(57)【要約】  【課題】実際のエンジン音と同様な揺らぎ特性を有する合成エンジン音を生成する。  【解決手段】合成エンジン音データ生成部２４は、第１および第２再生部３１，３２と、これらを制御する再生制御部３３と、第１および第２再生部３１，３２が生成する合成エンジン音データを重ね合わせる重ね合わせ部３４とを備えている。第１および第２再生部３１，３２は、スロットル開度データＡおよびエンジン回転速度データＢに基づいて合成音データを生成する合成処理部Ｚ１，Ｚ２と、これらによって生成された合成音データに燃焼圧データＤに応じた揺らぎ（変動）を与える揺らぎ処理部Ｘ１，Ｘ２とを備えている。第１および第２再生部３１，３２は、エンジンの回転を表す回転パルスＣに同期して合成音データを生成する。【選択図】        図４
2006069487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め収録したエンジン音データを再生するエンジン音再生手段と、
エンジンの燃焼圧を検出する燃焼圧検出手段と、
この燃焼圧検出手段によって検出される燃焼圧に基づいて、前記エンジン音再生手段によって再生されるエンジン音データに音圧の変動を付与する音圧変動付与手段とを含むことを特徴とするエンジン音合成装置。
【請求項２】
前記エンジンの爆発タイミングを検出して、その爆発タイミングに対応した爆発タイミング信号を生成する爆発タイミング検出手段と、
この爆発タイミング検出手段が生成する爆発タイミング信号に同期して前記エンジン音再生手段からエンジン音データを再生させるエンジン音再生制御手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のエンジン音合成装置。
【請求項３】
前記エンジン音再生手段は、前記爆発タイミング検出手段によって生成される爆発タイミング信号に同期して循環的に順次エンジン音データを再生する複数の再生部と、この複数の再生部が再生するエンジン音データを重ね合わせる重ね合わせ手段とを含み、
前記複数の再生部は、
前記爆発タイミング検出手段が生成する第１爆発タイミング信号をトリガとしてエンジン音データの再生を開始し、前記第１爆発タイミング信号の後の第２爆発タイミング信号をトリガとして前記エンジン音データの再生音圧を漸減させる減音処理を行う第１再生部と、
前記爆発タイミング検出手段が前記第１爆発タイミング信号よりも後に生成する第３爆発タイミング信号をトリガとしてエンジン音データの再生を開始し、前記第３爆発タイミング信号の後の第４爆発タイミング信号をトリガとして前記エンジン音データの再生音圧を漸減させる減音処理を行う第２再生部とを含むことを特徴とする請求項２記載のエンジン音合成装置。
【請求項４】
前記第１および第２爆発タイミング信号は、連続する一対の爆発タイミング信号であり、
前記第３および第４爆発タイミング信号は、連続する別の一対の爆発タイミング信号であることを特徴とする請求項３記載のエンジン音合成装置。
【請求項５】
前記第２爆発タイミング信号および第３爆発タイミング信号が、同じ爆発タイミング信号であることを特徴とする請求項３または４記載のエンジン音合成装置。
【請求項６】
前記エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段とをさらに含み、
前記エンジン音再生手段は、前記スロットル開度検出手段によって検出されるスロットル開度および前記エンジン回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度の組み合わせによって特定される運転状態に応じてエンジン音データを再生するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のエンジン音合成装置。
【請求項７】
前記エンジン音再生手段は、異なる運転状態でそれぞれ収録された複数のエンジン音データを前記スロットル開度およびエンジン回転速度によって特定される運転状態に応じて重ね合わせて合成する合成音生成手段を含むものであることを特徴とする請求項６記載のエンジン音合成装置。
【請求項８】
車輪を回転させるための駆動力を発生するエンジンと、
請求項１ないし７のいずれかに記載のエンジン音合成装置と、
前記エンジン音再生手段によって再生されるエンジン音を音響化する音出力部とを含むことを特徴とする車両。
【請求項９】
予め収録したエンジン音データを再生するエンジン音再生ステップと、
エンジンの燃焼圧を検出する燃焼圧検出ステップと、
この燃焼圧検出ステップによって検出された燃焼圧に基づいて、前記エンジン音再生ステップによって再生されるエンジン音データに音圧の変動を付与する音圧変動付与ステップとを含むことを特徴とするエンジン音合成方法。
【請求項１０】
前記エンジンの爆発タイミングを検出する爆発タイミング検出ステップをさらに含み、
前記エンジン音再生ステップは、前記検出された爆発タイミングに同期してエンジン音データを再生させるステップを含むことを特徴とする請求項９記載のエンジン音合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジン音を合成するエンジン音合成装置およびそれを備えた車両、ならびにエンジン音合成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
