WO2014103104A1 - ブザー出力制御装置およびブザー出力制御方法 - Google Patents

ブザー出力制御装置およびブザー出力制御方法 Download PDF

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pulse signal
frequency pulse
signal
synthesized
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徳洋 永島
壮 澤田
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    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a buzzer output control device that outputs a beep sound and a buzzer output control method.
  • a beep is generated. This beep sound is generated by inputting a rectangular wave having a frequency corresponding to the frequency of the sound to be output (for example, 2 kHz) to the buzzer drive circuit and applying it to the buzzer.
  • Such a buzzer driving circuit is generally configured to input a rectangular wave, and a large inrush current is generated in the buzzer driving circuit at the moment when the rectangular wave is input.
  • an abnormal noise is instantaneously generated in the sound output from the buzzer.
  • abnormal noise may be instantaneously generated due to the influence of the counter electromotive force generated in the buzzer which is an inductive load.
  • a low-pass filter for example, a CR filter consisting of a resistor and a capacitor
  • the level of the signal input to the buzzer is prevented from abruptly changing by inserting and smoothing the rectangular wave by the action of the low-pass filter (for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a buzzer output control device and a buzzer output control method capable of blowing a buzzer without mixing a noise without inserting a low-pass filter in the buzzer drive circuit. With the goal.
  • the buzzer output control device and the buzzer output control method according to the present invention are configured to cause the buzzer to sound without mixing noise without using a low-pass filter in the buzzer drive circuit.
  • the buzzer output control device includes a buzzer that outputs a sound having a pitch corresponding to the frequency of the input buzzer driving signal and a volume corresponding to the duty ratio of the buzzer driving signal, and a predetermined non-buzzer.
  • a non-audible frequency signal generating unit that generates a non-audible frequency pulse signal having an audible frequency; an audible frequency signal generating unit that generates an audible frequency pulse signal having a predetermined audible frequency lower than the non-audible frequency;
  • a signal synthesizing unit that synthesizes the frequency pulse signal and the audible frequency pulse signal to obtain a synthesized frequency pulse signal in which the inaudible frequency pulse signal is synthesized during the ON time of the audible frequency pulse signal;
  • the duty ratio of the inaudible frequency pulse signal synthesized with the frequency pulse signal is the first predetermined period of the synthesized frequency pulse signal.
  • having a first duty ratio setting unit that generates a buzzer drive signal is set to gradually increase over, and a buzzer drive unit for sounding the buzzer by the buzzer driving signal.
  • the non-audible frequency signal generation unit generates a non-audible frequency pulse signal having a predetermined non-audible frequency
  • the audio frequency signal generation unit is lower than the non-audible frequency.
  • An audio frequency pulse signal having an audible frequency is generated, and the signal synthesis unit synthesizes the non-audible frequency pulse signal and the audio frequency pulse signal.
  • the first duty ratio setting unit calculates the duty ratio of the inaudible frequency pulse signal synthesized in the synthesized frequency pulse signal for the first predetermined period of the synthesized frequency pulse signal.
  • the buzzer drive signal is generated so as to gradually increase over time, and the buzzer drive unit detects the pitch of the sound according to the frequency of the buzzer drive signal.
  • the buzzer drive unit detects the pitch of the sound according to the frequency of the buzzer drive signal.
  • the peak value of the voltage applied to the buzzer gradually increases with time immediately after the buzzer drive signal is applied, and inrush current is generated. Therefore, the buzzer can be sounded without mixing any abnormal noise without inserting a low-pass filter in the buzzer driving unit.
  • the buzzer output control device includes a buzzer that outputs a sound having a pitch corresponding to the frequency of the input buzzer driving signal and a volume corresponding to the duty ratio of the buzzer driving signal, and a predetermined non-buzzer.
  • a non-audible frequency signal generating unit that generates a non-audible frequency pulse signal having an audible frequency; an audible frequency signal generating unit that generates an audible frequency pulse signal having a predetermined audible frequency lower than the non-audible frequency;
  • a signal synthesizing unit that synthesizes the frequency pulse signal and the audible frequency pulse signal to obtain a synthesized frequency pulse signal in which the inaudible frequency pulse signal is synthesized during the ON time of the audible frequency pulse signal;
  • the duty ratio of the non-audible frequency pulse signal synthesized with the frequency pulse signal is maintained over the last predetermined period of the synthesized frequency pulse signal.
  • the second duty ratio setting unit for generating a set buzzer drive signal gradually decreases, to have a buzzer drive unit for sounding the buzzer by the buzzer driving signal Te.
  • the non-audible frequency signal generation unit generates a non-audible frequency pulse signal having a predetermined non-audible frequency
  • the audio frequency signal generation unit is lower than the non-audible frequency.
  • An audio frequency pulse signal having an audible frequency is generated, and the signal synthesis unit synthesizes the non-audible frequency pulse signal and the audio frequency pulse signal.
  • the first duty ratio setting unit calculates the duty ratio of the inaudible frequency pulse signal synthesized in the synthesized frequency pulse signal for the first predetermined period of the synthesized frequency pulse signal.
