JP6774028B2 - 制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用計器に備えられた音源を制御する制御装置に関する。
近年の車両用計器は、LED等のウォーニング点灯時や液晶ディスプレイ等(メッセージやマークの画面表示)によるウォーニング時に、運転者に気が付かせる為にブザーやスピーカを使った音によるウォーニングを行う機能が増加している。なかには重要な機能損失を知らせる為のものもあり、音を運転者に聞かせることは重要になってきている。ここで、特許文献1には、スピーカの断線故障、短絡故障の有無を診断するスピーカ診断装置が開示されている。
特許第5579039号公報
上記した背景の中、ブザー、スピーカといった音源の回路的な断線やショートを検出して、検出した故障を、インジケータ点灯やメッセージ表示により運転者に知らせる方法が考えられる。
しかしその方法の場合、断線やショートを検出するシステム(回路やソフト制御)にコストがかかる。また、スピーカのコーンの破れやブザーの放口穴のふさがりなど、回路的な故障でないスピーカやブザーそのものの故障は、検出できない場合が多い。
回路上の故障だけではなくて、音源の音を運転者が聞こえるかどうかが故障かどうかの分かれ目であり、回路システム的な故障検知では、コストをかけても完全対策にはならない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、運転者に音源の故障を容易に気づかせることができる発明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、本発明の制御装置(6)は、複数の音源(2〜5)を備えた車両用計器(1)の起動時に、前記複数の音源のうちの2つ以上の音源の音を組み合わせた起動時音を出力させ
前記起動時音は、周波数で区別された複数の構成音が所定順序で出力するように構成された音であり、
前記複数の構成音のそれぞれは、前記2つ以上の音源のいずれか1つの音で構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、車両用計器の起動時に、2つ以上の音源の音を組み合わせた起動時音を出力させるようにしたので、その2つ以上の音源の一部又は全部が故障した場合には、いつもと異なる起動時音を運転者に聞かせることになる。これにより、運転者に、音源が故障していることを容易に気づかせることができる。
メータの電気的構成を示したブロック図である。 MPUが実行する処理のフローチャートである。 メータ起動時に表示器に表示されるオープニング画像及び音源から出力されるオープニング音の構成音の時間的な推移を示した図である。 各音源ごとに、通常時における使用周波数、オープニング演出時に出力する音の周波数及びその周波数の擬音を例示した図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1に示す車両用計器としてのメータ1は、車両の運転席前方に配置されたインストルメントパネルにおいて、運転席の方に向けて表示を行うように搭載されている。メータ1は、運転席に対向するように前面(図示外)を有しており、この前面に、車両の速度、エンジン回転数など各種車両情報を表示したり、各種警告(ウォーニング)を行ったりする。車両情報の表示は、例えば、前面に表示される数値及び目盛から構成された指標部と、指標部のうち車両情報の現在値を示す部分を指示する指針とを備えた指針メータにより行われ、又は図1の表示器7による画像表示により行われる。また、警告は、例えば、前面に設けられた光透過可能なインジケータと、そのインジケータの背後から光を供給するLEDとにより、つまりインジケータの点灯により行われ、又は表示器7による画像表示により行われ、又は音源2〜5による音により行われる。
図1に示すように、メータ1は音により各種報知を行う4つの音源2〜5を備えている。このうちの2つの音源2、3は、音声や音楽等の音の電気信号が入力されて、その電気信号を物理振動に代えて、この物理振動により音声や音楽等の音波を発生させるスピーカである。スピーカ2、3は、ブザー音(例えばピーピーピー・・・)だけでなく、音声(メッセージ)や複数の楽器音が混在した音楽も出力可能である。スピーカ2、3は、任意の周波数の音を出力可能であるが、後述のオープニング演出後の通常時に使用する周波数範囲は例えば0.5kHz〜15kHzとすることができる。
