JP5325053B2 - 自動車用ターン音の吹鳴方法及び自動車用ターン音の吹鳴装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ターン音の吹鳴方法及び自動車用ターン音の吹鳴装置に係り、特に、自動車のターン音を吹鳴させる自動車用ターン音の吹鳴方法及び自動車用ターン音の吹鳴装置に関するものである。

従来、自動車のターン音は、方向指示ランプを点滅させるメカニカルリレーの動作音を使用していた。しかしながら、近年、上記メカニカルリレーの代わりに半導体スイッチで方向指示ランプを点灯させることが考えられているが、半導体スイッチのオンオフではターン音を出力することができない。そこで、中央演算装置（以下ＣＰＵ）のサウンド／ジェネレータポート（以下Ｓ／Ｇポート）からパルス信号を出力して、このパルス信号を積分回路によりアナログ信号に変換した後にスピーカや圧電ブザーに対して供給して、スピーカや圧電ブザーを間欠的に吹鳴させてターン音を再生することが考えられている。

しかしながら、ＣＰＵのＳ／Ｇポートは、パルス信号の周期及びデューティ比の綿密な制御が不可能であり、Ｓ／Ｇポートからは一定周期かつ一定デューティ比のパルス信号しか出力することができない。このため、メカニカルリレーの動作音とはかけ離れた単純なビープ音しか再生することができず、ユーザに違和感を与え、ターン音の音色に対するユーザの要望に答えることができない、という問題があった。また、メカニカルリレーの動作音（アナログ信号）を量子化・符号化して得たＰＣＭ信号を出力するＰＣＭ音源を用いて、メカニカルリレーに近いターン音をスピーカから再生させることも考えられるが、ＰＣＭ信号を復号化してアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータが必要となり、コスト的に問題があった。

また、上記ＣＰＵは、アラームが発生したときにも上記スピーカや圧電ブザーにパルス信号を出力して、上記スピーカや圧電ブザーからアラーム音を発生させていた。上記ターン音とアラーム音とを同時に吹鳴させる場合、従来、それぞれの音を吹鳴させるデバイス（スピーカ、圧電ブザーなど）が複数個必要であり、コスト的に問題があった。また、単一のデバイスしか搭載していない場合は、それぞれの音に優先順位をつけ、優先度の低い音が吹鳴されている状態で、優先度の高い音が吹鳴させるようなイベントが発生した場合、優先度の低い音をキャンセルして、優先度の高い音を吹鳴させていた。この場合、単一のデバイスでターン音とアラーム音との両方を再生することができるが、同時に再生する際に優先度の低い音がキャンセルされてしまうので、ユーザに違和感を与える、という問題があった。

そこで、本発明は、コストを抑えた上で、ターン音の音色に対するユーザの要望に答えることができる自動車用ターン音の吹鳴方法及び自動車用ターン音の吹鳴装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、自動車のターン音を吹鳴させる自動車用ターン音の吹鳴方法であって、パルスパターンジェネレータから周波数及びデューティ比が連続的に変化するターン音用パルス信号を出力するターン音パルス出力工程と、前記ターン音用パルス信号を積分してターン音用アナログ信号に変換するターン音変換工程と、前記ターン音変換工程により変換された前記ターン音用アナログ信号をスピーカに対して出力する出力工程と、を備えたことを特徴とする自動車用ターン音の吹鳴方法に存する。

請求項２記載の発明は、サウンドジェネレータから一定周波数かつ一定デューティ比のアラーム音用パルス信号を出力するアラーム音パルス出力工程と、前記アラーム音用パルス信号を積分してアラーム音用アナログ信号に変換するアラーム音変換工程と、前記ターン音変換工程により変換された前記ターン音用アナログ信号と前記アラーム音変換工程により変換された前記アラーム音用アナログ信号とを加算する加算工程と、を備え、前記出力工程において前記加算工程により加算された信号を前記スピーカに対して出力することを特徴とする請求項１に記載の自動車用ターン音の吹鳴方法に存する。

請求項３記載の発明は、前記ターン音パルス出力工程において、前記ターン音用パルス信号が、メカニカルリレーの動作音に含まれる周波数及び各周波数の音圧に応じたデューティ比に連続的に変化するように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用ターン音の吹鳴方法に存する。

請求項４記載の発明は、自動車のターン音を吹鳴させる自動車用ターン音の吹鳴装置であって、パルスパターンジェネレータポートから周波数及びデューティ比が連続的に変化するターン音用パルス信号を出力する中央演算処理装置と、前記ターン音用パルス信号を積分してターン音用アナログ信号に変換する積分手段と、前記積分手段により変換されたターン音用アナログ信号が出力されるスピーカと、を備えたことを特徴とする自動車用ターン音の吹鳴装置に存する。

