CN108290510B - 车辆用通知装置和车辆用通知方法 - Google Patents

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Abstract

为了使得即使在通知振动可能被道路状况掩盖的情形中驾驶员也能够辨别通知振动，本车辆用通知装置(1)根据振动部(激励器(EX1～EX4))的数量而随机地提取具有初始频率和目标频率的不同组合的多个信号数据，并且通过按周期使所提取的信号数据的频率从初始频率向目标频率进行改变来生成多个扫频信号。通过从振动部(激励器(EX1～EX4))分别输出所生成的多个扫频信号，来输出频率在不同的频率范围内变化的多个通知振动。

Description

车辆用通知装置和车辆用通知方法
技术领域
本发明涉及车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号，并且更具体地，涉及能够通过振动来通知用户的车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号。
背景技术
已知有包括安装在车辆座椅中的扬声器的音频系统(例如，参见专利文献1和2)。这种音频系统包括安装在座椅的头枕附近的全音域扬声器和安装在座椅的靠背部或座面部中的超低音音箱，并且能够输出低音域到高音域的宽音域的声音。超低音音箱嵌入在座椅中，并且被配置为根据音乐的低频带信号的水平来使座椅振动。在将从头枕附近安装的全音域扬声器所输出的声音和从超低音音箱所输出的振动组合到一起的情况下，可以增强临场感。
超低音音箱不仅仅用于通过输出重低音(低频音)来增强音乐的临场感。超低音音箱最近还被用作向驾驶员进行通知的部件(警报部件)。
例如，提出了用于在车辆越过车道标记的情况下、通过振动向驾驶员通知车辆越过了车道标记并且使用座椅的振动位置向驾驶员通知已越过的车道标记的位置的车辆用通知装置(例如，参见专利文献3)。还提出了通过使用心率监测器检测驾驶员的心率来判断驾驶员是否正在打瞌睡、并且通过使座椅中所配置的振动部(激励器)振动来唤醒驾驶员的车辆用通知装置(参见专利文献4)。
如上所述，可以通过在需要的情况下使驾驶员的座椅中所配置的振动部(超低音音箱等)振动来向驾驶员发出警报或通知。还提出了通过使驾驶员的座椅中所安装的扬声器等振动来向驾驶员进行通知的许多其它方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-65038
专利文献2：日本特开2008-72165
专利文献3：日本特开2008-129716
专利文献4：日本特开2007-55321
发明内容
发明要解决的问题
嵌入座椅中的扬声器的典型示例包括使用纸盆等的动态式扬声器和通过使接触面振动来输出声音或振动的激励器。使扬声器振动的声源的示例包括正弦信号和扫频信号。如这里所使用的，术语“扫频信号”是指通过使输出声音的频率逐渐变化所获得的信号。
无论何种类型的扬声器嵌入座椅中，在座椅表面上低频声音或低频振动的振动成分都趋于大幅衰减。由于该原因，包括嵌入在座椅中的扬声器的通知装置需要输出高水平的声音信号，使得用户可以可靠地感受到振动。
另一方面，如果向动态扬声器或激励器输入具有比容许输入水平高的水平的信号，则音圈可能会不利地烧坏。特别地，如果向扬声器等连续地输入诸如正弦信号或扫频信号等的水平均等的信号(水平或振幅恒定的信号)，则可能会发生过电流。即使所输入的信号的水平落在容许输入水平内，这种过电流也可能使扬声器的音圈等烧坏。
此外，在车辆行驶期间，根据道路状况等向座椅传递了稳定状态的行驶振动，因而座椅可能发生低频振动。这种低频的座椅振动的频带与来自扬声器或激励器的低频的警报振动的频带可能相同，这样不利地使得驾驶员难以区分车辆振动与警报振动。
如果警报振动被车辆振动掩盖、并且驾驶员难以将警报振动与车辆振动区分开，则考虑使用通过有意地增加警报信号的频率来使警报信号的频带不同于车辆振动的频带的方法。然而，如果警报信号的频带增加，则座椅的传播模式(振动传递特性)相对于低频的警报信号改变。传播模式的变化趋于使警报信号的振动成分减少，因而警报信号趋于被输出为声音成分。作为声音所输出的警报振动通过空间传播。结果，警报声音被传递至除驾驶员外的乘员，这样不利地使乘员感到焦虑。
本发明是有鉴于上述问题而做出的，并且本发明的目的是提供如下的车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号，其用于在从座椅中所配置的扬声器或激励器等输出警报振动的情况下，即使在警报振动可能根据道路状况而被掩盖的情形中，也使得驾驶员能够可靠地辨别警报信号。
本发明的另一目的是提供如下的车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号，其在从座椅中所配置的诸如扬声器或激励器等的振动装置输出警报振动的情况下，能够防止振动装置被烧坏。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面的一种车辆用通知装置，包括：多个振动部，其独立地配置在座椅中；记录部，其被配置为记录在初始频率和目标频率的组合方面不同的多个信号数据；以及信号生成部，其被配置为按照所述振动部的数量而随机地提取所述记录部中所记录的多个信号数据中的一个信号数据，并且与所述振动部的数量相对应地生成多个扫频信号，其中，各个所述扫频信号是通过按周期使频率从所提取的信号数据的所述初始频率向所述目标频率进行改变而生成的。通过从所述振动部分别输出所述信号生成部所生成的扫频信号，来从所述座椅的多个位置输出频率在不同的频率范围内变化的多个通知振动。
