JP2007003957A - 車両用通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両用通信システムに係り、複数の音響再生装置を車両ネットワークに接続するときに、複数の音響再生装置が車両内の配置位置により、内蔵ソフトウェアを変更することなく、各音響再生装置が適当な音響特性値を設定することができる車両用通信システムを提供する。
【解決手段】制御ユニット１は車両ネットワーク２００における複数の音響再生装置それぞれの接続箇所を判別できる所定の手段と、複数の音響再生装置に所定の方法で車両１００における接続位置を通知するプログラムを備え、複数の音響再生装置は複数の音響特性設定データと、要求に応じた音響特性設定値を決定し設定するためのプログラムと、各音響再生装置の共通であるグループアドレスと、音響再生装置間で通信を行い互いに識別可能な仮アドレスを所定の方法で決定し、自身の仮アドレスとして記憶するためのプログラムを備えた車両用通信システムで構成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用通信システムに係り、特に車両用通信システムに複数の音響再生装置を接続する方法に関するものである。

車両内におけるスピーカの配置およびスピーカの特性に応じて音響再生装置の音響特性を設定する方法の一例として、音響再生装置にネットワークインターフェースやカードインターフェースを設け、外部より車両内におけるスピーカの配置や特性情報を与えることによって最適な音響特性値を設定させる方法が知られている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−２７４４９６号公報

しかしながら、前記の公報においては、車両内のスピーカ配置情報を特定する具体的な手法については記載されておらず、また配置されるスピーカは全て単一の音響再生装置に接続され、各スピーカの音響特性を決定するような構成となっている。

ところで、近年の車両システムにおいては、ハーネスの増大による重量化や配線スペースが重要な問題となっている。前記のようなスピーカと音響再生装置については、各スピーカに音響再生装置を内蔵するようなアクティブスピーカによる構成をとることで省線化を図ることができる。しかし、このような構成では、各スピーカに適した音響設定値を設定するようなソフトウェアをそれぞれの音響再生装置ごとに個別に用意する必要があり、接続する車両ネットワークによっては事前に各音響再生装置にアドレスを付与させる必要があるため、たとえ同じスピーカ形状であっても、内蔵ソフトウェアの違いにより品番等を変える必要があるため、余計な管理コストや手間を増加させる可能性がある。

本発明は上記の従来の課題を解決するもので、車両用通信システムに接続されるアクティブスピーカである複数の音響再生装置が、車両内の配置位置により内蔵ソフトウェアを変更することなく、各音響再生装置が適当な音響特性値を設定することができる車両用通信システムを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。

本発明の請求項１に記載の発明は、複数の音響再生装置と制御ユニットが所定の車両ネットワークに接続される車両用通信システムであって、前記制御ユニットは車両ネットワークにおける前記複数の音響再生装置それぞれの接続箇所を判別できる所定の手段と、前記複数の音響再生装置に所定の方法で車両における接続位置を通知するプログラムを備え、前記複数の音響再生装置は複数の音響特性設定データと、要求に応じた音響特性設定値を決定し設定するためのプログラムと、各音響再生装置の共通であるグループアドレスと、音響再生装置間で通信を行い互いに識別可能な仮アドレスを所定の方法で決定し、自身の仮アドレスとして記憶するためのプログラムを備えた車両用通信システムであり、制御ユニットが前記複数の音響再生装置の接続位置をそれぞれ特定し、音響再生装置にその接続位置を通知でき、各音響再生機器は取得した仮想アドレスにより、前記車両ネットワークを通じて入力される自分宛の命令を音響再生装置間で識別し、複数の音響特性設定データの中から指定されたデータを自身の音響特性値として設定できるため、予め各音響再生装置にアドレスや音響特性値を変えたソフトウェアを用意する必要がないという効果が得られる。

本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、車両ネットワークをリング型トポロジーで形成させることにより、ネットワーク構成において、前記制御ユニットを始点として各音響再生装置が順序的に接続されるという効果が得られる。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１〜２に記載の発明において、複数の音響再生装置それぞれの接続箇所の判別手段を、データ入出力装置から前記複数の音響再生装置への通信応答時間とすることにより、制御ユニットが各音響再生装置に対し応答要求命令を順次送信し、各音響再生装置からの通信応答時間をそれぞれ比較し、各音響再生装置の接続位置を特定できるという効果が得られる。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に記載の発明において、複数の音響再生装置それぞれが、互いに識別可能なように決定する仮アドレスは、車両ネットワークに接続される音響再生装置の総数を上限とした連続数として決定されることにより、各音響再生装置間で容易に仮アドレスを取得できるという効果が得られる。