以上説明したように請求項１及び４記載の発明によれば、ターン音用パルス信号を積分してスピーカに出力することにより、ターン音用パルス信号の周波数によってスピーカから出力される音の周波数が決まり、ターン音用パルス信号のデューティ比によってスピーカから出力される音の音量が決まる。そして、ターン音用パルス信号の周波数及びデューティ比を連続的に変化させる（時分割）ことにより、スピーカから周波数、音量が連続的に変化する音が出力され、人の耳の特性上、複数の周波数が同時に鳴っているように聞こえる。このため、ターン音用パルス信号の周波数及びデューティ比を調整することによりスピーカから出力されるターン音の音色を調整することができるので、音色に対するユーザの細かい要望に答えることができる。また、ターン音用パルス信号を積分してスピーカに出力することにより、復号化できるＤ／Ａ変換器を必要としないので、コストダウンを図ることができる。従って、コストを抑えた上で、ターン音の音色に対するユーザの要望に答えることができる。

請求項２記載の発明によれば、加算工程においてターン音用アナログ信号とアラーム音用アナログ信号とを加算し、出力工程においてこの加算された信号をスピーカに対して出力するので、ターン音とアラーム音とを一つのスピーカから同時に出力することができる。

請求項３記載の発明によれば、ターン音用パルス信号が、メカニカルリレーの動作音に含まれる周波数及び各周波数の音圧に応じたデューティ比に連続的に変化するので、メカニカルリレーの動作音に近いターン音をスピーカから出力することができ、ターン音の音色に対するユーザの要望に答えることができる。

本発明の自動車用ターン音の吹鳴装置の一実施形態を示すブロック図である。 （Ａ）は図１に示すＰＰＧポートから出力されるターン音用パルス信号のタイムチャートであり、（Ｂ）はターン音用パルス信号を積分して変換したターン音用アナログ信号のタイムチャートである。 （Ａ）は図１に示すＳ／Ｇポートから出力されるアラーム音用パルス信号のタイムチャートであり、（Ｂ）はアラーム音用パルス信号を積分して変換したアラーム音用アナログ信号のタイムチャートである。 （Ａ）はターン音用パルス信号を積分して変換したターン音用アナログ信号のタイムチャートであり、（Ｂ）はアラーム音用パルス信号を積分して変換したアラーム音用アナログ信号のタイムチャートである。 図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すターン音用アナログ信号及びアラーム音用アナログ信号を加算した信号のタイムチャートである。 図５のＡ部の時間軸を拡大した図である。 図５のＢ部の時間軸を拡大した図である。 メカニカルリレーのターン音を周波数分析した結果を示すグラフである。 メカニカルリレーのターン音を加工して周波数分析した結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。同図に示すように、自動車用ターン音の吹鳴装置１（以下単に吹鳴装置１と略記する）は、中央演算処理装置であるＣＰＵ２と、複数の積分回路３１〜３４と、加算回路４と、スピーカ５と、分圧抵抗Ｒと、を備えている。上記ＣＰＵ２は、後述するターン音用パルス信号を出力するＰＰＧ（Pulse Pattern Generator）ポート２１と、後述するアラーム音用パルス信号を出力するＳ／Ｇ（Sound Generator）ポート２２〜２４と、が設けられている。

上記ＰＰＧポート２１は、ＣＰＵ２の負荷は若干高いがパルスのＨｉｇｈ期間とＬｏｗ期間とを個別に設定することができ、パルスの周波数及びデューティ比を細かくコントロールすることができる。このＰＰＧポート２１からは、図２（Ａ）に示すように、周波数及びデューティ比が連続的に高速で変化するターン音用パルス信号が間欠的に（例えば周波数５．２ｋＨｚ毎に）出力される。これに対して、Ｓ／Ｇポート２２〜２４は、ＣＰＵ２の負荷は低いがパルスの周波数及びデューティ比を細かくコントロールすることはできない。このＳ／Ｇポート２２〜２４からはそれぞれ、図３（Ａ）に示すように、一定周波数かつ一定デューティ比（例えば周波数７００Ｈｚ、デューティ比５０％）のアラーム音用パルス信号が間欠的に出力される。

上記積分回路３１〜３４はそれぞれ、コンデンサ及び抵抗から構成された周知のＣＲフィルタである。上記積分回路３１は、上記ターン音用パルス信号を積分してターン音用アナログ信号に変換する。このターン音用アナログ信号の周波数は、上記ターン音用パルス信号の周波数によって決まり、また、ターン音用アナログ信号の振幅は、上記ターン音用パルス信号のデューティ比によって決まる。よって、上述したように周波数及びデューティ比が連続して高速で変化するターン音用パルス信号を積分すると、図２（Ｂ）に示すように、周波数及び振幅が連続的に変化するターン音用アナログ信号を得ることができる。