此外，根据本发明的另一方面的一种车辆用通知装置所进行的车辆用通知方法，所述车辆用通知装置用于从独立地配置在座椅中的多个振动部输出通知振动。所述车辆用通知方法包括：扫频信号生成步骤，用于利用信号生成部，按照所述振动部的数量而随机地提取记录部中所记录的多个信号数据中的一个信号数据，并且与所述振动部的数量相对应地生成多个扫频信号，其中，所述多个信号数据在初始频率和目标频率的组合方面不同，以及各个所述扫频信号是通过按周期使频率从所提取的信号数据的所述初始频率向所述目标频率进行改变而生成的；以及振动输出步骤，用于通过从所述振动部分别输出所述扫频信号生成步骤中所生成的扫频信号，来从所述座椅的多个位置输出频率在不同的频率范围内变化的多个通知振动。
根据本发明的又一方面的一种车辆用通知装置的通知信号，其被输入至独立地配置在座椅中的多个振动部，使得从所述振动部输出通知振动。所述通知信号是通过随机地提取多个信号数据中的一个信号数据并且按周期使频率从所提取的信号数据的初始频率向目标频率进行改变来对频率成分进行扫频得到的扫频信号，其中所述多个信号数据在所述初始频率和所述目标频率的组合方面不同。
上述的车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号能够基于初始频率和目标频率的多个组合中的随机提取的初始频率和目标频率的组合来生成具有不同的频率范围的扫频信号，并且从多个振动部输出不同的扫频信号。由于通过改变扫频信号的初始频率和目标频率来针对各周期改变扫频信号的波长，因此可以从座椅的各位置输出具有各种频率成分的通知振动。
特别地，在座椅中配置有多个振动部，并且可以从这些振动部分别输出具有不同的频率成分的通知振动。因而，可以提高驾驶员对通知振动的可识别性和可辨别性。此外，可以显著提高驾驶员对通知振动的注意力。即使在警报振动可能根据车辆行驶期间的道路状况而被从路面传递到座椅的稳定状态的振动掩盖的情形中，也可以提高驾驶员对通知振动的可识别性和可辨别性，并且可以显著提高驾驶员对通知振动的注意力。
上述的车辆用通知装置还包括：延迟信号生成部，其被配置为通过从各个所述周期的时间范围中连续地随机提取一个时间值作为延迟时间值，来生成表示所述延迟时间值的变化状态的多个延迟信号；以及可变延迟部，其被配置为基于所述延迟信号中的所述延迟时间值的变化状态，来按各个所述周期延迟所述信号生成部所生成的扫频信号。
上述的车辆用通知方法还包括以下步骤：延迟信号生成步骤，用于通过从各个所述周期的时间范围中连续地随机提取一个时间值作为延迟时间值，利用延迟信号生成部来生成表示所述延迟时间值的变化状态的多个延迟信号；以及可变延迟步骤，用于基于所述延迟信号生成步骤中所生成的所述延迟信号中的所述延迟时间值的变化状态，利用可变延迟部来按各个所述周期延迟所述扫频信号生成步骤中所生成的扫频信号。
在上述的通知信号中，通过从各个所述周期的时间范围中连续地随机提取一个时间值作为延迟时间值，来获得所述延迟时间值的变化状态，以及基于所获得的所述延迟时间值的变化状态，来按各个所述周期延迟从所述振动部输出所述扫频信号的定时。
此外，该车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号能够基于多个延迟信号中的延迟时间值的变化状态来针对各周期延迟多个扫频信号。因而，可以改变从多个振动部输出通知振动的定时。结果，可以提高驾驶员对通知振动的可识别性和可辨别性，并且可以显著提高驾驶员对通知振动的注意力。
此外，可以改变从多个振动部输出通知振动的定时。因而，即使在警报振动可能根据车辆行驶期间的道路状况而被从路面传递到座椅的稳定状态的振动掩盖的情形中，也可以提高驾驶员对通知振动的可识别性和可辨别性，并且可以显著提高驾驶员对通知振动的注意力。
上述的车辆用通知装置还包括以下至少之一：振幅改变部，其被配置为按各个所述周期随机地改变所述信号生成部所生成的扫频信号的振幅值；以及发生频度调节部，其被配置为通过按各个所述周期随机地将所述信号生成部所生成的扫频信号的振幅值限制为零，来按各个所述周期抑制所述通知振动的发生。
上述的车辆用通知方法还包括以下步骤至少之一：振幅改变步骤，用于利用振幅改变部，按各个所述周期随机地改变所述扫频信号生成步骤中所生成的扫频信号的振幅值；以及发生频度控制步骤，用于通过按各个所述周期随机地将所述扫频信号生成步骤中所生成的扫频信号的振幅值限制为零，利用发生频度调节部来按各个所述周期抑制所述通知振动的发生。
在上述的通知信号中，进行以下处理至少之一，所述处理包括：按各个所述周期随机地改变所述扫频信号的振幅值的处理；以及通过按各个所述周期随机地将所述扫频信号的振幅值限制为零来按各个所述周期抑制所述通知振动的发生的处理。
此外，该车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号随机地改变扫频信号的周期的振幅值，或者将扫频信号的周期的振幅值随机地限制为零、并由此能够按一个周期抑制通知振动的发生。即，该车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号能够将从振动部输出的通知振动改变为与振动部相对应的不同的振幅值，或者随机地抑制一个周期中的通知振动的发生。因而，可以提高驾驶员对通知振动的可识别性和可辨别性，并且可以显著提高驾驶员对通知振动的注意力。此外，即使在警报振动可能根据车辆行驶期间的道路状况而被从路面传递到座椅的稳定状态的振动掩盖的情形中，也可以提高驾驶员对通知振动的可识别性和可辨别性，并且可以显著提高驾驶员对通知振动的注意力。
