CN114222683B - 车辆用声音生成装置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆用声音生成装置(1)，搭载于以电动机(3)作为动力源而行驶的车辆(2)，具备：声音控制装置(10)，设定与电动机转速R对应的多个频率(f1～f9)，并生成表示包含多个频率的声音的合成音(SC)的合成音信号(SS)；及扬声器(20)，基于声音控制装置(10)所生成的合成音信号(SS)，输出合成音(SC)，随着电动机转矩值(T)的增大，在合成音(SC)的频率范围内，声音控制装置(10)将低频带的声音的输出的增大量设定得比高频带的声音的输出的增大量大。

Description

车辆用声音生成装置
技术领域
本发明涉及一种车辆用声音生成装置，尤其涉及一种在车辆行驶中输出规定的声音的车辆用声音生成装置。
背景技术
以往，在由电动机驱动的电动车辆(例如电动摩托车)中，已知根据电动机转速朝向驾驶者输出规定的频率的声音的技术(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所记载的电动车辆中，电动机转速越大则产生越高频的声音。详细地，在专利文献1中，相比于电动机转速的高速域，在低速域中，频率相对于电动机转速的变化的变化率被设定为较大。由此，在专利文献1中，通过提供给驾驶者的声音的频率的变化，从而向驾驶者传达车辆的行为(车速)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-62320号公报
发明要解决的技术问题
然而，在专利文献1的技术中，驾驶者无法根据产生的声音来识别作为动力源的电动机的变化，具体而言，无法识别车辆的加速的力度(电动机转矩)。因此，在专利文献1的技术中，存在以下问题：在行驶中产生的声音与驾驶者进行的加速踏板操作之间，驾驶者容易感到不协调感。
发明内容
本发明是为了解决这样的技术问题而完成的，其目的在于，提供一种车辆用声音生成装置，使驾驶者能够容易地识别车辆的加速的力度，从而促进准确的加速踏板操作。
用于解决技术问题的技术手段
为了达成上述的目的，本发明的车辆用声音生成装置搭载于以电动机作为动力源而行驶的车辆，具备：声音控制部，该声音控制部设定与电动机的电动机转速对应的多个频率，并生成合成音信号，该合成音信号表示包含多个频率的声音的合成音；以及声音输出部，该声音输出部基于声音控制部所生成的合成音信号，输出合成音，随着电动机的电动机转矩值的增大，在合成音的频率范围内，声音控制部将低频带的声音的输出的增大量设定得比高频带的声音的输出的增大量大。
根据这样构成的本发明，在驾驶者为了使车辆加速而进行加速踏板操作时，低音域的声音的声压级的增加量比合成音的高音域的声音的声压级的增加量大。因此，在本发明中，当驾驶者踩下加速踏板时，作为其反馈，从声音输出部输出低音侧被增强的合成音。而且，通过低音侧被增强的合成音，驾驶者能够容易地识别与加速踏板操作对应的车辆的加速的力度，促进驾驶者的准确的加速踏板操作。另外，“多个频率”可以是“多个规定数量的频率”。
另外，在本发明中，优选的是，随着电动机的电动机转矩值的增大，声音控制部使低频带所包含的至少一个特定频率的声音的输出的增大量比高频带所包含的频率的声音的输出的增大量大。
根据这样构成的本发明，在合成音的频率范围内，与相对较高的频带的声音的相比，关于相对较低的频带的至少一个特定频率的声音大幅地增大，因此，能够增强合成音的低音域的声音。
另外，在本发明中，优选的是，随着电动机的电动机转矩值的增大，至少一个特定频率的声音的输出从驾驶者在车辆内无法识别的输出水平增大至驾驶者能够识别的输出水平。
根据这样构成的本发明，考虑到人的可听声压级，随着电动机转矩值的增大，实际上在低频带增加新的频率的声音。因此，在本实施方式中，低频带中的声压级增大，并且在低频带中生成频率密度进一步提高的声音，因此，能够增强合成音的低音域的声音。
