JP2007171657A - Sound controller - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide "a sound controller" capable of easily setting an output of an LPF to a desired value. <P>SOLUTION: A microcomputer 12 inputs a signal above a cutoff frequency and below a maximum frequency of a false engine sound signal that the LPF 14 should output among generated false engine sound signals to the LPF 14 after increasing a gain for cancellation of attenuation of the LPF 14 by taking the attenuation of the LPF 14 into consideration. Therefore, the signal above the cutoff frequency and below the maximum frequency of the false engine sound signal that the LPF 14 should output among the false engine sound signals that the LPF 14 outputs has a gain equal to that of a signal below the cutoff frequency. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、車室内の音を制御する音制御装置に関する。   The present invention relates to a sound control device that controls sound in a vehicle cabin.

車室内に到達するエンジン音を低減させて車室内の静寂を確保する技術として、エンジン音と逆相等音圧のキャンセル音を車室内に出力するANC(Active Noise Control)と称されるものがある(例えば、特許文献1参照)。一方、近年、車室内に任意のエンジン音を出力させて運転者等が爽快感を得ることができるようにする技術として、エンジンの回転数に応じた擬似的なエンジン音を車室内に出力するASC(Active Sound Control)と称されるものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開平6−175667号公報 特開平6−289887号公報
There is a technique called ANC (Active Noise Control) that outputs a canceling sound with a sound pressure equal to the opposite phase to the engine sound to reduce the engine noise reaching the passenger compartment and ensure the quietness in the passenger compartment. (For example, refer to Patent Document 1). On the other hand, in recent years, as a technique for outputting an arbitrary engine sound to the passenger compartment so that the driver or the like can obtain a refreshing feeling, a pseudo engine sound corresponding to the engine speed is output to the passenger compartment. What is called ASC (Active Sound Control) has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
JP-A-6-175667 Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-289887

ところで、ANCによる音制御は、キャンセル音の周波数が最大150Hz程度であるのに対し、ASCによる音制御は、擬似エンジン音の周波数が最大1kHz程度と高い。このため、マイクロコンピュータにより生成されるPWM(Pulse Width Modulation)形式の音信号のフィルタリングを行うローパスフィルタ(LPF)のカットオフ周波数を高くする必要がある。   By the way, in the sound control by ANC, the frequency of the canceling sound is about 150 Hz at maximum, whereas in the sound control by ASC, the frequency of the pseudo engine sound is as high as about 1 kHz. For this reason, it is necessary to increase the cutoff frequency of a low-pass filter (LPF) that performs filtering of a PWM (Pulse Width Modulation) type sound signal generated by a microcomputer.

また、LPFのカットオフ周波数が高いと、マイクロコンピュータにおいて音信号を生成する際のサンプリング周波数に近づく。このため、LPFのスロープを急峻にする、換言すれば、カットオフ周波数から必要な減衰量が得られる周波数までの帯域幅を狭くして、サンプリング周波数の半分以上の音信号がLPFにおいて確実に除去されるようにする必要がある。   Further, when the cutoff frequency of the LPF is high, it approaches the sampling frequency used when generating a sound signal in the microcomputer. Therefore, the slope of the LPF is steep, in other words, the bandwidth from the cutoff frequency to the frequency at which the required attenuation can be obtained is narrowed, and sound signals that are more than half the sampling frequency are reliably removed in the LPF. Need to be done.

しかし、例えば一次型のLPFは、スロープが急峻ではないため、図5の出力特性201に示すように、不要な音信号がLPFにおいて確実に除去されるようにカットオフ周波数を下げると、必要な音信号についてまで減衰されてしまう(図5の斜線部参照)。一方、必要な音信号が減衰されないようにカットオフ周波数を上げると、図5の出力特性202に示すように、不要な音信号がLPFにおいて除去されない。また、高次型(例えば二次型)のLPFは、図5の特性203に示すように、スロープを急峻にすることができるものの(図5の点線参照)、部品点数が増え、コストが増加してしまう。   However, for example, the primary type LPF has a steep slope, so that it is necessary to reduce the cutoff frequency so that unnecessary sound signals are reliably removed in the LPF as shown in the output characteristic 201 of FIG. The sound signal is attenuated (see the hatched portion in FIG. 5). On the other hand, when the cutoff frequency is increased so that the necessary sound signal is not attenuated, the unnecessary sound signal is not removed by the LPF as shown by the output characteristic 202 in FIG. In addition, as shown by the characteristic 203 in FIG. 5, the high-order type (for example, secondary type) LPF can make the slope steep (see the dotted line in FIG. 5), but the number of parts increases and the cost increases. Resulting in.

