JP4221418B2 - 車両用効果音発生装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両のエンジン回転周波数に応じた効果音を車両内で発生する車両用効果音発生装置に関する。

従来から、運転者による加減速操作を検出し、加減速量に応じた効果音を車室内スピーカを通じて車室内に発生する効果音発生装置が提案されている（特許文献１、特許文献２）。

これらの効果音発生装置では、例えば加速操作に応じてエンジン回転数が増加すると、そのエンジン回転数の増加に応じて高周波数で大音量の効果音をスピーカから発生させて車室内の演出効果を高めている。

特開昭５４−８０２７号公報（図１） 特表平４−５０４９１６号公報（図１）

しかし、エンジン回転数に基づき効果音を発生させている従来の効果音発生装置では、クラッチが切れている間、エンジン回転数の増減と、車両の実際の加減速との間に相関関係がなくなる。例えば、シフトダウンのためにクラッチを切りつつアクセルペダルを踏み込む場合、エンジン回転数は増加し、これに応じて効果音も大きくなるが、車両の実際の速度自体は変化しない。このようなずれが生じると、運転手や同乗者に違和感を生じさせてしまう。

この発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、シフトチェンジの際でも自然な効果音を生じさせることのできる車両用効果音発生装置の提供を目的とする。

この発明に係る車両用効果音発生装置は、１周期分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を検出する周波数検出手段と、前記回転周波数に基づいた調波の基準信号を、前記波形データテーブルから順次前記波形データを読込むことにより生成する基準信号生成手段と、前記基準信号に基づく制御信号を生成する制御手段と、クラッチの接続状態を示すクラッチ信号を生成し、前記制御手段に出力するクラッチ信号生成手段と、前記制御信号を効果音として出力する出力手段と、を備える。ここで、前記制御手段は、前記回転周波数の単位時間当たりの変化量に応じて前記制御信号のゲインを変化させ、且つ前記クラッチが切れているときの前記ゲインの値を、前記クラッチがつながっているときの前記ゲインの値よりも低く設定する。

この発明によれば、車両のクラッチが切れている際、基準信号に基づく制御信号のゲインが低く設定される。従って、シフトチェンジのためにエンジン回転周波数を増加させても、制御信号のゲインの増加が抑制される。よって、車両の実際の加速度と、出力手段から出力される効果音との間のずれを小さくすることができ、運転手や同乗者の違和感を低減することができる。

この発明において、前記クラッチ信号生成手段は、前記クラッチに接続されたクラッチペダルの踏み込み状態に応じて前記クラッチ信号を生成することが好ましい。これにより、クラッチの接続状態を検出するセンサをクラッチ自体に設けることなく、クラッチの接続状態を判定できる。このため、一般に制御が重要且つ複雑となりがちなクラッチ及びその周辺の設計変更を要さずに、簡易にクラッチの接続状態を判定可能となる。

ここで、前記クラッチペダルが踏み込まれていない状態における前記制御信号のゲインの値を有する通常ゲインテーブルと、前記クラッチペダルが踏み込まれている状態における前記制御信号のゲインの値を有するシフトチェンジ用ゲインテーブルとを備えることもできる。

この発明によれば、車両のクラッチが切れている際、基準信号に基づく制御信号のゲインが低く設定される。従って、シフトチェンジのためにエンジン回転周波数を増加させても、制御信号のゲインの増加が抑制される。よって、車両の実際の加速度と、出力手段から出力される効果音との間のずれを小さくすることができ、運転手や同乗者の違和感を低減することができる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

［１．効果音発生の仕組みの概要］
図１は、この発明の一実施形態に係る車両用効果音発生装置１０１の構成を示すブロック図である。

この車両用効果音発生装置１０１は、マニュアルトランスミッション車（ＭＴ車）用のものであり、車両におけるエンジン（図示せず）の回転周波数に応じた効果音を発生させて、運転時の演出効果を高めるものである。この効果音を発生させるための仕組みの概要は以下のようなものである。

