CN110072176B - 有源式音效发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有源式音效发生装置。从扬声器(20)向车厢内产生对应车速(v)的增加而在下限频率(Fmin)与上限频率(Fmax)之间重复的效果音。据此，能产生对应车速(v)的增加而频率(f)增大后听到的效果音、所谓的无限音阶的效果音。

Description

有源式音效发生装置

技术领域

本发明涉及一种从车内的扬声器向车厢内产生对应(响应)车速的音效(soundeffect)的有源式音效发生装置(active sound effect generating device)，尤其涉及一种搭载于设置电动机来作为车辆驱动源的所述车辆的有源式音效发生装置。

背景技术

例如，如日本发明专利公开公报特开2015-229403号(以下称为JPA2015-229403)公开的那样，在设置电动机作为驱动源且搭载有有源式音效发生装置的车辆中，设定为：向扬声器供给混合有假想频率和该假想频率的谐波的频率的音响信号(acoustic signal)，所述假想频率与响应车速的增加而增加的发动机转速对应(JPA2015-229403的[0037]、[0038]、[0043]段、图1、图2)。

并且，以所述音响信号的振幅随着加速器开度和所述假想频率的增大而增大的方式来进行设定，且以由车内的扬声器在车厢内产生的音效随着加速器开度和所述假想频率的增大而增大的方式进行控制(JPA2015-229403的[0053]、[0054]段、图2)。

发明内容

在上述现有技术的有源式音效发生装置中，以车厢内的音效响应加速器开度和假想频率的增大而增大的方式进行控制，因此，驾驶员等乘员能够听到响应驾驶员的加速踏板操作和伴随着该操作的车速的变动的音效，由此能够获得驾驶操作时的舒适性。这样，现有的有源式音效发生装置的商品性高。

另外，在上述现有技术的有源式音效发生装置中，随着车辆的速度变为高速，在根据车速对应频率而产生的音效中，与指向性宽的低频分量相比，指向性窄(高)的高频分量占支配地位，其结果，驾驶员等乘员易于注意到正在由扬声器播放音效。

然而，在高速区域中，当驾驶员等乘员注意到正在从扬声器播放响应车速的增加而产生的音效时，因汽车行驶音的真实感受损而给驾驶员等乘员带来不适感，其结果是在高速区域中有源式音效发生装置的商品性可能降低。

本发明正是考虑这样的技术问题而完成的，其目的在于提供一种有源式音效发生装置，该有源式音效发生装置即使是在高速区域其响应车速增加而产生的音效的真实感仍然很高。

本发明所涉及的有源式音效发生装置搭载于设置电动机来作为车辆的驱动源的所述车辆中，

具有车速检测机构和车速对应频率设定机构，其中，

所述车速检测机构对车速进行检测；

所述车速对应频率设定机构按照检测到的所述车速对要从扬声器产生的由多个谐波分量的频率构成的音效的车速对应频率进行设定，

所述车速对应频率设定机构将所述车速对应频率设定在下限频率与上限频率之间，响应车速的增加使多个所述谐波分量的频率分别从所述下限频率呈指数函数增大到所述上限频率，并且将多个所述谐波分量的频率比设定为常数倍的关系，且以响应车速增加而在所述下限频率与所述上限频率之间重复产生所述音效的方式进行控制。

根据本发明，使用无限音阶(Shepard tone)的概念，在下限频率与上限频率之间重复产生各谐波分量的多个频率的频率比始终为常数的音效，据此，即使仅使用比较低频区域的声音，也能够产生与车速和车速加速度对应的没有不适感的加速度音效。

其结果，即使在高速区域中，响应车速的增加而产生的音效也能够保持作为汽车行驶音的真实感(自然感)的高水平。

在该情况下，也可以为：

在设所述常数倍为a(a＞1)，

设＾为乘方，设所述车速对应频率为fn、fn×a、fn×a＾2、…，

设所述下限频率为Fmin，

设所述上限频率为Fmax，

设所述车速为v，

设频率变化率调整系数为k，且

设所述音效达到所述上限频率Fmax时的所述车速v为V的情况下，

通过式

fn＝Fmin×a＾{(v-V)/k}，If fn≧Fmax

Then V→V+1(0、v1、v2、v3，…)

来求出所述车速对应频率fn。

根据本发明，使用无限音阶的概念，在下限频率Fmin与上限频率Fmax之间重复产生各谐波分量的多个频率的频率比始终为常数倍a的音效，据此即使仅使用比较低频区域的音效，也能够产生与车速v和车速加速度对应的没有不适感的加速度音效。

