(57)【要約】  ＡＳＣ装置（１１）は、内燃機関エンジン（１３）の吸気管（３９）において生じる振動騒音信号を検出する吸気管マイクロフォン（３７）と、振動騒音信号からエンジン（１３）の回転周波数（ｆｑ）に基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出すると共に、当該抽出した音響成分に基づく調波の基準信号を生成する基準信号生成部（５５）と、効果音を含む音声を出力する運転席スピーカ（２５）と、効果音の生成に用いる制御信号を基準信号に基づき生成すると共に、当該制御信号を運転席スピーカ（２５）に出力する合成部（ａｄ２）と、を備える。基準信号生成部（５５）は、音響成分に係る中心周波数を、エンジン（１３）の回転周波数（ｆｑ）に基いて設定する。
2017217237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関エンジンの吸気側部材及び排気側部材の少なくともいずれか一方において生じる振動騒音信号を検出する振動騒音信号検出部と、
前記振動騒音信号から前記エンジンの回転周波数に基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出すると共に、当該抽出した音響成分に基づく調波の基準信号を生成する基準信号生成部と、
効果音を含む音声を出力する音声出力部と、
前記効果音の生成に用いる制御信号を前記基準信号に基づき生成すると共に、当該制御信号を前記音声出力部に出力する生成部と、を備え、
前記基準信号生成部は、前記音響成分に係る中心周波数を、前記エンジンの回転周波数に基いて設定する
ことを特徴とする能動型効果音発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の能動型効果音発生装置であって、
前記基準信号生成部は、前記音響成分に係る中心周波数を、前記エンジンの回転周波数の変動に追従するように設定する
ことを特徴とする能動型効果音発生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の能動型効果音発生装置であって、
前記基準信号生成部は、前記音響成分の所定の周波数帯域の幅を、前記エンジンの回転周波数に基づいて設定する
ことを特徴とする能動型効果音発生装置。
【請求項４】
請求項２に記載の能動型効果音発生装置であって、
前記基準信号生成部は、前記音響成分の所定の周波数帯域の幅を、前記エンジンの回転周波数に基づいて設定する
ことを特徴とする能動型効果音発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の能動型効果音発生装置であって、
前記振動騒音信号検出部は、前記エンジンの吸気側部材のうち該エンジンとエアクリーナとの間を連通する吸気管部材において生じる振動騒音信号を検出する
ことを特徴とする能動型効果音発生装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の能動型効果音発生装置であって、
前記振動騒音信号検出部は、前記エンジンの排気側部材のうち該エンジンとマフラーとの間を連通する排気管部材において生じる振動騒音信号を検出する
ことを特徴とする能動型効果音発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関エンジンを備える車両において、効果音を発生させる能動型効果音発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人は、内燃機関エンジンを備える車両において、加速操作に応じたリニア感のあるエンジン音を発生させる効果音発生装置（特許文献１参照）を提案している。【０００３】
特許文献１に係る効果音発生装置は、１周期分の正弦波の波形データを格納する波形データテーブルと、エンジンの回転周波数に基づく調波の基準信号を、波形データを参照することで生成する基準信号生成手段と、基準信号に基づく制御信号を生成する音響制御手段と、制御信号を効果音に変換して出力する出力手段と、を備える。音響制御手段は、出力手段から乗員に至る音場空間での周波数−ゲイン特性（基準信号の周波数に応じてゲインが変化する特性）を反転させた反転ゲイン特性を有する第１音響補正器を有し、第１音響補正器により基準信号に係るゲインを周波数に応じて補正することで、基準信号に基づく制御信号を生成する。【０００４】
特許文献１に係る効果音発生装置によれば、基準信号に係るゲインに反転ゲイン特性を作用させることで、基準信号に基づく効果音が出力手段から音場空間を通して乗員に届く時点では、効果音の周波数−ゲイン特性がフラットになるため、加速操作に応じたリニア感のある効果音を発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０１５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に係る効果音発生装置では、エンジン回転周波数に基づく調波の基準信号を、予め設定された正弦波の波形データを参照することで生成するため、生成された基準信号に基づく効果音が人工的な音として聞こえてしまい、運転者の操縦に係る感性を満たす観点で改良の余地があった。これは、以下の理由による。