四輪自動車や自動二輪車に代表される車両のエンジン音は、沿道の住民にとっては騒音に過ぎない場合が多い。そこで、近年の騒音規制を契機として、エンジン音の低減のための改良が重ねられ、現在では、著しく静音化されたエンジンが実用化されている。
ところが、車両の運転者にとっては、車両に搭載されたエンジン音には捨てがたい魅力があり、運転時の楽しみの一つでもある。そのため、静音化されたエンジンを搭載した車両は、運転者に十分な満足をもたらすことができず、車両の購買意欲の低下の原因となりかねない。
【０００３】
そこで、下記の特許文献１に記載されているように、四輪自動車の車室内や二輪自動車の運転者が装着するヘルメット内で合成エンジン音を再生することにより、周囲に対しては静粛性を維持しながら、運転者には十分な音量のエンジン音を感じさせることができる構成が提案されている。
具体的には、特許文献１には、エンジン回転速度およびアクセル操作量によって特定された運転状態に対応したエンジン音データを記憶手段から読み出して再生するエンジン音合成装置が開示されている。このエンジン音合成装置では、エンジン回転速度に応じてエンジン音データの再生レートが定められ、さらに、一燃焼サイクル毎に、音の高さ、大きさおよび音色が僅かずつ変更されるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−００１１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実際のエンジンは、爆発毎に、爆発圧力や爆発間隔が変化しており、それに応じて、エンジン音には、音圧の揺らぎが生じ、かつ、発音間隔の揺らぎが生じている。
しかし、特許文献１に記載された先行技術では、実際のエンジン音に生じる揺らぎとは無関係に音の高さ、大きさおよび音色が変更されているだけである。また、エンジン音データの再生レートはエンジン回転速度に応じて定められているものの、この構成では、実際のエンジンの爆発間隔の揺らぎまでを再現することはできない。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、実際のエンジン音と同様な音圧変動（揺らぎ）特性を有する合成エンジン音を生成することができるエンジン音合成装置およびエンジン音合成方法を提供することである。
また、この発明の他の目的は、そのようなエンジン音合成装置を搭載することによって、運転者に実音に近似したエンジン音を提供でき、これにより、運転者の満足度を高めることができる車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、予め収録したエンジン音データを再生するエンジン音再生手段と、エンジンの燃焼圧を検出する燃焼圧検出手段と、この燃焼圧検出手段によって検出される燃焼圧に基づいて、前記エンジン音再生手段によって再生されるエンジン音データに音圧の変動（揺らぎ）を付与する音圧変動付与手段とを含むことを特徴とするエンジン音合成装置である。
【０００７】
この構成によれば、エンジン音再生手段によって再生されるエンジン音データに対して燃焼圧に応じた音圧の変動（揺らぎ）が付与されるので、実音に近い音圧変動特性（揺らぎ特性）を有する合成エンジン音を生成することができる。
前記エンジン音再生手段は、予め収録した所定時間分（たとえば、１燃焼サイクル分、１回の爆発区間など）のエンジン音を再生するものであってもよい。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記エンジンの爆発タイミングを検出して、その爆発タイミングに対応した爆発タイミング信号を生成する爆発タイミング検出手段と、この爆発タイミング検出手段が生成する爆発タイミング信号に同期して前記エンジン音再生手段からエンジン音データを再生させるエンジン音再生制御手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のエンジン音合成装置である。
【０００９】
この構成によれば、エンジンの爆発タイミングに同期してエンジン音データが再生されるため、実際のエンジンにおける爆発間隔の変動（揺らぎ）を再現した合成エンジン音を生成することができる。
爆発タイミング検出手段は、エンジンのクランク軸の回転に連動して回転パルスを生成する回転パルス生成手段であってもよい。回転パルスは、エンジンの爆発タイミングに対応したタイミングで生成されるから、この回転パルスに基づいてエンジン音データを再生することにより、エンジンの爆発間隔の変動特性（揺らぎ特性）を再現できる。
【００１０】
また、爆発タイミング検出手段としては、前記燃焼圧検出手段を兼用することもできる。すなわち、燃焼圧のピークは爆発タイミングに対応することから、燃焼圧のピークに同期するようにエンジン音データを再生すればよい。
請求項３記載の発明は、前記エンジン音再生手段は、前記爆発タイミング検出手段によって生成される爆発タイミング信号に同期して循環的に順次エンジン音データを再生する複数の再生部と、この複数の再生部が再生するエンジン音データを重ね合わせる重ね合わせ手段とを含み、前記複数の再生部は、前記爆発タイミング検出手段が生成する第１爆発タイミング信号をトリガとしてエンジン音データの再生を開始し、前記第１爆発タイミング信号の後の第２爆発タイミング信号をトリガとして前記エンジン音データの再生音圧を漸減させる減音処理を行う第１再生部と、前記爆発タイミング検出手段が前記第１爆発タイミング信号よりも後に生成する第３爆発タイミング信号をトリガとしてエンジン音データの再生を開始し、前記第３爆発タイミング信号の後の第４爆発タイミング信号をトリガとして前記エンジン音データの再生音圧を漸減させる減音処理を行う第２再生部とを含むことを特徴とする請求項２記載のエンジン音合成装置である。