其结果，即使在高速区域，响应车速v的增加而产生的音效也能够保持作为汽车行驶音的真实感(自然感)的高水平。

在该情况下，也可以为：

在设所述常数倍为a(a＞1)，

设＾为乘方，设所述车速对应频率为fn、fn×a、fn×a＾2、…，

设所述下限频率为Fmin，

设所述上限频率为Fmax，

设所述车速为v，

设频率变化率调整系数为k，

设所述音效达到所述上限频率Fmax时的所述车速v为V，

设车速增量为Δv，

设音效增量为Δfn，且

设比所述车速v低车速增量Δv的车速对应频率为fn-1的情况下，

通过式

fn＝(fn-1)+Δfn

＝(fn-1)+(loga/k)×Fmin×a＾{(v-V)/k}×Δv

If fn≧Fmax

Then V→V+1(0、v1、v2、v3、…)、fn→Fmin

来求出所述车速对应频率fn。

根据本发明，即使按照车速v切换频率变化率调整系数k、上限频率Fmax等参数也能够响应车速的增加而连续地改变音效的频率。

另外，也可以为：根据车速v来控制所述频率变化率调整系数k。

根据本发明，根据车速v来控制频率变化率调整系数k，因此，能够相对于车速的变化而控制(调整)车速对应频率的变化量，由此能够一边确认作为汽车行驶音的真实感一边生成音效。

另外，在上述各技术方案中，也可以为：

还具有增益机构，该增益机构对输入所述扬声器的音效信号进行增益倍放大，

该增益机构以当在所述车速增加的过程中将所述车速对应频率从上限频率切换为下限频率时音效变小的方式来设定所述增益倍。

根据本发明，当响应车速的增加而从上限频率切换为下限频率时，能够顺畅、自然且没有不适感地切换音效。

根据本发明，使用无限音阶的概念在下限频率与上限频率之间重复产生各谐波分量的多个频率的频率比始终为常数的音效，据此，即使仅使用比较低频区域的音效，也能够产生与车速和车速加速度对应的没有不适感的加速度音效。

其结果，即使在高速区域，响应车速的增加而产生的音效也能够保持作为汽车行驶音的真实感(自然感)的高水平。

根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。

附图说明

图1是表示搭载有第1实施例所涉及的有源式音效发生装置的车辆的概略结构的框图。

图2A是表示车速增益表的例子的映射图，图2B是表示加速器增益表的例子的映射图，图2C是表示加速度增益表的例子的映射图。

图3是表示基本频率生成表一例的映射图。

图4是用于说明基本频率生成表和谐波音响信号生成表的结构和作用的特性图。

图5是比较例的车速对频率的波形数据表。

图6是变形例所涉及的基本车速对应频率生成器的算法的说明图。

图7A、图7B是相对于车速的增加而增大上限频率或下限频率的第2实施例的波形数据表的说明图。

图8A、图8B是第3实施例的波形数据表的说明图。

图9是搭载有第4实施例所涉及的有源式音效发生装置的车辆的框图。

图10A是表示第4实施例所涉及的频率增益表的制成例的说明图。图10B是频率增益特性表的说明图。

图11是搭载有第5实施例所涉及的有源式音效发生装置的车辆的框图。

图12是第5实施例所涉及的归一化频率增益表的说明图。

具体实施方式

下面，列举优选的实施方式且参照附图对本发明所涉及的有源式音效发生装置详细地进行说明。

[第1实施例]

[第1实施例的结构]

图1是表示搭载有第1实施例所涉及的有源式音效发生装置10的车辆12的概略结构的框图。

车辆12是包括燃料电池汽车、混合动力汽车等的电动汽车(除了手动驾驶汽车之外，还可以是自动驾驶汽车)，具有马达100来作为车轮(驱动轮)102的驱动源。马达100由作为计算机的马达ECU(Electronic Control Unit)104来进行控制。

从检测加速踏板106的开度的加速器开度传感器14向马达ECU104供给加速器开度θap。

马达ECU104按照加速器开度θap来驱动马达100，被驱动的马达100通过车轴101来使车轮102旋转。也可以在马达100与车轴101之间介设变速器。

由车速传感器16根据马达100的转速或者车轴101的转速来检测车速v[km/h]。

有源式音效发生装置10由声响控制ECU构成，生成与从车速传感器16供给的车速v、和从加速器开度传感器14供给的加速器开度θap对应的音响信号Sad，且将其经由未图示的D/A转换器供给至扬声器20。

扬声器20向车厢内输出与由有源式音效发生装置10生成的音响信号Sad对应的音效。

有源式音效发生装置10具有：波形数据表(还称为谐波音响信号生成器)22，其根据车速v来生成具有谐波音响频率fc、fd、fe的谐波音响信号Sc、Sd、Se；由增益C表24c、增益D表24d和增益E表24e构成的振幅数据表(还称为按谐波的车速增益表)24，其分别调整(通常为放大)谐波音响信号Sc、Sd、Se的振幅(增益)来生成谐波音响信号Sc′、Sd′、Se′；和加法器26，其合成(相加)谐波音响信号Sc′、Sd′、Se′来生成音响信号Sb。

在此，增益C表24c、增益D表24d和增益E表24e分别是按照车速v来单独地定义(改变)谐波音响频率fc、fd、fe的振幅的表数据。

另外，谐波音响频率fc、fd、fe的数量并不限定于3个，而可以选择4个、5个、…10个以上等、2个以上的多个。

另外，有源式音效发生装置10具有：车辆加速度生成器28，其对车速v进行微分来生成车辆加速度Δa；振幅数据表(还称为增益生成器)36，其由车速增益表30、加速器增益表32和加速度增益表34构成；乘法器38；和加法器40。