残り2つの音源4、5は、電圧を電磁石に加えて鉄片を振動させることにより、単純なブザー音(例えばピーピーピー・・・)を出力するブザーである。ブザー4、5は、予め定められた1つ又は複数の周波数の音しか出力することができない。本実施形態では、ブザー4、5は互いに異なる周波数の音を出力するように構成されており、具体的には例えば一方のブザー4は2kHzの音を出力し、他方のブザー5は4kHzの音を出力する。なお、ブザー4、5の音は、主の周波数成分と、それとは異なる周波数成分とが混在する場合があるが、この場合であっても、主の周波数成分の音が鳴っているとユーザに感じさせることができる程度に、主の周波数成分に比べて他の周波数成分が小さい。また、ブザー4、5の種類によっては、ブザー4、5に入力するPWM信号(PWM:Pulse Width Modulation)の周波数によって、ブザー4、5から出力する音の周波数が変化するものもある。
ブザー4、5は、プラス端子、マイナス端子の2つの端子を有しており、これら2つの端子間に電圧が印加されることで音を出力する。ブザー4、5のプラス端子には電源が接続されている。ブザー4、5のマイナス端子には、スイッチング素子11を介してグランドに接続されている。
音源2〜5は、報知を行う場面に応じて使い分けられる。例えば、音声として報知を行う場合にはスピーカ2、3が用いられ、ブザー音で報知を行う場合にはブザー4、5が用いられる。また、例えばブザー4、5のうち低音で報知を行う場合にはブザー4が用いられ、高音で報知を行う場合にはブザー5が用いられる。また、例えば、音源2〜5の一部は、運転者のみに音を聞かせたい場面に用いられる音源(以下、運転者用音源という)であり、残りの一部は、運転者以外の乗員にも音を聞かせて良い場面に用いられる音源である。運転者用音源は、例えば、運転者が位置する空間のみに音が届くように、音圧や音の指向性が調整された音源である。
これら音源2〜5は、メータ1の制御部であるMPU(Micro Processing Unit)6に制御可能に接続されている。詳しくは、メータ1は、メータ1を構成する各種電気部品を実装するプリント基板14を備えている。プリント基板14は、メータ1の前面の背後に配置されるケース(図示外)内に配置されている。MPU6は、プリント基板14に実装されている。音源2〜5は、プリント基板14に実装され、又はプリント基板14外においてプリント基板14に配線25(図1参照)で接続されている。図1では、ブザー4、5がプリント基板14に実装され、スピーカ2、3がプリント基板14外に設けられた例を示している。この場合、スピーカ2、3は、例えば、メータ1の最も背後側に位置するロアケース(図示外)の背面において外部に露出した状態で設けられ、又はメータ1から離れた位置(例えば車室内の窓柱(ピラー)など)に設けられる。スピーカ2、3をプリント基板14外(言い換えるとメータ1のケースの外側)に設けることで、スピーカ2、3の音を乗員に聞かせやすくできる。
スピーカ2、3の入力端子に配線25の一端が接続され、配線25の他端がメータ1の端子26に接続されている。端子26は、後述のIC(Integrated Circuit)9、10を介してMPU6に接続されている。
また、MPU6とスピーカ2、3の間には、音声IC9と、SpkAmpIC10(以下、アンプICという)とが設けられている。これらIC9、10は基板14に実装されている。音声IC9は、MPU6とアンプIC10の間で両者6、10に電気的に接続された形態で設けられている。音声IC9は、スピーカ2、3毎に設けられている。音声IC9は、MPU6からの指令に基づいて、スピーカ2、3に出力させる音信号を生成して、その音信号をアンプIC10に出力する回路である。
アンプIC10は、音声IC9とスピーカ2、3の間で両者9、2、3に電気的に接続された形態で設けられている。アンプIC10は、音声IC9からの音信号が入力されて、その音信号を増幅してスピーカ2、3に出力する回路である。スピーカ2、3は、アンプIC10からの音信号が入力されて、その音信号に応じた音を出力する。