另外，在本发明中，优选的是，至少一个特定频率与多个频率的其他至少一个频率为和弦的关系。
根据这样构成的本发明，在电动机转矩值的增大时输出的合成音具有比较高的协和度，并且作为统一的多个音(和弦)在人耳回响。由此，驾驶者能够在加速踏板操作时接收不协调感较少的合成音作为反馈。
另外，在本发明中，优选的是，声音控制部将多个频率的每一个频率设定为与电动机的电动机转速成比例，在多个频率中的任意频率超过规定的频率阈值的情况下，声音控制部降低超过规定的频率阈值的频率的声音的输出。
根据这样构成的本发明，随着电动机转速的增大，构成合成音的声音的频率增加，由此，驾驶者能够识别车辆的加速，但频率过高的声音对人耳很刺耳。于是，在本发明中，超过规定的频率阈值的频率的声音的输出被降低。即，当电动机转速增大时，特定频率的声音的输出从最高的频率向着较低的频率依次降低。此时，随着电动机转速的增大，无论最高频率的声音的输出是否降低，与无限音阶的错觉同样地，在驾驶者的耳中可以听到合成音的频率作为整体持续增加。因此，在本发明中，驾驶者不听到刺耳的高频率声音，能够通过耳中感到的频率随着电动机转速的增大而增加来识别车辆的加速。
另外，在本发明中，优选的是，多个频率包含至少一个不协和音频率，该不协和音频率与多个频率的其他频率为不协和音的关系，当电动机的电动机转速超过规定的转速阈值时，声音控制部增大不协和音频率的声音的输出。
根据这样构成的本发明，不协和音频率的声音与合成音的其他频率的声音为不协和音的关系。因此，若不协和音频率的声音的输出增大，则该声音与其他声音之间的波动变大。此时，驾驶者能够通过识别波动的存在或增大而在合成音中感知到不协调感(例如，合成音未调和)。因此，驾驶者能够根据该不协调感而识别出车辆以比规定的转速阈值高的电动机旋转区域行驶。一般，在电动车辆中，在电动机转速高的高旋转区域中，电动机转矩变小。因此，驾驶者能够根据合成音的音质的变化(波动)而容易地识别出需要更大的加速踏板的踩踏量来使车辆进一步加速。
发明效果
根据本发明的车辆用声音生成装置，能够使驾驶者容易地识别车辆的加速的力度，促进准确的加速踏板操作。
附图说明
图1是本发明的实施方式的车辆用声音生成装置的说明图。
图2是本发明的实施方式的车辆用声音生成装置的结构图。
图3是本发明的实施方式的声音生成处理的流程图。
图4是表示本发明的实施方式的电动机转速与音量的关系的第一声压设定映射图。
图5是表示本发明的实施方式的电动机转矩值与音量的增加量的关系的第二声压设定映射图。
图6是表示两个频率的声音(基本频率与其他频率)之间的不协和度的公知的图表。
图7A是表示本发明的实施方式的车辆用声音生成装置中的、低电动机转矩时的电动机转速与合成音的各频率的关系的说明图。
图7B是表示本发明的实施方式的车辆用声音生成装置中的、高电动机转矩时的电动机转速与合成音的各频率的关系的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
首先，参照图1和图2，说明本发明的车辆用声音生成装置的结构。图1是车辆用声音生成装置的说明图，图2是车辆用声音生成装置的结构图。
如图1和图2所示，本实施方式的车辆用声音生成装置1具备：搭载于车辆2的声音控制装置10、向车室内的驾驶者输出规定的声音的扬声器20以及检测车辆2的状态的各种传感器组30。
车辆2是具备作为驱动力的电动机3的电动车辆(EV)。车辆2不具备内燃机(汽油发动机等)，因此在行驶中不产生所谓的发动机声音。电动机3虽然产生工作声音，但电动机工作声音比发动机声音小。因此，车内的驾驶者几乎不能识别电动机工作声音。在本实施方式中，为了能够使驾驶者掌握电动机3的工作状况，车辆用声音生成装置1构成为根据电动机3的工作状况产生声音。另外，在本实施方式中，车辆2不具备内燃机，但不限于此，车辆2也可以是具备内燃机和电动机两者的混合动力车。