【００１１】
この構成によれば、第１再生部によるエンジン音データの再生をエンジンの爆発タイミングに合わせて開始し、その後の爆発タイミングに合わせて第２再生部によるエンジン音データの再生を開始させるので、これらを重ね合わせることにより、エンジンの爆発間隔の変動（揺らぎ）を忠実に再現したエンジン音データを合成できる。さらに、第１および第２再生部は、エンジン音データの再生の後期においてエンジン音データの再生音圧を漸減させるから、エンジン音データを瞬時に消音することに起因するノイズを抑制できる。これにより、エンジンの爆発間隔を忠実に再現した自然なエンジン音を生成することができる。
【００１２】
エンジン音再生手段は、２つの再生部を有していてもよく、３つ以上の再生部を有していてもよい。前記第１および第２再生部の２つの再生部を有する場合には、これらが交互に（すなわち循環的に）エンジン音データを再生することになる。また、３つ以上の再生部が備えられている場合には、これらによるエンジン音データの再生が循環的に順次行われることになる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記第１および第２爆発タイミング信号は、連続する一対の爆発タイミング信号であり、前記第３および第４爆発タイミング信号は、連続する別の一対の爆発タイミング信号であることを特徴とする請求項３記載のエンジン音合成装置である。
この構成によれば、或る爆発タイミング信号に同期してエンジン音データの再生が開始され、その次の爆発タイミング信号に同期してエンジン音データの減音処理が開始されるから、爆発間隔の変動（揺らぎ）を忠実に再現できる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記第２爆発タイミング信号および第３爆発タイミング信号が、同じ爆発タイミング信号であることを特徴とする請求項３または４記載のエンジン音合成装置である。
この構成によれば、第１再生部による減音処理の開始とともに第２再生部によるエンジン音データの再生が開始されるので、爆発間隔の変動（揺らぎ）をより忠実に再現でき、合成エンジン音がとぎれたりすることもない。
【００１５】
第１および第２再生部が交互にエンジン音データを生成するとすれば、第４爆発タイミング信号に同期して第２再生部での減音処理が開始されると同時に、この第４爆発タイミング信号を次のサイクルの第１爆発タイミング信号として、第１再生部によるエンジン音データの再生が開始されることが好ましい。
請求項６記載の発明は、前記エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段とをさらに含み、前記エンジン音再生手段は、前記スロットル開度検出手段によって検出されるスロットル開度および前記エンジン回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度の組み合わせによって特定される運転状態に応じてエンジン音データを再生するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のエンジン音合成装置である。
【００１６】
この構成によれば、スロットル開度およびエンジン回転速度に応じたエンジン音データが生成されることにより、より実音に近い合成エンジン音を得ることができる。
より具体的には、請求項７に記載されているように、前記エンジン音再生手段は、異なる運転状態でそれぞれ収録された複数のエンジン音データを前記スロットル開度およびエンジン回転速度によって特定される運転状態に応じて重ね合わせて合成する合成音生成手段を含むものであってもよい。この構成によれば、異なる運転状態に対応した少数のエンジン音データを予め収録しておけば、これらを重ね合わせることによって、種々の運転状態のエンジン音データを合成できる。これにより、エンジン音データの記憶に要する記憶容量を削減できる。
【００１７】
請求項８記載の発明は、車輪を回転させるための駆動力を発生するエンジンと、請求項１ないし７のいずれかに記載のエンジン音合成装置と、前記エンジン音再生手段によって再生されるエンジン音を音響化する音出力部とを含むことを特徴とする車両である。
この構成によれば、実際のエンジンの燃焼状態に対応した変動（揺らぎ）を有するエンジン音が音響化されるので、静粛性の高いエンジンを搭載した車両であっても、運転者に対して十分な音量の実音に近似した合成音を提供できる。これにより、運転者の満足度を高めることができる。
【００１８】
請求項９記載の発明は、予め収録したエンジン音データを再生するエンジン音再生ステップと、エンジンの燃焼圧を検出する燃焼圧検出ステップと、この燃焼圧検出ステップによって検出された燃焼圧に基づいて、前記エンジン音再生ステップによって再生されるエンジン音データに音圧の変動（揺らぎ）を付与する音圧変動付与ステップとを含むことを特徴とするエンジン音合成方法である。
