WO2006095876A1

WO2006095876A1 - エンジン音加工装置

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Publication number: WO2006095876A1
Application number: PCT/JP2006/304806
Authority: WO
Inventors: Yoshikazu Honji; Yasuo Yoshioka; Tetsu Kobayashi; Akio Takahashi
Original assignee: Yamaha Corporation
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2006-09-14
Also published as: JP4888386B2; JPWO2006095876A1; EP1865494A4; EP1865494A1; US20080192954A1; EP1865494B1; US8885845B2; US20120148066A1; US8155343B2

Abstract

　エンジンの吸気口およびエンジンルームの車室側壁面にそれぞれマイクを設け、エンジン音を収音する。このエンジン音を信号処理部で加工して車室内に設けたスピーカから出力する。信号処理部には、車室における遮音特性をシミュレートするフィルタおよび、運転状況に応じてエンジン音を加工する変換部が設けられている。エンジン回転数センサ、アクセル開角センサ、車速センサの検出値に応じて変換部のスペクトル変形特性が決定され、この特定でエンジン音のスペクトルを変形することによってエンジン音を強調する。

Description

明細書

エンジン音加工装置

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 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、ェンジン音が低減されるような設計がなされて、る。

[0003] しかし、上記のような高い静粛性力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。

[0004] 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！、る。

[0005] 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力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力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力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。

特許文献 1：特開平 5— 80790号公報

特許文献 2：特開平 7— 302093号公報

特許文献 3：特開 2004— 74994号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0006] 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 V、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力つた。

[0007] 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。

課題を解決するための手段

[0008] 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)に記載のェンジン音加工装置。

(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一タテーブルを備える（5)に記載のエンジン音力卩ェ装置。

(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力卩ェ装置。

(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力卩ェ装置。

(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力卩ェ装置。

(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力卩ェ装置。

(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（1 2)に記載のエンジン音力卩ェ装置。

(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力卩ェ装置。

(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!ヽずれか一方に応じて動的に変更されるようになされて!、ることを特徴とする（25) に記載のエンジン音力卩ェ装置。

(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力卩ェ装置。

(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力卩ェ装置。

(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つて、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。

[0009] 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力卩ェ装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]この発明に係るエンジン音力卩ェ装置のブロック図

[図 2]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

[図 3]第 1の実施形態であるエンジン音力卩ェ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

[図 4]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

[図 5]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

[図 6]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

[図 7A]第 1の実施形態であるエンジン音力卩ェ装置におけるセンサ出力に応じたスぺタトル変形特性を説明する第 1の図

[図 7B]第 1の実施形態であるエンジン音力卩ェ装置におけるセンサ出力に応じたスぺタトル変形特性を説明する第 2の図

[図 7C]第 1の実施形態であるエンジン音力卩ェ装置におけるセンサ出力に応じたスぺタトル変形特性を説明する第 3の図 [図 8A]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

[図 8B]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

[図 8C]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

[図 9]この発明の実施形態であるエンジン音力卩ェ装置のブロック図

[図 10]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圆 11]同エンジン音加工装置の制御系統を説明する図

圆 12]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

圆 13A]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

[図 13B]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

[図 13C]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

[図 13D]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

[図 14A]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

[図 14B]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

[図 14C]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

[図 14D]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

[図 15]この発明の第 3の実施形態であるエンジン音力卩ェ装置のブロック図

[図 16]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圆 17]同エンジン音加工装置の制御系統を説明する図

圆 18]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圆 19]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

圆 20]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 [図 21A]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

[図 21B]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

[図 21C]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

[図 21D]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

圆 22]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

[図 23]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

[図 24]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

[図 25]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

[図 26]同実施形態の動作例を示す波形図

圆 27]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

[図 28]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

[図 29]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

[図 30]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

圆 31]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

圆 32]本発明の第 8の実施形態の構成を示すブロック図

[図 33A]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

[図 33B]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

[図 34]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

[図 35A]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

[図 35B]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 [図 36A]ディストーション処理について説明するための図