また、上記積分回路３２〜３４はそれぞれ、各Ｓ／Ｇポート２２〜２４から出力される上記アラーム音用パルス信号を積分してアラーム音用アナログ信号に変換する。一定周波数及び一定デューティ比のパルス信号を積分すると、図３（Ｂ）に示すように、一定周波数及び一定振幅のターン音用アナログ信号を得ることができる。

上記加算回路４は、入力された複数のアナログ信号を加算する周知の加算回路である。加算回路４は、積分回路３１〜３４から出力されたターン音用アナログ信号及びアラーム音用アナログ信号を加算してスピーカ５に対して出力する。上記分圧抵抗Ｒは、各積分回路３１〜３４と加算回路４との間にそれぞれ設けられていて、各積分回路３１〜３４からそれぞれ出力されるターン音用アナログ信号及びアラーム音用アナログ信号を分圧して加算回路４に対して出力する。この分圧抵抗Ｒを調整することにより、加算回路４に供給されるターン音用アナログ信号及びアラーム音用アナログ信号の大きさを調整することができる。本実施形態では、ターン音用アナログ信号がアラーム音用アナログ信号よりも大きくなるように分圧抵抗Ｒが調整されている。

次に、上述した構成の吹鳴装置１の動作について説明する。まず、ＣＰＵ２は、図示しないターンスイッチがオンされると、図２（Ａ）に示すように、ＰＰＧポート２１から周波数及びデューティ比が連続的に変化するターン音用パルス信号を間欠的に出力して、積分回路３１に供給する。積分回路３１は、ターン音用パルス信号を積分してターン音用アナログ信号に変換する。上述したようにターン音用アナログ信号の周波数は、ターン音用パルス信号の周波数によって決まり、また、ターン音用アナログ信号の振幅は、上記ターン音用パルス信号のデューティ比によって決まる。よって、上述したように周波数及びデューティ比が連続して高速で変化するターン音用パルス信号を積分すると、図２（Ｂ）に示すように、周波数及び振幅が連続的に変化するターン音用アナログ信号を得ることができる。

上記ターン音用アナログ信号は、分圧抵抗Ｒによって分圧された後、加算回路４に供給される。加算回路４は、積分回路３２〜３４からアラーム音用アナログ信号が供給されていなければそのままターン音用アナログ信号をスピーカ５に対して出力する。スピーカ５は、ターン音用アナログ信号が入力されると、ターン音用アナログ信号に応じて周波数及び音量が高速で連続的に変化する音が間欠的に出力される。人の耳の特性上、高速で音の周波数が変化すると、複数の周波数が同時になっているように聞こえる。よって、ターン音用パルス信号の周波数及びデューティ比をコントロールすることにより、ターン音の音色を調整することができ、メカニカルリレーの動作音に近いターン音をスピーカ５から出力することもできるので、ターン音の音色に対するユーザの要望に答えることができる。

まず、ＣＰＵ２は、アラームが発生すると、図３（Ａ）に示すように、Ｓ／Ｇ２２〜２４ポートから一定周波数及び一定デューティ比のアラーム音用パルス信号を間欠的に出力して、積分回路３２〜３４に供給する。積分回路３２〜３４は、アラーム音用パルス信号を積分してアラーム音用アナログ信号に変換する。一定周波数及び一定デューティ比のパルス信号を積分すると、図３（Ｂ）に示すように、一定周波数及び一定振幅のアラーム音用アナログ信号を得ることができる。

上記アラーム音用アナログ信号は、分圧抵抗Ｒによって分圧された後、加算回路４に供給される。加算回路４は、積分回路３１からターン音用アナログ信号、積分回路３２〜３４から２つ以上のアラーム用アナログ信号が出力されていなければそのままアラーム音用アナログ信号をスピーカ５に対して出力する。スピーカ５は、アラーム音用アナログ信号が入力されると、アラーム音用アナログ信号に応じて一定周波数、一定音量の音を間欠的に出力する。

一方、図４に示すように、ターン音用アナログ信号とアラーム音用アナログ信号とが同時に出力されていると、加算回路４は、図５に示すように、これらターン音用アナログ信号とアラーム音用アナログ信号とを加算する。この加算された信号は、詳しくは、一定周波数及び一定振幅のアラーム音用アナログ信号に図６に示すような周波数及び振幅が連続的に変化するターン音用アナログ信号が重畳されて、図７に示すような波形の信号となる。その後、加算回路４は、その加算した信号をスピーカ５に対して出力する。これにより、スピーカ５は、ターン音とアラーム音とを同時に出力することができる。