【００１９】
この方法により、燃焼圧に応じた音圧の変動（揺らぎ）を有するエンジン音データを合成できるので、実音に近い音圧変動特性（揺らぎ特性）を有する合成エンジン音を生成することができる。
請求項１０記載の発明は、前記エンジンの爆発タイミングを検出する爆発タイミング検出ステップをさらに含み、前記エンジン音再生ステップは、前記検出された爆発タイミングに同期してエンジン音データを再生させるステップを含むことを特徴とする請求項９記載のエンジン音合成方法である。
【００２０】
この方法により、実際のエンジンにおける爆発間隔の変動（揺らぎ）を再現した合成エンジン音を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るエンジン音合成装置を装備した車両である四輪自動車の構成を説明するための概念図である。この自動車１は、たとえば電子制御式４サイクルエンジンからなるエンジン２を動力源とし、このエンジン２からの駆動力を車輪３に伝達して走行するものである。車室４内の運転席５の前方の操作パネル６には、カーオーディオ装置本体７が配置されている。このカーオーディオ装置本体７に接続されたスピーカ８は、たとえば、運転席５の近傍の位置と、車室４の後方位置とに配置されている。カーオーディオ装置本体７は、外部音声入力端子を装備しており、この外部音声入力端子から入力された音声信号を増幅してスピーカ８に伝達することができる。これにより、外部から入力された音声信号を車室４内に向けて音響化できるようになっており、カーオーディオ装置本体７およびスピーカ８は、音出力部を構成している。
【００２２】
エンジン音合成装置１０は、たとえば、カーオーディオ装置本体７の近傍に配置され、このカーオーディオ装置本体７の前記外部音声入力端子に接続されている。すなわち、エンジン音合成装置１０が発生する合成エンジン音信号は、カーオーディオ装置本体７によって増幅され、スピーカ８から車室４内に向けて音響化される。
エンジン２には、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１１と、エンジン２の燃焼圧を検出する燃焼圧センサ１２と、エンジン２の回転パルスを生成する回転パルス生成手段としての回転パルス生成器１３（爆発タイミング検出手段）とが装備されており、これらの出力信号は、エンジン音合成装置１０に入力されている。回転パルス生成器１３は、たとえば、クランクシャフトの一回転毎に１パルスを出力するものである。
【００２３】
エンジン２のスロットル開度は、運転席の床面付近に設けられたアクセルペダル９の操作量に対応するので、スロットル開度センサ１１の代わりに、アクセルペダル９の操作量を検出するアクセル操作量センサ１４の出力信号をエンジン音合成装置１０に入力することもできる。
燃焼圧センサ１２は、たとえば、図２に示すように、エンジン２の点火プラグ１５とエンジン本体２Ａの表面との間に挟持した座圧リング１６を利用した構成とすることができる。座圧リング１６は、リング形状の圧電素子であり、点火プラグ１５およびエンジン本体２Ａの表面からの圧力を受け、その圧力に応じた電気信号を出力する。点火プラグ１５は、エンジン２の燃焼室２Ｂ内に臨んでおり、その内部での燃焼（爆発）による圧力（燃焼圧）を受ける。これにより、座圧リング１６が点火プラグ１５から受ける圧力は燃焼圧に応じて変動するので、この座圧リング１６の出力信号は、燃焼圧に対応することになる。
【００２４】
このような構成により、エンジン音合成装置１０は、エンジン２のスロットル開度、燃焼圧および回転状況に対応した合成エンジン音信号を発生し、これに対応した合成エンジン音がスピーカ８から音響化される。これにより、エンジン２が極めて静粛性の高いものであったとしても、運転者はエンジン音を感じながら、自動車１の運転を楽しむことができる。
【００２５】
図３は、エンジン音合成装置１０の電気的構成を説明するためのブロック図である。エンジン音合成装置１０は、スロットル開度センサ１１またはアクセル操作量センサ１４の出力信号に基づいてスロットル開度データＡを生成するスロットル開度検出部２１と、回転パルス生成器１３が生成する回転パルスＣに基づいてエンジン回転速度データＢを演算するエンジン回転速度検出部２２と、燃焼圧センサ１２の出力信号に基づいて燃焼圧データＤを演算する燃焼圧検出部２３と、合成エンジン音データ生成部２４と、この合成エンジン音データ生成部２４が生成した合成エンジン音データをアナログ音声信号に変換するディジタル／アナログ変換機能を備えた出力処理部２５とを備えている。合成エンジン音データ生成部２４には、スロットル開度データＡ、エンジン回転速度データＢ、回転パルスＣおよび燃焼圧データＤが入力されており、合成エンジン音データ生成部２４は、これらに基づいて合成エンジン音データを生成する。
【００２６】
図４は、合成エンジン音データ生成部２４の具体的な構成例を示すブロック図である。合成エンジン音データ生成部２４は、予め収録したエンジン音データを再生することにより合成音データを生成するエンジン音再生手段としての第１再生部３１および第２再生部３２と、これらの動作を制御するエンジン音再生制御手段としての再生制御部３３と、第１および第２再生部３１，３２が生成する合成音データを重ね合わせて合成エンジン音データを生成する重ね合わせ部３４とを備えている。第１再生部３１および第２再生部３２は、この実施形態では、同様な構成を有し、回転パルスＣに同期して交互に合成音データを生成する。