一方、ブザー4、5は、スイッチング素子11を介してMPU6に接続されている。詳しくは、ブザー4、5のマイナス端子とグランドの間には、スイッチング素子11が設けられている。スイッチング素子11は、MOSFET等の半導体素子であり、MPU6に接続される第1端子11aと、電源に接続される第2端子11bと、グランドに接続される第3端子11cとを有している。スイッチング素子11は、第1端子11aに入力される信号によって、第2、第3端子11b、11c間を導通と遮断の間で切り替える。
第1端子11aには例えばPWM信号が入力される。スイッチング素子11は、第1端子11aに入力されたPWM信号の信号レベルがHレベルのときに第2、第3端子11b、11c間が導通する。そして、ブザー4、5は、スイッチング素子11の導通時に音を出力する。
メータ1は、上記の音源2〜5、IC9、10、スイッチング素子11の他に、表示器7、表示IC8、通信IC12、電源IC13及びMPU6を備えている。これら7、8、12、13、6は基板14に実装されている。表示器7は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等の各種画像を表示可能な装置である。表示器7は、例えばメータ1の前面において、車速を表示する指針メータと、エンジン回転数を表示する指針メータの間に設けられる。表示器7は、メータ1の起動後の通常時には、例えば指針メータで表示する車両情報(車速、エンジン回転数等)以外の車両情報(例えば、走行距離、燃費など)を表示したり、警告すべき事象が発生した場合には警告メッセージを表示したりする。また、表示器7は、メータ1の起動時には、通常時と異なる画像、すなわちオープニング演出のための画像(以下、オープニング画像という)を表示する。オープニング画像は、例えば車名や、メータ1が搭載された車両の外観などを示した画像とすることができる。
表示IC8は、MPU6と表示器7の間で両者6、7に電気的に接続された形態で設けられている。表示IC8は、表示器7に表示させる各種画像を記憶したメモリを備えている。表示IC8は、MPU6の指令に基づいて、メモリに記憶された画像のいずれかを読み出し、読み出した画像を表示するよう表示器7を制御する回路である。
通信IC12は、外部の車載装置又はセンサから車両情報が入力されるメータ1の端子27と、MPU6の間で両者27、6に電気的に接続された形態で設けられている。通信IC12は、端子27に入力された車両情報を取得して、この情報をMPU6に送信する回路である。端子27に入力される車両情報は、メータ1で表示が行われる車両情報(車速、エンジン回転数等)であったり、所定の警告事象が発生した時のみにインジケータ点灯、表示器7又は音源2〜5により警告(ウォーニング)が行われる、その所定の警告事象を判定するための車両情報であったりする。所定の警告事象は、例えばシートベルト未装着の状態で車両が走行している事である。このシートベルト未装着での走行を警告するために、端子27には、例えばシートベルトの装着の有無を示した情報と、車速とが入力される。
電源IC13は、車両のバッテリ20の電圧(例えば12V)が入力される端子28とMPU6の間で両者28、6に電気的に接続された形態で設けられている。電源IC13は、端子28に入力されたバッテリ電圧を、MPU6の動作電圧(例えば5V)に変換して、その動作電圧をMPU6に出力する回路である。また、電源IC13を介してバッテリ20とMPU6とが直接に接続される+B電源と、電源IC13に加えてイグニッションスイッチ21を介してバッテリ20とMPU6とが接続されるIG電源とがある。
イグニッションスイッチ21は、運転者の操作に基づいてオンオフが切り替わり、オンになるとエンジンが始動し、オフになるとエンジンが停止するスイッチである。+B電源は、イグニッションスイッチ21のオンオフにかかわらず電源供給が継続する電源である。IG電源は、イグニッションスイッチ21のオン時(つまり車両使用時、エンジン作動時)に供給が行われ、イグニッションスイッチ21のオフ時(つまり車両不使用時、エンジン停止時)には供給が停止する電源である。MPU6には、+B電源とIG電源の両方が接続されている。