すなわち、内燃機関エンジンのうち、例えば４気筒４ストロークエンジンでは、吸気→圧縮→爆発→排気の工程が各気筒毎に時間をずらして行われる。すると、エンジンにトルク変動が生じて振動すると共に、吸気・排気の各圧力も時々刻々と変動する。その結果、実際のエンジン音には高次の周波数成分が含まれるだけでなくクランクが一定の速度で回転しないことによる歪んだ波形の周波数成分が無作為に重畳されているのに対し、特許文献１に係る効果音発生装置では、前記高次の周波数成分以外のサイン波が歪んだ波形が表現されていないからである。【０００７】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、内燃機関エンジンを備える車両において、運転者の操縦に係る感性を満たす効果音を演出可能な能動型効果音発生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】
上記目的を達成するために、（１）に係る発明は、内燃機関エンジンの吸気側部材及び排気側部材の少なくともいずれか一方において生じる振動騒音信号を検出する振動騒音信号検出部と、前記振動騒音信号から前記エンジンの回転周波数に基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出すると共に、当該抽出した音響成分に基づく調波の基準信号を生成する基準信号生成部と、効果音を含む音声を出力する音声出力部と、前記効果音の生成に用いる制御信号を前記基準信号に基づき生成すると共に、当該制御信号を前記音声出力部に出力する生成部と、を備え、前記基準信号生成部は、前記音響成分に係る中心周波数を、前記エンジンの回転周波数に基いて設定することを最も主要な特徴とする。【０００９】
（１）に係る発明では、基準信号生成部は、内燃機関エンジンの吸気側部材及び排気側部材の少なくともいずれか一方において生じる振動騒音信号から、エンジンの回転周波数に基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する際に、前記音響成分に係る中心周波数を、エンジンの回転周波数に基いて設定する構成を採用することとした。【００１０】
（１）に係る発明によれば、基準信号生成部は、振動騒音信号からエンジンの回転周波数に基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する際に、前記音響成分に係る中心周波数を、エンジンの回転周波数に基いて設定するため、運転者の操縦に係る感性を満たす効果音を演出することができる。【００１１】
また、（２）に係る発明は、（１）に記載の能動型効果音発生装置であって、前記基準信号生成部は、前記音響成分に係る中心周波数を、前記エンジンの回転周波数の変動に追従するように設定することを特徴とする。【００１２】
（２）に係る発明によれば、基準信号生成部は、前記音響成分に係る中心周波数を、エンジンの回転周波数の変動に追従するように設定するため、エンジンの加速音に近い効果音を発生させ、運転者の操縦に係る感性を満たす効果音に加えて、車両があたかも運転者の手足のように動く一体感を演出することができる。【００１３】
また、（３）に係る発明は、（１）又は（２）に記載の能動型効果音発生装置であって、前記基準信号生成部は、前記音響成分の所定の周波数帯域の幅を、前記エンジンの回転周波数に基づいて設定することを特徴とする。【００１４】
（３）に係る発明によれば、基準信号生成部は、前記音響成分の所定の周波数帯域の幅を、エンジンの回転周波数に基づいて設定するため、エンジンの加速度合いに従ってより自然な効果音を発生させ、運転者の操縦に係る感性を満たす効果音に加えて、車両があたかも運転者の手足のように動く一体感の演出効果を一層高めることができる。【００１５】
また、（４）に係る発明は、（１）〜（３）のいずれか一に記載の能動型効果音発生装置であって、前記振動騒音信号検出部は、前記エンジンの吸気側部材のうち該エンジンとエアクリーナとの間を連通する吸気管部材において生じる振動騒音信号を検出することを特徴とする。【００１６】
（４）に係る発明によれば、振動騒音信号検出部は、エンジンの吸気側部材のうち該エンジンとエアクリーナとの間を連通する吸気管部材において生じる振動騒音信号を検出するため、エンジンの回転周波数に基づく周波数帯域に属する音響成分を含むエンジンの吸気音を効果音として発生させ、これをもって、運転者の操縦に係る感性を満たす効果音を演出することができる。【００１７】
また、（５）に係る発明は、（１）〜（３）のいずれか一に記載の能動型効果音発生装置であって、前記振動騒音信号検出部は、前記エンジンの排気側部材のうち該エンジンとマフラーとの間を連通する排気管部材において生じる振動騒音信号を検出することを特徴とする。【００１８】
（５）に係る発明によれば、振動騒音信号検出部は、エンジンの排気側部材のうち該エンジンとマフラーとの間を連通する排気管部材において生じる振動騒音信号を検出するため、エンジンの回転周波数に基づく周波数帯域に属する音響成分を含むエンジンの排気音を効果音として発生させ、これをもって、運転者の操縦に係る感性を満たす効果音を演出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る能動型効果音発生装置によれば、内燃機関エンジンを備える車両において、運転者の操縦に係る感性を満たす効果音を演出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る能動型効果音発生装置（以下、「ＡＳＣ装置」と略称する場合がある。）を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】内燃機関エンジンの吸気音を効果音として採用する際の、本発明の実施形態に係るＡＳＣ装置及びその周辺の概略構成図である。
【図３】ＡＳＣ装置の内部構成を表すブロック構成図である。
【図４】ＡＳＣ装置が有する基準信号生成部の内部構成を表すブロック構成図である。
【図５】ＡＳＣ装置が有する基準信号生成部において、ステップサイズパラメータの値を変更した際の、効果音に係る音圧周波数特性の一例を表す説明図である。