在上述的车辆用通知装置中，在使所述扫频信号的频率从所述初始频率向所述目标频率进行改变的情况下，所述信号生成部根据频率的变化来改变振幅值。
在上述的车辆用通知方法中，所述扫频信号生成步骤包括：在使所述扫频信号的频率从所述初始频率向所述目标频率进行改变的情况下，利用所述信号生成部来根据频率的变化而改变振幅值。
在上述的通知信号中，在使所述扫频信号的频率从所述初始频率向所述目标频率进行改变的情况下，根据频率的变化来改变振幅值。
此外，在使扫频信号的频率从初始频率向目标频率改变的情况下，车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号能够根据频率的变化来使振幅值改变。例如，车辆用通知装置等能够使扫频信号的振幅值从初始频率起逐渐增加，在从初始频率起直到目标频率为止的频率其中之一处使振幅值最大，并且使扫频信号的振幅值从该一个频率向着目标频率逐渐减小。如从以上看出，可以通过根据频率的变化使振幅改变来改变扫频信号的一个周期内的振幅值。
通过改变一个扫频信号的一个周期内的振幅值，可以防止将具有均等的振幅值(信号水平)的信号连续地输入至振动部。因而，可以防止由于过电流所引起的振动部的烧坏，从而延长了振动部的寿命。此外，通过改变一个扫频信号的一个周期内的振幅值，可以降低振动部的电力消耗。
发明的效果
本发明实施例的车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号能够基于初始频率和目标频率的多个组合中的随机提取的初始频率和目标频率的组合来生成具有不同的频率范围的扫频信号，并且从多个振动部输出不同的扫频信号。由于通过改变扫频信号的初始频率和目标频率来针对各周期改变扫频信号的波长，因此可以从座椅的各位置输出具有各种频率成分的通知振动。
特别地，在座椅中配置有多个振动部，并且从这些振动部分别输出具有不同的频率成分的通知振动。因而，可以提高驾驶员对通知振动的可识别性和可辨别性。此外，可以显著提高驾驶员对通知振动的注意力。即使在警报振动可能根据车辆行驶期间的道路状况而被从路面传递到座椅的稳定状态的振动掩盖的情形中，也可以提高驾驶员对通知振动的可识别性和可辨别性，并且可以显著提高驾驶员对通知振动的注意力。
附图说明
图1是示出根据实施例的车辆用警报装置的示意结构的框图。
图2是示意性示出根据本实施例的激励器EX1～EX4安装在驾驶座中的状态的图。
图3是示出根据本实施例的扫频信号生成部的示意结构的框图。
图4的(a)是示出根据本实施例的信号生成部所生成的扫频信号的一个周期的振幅特性的示例的图。图4的(b)是示出通过使用汉明(Hann)窗对图4的(a)所示的扫频信号周期进行加权所获得的扫频信号周期的振幅特性的示例的图。
图5是示出八个扫频信号(信号1～8)的初始频率和目标频率的组合的示例的表。
图6是示出通过随机地提取图5所示的信号1～8其中之一所生成的扫频信号的输出特性的示例的图。
图7是示出根据本实施例的生成频度调节部的示意结构的框图。
图8的(a)是示出本实施例的第一均等分布发生器的输出特性的示例的图。图8的(b)是示出本实施例的第二均等分布发生器的输出特性的示例的图。
图9是示出通过基于图8的(a)所示的第一均等分布发生器的输出特性来调节扫频信号中的脉冲状信号的生成频度所获得的输出特性的示例的图。
图10是示出根据本实施例的生成水平调节部的示意结构的框图。
图11是示出通过使用根据本实施例的生成水平调节部对图9所示的扫频信号的振幅值(信号水平)进行加权所获得的扫频信号的输出特性的示例的图。
图12是示出通过使用根据本实施例的生成延迟调节部随机地改变图6所示的扫频信号的重放时间位置所获得的信号的输出特性的示例的图。
图13是示出根据本实施例的生成延迟调节部的示意结构的框图。
图14是示出用于使用根据本实施例的可变延迟部进行延迟处理的延迟时间的变化状态的时间序列曲线图的示例。
图15是示出通过将频率为50Hz的正弦波和频率为55Hz的正弦波合成所获得的正弦信号的振幅特性的图。
具体实施方式
现在将参考附图来详细说明车辆用警报装置作为根据本发明的车辆用通知装置的示例。图1是示出根据实施例的车辆用警报装置的示意结构的框图。车辆用警报装置(车辆用通知装置)1包括扫频信号生成部2、生成频度调节部(发生频度调节部)3、生成水平调节部(振幅改变部)4、生成延迟调节部5、放大部6和四个激励器(振动部)EX1、EX2、EX3和EX4。
警报信息输出部10连接至扫频信号生成部2，其中该警报信息输出部10用于生成用作与是否使激励器EX1～EX4生成警报振动有关的判断标准的警报信息。警报信息输出部10基于诸如车道偏离信号、车辆接近信息、瞌睡检测信息和急转弯信号等来生成警报信息，并且将所生成的信息输出至扫频信号生成部2。警报信息输出部10使用诸如以下等的典型方法来检测这些警报事项：用于拍摄车辆前方的图像并且分析这些图像的方法、或者用于通过向着前方辐射雷达波并且测量反射波来检测警报事项的方法。
[激励器]
激励器EX1～EX4用作通过分别输出通知用的振动和声音来引起驾驶员注意的振动装置。在本实施例中，将说明使用激励器作为振动装置的情况。然而，振动装置无需是激励器，并且可以是诸如动态扬声器等的其它类型的装置。如这里所使用的，术语“激励器”是指能够将来自音圈的振动力传递至与激励器相接触的对象物、并且使该对象物作为振动板输出振动或声音的输出装置。
图2是示意性示出激励器EX1～EX4安装在车辆的驾驶座(座椅)20中的状态的图。如图2所示，激励器EX1安装在驾驶座20的座面部21的左前部分；激励器EX2安装在座面部21的右前部分；激励器EX3安装在驾驶座20的靠背部22的左上部分；并且激励器EX4安装在靠背部22的右上部分。激励器EX1～EX4安装在作为座面部21和靠背部22的内装构件的衬垫中。