[図 36B]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

[図 36C]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

[図 36D]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

[図 37]ディストーションの歪み具合を示す DRIVEパラメータ (Kd)につヽて説明するための図

[図 38A]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

[図 38B]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

[図 38C]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

[図 39]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!/、て説明するための図

[図 40Α]エンジン回転数と音量 V (Volume)との対応関係を示す図

[図 40B]アクセルの踏み込み度と音量 V (Volume)の対応関係を示す図

[図 40C]エンジン回転数と音量 V (Volume)との対応関係を示す図

[図 41]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

発明を実施するための最良の形態

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 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 力もの増幅信号をデジタル信号に変換する AZD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 DZA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、エンジン音力卩ェ装置 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。

[0012] 以上の構成によれば、マイク力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ぐ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

[0013] また、上記の構成では、マイクは一つしか設けられてヽな、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、よりリアルなェ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。

[0014] 以下、より具体的な本発明の実施形態を説明する。

[0015] 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。

[0016] 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、主としてェ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、ェ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。

[0017] 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!/、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ょ、。

[0018] 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、。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ぐ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ぐ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、ェ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、。

[0019] 車室内にはフロント左右およびリャ左右の 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、る。

[0020] 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、 / 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ツテネートされる。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、アツテネータ等を組み合わせたもので構成すればよい。

[0021] 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ょ、。

[0022] 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ィ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一トし、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ぐ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。

[0023] 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！/ヽ力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。 [0024] 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 12 5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。

[0025] 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っ、ては後で説明する。

[0026] 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 11 7、 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、 DZA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（LZR)を含むものである。

[0027] 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 (I FFT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。

[0028] 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 13 2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ょヽ。

[0029] 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の周波数スベ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 10 2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。 [0030] 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、カーオーディォ機器 105と共有であってもよぐオーディオ機器の操作部力も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 13 0、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。

[0031] すなわち、このエンジン音力卩ェ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 1 18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。

[0032] 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ぐ予め 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、このエンジン音力卩ェ装置の機能をオフしてエンジン音効果を発生させな、ようにすることも当然可能である。

[0033] 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力も供給するようにしてもよい。また、カーナビゲーシヨン装置のハードディスク力も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)力も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ょ、。

[0034] 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。

[0035] 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。

[0036] 変換部 116、変換部 126は、入力した周波数スペクトル力もピークを検出し、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. 6ίο · · · ) ο

[0037] 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ょ、。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べルを変化させずに、破線で示すようにピーク周波数力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。

[0038] 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。

[0039] 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型ェンジンモードや、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ょ、。

[0040] なお、上記の処理は全周波数帯域につ!、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。

[0041] 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っ、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、る。

[0042] 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、うルールに基づくものである。

[0043] 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、うルールに基づくものである。

[0044] 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。

(£)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、全体音量を大さくする。

と、うルールに基づくものである。

[0045] 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カつているため、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、実際のェ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。

[0046] 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、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!、。

[0047] 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。

[0048] 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ぐ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ェ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。

[0049] 変換部 116、変換部 126は、入力した周波数スペクトルカゝらピークを検出し、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つた場合に、その周波数成分にっ、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。

[0050] 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つた場合に、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。

[0051] 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力図 8C においては、破線に示すようにあるエンジン回転数力も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。

[0052] 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力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。

[0053] 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ょ、。

[0054] 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ぐフア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!/、てスペクトル変形特性を求めるための情報が含まれて、るものとする。

[0055] 〔第 2の実施形態〕

[0056] 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。

[0057] 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!/、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ょ、。

[0058] 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、。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ぐ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ぐ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、ェ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、。

[0059] 車室内にはフロント左右およびリャ左右の 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、る。

[0060] 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【こ接続されて!ヽる。アンプ 21 1、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、 AZDコンバータ 212、 AZDコンノータ 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。

[0061] 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 21 0、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力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ちょい。

[0062] 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。例えばェンジン力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気筒ェ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。

[0063] 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。例えばエンジン力気筒ェンジンであれば、 8気筒エンジンのようなエンジン音にカ卩ェする。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。

[0064] 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カ卩工テーブルを制御部 203が読み出すことで決定される。加工テ一ブルは制御部 203の内蔵メモリ等に記憶されている力フラッシュメモリ等に記憶してお、てもよ、。加工テーブルにつ!/、ては後ほど詳細に述べる。

[0065] 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ツテネートされる。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、アツテネータ等を組み合わせたもので構成すればよい。

[0066] 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、フイノレタ 215、およびフイノレタ 225に人力される。