声音控制装置10是具备处理器、存储各种程序的存储器(存储部14)、数据输入输出装置等的计算机装置。声音控制装置10经由车内通信线路与其他的车载装置连接为能够通信。声音控制装置10构成为，基于来自传感器组30的车辆信息，通过处理器执行程序而对扬声器20输出声音信号。此时，如以下说明那样，声音控制装置10的处理器作为电动机转速检测部11、电动机转矩检测部12以及控制部13发挥功能。
扬声器20是具备放大器(扩音器)的声音输出部。扬声器20从声音控制装置10接收声音信号，将声音信号以规定的放大率放大，并输出基于声音信号的声音。另外，扬声器20可以设置在车室内，只要扬声器20产生的声音能够被驾驶者识别即可。
传感器组30包含：对电动机3的电动机转速进行检测的电动机转速传感器31、对车辆2的车速进行检测的车速传感器32、对加速踏板开度进行检测的加速踏板开度传感器33以及控制电动机3的ECU34。这些传感器组30通过车内通信线路发送表示检测到的车辆信息的信号。声音控制装置10能够经由车内通信线路从传感器组30接收各种车辆信息信号。
车辆信息信号包含电动机转速信号SR、车速信号SV、加速踏板开度信号SA、电动机转矩值信号ST。声音控制装置10(处理器)作为电动机转速检测部11从电动机转速信号SR读取电动机转速R，作为电动机转矩检测部12从电动机转矩值信号ST读取电动机转矩值T。电动机转矩值T是对电动机3的要求电动机转矩值(或者目标电动机转矩值)。
ECU34是与声音控制装置10同样的具备处理器、存储各种程序的存储器、数据输入输出装置等的计算机装置。ECU34经由车内通信线路接收车速信号SV、加速踏板开度信号SA以及其他信号。ECU34使用对加速踏板开度和变速等级等(或者加速踏板开度及其变化率(踩下加速踏板的速度)以及变速等级等)与目标加速度的关系进行规定的加速度特性映射图(存储于ECU34的存储器)，根据当前的加速踏板开度等计算目标加速度。进而，ECU34计算用于实现目标加速度的要求电动机转矩值(或者目标电动机转矩值)。
另外，在本实施方式中，电动机转矩值T是对电动机3的要求电动机转矩值，但不限于此，也可以是电动机3实际输出的实际电动机转矩值。然而，对于驾驶者的加速踏板操作，使用要求电动机转矩值比使用实际电动机转矩值更能够迅速地向驾驶者提供声音输出，因此能够对提高驾驶的操作性提供更大的贡献。在这一点上，与实际电动机转矩值相比，优选使用要求电动机转矩值。
另外，在本实施方式中，声音控制装置10从ECU34接收电动机转矩值T，但不限于此，上述那样的声音控制装置10也可以使用加速度特性映射图等，根据加速踏板开度等计算电动机转矩值T。
接着，参照图3～图5，说明本实施方式的车辆用声音生成装置的声音生成处理。图3是声音生成处理的流程图，图4是表示电动机转速与音量的关系的第一声压设定映射图，图5是表示电动机转矩值与音量的增加量的关系的第二声压设定映射图。
车辆用声音生成装置1构成为，在声音生成处理中，基于检测到的车辆信息，生成多个频率的声音的合成音(近似电动机工作声音)，从扬声器20对驾驶者输出该合成音。车辆用声音生成装置1每隔规定时间(例如每10ms)重复执行图3所示的声音生成处理。
首先，在声音生成处理中，声音控制装置10经由车内通信线路取得车辆信息(步骤S1)。如上所述，声音控制装置10(电动机转速检测部11、电动机转矩检测部12)至少取得电动机转速R和电动机转矩值T。
接着，声音控制装置10(控制部13)进行频率设定处理(步骤S2)。在频率设定处理中，基于电动机转速R设定多个规定数值的频率。具体而言，对于作为一倍频率(基本频率)的电动机转速R，通过以下的公式设定九个频率f1～f9。
fk(Hz)＝R(Hz)×nk (式1)
这里，k＝1～9，nk是相对于电动机转速R的倍数。具体而言，例如，n1为1.6，n2为2，n3为2.24，n4为2.4，n5为2.67，n6为3.33，n7为4，n8为5.33，n9为8。例如，1.6倍频率f1是电动机转速R的1.6倍的频率(R(Hz)×1.6)。另外，在本实施方式中，将基本频率作为电动机转速R，但不限于此，也可以将基本频率设为处于与电动机转速R的增加一起增加的关系的频率(例如，比例关系)。