本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載の発明において、データ入出力装置が複数の音響再生装置の車両における接続位置を通知する方法は、前記複数の音響再生装置を特定するグループアドレスに対して、接続位置と各音響再生装置の仮アドレスをパラメータとして通知することにより、所望の音響再生装置に対して、確実に接続位置を通知できるという効果が得られる。

本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、少なくとも１つ以上のオーディオ信号出力装置が車両ネットワークもしくは複数の音響再生装置それぞれに接続され、制御ユニットはマイクロフォンと、前記マイクロフォンに入力された音の所定の周波数帯の入力レベルを抽出する音圧レベル解析手段とを備えることにより、任意の音声信号を各音響再生装置に入力でき、前記制御ユニットで音響再生装置がそれぞれ発生する音を集音でき、所定の周波数帯のレベルを抽出できるという効果が得られる。

本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１および６に記載の発明において、複数の音響再生装置それぞれの接続箇所の判別手段を、前記複数の音響再生装置がそれぞれ所定の試験用オーディオ信号を再生したときの音圧にすることにより、制御ユニットが各音響再生装置に対し、ミュート解除命令を順次送信し、各音響再生装置からの再生音圧をそれぞれ比較して、各音響再生装置の接続位置を特定できるという効果が得られる。

本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１および６、７に記載の発明において、試験用オーディオ信号として中高域周波数帯信号を用いることにより、前記各音響再生装置それぞれの接続位置から前記マイクロフォンまでの再生音伝達距離差による減衰レベルを明確に判別しやすいという効果が得られる。

以上のように本発明の車両用通信システムは、車両ネットワークにおける各音響再生装置の接続位置を通信の応答時間やマイクロフォンにより集音した音圧レベル差により特定できる制御ユニットを設け、複数の音響再生装置はそれぞれのアドレス決定手段と複数の音響特性設定値とを設けたので、各音響再生装置はそれぞれのソフトウェアを変更することなく車両ネットワークに接続し、接続位置に応じた音響特性値を設定することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態１における車両用通信システムの構成例を示す図である。

図１において、車両１００にリング型トポロジーの車両ネットワーク２００が配線され、車両１００のフロント部付近に制御ユニット１と、車両１００のフロントレフト部（ＦＬ）、リアレフト部（ＲＬ）、リアライト部（ＲＲ）、フロントライト部（ＦＲ）にアクティブスピーカユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄがそれぞれ配置され車両ネットワーク２００と接続される。制御ユニット１はアクティブスピーカユニット２Ｄの接続方向にデータを出力し、出力されたデータはネットワーク形状から、アクティブスピーカユニット２Ｄ、２Ｃ、２Ｂ、２Ａの順に循環し、制御ユニット１に入力される。

図２は、アクティブスピーカユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの構成図である。

図２において、通信ネットワークより入力されたデータは通信Ｉ／Ｆ部２４を通じ、音声信号データについては音声信号入力部２３に入力され、音響制御部２２、増幅部２１を介しスピーカ２０より出力され、命令データについてはマイクロコンピュータ２５に入力され、所定のプログラムにおける処理を実行する。また、記憶部２６にはＦＲ、ＲＬ、ＲＲ、ＲＬスピーカ用として予め最適化された音響特性値が記憶されている。

図３は、制御ユニット１にて記憶されるデータテーブル例である。

デバイステーブルＴ１は車両ネットワーク２００に接続されるデバイスについての情報を記憶したものであり、制御ユニット１からデータを入力される順番（ＩＤ）をキーとし、車両ネットワーク２００に接続されるデバイスが予め設定されているものとする。機器属性項目にはその機器固有の情報を記憶するものとし、音響再生装置においてはその接続場所を図示の通り記憶させるものとする。またグループアドレスとして、音響再生装置に対し共通となるアドレスαを記憶するが、本項目については必ずしもデバイステーブルＴ１に記憶しなくとも、別途記憶しておいても良い。

また、測定情報テーブルＴ２は、各音響再生装置について後述する仮アドレスと各音響再生装置からの通信応答時間を記憶させるものとする。

以上のような構成において、具体的な動作事例を図４〜図９を用いて説明する。

図４は、車両ネットワーク２００に図１のような４つのアクティブスピーカ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを接続する時の車両ネットワークを通じて行われる本発明の通信手順について説明したものである。

図５〜図７は制御ユニット１における通信プログラムのフローチャートであり、図５は制御ユニット１が行う通信手順の全体フローである。

図６は各アクティブスピーカの接続位置特定処理フローで、図５のＳ５４の処理内容であり、図７は各アクティブスピーカの接続位置通知処理フローで、図５のＳ５５の処理内容である。