すなわち、エンジンの出力軸の回転毎にホール素子等のセンサから得られるエンジンパルスＥｐの周波数（エンジン回転周波数ｆｅ）を周波数カウンタ等の周波数検出器２３で検出する。次に、周波数変換器としての倍数器２６において、周波数検出器２３で検出されたエンジン回転周波数ｆｅに基づいてより高周波の周波数信号である調波信号Ｓｈを生成する。次いで、基準信号生成手段１８において、前記調波信号Ｓｈと、波形データテーブル１６に記憶されている波形データとに基づいて基準信号Ｓｒを生成する。制御手段２０１において、前記基準信号Ｓｒに基づき制御信号Ｓｃ１を生成し、さらに、この制御信号Ｓｃ１に基づき制御信号Ｓｃ２を生成する。この制御信号Ｓｃ２をデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）２２によりアナログ変換して制御信号Ｓｄを生成する。この制御信号Ｓｄに基づく効果音をスピーカ１４から出力する。なお、図示していないが、Ｄ／Ａ変換器２２とスピーカ１４との間には出力増幅器が挿入され、乗員によりそのゲインを変更することができるようになっている。

また、本実施形態では、周波数変化量検出器６８によりエンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量Δａｆ［Ｈｚ／秒］が演算される。この変化量Δａｆは、制御手段２０１に出力され、制御信号Ｓｃ１を制御信号Ｓｃ２に変換する際の処理に用いられる。

さらに、本実施形態では、クラッチペダル１２０に接続されたクラッチスイッチ１２２によりクラッチペダル１２０の踏み込み状態が検出され、図示しないクラッチの接続状態を示すクラッチ信号Ｃｓが生成される。このクラッチ信号Ｃｓは、制御手段２０１に出力され、制御信号Ｓｃ１を制御信号Ｓｃ２に変換する際の処理に用いられる。

周波数検出器２３、倍数器２６、基準信号生成手段１８、波形データテーブル１６、制御手段２０１、周波数変化量検出器６８は、車両のダッシュボードに配置され、総合制御手段としてのＥＣＵ（electric control unit）１２１を構成する。

スピーカ１４は、運転席や助手席等の乗員位置２９の乗員に対して音響を聞かせるためのものであり、両サイドのフロントドア内パネル、あるいは両サイドのキックパネル（運転者レッグスペースのドア側内側）に固定配置される。また、ダッシュボード中央下部に配置される場合もある。

［２．調波信号Ｓｈ（倍数器２６）について］
上述の通り、倍数器２６は、周波数検出器２３で検出されたエンジン回転周波数ｆｅに基づいてより高周波の周波数信号である調波信号Ｓｈを生成する。具体的には、エンジン回転周波数ｆｅを基本次数の周波数とし、基本次数の周波数のｎ次（例えば、６次）の周波数ｎｆｅ（例えば、６ｆｅ）の調波信号Ｓｈを生成する。倍数器２６による倍数は、２、３、４、５、６、…等の整数倍でもよく、２．５、３．３…等の実数倍でもよい。

本実施形態では、１つの倍数器２６が周波数検出器２３と直列に接続されている。複数の倍数器２６を並列的に設けて、異なる次数（例えば、４次、５次及び６次）の調波信号Ｓｈを出力させてもよい。また、倍数器２６を設けない構成も可能である。

［３．基準信号Ｓｒ（基準信号生成手段１８及び波形データテーブル１６）について］
上述の通り、基準信号生成手段１８は、調波信号Ｓｈと、波形データテーブル１６に記憶されている波形データとに基づいて基準信号Ｓｒを生成する。

ここで、基準信号Ｓｒの生成の仕方について説明すると、上述した波形データテーブル１６は所定のメモリに格納されている。

図２Ａ及び図２Ｂに模式的に示すように、波形データテーブル１６は、正弦波１周期分の波形を時間軸方向（＝位相軸方向）に所定数（Ｎ）で等分したときの各瞬時値を表すように、各瞬時値データをアドレス毎に波形データとして記憶している。なお、前記アドレス（ｉ）は０からＮ−１までの整数（ｉ＝０、１、２、…、Ｎ−１）であり、図２Ａ及び図２Ｂに記載されるアルファベットＡは１又は任意の正の実数である。従って、アドレスｉの波形データは、Ａｓｉｎ（３６０°×ｉ／Ｎ）で算出される。換言すれば、１サイクルの正弦波を時間方向にＮ分割して標本化し、各標本化点を順次メモリのアドレスとし、各標本化点における正弦波の瞬時値を量子化したデータを波形データとして、対応するメモリのアドレス位置に格納したものである。