例如，在电动机转速R为50Hz(3000rpm)的情况下，频率f1为80Hz，频率f2为100Hz，频率f3为112Hz，频率f4为120Hz，频率f5为133Hz，频率f6为167Hz，频率f7为200Hz，频率f8为267Hz，频率f9为400Hz。
接着，声音控制装置10(控制部13)根据存储于存储部14的第一声压设定映射图(以下也称为“映射图M1”)，设定各频率的声压级(步骤S3)。如图4所示，针对9个倍数n1～n9的频率f1～f9的每一个设定映射图M1。映射图M1对电动机转速R(rpm)规定各频率f1～f9的声音S1～S9的声压级p(dB(A))。
在关于低倍频率(例如，频率f1～f5)的映射图M1中，大致上随着电动机转速R的增加而声压级p也增加。另一方面，在关于高倍频率(例如，频率f8～f9)的映射图M1中，随着电动机转速R的增加而声压级p大致降低。另外，在本实施方式中，驾驶者几乎无法识别声压级比40dB(A)小的声音，能够识别大约40dB(A)以上声压级(可听声压级)的声音。因此，根据映射图M1，例如，在频率f9下，当电动机转速R为约3000rpm以上时，声压级p被设定为小于30dB(A)，因此在高速旋转时，驾驶者不能听见频率f9的声音S9。因此，驾驶者不能有意识地听到合成音SC中含有的30dB(A)左右的频率声音。然而，这样的30dB(A)左右的频率音也能够在无意识中影响驾驶者的车辆操作。
接着，声音控制装置10(控制部13)基于存储在存储部14内的第二声压设定映射图(也称为“映射图M2”)进一步设定或校正根据映射图M1设定的各频率f1～f9的声压级(步骤S4)。如图5所示，针对倍数n1～n9的频率f1～f9的每一个进行设定映射图M2。映射图M2对电动机转矩值T(N·m)规定各频率f1～f9中的声压级的校正量或校正增益(dB)。另外，在映射图M2中，正电动机转矩表示电动机3以供电状态工作，负电动机转矩表示电动机3以再生状态工作。
在映射图M2中，在各频率f1～f9中，随着正电动机转矩值的增加，校正量(校正增益)也大致增加。然而，在映射图M2中，与高倍频率(例如，频率f6～f9)相比，低倍频率(例如，频率f1～f5)被设定为大致上相对于正电动机转矩值的校正量较大。例如，在电动机转矩值T为100(N·m)的情况下，在低倍频率中的校正量为10dB以上，但在高倍频率中的校正量小于10dB。同样地，在电动机转矩值T为200(N·m)的情况下，在低倍频率中的校正量为约15dB，但在高倍频率中的校正量为10～13dB左右。因此，在本实施方式中，根据电动机转速R设定声压级，当驾驶者有加速要求(加速踏板操作)时，以与高音域的声音Sk相比增强低音域的声音Sk的方式生成校正后的合成音SC。即，在加速时，生成低音侧被增幅或强调的强力的合成音SC。
进而，在映射图M2中，在频率f2～f8中被设定为，即使电动机转矩值T从零开始增加，直到电动机转矩值T的增加量超过规定量前，校正增益不增加。与此相对，在频率f1和频率f9中被设定为，当电动机转矩值T从零开始增加时，不等待增加至规定量，校正增益与电动机转矩值T的增加量大致成比例地增加。因此，当通过驾驶者进行加速踏板操作而使车辆2加速时，一定是强调并输出最低频率f1的声音S1。即，在加速时，至少最低音域的声音Sk(k＝1)的上升较快，之后跟随更高音域的声音Sk(k＝2～8)。
接着，声音控制装置10(控制部13)生成合成了频率f1～f9的声音S1～S9的合成音信号SS，并输出(步骤S5)。具有各频率f1～f9的单位振幅的正弦波信号的振幅被调整为设定的声压级，并合成调整后的正弦波信号，由此生成合成音信号SS。
然后，扬声器20接受合成音信号SS，进行放大处理，作为合成音SC朝向驾驶者输出(步骤S6)。因此，输出的合成音SC是频率f1～f9的声音S1～S9的和。
SC＝S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7+S8+S9 (式2)