本発明の目的は、上述した問題を解決するものであり、簡易にLPFの出力を所望の値とすることが可能な音制御装置を提供するものである。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a sound control device that can easily set an LPF output to a desired value.

本発明の音制御装置は、車室内の音を制御するものであって、所定の信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングすることにより、擬似エンジン音信号を生成する擬似エンジン音生成手段と、前記擬似エンジン音信号を入力し、前記所定のサンプリング周波数以下の信号を通過させるローパスフィルタと、前記前記ローパスフィルタに入力される前記擬似エンジン音信号のうち、所定の周波数以下の擬似エンジン音信号のゲインを増加させるゲイン調整手段とを有することを特徴とする。   The sound control device of the present invention controls the sound in the passenger compartment, and samples the predetermined signal at a predetermined sampling frequency to generate a pseudo engine sound signal, and the simulated engine sound generation means. A low-pass filter that inputs an engine sound signal and passes a signal that is less than or equal to the predetermined sampling frequency, and a gain of a pseudo engine sound signal that is less than or equal to a predetermined frequency among the pseudo engine sound signal that is input to the low-pass filter. Gain adjusting means for increasing.

この構成により、所定の周波数以下の擬似エンジン音信号は、ゲインが増加された上でローパスフィルタに入力されるため、ローパスフィルタのスロープが急峻でないために所定の周波数以下の擬似エンジン音信号をも減衰させてしまう場合であっても、当該ローパスフィルタの出力を所望の値とすることが可能となる。   With this configuration, a pseudo engine sound signal having a predetermined frequency or lower is input to the low-pass filter after the gain is increased. Therefore, since the slope of the low-pass filter is not steep, the pseudo engine sound signal having a predetermined frequency or lower is also included. Even in the case of attenuation, the output of the low-pass filter can be set to a desired value.

また、本発明の音制御装置は、前記ゲイン調整手段が、前記ローパスフィルタによる減衰を打ち消す分のゲインを増加させるようにしてもよい。   In the sound control apparatus of the present invention, the gain adjustment means may increase the gain for canceling the attenuation by the low-pass filter.

この構成により、ローパスフィルタが所定の周波数以下の擬似エンジン音信号を減衰させてしまう場合に、その減衰分を確実に補うことが可能となる。   With this configuration, when the low-pass filter attenuates a pseudo engine sound signal having a predetermined frequency or less, it is possible to reliably compensate for the attenuation.

また、本発明の音制御装置は、前記擬似エンジン音信号の周波数とゲイン量との対応関係を表すテーブルを有し、前記ゲイン調整手段が、前記テーブルの内容に基づいて、前記擬似エンジン音信号のゲインを増加させるようにしてもよい。   Moreover, the sound control apparatus of the present invention has a table representing a correspondence relationship between the frequency and the gain amount of the pseudo engine sound signal, and the gain adjusting means is configured to generate the pseudo engine sound signal based on the contents of the table. The gain may be increased.

本発明によれば、ローパスフィルタが所定の周波数以下の擬似エンジン音信号を減衰させてしまう場合であっても、当該ローパスフィルタの出力を所望の値とすることが可能となる。   According to the present invention, even when the low-pass filter attenuates a pseudo engine sound signal having a predetermined frequency or lower, the output of the low-pass filter can be set to a desired value.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態にかかる音制御装置の構成を示す図である。図1に示す音制御装置10は、ASCによる音制御を行い、擬似エンジン音を車室内に出力させるものであり、マイクロコンピュータ12、ローパスフィルタ(LPF)14、アッテネータ(ATT)16、アンプ(AMP)18により構成される。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a sound control apparatus according to an embodiment of the present invention. A sound control apparatus 10 shown in FIG. 1 performs sound control by ASC and outputs a pseudo engine sound into a vehicle interior. The microcomputer 12, a low-pass filter (LPF) 14, an attenuator (ATT) 16, an amplifier (AMP) ) 18.

マイクロコンピュータ12は、エンジン回転数の情報を入力し、所定の信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングすることにより、エンジンの回転数に対応する擬似エンジン音信号を生成する。更に、マイクロコンピュータ12は、生成した擬似エンジン音信号について、周波数に応じてゲインを補正する。擬似エンジン音信号の補正の詳細については後述する。   The microcomputer 12 receives information on the engine speed and samples a predetermined signal at a predetermined sampling frequency to generate a pseudo engine sound signal corresponding to the engine speed. Further, the microcomputer 12 corrects the gain of the generated pseudo engine sound signal according to the frequency. Details of the correction of the pseudo engine sound signal will be described later.

