JP5574998B2 - オーディオアンプおよびその制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、移動体のオーディオアンプに関し、特に消費エネルギーを抑制したオーディオアンプに関するものである。

近年、車両の燃費向上に対するニーズが高まっている。燃費向上を実現する方法として、車両にＥｃｏモードなどと呼ばれる低消費エネルギーモードを付加する技術が知られている。低消費エネルギーモードを選択すると、車両のギア、空調設備、あるいはアイドリング時間などを制御してエンジンへの負荷を軽減し、燃費効率を向上させる。

さらに、特許文献１には、車両のエネルギー効率の向上を優先するか否かを運転者などが任意に選択できる効率優先モード選択スイッチを設ける構成が開示されている。効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、ドライバビリティよりも燃費等のエネルギー効率を優先して、モータに回生制動力を出力し、効率優先モード選択スイッチがオフされている場合には、エネルギー効率よりも制動性能や制動フィーリングといったドライバビリティの良好な確保を優先して、モータに回生制動力を出力する。また、効率優先モード選択スイッチがオンされている場合には、車速が低車速域にあるときに回生制動力の配分が多くなるように構成されている。

特開２００８−１５４３９３号公報

しかし上述した特許文献１に開示された技術では、エンジン駆動の制御を行うことで燃費効率を向上させているため、エネルギー効率を向上させる範囲はドライバビリティが確保される範囲に限定される。そのため、近年の電気自動車の普及により走行距離を確保したいというニーズ、すなわち消費エネルギーをより抑制させたいというニーズに対応するのが困難であるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、移動体の制動性能や制動フィーリングに影響を与えることなく、よりエネルギー消費を抑制させることを目的とする。

この発明に係るオーディオアンプは、移動体のエネルギー効率を優先する低消費エネルギーモードの選択要求を検出する低消費エネルギーモード検出部と、低消費エネルギーモード検出部において低消費エネルギーモードの選択要求が検出されると、音信号から予め設定された基本周波数より低い周波数成分を除去するハイパスフィルタと、音信号から、ハイパスフィルタにおいて除去された低域周波数成分を抽出する基本周波数抽出部と、周波数が、基本周波数抽出部が抽出した低域周波数成分の２以上の整数倍からなる倍音信号を生成する倍音生成部と、ハイパスフィルタにおいて低域周波数成分を除去した音信号と、倍音生成部において生成された倍音信号を合成する同相化部と、同相化部において合成された音信号を増幅してスピーカに出力するアンプとを備え、低消費エネルギーモード検出部において低消費エネルギーモードの選択要求が検出されると、移動体の状態情報に基づき、低消費エネルギーモードの設定レベルを判定するレベル判定部と、レベル判定部において判定されたレベルに応じて、基本周波数を設定する基本周波数設定部とを備えるものである。

この発明によれば、移動体のエネルギー効率を優先する低消費エネルギーモードの選択要求を検出する低消費エネルギーモード検出部と、低消費エネルギーモードの選択要求が検出されると、音信号から予め設定された基本周波数より低い周波数成分を除去するハイパスフィルタと、音信号から、ハイパスフィルタにおいて除去された低域周波数成分を抽出する基本周波数抽出部と、周波数が抽出した低域周波数成分の２以上の整数倍からなる倍音信号を生成する倍音生成部と、ハイパスフィルタにおいて低域周波数成分を除去した音信号と、倍音生成部において生成された倍音信号を合成する同相化部と、低消費エネルギーモード検出部において低消費エネルギーモードの選択要求が検出されると、移動体の状態情報に基づき、低消費エネルギーモードの設定レベルを判定するレベル判定部と、レベル判定部において判定されたレベルに応じて、基本周波数を設定する基本周波数設定部とを備えるように構成したので、移動体の制動性能や制動フィーリングに影響を与えることなく、消費エネルギーを抑制することができる。

実施の形態１によるオーディオアンプの構成を示すブロック図である。 実施の形態１によるオーディオアンプの擬似低音付加部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１によるオーディオアンプの動作を示すフローチャートである。 実施の形態２によるオーディオアンプの構成を示すブロック図である。 実施の形態２によるオーディオアンプの動作を示すフローチャートである。 実施の形態２によるオーディオアンプのレベル判定部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２によるオーディオアンプの基本周波数設定部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２によるオーディオアンプの基本周波数設定部の他の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３によるオーディオアンプの構成を示すブロック図である。 実施の形態３によるオーディオアンプのスピーカの配置を示す説明図である。 実施の形態３によるオーディオアンプの動作を示すフローチャートである。 実施の形態３によるオーディオアンプの基本周波数設定部およびスピーカ設定部の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるオーディオアンプの構成を示すブロック図である。オーディオアンプ１０は、低消費エネルギーモード検出部１、音声信号入力部２、擬似低音付加部３、Ｄ／Ａ変換回路４、アンプ５で構成されている。オーディオアンプ１０には複数のスピーカ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、・・・、６ｎ（以下、スピーカ６と表記する）が接続されている。スピーカ６の数は移動体によってそれぞれ異なるが、中高音用のツィータスピーカと低音用のウーファスピーカの２種類で構成され、それぞれ中高音と低音を出力している。また、オーディオアンプ１０には、外部装置として、車載機器などで構成される操作入力部２０が接続されている。