图2A是表示车速增益表30的例子的映射图，图2B是表示加速器增益表32的例子的映射图，图2C是表示加速度增益表34的例子的映射图(特性)。

车速增益表30的特性为：相对于被供给的车速v，到低中速区域为止输出的车速增益Gv保持一定，从低中速区域到高速区域为止输出的车速增益Gv线性地增加。

加速器增益表32的特性为：相对于被供给的加速器开度θap，到低中速区域为止输出的加速器增益(还称为加速器开度增益)Gap保持一定，从低中速区域到中高速区域为止输出的加速器增益Gap线性地增加，在高速区域输出的加速器增益Gap保持一定。

加速度增益表34的特性为：相对于被供给的车辆加速度Δa，到低中速区域为止输出的加速度增益GΔa保持一定，从低中速区域到高速区域为止输出的加速度增益GΔa呈对数地增加。

车速增益Gv和加速器增益Gap在乘法器38中相乘，乘法结果(积：Gv×Gap)在加法器40中被加上加速度增益GΔa，加法结果(和：Gv×Gap+GΔa)作为调整增益Gs(Gs＝Gv×Gap+GΔa)输出。

并且，有源式音效发生装置10具有能够进行增益调整的增益放大器42。

增益放大器42作为可调增益放大器来发挥作用，该可调增益放大器将从加法器26供给的音响信号Sb的增益放大从加法器40供给的调整增益Gs倍，来生成音响信号Sad且供给至扬声器20。

[波形数据表22的结构和作用]

对波形数据表22的结构和作用进行说明。

波形数据表22具有：基本频率生成表(还称为车速对应频率生成表或者基本车速对应频率生成器或车速对应频率生成器)50，其根据车速v来生成基本车速对应频率(还称为基本频率、车速对应频率)fn；和谐波音响信号生成表52，其由根据基本频率fn来分别生成具有谐波音响频率fc、fd、fe的谐波音响信号Sc、Sd、Se的谐波音响信号生成表(还称为谐波音响信号生成器)52c、52d、52e构成。

图3表示基本频率生成表50一例的映射图(特性)。也可以认为是基本频率生成表50的特性图。

横轴为车速v，分割为从车速v＝0到车速v＝v1、从车速v＝v1到车速v＝v2、从车速v＝v2到车速v＝v3、从车速v＝v3到车速v＝v3以上这4部分。在该第1实施例中，使后述的频率变化率调整系数k相对于车速v为常数，因此等分为v1＝v2-v1＝v3-v2…。

纵轴为基本频率fn，定义了从下限频率Fmin到上限频率Fmax。在该情况下，下限频率Fmin被设定为可从扬声器20输出的声音的最低频率以上的低频，上限频率Fmax被设定为乘员难以注意到正在从扬声器20输出声音的上限频率以下的高频。下限频率Fmin和上限频率Fmax还受到车辆结构、座椅位置等车厢内的结构的影响，因此各值按照每种车型来进行调整(tuning)。

在此，基本频率fn例如从车速v＝v1的下限频率Fmin到车速v2的上限频率Fmax呈指数函数增大。

呈以下设定：在车速v＝0～v1、车速v＝v2～v3、车速v＝v3以上重复与车速v＝v1～v2相同的呈指数函数增加的、与所谓的谢泼德的无限音阶近似的设定。

具体而言，设指数函数的底(与后述的常数倍相同)为a(a＞1)，设“＾”为乘方，通过下面的(1)式来计算基本频率fn。

fn＝Fmin×a＾{(v-V)/k}，If fn≧Fmax

Then V→V+1(0、v1、v2、v3，…) …(1)

另外，在(1)式中，每次都以下限频率Fmin为基础来计算基本频率fn，因此不需要从上限频率Fmax返回下限频率Fmi n。

其中，fn：基本频率(基本车速对应频率)；Fmin：下限频率；a：常数倍；v：车速；V：V＝0、v1、v2、v3；…，为基本频率fn达到上限频率Fmax的车速；k：频率变化率调整系数，k为k＞0，在该第1实施例中，k为常数。这样，基本频率fn是作为变量的车速v的指数函数，其余的Fmin、a、V、Fmax和k是参数。

图4是用于说明基本频率生成表50、谐波音响信号生成表52的结构和作用、即用于说明波形数据表22的结构和作用的特性图。

由图4可知，频率变化率调整系数k作为物理上的含义，是音效的频率结构重复的周期(车速间隔)。频率变化率调整系数k的值根据车速v来设定。

在图4中，例如，在时间点t1、t2、t3调换了谐波c(Ord c)、谐波d(Ord d)、谐波e(Ord e)的频率f的大小关系，但作为频率分量为与Fmin、Fmin×a、Fmin×a＾2相同的结构。

在此，时间点t1、t2、t3的车速间隔由频率变化率调整系数k来定义。频率变化率调整系数k越大，则到返回相同的频率结构为止的车速间隔越大，频率变化率越小。

例如，在k＝20的情况下，每隔20[km/h]，音效的频率结构变为相同。在该情况下，设定为每隔20[km/h]，重复从下限频率Fmin变化到上限频率Fmax的频率结构{参照上述(1)式}。

另外，相对于1个谐波，达到上限频率Fmax的车速间隔(v1、v2-v1，v3-v2，...)为OrdN×k。OrdN是谐波频率的数量，在图4的例子中，有Ord c、Ord d、Ord e，因此OrdN＝3。