図８、図９は各音響再生装置（図１のアクティブスピーカ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ）における通信プログラムのフローチャートであり、図８は仮アドレス決定処理であり、図９は仮アドレス取得処理であり、図８のＳ８３の処理内容である。

まず、制御ユニット１における処理について、図４〜図７で説明する。

制御ユニットは図５のプログラムを開始する。最初に自身のアドレスを車両ネットワーク接続デバイス全体にブロードキャストする（Ｓ５１）。これにより、車両ネットワーク２００に接続されるデバイスは制御ユニット１に対してデータを送信することができる。

次に、一連の通信手段を行うためのスタート命令を、図３のデバイステーブルＴ１で示したグループアドレスαに対してブロードキャストする（Ｓ５２）。

それぞれのアクティブスピーカ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄについては、グループアドレスαについて送信された命令について受信するように設定されているものとし、スタート命令を受信したそれぞれのアクティブスピーカは仮アドレス決定処理をアクティブスピーカ間で通信し処理する。

その間、制御ユニット１は全ての仮アドレスが決定するまで待ち（Ｓ５３）、決定後にアクティブスピーカの接続位置を特定する処理を開始する（Ｓ５４）。図６を参照するに、制御ユニット１は応答要求命令をパラメータＮ＝１として、グループアドレスαに対してブロードキャストする（Ｓ６１）。

応答要求命令は全てのアクティブスピーカが受信するが、仮アドレスがパラメータＮ＝１と同等であるＦＬのアクティブスピーカ２Ａのみが応答メッセージを返す。制御ユニット１はこの応答メッセージを受信した時間を応答時間として記憶させるが、図４、図６では図示していないが、各アクティブスピーカは応答要求を受けたら、一定時間間隔で所定の回数分繰り返し応答メッセージを返しその合計応答時間を計算するようにしておけば、各アクティブスピーカからの応答時間の差異をより明確にできる。応答時間が確定すれば、図３の測定情報テーブルＴ２に仮アドレスＮ＝１と得られた通信応答時間を記憶する（Ｓ６２）。

以降、仮アドレスＮ＝２から４まで同様の処理を繰り返し、全てのアクティブスピーカからの通信応答時間をそれらの仮アドレスをキーに取得する（Ｓ６３、Ｓ６４）。

なお、図１のようなリング型ネットワークの場合、各アクティブスピーカからの通信応答時間に差異が生じる要因としては、各アクティブスピーカからデータ通信制御装置までのネットワークの物理的距離よりも、各接続デバイスがリングネットワークに接続するインターフェースによるデータの読み出し、および電気的増幅処理などで生じる遅延が大きい。図１の構成では通信応答時間が大きい順に並べると、ＦＲ、ＲＲ、ＲＬ、ＦＬアクティブスピーカとなる。

以上から、図３のデバイステーブルＴ１より各アクティブスピーカの接続順がわかっているので、測定情報テーブルＴ２で仮アドレスとＩＤを一意に特定できる。

本例での結果は測定情報テーブルＴ２の括弧中の値である（Ｓ６５）。

各アクティブスピーカの接続位置を特定後、特定された位置情報を各アクティブスピーカに通知する処理を行う（Ｓ５５）。

接続位置通知処理は、デバイステーブルＴ１のＩＤについて、各機器属性情報を測定情報テーブルＴ２の仮アドレスをパラメータとして、グループアドレスαに対してブロードキャストする（Ｓ７１〜７４）。

これにより、各アクティブスピーカは自身の仮アドレスに適合する前記機器属性情報を取得できるので、それにより接続位置に基づいた音響特性設定値を設定することができる。

次に各アクティブスピーカにおける仮アドレス決定方法について、図４、図８、図９により説明する。

図８の仮アドレス決定処理では、仮アドレスを取得済みであるかを判別し（Ｓ８１）、取得済みであれば、他のアクティブスピーカの仮アドレスが決定するまで待つ（Ｓ８２）。仮アドレスを取得済みでなければ、仮アドレス取得処理を実行する（Ｓ８３）。図９の仮アドレス決定処理では、まずランダムに決定する待ち時間を決定し（Ｓ９１）、その待ち時間が終了するまで待つ（Ｓ９２）。図４の例では、ＦＬアクティブスピーカが全てのアクティブスピーカ間で最初に仮アドレス取得要求を開始する。初期仮アドレスは“１”とし、ＦＬアクティブスピーカはグループアドレスαに対し、パラメータ“１”として仮アドレス取得要求メッセージをブロードキャストする。これによって、他のアクティブスピーカは、仮アドレス“１”が取得されたことがわかり、次に取得可能な仮アドレスは“２”となる。以後、ＲＬ、ＲＲ、ＦＲアクティブスピーカが同様な処理によって、それぞれの仮アドレスを取得できるようになる。各アクティブスピーカがランダムな時間を置いて仮アドレス取得要求を行うため、各アクティブスピーカ間で同時に仮アドレス取得要求を行う可能性は低いが、重複が発生（要求したアドレス値と同じ値である他のアクティブスピーカの要求を受信した場合や、同じ値を２回受信した場合）した場合は、その値は無効とし再度ランダム待ち時間を決定させる（Ｓ９３〜９６）。以上のように、各アクティブスピーカ間で互いに一意に認識できる仮アドレスをネットワークに接続されるアクティブスピーカの総数を上限とした連続数として決定できる。