次に、スピーカ５からメカニカルリレーの動作音に近いターン音を出力する場合のターン音用パルス信号の周波数の設定について図８及び図９を参照して以下説明する。図８は、メカニカルリレーのターン音を周波数分析した結果を示す。同図に示すように、メカニカルリレーのターン音は、可聴域に渡って広く分布している。そこで、ターン音用パルス信号が、メカニカルリレーの動作音に含まれる周波数及び各周波数の音圧に応じたデューティ比に連続的に変化させれば（即ち、１００Ｈｚ〜１００００Ｈｚで高速に連続的に変化させる）、メカニカルリレーの動作音に近いターン音をスピーカ５から出力することができる。

しかしながら、ターン音を発生させる短い時間に可聴域全体の広範囲に亘って連続的に変化させるのは難しい。そこで、ターン音用パルス信号の周波数から聴覚上有効な周波数成分を残して、不要な周波数成分について除く必要がある。そこで、本実施形態では、ターン音用パルス信号からスピーカ５の再生可能周波数以外の周波数成分（例えば５００Ｈｚ以下の周波数成分）が除去されている。また、矩形波には奇数次倍音が多く含まれていることに着目し、各周波数の奇数倍の周波数成分が除去されている。

次に、奇数倍の周波数成分の除去について具体的な一例に説明する。まず、図８に示すような周波数特性のメカニカルリレーのターン音から基本周波数のみを残し奇数次倍音を除去する加工を施すと共に、ノイズゲートやコンプレッサーなどによるダイナミクスのコントロール加工を施して、周波数分析する。その結果、図９に示すように、加工前は可聴域の全領域に亘って広くに分布しているが、加工後は特定の周波数のみがピークを描くような分布になっている。このピークとなる周波数に変化するようにターン音用パルス信号を設定すれば、各周波数の奇数倍の周波数成分を除去することができる。

上述したように、ターン音用パルス信号からスピーカ５の再生可能周波数以外の周波数成分が除去されているので、スピーカ５の再生不可能な周波数成分のターン音用パルス信号の出力に時間を当てず、スピーカ５の再生可能な周波数のターン音用パルス信号の出力に時間を有効に当てることができ、クオリティーの高いターン音を再生することができる。

また、パルス信号には奇数次倍音が含まれていることに着目してターン音用パルス信号からは各周波数の奇数倍の周波数成分が除去されている。従って、不要なターン音用パルス信号の出力に時間を当てず、有効なターン音用パルス信号の出力に時間を当てることができ、クオリティーの高いターン音を再生することができる。

なお、上述した実施形態では、ターン音用アナログ信号とアラーム音用アナログ信号とを加算して、スピーカ５からターン音とアラーム音とを同時に出力していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、２つのスピーカを用意してターン音とアラーム音とを別々に出力するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、ターン音用パルス信号の周波数を可聴域に渡って広範囲で変化させていたが、本発明はこれに限ったものではない。これら周波数は例えばお客様の好みなどに合わせて変えてもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 自動車用ターン音の吹鳴装置
２ ＣＰＵ（中央演算装置）
４ 加算回路（加算手段）
５ スピーカ
３１ 積分回路（積分手段）

Claims (4)

1. 自動車のターン音を吹鳴させる自動車用ターン音の吹鳴方法であって、
   パルスパターンジェネレータから周波数及びデューティ比が連続的に変化するターン音用パルス信号を出力するターン音パルス出力工程と、
   前記ターン音用パルス信号を積分してターン音用アナログ信号に変換するターン音変換工程と、
   前記ターン音変換工程により変換された前記ターン音用アナログ信号をスピーカに対して出力する出力工程と、
   を備えたことを特徴とする自動車用ターン音の吹鳴方法。
2. サウンドジェネレータから一定周波数かつ一定デューティ比のアラーム音用パルス信号を出力するアラーム音パルス出力工程と、
   前記アラーム音用パルス信号を積分してアラーム音用アナログ信号に変換するアラーム音変換工程と、
   前記ターン音変換工程により変換された前記ターン音用アナログ信号と前記アラーム音変換工程により変換された前記アラーム音用アナログ信号とを加算する加算工程と、を備え、
   前記出力工程において前記加算工程により加算された信号を前記スピーカに対して出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用ターン音の吹鳴方法。
3. 前記ターン音パルス出力工程において、前記ターン音用パルス信号が、メカニカルリレーの動作音に含まれる周波数及び各周波数の音圧に応じたデューティ比に連続的に変化するように設定されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用ターン音の吹鳴方法。
4. 自動車のターン音を吹鳴させる自動車用ターン音の吹鳴装置であって、
   パルスパターンジェネレータポートから周波数及びデューティ比が連続的に変化するターン音用パルス信号を出力する中央演算処理装置と、
   前記ターン音用パルス信号を積分してターン音用アナログ信号に変換する積分手段と、
   前記積分手段により変換されたターン音用アナログ信号が出力されるスピーカと、
   を備えたことを特徴とする自動車用ターン音の吹鳴装置。

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