[0067] 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ぐ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。

[0068] 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！/ヽ力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。

[0069] 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。

[0070] 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、 DZAコンバータ 21 8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（LZR)を含むものである。 [0071] 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、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 26 2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ょヽ。

[0072] 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。

[0073] 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、カーオーディォ機器 205と共有であってもよぐオーディオ機器の操作部力も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 26 0、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。

[0074] すなわち、このエンジン音力卩ェ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 26 0、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。

[0075] 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-ユアル操作で設定するようにしてもよぐ予め 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気筒ェ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、このエンジン音力卩ェ装置の機能をオフしてエンジン音効果を発生させな、ようにすることも当然可能である。

[0076] 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力も供給するようにしてもよい。また、カーナビゲーシヨン装置のハードディスク力も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)力も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ょ、。

[0077] 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、。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ェ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ぐピッチシフタ 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ヽものである。

[0078] 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。

[0079] 図 12は、エンジン音力卩ェ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。 [0080] なお、高い回転次数のピークまで全て切り出す必要はなぐ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カ卩ェすることができる。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、 20 OHz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!/、。

[0081] 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。

[0082] 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カ卩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 2 00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。

[0083] 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 29 0、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力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。

[0084] 次に、図 13A〜13Dを用いて加工テーブルについて説明する。

[0085] 図 13A、および図 13Cに示すグラフの横軸は回転数センサ 260から読み出したェンジン回転数、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。

[0086] 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、ェ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 6 000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力ェンジンによって発生する次数成分は異なる。

[0087] 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気筒エンジンテープル、 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力もなる。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〖こ、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。

[0088] 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。

[0089] 上記実施形態では 2次成分、 4次成分にっ、てのピッチシフトを示した力無論、この例に限るものではなぐ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カ卩工テーブルを規定しておけばよいものである。

[0090] 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力いずれか 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ちょい。

[0091] 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、、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、。

[0092] なお、ピッチシフト処理は、この例に限るものではなぐエンジン音を FFT (Fast F ourie 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っ、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ょ、

[0093] 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一タセット、 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。

[0094] 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力ら主としてマイク 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カ卩ェテーブルに基づいて制御部 2 03が設定する。

[0095] 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。

[0096] 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。

[0097] 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、うルールに基づくものである。

[0098] 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、うルールに基づくものである。

[0099] 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。

(£)車速が大きいときは、全体音量を大きくする。

と、うルールに基づくものである。

[0100] 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ゥエイトを大きくする。と、うルールに基づくものである。

[0101] 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、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、ェ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カつているため、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

[0102] 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 lOOOHz前後にすればよい。

[0103] 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、フア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。

[0104] 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力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!/、車室空間を作り出すことができる。

[0105] 〔第 3の実施形態〕 [0106] 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、エンジン音力卩ェ装置 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、主としてェ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、ェ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。

[0107] 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!/、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ょ、。

[0108] 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、。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ぐ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ぐ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、ェ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、。 [0109] 車室内にはフロント左右およびリャ左右の 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、る。

[0110] 図 15【こお!ヽて、マイク 310、マイク 320ίま、それぞれアンプ 311、アンプ 321【こ接続されている。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、 / Dコンバータ 312、 AZD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ツテネートされる。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、アツテネータ等を組み合わせたもので構成すればよい。

[0111] 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。

[0112] 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ィ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一トし、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ぐ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。 [0113] 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、固定でもよい力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。

[0114] 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。

[0115] 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 ZA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〖こ出力される。なお、この 1系統の音声信号は、ステレオ出力（LZR)を含むものである。

[0116] 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、ェンジン音全体に変調感を付加することができる。

[0117] 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、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 34 2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、イダ-ッシヨンのパルスを検出して、回転数を算出するようにしてもょヽ。イダ-ッシヨ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。

[0118] 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。

[0119] 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、カーオーディォ機器 305と共有であってもよぐオーディオ機器の操作部力も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。

[0120] すなわち、このエンジン音力卩ェ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。

[0121] 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-ユアル操作で設定するようにしてもよぐ予め 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!ヽずれかを選択して設定するようにしてもょヽ。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、滑ら力さ感のあるェ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、このエンジン音力卩ェ装置の機能をオフしてエンジン音効果を発生させな!/ヽよう〖こすることも当然可能である。 [0122] 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力も供給するようにしてもよい。また、カーナビゲーシヨン装置のハードディスク力も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)力も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ょ、。