基準信号生成手段１８は、入力される調波信号Ｓｈの周期に応じて読み出しアドレス周期を変化させて、波形データテーブル１６から波形データを読み出すことで、調波信号Ｓｈに対応する周波数の正弦波信号である基準信号Ｓｒを生成する。

なお、倍数器２６が複数設けられ、周波数の異なる複数の調波信号Ｓｈが生成されている場合、基準信号生成手段１８を複数設ける等の構成により、複数の基準信号Ｓｒが生成される。

［４．制御信号Ｓｃ２、変化量Δａｆ及びクラッチ信号Ｃｓ（制御手段２０１、周波数変化量検出器６８及びクラッチスイッチ１２２）について］
図１に示すように、基準信号Ｓｒを音響変化させて制御信号Ｓｃ２を出力する制御手段２０１は、それぞれが音響補正手段としての音場調整器５１と音圧調整器７０とを備えている。音場調整器５１は、後述する「音場調整処理」（「平坦化処理」ともいう。）、「周波数強調処理」及び「次数毎調整処理」を行う。音圧調整器７０は、後述する「音圧調整処理」を行う。

（１）音場調整処理（平坦化処理）
音場である車室内では、場所毎に異なる音響特性（音場特性、周波数伝達特性、又はゲイン特性ともいう。）があり、乗員位置、例えば、運転席と後部座席に応じて聞き取り易い周波数と聞き取り難い周波数とが存在する。すなわち、図３のゲイン特性３９に示すように、スピーカ位置と乗員位置との間の音響特性にはピークやディップが存在することが分かっている。

そのため、たとえ加速に応じてリニアに（直線的に）スピーカから発生される効果音の周波数を高くし且つ音量を大きくしても、乗員の耳元では、音響特性により処理された効果音となるので、リニア感がなくなり、息継ぎ感が発生し、却って商品性が悪くなっている。

この点を考慮して音響特性にリニア感を発生させるための処理が音場調整処理（平坦化処理）である。この音場調整処理は、音場調整器５１を用いて以下のように行われる。

音場調整器５１は、フィルタとしての機能を有し、このフィルタのゲイン特性（横軸はエンジン回転周波数、縦軸はゲイン）は、スピーカ１４から乗員位置２９までの基準信号Ｓｒの周波数に応じて変化するゲイン特性Ｃ００（図４Ａ）を反転させたゲイン特性（反転ゲイン特性）Ｃｉ００（図４Ｂ）にしている。

反転させたゲイン特性とは、音響的に伝わりにくいディップとなっている周波数の出力信号は大きくなるようにし、音響的に伝わりやすいピークとなっている周波数の出力信号は小さくなるようにする特性であり、式（伝達関数）で表現すると、Ｃｉ００＝Ｂ／Ｃ００（Ｂは基準値）となる。

ここで、音圧調整器７０のゲインが１、すなわち０［ｄＢ］であると仮定すると、車両用効果音発生装置１０１では、基準信号生成手段１８により一定振幅で３０［Ｈｚ］〜９７０［Ｈｚ］までの基準信号Ｓｒを生成したとき、乗員位置２９では、音場調整器５１の補正用のゲイン特性Ｃｉ００と音場のゲイン特性Ｃ００とが乗算されて、図４Ｃのゲイン特性Ｃ１に示すように、エンジン回転周波数に対して音圧が平坦な音響が聞こえるゲイン特性Ｃ１となる。

従って、乗員による加速操作、減速操作、一定速保持操作に応じて、エンジンパルスＥｐの周期が変化し、あるいは一定値に保持されたとき、周波数検出器２３で検出されるエンジン回転周波数ｆｅの倍数器２６によるｎ次高調波の周波数ｎｆｅ（例えば、６次高調波の周波数６ｆｅ）を有する調波信号Ｓｈに対して、略リアルタイムに周波数が増加し、減少し、あるいは一定周波数に保持される正弦波の基準信号Ｓｒが基準信号生成手段１８により生成される。