【００２７】
第１再生部３１は、スロットル開度および／またはエンジン回転速度が異なる複数の運転状態で収録したエンジン音データをそれぞれ格納した複数個（この実施形態では５個）のエンジン音メモリＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４，Ｍ１５と、このエンジン音メモリＭ１１〜Ｍ１５から出力されるエンジン音データに対してそれぞれ重み付け処理（音圧増幅処理）を施す複数の重み付け部Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４，Ｗ１５と、この重み付け部Ｗ１１〜Ｗ１５によって重み付けされたエンジン音データを重ね合わせて合成音データを生成する重ね合わせ部Ｓ１とを備えている。第１再生部３１は、さらに、重ね合わせ部Ｓ１が生成する合成音データに対して音圧の揺らぎ（変動）を与える揺らぎ処理部Ｘ１（音圧変動付与手段）と、この揺らぎ処理後の合成音データに対して減音処理を施す減音処理部Ｙ１とを備えている。減音処理とは、再生音圧を漸減させるための処理である。
【００２８】
第２再生部３２も同様に、複数の運転状態で収録したエンジン音データをそれぞれ格納した複数個（この実施形態では５個）エンジン音メモリＭ２１，Ｍ２２，Ｍ２３，Ｍ２４，Ｍ２５と、このエンジン音メモリＭ２１〜Ｍ２５から出力されるエンジン音データに対してそれぞれ重み付け処理（音圧増幅処理）を施す複数の重み付け部Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３，Ｗ２４，Ｗ２５と、この重み付け部Ｗ２１〜Ｗ２５によって重み付けされたエンジン音データを重ね合わせて合成音データを生成する重ね合わせ部Ｓ２とを備えている。第２再生部３２は、さらに、重ね合わせ部Ｓ２が生成する合成音データに対して音圧の揺らぎ（変動）を与える揺らぎ処理部Ｘ２（音圧変動付与手段）と、この揺らぎ処理後の合成音データに対して減音処理を施す減音処理部Ｙ２とを備えている。
【００２９】
エンジン音メモリＭ１１〜Ｍ１５；Ｍ２１〜Ｍ２５、重み付け部Ｗ１１〜Ｗ１５；Ｗ２１〜Ｗ２５および重ね合わせ部Ｓ１，Ｓ２は、スロットル開度およびエンジン回転速度をパラメータとして表される運転状態に応じた合成音データを生成する合成音生成手段としての合成処理部Ｚ１，Ｚ２を構成している。
図５は、合成処理部Ｚ１，Ｚ２の働きを説明するための図である。この実施形態では、エンジン２の運転状態が、スロットル開度およびエンジン回転速度をパラメータとして表される複数（この実施形態では２５個）の運転状態範囲１〜２５に区分されている。エンジン音メモリＭ１１〜Ｍ１５；Ｍ２１〜Ｍ２５には、運転状態範囲１〜２５のうち、その四隅の運転状態範囲１（アイドリング状態：スロットル開度最低、エンジン回転速度最低），５（スロットル開度最低、エンジン回転速度最高），２１（スロットル開度最高、エンジン回転速度最低），２５（最大出力：スロットル開度最高、エンジン回転速度最高）と、中央の運転状態範囲１３に関して、実際に収録したエンジン音データが１つずつ記憶されている。つまり、たとえば、エンジン音メモリＭ１１，Ｍ２１には運転状態範囲１の状態で収録したエンジン音データが格納されており、エンジン音メモリＭ１２，Ｍ２２には運転状態範囲５の状態で収録したエンジン音データが格納されており、エンジン音メモリＭ１３，Ｍ２３には運転状態範囲２１の状態で収録したエンジン音データが格納されており、エンジン音メモリＭ１４，Ｍ２４には運転状態範囲２５の状態で収録したエンジン音データが格納されており、エンジン音メモリＭ１５，Ｍ２５には運転状態範囲１３の状態で収録したエンジン音データが格納されている。
【００３０】
他の運転状態範囲については、エンジン音データは記憶されておらず、前記５つの運転状態範囲のエンジン音データを利用した補間処理によって、未収録のエンジン音データが合成されるようになっている。収録されているエンジン音データは、たとえば、１燃焼サイクル中における爆発区間のデータである。より具体的には、１気筒の１回の爆発に対応するデータである。
【００３１】
前記補間処理は、エンジン音メモリＭ１１〜Ｍ１５；Ｍ２１〜Ｍ２５に格納されたエンジン音データを重み付けして重ね合わせることによって達成される。たとえば、運転状態範囲３の合成音データは、重み付け部Ｗ１１，Ｗ２１およびＷ１２，Ｗ２２に対してそれぞれ重み「０．５」を設定し、他の重み付け部Ｗ１３〜Ｗ１５；Ｗ２３〜Ｗ２５に対してそれぞれ重み「０」を設定することによって得られる。すなわち、運転状態範囲１のエンジン音データに重み０．５を付与し、運転状態範囲５のエンジン音データに重み０．５を付与して、これらを重ね合わせ部Ｓ１，Ｓ２で重ね合わせることによって、運転状態範囲３に対応した合成音データを得る補間処理を達成できる。エンジン音データが格納されていない他の任意の運転状態範囲の合成音データも、補間処理によって得ることができる。エンジン音データが格納されている運転状態範囲については、当該運転状態範囲に対応するエンジン音メモリのエンジン音データの重みを「１」とし、残余のすべてのエンジン音メモリのエンジン音データの重みを「０」とすればよい。
【００３２】