[0123] 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。

[0124] また、フイノレタ 314 (フィノレ 'BR 324)ゃフイノレタ 315 (フィノレタ 325)は、本発明の必須の構成要素ではなぐ波形生成部 330、および乗算器 316 (乗算器 326)力も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。

[0125] 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 1 8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。

[0126] [数 1]

, 、，， sin(2^ - f - t + 0) + l

[0127] 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 (Ηζ)、 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 lZf)の正弦波となる。周波数 fは以下のような式で表される。

[0128] [数 2] _ r x N ― 2 x 60

[0129] 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の検出値力も読み取り、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、ェ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)を収音したェ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。

[0130] 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≤l)。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力 S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。

[0131] 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ぐ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 V、ずれかを選択して設定するようにしてもよ!、。

[0132] 変調の深さ kは、定数としてもよ!、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ェンジン回転数 (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。 [0133] 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、（滑ら力さ感のある）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）滑ら力さ感のあるエンジン音とする

と、うルールに基づくものである。

[0134] 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。

[0135] 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。

[0136] 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。

[0137] 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つても周波数 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、る。

[0138] 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（同図にぉ、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、うルールに基づくものである。

[0139] 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ぐ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の制御ルールにっヽ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、て制御するようにしてもょ、。

[0140] 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ょ、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）にしてもょ、。

[0141] 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〖こ 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がイダ-ッシヨ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。

[0142] 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。

[0143] 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ぐフア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!/、て波形パラメータを求めるための情報が含まれて、るものとする。

[0144] 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ゃ滑らカ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。

[0145] 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。

[0146] 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、

と、うルールに基づくものである。

[0147] 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、

と、うルールに基づくものである。

[0148] 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。

(£)車速が大きいときは、全体音量を大きくする。

と、うルールに基づくものである。

[0149] 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さくする。と、うルールに基づくものである。

[0150] 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、ときはエンジンに負荷が掛カつているため、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、実際のェ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。

[0151] 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 lOOOHz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-ユアル操作で設定するようにしてもよぐ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ょヽ。

[0152] 以上のように、本発明の実施形態であるエンジン音力卩ェ装置においては、車室外に設置したマイク力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ゃ滑ら力さ感等を表現したリアルなェ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、車室空間を作り出すことができる。

[0153] 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プロック図である。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 4 21〜424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!/、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 の各出力信号力左右 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。

[0154] 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、ェンジン音信号 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、スピー力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。

[0155] 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 Z Rとしてスピーカ 460Lおよび 460Rに各々出力される。 [0156] ここで、 ATT451Lおよび 451Rは、エンジン音信号 YLおよび YRのレベルをスピ一力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 LPF45 3L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 45 5Lおよび 455Rの周波数対利得特性の制御が行われる。

[0157] 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一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。

[0158] 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 = l〜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、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。

[0159] 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、このパラメータ力も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 6 01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。

[0160] n個のピッチ変換部 602— j (j = l〜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 = l〜！ 1)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つている。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 力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。

[0161] 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= l〜n )の各出力信号に乗算係数 kj (j = 0〜！ i)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。

[0162] 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 = l〜n)が、合成部 605— j (j = l〜n)に置き換えられている。図 4は、各合成部 605—; j (j = l〜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 = l〜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 = l〜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力 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 9Z8倍のピッチを有する音

E：元の音のピッチの 5Z4倍のピッチを有する音

F：元の音のピッチの 4Z3倍のピッチを有する音

G：元の音のピッチの 3Z2倍のピッチを有する音

A：元の音のピッチの 5Z3倍のピッチを有する音

B：元の音のピッチの 15Z8倍のピッチを有する音

E ：元の音のピッチの 6Z5倍のピッチを有する音

B ：元の音のピッチの 9Z5倍のピッチを有する音 [0164] 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、ノラメータメモリ 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。

[0165] 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、ェ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。

[0166] 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音が付カロされる。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。

[0167] <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、パラメ一タメモリ 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。

[0168] <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、ギァが 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。

[0169] 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力運転の手ごたぇを感じ、快適な運転をすることができる。