そして、図３のゲイン特性４０で示されるように、この基準信号Ｓｒが音場調整器５１のゲイン特性Ｃｉ００で補正された制御信号Ｓｃ１に変換される。音圧調整器７０のゲインが周波数変化に対して０［ｄＢ］、いわゆるフラットであるとすれば、乗員位置２９では、スピーカ１４から出力された効果音が車室内音響特性Ｃ００により乗員位置２９で周波数に応じて変動することを防止できる。すなわち、乗員位置２９において、周波数特性が平坦な特性となる。このため、エンジン回転周波数ｆｅ（本実施形態ではエンジン回転周波数ｆｅのｎ倍の周波数）に応じた、換言すれば、騒音源の状態に応じたリニア感のある効果音を乗員位置２９で発生させることができる。

なお、この図３に示すゲイン特性４０を得る際に、よりリニア感を増すために、基準信号Ｓｒ又は制御信号Ｓｃ１は、エンジン回転周波数ｆｅに比例して振幅が大きくなる信号を発生するようにしている。

図３から分かるように、補正前のディップとピークのあるあばれが存在するゲイン特性３９に比較して、補正後のゲイン特性４０は、エンジン回転周波数ｆｅに対して音圧レベル［ｄｂＡ］がリニアに変化していることが分かる。

以上のように、音場調整処理（平坦化処理）とは、エンジン回転周波数ｆｅの増加、換言すれば、加速操作に対してリニア感のある効果音を乗員位置２９で発生させる処理である。

（２）周波数強調処理
周波数強調処理は、基準信号Ｓｒにおける所定範囲の周波数の大きさ（ゲイン）を調整する、いわゆるイコライザの機能を実行する処理である。周波数強調処理は、以下のように行われる。

前記音場調整処理を行う音場調整器５１において、例えば、図４Ｄに実線で示すように、所定周波数範囲、例えば、３００［Ｈｚ］〜４５０［Ｈｚ］帯のゲインが増加するゲイン特性Ｃｅｈをゲイン特性Ｃｉ００に直列に接続することにより、合成ゲイン特性Ｃｉ００ｅｈが、図４Ｅに示すように、図４Ｂに示した反転ゲイン特性Ｃｉ００に対して、３００［Ｈｚ］〜４５０［Ｈｚ］帯の周波数範囲が強調される（この例では、音が大きくされる）特性Ｃｉ００ｅｈとされる。

なお、乗員位置２９で図４Ｄに点線で示したゲイン特性Ｃｅｈ´となるように構成することで所定周波数範囲の音を弱める（小さくする）こともできる。また、上述のように倍数器２６を複数設けた場合、それぞれの倍数器２６からの出力に周波数強調処理が行われる。

（３）次数毎調整処理
次数毎調整処理は、次数の異なる複数の基準信号Ｓｒ毎に大きさ（ゲイン）を調整する処理である。次数毎調整処理は、倍数器２６が複数設けられ、基準信号Ｓｒが複数生成される構成において用いることができる。

各基準信号Ｓｒをその次数に応じて補正することにより、乗員位置２９に存在する乗員の耳元で演出したい重厚感のある音色の効果音を発生させることができ、一層商品性が向上する。

（４）音圧調整処理
音圧調整処理は、制御信号Ｓｃ１のゲインを変化させて、スピーカ１４から出力される効果音の音圧レベルを調整するものである。本実施形態における音圧調整処理には、エンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量Δａｆ［Ｈｚ／秒］に応じてなされる第１音圧調整処理、及びクラッチの接続状態に応じてなされる第２音圧調整処理が含まれる。

（ａ）エンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量Δａｆに基づく音圧調整処理（第１音圧調整処理）
例えば、図５Ａのゲイン特性７２ａとして示すように、第１音圧調整処理では、エンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量Δａｆに応じて制御信号Ｓｃ１のゲインＹを変化させる。

変化量Δａｆは、ＥＣＵ１２１に設けられた周波数変化量検出器６８により算出される。周波数変化量検出器６８は、周波数検出器２３で順次検出されるエンジンパルスＥｐ（図６）における前後のパルスの周波数ｆ１（１つ前の周波数）及び周波数ｆ２（今回の周波数）の差Δｆ（Δｆ＝ｆ２−ｆ１）を採り、この差Δｆに今回の周波数ｆ２を乗算することでエンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量Δａｆを求める。Δａｆ＝Δｆ×ｆ２［Ｈｚ／秒］であり、Δａｆはエンジン回転周波数ｆｅの加速度である。