【図６】ＡＳＣ装置が有する基準信号生成部において、エンジン回転周波数の複数の次数成分について、効果音に係る音圧周波数特性の一例を表す説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係るＡＳＣ装置をオン／オフした際の、効果音に係る音圧周波数特性の一例を対比して表す説明図である。
【図８】内燃機関エンジンの排気音を効果音として採用する際の、本発明の実施形態に係るＡＳＣ装置及びその周辺の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る能動型効果音発生装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下に示す図において、共通の機能を有する部材間、または、相互に対応する機能を有する部材間には、原則として共通の参照符号を付するものとする。また、説明の便宜のため、部材のサイズおよび形状は、変形または誇張して模式的に表す場合がある。
【００２２】
〔本発明の実施形態に係る能動型効果音発生装置１１の概要〕
本発明の実施形態に係る能動型効果音発生装置（ＡＳＣ装置：Active Sound Control Apparatus）１１の概要について、内燃機関エンジン（以下、「エンジン」と略称する場合がある。）１３を搭載した車両１５に組み込む例をあげて、図１及び図２を参照して説明する。図１は、ＡＳＣ装置１１を搭載した車両１５の概略構成図である。図２は、エンジン１３の吸気音を効果音として採用する際の、ＡＳＣ装置１１及びその周辺の概略構成図である。
【００２３】
本発明の実施形態に係るＡＳＣ装置１１は、車両１５の室内（以下、車室内という場合がある。）に侵入する騒音に係る音圧を能動的に抑制する能動騒音抑制装置（ＡＮＣ装置：Active Noise Control Apparatus）１７と共に、車両用能動型効果音発生システム１９を構成する。
車両用能動型効果音発生システム１９は、運転者の操縦に係る感性を満たす運転環境を演出すると共に、車室内に侵入する騒音に係る音圧を能動的に抑制するための効果音を発生させる機能を有する。
【００２４】
ＡＳＣ装置１１及びＡＮＣ装置１７を包含する車両用能動型効果音発生システム１９は、図１に示すように、車室内の運転席空間２１に設けられて運転席空間２１で生じた音声を収音する運転席マイクロフォン２３と、運転席空間２１に設けられて効果音を含む音声を出力する運転席スピーカ２５と、ＡＳＣ装置１１及びＡＮＣ装置１７からの各効果音（デジタル）信号（任意の時刻における効果音に係る音圧周波数特性）を合成する合成部ａｄ１と、合成部ａｄ１からの効果音（デジタル）信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部２７と、Ｄ／Ａ変換部２７で変換後の効果音を含む音声（アナログ）信号を増幅して運転席スピーカ２５に出力するオーディオアンプ２９と、を備えて構成されている。運転席スピーカ２５は、本発明の「音声出力部」に相当する。
【００２５】
ＡＳＣ装置１１には、図１及び図２に示すように、エンジン回転速度センサ３３、アクセル開度センサ３５、吸気管マイクロフォン３７を含む各種センサが接続されている。
【００２６】
エンジン回転速度センサ３３は、車両１５に搭載されたエンジン１３の回転速度を検出する機能を有する。エンジン回転速度センサ３３で検出されたエンジン回転周波数の時系列信号（エンジン回転周波数信号）ｆｑは、ＡＳＣ装置１１に送られる。
【００２７】
アクセル開度センサ３５は、運転者によるアクセルペダル（不図示）の踏込み操作量に従うアクセル開度を検出する機能を有する。アクセル開度センサ３５で検出されたアクセル開度の時系列信号（ＡＰ開度信号）ａｐは、ＡＳＣ装置１１に送られる。
【００２８】
吸気管マイクロフォン３７は、図２に示すように、エアクリーナ４１及びエンジン１３の吸気口１３ａの間を連通接続する吸気管３９において生じるエンジン１３の吸気音の時系列信号（吸気音信号）Ｓｖａを収音する機能を有する。吸気管マイクロフォン３７により収音された吸気音信号Ｓｖａは、ＡＳＣ装置１１に送られる。
吸気管マイクロフォン３７は、吸気管３９のうち、エンジン１３から離れたエアクリーナ４１の側に設けられている。吸気管マイクロフォン３７は、本発明の「振動騒音信号検出部」に相当する。吸気管３９は、本発明の「吸気側部材」に相当する。また、エンジン１３の排気口１３ｂには、図２に示すように、排気管４３を介して、排気音の音圧を減衰させるマフラー４５が連通接続されている。吸気管３９は、本発明の「排気側部材」に相当する。
【００２９】
ＡＳＣ装置１１は、吸気音信号Ｓｖａ、Ｅｇ回転周波数信号ｆｑ、ＡＰ開度信号ａｐに基づいて、運転者の操縦に係る感性を満たす自然な効果音を発生させるように機能する。
【００３０】
〔ＡＳＣ装置１１の内部構成〕
次に、ＡＳＣ装置１１の内部構成について、図３を参照して説明する。図３は、ＡＳＣ装置１１の内部構成を表すブロック構成図である。
ＡＳＣ装置１１は、図３に示すように、周波数検出部５１、逓倍部５３、基準信号生成部５５、制御信号生成部５７、合成部ａｄ２、周波数変化量検出部５９、及び音圧補正部６１を有して構成されている。ＡＳＣ装置１１では、デジタル信号形態での各種信号処理が行われる。
【００３１】
具体的には、ＡＳＣ装置１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータにより構成される。
【００３２】
周波数検出部５１は、エンジン１３の出力軸（不図示）の回転毎にホール素子等から得られるエンジンパルスの周波数（エンジン回転周波数ｆｑ）を検出すると共に、デジタル信号形態のエンジン回転周波数ｆｑを出力する機能を有する。