注意，激励器EX1～EX4无需安装在图2所示的位置中，并且可以安装在任何位置中，只要这些位置是驾驶员可以在驾驶车辆期间通过他或她的身体部位辨别激励器EX1～EX4的振动的位置即可。由于该原因，可以灵活地改变激励器EX1～EX4的安装位置。例如，激励器EX3和EX4无需安装在靠背部22的左上位置和右上位置中，并且例如可以安装在靠背部22的左下位置和右下位置中。或者，激励器EX3和EX4可以安装在座面部21的左后位置和右后位置中。此外，激励器的数量无需为四个，并且可以是多于四个或者少于四个。
[扫频信号生成部]
扫频信号生成部2具有在从警报信息输出部10接收到警报信息的情况下、基于该警报信息来生成警报用扫频信号的功能。图3是示出扫频信号生成部2的示意结构的框图。如图3所示，扫频信号生成部2包括四个信号生成部2a(2a-1、2a-2、2a-3和2a-4)、加权部2b和记录部2c。四个信号生成部2a是以与四个激励器EX1～EX4相对应的方式配置的。信号生成部2a(2a-1～2a-4)基于从警报信息输出部10接收到的警报信息来生成扫频信号。
在从警报信息输出部10接收警报信息期间，扫频信号生成部2使用信号生成部2a和加权部2b连续地生成扫频信号，并且将这些扫频信号连续地输出至生成频度调节部3。注意，扫频信号生成部2生成要输入至激励器EX1～EX4的扫频信号(四个扫频信号)，并且将这些扫频信号输出至生成频度调节部3。
各信号生成部2a生成包括正弦波的扫频信号。具体地，各信号生成部2a通过在低频带内对正弦波的频率进行扫频来生成扫频信号。如果使用与整个频带相对应的扫频信号来使激励器振动，则驾驶座20的振动特性(振动传播模式)可能改变，因而振动成分可能改变成声音成分。在这种情况下，警报振动可能改变成声音，然后声音可以通过空间传播并且可能被除驾驶员以外的乘员识别为警报声音。由于该原因，通过仅对正弦波的低频带进行扫频来生成扫频信号。因而，可以防止警报振动被乘员识别为声音。
在记录部2c中记录与在初始频率和目标频率的组合方面不同的八个信号1～8有关的信息(信号数据)。图5是示出记录部2c中所记录的八个信号1～8的初始频率和目标频率的组合的表。注意，记录部2c可以是独立于扫频信号生成部2配置的。
信号生成部2a能够访问记录部2c并且从记录部2c读取(提取)与在图5的表中示出的信号1～8其中之一有关的信息(信号数据)。然后，信号生成部2a基于从记录部2c读取的信号信息来确定初始频率和目标频率。然后，信号生成部2a通过使正弦波的频率在从所确定的初始频率起直到目标频率为止的频率范围内平滑地改变来生成扫频信号。
图4的(a)是示出信号生成部2a所生成的扫频信号的一个周期的振幅特性的示例的图。更具体地，图4的(a)示出通过使正弦波的频率从初始频率40Hz改变为目标频率60Hz所获得的扫频信号的一个周期(即，要扫频的频带在40Hz～60Hz的范围内的扫频信号的一个周期)。
图4的(a)所示的扫频信号的一个周期为0.2秒，并且其采样频率为44.1kHz。在该周期中，扫频信号的频率从40Hz改变为60Hz。此外，如图4的(a)所示，周期为0.2秒的扫频信号与8821个样本相对应。
加权部2b对信号生成部2a所生成的扫频信号进行加权。根据本实施例的加权部2b使用作为示例窗函数的汉明窗对扫频信号进行加权。图4的(b)示出通过使用汉明窗对图4的(a)所示的扫频信号的周期进行加权所获得的扫频信号周期的振幅特性。加权部2b无需进行使用窗函数的加权，并且可以进行使用任何方法的加权，只要该方法允许扫频信号的初始频率附近的振幅及其目标频率附近的振幅的充分衰减即可。此外，在进行使用窗函数的加权的情况下无需使用汉明窗，并且可以使用其它的窗函数。
如图4的(b)所示，在利用加权部2b进行加权后的扫频信号周期中，初始频率附近的振幅和目标频率附近的振幅收敛，并且中间振幅放大。即，加权后的扫频信号周期具有振幅值根据频率的变化而改变的振幅特性。换句话说，由于振幅值的加权，因而扫频信号周期被调整/变形成脉冲状信号。
如从以上看出，可以通过加权来改变扫频信号的各周期的振幅值。因而，可以在维持座椅的振动感的同时，防止具有均等的水平(信号水平、振幅值)的信号向诸如激励器EX1～EX4等的振动装置的连续输入。结果，可以防止具有均等水平的信号的连续输入在振动装置中产生过电流并由此导致振动装置被烧坏。
此外，由于可以通过加权部2b所进行的加权处理将扫频信号的周期调整/变形成脉冲状信号，因此与输出具有均等水平的信号时相比，振动装置可以降低其电力消耗。
如果从座椅内的诸如衬垫构件等的特定构件中所配置的激励器EX1～EX4输出具有特定频率的信号，则振动可能引起谐振。将发生谐振的信号频率称为“谐振频率”。谐振频率依赖于配置有激励器EX1～EX4的构件的特定频率。即使从激励器EX1～EX4输出低水平的信号，通过谐振也可以产生相对较大的振动。由于该原因，在通过振动向驾驶员提供警报的情况下，从激励器EX1～EX4输出具有谐振频率的信号。因而，可以减小放大部6的输出，这样实现了省电化。
然而，谐振频率的特征在于由于以下而改变：诸如激励器EX1～EX4等的振动装置之间的个体差异；传递振动的驾驶座20的材料性质的变化；激励器EX1～EX4的安装位置之间的差异；激励器EX1～EX4、座椅材料或安装构件等的老化劣化；或者其它。由于该原因，信号生成部2a使用通过扫频该频率所获得的正弦波、而不是使用基于单个频率的正弦信号，作为警报信号(扫频信号)。因而，即使谐振频率改变，警报信号也可以引起谐振。