移動体に搭載された車載機器などに、エネルギー効率を優先した走行（以下、低消費エネルギーモードと表記する）を希望する際にユーザが選択するスイッチ（操作入力部２０）が設けられているものとする。低消費エネルギーモード検出部１は、操作入力部２０を介して入力される低消費エネルギーモードの選択を検出する。検出信号は、擬似低音付加部３に出力される。

音声信号入力部２は、例えばＣＤやＤＶＤなどの音声ソースから音声信号の入力を受け付ける。擬似低音付加部３は、低消費エネルギーモード検出部１から検出信号が入力されると、音声信号入力部２から入力される音声信号からあらかじめ設定された基本周波数より低い周波数成分をカットし、擬似低音を付加する。Ｄ／Ａ変換回路４は、擬似低音付加部３において擬似低音が付加された音声信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。変換されたアナログ信号はアンプ５において増幅され、スピーカ６から出力される。

次に、擬似低音について説明する。
音声信号を再生する際、最もエネルギーを消費するのは低音域の音声信号の再生であることから、擬似低音付加部３では、低音域の周波数成分の音声信号をカットして消費エネルギーを抑制すると共に、低音域の周波数成分をカットした音声信号に擬似低音を付加し、ユーザの耳には低音域が再生されているように聞こえる音声信号を生成する。擬似低音とは、実際には再生されていない低音域の周波数成分が再生されているかのように聞こえさせるものであり、これはある音の基本周波数が出力されていない場合であってもその倍音（高調波成分）が存在すれば、原音と同じような低音がなっているように聞こえる（錯覚する）ミッシングファンダメンタル現象（Ｍｉｓｓｉｎｇ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ）を利用したものである。

具体的には、ハイパスフィルタを通して低音域の周波数成分をカットした音声信号に、当該カットした成分の倍音を加えれば原音のように聞こえる。例えば、５０Ｈｚの低音成分を聞かせる場合には、その定数倍に相当する倍音（高調波信号）である１００Ｈｚと１５０Ｈｚを音声信号に同相化させると、聴覚上は５０Ｈｚの音として認識する。

続いて、擬似低音を付加する擬似低音付加部３の構成について説明を行う。図２は、この発明の実施の形態１によるオーディオアンプの擬似低音付加部の構成を示すブロック図である。
擬似低音付加部３は、基本周波数抽出部３１、倍音生成部３２、ゲイン調整部３３、同相化部３４およびハイパスフィルタ３５で構成されている。
音声信号入力部２から擬似低音付加部３に入力された音声信号は分岐され、一方は基本周波数抽出部３１に入力され、他方はハイパスフィルタ３５に入力される。ハイパスフィルタ３５は、入力信号からあらかじめ設定された基本周波数より低い周波数成分をカットするフィルタであり、ここでは低音域の周波数成分をカットする。

基本周波数抽出部３１は、入力信号からあらかじめ設定された基本周波数より低い周波数成分を抽出する。つまり、ハイパスフィルタ３５においてカットされる周波数成分（低音域の周波数成分、以下、低域周波数成分と表記する）を抽出する。倍音生成部３２は、周波数が、基本周波数抽出部３１が抽出した低域周波数成分の整数倍の倍音信号を生成する。ゲイン調整部３３は、倍音生成部３２において生成された倍音信号のゲインを調整する。同相化部３４は、ゲイン調整された倍音信号と、ハイパスフィルタ３５で低音域の周波数成分がカットされた音声信号を同相化して一つにまとめ、出力する。