接着，参照图6说明n倍频率的相互关系。图6是表示两个频率的声音(基本频率和其他的频率)之间的不协和度的公知的图表。两个频率的声音之间的不协和度低表示两个频率的声音之间的协和度高。
在图6中，以0～6的等级表示因人耳的结构产生的两个频率(一方为基本频率250Hz)的声音之间的不协和度。不协和度0(零)是两个声音协和的状态。不协和度6是两个声音不协和的状态。协和度越高，人越能感到两个声音的合成音。相反地，协和度越低，人对两个声音的合成音就越感到不协调感。
当两个声音是和弦关系的情况下，协和度相对较高。在两个声音的协和度较高的状态中存在完全协和音程和不完全协和音程的两个状态。完全协和音程例如包含完全一度(两个声音的频率比为1：1)、完全八度(频率比1：2)、完全五度(频率比2：3)、完全四度(频率比3：4)。在完全协和音程中，两个声音调和，其合成音在人耳舒服地回响。另外，不完全协和音程例如包含长六度(频率比3：5)、长三度(频率比4：5)、短三度(5：6)、短六度(5：8)。在不完全协和音程中，两个声音的合成音虽然不是完全协和音程，但也在人耳中比较舒服的回响。
在本实施方式中，在九个频率中，除了频率f3以外的八个频率与其他任意的频率为和弦(完全协和音程或不完全协和音程)的关系(但是，完全一度除外)。当限定为例示的和弦时，频率f1与其他八个频率中的三个频率为和弦的关系。同样地，频率f2与五个频率为和弦的关系，频率f4与三个频率为和弦的关系，频率f5与五个频率为和弦的关系，频率f6与四个频率为和弦的关系，频率f7与六个频率为和弦的关系，频率f8与三个频率为和弦的关系，频率f9与两个频率为和弦的关系。
另一方面，在本实施方式中，频率f3与其他八个频率不为和弦的关系。即，如图6所示，在250Hz与300Hz之间，存在不协和度3以上的协和度较低的频带。相对于其他八个频率，频率f3被选择为包含这样的协和度较低的频带。
另外，频率f2与频率f7、频率f5与频率f8、频率f7与频率f9分别相当于完全八度(频率比1：2)。频率f1与频率f4、频率f5与频率f7、频率f8与频率f9分别相当于完全四度(频率比2：3)。频率f2与频率f5、频率f7与频率f8分别相当于完全四度(频率比3：4)。
另外，频率f1与频率f5、频率f2与频率f6、频率f4与频率f7分别相当于长6度(频率比3：5)。频率f1与频率f2、频率f5与频率f6分别相当于长3度(频率比4：5)。频率f2与频率f4、频率f6与频率f7分别相当于短三度(5：6)。频率f6与频率f8相当于短六度(5：8)。
接着，参照图7A、图7B，对车辆用声音生成装置1输出的合成音的概略特性进行说明。图7A是表示低电动机转矩时的电动机转速与合成音的各频率的关系的说明图。图7B是表示高电动机转矩时的电动机转速与合成音的各频率的关系的说明图。
参照图7A、图7B，能够理解各频率f1～f9的声音S1～S9以可听声压级输出的电动机转速R的范围(例如，在图7A中，最高的声音S9在电动机转速R为0～3750(rpm)时以可听声压级输出)。可听声压级是指，在输出某个声音时能够使人耳听到该声音的音量或声压的范围。另外，为了容易理解本实施方式的合成音SC的特性，图7A、图7B被简化。因此，在图7A、图7B中，不一定正确地反映使用了上述的映射图M1、映射图M2的声音S1～S9的生成范围(电动机转速R的范围)。
参照图7A、图7B，电动机3在理想情况下以0～12000(rpm)工作。此时，频率f1～f9与电动机转速R成比例。如图7A、图7B所示，在低旋转区域和中旋转区域(在本实施方式中为小于约5000(rpm))中，合成音SC不包含可听声压级的频率f3的声音S3，在高旋转区域(约5000(rpm)以上)中，合成音SC包含可听声压级的声音S3。