信号生成部2a可以通过随机地改变初始频率和目标频率，来改变在生成扫频信号时要扫频的频率范围。例如，四个信号生成部2a-1～2a-4从记录部2c中独立地随机提取图5所示的信号1～8其中之一，并且基于所提取的信号的初始频率和目标频率来生成扫频信号。信号1～8在初始频率和目标频率的组合方面有所不同。通过独立地随机提取记录部2c中所存储的信号1～8其中之一，信号生成部2a-1～2a-4可以生成具有频率改变的不同频率范围(要扫频的频率范围)的扫频信号。
图6示出信号生成部2a-1～2a-4通过随机地提取图5的表中所示的信号1～8其中之一并由此改变初始频率和目标频率的组合所生成的扫频信号的输出特性(振幅特性)。信号生成部2a生成与激励器EX1～EX4相对应的扫频信号。图6示出从EX1～EX4要输出的四个扫频信号。
如图6所示，通过改变初始频率和目标频率来改变扫频信号的各周期(各脉冲状信号)的波长和频率。通过这样改变扫频信号的频率范围，可以从驾驶座20的各座椅位置中所配置的激励器输出具有各种频率成分的警报振动。
在本实施例中，从驾驶座20的四个位置中所配置的激励器EX1～EX4输出具有不同的频率成分的警报振动。因而，可以提高驾驶员对警报振动的可识别性和可辨别性，并且明显提高驾驶员对振动的注意力。
在上述示例中，各信号生成部2a生成扫频信号作为具有0.2秒的周期的信号(与8821个样本相对应的信号)。然而，扫频信号的周期长度不限于该长度。根据本实施例的四个信号生成部2a(2a-1～2a-4)可以独立地随机改变扫频信号的周期长度。
将扫频信号生成部2所生成的四个扫频信号作为第一扫频信号A、第一扫频信号B、第一扫频信号C和第一扫频信号D输出至生成频度调节部3。
[生成频度调节部]
生成频度调节部3具有调节生成从激励器EX1～EX4要输出的警报振动的频度的功能。如图4的(b)所示，扫频信号生成部2基于来自警报信息输出部10的警报信息来将扫频信号的周期生成为脉冲状信号，并且将这些扫频信号连续地输出至生成频度调节部3。因此，如果生成频度调节部3没有调节生成警报振动的频度，则从激励器EX1～EX4连续地输出脉冲状信号，因而连续地生成警报振动。
另一方面，如果生成频度调节部3调节生成警报振动的频度，则利用激励器EX1～EX4有时生成警报振动并且有时没有生成警报振动。即，可以通过调节生成频度来改变警报振动的输出模式(发生模式)。这样可以防止警报振动的输出模式固定，由此防止驾驶员对警报振动感到不敏感。
图7是示出生成频度调节部3的示意结构的框图。如图7所示，生成频度调节部3包括四个第一均等分布发生器3a(3a-1、3a-2、3a-3和3a-4)和四个可变频度部3b(3b-1、3b-2、3b-3和3b-4)。四个第一均等分布发生器3a和四个可变频度部3b是以与激励器EX1～EX4相关联的方式配置的。四个可变频度部3b接收第一扫频信号A～D。
各第一均等分布发生器3a从预设的值范围中随机地提取一个值。如果所提取的值等于或小于预设阈值，则第一均等分布发生器3a将许可警报振动的输出的控制信号输出至相应的可变频度部3b。如果所提取的值大于预设阈值，则第一均等分布发生器3a将禁止警报振动的输出的控制信号输出至可变频度部3b。
图8的(a)是示出第一均等分布发生器3a的输出特性的示例的图。在图8的(a)中，预设的值范围是0.00～4.00，并且阈值被设置为3.00。图8的(a)的纵轴所表示的“频度”表示利用第一均等分布发生器3a提取0.00～4.00的各值的比例。图8的(a)示出按均等比例从值范围0.00～4.00中随机地提取任何值。图8的(a)所示的第一均等分布发生器3a的输出特性表示：按3/4的比例将“许可输出的信号”作为控制信号输出至相应的可变频度部3b。该输出特性还表示按1/4的比例将“禁止输出的信号”作为控制信号输出至可变频度部3b。
如果从第一均等分布发生器3a接收到的控制信号是“许可输出的信号”，则可变频度部3b将从扫频信号生成部2接收到的第一扫频信号的仅一个周期(仅一个脉冲状信号)输出至生成水平调节部4。
另一方面，如果控制信号是“禁止输出的信号”，则可变频度部3b将从扫频信号生成部2接收到的第一扫频信号的一个周期(一个脉冲状信号)的振幅限制为0(零)，并且将如此得到的第一扫频信号输出至生成水平调节部4，或者可变频度部3b遮断从扫频信号生成部2接收到的第一扫频信号的仅一个周期(仅一个脉冲状信号)，使得该第一扫频信号未被输出至生成水平调节部4。
图9是示出如下的信号的输出特性的图，其中这些信号是通过基于图8的(a)所示的第一均等分布发生器3a的输出特性而对初始频率设置为40Hz且目标频率设置为60Hz的第一扫频信号A～D中的脉冲状信号的生成频度进行调整所获得的。图9示出扫频信号中的脉冲状信号(0.2秒周期的加权信号)是按随机频度输出的。将图9所示的四个扫频信号定义为第二扫频信号A、第二扫频信号B、第二扫频信号C和第二扫频信号D。
在图8的(a)和9中，第二扫频信号的脉冲状信号(周期)是按上述的3/4的比例输出的。因此，针对形成四个周期的脉冲状信号平均地输出三个周期。可以通过改变图8的(a)所示的阈值来改变第二扫频信号中的脉冲状信号的生成频度。例如，可以通过将阈值设置为较小的值来使脉冲状信号的生成频度下降。因而，可以设置脉冲状信号之间的间隔长且脉冲状信号的生成频度低的第二扫频信号。
第二扫频信号A～D是以与激励器EX1～EX4相对应的方式生成的。由于该原因，四个第一均等分布发生器3a和四个可变频度部3b对要输入至激励器EX1～EX4的扫频信号进行生成频度调节处理。图9所示的第二扫频信号A～D中的脉冲状信号的生成频度和生成状态是在不会受到彼此影响的状态下彼此独立地确定的。
将由生成频度调节部3进行了脉冲状信号的生成频度调节处理的四个第二扫频信号A～D输出至生成水平调节部4。
[生成水平调节部]