次に、実施の形態１によるオーディオアンプの動作について説明する。図３は、この発明の実施の形態１によるオーディオアンプの動作を示すフローチャートである。
低消費エネルギーモード検出部１が、低消費エネルギーモードの選択を検出すると（ステップＳＴ１）、擬似低音付加部３のハイパスフィルタ３５は、音声信号入力部２から入力される音声信号からあらかじめ設定された基本周波数より低い周波数成分をカットする（ステップＳＴ２）。基本周波数抽出部３１は、音声信号からあらかじめ設定された基本周波数より低い周波数成分を抽出する（ステップＳＴ３）。倍音生成部３２は、ステップＳＴ３で抽出された低域周波数成分の倍音信号を生成する（ステップＳＴ４）。ゲイン調整部３３は、ステップＳＴ４で生成された倍音信号のゲインを調整する（ステップＳＴ５）。同相化部３４は、ステップＳＴ２で基本周波数より低い周波数成分をカットした音声信号と、ステップＳＴ５でゲインを調整した倍音信号とを同相化する（ステップＳＴ６）。Ｄ／Ａ変換回路４はステップＳＴ６で同相化した音声信号をアナログ信号に変換し（ステップＳＴ７）、当該アナログ信号をアンプ５により増幅し（ステップＳＴ８）、スピーカ６により音声出力し（ステップＳＴ９）、処理を終了する。

以上のようにこの実施の形態１によれば、低消費エネルギーモードの選択を検出する低消費エネルギーモード検出部１と、低消費エネルギーモードの選択が検出されると、音声信号からあらかじめ設定された基本周波数より低い周波数成分をカットすると共に、擬似低音を付加する擬似低音付加部３とを備えるように構成したので、移動体の制動性能や制動フィーリングに影響を与えることなく、消費エネルギーを抑制することができる。また、擬似低音を付加していることから、音響環境を確保しつつ、エネルギー効率の向上を図ることができる。

また、この実施の形態１によれば、低消費エネルギーモードの選択が検出されると音声信号から低音域の周波数成分をカットすると共に、擬似低音を付加する擬似低音付加部３を備えるように構成したので、移動体が低消費エネルギーモードで運転している状態で、エンジン回転数を上げようとした場合に、抑制している消費エネルギーを用いて音量を増加させることができる。すなわち、エンジン音により聞き取りにくくなる低域周波数成分は擬似低音で対応して消費エネルギーを抑制し、抑制した消費エネルギーを音量増加のために使用することができるので、全体の消費エネルギー量を変化させることなく、エンジン音により音声がかき消されることのない良好な音響環境を提供することができる。

実施の形態２．
この実施の形態２では、移動体の状態に応じて低消費エネルギーモードのレベルを設定する構成について説明する。
図４は、この発明の実施の形態２によるオーディオアンプの構成を示すブロック図である。この実施の形態２では、上述した実施の形態１のオーディオアンプ１０に低消費エネルギーモード設定部１１を追加して設けている。低消費エネルギーモード設定部１１は、低消費エネルギーモード検出部１、レベル判定部１２および基本周波数設定部１３で構成されている。さらにオーディオアンプ１０には、外部装置として移動体のエンジン回転数を検出するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと表記する）２１、および移動体のエネルギー残量に関する情報を取得するエネルギー残量取得部２２も追加して接続されている。ここで、エネルギーとしては、ガソリンやバッテリー、天然ガス、アルコールなど種々適用することができる。また、図４ではＥＣＵ２１およびエネルギー残量取得部２２を備える構成を示したが、どちらか一方のみを備える構成としてもよい。
なお以下の説明では、実施の形態１によるオーディオアンプ１０の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。

低消費エネルギーモード設定部１１のレベル判定部１２は、ＥＣＵ２１およびエネルギー残量取得部２２から取得する移動体情報を参照し、設定可能な低消費エネルギーモードのレベルを判定する。低消費エネルギーモードのレベルは複数段階用意されているものとし、移動体のエンジン回転数やエネルギー残量に基づいて当該レベルを選択する。また、低消費エネルギーモードのレベルは、ユーザ入力により選択可能に構成してもよい。基本周波数設定部１３は、レベル判定部１２で判定されたレベルに応じた基本周波数を設定する。擬似低音付加部３は、基本周波数設定部１３による基本周波数の設定を受け付け、基本周波数抽出部３１が設定された基本周波数より低い周波数成分を抽出すると共に、ハイパスフィルタ３５が設定された基本周波数より低い周波数成分をカットするフィルタとして動作する。

次に、実施の形態２によるオーディオアンプの動作について説明する。図５は、この発明の実施の形態２によるオーディオアンプの動作を示すフローチャートである。なお、以下では実施の形態１によるオーディオアンプと同一のステップには図３で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
低消費エネルギーモード設定部１１の低消費エネルギーモード検出部１が、低消費エネルギーモードの選択を検出すると（ステップＳＴ１）、レベル判定部１２はＥＣＵ２１からエンジンの回転数を取得し（ステップＳＴ１１）、当該エンジンの回転数で設定可能な低消費エネルギーモードのレベルを判定する（ステップＳＴ１２）。基本周波数設定部１３は、ステップＳＴ１２で判定されたレベルを参照し、基本周波数を設定する（ステップＳＴ１３）。