LPF14は、マイクロコンピュータ12からの擬似エンジン音信号を入力し、当該擬似エンジン音信号のうち、予め定められたカットオフ周波数以下の信号を通過させる。図2は、LPF14の回路構成を示す図である。図2に示すLPF14は、一次型であり、非反転入力端子が接地されたOPアンプ20と、入力端とOPアンプ20の反転入力端子との間の抵抗21と、OPアンプ20の反転入力端子と出力端子との間に並列に接続された抵抗22及びコンデンサ23とにより構成される。このLPF14の入出力特性G(Vo/Vi)は、抵抗21の抵抗値をR1、抵抗22の抵抗値をR2、コンデンサ23の容量をC、入力信号の角周波数をωとすると、G=−R2/R1・{1/(CR2)}/{jω+1/(CR2)}となる。   The LPF 14 receives the pseudo engine sound signal from the microcomputer 12 and passes a signal having a predetermined cutoff frequency or less out of the pseudo engine sound signal. FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the LPF 14. The LPF 14 shown in FIG. 2 is a primary type, and an OP amplifier 20 whose non-inverting input terminal is grounded, a resistor 21 between the input terminal and the inverting input terminal of the OP amplifier 20, and an inverting input terminal of the OP amplifier 20 And a resistor 22 and a capacitor 23 connected in parallel between the output terminal and the output terminal. The input / output characteristic G (Vo / Vi) of the LPF 14 is as follows: G = −, where R1 is the resistance value of the resistor 21, R2 is the resistance value of the resistor 22, C is the capacitance of the capacitor 23, and ω is the angular frequency of the input signal. R2 / R1 · {1 / (CR2)} / {jω + 1 / (CR2)}.

LPF14は、一次型であるために、スロープが急峻ではなく、カットオフ周波数から必要な減衰量が得られる周波数までの帯域幅が広い。このため、LPF14において、マイクロコンピュータ12における擬似エンジン音信号に含まれる不要な音信号を除去するためには、カットオフ周波数は、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数よりも小さい値となる。   Since the LPF 14 is a primary type, the slope is not steep, and the bandwidth from the cut-off frequency to the frequency at which the necessary attenuation can be obtained is wide. Therefore, in order to remove an unnecessary sound signal included in the pseudo engine sound signal in the microcomputer 12 in the LPF 14, the cutoff frequency is a value smaller than the maximum frequency of the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14. It becomes.

ATT16は、音量調整のためのものであり、LPF14を通過した擬似エンジン音信号を所定の減衰度で減衰させる。AMP18は、ATT16からの減衰された擬似エンジン音信号を、図示しない後段の出力部(例えばスピーカ)に応じた増幅度で増幅させて出力する。   The ATT 16 is for volume adjustment, and attenuates the pseudo engine sound signal that has passed through the LPF 14 with a predetermined attenuation. The AMP 18 amplifies the attenuated pseudo engine sound signal from the ATT 16 with an amplification degree according to a later-described output unit (for example, a speaker) (not shown) and outputs the amplified signal.

次に、マイクロコンピュータ12による擬似エンジン音信号の補正の詳細について説明する。マイクロコンピュータ12は、エンジン回転数の情報を入力し、所定の信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングすることにより、エンジンの回転数に対応する擬似エンジン音信号を生成した後、その擬似エンジン音信号のうち、後段のLPF14におけるカットオフ周波数以上であり、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号について、ゲインを増加させて出力する。   Next, details of the correction of the pseudo engine sound signal by the microcomputer 12 will be described. The microcomputer 12 inputs information on the engine speed, samples a predetermined signal at a predetermined sampling frequency, generates a pseudo engine sound signal corresponding to the engine speed, and then outputs the pseudo engine sound signal. Among these, a signal that is equal to or higher than the cut-off frequency in the subsequent LPF 14 and is equal to or lower than the maximum frequency of the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14 is output with an increased gain.

上述したように、LPF14におけるカットオフ周波数は、当該LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数よりも小さい値である。従って、マイクロコンピュータ12によって生成されたエンジンの回転数に対応する擬似エンジン音信号がそのままLPF14に入力されると、この擬似エンジン音信号のうち、カットオフ周波数以上であり、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号は、LPF14によって減衰されてしまう。このため、マイクロコンピュータ12は、擬似エンジン音信号のうち、カットオフ周波数以上であり、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号については、LPF14による減衰を打ち消すようにゲインを増加させる。   As described above, the cutoff frequency in the LPF 14 is a value smaller than the maximum frequency of the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14. Therefore, when the pseudo engine sound signal corresponding to the engine speed generated by the microcomputer 12 is directly input to the LPF 14, the pseudo engine sound signal is equal to or higher than the cutoff frequency, and the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14 is output. A signal below the maximum frequency of the engine sound signal is attenuated by the LPF 14. For this reason, the microcomputer 12 increases the gain so as to cancel the attenuation by the LPF 14 for the pseudo engine sound signal that is equal to or higher than the cutoff frequency and is equal to or lower than the maximum frequency of the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14. increase.

