ３４を経てミキサ３５に送られ、ミキサ３５で制御
信号ｇに基づき合成された後、アンプ３７ａを通してエ
ンジン模擬音ｂとしてスピーカ３７ｂから再生される。
【００４７】なお、ＣＰＵ３９から運転信号生成手段１
２の機能を取り去るとともに、ＣＰＵ３９に車速センサ
からなる運転信号検知手段１２´の出力値と運転操作検
出手段１１の出力値から、制御信号ｇを算出出力させる
ようにしても良い。
【００４８】また、車速センサの替りに、車体の傾き即
ち坂道の傾斜度を検知する傾斜度センサや電動モータの
回転数を検知する回転数センサを運転信号検知手段１２
´として用いても良い。
【００４９】次に、パソコンゲーム用システムでは、音
の再生機能を持ったパソコンとシンセサイザーソフトウ
ェアが基本構成である。図９に示すように、このエンジ
ン模擬音発生装置４３は、運転信号生成手段と合成制御
手段を兼ねる運転信号制御手段４４、ゆらぎ処理手段１
４、伝達系模擬手段１５及び要素音合成手段１６として
のパソコンＣＰＵ４５と、メモリ４０とを有している。
エンジン要素音は、要素音保存手段であるハードディス
ク４６の中に記録されている。
【００５０】アクセル操作子３６からのアクセル情報ａ
は、運転操作検出手段１１からパソコンＣＰＵ４５に送
られ、アクセル情報ａに基づきゲームの状況に応じて音
を制御する制御信号がパソコンＣＰＵ４５から出され、
それを受けたシンセサイザーソフトウェアの処理命令に
基づきエンジン要素音の合成が行われる。ハードディス
ク４６の中のエンジン要素音の音圧信号ｈは、必要に応
じてメモリ４０の中に読み込まれ、運転信号に応じてメ
モリ４０から読み出される。メモリ４０から読み出され
た音圧信号ｈは、制御信号に基づき合成された後、Ｄ／
Ａコンバータ４７からアンプ３７ａを通してエンジン模
擬音ｂとしてスピーカ３７ｂから再生される。
【００５１】また、ＴＶゲーム用システムについては、
専用のハードウェアとソフトウェアからなる場合は電動
車両用システムと同様であり、ソフトウェアのみで対応
する場合はパソコンゲーム用システムと同様になる。ゲ
ームセンター用ゲーム機システムについては、電動車両
用システムと同じように考えられる。
【００５２】また、制御システムに電子音楽用の統一規
格であるＭＩＤＩを利用することもできる。
【００５３】図１０は、ＭＩＤＩシステムを用いたエン
ジン模擬音発生装置の説明図である。図１０に示すよう
に、このエンジン模擬音発生装置４８は、ＭＩＤＩ信号
発生器４９と、サンプラー５０と、アンプ３７ａ及びス
ピーカ３７ｂとを有している。ＭＩＤＩ信号発生器４９
は、図示していない運転操作検出手段と運転信号生成手
段からの信号を受けエンジン要素音の出力時期、高さ、
大きさ、長さ及びテンポ等を制御するＭＩＤＩ信号ｉを
発信する。ＭＩＤＩ信号ｉは、ＭＩＤＩ信号発生器４９
とサンプラー５０を接続するＭＩＤＩケーブル４９ａを
介してサンプラー５０に送られる。サンプラー５０は、
入力したＭＩＤＩ信号ｉに基づき必要なエンジン要素音
を取り出してその音圧信号にゆらぎ処理を施して出力す
る。サンプラー５０から出力されたアナログ音響信号ｊ
は、アンプ３７ａを通してエンジン模擬音ｂとしてスピ
ーカ３７ｂから再生される。
【００５４】このＭＩＤＩシステムを用いたエンジン模
擬音発生装置４８によれば、任意の特性を持った音をエ
ンジン模擬音として実際のエンジン音の発生状態により
近い状態で発生させることを、非常に安価に実現でき
る。更に、統一規格による一般性を持たせることもでき
る。
【００５５】このように本発明にかかるエンジン模擬音
発生装置は、エンジン要素音を実際のエンジン発生音に
ついて音源毎に排気音、吸気音、機械音等に分けて集録
し、各音源について個別に制御を行った後、エンジン各
気筒の各音源発音タイミングに合わせて発生させたトリ