図４に示すように、再生制御部３３は、重み付け部Ｗ１１〜Ｗ１５；Ｗ２１〜Ｗ２５に対して、上記のような補間処理のための重みを設定する重み設定部３５を備えている。この重み設定部３５は、スロットル開度データＡおよびエンジン回転速度データＢに基づいて、エンジン２の運転状態が運転状態範囲１〜２５のいずれに該当するかを特定し、その特定された運転状態範囲に応じた重みを、重み付け部Ｗ１１〜Ｗ１５；Ｗ２１〜Ｗ２５に対して設定する。これにより、エンジン２の運転状態に対応した合成音データが得られる。
【００３３】
なお、エンジン音メモリＭ１１〜Ｍ１５；Ｍ２１〜Ｍ２５に格納されるエンジン音データは、エンジン２と同種のエンジンのエンジン音から抽出されたものであることが好ましいが、他の種類のエンジンのエンジン音から抽出されたものであってもよい。
揺らぎ処理部Ｘ１，Ｘ２は、合成処理部Ｚ１，Ｚ２が生成する合成音データに対して、エンジン２の実際の燃焼圧に応じた音圧の揺らぎ（変動）を付与するための音圧増幅処理を行う。この揺らぎ処理部Ｘ１，Ｘ２には、再生制御部３３に備えられた揺らぎ制御部３６から、揺らぎ制御信号が与えられるようになっている。揺らぎ制御部３６は、燃焼圧データＤに応じた揺らぎ制御信号を生成し、これにより、エンジン２の実際の燃焼圧に応じた音圧の揺らぎが合成音データに対して与えられることになる。
【００３４】
一方、再生制御部３３は、回転パルスＣの波形を変換して再生制御信号Ｃ１を生成する波形変換部３７を備えている。この波形変換部３７は、図６(a)に示す回転パルスＣを図６(b)に示す波形の再生制御信号Ｃ１に変換する。回転パルスＣは、たとえばクランクシャフトが１回転するごとに瞬間的に立ち上がるパルス列である。再生制御信号Ｃ１は、回転パルスＣの入力ごとにハイレベルとローレベルとの間で交互に切り換わる信号である。ただし、再生制御信号Ｃ１の切り換わりタイミングは、エンジン２の音が車室４内の運転者に伝わるまでの時間δだけ遅れるようにされている。
【００３５】
このような波形の再生制御信号Ｃ１は、第１再生部３１の合成処理部Ｚ１のエンジン音メモリＭ１１〜Ｍ１５からのエンジン音データの読み出しを制御する読み出し制御部としてのカウンタＣ１１に与えられている。カウンタＣ１１は、再生制御信号Ｃ１の立ち上がりによってリセットされるとともに、クロック信号ＣＬＫに同期してカウントし、そのカウント値をエンジン音メモリＭ１１〜Ｍ１５にアドレス信号として供給する。クロック信号ＣＬＫは、エンジン音データの収録時のサンプリング周波数と同じ周波数とされている。これにより、エンジン音メモリＭ１１〜Ｍ１５からは、収録時の再生レートでエンジン音データが生成されることになる。
【００３６】
一方、再生制御信号Ｃ１は、反転部３８で論理反転されて、図６(c)に示す再生制御信号Ｃ２へと変換されるようになっている。この再生制御信号Ｃ２は、カウンタＣ２１に与えられるようになっている。このカウンタＣ２１は、第２再生部３２の合成処理部Ｚ２のエンジン音メモリＭ２１〜Ｍ２５からのエンジン音データの読み出しを制御する読み出し制御部として機能する。カウンタＣ２１は、再生制御信号Ｃ２の立ち上がりによってリセットされるとともに、クロック信号ＣＬＫに同期してカウントし、そのカウント値をエンジン音メモリＭ２１〜Ｍ２５にアドレス信号として供給する。クロック信号ＣＬＫは、エンジン音データの収録時のサンプリング周波数と同じ周波数とされているので、エンジン音メモリＭ２１〜Ｍ２５からは、収録時の再生レートでエンジン音データが生成される。
【００３７】
再生制御信号Ｃ１，Ｃ２は、回転パルスＣの時間間隔ΔＴ（エンジン２の爆発間隔に応じて変動する時間間隔）で交互に立ち上がるから、第１および第２再生部３１，３２は、交互に合成音データを生成することになり、これらが重ね合わせ部３４で重ね合わされることにより、一連の合成音に対応した合成エンジン音データが生成される。
再生制御部３３には、さらに、減音処理部Ｙ１，Ｙ２における減音処理を制御する減音制御部としてのカウンタＣ１２，Ｃ２２が備えられている。
【００３８】
カウンタＣ１２は、再生制御信号Ｃ１の立ち上がりでリセットされるとともに、再生制御信号Ｃ１がローレベルのときにカウント動作を行う。このカウント動作は、クロック信号ＣＬＫを分周器３９で分周した信号に応じて行われる。カウンタＣ１２のカウント値は、減音制御信号として減音処理部Ｙ１に与えられる。減音処理部Ｙ１は、たとえば、カウンタＣ１２のカウント値に応じて、合成音データを下位ビット側にビットシフトするビットシフト処理部で構成されている。これにより、カウンタＣ１２のカウントが進むに従って、音圧が指数関数的に減少していく。分周器３９は、このような減音が急激に生じないように、クロック信号ＣＬＫよりも周期の長いカウント信号をカウンタＣ１２に与えるためのものである。
【００３９】
カウンタＣ２２も同様に、再生制御信号Ｃ２の立ち上がりでリセットされるとともに、再生制御信号Ｃ２がローレベルのときにカウント動作を行う。このカウント動作は、クロック信号ＣＬＫを分周器４０で分周した信号に応じて行われる。カウンタＣ２２のカウント値は、減音制御信号として減音処理部Ｙ２に与えられる。減音処理部Ｙ２は、減音処理部Ｙ１と同様に、たとえば、カウンタＣ２２のカウント値に応じて、合成音データを下位ビット側にビットシフトするビットシフト処理部で構成されている。これにより、カウンタＣ２２のカウントが進むに従って、音圧が指数関数的に減少していくことになる。分周器４０は、このような減音の進行を緩和する。