具体的には、マイクロコンピュータ12は、信号周波数とゲイン量との対応関係を示すテーブルを内蔵するメモリ(図示せず)に保持している。図3は、信号周波数とゲイン量との対応関係を示すテーブルの一例を示す図である。このテーブルは、擬似エンジン音信号について、後段のLPF14におけるカットオフ周波数からLPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数までの各周波数に対応して、マイクロコンピュータ12が増加させるべきゲイン量の情報が含まれている。マイクロコンピュータ12は、このテーブルの内容を参照して、擬似エンジン音信号のうち、カットオフ周波数以上であり、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号についてのゲイン量を取得する。   Specifically, the microcomputer 12 is held in a memory (not shown) in which a table showing the correspondence between the signal frequency and the gain amount is built. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a table indicating a correspondence relationship between signal frequencies and gain amounts. This table shows the gain amount to be increased by the microcomputer 12 corresponding to each frequency from the cutoff frequency in the LPF 14 at the subsequent stage to the maximum frequency of the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14 for the pseudo engine sound signal. Contains information. With reference to the contents of this table, the microcomputer 12 obtains the gain amount for the pseudo engine sound signal that is equal to or higher than the cutoff frequency and is equal to or lower than the maximum frequency of the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14. To do.

そして、マイクロコンピュータ12は、取得した各周波数に対応するゲイン量に基づいて、エンジンの回転数に対応する擬似エンジン音信号のうち、カットオフ周波数以上であり、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号のゲイン量を増加させる補正を行う。   Based on the gain amount corresponding to each acquired frequency, the microcomputer 12 has a pseudo engine sound signal that is equal to or higher than the cut-off frequency among the pseudo engine sound signals corresponding to the engine speed and that the LPF 14 should output. Correction is performed to increase the gain amount of the signal below the maximum frequency.

このような補正が行われることにより、LPF14が出力する擬似エンジン音信号のうち、カットオフ周波数からLPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数までの信号については、当該LPF14による減衰が打ち消されたものとなる。   By performing such correction, the attenuation by the LPF 14 is canceled for signals from the cutoff frequency to the maximum frequency of the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14 among the pseudo engine sound signals output by the LPF 14. It will be.

図4は、マイクロコンピュータ12による補正が行われる場合と補正が行われない場合とのそれぞれにおける、LPF14の出力特性の一例を示す図である。図4の点線で表される出力特性51は、マイクロコンピュータ12による補正が行われない場合のものであり、擬似エンジン音信号のうち、カットオフ周波数以上の信号については、減衰されてしまう。このため、擬似エンジン音信号のうち、カットオフ周波数以上であり、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号については、必要なゲインを得られない。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the output characteristics of the LPF 14 when the microcomputer 12 performs correction and when correction is not performed. The output characteristic 51 represented by the dotted line in FIG. 4 is a case where correction by the microcomputer 12 is not performed, and among the pseudo engine sound signals, signals having a cutoff frequency or higher are attenuated. For this reason, a necessary gain cannot be obtained for a signal that is equal to or higher than the cutoff frequency and equal to or lower than the maximum frequency of the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14 among the pseudo engine sound signals.

これに対し、図4の実線で表される出力特性50は、マイクロコンピュータ12による補正が行われた場合のものである。擬似エンジン音信号のうち、カットオフ周波数以上であり、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号については、マイクロコンピュータ12によってLPF14における減衰を打ち消す分のゲインが増加された上でLPF14に入力される。このため、出力特性50に示すように、擬似エンジン音信号のうち、カットオフ周波数以上であり、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号については、カットオフ周波数未満の信号と同等のゲインが確保される。   On the other hand, an output characteristic 50 represented by a solid line in FIG. 4 is obtained when correction by the microcomputer 12 is performed. Among the pseudo engine sound signals, for the signals that are equal to or higher than the cut-off frequency and equal to or lower than the maximum frequency of the pseudo engine sound signals to be output by the LPF 14, the gain by which the attenuation in the LPF 14 is canceled by the microcomputer 12 is increased. Is input to the LPF 14. For this reason, as shown in the output characteristic 50, among the pseudo engine sound signals, signals that are equal to or higher than the cutoff frequency and are equal to or lower than the maximum frequency of the pseudo engine sound signals to be output by the LPF 14 are signals that are less than the cutoff frequency. A gain equivalent to is secured.