この変化量Δａｆは、図７に示すように変速機が何速に入っているかにより異なる値となることが分かっている。ローギア側では変化量Δａｆが大きく、ハイギア側では変化量Δａｆが小さい。

一般に、ハイギア側に比較してローギア側では変化量Δａｆに対して効果音の音量が大きくなることが好ましい。また、車両の速度を自動的に一定に保持するクルーズ走行時や減速時においては、効果音が小さくなることが好ましい。さらに、１速全開加速に対応する変化量Δａｆを上回る空ぶかし時あるいはキックダウン時には、不快音とならないように効果音を低減させることが好ましい。

図５Ａのゲイン特性７２ａ、７２ｂは、このような考察に基づいて、音圧調整器７０に設定される音響補正特性である重み付けのゲイン特性を示している。

ゲイン特性７２ａは、通常モード（クラッチ接合モード）のゲイン特性を示す。通常モードとは、クラッチ（図示せず）がつながっている状態におけるモードである。ゲイン特性７２ｂは、シフトチェンジモード（クラッチ切断モード）のゲイン特性を示す。シフトチェンジモードとは、クラッチが切れている状態におけるモードである。ゲイン特性７２ｂの詳細については後述する。

通常モードのゲイン特性７２ａ（図５Ａ）では、１速全開周波数変化量Ｘ２（図７）における重み付けゲインＹを最大（例えば、０［ｄＢ］）とし、１速全開周波数変化量Ｘ２より変化量Δａｆが小さくなるに従い４速全開周波数変化量Ｘ１（図７）まで徐々に重み付けゲインＹが小さくなるようにしている。つまり、ローギア側での加速時には大きな効果音となり、ハイギア側での加速時には小さな効果音となるようにしている。また、クルーズ走行時、減速時といったエンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量Δａｆがゼロ近傍にある場合、重み付けゲインＹが最小（例えば、−１５［ｄＢ］）となるようにしている。さらに１速全開周波数変化量Ｘ２を上回る空ぶかし領域（キックダウン時も含む）では、不快音を発生しないように急激に重み付けゲインＹが小さくなる重み付けゲイン特性７２ａ１とするか、重み付けゲインＹが変化しない重み付けゲイン特性７２ａ２を選択可能としている。通常、重み付けゲイン特性７２ａ１が選択される。

（ｂ）クラッチの接続状態に基づく音圧調整処理（第２音圧調整処理）
第２音圧調整処理では、クラッチの接続状態に応じて制御信号Ｓｃ１のゲインを変化させる。すなわち、図５Ａに示す通常モードのゲイン特性７２ａ及びシフトチェンジモードのゲイン特性７２ｂをクラッチの接続状態に応じて切り換える。図８に示すように、ゲイン特性７２ａ、７２ｂの切り換えは、クラッチスイッチ１２２からのクラッチ信号Ｃｓにより行われる。

図５Ａに示すように、シフトチェンジモードのゲイン特性７２ｂも、ゲイン特性７２ａと同様の波形を示すが、ゲイン特性７２ａと比べてゲインの変化の幅が小さく設定されている。例えば、重み付けゲインＹが最大となる１速全開周波数変化量Ｘ２（図７）のゲインＹが、例えば、−５［ｄＢ］とされ、エンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量Δａｆがゼロ近傍にある場合の重み付けゲインＹが、例えば、−１５［ｄＢ］とされる。

なお、これらゲイン特性のデータは、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリ（図示せず）に予め書き込まれている。

次に、クラッチの接続状態に応じてゲイン特性７２ａとゲイン特性７２ｂとを切り換える方法の詳細を説明する。

音圧調整器７０（制御手段２０１）は、クラッチの接続状態をクラッチスイッチ１２２からのクラッチ信号Ｃｓの有無により判断する。図１に示すように、クラッチ信号Ｃｓは、クラッチペダル１２０に接続されたクラッチスイッチ１２２により生成される。

クラッチスイッチ１２２は、固定端子の一端が接地され他端が抵抗器１２４を通じて＋１２［Ｖ］の電源に接続されるノーマルクローズの開閉器を採用している。このため、図９に示すように、運転者がクラッチペダル１２０を踏んでいる間、換言すれば、図示しないクラッチを切っている間、可動接点が離れて閉状態から開状態となり、その開状態となっている間に＋１２［Ｖ］のクラッチ信号Ｃｓが制御手段２０１を構成する音圧調整器７０に供給される。このため、制御手段２０１は、＋１２［Ｖ］のクラッチ信号Ｃｓが供給されたとき、クラッチが切れていると認識することができる。