なお、本実施の形態では車両ネットワーク２００上に接続されるデバイスは音響再生装置のみであったが、他のデバイスが接続されていても良く、各アクティブスピーカ間に存在するほど通信応答時間の差異をより明確にすることもできる。

（実施の形態２）
次に実施の形態２について図面を参照しながら説明する。

図１０は実施の形態２における車両用通信システムの構成例を示す図である。

図１０において、車両１０１にリング型トポロジーの車両ネットワーク２０１が配線され、車両１０１のフロント部付近に制御ユニット１１と、オーディオ信号出力装置１３と、フロントレフト席前付近に制御ユニット１１に接続されたマイクロフォン１２と、フロントレフト部（ＦＬ）、リアレフト部（ＲＬ）、リアライト部（ＲＲ）、フロントライト部（ＦＲ）にアクティブスピーカユニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄがそれぞれ配置され、車両ネットワーク２０１と接続される。オーディオ信号出力装置１３から出力されるオーディオ信号は、車両ネットワーク２０１を通じて各アクティブスピーカユニットに入力される。

なお、アクティブスピーカユニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄについては図２と同じ構成であり、制御ユニット１１については、図示しないが、マイクロフォン１２から入力される音声信号について、予め設定された周波数帯の音圧レベルを抽出できる音圧レベル測定手段を有する。

図１１は、制御ユニット１１にて記憶されるデータテーブルの例であり、デバイステーブルＴ１１は車両ネットワークに接続されるデバイスについての情報を記憶したものであり、制御ユニット１１が接続される個々のアクティブスピーカを識別するＩＤと、機器属性項目にはその接続位置情報と、予め各アクティブスピーカとマイクロフォン１２を図１０と同位置で設置し、所定の試験用オーディオ信号を個々のアクティブスピーカで再生させたときにマイクロフォン１２で計測される必要な周波数帯の音圧データを記憶させるものとする。なお、試験用オーディオ信号および必要な周波数帯は中高域帯（４００Ｈｚ以上が目安であるが、その限りではない）を用いれば、各アクティブスピーカから取得できる入力音圧に差をつけ易い。またデバイステーブルＴ１１にはグループアドレスとして、音響再生装置に対し共通となるアドレスαを記憶するが、本項目については必ずしもデバイステーブルＴ１１に記憶しなくとも別途記憶しても良い。測定情報テーブルＴ１２は第１の実施の形態と同様、各アクティブスピーカで取得される仮アドレスと計測される音圧データを記憶するものである。

以上のような構成において、具体的な動作事例を図１２を用いて説明する。

まず、制御ユニット１１は自身のアドレスを車両ネットワーク接続デバイス全体にブロードキャストする。これにより、車両ネットワーク２０１に接続されるデバイスは制御ユニット１１に対してデータを送信することができる。

次に、一連の通信手順を行うためのスタート命令を、図１１のデバイステーブルＴ１１で示したグループアドレスαに対してブロードキャストする。それに応じる各アクティブスピーカの仮アドレス決定処理については、第１の実施の形態と同処理であるため省略する。仮アドレス決定後、制御ユニット１１はアクティブスピーカをミュートさせるミュート要求をグループアドレスαに対してブロードキャストする。次に、オーディオ信号出力装置１３に試験用オーディオ信号出力を指示し、車両ネットワーク２０１にオーディオ信号を出力させる。

その後、ミュート解除要求をパラメータに仮アドレス“１”を設定し、グループアドレスαに対してブロードキャストする。すると、仮アドレス“１”を持つアクティブスピーカから試験用オーディオ信号に対する音が再生され、制御ユニット１１はその再生音をマイクロフォン１２で集音し、音圧レベル測定手段により、所定の周波数帯のレベルを抽出し、測定情報テーブルＴ１２にその仮アドレスと共に記憶させる。以後、同様に仮アドレス２〜４のアクティブスピーカについて、音圧レベルを測定する。全ての測定終了後、デバイステーブルＴ１１に記憶された音圧レベルと測定情報テーブルＴ１２に記憶された測定音圧レベルから、仮アドレスをデバイステーブルＴ１１のＩＤとして設定することにより、仮アドレスに対するその接続位置が決定される。