生成水平调节部4具有调节由生成频度调节部3针对各周期进行了脉冲状信号的生成频度调节处理的扫频信号(第二扫频信号A～D)的水平的功能。图10是示出生成水平调节部4的示意结构的框图。如图10所示，生成水平调节部4包括四个第二均等分布发生器4a(4a-1、4a-2、4a-3和4a-4)和四个可变水平部4b(4b-1、4b-2、4b-3和4b-4)。四个第一均等分布发生器4a和四个可变水平部4b是以与激励器EX1～EX4相关联的方式配置的。四个可变水平部4b接收第二扫频信号A～D。
各第二均等分布发生器4a从预设的值范围中随机地提取一个水平值，并且将与所提取的水平值有关的信息(水平值信息)输出至相应的可变水平部4b。图8的(b)是示出第二均等分布发生器4a的输出特性的示例的图。在图8的(b)中，预设的值范围是-12dB～0dB。图8的(b)的纵轴所表示的“频度”表示利用第二均等分布发生器4a提取-12dB～0dB的各值的比例。图8的(b)示出按均等比例从-12dB～0dB的值范围中随机地提取水平值。
可变水平部4b基于从第二均等分布发生器4a接收到的水平值信息来调节从生成频度调节部3接收到的第二扫频信号A～D的周期(脉冲状信号)的信号水平，并且将如此得到的信号输出至生成延迟调节部5。具体地，可变水平部4b基于从第二均等分布发生器4a获取到的水平值信息来确定水平值，并且将以分贝(dB)为单位的水平值转换成线性的水平值(振幅值)。在对水平值进行线性转换之后，可变水平部4b对第二扫频信号A～D的周期(脉冲状信号)的振幅值进行加权(调整)。可变水平部4b-1～4b-4独立地对各第二扫频信号进行加权。
图11是示出生成水平调节部4通过对由生成频度调节部3进行了生成频度调节处理的第二扫频信号A～D的振幅值(信号水平)进行加权所获得的四个扫频信号的输出特性的示例的图。将图11所示的四个扫频信号定义为第三扫频信号A、第三扫频信号B、第三扫频信号C和第三扫频信号D。
图11示出第三扫频信号A～D中的脉冲状信号(周期)的振幅值已被随机地调整/改变。具体地，图11示出使用较小的水平值对具有较小的振幅值的周期(脉冲状信号)进行了加权。
尽管图11示出加权所用的水平值范围为-12dB～0dB的情况，但水平值范围不限于-12dB～0dB。例如，如果图8的(b)所示的值范围扩大为-24dB～0dB，则可以在更大的程度上改变加权后的扫频信号(第三扫频信号A～D)的振幅值(信号水平)。
第三扫频信号A～D是以与激励器EX1～EX4相对应的方式生成的。由于该原因，四个第二均等分布发生器4a和四个可变水平部4b对要输入至激励器EX1～EX4的扫频信号进行加权。图11所示的扫频信号(第三扫频信号A～D)的振幅值已在不会受彼此影响的情况下彼此独立地进行了加权。
将由生成水平调节部4进行了振幅值(信号水平)的加权处理的四个第三扫频信号A～D输出至生成延迟调节部5。
[生成延迟调节部]
生成延迟调节部5具有调节利用生成水平调节部4进行加权后的扫频信号(第三扫频信号)的重放时间位置的功能。具体地，生成延迟调节部5随机地改变第三扫频信号A～D的重放时间位置。为了随机地改变重放时间位置，生成延迟调节部5基于四个第三扫频信号A～D来连续地改变从激励器EX1～EX4输出警报振动的定时。
图12是示出利用生成延迟调节部5随机地改变了重放时间位置的信号的输出特性的示例的图。将利用生成延迟调节部5调节了重放时间位置的扫频信号定义为第四扫频信号A、第四扫频信号B、第四扫频信号C和第四扫频信号D。
图12示出扫频信号中的脉冲状信号(周期)的重放时间位置正彼此独立地改变的状态。通过这样改变第四扫频信号A～D中的脉冲状信号的重放时间位置，按各时间间隔从激励器EX1～EX4输出警报振动。
图13是示出生成延迟调节部5的示意结构的框图。如图13所示，生成延迟调节部5包括四个第三均等分布发生器5a(5a-1、5a-2、5a-3和5a-4；延迟信号生成部)、四个重复部5b(5b-1、5b-2、5b-3和5b-4；延迟信号生成部)、四个平滑部5c(5c-1、5c-2、5c-3和5c-4；延迟信号生成部)以及四个可变延迟部5d(5d-1、5d-2、5d-3和5d-4)。四个第三均等分布发生器5a、四个重复部5b、四个平滑部5c和四个可变延迟部5d是以与激励器EX1～EX4相关联的方式配置的。四个可变延迟部5d接收第三扫频信号A～D。
各第三均等分布发生器5a通过从第三扫频信号的各周期的时间范围中随机地提取一个时间值作为延迟时间值来生成随机信号(延迟信号)。在本实施例中，各第三均等分布发生器5a通过从各周期的0.0秒～0.2秒的时间范围中连续地随机提取值来生成延迟信号。如此生成的延迟信号按时间序列示出所提取的时间值(延迟时间值)的变化状态。
各重复部5b通过将利用相应的第三均等分布发生器5a所生成的延迟信号重复预定次数来延长时间。在本实施例中，各重复部5b使时间延长了例如扫频信号的八个周期。各平滑部5c通过对利用相应的重复部5b延长了时间的信号进行平滑，来生成连续且平滑地改变的延迟信号。在本实施例中，使用例如一阶Butterworth低通滤波器作为平滑部5c，并且将归一化截止频率设置为0.05。
可变延迟部5d从平滑部5c接收延迟信号，并且基于这些延迟信号的变化状态来延迟从生成水平调节部4接收到的第三扫频信号A～D。图14是示出使用可变延迟部5d基于从平滑部5c输出至可变延迟部5d的延迟信号来延迟第三扫频信号的延迟时间的变化状态的时间序列曲线图。如图14所示，延迟时间在0秒～0.2秒的范围内连续地改变。分别独立地对与四个激励器EX1～EX4相对应的四个第三扫频信号A～D进行基于第三均等分布发生器5a、重复部5b、平滑部5c和可变延迟部5d的延迟信号生成处理和延迟处理。由于该原因，在图14所示的延迟时间的变化状态的图中，按时间序列独立地示出与激励器EX1～EX4相对应的第三扫频信号中的延迟时间的变化状态。