[0170] 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、車両にナビゲーシヨン装置を設けるとともに、ノラメータメモリ 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、ナビゲーシヨ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、といつ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 4 30の前段のフィルタ 421〜424に設けた力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ょヽ。

(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力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ょヽ。

(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ょ、。

(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力も再生した。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、ェ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力 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プロック図である。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カロェを施してスピーカ 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、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。

[0172] 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、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 8 11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、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、スピ一力 760Lおよび 760Rから出力される。

[0173] 図 28は信号処理部 740の構成例を示すブロック図である。 AZD変翻 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、 AZD変換器 7 41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 (j co )を求め、その絶対値を示す振幅特性データ I H (j co ) Iと、その偏角を表す位相特性データ arg{H (j ω ) }を出力する。

[0174] 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 I H (j co ) I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 (j ω ) }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 (j co ) }の補正にある。本実施形態では、この位相特性データ arg{H (j ω ) }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 81 1によって測定されるエンジン回転数に基づ、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

[0175] 本実施形態では、振幅特性データ I H (j ω ) Iおよび位相特性データ arg{H (j ω ) }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つている。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、て明らかにする。

[0176] 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、 DZA変換器 747によってアナログィ匕され、上述した車両内再生用のエンジン音信号となる。

[0177] 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 I H (j co ) Iおよび位相特性データ arg{H (j co ) }を例示する図である。振幅特性データ I H (j co ) I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力推定される。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 I H(jco) Iの各山頂部のうち、最も高ぐかつ、ェンジン回転数の 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 ω 2と推定される。

[0178] 振幅特性補正部 743は、回転 2次角周波数 ω 2における振幅特性データ | H(jco 2) I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 I H(jco) I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 I H(jco) I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。

[0179] 次に位相特性データ arg{H(j ω) }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 I H(jco) Iの各山頂部の角周波数のうち回転 2次角周波数 ω 2の 1 Ζ2付近のもの力エンジンの回転数に対応した回転 1次角周波数 ω 1として推定される。そして、この回転 1次角周波数 ωΐ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 Δ φを算出する。

Δ = ( 2- 1) (D0 + D1-DACC) …… (1)

ここで、 φ 2は、回転 2次角周波数 ω 2における位相特性データの値 arg{H(j ω 2) } 、 φ 1は、回転 1次角周波数 ω 1における位相特性データの値 arg{H(j ω 1) }である。また、 DO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。

[0180] 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 ω 1における位相特性データ arg{H(j ω 1) }が位相補正データ Δ φだけ現状値から増減するように、回転 2次角周波数 ω 2以下の周波数領域における位相特性データ arg{ H (j ω ) } ( ωく ω 2)を、位相特性データ arg{H (j ω 1) }の増減に合わせて一律増減させる補正を行う。

arg{H (j ω 1) } =arg{H(j ω1)} + Δ …… (2)

[0181] 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 I H (j co ) Iおよび位相特性データ arg{H (j ω ) }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、 φ 2> φ 1である場合、補正後の位相特性データ arg{H (j ω 1) }は、アクセル踏み込み量0八じじが増加するに従ぃ、位相特性データ& {1^ 0) 2) }に近づく。そして、アクセル踏み込み量 DACCが小さぐエンジン音における回転 2次角周波数 ω 2の成分の位相と回転 1次角周波数 ω ΐ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が大きぐエンジン音における回転 2次角周波数 ω 2 の成分の位相と回転 1次角周波数 ω 1の成分の位相とが接近している場合、そのェンジン音を聴、た運転者は、エンジンが近くにあるように感じる。

[0182] 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。従つて、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、 D 1)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、ェンジン回転数に応じて、エンジン音にぉヽ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、実際に車両力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 7 60L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。

[0183] <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 Δ φ ( 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 Δ φ a ( ω )と位相補正データ Δ φ b ( 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 Δ φ ( 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 (j ω ) }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 Δ φ ( 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。

[0184] ここで、位相補正データとして Δ φ a ( 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 Δ φ & ( 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力も得られるェンジン音は、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、車両がフワーツ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 φ a ( 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 力も得られるエンジン音は、落ち着、た感じの音となる。