如上所述，频率f3与其他频率不是和弦的关系，反而是不协和音的关系。因此，若合成音SC包含频率f3的声音S3，则声音S3与其他的声音Sk(例如，声音S2)产生波动。由此，合成音SC变化为对于驾驶者而言有不协调感的声音。驾驶者根据这样的音质的变化，从而能够识别电动机转速R位于高旋转区域。另外，在高旋转区域中，电动机3的输出转矩降低，因此，为了获得希望的加速度，驾驶者需要比低旋转区域更大的加速踏板操作量。
由于这样的结构，因此，关于频率f3的映射图M1，在作为规定的转速阈值的5000(rpm)以上的电动机转速R时，声压级p被设定为30dB(A)。进而，关于频率f3的映射图M2，在作为中程度的电动机转矩值的70(N·m)以上的电动机转矩值时，设定+10dB以上的校正增益。由此，在本实施方式中，当车辆2的正常行驶时，合成音SC不包含可识别的声压级的声音S3，但优选的是，当车辆2加速期间在高旋转区域工作时，合成音SC包含可识别的声压级的声音S3。
另外，在本实施方式中，频率f2是与频率f3协和度最低的频率之一。而且，关于频率f3的映射图M1与关于频率f2的映射图M1类似，关于频率f3的映射图M2在正电动机转矩值的范围内与关于频率f2的映射图M2类似。由此，在本实施方式中，频率f3的声音S3被设定为与频率f2的声音S2以相同程度的声压级输出。因此，在本实施方式中，由协和度低的组合的声音S2与声音S3产生的波动被进一步强调。
另外，与电动机转速R升高对应地，高频率侧的频率f6～f9超过规定的频率阈值(在本实施方式中为500Hz)。然而，超过500Hz的声音Sk听起来很刺耳。因此，在本实施方式中，如图7A、图7B所示，当频率f6～f9超过500Hz时，这些频率f6～f9的声音S6～S9的声压级降低。即，优选的是，频率超过500Hz的声音Sk降低至可听声压级以下的声压级。
由于这样的结构，关于频率f6～f9的映射图M1在频率f6～f9超过500Hz的旋转区域中，声压级p伴随着频率增加而逐渐降低，或者声压级p被设定为被降低后的值(例如，小于30dB(A))。另外，关于频率f6～f9的映射图M2特别是在低电动机转矩值的范围内，校正增益为被抑制为负值或者较小的正值。由此，在本实施方式中构成为，当声音Sk的频率fk超过规定的频率阈值时，声音Sk(k＝6～9)优选被降低至可听声压级以下的声压级。
另外，当电动机转速R增加时，声音S9、S8、S7、S6、S5依次变得不能被人耳听见。然而，在合成音SC整体从低音域的声音逐渐变化为高音域的声音的情况下，例如，即使听不见最高音的声音S9，由于人耳的错觉，也感觉到合成音SC向高音域变化。该现象是应用了一般作为无限音阶而被知晓的现象。因此，即使声音S9～声音S5依次变得听不见，随着电动机转速R的增加，人耳感觉到作为整体的合成音SC向高音阶变化。
另外，当驾驶者对加速踏板的踩踏量比较小，电动机转矩值T较低时(即低转矩时。例如，0<T<100)，如图7A所示，除了频率f2、f5以外的七个频率的声音Sk能够在可听声压级下生成。另一方面，当电动机转矩值T较高时(即高转矩时。例如，200<T)，如图7B所示，全部频率f1～f9的声音Sk能够在可听声压级下生成。
因此，在本实施方式中，在高转矩时，驾驶者感到在合成音SC的频率范围(f1～f9的范围)的低频率侧增加了声音S2、S5。即，在本实施方式中，在低转矩时，在低频率侧能够识别三个声音S1、S3、S4。另一方面，在高转矩时，在低频率侧能够识别五个声音S1～S5，在合成音SC中，相比高音域的声音，低音域的声音被强调。由此，与低转矩时相比，高转矩时的合成音SC作为更强有力的声音在人耳回响。
另外，人耳在听到包含多个频率的声音时，除了各频率的声音之外，感觉也能够听到相当于两个不同频率的差的频率的声音。在高转矩时，由于增加频率f2、f5，从而存在于某个频率范围的频率的数量变多(即，频率密度变高)。因此，在高转矩时，人耳感到也加入了频率f2、f5以外的更低音的频率。该效果有助于在高转矩时使驾驶员感到合成音SC是更强有力的声音。
