JPWO2021229656A5

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Publication number: JPWO2021229656A5
Application number: JP2022522114A
Authority: JP
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2022-07-27
Anticipated expiration: 2040-05-11

Description

そこで本発明は、上記の各問題点に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、例えばエンジンを全く搭載しない電動車であっても、その走行に連動した臨場感のあるエンジンの音を示す音信号を擬似的に生成することが可能な音信号生成装置及び音信号生成方法並びに当該音信号生成装置用のプログラムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の音信号生成装置において、前記仮想走行速度算出手段は、前記エンジンの回転数と当該エンジンとしての出力トルクとの関係に基づいて前記仮想走行速度を算出し、前記出力トルクは、前記取得された操作量データにより示される前記アクセル操作量と、当該アクセル操作量に対応した出力トルク係数と、に基づいて算出されるように構成される。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、仮想走行速度がエンジンの回転数と出力トルクとの関係に基づいて算出され、更に当該出力トルクがアクセル操作量と出力トルク係数とに基づいて算出されるので、より臨場感のあるエンジン音を擬似的に生成することができる。

より具体的に、仮想エンジン回転数生成部１００は、初めに、仮想エンジンの任意のエンジン回転数（仮想的なエンジン回転数）における仮想エンジンとしてのエンジン内部ロストルクを算出する。このエンジン内部ロストルクは、アクセルが全閉されている時の仮想エンジンのエンジントルク（全閉トルク）であり、仮想エンジンについてのいわゆるエンジンブレーキの基になる力であって、負の値になる。仮想エンジン回転数生成部１００は、当該エンジン内部ロストルクを以下の式（１）により算出する。なお以下の式（１）において、「ＴＬ（負値）」は変数データ１としての上記エンジン内部ロストルク（図２参照）であり、「Ｎ」は変数データ１としてのエンジン回転数（図２参照）であり、「Ｄi」は車両データ２として予め設定されて記録されているエンジン排気量であり、「Ｃf」は車両データ２として予め設定されて記録されているエンジン内部ロストルク係数であり、「ａ１」乃至「ａ３」はそれぞれ車両データ２として予め設定されて記録されているエンジン内部ロストルク計算定数である。
ＴＬ＝－｛（ａ_１×Ｎ^２＋ａ_２×Ｎ＋ａ_３）×（Ｄi／１０００）｝／４／π×Ｃf…（１）
このとき、エンジン内部ロストルクＴＬは、上記エンジン回転数Ｎに対応して例えば図５（ａ）に例示するように変化する。ここで、エンジン内部ロストルクＴＬは、基本的にはエンジン回転数Ｎとエンジン排気量Ｄiで決定されるが、仮想エンジンの種類（即ち、図３に例示する車両データ２により示される仮想エンジンの種類）によって異なってくる。このため、上記式（１）で示されるエンジン内部ロストルクＴＬの算出では、その相違分を、例えば空吹かしでのエンジン回転数Ｎの下降時間等に対応する上記エンジン内部ロストルク計算定数ａ_１乃至エンジン内部ロストルク計算定数ａ_３により調整することとしている。