可变延迟部5d将通过独立地调节四个第三扫频信号中的脉冲状信号(周期)的重放时间位置所获得的第四扫频信号A～D(例如，参见图12)输出至放大部6。
[放大部]
放大部6放大从生成延迟调节部5接收到的四个第四扫频信号A～D的振幅值(信号水平)。将利用放大部6放大了振幅值的扫频信号作为警报信号从激励器EX1～EX4输出。通过体验从驾驶座20中的激励器EX1～EX4输出的警报振动，驾驶员可以识别是否存在警报。
如上所述，根据本实施例的车辆用警报装置1使用扫频信号生成部2生成脉冲状信号，并且将所生成的扫频信号从激励器EX1～EX4输出。因而，可以使用按座椅的谐振频率等的谐振输出振动。
特别地，谐振频率的特征在于由于以下而改变：生成振动的激励器之间的个体差异；传递振动的驾驶座20的材料性质的变化；激励器的安装位置之间的差异；激励器、座椅材料或安装构件等的老化劣化；或者其它。由于该原因，扫频信号生成部2使用通过扫频该频率所获得的正弦波、而不是使用基于单个频率的正弦信号，作为警报信号。因而，即使谐振频率改变，警报信号也可以引起谐振。
扫频信号生成部2预先将在初始频率和目标频率的组合方面不同的多个信号(信号1～8)记录在记录部2c中，然后通过随机地提取这些信号其中之一来生成扫频信号。通过使用所生成的扫频信号作为警报信号，可以从驾驶座20内所配置的激励器EX1～EX4输出具有各种频率成分的警报振动。因而，可以抑制驾驶员对警报振动的习惯化。此外，可以提高或者维持驾驶员对警报信号的可识别性和可辨别性以及驾驶员对警报信号的注意力。
生成频度调节部3随机地改变或调整生成脉冲状信号(扫频信号的周期)的频度。因而，可以利用各种生成频度或输出模式从驾驶座20内所配置的激励器EX1～EX4输出警报振动。生成水平调节部4随机地改变或调整扫频信号的振幅值。因而，可以从驾驶座20内所配置的激励器EX1～EX4输出具有各种振动水平(振幅值)的警报振动。结果，可以大幅降低警报振动被根据行驶期间的道路状况而发生的稳定状态的车辆振动掩盖的可能性。
此外，扫频信号生成部2通过不仅随机地改变生成频度和振动水平而且还随机地改变初始频率和目标频率的组合来生成扫频信号，或者通过随机地改变周期来生成扫频信号。生成延迟调节部5随机地改变扫频信号的重放时间位置。因而，可以进一步减轻对警报振动的掩盖的影响。
如果警报振动是恒定的，则驾驶员将会习惯振动，从而失去他或她对振动的注意力。在这种情况下，可以通过使用生成频度(输出间隔)的随机变化、振动水平(振幅值)的随机变化、扫频信号的频率范围的随机变化、重放时间位置的随机变化或扫频信号的周期的随机变化等控制扫频信号的警报振动的输出，来提高、恢复或维持驾驶员的注意力。
此外，可以通过使用生成频度(输出间隔)的随机变化、振动水平(振幅值)的随机变化、扫频信号的频率范围的随机变化、重放时间位置的随机变化或扫频信号的周期的随机变化等而控制扫频信号的警报振动的输出，来防止具有均等水平的信号向激励器EX1～EX4的连续输出。因而，可以防止由于过电流而导致激励器EX1～EX4被烧坏。
利用扫频信号生成部2、生成频度调节部3、生成水平调节部4和生成延迟调节部5来针对生成频度独立地改变或控制要输出至激励器EX1～EX4的扫频信号。因而，激励器生成具有不同模式的警报振动。即使在驾驶员正在驾驶车辆的情况下，这样也可以有利地使得驾驶员更有可能识别或辨别出警报振动、或者注意到警报振动。
已经参考附图使用车辆用警报装置1作为示例详细地说明了根据本发明的车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号。然而，根据本发明的车辆用通知装置、车辆用通知方法和通知信号不限于本实施例所示的示例。显而易见，本领域技术人员可以想到，在没有背离权利要求书所述的范围的情况下进行各种改变或修改。这些改变或修改也可以产生与根据本实施例的车辆用警报装置1的效果相同的效果。
例如，图5仅是例示性的，并且扫频信号生成部2所生成的扫频信号的频带不必局限于图5所示的初始频率和目标频率的组合，可以使用任何其它的频率范围以及任何其它的初始频率和目标频率，只要可以从激励器输出该频率范围内的信号作为振动即可。扫频信号不必是通过扫频正弦波所获得的信号，并且可以是通过扫频具有不同波形的波所获得的信号。
在上述实施例中，扫频信号生成部2将扫频信号的目标频率设置为比其初始频率高的频率值，并且使正弦波的频率从低频率起按恒定速度向高频率改变(扫频)。然而，频率不必从低频率向高频率改变，并且可以从高频率向低频率改变。频率可以在任何方向上改变，只要可以向驾驶员提供基于频率的变化的转变感即可。
此外，在本实施例中，扫频信号生成部2基于频率按恒定速度从初始频率40Hz改变为目标频率60Hz的脉冲状信号(周期)来生成扫频信号。然而，扫频信号不必是基于频率按恒定速度改变的脉冲状信号(周期)所生成的。例如，可以基于频率重复地增大和减小的脉冲状信号而不是频率按恒定速度增大和减小的脉冲状信号来生成扫频信号。可以通过使用加权部2b对这种扫频信号进行加权，来生成扫频信号。此外，可以通过生成频率在多个周期中改变的脉冲状信号并且使用加权部2b对该脉冲状信号进行加权，来生成扫频信号。
在本实施例中，扫频信号生成部2通过利用加权部2b使用窗函数进行加权，使扫频信号变形为振幅在前半部分从小的振幅起增大并且在后半部分收敛的脉冲状信号。该加权处理可以防止将具有均等水平的信号连续地输入至激励器EX1～EX4，由此防止由于过电流而导致激励器被烧坏。然而，在使警报信号变形成脉冲状信号的情况下，不必使用窗函数。