在图4中，当车速v为v＝v1时，在谐波音响信号生成表52c中，在生成具有谐波c(称为Ord c)的谐波音响频率fc的谐波音响信号Sc＝Sc1时，参照基本频率fn(还参照图3)生成谐波音响频率fc＝fc1＝Fmin之后，生成具有该谐波音响频率fc1的一定振幅的谐波音响信号Sc1。

另外，当车速v为v＝v1时，在谐波音响信号生成表52d中，在生成具有谐波d(称为Ord d)的谐波音响频率fd1的谐波音响信号Sd＝Sd1时，将谐波音响频率fc＝fc1放大a倍来生成(fd1＝a×fc1＝a×Fmin)。然后，生成具有该谐波音响频率fd1的一定振幅的谐波音响信号Sd1。

并且，当车速v为v＝v1时，在谐波音响信号生成表52e中，在生成具有谐波e(称为Ord e)的谐波音响频率fe1的谐波音响信号Se＝Se1时，将谐波音响频率fc＝fc1放大a＾2倍来生成(fe1＝a×a×fc1＝fc1×a＾2＝Fmin×a＾2)。然后，生成具有该谐波音响频率fd1的一定振幅的谐波音响信号Sd1。

同样，在图4中，当车速v为v＝vn时，在谐波音响信号生成表52c中，在生成具有谐波c(Ord c)的谐波音响频率fc的谐波音响信号Sc＝Scn时，参照基本频率fn(还参照图3)生成谐波音响频率fc＝fcn之后，生成具有该谐波音响频率fcn的一定振幅的谐波音响信号Scn。

另外，当车速v为v＝vn时，在谐波音响信号生成表52d中，在生成具有谐波d(Ordd)的谐波音响频率fdn的谐波音响信号Sd＝Sdn时，将谐波音响频率fc＝fcn放大a倍来生成(fdn＝a×fcn)。然后，生成具有该谐波音响频率fdn的一定振幅的谐波音响信号Sdn。

并且，当车速v为v＝vn时，在谐波音响信号生成表52e中，在生成具有谐波e(Orde)的谐波音响频率fen的谐波音响信号Se＝Sen时，将谐波音响频率fc＝fcn放大a＾2倍来生成(fen＝a×a×fcn＝fcn×a＾2)。然后，生成具有该谐波音响频率fen的一定振幅的谐波音响信号Sdn。

虽然较详细，但为了慎重起见而进行说明，同样，在图4中，当车速v为v＝vm时，在谐波音响信号生成表52c中，在生成具有谐波c(Ord c)的谐波音响频率fc的谐波音响信号Sc＝Scm时，参照基本频率fn(还参照图3)生成谐波音响频率fc＝fcm之后，生成具有该谐波音响频率fcm的一定振幅的谐波音响信号Scm。

另外，当车速v为v＝vm时，在谐波音响信号生成表52d中，在生成具有谐波d(Ordd)的谐波音响频率fdm的谐波音响信号Sd＝Sdm时，将谐波音响频率fc＝fcm放大a倍来生成(fdm＝a×fcm)。然后，生成具有该谐波音响频率fdm的一定振幅的谐波音响信号Sdm。

并且，当车速v为v＝vm时，在谐波音响信号生成表52e中，在生成具有谐波e(Orde)的谐波音响频率fem的谐波音响信号Se＝Sem时，使fem＝fcm×a＾2，该fem＝fcm×a＾2的值为fem≧Fmax。此时，fem为fem＝fem/(a＾OrdN)，因此fem＝fem/a＾3，fem＝fcm×a＾2/a＾3＝fcm/a。其结果，在该第1实施例中，由于OrdN＝3，因此在生成谐波音响频率fem时，将谐波音响频率fcm缩小1/a倍来生成即可。然后，生成具有该谐波音响频率fem的一定振幅的谐波音响信号Sdm。

这样，谐波音响信号(fc1、fd1、fe1)、(fcn、fdn、fen)、(fcm、fdm、fem)如以下的(2)式所示，各谐波分量的频率比始终为常数倍a。另外，尤其在a＝2的情况下，各谐波分量的谐波音响频率fc1、fd1、fe1、fcn、fdn、fen、fcm、fdm、fem为谐波(2倍、4倍、…)。

fc1：fd1：fe1＝fcn：fdn：fen＝fem：fcm：fdm＝1：a：a＾(OrdN-1)…(2)

在第1实施例的情况下，OrdN＝3，因此为1：2：4。

这样一来，在波形数据表22中，根据车速v，用在基本频率生成表50中生成的基本频率fn通过谐波音响信号生成表52c、52d、52e，生成分别具有作为车速对应频率的谐波音响频率fc、fd、fe的谐波音响信号Sc、Sd、Se。

在此，说明具体的数值例下的计算例。

在(1)式中，设为a＝2、Fmin＝60[Hz]、OrdN＝3、Fmax＝Fmin×a＾OrdN＝60×2＾3＝480[Hz]、k＝20[km/h]。

1.在车速v＝k＝20[km/h]的情况下，基本频率fn为fn＝Fmin×2＾{(20-0)/20}＝120[Hz]，Ord e的谐波音响频率fe＝fn×2＾2＝480[Hz]＝Fmax。