さらに、メータ1は、点灯可能な複数のインジケータを備えている。これらインジケータには、所定の警告事象(例えば、車両に備えられた各種機能(例えばアンチロックブレーキシステムの機能など)の異常、シートベルト未装着など)の発生により点灯を行う警告インジケータと、車両に備えられた装置、システム、機能等の作動時に点灯を行う作動インジケータ(例えば、ヘッドライトの作動により点灯を行うインジケータなど)とが含まれている。メータ1は、各インジケータに光を供給するLED(図示外)を備えている。また、メータ1は、指針メータにおける指針を駆動するステッパモータ(図示外)を備えている。これらLED、ステッパモータは基板14に実装されている。
MPU6は、メータ1の全体制御を司る部分であり、具体的には例えば通常時には通信IC12から入力された車速、エンジン回転数等の車両情報を指針が指示するようにステッパモータ(図示外)を制御したり、表示IC8に指令をして表示器7に車両情報を表示させたりする。また、MPU6は、通常時には、通信IC12から入力される車両情報に基づいて、所定の事象が発生したか否かを判定し、事象が発生した場合には、発生した事象に対応するインジケータのLEDを点灯させたり、表示器7に警告等を促すメッセージ(例えば、シートベルト未装着で走行している場合には「シートベルトをしてください」、故障が発生した場合には「○○に故障が発生しました」など)を表示させたりする。
また、MPU6は、例えば、所定の事象が発生した場合には、インジケータの点灯や表示器7の警告メッセージに加えて又は代えて、音源2〜5により音による警告を行う。この場合、MPU6は、発生した事象に基づいて、音源2〜5のうちどの音源で警告を行うのかを判断する。そして、MPU6は、スピーカ2、3で警告を行う場合には、音声IC9、10に、スピーカ2、3で警告を行うよう指令するとともに、スピーカ2、3が出力する音の内容を特定可能な信号を出力する。音声IC9、10は、MPU6からの信号に基づいて、音信号を生成し、その音信号をアンプIC10を介してスピーカ2、3に出力することで、スピーカ2、3に警告音(例えば、「シートベルトを装着してください」、「○○に故障が発生しました」等の音声や、ピーピーピー等のブザー音)を出力させる。
MPU6は、ブザー4、5で警告を行う場合には、スイッチング素子11の第1端子11aにPWM信号を出力することで、ブザー4、5にピーピーピー等の警告音を出力させる。このとき、PWM信号のデューティ比を変えることで、警告音を、無音期間が無い連続音としたり、無音期間が存在する断続音としたりできる。また、PWM信号のデューティ比によって、断続音における音が鳴る周期を変更できる。
さらに、MPU6は、本発明の制御装置に相当し、メータ1の起動時に、表示器7及び音源2〜5によるオープニング演出を行う。具体的には、MPU6は、図2の処理を実行する。図2の処理では、先ず、メータ1の電源がオンになったか否かを判断する(S1)。具体的には、MPU6は、MPU6へのIG電源の供給の有無に基づいて、車両のエンジンが始動されたか否かを、メータ1の電源がオンになったか否かとして判断する。つまり、MPU6は、IG電源がオフからオンとなった場合に、車両のエンジン始動と判断、換言するとメータ1の電源がオンとなったと判断する。一方、MPU6は、IG電源がオフの場合には、メータ1の電源がオフであると判断する。また、MPU6は、IG電源がオンで継続中の場合には、メータ1の起動後の通常時であると判断する。
MPU6は、メータ1の電源がオフの場合には(S1:No)、オンになるまで待機する。一方、MPU6は、メータ1の電源がオフからオンとなった場合には(S1:Yes)、メータ1の起動時のオープニング演出として、図3に示すように表示器7に上記のオープニング画像を表示させる(S2)。オープニング画像の表示は、電源オンから所定時間(例えば数秒間)、行われる。図3では、車名を「ABCDE」として、その車名「ABCDE」を表示器7に表示するとともに、時間経過に伴い次第に「ABCDE」の表示が薄くなる例を示している。