擬似低音付加部３のハイパスフィルタ３５は、音声信号入力部２から入力される音声信号からステップＳＴ１３で設定された基本周波数より低い周波数成分である低音域をカットする（ステップＳＴ２）。基本周波数抽出部３１は、音声信号からステップＳＴ１３で設定された基本周波数より低い周波数成分を抽出する（ステップＳＴ３）。倍音生成部３２は、ステップＳＴ３で抽出された低域周波数成分の倍音信号を生成し（ステップＳＴ４）、ゲイン調整部３３は、ステップＳＴ４で生成された倍音のゲインを調整する（ステップＳＴ５）。その後、フローチャートは実施の形態１と同様の処理を行う。

なお、上述した説明では、ステップＳＴ１１においてＥＣＵ２１から取得したエンジンの回転数に基づき低消費エネルギーモードのレベルを判定する構成を示したが、エネルギー残量取得部２２から取得するエネルギー残量に基づきレベルを判定するように構成してもよい。さらに、エンジンの回転数とエネルギー残量の両者に基づきレベルを判定してもよい。

次に、ステップＳＴ１２の処理の詳細について説明する。図６は、この発明の実施の形態２によるオーディオアンプのレベル判定部の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、エンジンの回転数に基づきレベルを判定する例を示す。
レベル判定部１２は、ＥＣＵ２１から取得したエンジンの回転数が「大」であるか否か判定を行う（ステップＳＴ２１）。ステップＳＴ２１において、エンジンの回転数が「大」であると判定された場合には、低消費エネルギーモードのレベルを「小」に設定し（ステップＳＴ２２）、ステップＳＴ２７の処理に進む。

一方、ステップＳＴ２１において、エンジンの回転数が「大」でないと判定された場合には、エンジンの回転数が「中」であるか否か判定を行う（ステップＳＴ２３）。ステップＳＴ２３において、エンジンの回転数が「中」であると判定された場合には、低消費エネルギーモードのレベルを「中」に設定し（ステップＳＴ２４）、ステップＳＴ２７の処理に進む。

一方、ステップＳＴ２３において、エンジンの回転数が「中」でないと判定された場合には、エンジンの回転数が「小」であるか否か判定を行う（ステップＳＴ２５）。ステップＳＴ２５において、エンジンの回転数が「小」であると判定された場合には、低消費エネルギーモードのレベルを「大」に設定し（ステップＳＴ２６）、ステップＳＴ２７の処理に進む。一方、ステップＳＴ２５においてエンジンの回転数が「小」でないと判定された場合には通常モードであると判断して処理を終了する。ステップＳＴ２７では、ステップＳＴ２２、ＳＴ２４およびＳＴ２６で設定された低消費エネルギーモードのレベルを基本周波数設定部１３に出力する。その後、フローチャートは上述したステップＳＴ１３の処理に進む。

このようにレベル判定部１２は、エンジンの回転数を判定するための閾値を保有しており、当該エンジン回転数の閾値に基づきエンジンの回転数が「大」であるか、「中」であるか、「小」であるかを判定する。また、エンジンの回転数が「大」である場合には、抑制できる消費エネルギーが小さいことから消費エネルギーモードのレベルを「小」に設定する。逆に、エンジンの回転数が「小」である場合には、抑制できる消費エネルギーが大きいことから消費エネルギーモードのレベルを「大」に設定する。

また、レベル判定部１２がエネルギー残量に基づき消費エネルギーのレベルを判定する場合には、エネルギー残量が「多い」場合には、消費エネルギーを抑制する必要が少ないことから消費エネルギーモードのレベルを「小」に設定する。逆に、エネルギー残量が「少ない」場合には、消費エネルギーを抑制する必要性が高いことから消費エネルギーモードのレベルを「大」に設定する。

次に、ステップＳＴ１３の処理の詳細について説明する。図７は、この発明の実施の形態１によるオーディオアンプの基本周波数設定部の動作を示すフローチャートである。
基本周波数設定部１３は、レベル判定部１２により設定された低消費エネルギーモードのレベルが「小」であるか否か判定を行う（ステップＳＴ３１）。ステップＳＴ３１において、レベルが「小」であると判定された場合には、最も低い基本周波数までの抽出を設定し（ステップＳＴ３２）、ステップＳＴ３７の処理に進む。