以後は、第１の実施の形態と同様、各アクティブスピーカに仮アドレスをパラメータとして接続位置を通知する。

以上の形態では、車両ネットワーク２０１をリング型トポロジーとして説明したが、バス型トポロジーで形成しても同様の通信手順で本発明は実施可能である。

また、各音響再生装置の接続箇所特定手段として、第１、第２の実施の形態を組み合わせて動作させることも可能である。

本発明にかかる車両用通信システムは、車両ネットワークに接続し使用される複数の音響再生装置に内蔵されるソフトウェアおよびそのネットワークへの接続手順として用いるのに有用である。

本発明の実施の形態１における車両用通信システムの例を示す図 実施の形態１における車両用音響再生装置のブロック構成図 実施の形態１における制御ユニットに格納されるデータ例を示す図 実施の形態１における車両用通信システムの通信手順を示す図 実施の形態１における制御ユニットが行う通信プログラムの処理フロー図 実施の形態１における制御ユニットが行う各音響再生装置の接続位置を特定するプログラムの処理フロー図 実施の形態１における制御ユニットが行う各音響再生装置の接続位置を通知するプログラムの処理フロー図 実施の形態１における音響再生装置が行う仮アドレス決定処理プログラムの処理フロー図 実施の形態１における音響再生装置が行う仮アドレス取得処理プログラムの処理フロー図 実施の形態２における車両用通信システムの例を示す図 実施の形態２における制御ユニットに格納されるデータ例を示す図 実施の形態２における車両用通信システムの通信手順を示す図

符号の説明

１ 制御ユニット
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ アクティブスピーカユニット
１１ 制御ユニット
１２ マイクロフォン
１３ オーディオ信号出力装置
２０ スピーカ
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ アクティブスピーカユニット
２１ 増幅部
２２ 音響制御部
２３ 音声信号入力部
２４ 通信Ｉ／Ｆ部
２５ マイクロコンピュータ
２６ 記憶部
１００、１０１ 車両
２００、２０１ 車両ネットワーク

Claims (8)

1. 複数の音響再生装置と制御ユニットが所定の車両ネットワークに接続される車両用通信システムであって、
   前記制御ユニットは前記車両ネットワークにおける前記複数の音響再生装置それぞれの接続箇所を判別できる所定の手段と、前記複数の音響再生装置に所定の方法で車両における接続位置を通知するプログラムを備え、
   前記複数の音響再生装置は複数の音響特性の設定と、要求に応じた音響特性設定値を決定し設定するためのプログラムと、各音響再生装置で共通であるグループアドレスと、音響再生装置間で通信を行い互いに識別可能な仮アドレスを所定の方法で決定し自身の仮アドレスとして記憶するためのプログラムとを備えることを特徴とする車両用通信システム。
2. 車両ネットワークをリング型トポロジーで形成させた請求項１に記載の車両用通信システム。
3. 複数の音響再生装置それぞれの接続箇所の判別手段を、データ入出力装置から前記複数の音響再生装置への通信応答時間によるものとした請求項１、２に記載の車両用通信システム。
4. 複数の音響再生装置それぞれにおいて、互いに識別可能なように決定する仮アドレスは、車両ネットワークに接続される音響再生装置の総数を上限とした連続数として決定される請求項１〜３に記載の車両用通信システム。
5. データ入出力装置が複数の音響再生装置の車両における接続位置を通知する方法は、前記複数の音響再生装置を特定するグループアドレスに対して、接続位置と各音響再生装置の仮アドレスをパラメータとして通知する請求項１〜４に記載の車両用通信システム。
6. 少なくとも１つ以上のオーディオ信号出力装置が車両ネットワークもしくは複数の音響再生装置それぞれに接続され、制御ユニットはマイクロフォンと、前記マイクロフォンに入力された音の所定の周波数帯の入力レベルを抽出する音圧レベル解析手段とを備える請求項１に記載の車両用通信システム。
7. 複数の音響再生装置それぞれの接続箇所の判別手段を、前記複数の音響再生装置がそれぞれ所定の試験用オーディオ信号を再生したときの音圧によるものとした請求項１および６に記載の車両用通信システム。
8. 試験用オーディオ信号を中高域周波数帯信号とした請求項１、６、７に記載の車両用通信システム。

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