なお、運転者がクラッチペダル１２０を踏んでいる場合であっても、クラッチペダル１２０の遊びによりエンジンからの駆動力が駆動輪に完全に伝達される状態や、エンジンからの駆動力の一部が駆動輪に伝達される状態（いわゆる半クラッチの状態）は、厳密に言えば、クラッチが切れているとは言えない。しかし、シフトチェンジ時においてこれらの状態が継続する時間は短く、この発明の特徴である、クラッチが切れているときの効果音のゲインを下げるという特徴をほとんど損なうものではない。よって、この発明ではこれらの状態もクラッチが切れている状態に含めることができる。なお、後述するように、これらの状態を判別してゲイン調整することもできる。

図１０には、音圧調整器７０（制御手段２０１）が、クラッチの接続状態を判別するためのフローチャートが示されている。

ステップＳ１において、図示しないバッテリがＥＣＵ１２１に対して接続されると、音圧調整器７０はクラッチ信号Ｃｓの検出を行い、クラッチ信号Ｃｓがあるかどうか、すなわち、クラッチスイッチ１２２からの出力が閾値電圧である１０［Ｖ］を超える電圧であるかどうかを判定する。クラッチスイッチ１２２からの出力が１０［Ｖ］以下の場合、ステップＳ２において、音圧調整器７０は通常モード（クラッチ結合モード）となり、図５Ａのゲイン特性７２ａを用いて第１音圧調整処理を行う。ステップＳ２の後は、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１においてクラッチスイッチ１２２からの出力が１０［Ｖ］を超える場合、ステップＳ３において、音圧調整器７０はシフトチェンジモード（クラッチ切断モード）となり、図５Ａのゲイン特性７２ｂを用いて第１音圧調整処理を行う。ステップＳ３の後は、ステップＳ１に戻る。これらのステップＳ１〜Ｓ３は、車両のエンジンが停止するまで繰り返される。

図５Ｂに示すゲイン特性７２ａ’、７２ｂ’も、ゲイン特性７２ａ、７２ｂとそれぞれ同様であるが、ゲイン特性７２ｂ’は、エンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量Δが１速全開周波数変化量Ｘ２を超えたときのゲインＹの値が、ゲイン特性７２ａ’のゲインＹの値よりも大きくなるようにされている。これにより、運転手が意図的に空ぶかしを行った際に急激なゲインの低下を避け、効果音に違和感が生じるのを避けることができる。

（ｃ）音圧調整処理の効果
図１１Ａには、変速機を２速から３速にシフトチェンジした際のエンジン回転周波数ｆｅを縦軸に、時間ｔ［秒］を横軸にとったデータが示されている。図１１Ｂ（ｐ次高周波の対策前後）、図１１Ｃ（ｑ次高周波の対策前後）及び図１１Ｄ（高調波全体の対策前後）には、図１１Ａのエンジン回転周波数ｆｅに対応するスピーカからの出力Ｆｒの音圧［ｄＢ］が、この発明の一実施形態の実施である車両用効果音発生装置を使用した場合と使用しない場合とで示されている。

図１１Ａ〜図１１Ｄからわかるように、クラッチ信号Ｃｓが出力されている間、上記車両用効果音発生装置を使用しない場合に比べ、使用した場合の方がスピーカからの出力Ｆｒの音圧が低くなっている。このため、この発明の実施をすることで、車両の実際の加速度と、スピーカから出力される効果音との間のずれを小さくすることができ、効果音に対する運転手や同乗者の違和感を低減することができているといえる。

［５．本実施形態における効果］
以上説明したように上述した実施形態によれば、車両用効果音発生装置１０１は、１周期分の波形データを格納する波形データテーブル１６と、エンジン回転周波数ｆｅを検出する周波数検出器２３と、エンジン回転周波数ｆｅに基づいた調波の基準信号Ｓｒを、波形データテーブル１６から順次前記波形データを読込むことにより生成する基準信号生成手段１８と、基準信号Ｓｒに基づく制御信号Ｓｃ２を生成する制御手段２０１と、クラッチの接続状態を示すクラッチ信号Ｃｓを生成し、制御手段２０１に出力するクラッチスイッチ１２２と、制御信号Ｓｃ２を効果音として出力するスピーカ１４と、を備える。ここで、制御手段２０１は、エンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量Δａｆに応じて制御信号Ｓｃ２のゲインを変化させ、クラッチが切れているときのゲインの値を、クラッチがつながっているときのゲインの値よりも低く設定する。