一方、ステップＳＴ３１において、低消費エネルギーモードのレベルが「小」でないと判定された場合には、レベルが「中」であるか否か判定を行う（ステップＳＴ３３）。ステップＳＴ３３において、レベルが「中」であると判定された場合には、下から２番目の基本周波数までの抽出を設定し（ステップＳＴ３４）、ステップＳＴ３７の処理に進む。

一方、ステップＳＴ３３において、低消費エネルギーモードのレベルが「中」でないと判定された場合には、レベルが「大」であるか否か判定を行う（ステップＳＴ３５）。ステップＳＴ３５において、レベルが「大」であると判定された場合には、下から３番目の基本周波数までの抽出を設定し（ステップＳＴ３６）、ステップＳＴ３７の処理に進む。一方、ステップＳＴ３５において低消費エネルギーモードのレベルが「大」でないと判定された場合には通常モードであると判断して処理を終了する。ステップＳＴ３７では、ステップＳＴ３２、ＳＴ３４およびＳＴ３６で設定された基本周波数を擬似低音付加部３に出力する。その後、フローチャートは上述したステップＳＴ２およびＳＴ３の処理に進む。

このように基本周波数設定部１３は、低消費エネルギーモードのレベルに応じて、設定すべき基本周波数が何番目に低い基本周波数かをあらかじめ保有している。図７の例では、低消費エネルギーモードのレベルに応じて、最も低い基本周波数と、下から２番目に低い基本周波数と、下から３番目に低い基本周波数とに設定する構成を示したが、この設定は適宜変更可能である。

除去する周波数の設定は、具体的に周波数の値で設定してもよい。図８の基本周波数設定部の動作を示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、図８のフローチャートでは、通常モードは考慮せず、低消費エネルギーモードのレベルが小、中、大のいずれかである場合を例に説明する。
基本周波数設定部１３は、レベル判定部１２により設定された低消費エネルギーモードがレベル小であるか否か判定を行う（ステップＳＴ４１）。ステップＳＴ４１において、レベルが小であると判定された場合には、基本周波数を５０Ｈｚに設定し（ステップＳＴ４２）、ステップＳＴ４６の処理に進む。

一方、ステップＳＴ４１において、低消費エネルギーモードのレベルが小でないと判定された場合には、レベルが中であるか否か判定を行う（ステップＳＴ４３）。ステップＳＴ４３において、レベルが中であると判定された場合には、基本周波数を７５Ｈｚに設定し（ステップＳＴ４４）、ステップＳＴ４６の処理に進む。

一方、ステップＳＴ４３において低消費エネルギーモードのレベルが中でないと判定された場合にはレベルが大であると判断して基本周波数を１００Ｈｚに設定し（ステップＳＴ４５）、ステップＳＴ４６の処理に進む。ステップＳＴ４６では、ステップＳＴ４２、ＳＴ４４およびＳＴ４５で設定された基本周波数を擬似低音付加部３に出力する。その後、フローチャートはステップＳＴ２およびＳＴ３の処理に進む。

このように基本周波数設定部１３は、低消費エネルギーモードのレベルに応じて、抽出すべき基本周波数の値をあらかじめ保有している。図８の例では、低消費エネルギーモードのレベルに応じて、基本周波数を５０Ｈｚ、７５Ｈｚ、および１００Ｈｚと設定する構成を示したが、この設定は適宜変更可能である。

以上のように、この実施の形態２によれば、移動体情報であるエンジン回転数やエネルギー残量に基づいて低消費エネルギーモードのレベルを判定し、当該レベルに基づき基本周波数を設定するする低消費エネルギーモード設定部１１と、音声信号から設定された基本周波数より低い周波数成分をカットすると共に、擬似低音を付加する擬似低音付加部３とを備えるように構成したので、移動体の制動性能や制動フィーリングに影響を与えることなく、消費エネルギーを抑制することができる。また、擬似低音を付加していることから、音響環境を確保しつつ、エネルギー効率の向上を図ることができる。

また、この実施の形態２によれば、移動体情報であるエンジン回転数やエネルギー残量に基づいて低消費エネルギーモードのレベルを段階的に判定するレベル判定部１２と、判定されたレベルに基づいて基本周波数を設定する基本周波数設定部１３とを備えるように構成したので、移動体の状態に応じてきめ細かな低消費エネルギー制御を行うことができる。これにより、エネルギー効率をより向上させることができる。