紧接着使谐波音响频率fe向下限频率Fmin方向返回，来使fe＝fe/(a＾OrdN)＝60[Hz]＝Fmin。

此时，声音的频率结构与0[km/h]时相同，为60[Hz](Ord e)、120[Hz](Ord c)、240[Hz](Ord d)。这样，音效以频率变化率调整系数k的车速间隔重复。

2.当车速v＝v1＝k×OrdN时，根据(1)式，V＝0[km/h]、fn＝Fmin×2＾{(60-0)/20}＝480[Hz]＝Fmax。

这样，基本频率fn以v＝k×OrdN的间隔从下限频率Fmin达到上限频率Fmax。在此，fn＝fc，但fd、fe也以同样的车速间隔达到上限频率Fmax。

3.紧接着，成为V＝v1＝60[km/h]，且成为fn＝Fmin×2＾{(60-60)/20}＝Fmin，基本频率fn返回下限频率Fmin。

4.在v2＝120[km/h]时，V＝60[km/h]、fn＝Fmin×2＾{(120-60)/20}＝480[Hz]＝Fmax。这样，基本频率fn以v＝k×OrdN的间隔(v2-v1)从下限频率Fmin达到上限频率Fmax。

[第1实施例的整体动作]

由声响控制ECU构成的有源式音效发生装置10根据采样时钟，在ms量级的极短的时间内生成(控制)基于车速v的无限音阶所涉及的音响信号Sad。控制的主体是声响控制ECU(的CPU)。

当由驾驶员踩下处于停车状态或者正在以一定速度行驶的车辆12的加速踏板106时，通过马达ECU104来驱动马达100旋转，通过该旋转驱动，经由车轴101使车轮102旋转，据此车辆12被加速。

在加速过程中由车速传感器16来检测车速v。根据检测到的车速v且参照波形数据表22，在车速v例如为v＝0～v1的期间根据基本频率生成表50生成基本频率fn(图3)，且根据生成的基本车速对应频率fn，参照谐波音响信号生成表52c、52d、52e生成谐波音响信号Sc、Sd、Se{(2)式}。

参照振幅数据表24调整(乘以增益)所生成的谐波音响信号Sc、Sd、Se的振幅来生成谐波音响信号Sc′，Sd′，Se′，且在加法器26中进行合成来生成音响信号Sb。生成的音响信号Sb被供给至增益放大器42的输入端子。

下面，同样按照由(1)式计算出的图4所示的波形数据表22(谐波音响信号生成表52)的特性，向增益放大器42的输入端子供给音响信号Sb，该音响信号Sb由相对于车速v的增加而以下限频率Fmin和上限频率Fmax重复的多个谐波音响信号Sc、Sd、Se构成。

与根据波形数据表22和振幅数据表24来生成音响信号Sb的动作并列，根据车速v、基于车速v由车辆加速度生成器28生成的加速度Δa和加速器开度θap，且分别参照车速增益表30(图2A)、加速度增益表34(图2C)和加速器增益表32(图2B)，进一步由乘法器38和加法器40生成用于增强所述音响信号Sb的调整增益Gs(Gs＝Gv×Gap+GΔa)，且将其供给至增益放大器42的增益调整端子。

根据调整增益Gs调整(在车辆12加速过程中增强)音响信号Sb的增益(振幅)，且将调整后的音响信号Sad供给至扬声器20。

据此，能够从扬声器20向车厢内产生音效，作为例子，该音效合成从3个谐波音响频率fc、fd、fe听到的3个音效、即所谓的无限音阶中的3个音效而成，3个所述音效如图4所示，相对于车速v的增加而以下限频率Fmin和上限频率Fmax重复。其结果，能够响应车速v的增加，产生真实感高的音效来作为汽车行驶音。

[第1实施例的效果]

将上述的第1实施例的效果与比较例进行对比来进行说明。

图5表示比较例的车速v对频率f的波形数据表(称为比较例的波形数据表)60。

一般而言，根据扬声器20和车厢内指向性，能够不损害音效的真实感而播放的频率范围在下限频率Fmin与上限频率Fmax之间。

在图5的比较例中，频率f能够参照低谐波的特性Ord c、中等谐波的特性Ord d和高谐波的特性Ord e，分别通过f＝K×v(常数K和车速v)来产生。

在比较例中，当设定所述频率范围内为可使用范围的频率时，第1，低谐波的特性Ord c能够在大的车速范围内产生音效，但相对于车速变化量的频率变化量小。第2，高谐波的特性Ord e相对于车速变化量的频率变化量大，但能够产生音效的车速范围窄。其结果，不会损害音效的真实感的车速v范围为到车速vr为止的狭窄的范围。

与此相对，在第1实施例中，如图4所示，使用无限音阶的概念，在一定的频率范围Fmin～Fmax内使在同一车速v下多个谐波音响频率fc、fd、fe的各谐波分量的频率比始终为常数a的音效重复，据此，即使仅利用比较低频区域的声音，也能够产生与车速v和车辆加速度Δa对应的没有不适感的加速音效，上述的技术问题得到解决。