このため、車両のクラッチが切れている際、基準信号Ｓｒに基づく制御信号Ｓｃ２のゲインが低く設定される。従って、シフトチェンジのためにエンジン回転周波数ｆｅを増加させても、制御信号Ｓｃ２のゲインの増加が抑制される。よって、車両の実際の加速度と、スピーカ１４から出力される効果音との間のずれを小さくすることができ、運転手や同乗者の違和感を低減することができる。

上記実施形態では、クラッチに接続されたクラッチペダル１２０の踏み込み状態に応じてクラッチの接続状態を判定することができる。これにより、クラッチの接続状態を検出するセンサをクラッチ自体に設けることなく、クラッチの接続状態を判定できる。このため、一般に制御が重要且つ複雑となりがちなクラッチ及びその周辺の設計変更を要さずに、簡易にクラッチの接続状態を判定可能となる。

［６．この発明の応用］
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

上記実施形態では、クラッチペダル１２０に接続されたクラッチスイッチ１２２を用いてクラッチの接続状態を判定したが、クラッチの接続状態を判定できるものであればこれに限られない。例えば、エンジン側のフライホイールに対してクラッチディスクを進退させるクラッチプレッシャレバーへの制御信号を検出することで、クラッチの接続状態を判定することもできる。また、クラッチは、一般的ないわゆる乾式単版クラッチに限られず、クラッチが切れている間、エンジン回転周波数ｆｅの単位時間当たりの変化量Δａｆと、車両の実際の加速度との相関関係がないものであれば、どのようなクラッチであってもよい。

また、上記実施形態では、クラッチスイッチ１２２がオンオフ型のものとされ、クラッチがつながっている状態と、クラッチが切れている状態との２つの状態を判定するものとされていた。しかし、例えば、クラッチスイッチ１２２の出力をクラッチペダル１２０の踏み込み量に応じて変化させることで、３つ又はそれより多い数の状態を判定することもできる。３つ又はそれより多い数の状態としては、例えば、エンジンからの駆動力が駆動輪に完全に伝達される状態、エンジンからの駆動力の一部が駆動輪に伝達される状態（いわゆる半クラッチの状態）及びエンジンからの駆動力が駆動輪に全く伝達されない状態を挙げることができる。この場合、これらの状態に応じた複数のモード及びゲインテーブルを設定すればよい。

また、クラッチスイッチ１２２はオンオフ型のものとしたままで、車両の速度を測定する速度計や車両の加速度を測定する加速度計の数値を用いてクラッチの接続状態を判定し、この判定結果に応じて制御信号Ｓｃ２のゲインを下げる度合を調節するような構成も可能である。

上記実施形態では、クラッチペダル１２０が踏み込まれていない状態における制御信号Ｓｃ２のゲインの値を有する通常ゲインテーブル８１と、クラッチペダル１２０が踏み込まれている状態における制御信号Ｓｃ２のゲインの値を有するシフトチェンジ用ゲインテーブル８２とを設けた。しかし、クラッチが切れているときの制御信号Ｓｃ２のゲインの値を、クラッチがつながっているときの制御信号Ｓｃ２の値よりも低く設定することができるものであれば、これに限られない。例えば、クラッチペダル１２０が踏み込まれていない状態における制御信号Ｓｃ２のゲインの値を有する通常ゲインテーブル８１を備え、クラッチペダル１２０が踏み込まれている場合、通常ゲインテーブル８１における制御信号Ｓｃ２のゲインの値に係数Ｐ（０＜Ｐ＜１）を乗算するような構成を採ることもできる。

上記実施形態では、第１・第２音圧調整処理の前に、音場調整器５１により音場調整処理、周波数強調処理及び次数毎調整処理を行ったが、乗員位置２９の音場特性Ｃ００に応じて音場調整処理、周波数強調処理及び次数毎調整処理を行わないことも可能である。