また、この実施の形態２によれば、移動体の状態に合った低消費エネルギーモードのレベルを判定するレベル判定部１２と、当該レベルに基づき基本周波数を設定する基本周波数設定部１３と、音声信号から低音域の周波数成分をカットすると共に、擬似低音を付加する擬似低音付加部３を備えるように構成したので、移動体が低消費エネルギーモードで運転している状態でエンジン回転数を上げようとした場合に、抑制している消費エネルギーを用いて音量を増加させることができる。すなわち、エンジン音により聞き取りにくくなる低域周波数成分は擬似低音で対応して消費エネルギーを抑制し、抑制した消費エネルギーを音量増加のために使用することができるので、全体の消費エネルギー量を変化させることなく、エンジン音により音声がかき消されることのない良好な音響環境を提供することができる。

なお、上述した実施の形態２では、移動体情報を取得する構成としてＥＣＵ２１およびエネルギー残量取得部２２を設ける構成を示したが、その他にも移動体情報を取得する構成を追加して設け、より多くの移動体情報に基づき低消費エネルギーモードのレベルを判定するように構成してもよい。

実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３によるオーディオアンプの構成を示すブロック図であり、図１０はこの発明の実施の形態３によるオーディオアンプを車両に搭載した場合のスピーカの配置を示す図である。なお以下では、実施の形態１および実施の形態２によるオーディオアンプ１０の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態１および実施の形態２で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。

この実施の形態３では、実施の形態２で示したオーディオアンプ１０の低消費エネルギーモード設定部１１にスピーカ設定部１４を追加して設けている。また、実施の形態１および実施の形態２で示したスピーカ６を、ウーファ１５ａ、スピーカＦＲ１５ｂ、スピーカＦＬ１５ｃ、スピーカＲＲ１５ｄ、スピーカＲＬ１５ｅ（以下、これらのスピーカを総称する場合にはスピーカ１５と表記する）と具体的な構成で示している。

図９において、擬似低音付加部３はウーファ１５ａに擬似音を付加する第１擬似音付加部３ａと、スピーカＦＲ１５ｂとスピーカＦＬ１５ｃに擬似音を付加する第２擬似低音付加３ｂと、スピーカＲＲ１５ｄとスピーカＲＬ１５ｅに擬似音を付加する第３擬似低音付加部３ｃで構成されている。第１アンプ５ａはウーファ１５ａへの音信号を増幅し、第２アンプ５ｂはスピーカＦＲ１５ｂとスピーカＦＬ１５ｃの音信号を増幅し、第３アンプ５ｃはスピーカＲＲ１５ｄとスピーカＲＬ１５ｅの音信号を増幅する。ウーファ１５ａが再生する周波数帯域は車両によって異なるが、例えば２０Ｈｚ〜７５Ｈｚ、スピーカＦＲ１５ｂからＲＬ１５ｅは７５Ｈｚ〜２００ｋＨｚまで再生する。

図１０にスピーカ１５の具体的な配置を示している。車両Ａには、進行方向に対して前右ドアにスピーカＦＲ１５ｂ、前左ドアにスピーカＦＬ１５ｃ、後ろ右ドアにスピーカＲＲ１５ｄ、後ろ左ドアにスピーカＲＬ１５ｅ、車両Ａ後部に低音を再生するウーファ１５ａが配置されている。この実施の形態３では、音声信号を出力するスピーカを限定することにより消費エネルギーを抑制する構成を示す。

スピーカ設定部１４は、基本周波数設定部１３において設定された基本周波数に応じて出力するスピーカ１５を選択し、設定する。上述したように音声信号を再生する際に最もエネルギーを消費するのは低音域の再生であるため、出力するスピーカ１５の選択では低音を再生するウーファ１５ａへの出力を優先的に停止させる。

次に、実施の形態３によるオーディオアンプの動作について説明する。図１１は、この発明の実施の形態３によるオーディオアンプの動作を示すフローチャートである。以下では実施の形態２によるオーディオアンプと同一のステップには図５で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
ステップＳＴ１２において、レベル判定部１２がＥＣＵ２１から取得したエンジンの回転数で設定可能な低消費エネルギーモードのレベルを判定すると、基本周波数設定部１３は判定された低消費エネルギーモードのレベルに対応した基本周波数を設定する（ステップＳＴ１３）。スピーカ設定部１４は、ステップＳＴ１３で設定された基本周波数に応じて出力するスピーカを設定する（ステップＳＴ５１）。その後、フローはステップＳＴ９´に進み、増幅された音声信号は設定されたスピーカ１５のみから音声出力を行う（ステップＳＴ９´）。

なお、上述した説明では、ＥＣＵ２１から取得したエンジンの回転数に基づき低消費エネルギーモードのレベルを判定する構成を示したが、エネルギー残量取得部２２から取得するエネルギー残量に基づきレベルを判定するように構成してもよい。さらに、エンジンの回転数とエネルギー残量の両者に基づきレベルを判定してもよい。