即，根据第1实施例的有源式音效发生装置10，响应车速v的增加而产生的音效即使在车速v的高速区域中也能够保持作为汽车行驶音的真实感(自然感)的高水平。

[变形例]

在上述的第1实施例中，参照图3所示的基本频率生成表50来生成相对于车速v的基本频率(基本车速对应频率)fn。在该情况下，上述(1)式中的下限频率Fmin、上限频率Fmax和频率变化率调整系数k这些各参数分别为常数。

在后述的第2实施例和第3实施例中，示出了通过使这些参数(Fmin、Fmax、k)为变量来使基本频率fn作为车速v的函数而改变的例子。

该变形例是即使改变这些参数也能够连续地计算基本频率fn的技术。

另外，该变形例(基于数学公式的基本车速对应频率fn的计算)还能够用于参数为常数的第1实施例。

图6是变形例所涉及的基本车速对应频率生成器(基本频率生成表)50A的算法的说明图。

基本车速对应频率fn如(1)式所示的那样来进行计算，如图6所示，在设1个采样时间前的基本车速对应频率为fn-1，当前采样时间的车速变化量Δv非常小的情况下，当前的基本车速对应频率fn与1个采样时间前的基本车速对应频率fn-1之间的曲线能够近似为直线。

这样一来，当设将(1)式的指数函数对车速v求微分时的微分值为f′时，能够通过以下的(3)式来计算频率变化量Δfn。

Δfn＝f′×Δv

＝{(loga)/k}×Fmin×a＾{(v-V)/k}×Δv …(3)

通过计算该频率变化量Δfn，能够使用1个采样时间前的基本车速对应频率fn-1和1个采样时间中的频率变化量Δfn，通过以下的(4)式来依次计算当前的基本车速对应频率fn。

fn＝fn-1+Δfn …(4)

因此，在该变形例中，在车速v＝0～v1，车速v＝v2～v3，车速v＝v3以上，能够设指数函数的底(与后述的常数倍相同)为a(a＞1)，设“＾”为乘方，通过以下的(5)式来计算基本车速对应频率fn。

fn＝fn-1+Δfn，

Δfn＝

{(loga)/k}×Fmin×a＾{(v-V)/k}×Δv，

If fn≧Fmax

Then V→V+1(0、v1、v2、v3、…)，fn→Fmin …(5)

在该变形例中，通过逐次计算，基本车速对应频率fn伴随着加速而一直增大，因此应注意当fn达到Fmax时，需要使fn返回Fmin。

其中，fn：基本车速对应频率(车速对应频率)；Fmin：下限频率；a：常数倍；v：车速；V：V＝0、v1、v2、v3、…，基本车速对应频率fn达到上限频率Fmax的车速；和k：频率变化率调整系数。另外，当使用(3)式和(4)式时，车速间隔、例如v3-v2和v2-v1也可以不相等。

在上述的第1实施例中也能够改变参数，但有生成的频率由于参数的变化而变得不连续的情况，在该情况下，听音有不适感。与此相对，作为变形例的依次计算的优点，连续地计算出频率，因此，能够消除参数变化时的听音的不适感。

[第2实施例]

在适用上述变形例的第2实施例中，与第1实施例相比较，当车速v变快时，为了能进一步体验加速感，以使上限频率Fmax或者下限频率Fmin增大的方式来对基本频率fn进行处理(加工)。

为了实现该处理，在第2实施例所涉及的有源式音效发生装置10A(图1)中，相对于第1实施例所涉及的有源式音效发生装置10，将波形数据表22变更为波形数据表22A。

根据图7A的相对于车速v的频率变化的特性q，在图7B的第2实施例的波形数据表22A中，设定为：相对于车速v的增加，频率f的上限频率Fmax′(或者下限频率Fmin′)在车速v为v＝0时最小，响应车速v的增加而呈S字形曲线式增加，在高车速Vmax时达到最大值。

另外，在该第2实施例中，按照车速v来改变作为参数的下限频率Fmin′或上限频率Fmax′，因此，能够通过变形例的上述(5)式来连续地计算基本频率fn。

这样，在第2实施例所涉及的有源式音效发生装置10A中，当车速v变快时，为了能进一步体验加速感，能够设定为：与车速v慢的一侧相比较在车速v快的一侧频率范围扩大。

即，即使按照车速v而切换频率变化率调整系数k、上限频率Fmax等参数，也能够通过依次更新来连续地改变音效的频率。

根据该第2实施例，使用无限音阶的概念，在按照车速v而改变下限频率Fmin′或上限频率Fmax′的特性中，通过重复(反复)产生音效，即使仅使用比较低频区域的音效也能够产生与车速v和车速加速度Δa对应的没有不适感的加速度音效(acceleration soundeffects)。

实际上，由于存在Fmax＝Fmin×a＾OrdN(a＾OrdN为确定的参数)的关系，因此，例如当使一方的上限频率Fmax变为上限频率Fmax′时，下限频率Fmin′根据该关系而发生变化。更具体地进行说明，如果将上限频率Fmax和下限频率Fmin中的一方定义为例如如图7A的特性q那样按照车速V的增加而非线性(也可以是线性)地增加，则如图7B所示，上限频率Fmax′和下限频率Fmin′中的另一方也根据上述关系响应车速V的增加而非线性地增加。