【００３３】
逓倍部５３は、周波数検出部５１で検出された基本次数のエンジン回転周波数ｆｑに対し、例えば、２倍の周波数（２次高調波の周波数fq1）を出力する２次逓倍部５３ａ、３倍の周波数（３次高調波の周波数fq2）を出力する３次逓倍部５３ｂ、４倍の周波数（４次高調波の周波数fq3）を出力する４次逓倍部５３ｃを有して構成されている。逓倍部５３による倍数は、２、３、４、５、６、…等の整数倍に限らず、２．５、３．３…等の実数倍であってもかまわない。また、逓倍部５３による倍数は、３、５、７…等の、任意の飛び飛びの値であってもかまわない。
【００３４】
基準信号生成部５５は、吸気管マイクロフォン３７により収音された吸気音信号（振動騒音信号）Ｓｖａからエンジン回転周波数ｆｑに基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出すると共に、当該抽出した音響成分に基づく調波の基準信号を生成する機能を有する。また、基準信号生成部５５は、吸気音信号Ｓｖａからエンジン回転周波数ｆｑに基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する際に、音響成分に係る中心周波数を、エンジン回転周波数ｆｑに基いて設定するように動作する。
ここで、吸気音信号Ｓｖａからエンジン回転周波数ｆｑに基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する際に、音響成分に係る中心周波数を、エンジン回転周波数ｆｑに基いて設定するとは、エンジン回転周波数ｆｑのうち音圧レベルが最も高い周波数に、音響成分に係る中心周波数を合わせて、所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出することを意味する。
【００３５】
詳しく述べると、基準信号生成部５５は、エンジン回転周波数ｆｑとして、２次逓倍部５３ａから出力された２次高調波の周波数fq1に基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する第１音響成分抽出部ＳＥ_1、３次逓倍部５３ｂから出力された３次高調波の周波数fq2に基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する第２音響成分抽出部ＳＥ_2、４次逓倍部５３ｃから出力された４次高調波の周波数fq3に基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する第３音響成分抽出部ＳＥ_3、を有して構成されている。
第１音響成分抽出部ＳＥ_1、第２音響成分抽出部ＳＥ_2、第３音響成分抽出部ＳＥ_3は、共通の機能を有するものとして構成される。これら音響成分抽出部の内部構成について、詳しくは後記する。
【００３６】
制御信号生成部５７は、基準信号生成部５５で生成された効果音に係る基準信号に対し、加速操作に対してリニア感のある効果音を発生させる処理を行う平坦化処理部ＳＩ_1-1、ＳＩ_2-1、ＳＩ_3-1と、所要の周波数帯域に属する音響成分を強調させる処理を行う周波数強調処理部ＳＩ_1-2、ＳＩ_2-2、ＳＩ_3-2と、基準信号を次数毎に補正する処理を行う次数毎補正処理部ＳＩ_1-3、ＳＩ_2-3、ＳＩ_3-3と、を備えて構成されている。
なお、制御信号生成部５７の構成については、特許文献１（特開２００６−３０１５９８号公報）の段落番号００６２等に記載の技術的事項と共通であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
合成部ａｄ２は、次数毎補正処理部ＳＩ_1-3、ＳＩ_2-3、ＳＩ_3-3で処理後の３つの信号（任意の時刻における効果音に係る音圧周波数特性）を合成した制御信号を出力する。合成部ａｄ２は、本発明の「生成部」に相当する。
【００３８】
周波数変化量算出部５９は、時系列データであるエンジン回転周波数ｆｑについて、ある時刻t1での周波数fqt1と、時刻t1の直後である時刻t2での周波数fqt2との差Δfq（ただし、Δfq＝fqt2−fqt1）を採り、この差Δfqに時刻t2での周波数fqt2を乗算することで、エンジン回転周波数ｆｑの単位時間当たりの周波数変化量Δfqv（Δfqv＝Δfq＊fqt2）［Ｈｚ／秒］、すなわちエンジン回転に係る加速度を算出・出力する。
なお、周波数変化量算出部５９の構成については、特許文献１（特開２００６−３０１５９８号公報）の段落番号００８２〜００８６等に記載の技術的事項と共通であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
音圧補正部６１は、図３に示すように、第１ゲイン設定部６３、第２ゲイン設定部６５、第３ゲイン設定部６７、第１フィルタ６９、合成部ａｄ３、第２フィルタ７１を有して構成されている。
【００４０】
第１ゲイン設定部６３は、周波数変化量Δfqvに対応するゲイン（以下「周波数変化量ゲインＧΔfqv」と呼ぶ。）の関係を規定したマップを予め用意しておき、周波数変化量算出部５９により算出・出力された周波数変化量Δfqvに基づく周波数変化量ゲインＧΔfqvを設定する機能を有する。
【００４１】
第２ゲイン設定部６５は、エンジン回転周波数ｆｑに対応するゲイン（以下「周波数ゲインＧfq」と呼ぶ。）の関係を規定したマップを予め用意しておき、周波数検出部５１により検出されたエンジン回転周波数ｆｑに基づく周波数ゲインfqを設定する機能を有する。
【００４２】
第３ゲイン設定部６７は、アクセル開度apに対応するゲイン（以下「アクセル開度ゲインＧap」と呼ぶ。）の関係を規定したマップを予め用意しておき、アクセル開度センサ３５で検出されたアクセル開度apに基づくアクセル開度ゲインＧapを設定する機能を有する。