MPU6は、S2のオープニング画像の表示に同期させて、全ての音源2〜5の音を組み合わせたオープニング音(起動時音)を出力させる(S3)。具体的には、図4に示すように、スピーカ2、3のうち一方を第1スピーカ、他方を第2スピーカとし、ブザー4、5のうち一方を第1ブザー、他方を第2ブザーとする。そして、第1スピーカの通常時に使用(出力)する音の周波数うちの下限の周波数の音をA、上限の周波数の音をBとする。図4の例では、第1スピーカの通常時における使用周波数が0.5kHz〜15kHzであるので、音Aの周波数は0.5kHzであり、音Bの周波数は15kHzである。
また、第2スピーカの通常時に使用(出力)する音の周波数うちの下限の周波数の音をC、上限の周波数の音をDとする。図4の例では、第2スピーカの通常時における使用周波数が0.5kHz〜15kHzであるので、音Cの周波数は0.5kHzであり、音Dの周波数は15kHzである。
また、第1ブザーの通常時に使用(出力)する周波数の音をEとする。図4の例では、第1ブザーの通常時における使用周波数が2kHzであるので、音Eの周波数は2kHzである。
また、第2ブザーの通常時に使用(出力)する周波数の音をFとする。図4の例では、第2ブザーの通常時における使用周波数が4kHzであるので、音Eの周波数は4kHzである。
なお、図4の右欄には、各音A〜Fが、周波数が異なることで異なる音色の音であることを示すために、周波数別の擬音を示している。図4の擬音は、実際の擬音ではなく、図2のS3、図3においてオープニング音を表現するために便宜上付与したものである。
そして、これら音A〜Fを、オープニング音の各時点の音を構成する構成音とする。つまり、オープニング音は、周波数で区別された複数の構成音A〜Fが所定順序で出力するように構成された音である。このとき、各時点で1つの構成音のみが出力し、つまり複数の構成音が同時に出力しないように設定される。また、上記所定順序は、オープニング時の演出にふさわしいメロディを奏でるように適宜に設定される。図3では、オープニング音として、A、E、F、D、B、E、Cの順に出力する例が示されている。図3の例における構成音A〜Fの出力順は、オープニング音の開始から途中までは段階的に周波数が増加していき、途中からは段階的に周波数が減少するように定められている。
このように、オープニング音は、各時点において、音源2〜5のうちいずれか1つの音源のみが音を出力するとともに、各音源2〜5の音が少なくとも1回は出力するように構成されている。
MPU6は、自身のメモリに、オープニング音の情報(各構成音の周波数及び出力順)を所持しており、この情報に基づいて、各音源2〜5に、所定の出力順にしたがったタイミングで所定の周波数の構成音を出力させる。
MPU6は、S2、S3のオープニング演出を行った後、通常のメータ制御(車両情報を表示したり、所定の事象が発生したときにはインジケータ、表示器7、又は音源2〜5によるウォーニングを行ったりする制御)に移行する(S4)。
このように、本実施形態では、メータ1の起動時(車両の始動時)に、オープニング画像の表示に加えてオープニング音が出力するので、起動時の演出効果を高めることができる。また、オープニング音は、全ての音源2〜5の音を組み合わせて構成されているので、一部又は全部の音源が故障した場合には、いつもと異なるオープニング音を運転者に聞かせることができる。これにより、スピーカ2、3のコーンの破れやブザー4、5の放口穴のふさがりなど、回路的な故障でない音源2〜5そのものの故障であっても、運転者に、音源が故障していることを容易に気づかせることができる。また、音源2〜5の回路的な故障(断線やショートなど)を検出するシステムを設けなくても、運転者に、音源が故障していることを気づかせることができる。
運転者は、オープニング音がいつもと異なると判断した場合には、例えばディーラで音源を修理又は交換してもらうことで、音源が故障した状態で車両走行が行われることを抑制できる。また、車両のマニュアルに、オープニング音がいつもと異なる場合には、ディーラにご相談ください等の記載を入れることで、より一層、音源が故障した状態で車両走行が行われてしまうことを抑制できる。
さらに、オープニング音は、全ての音源2〜5の音を含むとともに、各時点においてはいずれか1つの音源の音のみから構成されているので、音源2〜5のうち一部が故障した場合には、オープニング音の一部が無音又はいつもと異なる音圧や音色となる。これによって、いずれの音源2〜5が故障した場合であっても、その故障を運転者に容易に気づかせることができる。