由于这样的结构，与关于其他频率的映射图M1相比，在关于频率f2、f5的映射图M1中，声压级被设定为相对较低。另外，在关于频率f2、f5的映射图M2中，在电动机转矩值T高的范围中校正增益设定得较大。由此，在本实施方式中构成为，声音S2、S5在低转矩时被抑制为可听声压级以下的声压级，在高转矩时以可听声压级以上的声压级输出。
另外，根据映射图M1，在电动机转速R约1000～3000(rpm)的范围中，频率f9的声音S9被设定为40dB(A)，但在其他的转速的范围中被设定为可听声压级以下的30dB(A)以下。然而，根据映射图M2，在高电动机转矩值T时，施加校正增益(例如，200(N·m)时为+10dB)。因此，在驾驶者为了尽快加速而大幅踩下加速踏板时，即使在电动机转速R为3000(rpm)以上时，合成音SC中也可以包含可听声压级的声音S9。
接着，说明本实施方式的车辆用声音生成装置1的作用。
本实施方式的车辆用声音生成装置1搭载于以电动机3作为动力源而行驶的车辆2，具备：声音控制装置10(声音控制部)，该声音控制装置10设定与电动机3的电动机转速R对应的多个频率f1～f9，并生成合成音信号SS，该合成音信号SS表示包含多个频率f1～f9的声音S1～S9的合成音SC；以及扬声器20(声音输出部)，该扬声器20基于声音控制装置10所生成的合成音信号SS，输出合成音SC，随着电动机3的电动机转矩值T的增大，在合成音SC的频率范围内(频率f1～f9的范围)，声音控制装置10将低频带(例如，频率f1～f5的范围)的声音的输出的增大量设定得比高频带(例如，频率f6～f9的范围)的声音的输出的增大量大。
在本实施方式中，与关于高频带的映射图M2相比，关于低频带的映射图M2的正电动机转矩值T时的校正增益被设定得相对较大。由此，在驾驶者为了使车辆2加速而进行加速踏板操作时，低音域的声音S1～S5的声压级的增加量比合成音SC的高音域的声音S6～S9的声压级的增加量大。因此，在本实施方式中，当驾驶者踩下加速踏板时，作为其反馈，从扬声器20输出低音侧被增强的合成音SC。而且，通过低音侧被增强的合成音SC，驾驶者能够容易地识别与加速踏板操作对应的车辆2的加速的力度，促进驾驶者的准确的加速踏板操作。
另外，在本实施方式中，随着电动机3的电动机转矩值T的增大，声音控制装置10使低频带(例如，频率f1～f5的范围)所包含的至少一个特定频率(例如，频率f1～f5)的声音的输出的增大量比高频带(例如，频率f6～f9)所包含的声音的输出的增大量大。
根据该结构，在本实施方式中，在合成音SC的频率范围内，与相对较高的频带的声音S6～S9的相比，关于相对较低的频带的至少一个特定频率的声音大幅地增大，因此，能够增强合成音SC的低音域的声音。
另外，在本实施方式中，随着电动机3的电动机转矩值T的增大，至少一个特定频率(例如，频率f2、f5)的声音的输出从驾驶者在车辆2内无法识别的输出水平增大至驾驶者能够识别的输出水平。
根据该结构，在本实施方式中，考虑到人的可听声压级，随着电动机转矩值的增大，实际上在低频带增加新的频率的声音。因此，在本实施方式中，低频带中的声压级增大，并且在低频带中生成频率密度进一步提高的声音，因此，能够增强合成音SC的低音域的声音。
另外，在本实施方式中，至少一个特定频率(例如，频率f1、f2、f4、f5)与所述多个频率的其他至少一个频率为和弦的关系。
根据该结构，在本实施方式中，在电动机转矩值T的增大时输出的合成音SC具有比较高的协和度，并作为统一的多个声音(和弦)在人耳回响。由此，驾驶者能够在加速踏板操作时接收不协调感较少的合成音作为反馈。
另外，在本实施方式中，声音控制装置10将多个频率的每个频率f1～f9设定为与电动机3的电动机转速R成比例，在多个频率中的任意频率(例如，频率f5～f9)超过规定的频率阈值(例如，500Hz)的情况下，声音控制装置10降低超过规定的频率阈值的频率的声音的输出。