【００４３】
第１フィルタ６９は、第２ゲイン設定部６５により設定された周波数ゲインfqに対し、第３ゲイン設定部６７により設定されたアクセル開度ゲインＧapを乗算することにより、補正後の制御信号（振幅調整制御信号）を生成する機能を有する。第１フィルタ６９による補正後の制御信号（振幅調整制御信号）は、合成部ａｄ３に出力される。
【００４４】
合成部ａｄ３は、第１ゲイン設定部６３により設定された周波数変化量ゲインＧΔfqvと、第１フィルタ６９により生成された補正後の制御信号（振幅調整制御信号）とを合成する機能を有する。合成部ａｄ３による合成結果（任意の時刻における効果音に係る音圧周波数特性を補正するためのゲイン）は、第２フィルタ７１に出力される。
【００４５】
第２フィルタ７１は、制御信号生成部５７の合成部ａｄ２により合成された制御信号に対し、合成部ａｄ３による合成結果を乗算することにより、補正後の制御信号を生成する機能を有する。第２フィルタ７１による補正後の制御信号は、合成部ａｄ１に出力される。
【００４６】
〔ＡＳＣ装置１１が有する基準信号生成部５５の内部構成〕
次に、ＡＳＣ装置１１が有する基準信号生成部５５の内部構成について、図４を参照して説明する。図４は、ＡＳＣ装置１１が有する基準信号生成部５５の内部構成を表すブロック構成図である。ＡＳＣ装置１１が有する基準信号生成部５５は、前記した通り、共通の機能を有する第１音響成分抽出部ＳＥ_1、第２音響成分抽出部ＳＥ_2、及び、第３音響成分抽出部ＳＥ_3を有して構成されている。そこで、第１音響成分抽出部ＳＥ_1の内部構成について説明することで、基準信号生成部５５の説明に代えることとする。
【００４７】
第１音響成分抽出部ＳＥ_1は、図４に示すように、第１適応フィルタ７３、第２適応フィルタ７５、第１フィルタ係数更新部７７、第２フィルタ係数更新部７９、合成部ａｄ４、及び、合成部ａｄ５を有して構成されている。
【００４８】
デジタルフィルタである第１適応フィルタ７３は、図４に示すように、２次逓倍部５３ａから出力された２次高調波のエンジン回転周波数信号fq1のうち余弦波信号ＲＸ（ＲＸ＝ｃｏｓωｔ；ω＝fq1）を入力し、この余弦波信号ＲＸに対し、第１フィルタ係数Ａを乗算して得た第１基準信号（Ａ×ＲＸ）を出力する機能を有する。
【００４９】
デジタルフィルタである第２適応フィルタ７５は、図４に示すように、２次逓倍部５３ａから出力された２次高調波のエンジン回転周波数信号fq1のうち正弦波信号ＲＹ（ＲＹ＝ｓｉｎωｔ；ω＝fq1）を入力し、この正弦波信号ＲＹに対し、第２フィルタ係数Ｂを乗算して得た第２基準信号（Ｂ×ＲＹ）を出力する機能を有する。
【００５０】
第１フィルタ係数更新部７７は、図４に示すように、前記余弦波信号ＲＸと誤差信号ｅ（詳しくは後記する。）とに基づいて第１適応フィルタ７３のフィルタ係数Ａを更新する機能を有する。具体的には、第１フィルタ係数更新部７７は、余弦波信号ＲＸ（ＲＸ＝ｃｏｓωｔ）及び誤差信号ｅを、誤差信号ｅが最小となるように適応処理を行う適応制御アルゴリズムＬＭＳ（Least Mean Square）の演算式（式１参照）に代入して演算を行うことにより、第１適応フィルタ７３のフィルタ係数Ａを更新する。
Ａｎ＋１  ＝Ａｎ  −μ×ｅ×ＲＸ｛ＲＸ＝ｃｏｓ（ωｔ）；ω＝fq1｝      （式１）
ただし、μは、ステップサイズパラメータ（Step Size Parameter）と呼ばれる、適応フィルタ（第１適応フィルタ７３及び第２適応フィルタ７５の両者を含む）における１回の更新の大きさを決定するためのパラメータである。
【００５１】
第２フィルタ係数更新部７９は、図４に示すように、前記正弦波信号ＲＹ（ＲＹ＝ｓｉｎωｔ）と誤差信号ｅとに基づいて第２適応フィルタ７５のフィルタ係数Ｂを更新する機能を有する。具体的には、第２フィルタ係数更新部７９は、正弦波信号ＲＹ（ＲＹ＝ｓｉｎωｔ）及び誤差信号ｅを、適応制御アルゴリズムＬＭＳの演算式（式２参照）に代入して演算を行うことにより、第２適応フィルタ７５のフィルタ係数Ｂを更新する。
Ｂｎ＋１  ＝Ｂｎ  −μ×ｅ×ＲＹ｛ＲＹ＝ｓｉｎ（ωｔ）；ω＝fq1｝      （式２）
【００５２】
合成部ａｄ４は、第１適応フィルタ７３から出力される第１基準信号（Ａ×ＲＸ）と、第２適応フィルタ７５から出力される第２基準信号（Ｂ×ＲＹ）とを合成して得た第３基準信号Ｓｏｕｔ｛Ｓｏｕｔ＝（Ａ×ＲＸ）＋（Ｂ×ＲＹ）｝を出力する機能を有する。
【００５３】
合成部ａｄ５は、吸気管マイクロフォン３７により収音された吸気音信号（振動騒音信号）Ｓｖａから、合成部ａｄ４から出力される第３基準信号Ｓｏｕｔを減算して得た誤差信号ｅ（ｅ＝Ｓｖａ−Ｓｏｕｔ）を出力する機能を有する。
【００５４】
〔ＡＳＣ装置１１の動作〕
次に、ＡＳＣ装置１１の動作について、図５〜図７を参照して説明する。図５は、ＡＳＣ装置１１が有する基準信号生成部５５において、ステップサイズパラメータμの値を変更した際の、効果音に係る音圧周波数特性の一例を表す説明図である。図６は、ＡＳＣ装置が有する基準信号生成部において、エンジン回転周波数の複数の次数成分について、効果音に係る音圧周波数特性の一例を表す説明図である。図７は、ＡＳＣ装置をオン／オフした際の、効果音に係る音圧周波数特性の一例を対比して表す説明図である。
【００５５】
ＡＳＣ装置１１において、周波数検出部５１は、エンジン回転周波数ｆｑを検出すると共に、デジタル信号形態のエンジン回転周波数ｆｑを出力する。
【００５６】
逓倍部５３を構成する２次逓倍部５３ａ、３次逓倍部５３ｂ、４次逓倍部５３ｃは、周波数検出部５１で検出された基本次数のエンジン回転周波数ｆｑに対し、所定の倍率に係る高調波の周波数（２次高調波の周波数fq1）／（３次高調波の周波数fq2）／（４次高調波の周波数fq3）をそれぞれ出力する。