其结果，即使在高速区域中，响应车速v的增加而产生的音效也能够保持作为汽车行驶音的真实感(自然感)的高水平。

[第3实施例]

在该第3实施例中，与第1实施例相比较，当车速v变快时，为了能进一步体验加速感，以使相对于车速v的增加的频率变化量(Δf/Δv)增大的方式来对车速对应频率fn进行处理。

为了实现该处理，在第3实施例所涉及的有源式音效发生装置10B(图1)中，相对于第1实施例所涉及的有源式音效发生装置10将波形数据表22变更为波形数据表22B。

如图8A所示，在波形数据表22B中，设定为：上述(1)式的频率变化率调整系数k在车速v＝0时取最大值max，且响应车速v的增加而降低。

当这样设定时，如图8B所示，第3实施例的波形数据表22B能够使频率f的变化量相对于车速v的增加而连续地增大。

另外，在该第3实施例中，按照车速v来改变作为参数的频率变化率调整系数k，因此，基本车速对应频率fn通过变形例的上述(5)式来计算。

这样，在第3实施例所涉及的有源式音效发生装置10B(图1)中，当车速v变快时，为了能进一步体验加速感，能够设定为：与车速v慢的一侧相比较，车速v快的一侧的频率变化量(Δf/Δv)增大。

即，响应车速v的增加而减小频率变化率调整系数k，因此，能够相对于车速v的增加而增大车速对应频率fn的变化量(频率增量/车速增量)，由此能够进一步提高作为汽车行驶音的真实感。

另外，频率变化率调整系数k也可以不是如图8A所示的那样响应车速v的增加而一律减小，而是考虑实际的车辆环境(湿润和干燥、险路等路面状态、环境温度、气压、悬架的变更)等，根据车速v来进行控制(调整)。在该情况下，为了能够一边确认作为汽车行驶音的真实感一边顺利地听到音效，也优选为相对于车速v的变化而控制(调整)车速对应频率fn的变换量。

[第4实施例]

该第4实施例能够适用于相对于车速v的增加而上限频率Fmax和下限频率Fmin保持一定而不发生变化的第1实施例和第3实施例。在该第4实施例中，通过反映车厢的声场特性的相反特性，能够在乘员耳朵位置在加速时实现顺畅的音效的发生。

为了实现该操作，在图9所示的第4实施例所涉及的有源式音效发生装置10C中，将第1实施例和第3实施例的由增益C表24c、增益D表24d和增益E表24e构成的振幅数据表24(图1)替换为由1个频率增益表24F构成的振幅数据表24A。

图10A表示频率增益表24F的制成例。图10A的左侧所示的增益G的特性(增益特性)200为增益G在下限频率Fmin与上限频率Fmax之间呈钟形地变化的特性。

并且，图10A的右侧所示的增益G的特性(增益特性)202表示相对于频率f的变化的车厢内的声场特性的相反特性。

通过按照频率f将特性200和特性202相乘，能够制成图10B的纵轴(频率f轴)的左侧所示的频率增益表24F的特性204。

响应车速v的增加而根据波形数据表22(图4)或者波形数据表22B(图8B)，参照图10B的纵轴的右侧所示的车速和频率特性(示意性地表示图4的波形数据表22)来进行说明，在使用该频率增益表24F时，按照车速v而生成具有谐波音响频率fc、fd、fe的谐波音响信号Sc、Sd、Se。根据与谐波音响频率fc、fd、fe的频率f对应的增益G的特性(频率增益特性)204(图10B)求出生成的谐波音响信号Sc、Sd，Se的振幅(增益G)，且生成谐波音响信号Sc′、Sd′、Se′。

在这样生成的第4实施例所涉及的有源式音效发生装置10C(图9)中，在产生音效时反映出车厢的声场特性的相反特性202，因此，在乘员的耳朵位置产生更顺畅地增加的音效。

另外，在增益特性200中，下限频率Fmin和上限频率Fmax附近的增益G变小，因此，能够产生感觉不到音效的切换时的音效。

换言之，当响应车速v的增加而将上限频率Fmax切换为下限频率Fmin时，能够顺畅、自然且无不适感地切换音效。

[第5实施例]

该第5实施例是对参照图7B的波形数据表22A说明的第2实施例加入一部分第4实施例的构思的技术内容。

即，在该第5实施例中为以下技术内容：相对于车速v的增加，使下限频率Fmin保持一定，使上限频率Fmax与第2实施例同样地如图7B所示的上限频率Fmax′那样增加的情况下，减小上限频率Fmax′和下限频率Fmin下的增益G，产生感觉不到音效的切换时的音效。

因此，在图11所示的第5实施例所涉及的有源式音效发生装置10D中，将在第4实施例中采用的频率增益表24F替换为具有图12所示的增益G的特性(归一化频率增益特性)210的归一化频率增益表24G。

在该第5实施例中，响应车速v的增加而根据波形数据表22A′(图7B所示的波形数据表22A)，参照图12的纵轴的右侧所示的车速和频率特性(示意性地表示图7B的波形数据表22)进行说明，在使用振幅数据表24B中的归一化频率增益表24G时，按照车速v而生成具有谐波音响频率fc、fd、fe的谐波音响信号Sc、Sd、Se。