上記実施形態では、クラッチ信号Ｃｓは、クラッチペダル１２０が踏み込まれたときに出力されるものであったが、クラッチの接続状態を示すものであれば、これに限られない。例えば、クラッチペダル１２０が踏み込まれない状態でクラッチ信号Ｃｓが出力され、クラッチペダル１２０が踏み込まれた状態でクラッチ信号Ｃｓが出力されない構成を採ることもできる。また、クラッチペダル１２０の踏み込み量に比例してクラッチ信号Ｃｓの電圧値を変化させる構成も可能である。

図１は、この発明の一実施形態に係る車両用効果音発生装置の構成を示すブロック図である。 図２Ａは、波形データメモリの内容を示す説明図である。図２Ｂは、波形データメモリを参照して生成された正弦波を示す説明図である。 図３は、音場調整処理が行われる前後の音圧レベルの周波数特性を示している。 図４Ａは、乗員位置において測定したゲイン特性図である。図４Ｂは、図４Ａのゲイン特性を反転したゲイン特性図である。図４Ｃは、図４Ａ及び図４Ｂのゲイン特性を合成したゲイン特性図である。図４Ｄは、所定の周波数範囲を強調するゲイン特性図である。図４Ｅは、所定の周波数範囲が強調された反転ゲイン特性図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、クラッチの接続状態に応じた重み付けゲイン特性を示す図である。 図６は、エンジンパルスの波形図である。 図７は、ＭＴ車両の変速特性図である。 図８は、クラッチの接続状態に応じて２つの重み付けゲインテーブルを切り換える方法を簡略的に示す図である。 図９は、クラッチの接続状態を示すクラッチ信号の出力と、これに対応する車両の速度を示す図である。 図１０は、クラッチの接続状態を判定するためのフローチャートである。 図１１Ａは、変速機を２速から３速にシフトチェンジした際のエンジン回転周波数を示す図である。図１１Ｂ〜図１１Ｄは、この発明の一実施形態としての車両用効果音発生装置を使用した場合と使用しない場合それぞれについて、スピーカからの出力の音圧レベルを示す図である。

符号の説明

１４…スピーカ（出力手段） １６…波形データテーブル
１８…基準信号生成手段 ２３…周波数検出器
６８…周波数変化量検出器 ７０…音圧調整器
８１…通常ゲインテーブル ８２…シフトチェンジ用ゲインテーブル
１０１…車両用効果音発生装置 １２０…クラッチペダル
１２２…クラッチスイッチ（クラッチ信号生成手段）
２０１…制御手段
Ｃｓ…クラッチ信号 ｆｅ…エンジン回転周波数
Ｓｃ１、Ｓｃ２…制御信号 Ｓｒ…基準信号
Δａｆ…エンジン回転周波数の単位時間当たりの変化量

Claims (3)

1. １周期分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を検出する周波数検出手段と、
   前記回転周波数に基づいた調波の基準信号を、前記波形データテーブルから順次前記波形データを読込むことにより生成する基準信号生成手段と、
   前記基準信号に基づく制御信号を生成する制御手段と、
   クラッチの接続状態を示すクラッチ信号を生成し、前記制御手段に出力するクラッチ信号生成手段と、
   前記制御信号を効果音として出力する出力手段と、を備える車両用効果音発生装置であって、
   前記制御手段は、
   前記回転周波数の単位時間当たりの変化量に応じて前記制御信号のゲインを変化させ、且つ
   車両の加速度と前記効果音とのずれによる運転手や同乗者の違和感を低減するために、前記クラッチが切れているときの前記ゲインの値を、前記クラッチがつながっているときの前記ゲインの値よりも低く設定する
   ことを特徴とする車両用効果音発生装置。
2. 請求項１記載の車両用効果音発生装置であって、
   前記クラッチ信号生成手段は、前記クラッチに接続されたクラッチペダルの踏み込み状態に応じて前記クラッチ信号を生成する
   ことを特徴とする車両用効果音発生装置。
3. 請求項２記載の車両用効果音発生装置であって、
   前記クラッチペダルが踏み込まれていない状態における前記制御信号のゲインの値を有する通常ゲインテーブルと、前記クラッチペダルが踏み込まれている状態における前記制御信号のゲインの値を有するシフトチェンジ用ゲインテーブルとを備える
   ことを特徴とする車両用効果音発生装置。

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