次に、ステップＳＴ１３およびステップＳＴ５１の処理の詳細について説明する。図１２は、この発明の実施の形態３によるオーディオアンプの基本周波数設定部およびスピーカ設定部の動作を示すフローチャートである。ここでは、低消費エネルギーモードが４段階に分けて判定された場合を例に説明を行う。なお、低消費エネルギーモードのレベル「１」は消費エネルギーの抑制割合が低く、低消費エネルギーモードのレベル「４」に向かうほど消費エネルギーの抑制割合が高いものとする。
基本周波数設定部１３は、レベル判定部１２により設定された低消費エネルギーモードのレベルが「１」であるか否か判定を行う（ステップＳＴ６１）。ステップＳＴ６１において、レベルが「１」であると判定された場合には、基本周波数設定部１３は基本周波数の除外は行わず、スピーカ設定部１４においてウーファ１５ａの出力停止を設定し（ステップＳＴ６２）、ステップＳＴ６８の処理に進む。

一方、ステップＳＴ６１において、低消費エネルギーモードのレベルが「１」でないと判定された場合には、レベルが「２」であるか否か判定を行う（ステップＳＴ６３）。ステップＳＴ６３において、レベルが「２」であると判定された場合には、基本周波数設定部１３は、２番目に低い基本周波数（例えば、７５Ｈｚ）以下を除外する設定を行い、スピーカ設定部１４はウーファ１５ａの出力停止およびスピーカＦＲ１５ｂ、スピーカＦＬ１５ｃ、スピーカＲＲ１５ｄおよびスピーカＲＬ１５ｅが２番目に低い基本周波数より高い周波数を出力するように設定し（ステップＳＴ６４）、ステップＳＴ６８の処理に進む。

一方、ステップＳＴ６３において、低消費エネルギーモードのレベルが「２」でないと判定された場合には、レベルが「３」であるか否か判定を行う（ステップＳＴ６５）。ステップＳＴ６５において、レベルが「３」であると判定された場合には、基本周波数設定部１３は、２番目に低い基本周波数および３番目に低い基本周波数（例えば、１００Ｈｚ）以下を除外する設定を行い、スピーカ設定部１４はウーファ１５ａの出力を停止し、スピーカＲＲ１５ｄおよびスピーカＲＬ１５ｅは３番目に低い基本周波数以下を除外し、スピーカＦＲ１５ｂおよびスピーカＦＬ１５ｃは２番目に低い基本周波数以下を除外するように設定する（ステップＳＴ６６）。すなわち、ウーファ１５ａは出力を停止し、スピーカＲＲ１５ｄおよびスピーカＲＬ１５ｅは３番目の基本周波数より高い周波数を出力し、スピーカＦＲ１５ｂおよびスピーカＦＬ１５ｃは２番目の基本周波数より高い周波数を出力する。その後、処理はステップＳＴ６８に進む。

一方、ステップＳＴ６５において低消費エネルギーモードのレベルが「３」でないと判定された場合には低消費エネルギーモードのレベルが「４」であると判断して、基本周波数設定部１３は３番目に低い基本周波数以下を除外する設定を行い、スピーカ設定部１４はウーファ１５ａの出力を停止し、残りの４つのスピーカＦＲ１５ｃからスピーカＲＬ１５ｅは共に３番目に低い基本周波数より高い周波数を出力するように設定し（ステップＳＴ６７）、ステップＳＴ６８の処理に進む。ステップＳＴ６８では、ステップＳＴ６２、ＳＴ６４、ＳＴ６６およびＳＴ６７で設定された出力スピーカの設定を出力する（ステップＳＴ６８）。その後、フローチャートはステップＳＴ９´の処理に進む。

このように基本周波数設定部１３およびスピーカ設定部１４は、低消費エネルギーモードのレベルに応じて基本周波数を設定し、音声信号の出力先を設定する。低音域を出力するウーファ１５ａについては優先的に出力停止の設定を行うが、その他の４つのスピーカの停止設定は適宜構成可能である。

低消費エネルギーモードのレベルに応じた基本周波数の設定と出力スピーカの設定の組み合わせは、上述の図１２のフローチャートで示した組み合わせに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

以上のように、この実施の形態３によれば、低消費エネルギーモードのレベルに応じて基本周波数を設定する基本周波数設定部１３と、設定された基本周波数に応じて出力スピーカを設定するスピーカ設定部１４とを設けるように構成したので、移動体の制動性能や制動フィーリングに影響を与えることなく、消費エネルギーを抑制することができる。さらに、移動体の状態に応じてきめ細かな低消費エネルギー制御を行うことができ、さらにエネルギー効率を向上させることができる。