より具体的に、仮想エンジン回転数生成部１００は、変数データ１としてのエンジン回転数Ｎを正規化した正規化エンジン回転数Ｎn（図２参照）を以下の式（２）により算出する。なお以下の式（２）において、「Ｎmax」は車両データ２として予め設定されて記録されているエンジン回転数上限（図３参照）である。
Ｎn＝（Ｎ／Ｎmax）×１００ …（２）
そして、仮想エンジン回転数生成部１００は、算出された正規化エンジン回転数Ｎnを車両データ２として予め設定されて記録されているアクセル全開トルクカーブＴcv（図３参照）に当て嵌め、正規化エンジン回転数Ｎnにおける変数データ１としてのエンジン全開トルク係数Ｔw（図２参照）を求める。その後、仮想エンジン回転数生成部１００は、ステップＳ４で取得されたアクセル開度データＡＣに相当するアクセル開度Ａpを、車両データ２として予めそれぞれ設定されて記録されている低回転時出力トルク係数Ｃ0のテーブルデータ及び高回転時出力トルク係数Ｃhのテーブルデータ（図３参照）にそれぞれ当て嵌め、対応する変数データ１としての低回転時出力トルク係数Ｃ0及び高回転時出力トルク係数Ｃh（それぞれ図２参照）を求める。これらにより、仮想エンジン回転数生成部１００は、以下の式（３）を用いて変数データ１としての上記推定出力トルク係数Ｃot（図２参照）を算出する。
Ｃot＝［｛－ＴＬ／（Ｔw×Ｔmax／１００）｝＋１］×［｛（Ｎn／１００）×Ｃh＋（１－Ｎn／１００）×Ｃ0｝／１００－１］＋１ …（３）
その後、仮想エンジン回転数生成部１００は、以下の式（４）を用いて、変数データ１としての任意のアクセル開度Ａpにおける仮想エンジンの出力トルクＴeを算出する（ステップＳ５）。
Ｔe＝Ｔw／１００×Ｔmax×Ｃot …（４）

ここで、トルコンはエンジンの出力をトランスミッション（変速機）に伝達するための部品であり、トルコンによって伝達されるトルクは、通常は、トルコンにおける入力側の軸と出力側の軸との回転速度比によって決まる。具体的には、図６に例示する伝達トルク比Ｃeと回転速度比との関係を示す線（車両データ２として予め設定されて記録されている）によって伝達トルク比Ｃe（図３参照）が決まり、トルコン出力トルクＴoは、入力されるエンジン出力トルク（即ち、トルコン入力トルクＴin）に伝達トルク比Ｃeを乗算することによって算出される。このとき、伝達トルクＣeの最大値は、図６に例示するように、一般には２程度であり、エンジン車の発進時（即ち、回転速度比が０の時）には、トルコン出力トルクＴoはトルコン入力トルクＴin（それぞれ図２参照）の約二倍となる。

そして、一般的なトルコンでは、ロックアップクラッチによってトルコンの入力軸と出力軸とが機械的に結合される状態（ロックアップ状態）とロックアップされていない状態があり、ロックアップされていない状態の場合（図６において「コンバータ範囲」と示す）、エンジンからトルコンに入力されるトルコン入力トルクＴinは、ステップＳ５で算出された仮想エンジンの出力トルクＴe及びトルコントルク容量Ｔcそれぞれの値を条件として、以下の式（７）のように算出される。
・Ｔe≧０の場合（加速時）：Ｔin＝Ｔe（Ｔe＜Ｔcの場合）又はＴin＝Ｔc（Ｔe≧Ｔcの場合）
・Ｔe＜０の場合（減速時）：Ｔin＝Ｔe／４ …（７）

以上のステップＳ６により、仮想エンジン車のトルコン出力トルクＴoが算出されたので、次に仮想エンジン回転数生成部１００は、タイヤによる仮想エンジン車の駆動力（換言すれば、仮想エンジン車の前後方向の加速度）を算出する（ステップＳ７）。この駆動力は、トルコン出力トルクＴoを基にして、トランスミッションでの減速、最終減速機での減速及びタイヤのサイズを考慮することで算出可能である。更に、当該駆動力から走行抵抗を差し引いて残った力を仮想エンジン車の車体質量で除すると、仮想エンジン車の前後方向の加速度が算出される。

なお、本実施形態の音信号生成処理では、仮想エンジン車におけるブレーキに関する情報は使われていない。この点については、アクセル自体はブレーキによる制動時において閉じており、よってエンジン音としてはアクセルが開かれている場合よりも小さくて目立たないので、仮想エンジン車としての車両走行速度Ｖ’やエンジン回転数Ｎ’の追随性は、アクセルが開けられた加速時よりも厳密に考える必要はない。