また、オープニング音には、スピーカ2、3の通常時の使用周波数における下限及び上限の周波数の音が含まれているので、スピーカ2、3が故障していた場合には、高音が聞きやすい運転者にも、低音が聞きやすい運転者にも、オープニング音がいつもと異なることを気づかせやすくできる。
また、スピーカ2、3の異常の中には、一部の周波数の音のみが聞こえにくくなる異常が存在するが、オープニング音に、スピーカ2、3の下限及び上限の周波数の音が含まれることで、スピーカ2、3の高音側の音は正常であるが、低音側の音に異常がある場合、スピーカ2、3の低音側の音は正常であるが、高音側の音に異常がある場合、スピーカ2、3の低音側、高音側の両方に異常がある場合のいずれであっても、運転者に音源2〜5の異常を気づかせやすくできる。また、オープニング音に、スピーカ2、3の下限及び上限の周波数の音が含まれることで、オープニング音がいつもと異なる場合には、スピーカ2、3の下限の周波数と上限の周波数の間の周波数(以下、中間周波数という)の音も異常である可能性があるが、ディーラ等に持ち込むことで、この中間周波数の音の異常も早期に発見できる。
また、オープニング音は、オープニング画像の表示と同期して出力するので、運転者にオープニング音をオープニング演出の一つとして把握させることができ、運転者に違和感を与えることを抑制できる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、オープニング音以外のオープニング演出として、表示器7にオープニング画像を表示した例を示したが、これに代えて又は加えて、他の演出を実行しても良い。他の演出としては、例えば、指針メータの指針を指標部の全体に亘って回転させる動作を行う。
また、画像を表示する表示器が無いメータの場合には、オープニング音のみのオープニング演出を行っても良い。
また、スピーカのように任意の周波数の音を出力可能な音源の場合には、オープニング音の構成音として、上限及び下限の周波数の音に加えて又は代えて、他の周波数の音を採用しても良い。
また、出力する音の周波数を変更可能なブザーの場合には、各周波数の音をオープニング音の構成音に採用しても良い。
また、音源の個数は複数であれば何個でも良い。また、上記実施形態では、異なる種類の音源(スピーカ、ブザー)がメータに設けられた例を説明したが、スピーカのみ又はブザーのみなど、同一種類の音源しかメータに設けられていない場合にも本発明を適用できる。
また、上記実施形態では、メータに設けられた全ての音源を用いてオープニング音を構成した例を説明したが、2つ以上であれば一部の音源を用いてオープニング音を構成しても良い。これによれば、オープニング音に用いる音源を一部に限定することで、オープニング音としてより自然な音を作成できる場合がある。
1 メータ(車両用計器)
2、3 スピーカ(音源)
4、5 ブザー(音源)
6 MPU(制御装置)
7 表示器
8 表示IC
9 音声IC
10 アンプIC
11 スイッチング素子

Claims (4)

  1. 複数の音源(2〜5)を備えた車両用計器(1)の起動時に、前記複数の音源のうちの2つ以上の音源の音を組み合わせた起動時音を出力させ
    前記起動時音は、周波数で区別された複数の構成音が所定順序で出力するように構成された音であり、
    前記複数の構成音のそれぞれは、前記2つ以上の音源のいずれか1つの音で構成されていることを特徴とする制御装置(6)。
  2. 前記複数の構成音には、前記2つ以上の音源に含まれる1つの前記音源(2、3)が、前記起動時の後の通常時に出力する音の周波数のうちの下限及び上限の周波数の音が含まれていることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
  3. 前記2つ以上の音源は前記複数の音源の全てであることを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置。
  4. 前記車両用計器は、起動時に音以外の演出を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御装置。
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