このように、本実施形態の音制御装置10では、マイクロコンピュータ12が、LPF14における減衰を考慮して、生成した擬似エンジン音信号のうち、カットオフ周波数以上であり、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号については、減衰を打ち消す分のゲインを増加した上でLPF14に入力する。従って、LPF14が出力する擬似エンジン信号のうち、カットオフ周波数以上であり、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号については、カットオフ周波数未満の信号と同等のゲインが確保される。   As described above, in the sound control apparatus 10 of the present embodiment, the microcomputer 12 takes the attenuation in the LPF 14 into consideration, and among the pseudo engine sound signals generated, the pseudo engine is equal to or higher than the cutoff frequency and should be output by the LPF 14. A signal having a frequency equal to or lower than the maximum frequency of the sound signal is input to the LPF 14 after increasing the gain for canceling the attenuation. Therefore, among the pseudo engine signals output from the LPF 14, a gain equal to or higher than the signal below the cutoff frequency is secured for a signal that is equal to or higher than the cutoff frequency and is equal to or lower than the maximum frequency of the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14. Is done.

従って、LPF14が一次型であるために、スロープが急峻でなく、LPF14が出力すべき擬似エンジン音信号の最大の周波数以下の信号をも減衰させてしまう場合であっても、当該LPF14の出力を所望の値とすることが可能となる。また、一次型のLPF14を用いることが可能となるため、部品点数を抑えることができ、コストの削減を図ることができる。   Accordingly, since the LPF 14 is a primary type, the slope is not steep, and even when the signal below the maximum frequency of the pseudo engine sound signal to be output by the LPF 14 is attenuated, the output of the LPF 14 is reduced. A desired value can be obtained. In addition, since the primary LPF 14 can be used, the number of parts can be suppressed, and the cost can be reduced.

以上、説明したように、本発明に係る音制御装置は、簡易にLPFの出力を所望の値とすることができ、音制御装置として有用である。   As described above, the sound control device according to the present invention can easily set the output of the LPF to a desired value, and is useful as a sound control device.

本発明の実施形態にかかる音制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the sound control apparatus concerning embodiment of this invention. LPFの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of LPF. 信号周波数とゲイン量との対応関係を示すテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table which shows the correspondence of a signal frequency and a gain amount. LPFの出力特性を示す図である。It is a figure which shows the output characteristic of LPF. 従来のLPFの出力特性を示す図である。It is a figure which shows the output characteristic of the conventional LPF.

符号の説明Explanation of symbols

10 音制御装置
12 マイクロコンピュータ
14 LPF
16 ATT
18 AMP
20 OPアンプ
21、22 抵抗
23 コンデンサ
10 sound control device 12 microcomputer 14 LPF
16 ATT
18 AMP
20 OP amplifier 21, 22 Resistor 23 Capacitor

Claims (3)

車室内の音を制御する音制御装置であって、
所定の信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングすることにより、擬似エンジン音信号を生成する擬似エンジン音生成手段と、
前記擬似エンジン音信号を入力し、前記所定のサンプリング周波数以下の信号を通過させるローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタに入力される前記擬似エンジン音信号のうち、所定の周波数以下の擬似エンジン音信号のゲインを増加させるゲイン調整手段とを有することを特徴とする音制御装置。
A sound control device for controlling the sound in the passenger compartment,
A pseudo engine sound generation means for generating a pseudo engine sound signal by sampling a predetermined signal at a predetermined sampling frequency;
A low-pass filter that inputs the pseudo engine sound signal and passes a signal equal to or lower than the predetermined sampling frequency;
A sound control apparatus comprising: gain adjusting means for increasing a gain of a pseudo engine sound signal having a frequency equal to or lower than a predetermined frequency among the pseudo engine sound signals input to the low-pass filter.
前記ゲイン調整手段は、前記ローパスフィルタによる減衰を打ち消す分のゲインを増加させることを特徴とする請求項1に記載の音制御装置。 The sound control apparatus according to claim 1, wherein the gain adjusting unit increases a gain corresponding to cancellation of attenuation by the low-pass filter. 前記擬似エンジン音信号の周波数とゲイン量との対応関係を表すテーブルを有し、
前記ゲイン調整手段は、前記テーブルの内容に基づいて、前記擬似エンジン音信号のゲインを増加させることを特徴とする請求項1又は2に記載の音制御装置。
A table representing the correspondence between the frequency of the pseudo engine sound signal and the gain amount;
The sound control apparatus according to claim 1, wherein the gain adjusting unit increases the gain of the pseudo engine sound signal based on the contents of the table.
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