【００５７】
基準信号生成部５５は、吸気管マイクロフォン３７により収音された吸気音信号（振動騒音信号）Ｓｖａからエンジン回転周波数ｆｑに基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する。この際に、基準信号生成部５５は、エンジン回転周波数ｆｑのうち音圧レベルが最も高い周波数に音響成分に係る中心周波数を合わせて、所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する。そして、基準信号生成部５５は、抽出した音響成分に基づく調波の基準信号を生成する。
【００５８】
ここで、基準信号生成部５５を構成する第１音響成分抽出部ＳＥ_1、第２音響成分抽出部ＳＥ_2、及び、第３音響成分抽出部ＳＥ_3の動作について説明する。ただし、第１音響成分抽出部ＳＥ_1、第２音響成分抽出部ＳＥ_2、及び、第３音響成分抽出部ＳＥ_3の動作は実質的に共通であるため、第１音響成分抽出部ＳＥ_1の動作について説明することで、第２音響成分抽出部ＳＥ_2、及び、第３音響成分抽出部ＳＥ_3の動作説明に代えることとする。
【００５９】
第１音響成分抽出部ＳＥ_1において、第１適応フィルタ７３は、２次逓倍部５３ａから出力された２次高調波のエンジン回転周波数信号fq1のうち余弦波信号ＲＸを入力し、この余弦波信号ＲＸに対し、第１フィルタ係数Ａを乗算して得た第１基準信号（Ａ×ＲＸ）を出力する。
【００６０】
第２適応フィルタ７５は、２次逓倍部５３ａから出力された２次高調波のエンジン回転周波数信号fq1のうち正弦波信号ＲＹを入力し、この正弦波信号ＲＹに対し、第２フィルタ係数Ｂを乗算して得た第２基準信号（Ｂ×ＲＹ）を出力する。
【００６１】
第１フィルタ係数更新部７７は、余弦波信号ＲＸ及び誤差信号ｅを、誤差信号ｅが最小となるように適応処理を行う適応制御アルゴリズムＬＭＳの演算式（式１参照）に代入して演算を行うことにより、第１適応フィルタ７３のフィルタ係数Ａを更新する。
【００６２】
第２フィルタ係数更新部７９は、正弦波信号ＲＹ及び誤差信号ｅを、誤差信号ｅが最小となるように適応処理を行う適応制御アルゴリズムＬＭＳの演算式（式２参照）に代入して演算を行うことにより、第２適応フィルタ７５のフィルタ係数Ｂを更新する。
ここで、式１、式２に含まれるステップサイズパラメータの設定値μを適宜調整することにより、エンジン１３の燃焼作用に伴うトルク変動や脈動に起因して生じる騒音振動信号を適切に抽出することができる。
例えば図５に示すように、ステップサイズパラメータ値μとして比較的大きい値μ１を設定すると、エンジン回転周波数ｆｑが有する音圧周波数特性に基づき決定される音圧レベルがピークとなる周波数を中心として、周波数帯域幅を比較的広くとった音響成分が抽出される。
一方、ステップサイズパラメータ値μとして比較的小さい値μ２（μ１＞μ２）を設定すると、エンジン回転周波数ｆｑが有する音圧周波数特性に基づき決定される音圧レベルがピークとなる周波数を中心として周波数帯域幅を比較的狭くとった音響成分が抽出される。
【００６３】
なお、本実施形態では、基準信号生成部５５を構成する第１音響成分抽出部ＳＥ_1、第２音響成分抽出部ＳＥ_2、及び、第３音響成分抽出部ＳＥ_3のそれぞれは、基本次数のエンジン回転周波数ｆｑに対し、所定の倍率に係る高調波の周波数（２次高調波の周波数fq1＝２ω１）／（３次高調波の周波数fq2＝３ω１）／（４次高調波の周波数fq3＝４ω１）をそれぞれ出力する。そのため、基準信号生成部５５では、図６に示すように、相互に音圧レベルのピーク値が異なる音圧周波数特性をそれぞれ有する３つの音響成分が抽出される。
【００６４】
合成部ａｄ４は、第１適応フィルタ７３から出力される第１基準信号（Ａ×ＲＸ）と、第２適応フィルタ７５から出力される第２基準信号（Ｂ×ＲＹ）とを合成して得た第３基準信号Ｓｏｕｔ｛Ｓｏｕｔ＝（Ａ×ＲＸ）＋（Ｂ×ＲＹ）｝を出力する。第３基準信号Ｓｏｕｔは、制御信号生成部５７のうち平坦化処理部ＳＩ_1-1に送られて、第３基準信号Ｓｏｕｔに対し、所定の処理が施される。ここまでは、第１音響成分抽出部ＳＥ_1、第２音響成分抽出部ＳＥ_2、第３音響成分抽出部ＳＥ_3の間で共通の機能である。
【００６５】
合成部ａｄ５は、吸気管マイクロフォン３７により収音された吸気音信号（振動騒音信号）Ｓｖａから、合成部ａｄ４から出力される第３基準信号Ｓｏｕｔを減算して得た誤差信号ｅ（ｅ＝Ｓｖａ−Ｓｏｕｔ）を出力する。
なお、図３に示すように、基準信号生成部５５が、第１音響成分抽出部ＳＥ_1、第２音響成分抽出部ＳＥ_2、及び、第３音響成分抽出部ＳＥ_3を有して構成されている場合には、合成部ａｄ５は、吸気管マイクロフォン３７により収音された吸気音信号（振動騒音信号；加速サウンドの音色を決定する音響成分を含む）Ｓｖａから、第１音響成分抽出部ＳＥ_2の合成部ａｄ４から出力される第３−１基準信号Ｓｏｕｔ１、第２音響成分抽出部ＳＥ_2の合成部ａｄ４から出力される第３−２基準信号Ｓｏｕｔ２、第２音響成分抽出部ＳＥ_2の合成部ａｄ４から出力される第３−３基準信号Ｓｏｕｔ３を合成して得た合成基準信号Ｓｏｕｔ４（Ｓｏｕｔ４＝Ｓｏｕｔ１＋Ｓｏｕｔ２＋Ｓｏｕｔ３）を減算し、この減算によって得た誤差信号ｅ（ｅ＝Ｓｖａ−Ｓｏｕｔ４）を出力することになる。
【００６６】
制御信号生成部５７の平坦化処理部ＳＩ_1-1、ＳＩ_2-1、ＳＩ_3-1は、基準信号生成部５５で生成された効果音に係る基準信号（Ｓｏｕｔ１、Ｓｏｕｔ２、Ｓｏｕｔ３）に対し、加速操作に対してリニア感のある効果音を発生させる平坦化処理をそれぞれ行う。
【００６７】