【００４０】
図７は、回転パルスＣに応じた第１および第２再生部３１，３２による合成音データの生成を説明するための図解的な波形図である。パルスＰ１（第１爆発タイミング信号）は、第１再生部３１におけるエンジン音データ再生開始トリガとなり、エンジン音がエンジン２から運転者にとどくまでに要すると推定される時間δだけ遅れて、第１再生部３１でのエンジン音データ再生が始まる。次のパルスＰ２（第２爆発タイミング信号、第３爆発タイミング信号）は、第１再生部３１においては減音処理開始トリガとなり、前記時間δだけ遅れて減音処理が開始される。このパルスＰ２は、第２再生部３２においてはエンジン音再生開始トリガとなり、前記時間δだけ遅れてエンジン音データの再生が開始される。その次のパルスＰ３（第４爆発タイミング信号、次サイクルの第１爆発タイミング信号）は、第１再生部３１におけるエンジン音データ再生開始トリガとなり、第２再生部３２においては減音処理開始トリガとなる。続くパルスＰ４は、第１再生部３１においては減音処理開始トリガとなり、第２再生部３２においてはエンジン音再生開始トリガとなる。
【００４１】
このようにして、第１および第２再生部３１，３２によるエンジン音の再生が循環的に（すなわち交互に）行われることにより、連続したエンジン音が生成される。この間、重み付け部Ｗ１１〜Ｗ１５；Ｗ２１〜Ｗ２５に設定される重みは、スロットル開度データＡおよびエンジン回転速度データＢに基づいて定められるため、運転状態に応じたエンジン音が生成されることになる。
【００４２】
回転パルスＣは間隔が予測できないため、回転パルスＣの到来によりエンジン音データの再生が開始される。これにより、エンジン２の爆発間隔の変動（揺らぎ）を忠実に再現できる。
エンジン音データの再生を開始した後、エンジン音データの再生を完了するよりも前に次の回転パルスＣが到来したときには、エンジン音データの再生を中止しなければならない。しかし、いきなり消音すると、ノイズの原因となり、運転者に違和感を与えてしまう。そこで、この実施形態では、エンジン音データの再生中に次のパルスが到来することにより、減音処理を開始し、音圧を漸減させるようにしている。ところが、このままでは、音が間引かれてしまうため、２つの再生部３１，３２を設けて、交互にエンジン音データを再生させ、重ね合わせ部３４で重ね合わせるようにしている。
【００４３】
以上のようにこの実施形態によれば、エンジン２の燃焼圧に応じて合成音データに対して音圧の揺らぎを与え、さらに、エンジン２の回転パルスに応じてエンジン音データの再生を開始しているため、燃焼圧に応じた音圧の揺らぎおよび爆発間隔に応じた発音間隔の揺らぎを忠実に再現した合成エンジン音を生成させることができる。これにより、運転者は、実際のエンジン音と同じ特性の合成エンジン音を聞きながら、心地よく自動車１を運転することができる。これにより、自動車１の運転の愉しみを増加できる。
【００４４】
図８は、この発明の他の実施形態に係る車両としての二輪車両（自動二輪車）の構成例を示す図解図である。この図８において、前述の図１に示された各部に対応する部分には、図１の場合と同一の符合を付して示す。
二輪車両５０は、エンジン２を駆動源とし、このエンジン２からの駆動力を車輪５１に伝達して走行するものである。エンジン音合成装置１０は、たとえば、運転者４５が着座するシート５２の下方に配置されている。一方、運転者４５が装着するヘルメット４６には、アンプ４７、スピーカ４８および赤外線受信器５６が内蔵されている。アンプ４７および赤外線受信器５６は、たとえば、ヘルメット４６の顎部（運転者４５の顎に対向する部分）に配置され、スピーカ４８は、ヘルメット４６の耳部（運転者４５の耳に対向する部分）に配置されている。赤外線受信器５６は、運転者４５がヘルメット４６を装着した状態で運転者の前方に受信方向が向くように取り付けられている。
【００４５】
運転者４５よりも車体の前方部、たとえば燃料タンク５３の上部には、赤外線発信器５５が配設されている。この赤外線発信器５５が発生する赤外線信号が運転者４５が装着するヘルメット４６に設けられた赤外線受信器５６によって受信されることになる。
赤外線発信器５５には、エンジン音合成装置１０から、合成エンジン音データに対応した音声信号が与えられるようになっている。
【００４６】
このような構成により、エンジン音合成装置１０が生成した合成エンジン音データに対応する音声信号が、赤外線発信器５５から赤外線受信器５６へと送られ、アンプ４７で増幅された後に、スピーカ４８によって音響化される。これにより、エンジン２の燃焼圧に対応した音圧揺らぎを有し、かつ、エンジン２の爆発間隔の変動を忠実に再現したタイミングで発音される合成エンジン音が運転者４５の耳元で生成されることになる。したがって、エンジン２が静粛性の高いものである場合でも、運転者４５は、エンジン２の実際の特性とほぼ同じ特性の合成エンジン音を十分に感じながら、二輪車両５０の運転を愉しむことができる。