此时，将上限频率Fmax′转换为归一化频率fnorm，根据与谐波音响频率fc、fd、fe的频率f对应的增益G的特性(归一化频率增益特性)210(图12)来求出谐波音响信号Sc、Sd、Se的振幅(增益)，且生成谐波音响信号Sc′、Sd′、Se′。

这样，通过使用图12所示的归一化频率增益表24G的特性210，能够按照车速v来改变上限频率Fmax′，能更进一步体验加速感，并且能够在从频率f的上限频率Fmax′向下限频率Fmin切换时，产生感觉不到音效的切换的音效。

换言之，当响应车速v的增加而将上限频率Fmax′切换为下限频率Fmin(或者Fmin′)时，能够顺畅、自然且没有不适感地切换音效。

另外，本发明并不限定于上述的实施例，还能够在没有脱离本发明的要旨的范围内而采用各种结构。

Claims (8)

1.一种有源式音效发生装置，其搭载于设置电动机来作为车辆的驱动源的所述车辆中，其特征在于，

具有车速检测机构和车速对应频率设定机构，其中，

所述车速检测机构对车速进行检测；

所述车速对应频率设定机构按照检测到的所述车速对要从扬声器产生的由多个谐波分量的频率构成的音效的车速对应频率进行设定，

所述车速对应频率设定机构将所述车速对应频率设定在下限频率与上限频率之间，且响应车速的增加使多个所述谐波分量的频率分别从所述下限频率呈指数函数增大到所述上限频率，并且将多个所述谐波分量的频率比设定为常数倍的关系，且以响应车速增加而在所述下限频率与所述上限频率之间重复产生所述音效的方式进行控制，

在设所述常数倍为a(a＞1)，

设＾为乘方，设所述车速对应频率为fn、fn×a、fn×a＾2、…，

设所述下限频率为Fmin，

设所述上限频率为Fmax，

设所述车速为v，

设频率变化率调整系数为k，且

设所述音效达到所述上限频率Fmax时的所述车速v为V的情况下，

通过式

fn＝Fmin×a＾{(v-V)/k}，If fn≧Fmax

Then V→V+1(0、v1、v2、v3、…)

来求出所述车速对应频率fn。

2.根据权利要求1中所述的有源式音效发生装置，其特征在于，

还具有增益机构，该增益机构对输入到所述扬声器的音效信号进行增益倍放大，

该增益机构以当在所述车速增加的过程中将所述车速对应频率从上限频率切换为下限频率时音效变小的方式来设定所述增益倍。

3.根据权利要求1所述的有源式音效发生装置，其特征在于，

检测所述车速的车速检测机构根据车轮的驱动源的马达的转速来进行检测。

4.根据权利要求1所述的有源式音效发生装置，其特征在于，

所述上限频率响应所述车速的增加而增大。

5.根据权利要求1所述的有源式音效发生装置，其特征在于，

所述车速对应频率被按以下方式处理：响应所述车速的增加，使与所述车速低的一侧相比较，所述车速高的一侧的相对于所述车速的增加的频率变化量增大。

6.一种有源式音效发生装置，其搭载于设置电动机来作为车辆的驱动源的所述车辆中，其特征在于，

具有车速检测机构和车速对应频率设定机构，其中，

所述车速检测机构对车速进行检测；

所述车速对应频率设定机构按照检测到的所述车速对要从扬声器产生的由多个谐波分量的频率构成的音效的车速对应频率进行设定，

所述车速对应频率设定机构将所述车速对应频率设定在下限频率与上限频率之间，且响应车速的增加使多个所述谐波分量的频率分别从所述下限频率呈指数函数增大到所述上限频率，并且将多个所述谐波分量的频率比设定为常数倍的关系，且以响应车速增加而在所述下限频率与所述上限频率之间重复产生所述音效的方式进行控制，

在设所述常数倍为a(a＞1)，

设＾为乘方，设所述车速对应频率为fn、fn×a、fn×a＾2、…，

设所述下限频率为Fmin，

设所述上限频率为Fmax，

设所述车速为v，

设频率变化率调整系数为k，

设所述音效达到所述上限频率Fmax时的所述车速v为V，

设车速增量为Δv，

设音效增量为Δfn，且

设比所述车速v低车速增量Δv的车速对应频率为fn-1的情况下，

通过式

fn＝(fn-1)+Δfn

＝(fn-1)+(loga/k)×Fmin×a＾{(v-V)/k}×Δv

If fn≧Fmax

Then V→V+1(0、v1、v2、v3、…)、fn→Fmin

来求出所述车速对应频率fn。

7.根据权利要求6所述的有源式音效发生装置，其特征在于，

根据车速v来控制所述频率变化率调整系数k。

8.根据权利要求6或7所述的有源式音效发生装置，其特征在于，

还具有增益机构，该增益机构对输入到所述扬声器的音效信号进行增益倍放大，

该增益机构以当在所述车速增加的过程中将所述车速对应频率从上限频率切换为下限频率时音效变小的方式来设定所述增益倍。

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