周波数強調処理部ＳＩ_1-2、ＳＩ_2-2、ＳＩ_3-2は、平坦化処理後の効果音に係る基準信号（Ｓｏｕｔ１、Ｓｏｕｔ２、Ｓｏｕｔ３）に対し、所要の周波数帯域に属する音響成分を強調させる周波数強調処理をそれぞれ行う。
【００６８】
そして、次数毎補正処理部ＳＩ_1-3、ＳＩ_2-3、ＳＩ_3-3は、周波数強調処理後の効果音に係る基準信号（Ｓｏｕｔ１、Ｓｏｕｔ２、Ｓｏｕｔ３）に対し、これらの基準信号を次数毎に補正する処理をそれぞれ行う。
【００６９】
次いで、合成部ａｄ２は、次数毎補正処理後の３つの信号（任意の時刻における効果音に係る音圧周波数特性）を合成した制御信号を出力する。
【００７０】
音圧補正部６１は、合成部ａｄ２で合成された効果音に係る制御信号に対し、音圧補正処理を行う。音圧補正部６１の音圧補正処理によって、例えば、周波数変化量Δfqvが大きい場合や、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んだ場合に、効果音の音圧レベルを高めることで、スポーティ感を演出することができる。
さらに、車室音場や運転席スピーカ２５の音圧周波数特性、エンジン回転周波数ｆｑに基づく重み付けを適宜行うことで、加速量やエンジン回転周波数ｆｑが変化した場合であっても、効果音がより自然に聞こえるように演出することもできる。
【００７１】
合成部ａｄ１は、音圧補正部６１の音圧補正処理後の効果音（デジタル）に係る制御信号（任意の時刻における効果音に係る音圧周波数特性）と、ＡＮＣ装置１７からの効果音（デジタル）信号とを合成する。合成後の効果音（デジタル）信号は、Ｄ／Ａ変換部２７に送られる。
【００７２】
Ｄ／Ａ変換部２７は、合成部ａｄ１で合成されたＡＳＣ装置１１及びＡＮＣ装置１７からの効果音（デジタル）信号を、効果音（アナログ）信号に変換する。変換後の効果音（アナログ）信号は、オーディオアンプ２９に送られる。
【００７３】
オーディオアンプ２９は、Ｄ／Ａ変換部２７で変換後の効果音を含む音声（アナログ）信号を増幅して運転席スピーカ２５に出力する。これにより、効果音（吸気音）に係る音声が運転席スピーカ２５から出力される。
【００７４】
ＡＳＣ装置１１がオンしている際の、運転者の耳元で聞こえる運転席スピーカ２５から出力された効果音（吸気音）に係る音声は、図７に示すように、ＡＳＣ装置１１がオフしている際の音声と比べて、音圧レベルの周波数特性が滑らかになっていることが分かる。
【００７５】
〔本発明の実施形態に係るＡＳＣ装置１１の作用効果〕
次に、本発明の実施形態に係るＡＳＣ装置１１の作用効果について説明する。
第１の観点に基づく能動型効果音発生装置１１は、内燃機関エンジン１３の吸気管（吸気側部材）３９及び排気管（排気側部材）４３の少なくともいずれか一方において生じる振動騒音信号を検出する吸気管マイクロフォン（振動騒音信号検出部）３７と、振動騒音信号からエンジン１３の回転周波数ｆｑに基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出すると共に、当該抽出した音響成分に基づく調波の基準信号を生成する基準信号生成部５５と、効果音を含む音声を出力する運転席スピーカ（音声出力部）２５と、効果音の生成に用いる制御信号を基準信号に基づき生成すると共に、当該制御信号を運転席スピーカ２５に出力する合成部（生成部）ａｄ２と、を備え、基準信号生成部５５は、音響成分に係る中心周波数を、エンジン１３の回転周波数ｆｑに基いて設定することを最も主要な特徴とする。
【００７６】
第１の観点に基づく能動型効果音発生装置１１では、基準信号生成部５５は、振動騒音信号から、エンジン１３の回転周波数ｆｑに基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する際に、音響成分に係る中心周波数を、エンジン１３の回転周波数ｆｑに基いて設定する構成を採用することとした。
【００７７】
第１の観点に基づく能動型効果音発生装置１１によれば、基準信号生成部５５は、振動騒音信号からエンジン１３の回転周波数ｆｑに基づく所定の周波数帯域に属する音響成分を抽出する際に、音響成分に係る中心周波数を、エンジン１３の回転周波数ｆｑに基いて設定するため、運転者の操縦に係る感性を満たす自然な効果音（加速サウンド）を演出することができる。
【００７８】
また、第２の観点に基づく能動型効果音発生装置１１は、第１の観点に基づく能動型効果音発生装置１１であって、基準信号生成部５５は、音響成分に係る中心周波数を、エンジン１３の回転周波数ｆｑの変動に追従するように設定することを特徴とする。
【００７９】
第２の観点に基づく能動型効果音発生装置１１によれば、基準信号生成部５５は、音響成分に係る中心周波数を、エンジン１３の回転周波数ｆｑの変動に追従するように設定するため、エンジン１３の加速音に近い効果音を発生させ、運転者の操縦に係る感性を満たす自然な効果音に加えて、車両１５があたかも運転者の手足のように動く一体感を演出することができる。
【００８０】
また、第３の観点に基づく能動型効果音発生装置１１は、第１又は第２の観点に基づく能動型効果音発生装置１１であって、基準信号生成部５５は、音響成分の所定の周波数帯域の幅を、エンジン１３の回転周波数ｆｑに基づいて設定することを特徴とする。
【００８１】
第３の観点に基づく能動型効果音発生装置１１によれば、基準信号生成部５５は、音響成分の所定の周波数帯域の幅を、エンジン１３の回転周波数ｆｑに基づいて設定するため、エンジン１３の加速度合いに従ってより自然な効果音を発生させ、運転者の操縦に係る感性を満たす自然な効果音に加えて、車両１５があたかも運転者の手足のように動く一体感の演出効果を一層高めることができる。
【００８２】