【００４７】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、２５個の運転状態範囲１〜２５のうちの５個の運転状態範囲についてのみエンジン音データを用意しておき、他の運転状態範囲については補間処理によって対応する合成音データを作成するようにしている。しかし、運転状態範囲１〜２５の全部について、各範囲の運転状態で収録したエンジン音データをメモリに格納しておき、スロットル開度データＡおよびエンジン回転速度データＢに基づいて特定された運転状態範囲のエンジン音データをメモリから読み出して再生するようにしてもよい。むろん、補間処理を行う場合でも、４個以下の複数個のエンジン音データ、または６個以上のエンジン音データをメモリに格納しておくようにしてもよい。
【００４８】
また、上記の実施形態では、燃焼圧センサ１２を用いてエンジン２の燃焼圧を検出しているが、たとえば、エンジン回転速度検出部２２によって求められるエンジン回転速度に基づいて燃焼圧を計算によって求める構成としてもよい。
また、上記の実施形態では、エンジン２の爆発タイミングを得るために回転パルス生成器１３が出力する回転パルスＣを用いているが、燃焼圧センサ１２の出力に基づいてエンジン２の爆発タイミングを検出することもできる。すなわち、爆発時には、燃焼圧がピーク値をとることから、燃焼圧センサ１２の出力がピーク値をとるタイミングを爆発タイミングと見なし、これに基づいて、第１および第２再生部３１によるエンジン音再生処理を行わせればよい。
【００４９】
さらに、上記の実施形態では、合成エンジン音データ生成部２４は、第１および第２再生部３１，３２から、回転パルスＣに同期して、交互に合成音データを生成させるようにしているが、同様な再生部を３個以上設けて、循環的に合成音データを再生させるようにすることもできる。
また、前述の実施形態では、第１および第２再生部３１，３２がそれぞれ揺らぎ処理部Ｘ１，Ｘ２を有している構成について説明したが、重ね合わせ部３４が生成する合成エンジン音データに対して揺らぎ処理を行う揺らぎ処理部を設けてもよい。この場合には、第１および第２再生部３１，３２内に揺らぎ処理部を設ける必要はない。
【００５０】
また、運転者が感じるエンジン音の大きさを調整するために、運転者が操作可能な操作部を有する音量調整手段を設けてもよい。さらに、複数種類のエンジンのエンジン音をメモリに格納しておいて、運転者の好みに応じてエンジン音の種類を切り換えられるようにしてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の一実施形態に係るエンジン音合成装置を装備した車両である四輪自動車の構成を説明するための概念図である。
【図２】燃焼圧センサの一例を示す図解的な断面図である。
【図３】エンジン音合成装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図４】合成エンジン音データ生成部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図５】合成処理部の働きを説明するための図である。
【図６】エンジン音データの再生制御を説明するための波形図である。
【図７】回転パルスに応じた合成音データの生成を説明するための図解的な波形図である。
【図８】この発明の他の実施形態に係る車両としての自動二輪車の構成例を示す図解図である。
【符号の説明】
【００５２】
１      自動車
２      エンジン
２Ａ    エンジン本体
２Ｂ    燃焼室
３      車輪
４      車室
５      運転席
６      操作パネル
７      カーオーディオ装置本体
８      スピーカ
９      アクセルペダル
１０    エンジン音合成装置
１１    スロットル開度センサ
１２    燃焼圧センサ
１３    回転パルス生成器
１３    運転状態範囲
１４    アクセル操作量センサ
１５    点火プラグ
１６    座圧リング
２１    スロットル開度検出部
２２    エンジン回転速度検出部
２３    燃焼圧検出部
２４    合成エンジン音データ生成部
２５    出力処理部
３１    第１再生部
３２    第２再生部
３３    再生制御部
３４    重ね合わせ部
３５    重み設定部
３６    揺らぎ制御部
３７    波形変換部
３８    反転部
３９    分周器
４０    分周器
４５    運転者
４６    ヘルメット
４７    アンプ
４８    スピーカ
５０    二輪車両
５１    車輪
５２    シート
５３    燃料タンク
５５    赤外線発信器
５６    赤外線受信器
Ａ      スロットル開度データ
Ｂ      エンジン回転速度データ
Ｃ      回転パルス
Ｄ      燃焼圧データ
Ｃ１    再生制御信号
Ｃ１１  カウンタ
Ｃ１２  カウンタ
Ｃ２    再生制御信号
Ｃ２１  カウンタ
Ｃ２２  カウンタ
ＣＬＫ  クロック信号
Ｍ１１〜Ｍ１５    エンジン音メモリ
Ｍ２１〜Ｍ２５    エンジン音メモリ
Ｓ１    重ね合わせ部
Ｓ２    重ね合わせ部
Ｗ１１〜Ｗ１５    重み付け部
Ｗ２１〜Ｗ２５    重み付け部
Ｘ１    揺らぎ処理部
Ｘ２    揺らぎ処理部
Ｙ１    減音処理部
Ｙ２    減音処理部
Ｚ１    合成処理部
Ｚ２    合成処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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