ガー信号に応じてエンジン要素音を合成しエンジン模擬
音を形成する。従って、エンジン模擬音を、異なった音
の特性や大きさを生かした現実感のある音として実際の
エンジン音の発生状態により近い状態で発生させること
ができる。しかも、各気筒の爆発毎に音の大きさ、高
さ、長さ及び波形等を任意に指定できるので、実際のエ
ンジンと同じ様な毎回の爆発のばらつきを模擬した変動
も可能になり、従来のように同じ音が連続的に出て単調
なエンジン模擬音になることもない。
【００５６】また、メモリに記憶しておく一つ一つのエ
ンジン要素音はエンジン一回転音のなかの一部でよいの
で、データ記憶量は、従来の方法に比べると数十分の一
から百分の一の大きさで済み非常に少ない。但し、音源
別に幾つか音を用意しなければならないので、その分は
必要なデータが増えるが、全体の量としては遥かに少な
い記憶容量でエンジン模擬音を発生することができる。
【００５７】また、各エンジン要素音を数種類ずつ用意
することにより、４サイクルや２サイクル、ディーゼル
等の音にも簡単に変更することができ、２輪車や４輪車
の音の違いも表現することができる。特に、排気の要素
音を複数用意しておくことにより、排気音の全く異なる
エンジン模擬音を簡単に合成することができる。更に、
要素音の発生時期を制御するトリガー信号のタイミング
を変えることにより、多様な気筒配列や気筒数のエンジ
ン模擬音を作成することができる。例えばタイミングを
不等間隔にすれば、Ｖ型エンジンの模擬音も可能であ
る。
【００５８】また、各エンジン要素音の音源の分け方や
制御の方法を変えることにより、比較的簡単な要素音の
合成から研究用の高度な要素音の合成まで対応すること
ができる。更に、エンジン模擬音の発生処理が単純であ
るため、例えばＭＩＤＩ音源システム等の既存のシステ
ムを利用することができる。
【００５９】なお、上記実施例では、エンジン要素音の
音圧信号を合成したが、合成する信号は音に限らず振動
に関するものでもよく、音と振動を両方模擬することで
よりリアルなエンジンの模擬環境をつくることができ
る。一例として、模擬振動を発生する車両振動の快適性
研究ツールとして使用することが考えられるが、振動の
場合は、アクチュエータが高価になったり大きくなった
りし易いので、車両メーカでの研究開発ツールやドライ
ビングシミュレータ等に適していると思われる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るエン
ジン模擬音発生装置によれば、エンジンの運転速度に対
応する運転信号を生成あるいは検知し、アクセル操作す
る操作者のアクセル操作量を検出したアクセル操作量信
号と運転信号をもとに、エンジン発生音を構成する複数
のエンジン要素音を出力する。出力されたエンジン要素
音に、音量や周波数特性に関して時間的変動を与えるゆ
らぎ処理の後、音源位置から操作者の耳位置までの伝播
経路に応じた音響的処理を施す。この音響的処理が施さ
れた複数のエンジン要素音を任意の音量比率で合成し、
エンジン模擬音として出力するので、エンジン模擬音
を、現実感のある実際のエンジン音の発生状態により近
い状態で発生させることができる。しかも、各気筒の爆
発毎に音の大きさ、高さ、長さ及び波形等を任意に指定
でき、実際のエンジンと同じ様な毎回の爆発のばらつき
を模擬した変動も可能になり、単調なエンジン模擬音に
なることがない。
【００６１】また、エンジン模擬音を形成するエンジン
要素音はエンジン一回転音のなかの一部でよく、データ
記憶量は非常に少なくて済む。また、各エンジン要素音
の音源の分け方や制御の方法を変えることにより、比較
的簡単な要素音の合成から研究用の高度な要素音の合成
まで対応することができる。更に、エンジン模擬音の発