在本实施方式中，随着电动机转速R的增大，构成合成音SC的声音的频率f1～f9增加，由此，驾驶者能够识别车辆的加速，但频率过高的声音对人耳很刺耳。于是，在本实施方式中，超过规定的频率阈值的频率的声音的输出被降低。即，当电动机转速R增大时，特定频率的声音S9、S8、S7、S6、S5的输出从最高的频率f9向着较低的频率f5依次降低。此时，随着电动机转速R的增大，无论最高频率的声音的输出是否降低，与无限音阶的错觉同样地，在驾驶者的耳中可以听到合成音SC的频率作为整体持续增加。因此，在本实施方式中，驾驶者不听到刺耳的高频率声音，能够通过耳中感到的频率随着电动机转速的增大而增加来识别车辆的加速。
另外，在本实施方式中，多个频率f1～f9包含至少一个不协和音频率f3，该不协和音频率f3与多个频率f1～f9的其他频率为不协和音的关系，当电动机3的电动机转速R超过规定的转速阈值(例如5000(rpm))时，声音控制装置10增大不协和音频率f3的声音S3的输出。
根据该结构，在本实施方式中，不协和音频率f3的声音S3与合成音SC的其他频率的声音Sk为不协和音的关系。因此，若增大不协和音频率f3的声音S3的输出，则该声音S3与其他声音Sk之间的波动变大。此时，驾驶者能够通过波动的存在而在合成音SC中感知到不协调感(例如，合成音SC未调和)。因此，驾驶者能够根据该不协调感而识别出车辆2以比规定的转速阈值高的电动机旋转区域行驶。一般，在电动车辆中，在电动机转速较高的高旋转区域中，电动机转矩变小。因此，驾驶者能够根据合成音SC的音质的变化(波动)容易地识别出需要更大的加速踏板的踩踏量来使车辆2进一步加速。
符号说明
1 车辆用声音生成装置
2 车辆
3 电动机
10 控制装置
11 电动机转速检测部
12 电动机转矩检测部
13 控制部
14 存储器
20 扬声器
30 传感器组
31 电动机转速传感器
32 车速传感器
33 加速踏板开度传感器
34 ECU
M1 第一声压设定映射图
M2 第二声压设定映射图

Claims (5)

1.一种车辆用声音生成装置，搭载于以电动机作为动力源而行驶的车辆，该车辆用声音生成装置的特征在于，具备：
声音控制部，该声音控制部设定与所述电动机的电动机转速对应的多个频率，并生成合成音信号，该合成音信号表示包含所述多个频率的声音的合成音；以及
声音输出部，该声音输出部基于所述声音控制部所生成的合成音信号，输出所述合成音，
随着所述电动机的电动机转矩值的增大，在所述合成音的频率范围内，所述声音控制部将低频带的声音的输出的增大量设定得比高频带的声音的输出的增大量大，
随着所述电动机的电动机转矩值的增大，所述声音控制部使所述低频带所包含的至少一个特定频率的声音的输出的增大量比高频带所包含的频率的声音的输出的增大量大，
随着所述电动机的电动机转矩值的增大，所述至少一个特定频率的声音的输出从驾驶者在所述车辆内无法识别的输出水平增大至所述驾驶者能够识别的输出水平。
2.根据权利要求1所述的车辆用声音生成装置，其特征在于，
所述至少一个特定频率与所述多个频率的其他至少一个频率为和弦的关系。
3.根据权利要求1所述的车辆用声音生成装置，其特征在于，
所述声音控制部将所述多个频率的每一个频率设定为与所述电动机的电动机转速成比例，
在所述多个频率中的任意频率超过规定的频率阈值的情况下，所述声音控制部降低超过所述规定的频率阈值的频率的声音的输出。
4.根据权利要求2所述的车辆用声音生成装置，其特征在于，
所述声音控制部将所述多个频率的每一个频率设定为与所述电动机的电动机转速成比例，
在所述多个频率中的任意频率超过规定的频率阈值的情况下，所述声音控制部降低超过所述规定的频率阈值的频率的声音的输出。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的车辆用声音生成装置，其特征在于，
所述多个频率包含至少一个不协和音频率，该不协和音频率与所述多个频率的其他频率为不协和音的关系，
当所述电动机的电动机转速超过规定的转速阈值时，所述声音控制部增大所述不协和音频率的声音的输出。
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