また、第４の観点に基づく能動型効果音発生装置１１は、第１〜第３のいずれか一に記載の観点に基づく能動型効果音発生装置１１であって、吸気管マイクロフォン（振動騒音信号検出部）３７は、エンジン１３の吸気側部材のうちエンジン１３とエアクリーナ４１との間を連通する吸気管３９において生じる振動騒音信号を検出することを特徴とする。
【００８３】
第４の観点に基づく能動型効果音発生装置１１によれば、吸気管マイクロフォン３７は、エンジン１３の吸気側部材のうちエンジン１３とエアクリーナ４１との間を連通する吸気管３９において生じる振動騒音信号を検出するため、エンジン１３の回転周波数ｆｑに基づく周波数帯域に属する音響成分を含むエンジン１３の吸気音を効果音として発生させ、これをもって、運転者の操縦に係る感性を満たす自然な効果音を演出することができる。
【００８４】
また、第５の観点に基づく能動型効果音発生装置１１は、第１〜第３のいずれか一に記載の観点に基づく能動型効果音発生装置１１であって、図８に示すように、排気管マイクロフォン（振動騒音信号検出部）４４は、エンジン１３の排気側部材のうちエンジン１３とマフラー４５との間を連通する排気管４３において生じる振動騒音信号を検出することを特徴とする。
【００８５】
第５の観点に基づく能動型効果音発生装置１１によれば、排気管マイクロフォン４４は、エンジン１３の排気側部材のうちエンジン１３とマフラー４５との間を連通する排気管４３において生じる振動騒音信号を検出するため、エンジン１３の回転周波数ｆｑに基づく周波数帯域に属する音響成分を含むエンジン１３の排気音を効果音として発生させ、これをもって、運転者の操縦に係る感性を満たす自然な効果音を演出することができる。
【００８６】
〔その他の実施形態〕
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
【００８７】
例えば、本発明に係る振動騒音信号検出部の実施態様として、吸気管マイクロフォン３７及び排気管マイクロフォン４４を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。振動騒音信号検出部として、吸気管マイクロフォン３７及び排気管マイクロフォン４４に代えて、エンジン１３の燃焼作用に基づく音響信号と相関のある音響信号を検出するセンサ類（例えば、エンジン振動の加速度を検出する振動加速度センサ等）を適宜採用してもよい。
【００８８】
また、本発明の実施形態において、本発明に係る能動型効果音発生装置１１を、内燃機関エンジン１３を搭載した車両１５に適用する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、ヘリコプター、飛行機、プレジャーボート等の内燃機関エンジン１３を搭載した移動体全般に本発明を適用してもかまわない。
【００８９】
また、本発明の実施形態において、基準信号生成部５５を、共通の機能を有する３つの音響成分抽出部（第１音響成分抽出部ＳＥ_1、第２音響成分抽出部ＳＥ_2、及び第３音響成分抽出部ＳＥ_3）により構成する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。基準信号生成部５５を構成する音響成分抽出部の数は、能動型効果音発生装置１１において、振動騒音信号のうち注目する周波数帯域の分布状況等に応じて、適宜の数を採用すればよい。この場合において、基本次数のエンジン回転周波数ｆｑに対し、適宜の次数に係る周波数を逓倍・出力する逓倍部５３の数等を、音響成分抽出部の数量に応じて変更すればよい。
【００９０】
また、本発明の実施形態において、基準信号生成部５５で生成された効果音に係る基準信号に対して所定の処理を行う制御信号生成部５７を、基準信号生成部５５及び合成部ａｄ２の間に設ける例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。制御信号生成部５７は、これを省略することができる。この場合において、基準信号生成部５５の後段に、合成部ａｄ２を直接接続すればよい。
【００９１】
また、本発明の実施形態において、任意の時刻における効果音に係る音圧周波数特性を補正するためのゲインを設定する音圧補正部６１を、合成部ａｄ２の後段に設ける例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。音圧補正部６１は、その一部又は全部の機能を省略することができる。この場合において、第１ゲイン設定部６３の構成を省略する場合、第１ゲイン設定部６３におけるゲイン設定時に参照される周波数変化量Δfqvを算出する周波数変化量算出部５９も、これをあわせて省略することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１１  能動型効果音発生装置
１３  内燃機関エンジン
１５  車両
２５  運転席スピーカ（音声出力部）
３７  吸気管マイクロフォン（振動騒音信号検出部）
３９  吸気管（吸気側部材）
４１  エアクリーナ
４３  排気管（排気側部材）
４４  排気管マイクロフォン（振動騒音信号検出部）
４５  マフラー
５５  基準信号生成部
ａｄ２  合成部（生成部）
ｆｑ  エンジンの回転周波数
【図１】
2017217237.tif 000003
【図２】
2017217237.tif 000004
【図３】
2017217237.tif 000005
【図４】
2017217237.tif 000006
【図５】
2017217237.tif 000007
【図６】
2017217237.tif 000008
【図７】
2017217237.tif 000009
【図８】
2017217237.tif 000010
【国際調査報告】
2017217237.tif 000011
2017217237.tif 000012