例如，可以通过将具有不同频率的两个正弦信号合成来生成振幅加权后的信号。例如，通过将频率为50Hz的正弦信号和频率为55Hz的正弦信号合成，可以生成如图15所示的振幅值加权后的正弦信号。
附图标记列表
1…车辆用警报装置(车辆用通知装置)
2…扫频信号生成部
2a…信号生成部
2b…加权部
2c…记录部
3…生成频度调节部(发生频度调节部)
3a…第一均等分布发生器
3b…可变频度部
4…生成水平调节部(振幅改变部)
4a…第二均等分布发生器
4b…可变水平部
5…生成延迟调节部
5a…第三均等分布发生器(延迟信号生成部)
5b…重复部(延迟信号生成部)
5c…平滑部(延迟信号生成部)
5d…可变延迟部
6…放大部
10…警报信息输出部
20…驾驶座(座椅)
21…座面部
22…靠背部
EX1～EX4…激励器(振动部)

Claims (12)

1.一种车辆用通知装置，包括：
多个振动部，其独立地配置在座椅中；
记录部，其被配置为记录在初始频率和目标频率的组合方面不同的多个信号数据；以及
信号生成部，其被配置为按照所述振动部的数量而随机地提取所述记录部中所记录的多个信号数据中的一个信号数据，并且与所述振动部的数量相对应地生成多个扫频信号，其中，各个所述扫频信号是通过按周期使频率从所提取的信号数据的所述初始频率向所述目标频率进行改变而生成的，
其中，通过从所述振动部分别输出所述信号生成部所生成的扫频信号，来从所述座椅的多个位置输出频率在不同的频率范围内变化的多个通知振动。
2.根据权利要求1所述的车辆用通知装置，其中，还包括：
延迟信号生成部，其被配置为通过从各个所述周期的时间范围中连续地随机提取一个时间值作为延迟时间值，来生成表示所述延迟时间值的变化状态的多个延迟信号；以及
可变延迟部，其被配置为基于所述延迟信号中的所述延迟时间值的变化状态，来按各个所述周期延迟所述信号生成部所生成的扫频信号。
3.根据权利要求1所述的车辆用通知装置，其中，还包括以下至少之一：
振幅改变部，其被配置为按各个所述周期随机地改变所述信号生成部所生成的扫频信号的振幅值；以及
发生频度调节部，其被配置为通过按各个所述周期随机地将所述信号生成部所生成的扫频信号的振幅值限制为零，来按各个所述周期抑制所述通知振动的发生。
4.根据权利要求1所述的车辆用通知装置，其中，在使所述扫频信号的频率从所述初始频率向所述目标频率进行改变的情况下，所述信号生成部根据频率的变化来改变振幅值。
5.一种车辆用通知装置所进行的车辆用通知方法，所述车辆用通知装置用于从独立地配置在座椅中的多个振动部输出通知振动，所述车辆用通知方法包括：
扫频信号生成步骤，用于利用信号生成部，按照所述振动部的数量而随机地提取记录部中所记录的多个信号数据中的一个信号数据，并且与所述振动部的数量相对应地生成多个扫频信号，其中，所述多个信号数据在初始频率和目标频率的组合方面不同，以及各个所述扫频信号是通过按周期使频率从所提取的信号数据的所述初始频率向所述目标频率进行改变而生成的；以及
振动输出步骤，用于通过从所述振动部分别输出所述扫频信号生成步骤中所生成的扫频信号，来从所述座椅的多个位置输出频率在不同的频率范围内变化的多个通知振动。
6.根据权利要求5所述的车辆用通知方法，其中，还包括：
延迟信号生成步骤，用于通过从各个所述周期的时间范围中连续地随机提取一个时间值作为延迟时间值，利用延迟信号生成部来生成表示所述延迟时间值的变化状态的多个延迟信号；以及
可变延迟步骤，用于基于所述延迟信号生成步骤中所生成的所述延迟信号中的所述延迟时间值的变化状态，利用可变延迟部来按各个所述周期延迟所述扫频信号生成步骤中所生成的扫频信号。
7.根据权利要求5所述的车辆用通知方法，其中，还包括以下步骤至少之一：
振幅改变步骤，用于利用振幅改变部，按各个所述周期随机地改变所述扫频信号生成步骤中所生成的扫频信号的振幅值；以及
发生频度控制步骤，用于通过按各个所述周期随机地将所述扫频信号生成步骤中所生成的扫频信号的振幅值限制为零，利用发生频度调节部来按各个所述周期抑制所述通知振动的发生。
8.根据权利要求5所述的车辆用通知方法，其中，所述扫频信号生成步骤包括：在使所述扫频信号的频率从所述初始频率向所述目标频率进行改变的情况下，利用所述信号生成部来根据频率的变化而改变振幅值。
9.一种车辆用通知装置，其输出通知信号，所述通知信号被输入至独立地配置在座椅中的多个振动部，使得从所述振动部输出通知振动，
其中，所述通知信号是通过随机地提取多个信号数据中的一个信号数据并且按周期使频率从所提取的信号数据的初始频率向目标频率进行改变来对频率成分进行扫频得到的扫频信号，其中所述多个信号数据在所述初始频率和所述目标频率的组合方面不同。
10.根据权利要求9所述的车辆用通知装置，其中，所述车辆用通知装置通过从各个所述周期的时间范围中连续地随机提取一个时间值作为延迟时间值，来获得所述延迟时间值的变化状态，以及
基于所获得的所述延迟时间值的变化状态，来按各个所述周期延迟从所述振动部输出所述扫频信号的定时。
11.根据权利要求9所述的车辆用通知装置，其中，所述车辆用通知装置进行以下处理至少之一，所述处理包括：按各个所述周期随机地改变所述扫频信号的振幅值的处理；以及通过按各个所述周期随机地将所述扫频信号的振幅值限制为零来按各个所述周期抑制所述通知振动的发生的处理。
12.根据权利要求9所述的车辆用通知装置，其中，所述车辆用通知装置在使所述扫频信号的频率从所述初始频率向所述目标频率进行改变的情况下，根据频率的变化来改变振幅值。
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