生処理が単純であり、既存のシステムを利用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係るエンジン模擬音発生
装置の構成ブロック図。
【図２】 バイクにおけるエンジン要素音の録音箇所を
示す説明図。
【図３】 エンジンテストベンチにおけるエンジン要素
音の録音箇所を示す説明図。
【図４】 ４輪乗用車におけるエンジン要素音の録音箇
所を示す説明図。
【図５】 図４で録音したエンジン要素音の加速時と減
速時の騒音レベルを示す説明図。
【図６】 各エンジン要素音の合成方法を示す概念説明
図。
【図７】 パソコンを利用した研究開発用システムとし
てのエンジン模擬音発生装置の構成ブロック図。
【図８】 電動車両用システムとしてのエンジン模擬音
発生装置の構成ブロック図。
【図９】 パソコンゲーム用システムとしてのエンジン
模擬音発生装置の構成ブロック図。
【図１０】 ＭＩＤＩシステムを用いたエンジン模擬音
発生装置の説明図。
【符号の説明】
１０：エンジン模擬音発生装置、１１：運転操作検出手
段、１２：運転信号生成手段、１３：要素音出力手段、
１４：ゆらぎ処理手段、１５：伝達系模擬手段、１６：
要素音合成手段、１７：バイク、１８：エンジン、１
９：機械音録音マイク、２０：マフラー、２１：排気音
録音マイク、２２：吸気口、２３：吸気音録音マイク、
２４：４輪乗用車、２５：エンジン、２６：マフラー、
２７：吸気口、２８：乗員室、２９：車内マイク、３
０：エンジン模擬音発生装置、３１：合成制御手段、３
２：パソコン、３３：サンプラー、３４：フィルタ、３
５：ミキサ、３６：アクセル操作子、３７ａ：アンプ、
３７ｂ：スピーカ、３８：エンジン模擬音発生装置、３
９：ＣＰＵ、４０：メモリ、４１：Ｄ／Ａコンバータ、
４２：模擬音発生ボード、４３：エンジン模擬音発生装
置、４４：運転信号制御手段、４５：パソコンＣＰＵ、
４６：ハードディスク、４７：Ｄ／Ａコンバータ、４
８：エンジン模擬音発生装置、４９：ＭＩＤＩ信号発生
器、５０：サンプラー、ａ：アクセル情報、ｂ：エンジ
ン模擬音、ｃ：吸気音、ｄ：機械音、ｅ：排気音、ｆ：
トリガー信号、ｇ：制御信号、ｈ：音圧信号、ｉ：ＭＩ
ＤＩ信号、ｊ：アナログ音響信号、Ａ：吸気音、Ｂ：排
気音、Ｃ：機械音。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ１０Ｌ 3/00 Ｇ１０Ｌ 3/00 Ｑ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】操作者のアクセル操作量を検出する運転操
    作検出手段と、 エンジンの運転速度に対応する運転信号を生成あるいは
    検知する運転信号生成あるいは検知手段と、 運転操作検出手段により検出されたアクセル操作量信号
    と前記運転信号をもとに、エンジン発生音を構成する複
    数のエンジン要素音を出力する要素音出力手段と、 前記要素音出力手段により出力されたエンジン要素音
    に、音量や周波数特性に関して時間的変動を与えるゆら
    ぎ処理手段と、 該ゆらぎ処理手段により時間的変動が付与されたエンジ
    ン要素音に対し、音源位置から操作者の耳位置までの伝
    播経路に応じた音響的処理を施す伝達系模擬手段と、 該伝達系模擬手段により処理された複数のエンジン要素
    音を任意の音量比率で合成する要素音合成手段とを有す
    ることを特徴とするエンジン模擬音発生装置。
  2. 【請求項２】前記エンジン要素音は、少なくとも機械
    音、吸気音、排気音を含み、それぞれ実際の車両で予め
    録音しメモリに格納された要素音データからなることを
    特徴とする請求項１に記載のエンジン模擬音発生装置。
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