また、この実施の形態３によれば、基本周波数に応じて出力スピーカを設定する際に、低音域を出力するウーファ１５ａを優先的に出力停止に設定するように構成したので、効率よく消費エネルギーを抑制することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 低消費エネルギーモード検出部、２ 音声信号入力部、３ 擬似低音付加部、３ａ 第１擬似低音付加部、３ｂ 第２擬似低音付加部、３ｃ 第３擬似低音付加部、４ Ｄ／Ａ変換回路、５ アンプ、５ａ 第１アンプ、５ｂ 第２アンプ、５ｃ 第３アンプ、６ スピーカ、１０ オーディオアンプ、１１ 低消費エネルギーモード設定部、１２ レベル判定部、１３ 基本周波数設定部、１４ スピーカ設定部、１５ａ ウーファ、１５ｂ スピーカＦＲ、１５ｃ スピーカＦＬ、１５ｄ スピーカＲＲ、１５ｅ スピーカＲＬ、２０ 操作入力部、２１ ＥＣＵ、２２ エネルギー残量取得部、３１ 基本周波数抽出部、３２ 倍音生成部、３３ ゲイン調整部、３４ 同相化部、３５ ハイパスフィルタ。

Claims (6)

1. 移動体のエネルギー効率を優先する低消費エネルギーモードの選択要求を検出する低消費エネルギーモード検出部と、
   前記低消費エネルギーモード検出部において低消費エネルギーモードの選択要求が検出されると、音信号から予め設定された基本周波数より低い周波数成分を除去するハイパスフィルタと、
   前記音信号から、前記ハイパスフィルタにおいて除去された低域周波数成分を抽出する基本周波数抽出部と、
   周波数が、前記基本周波数抽出部が抽出した低域周波数成分の２以上の整数倍からなる倍音信号を生成する倍音生成部と、
   前記ハイパスフィルタにおいて低域周波数成分を除去した音信号と、前記倍音生成部において生成された倍音信号を合成する同相化部と、
   前記同相化部において合成された音信号を増幅してスピーカに出力するアンプとを備え、
   前記低消費エネルギーモード検出部において低消費エネルギーモードの選択要求が検出されると、
   前記移動体の状態情報に基づき、前記低消費エネルギーモードの設定レベルを判定するレベル判定部と、
   前記レベル判定部において判定されたレベルに応じて、前記基本周波数を設定する基本周波数設定部とを備えたことを特徴とするオーディオアンプ。
2. 前記移動体の状態情報は、前記移動体のエンジン回転数または／およびエネルギー残量であることを特徴とする請求項１記載のオーディオアンプ。
3. 前記アンプが増幅した音信号を出力する複数のスピーカを備え、
   前記基本周波数設定部において設定された基本周波数に応じて、前記複数のスピーカから出力スピーカを選択するスピーカ設定部とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のオーディオアンプ。
4. 前記複数のスピーカは、低音用スピーカと中高音用スピーカで構成され、
   前記スピーカ設定部は、前記低音用スピーカからの出力を優先的に停止する設定を行うことを特徴とする請求項３記載のオーディオアンプ。
5. 検出部が移動体のエネルギー効率を優先する低消費エネルギーモードの選択要求を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップにおいて低消費エネルギーモードの選択要求が検出されると、擬似低音付加部が音信号から予め設定された基本周波数より低い周波数成分を除去すると共に、当該除去された低域周波数成分を抽出し、周波数が前記低域周波数成分の２以上の整数倍からなる倍音信号を生成し、前記基本周波数より低い周波数成分が除去された音信号と前記倍音信号を合成する擬似低音付加ステップと、
   アンプが前記擬似低音付加ステップにおいて合成された音信号を増幅してスピーカに出力する増幅ステップと、
   前記検出ステップにおいて低消費エネルギーモードの選択要求が検出されると、レベル判定部が前記移動体の状態情報に基づき前記低消費エネルギーモードの設定レベルを判定する判定ステップと、
   基本周波数設定部が前記判定ステップにおいて判定されたレベルに応じて、前記基本周波数を設定する基本周波数設定ステップとを備えたオーディオアンプ制御方法。
6. スピーカ設定部は、前記増幅ステップにおいて増幅された音信号を出力するスピーカを、前記基本周波数設定ステップにおいて設定された基本周波数に応じて選択するスピーカ設定ステップとを備えたことを特徴とする請求項５記載のオーディオアンプ制御方法。

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