[0185] 一方、位相補正データとして Δ φ b ( 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 φ Μ 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力も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 Δ φ b ( ω )が増加する領域に位置するため、スピーカ 760Lおよび 760R力も得られるエンジン音は、車両がフワーツと動、て、るような印象の不安定な音となる。

[0186] 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の処理を簡単ィ匕することができるという利点がある。

[0187] <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 Δ φ ( ω )の生成方法に関するものである。本実施形態では、ェ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 φ t ( ω )が各種用意されてヽる。本実施形態の実施に当たつては、エンジン音生成装置が搭載される車両力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 φ πι ( ω )が求められる。そして、この実測位相特性データ φ m ( ω )を各種の目標位相特性データ φ t ( 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 Δ φ ( 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 Δ φ ( 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。

[0188] 図 31に示す例において、実測位相特性データ φ πι ( 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力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ヨンが生じ、音質が悪くなつてしまう。これに対し、上記のようにして得られた位相補正データ Δ φ ( ω )を用いて、車両カも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 φ t ( 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力も再生する場合には、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。

[0189] 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 Δ φ ( 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 Δ φ ( 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 Δ φ ( _ω )のスロープの傾きを増カロ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、車両力エンジン音を収音して、これに加工を施してスピ一力から再生した。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、ェ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。

[0190] 図 32は、本発明のエンジン音力卩ェ装置の第 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力これに限られることはなぐ 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、。

マイクロフォン 901a及び 901bで収音されたエンジン音は、それぞれ対応するへッドアンプ 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 V、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ヨ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力再生される。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 Sig nal Processor)などを使用したデジタル方式のヽ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ヽる。

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 力も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、該ィコライザ 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、該デイストーシヨン回路 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!、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 AZD変翻 921、該 AZD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ヨン手段 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 DZA変翻 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 (Cy cle) 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。

[0192] 前記イコライザ 91 1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)ゝ 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 91 1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、ずれもタイプのものであってもよ！/、。

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ゃァクセル踏み込み度 906に基づ、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ぐ自然な効果付けができることとなる。

[0193] 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はェ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 (fO)も高くなるように制御する。中心周波数 fOとしては、エンジン音の基本周波数を中心周波数 fOとしてもよいし、倍音を中心周波数 fO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。

[0194] 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 fO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力卩ェ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カロさせ、中程度のときはリニアに増カロさせ（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!/ヽ。

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、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!ヽ。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。

[0195] 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、前記ィコライザ 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 (D istortion)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ヨ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、ディスト一シヨン回路 912又はディストーション手段 923は、基本的には、入力信号の振幅をタ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ちょい。

[0196] 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 1Z2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 1Z2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。

[0197] 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、ゆつ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、ゆつ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 K d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ぐ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ツビングレベルでの横幅力元波形の横幅の 1Z2まで縮まる度合いを示している。 Κρ 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、 Κρ= 100%のときは元波形の横幅の 1Z2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、。

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。

[0199] 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 (Vol ume)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 4 OA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カ卩ェ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。

[0200] なお、前記図 35A、 35B、 38A、 38B、 38C、 40A、 40B及び 40Cに示したェ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、本発明のェ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【こお!/、て ίま、ェ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力これに限られることはなぐ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さるようにしてちょ！、。

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口フォン 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ヽ。

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 93 la, 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, 90 lbで収音されたエンジン音に含まれているメカ-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、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又はィコライザ手段 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力イコライザ 9 11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ぐ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

請求の範囲

[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、

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請求項 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、ェンジンルームの壁面の一部または複数部に配置されて、る請求項 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請求項 1に記載のェンジン音加工装置。

[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請求項 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請求項 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請求項 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請求項 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請求項 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べルを上げる請求項 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 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請求項 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請求項 12 に記載のエンジン音力卩ェ装置。

[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請求項 1

2に記載のエンジン音力卩ェ装置。

[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請求項 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請求項 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請求項 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請求項 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請求項 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請求項 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請求項 17に記載のエンジン音力卩ェ装置。

[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請求項 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請求項 22に記載のェンジン音生成装置。

[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請求項 22に記載のェンジン音生成装置。

[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カロする請求項 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請求項 25 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、ずれか一方に応じて動的に変更されるようになされて!、ることを特徴とする請求項 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請求項 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請求項 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ヽることを特徴とする請求項 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、

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つて、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、