Claims

車両駆動用の電動機が搭載された電動車におけるアクセル操作量を示す操作量データを取得する操作量データ取得手段と、
前記電動車の走行速度を示す走行速度データを取得する走行速度データ取得手段と、
内燃式のエンジンを搭載した車両の仮想走行速度を算出する仮想走行速度算出手段と、
前記取得された走行速度データに基づいて、前記算出された仮想走行速度を補正する補正手段と、
前記補正された仮想走行速度に基づいて、前記エンジンの仮想回転数を算出する仮想回転数算出手段と、
前記取得された操作量データにより示される前記アクセル操作量と、前記算出された仮想回転数と、に基づいて、前記電動車の走行状態に対応した擬似的な前記エンジンの音を示す疑似エンジン音信号を生成する生成手段と、
を備えることを特徴とする音信号生成装置。
請求項１に記載の音信号生成装置において、
前記操作量データ取得手段は、予め設定された操作量データ取得周期ごとに前記操作量データを取得し、
前記走行速度データ取得手段は、予め設定された走行速度データ取得周期ごとに前記走行速度データを取得し、
前記補正手段は、予め設定された補正周期ごとに前記仮想走行速度の補正を行うことを特徴とする音信号生成装置。
請求項１又は請求項２に記載の音信号生成装置において、
前記仮想回転数算出手段は、前記補正された仮想走行速度と、前記エンジンに対応して予め設定された自動変速線図に基づくギヤ比と、を少なくとも用いて前記仮想回転数を算出することを特徴とする音信号生成装置。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の音信号生成装置において、
前記仮想走行速度算出手段は、前記電動車が移動する道路の勾配の影響、及び当該電動車の制動抵抗の影響を除外して前記仮想走行速度を算出することを特徴とする音信号生成装置。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の音信号生成装置において、
前記仮想走行速度算出手段は、前記エンジンの回転数と当該エンジンとしての出力トルクとの関係に基づいて前記仮想走行速度を算出し、
前記出力トルクは、前記取得された操作量データにより示される前記アクセル操作量と、当該アクセル操作量に対応した出力トルク係数と、に基づいて算出されることを特徴とする音信号生成装置。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の音信号生成装置において、
前記補正手段は、前記取得された走行速度データを用いて、前記走行速度データの取得タイミングより遅いタイミングで前記仮想走行速度を補正することを特徴とする音信号生成装置。
操作量データ取得手段と、走行速度データ取得手段と、仮想走行速度算出手段と、補正手段と、仮想回転数算出手段と、生成手段と、を備える音信号生成装置において実行される音信号生成方法であって、
車両駆動用の電動機が搭載された電動車におけるアクセル操作量を示す操作量データを前記操作量データ取得手段により取得するステップと、
前記電動車の走行速度を示す走行速度データを前記走行速度データ取得手段により取得するステップと、
内燃式のエンジンを搭載した車両の仮想走行速度を前記仮想走行速度算出手段により算出するステップと、
前記取得された走行速度データに基づいて、前記算出された仮想走行速度を前記補正手段により補正するステップと、
前記補正された仮想走行速度に基づいて、前記エンジンの仮想回転数を前記仮想回転数算出手段により算出するステップと、
前記取得された操作量データにより示される前記アクセル操作量と、前記算出された仮想回転数と、に基づいて、前記電動車の走行状態に対応した擬似的な前記エンジンの音を示す疑似エンジン音信号を前記生成手段により生成するステップと、
を含むことを特徴とする音圧信号出力方法。
コンピュータに、
車両駆動用の電動機が搭載された電動車におけるアクセル操作量を示す操作量データを取得するステップと、
前記電動車の走行速度を示す走行速度データを取得するステップと、
内燃式のエンジンを搭載した車両の仮想走行速度を算出するステップと、
前記取得された走行速度データに基づいて、前記算出された仮想走行速度を補正するステップと、
前記補正された仮想走行速度に基づいて、前記エンジンの仮想回転数を算出するステップと、
前記取得された操作量データにより示される前記アクセル操作量と、前記算出された仮想回転数と、に基づいて、前記電動車の走行状態に対応した擬似的な前記エンジンの音を示す疑似エンジン音信号を生成するステップと、
を実行させることを特徴とする音信号生成用プログラム。