  • the buzzer driving signal is generated so as to gradually decrease over time, and the buzzer driving unit determines the pitch of the sound according to the frequency of the buzzer driving signal. Since the buzzer is sounded with a sound having a volume corresponding to the duty ratio of the buzzer drive signal, the peak value of the voltage applied to the buzzer gradually decreases with time immediately after the buzzer drive signal ends. Since it is possible to prevent the occurrence of back electromotive force when a certain buzzer is turned off, the buzzer can be sounded without mixing noise without inserting a low-pass filter in the buzzer driving unit.
  • the buzzer output control method generates a non-audible frequency pulse signal having a predetermined non-audible frequency, and generates an audio frequency pulse signal having a predetermined audible frequency lower than the non-audible frequency.
  • the duty ratio of the non-audible frequency pulse signal synthesized in the synthesized frequency pulse signal by synthesizing the non-audible frequency pulse signal during the ON time of the audio frequency pulse signal to generate a synthesized frequency pulse signal Generates a buzzer drive signal that is set to gradually increase over the first predetermined period of the synthesized frequency pulse signal, and the buzzer drive signal generated in this manner is used in accordance with the frequency of the buzzer drive signal.
  • the buzzer is sounded with a sound having a volume corresponding to the pitch of the sound and the duty ratio of the buzzer driving signal.
  • the duty ratio of the inaudible frequency pulse signal synthesized in the synthesized frequency pulse signal is gradually increased over the first predetermined period of the synthesized frequency pulse signal.
  • the buzzer output control method generates a non-audible frequency pulse signal having a predetermined non-audible frequency, and generates an audio frequency pulse signal having a predetermined audible frequency lower than the non-audible frequency.
  • the duty ratio of the non-audible frequency pulse signal synthesized in the synthesized frequency pulse signal by synthesizing the non-audible frequency pulse signal during the ON time of the audio frequency pulse signal to generate a synthesized frequency pulse signal Generates a buzzer driving signal that is set to be gradually reduced over the last predetermined period of the synthesized frequency pulse signal, and the buzzer driving signal thus generated corresponds to the frequency of the buzzer driving signal.
  • the buzzer is sounded with a sound having a volume corresponding to the pitch of the sound and the duty ratio of the buzzer driving signal.
  • the duty ratio of the inaudible frequency pulse signal synthesized in the synthesized frequency pulse signal is gradually reduced over the last predetermined period of the synthesized frequency pulse signal.
  • the buzzer can be blown without generating an abnormal sound at the beginning or end of the ring without using a CR filter in the buzzer drive circuit. An effect is obtained.
  • (D) is a figure which shows the waveform of the synthetic
  • (E) is a figure which shows the waveform of the buzzer drive signal set so that the duty ratio of the non-audible frequency pulse signal in a synthetic frequency pulse signal may change according to time. It is a figure which shows the structure of CR filter.
  • (A) shows a voltage waveform output from the buzzer drive unit immediately after the input of the buzzer drive signal when a buzzer drive signal set so that the duty ratio changes with time is input to the buzzer drive unit. It is a voltage waveform.
  • Example 1 of this invention shows a voltage waveform output from the buzzer drive unit immediately after the end of the buzzer drive signal when a buzzer drive signal set so that the duty ratio changes with time is input to the buzzer drive unit. It is a voltage waveform.
  • Example 1 of this invention it is a figure which shows the actual example of the voltage waveform applied to a buzzer, (a) is a voltage when blowing a buzzer in the buzzer drive circuit without a low-pass filter using the conventional method. It is a figure which shows a waveform.
  • (B) is a figure which shows a voltage waveform when a buzzer is sounded by the buzzer drive circuit without a low-pass filter using the buzzer drive signal set so that a duty ratio may change according to time. It is a flowchart explaining the flow of the process in Example 1 of this invention.
  • a buzzer output control device 100 to which the present invention is applied is provided in a vehicle (not shown), and notifies a buzzer 60 that forgets to forget to tighten a door of a vehicle or forget to turn off a light.
  • a clock signal generator 10 that generates a reference clock signal Pc that is a pulse signal of a predetermined frequency, which is a source of a buzzer drive signal P3 that is a signal to be generated, and a buzzer that generates a buzzer drive signal P3 based on the reference clock signal Pc
  • the drive signal generation unit 20 and the buzzer drive unit 40 that applies the buzzer drive signal P3 generated by the buzzer drive signal generation unit 20 to the buzzer 60 to sound the buzzer 60 are configured.
  • the buzzer 60 is constituted by a piezoelectric buzzer, for example.
  • a piezoelectric buzzer has a structure in which a piezoelectric element and a metal plate are bonded to each other. When a voltage is applied to the piezoelectric element from the outside, the piezoelectric element undergoes expansion / contraction deformation, and the expansion / contraction deformation is transmitted to the metal plate. The metal plate bends and generates sound.
  • the buzzer drive signal generation unit 20 further divides the reference clock signal Pc to generate a non-audible frequency pulse signal P0 having a predetermined non-audible frequency, and a non-audible frequency signal generation unit 22.
  • the pulse count unit 24 that counts the number of pulses of the non-audible frequency pulse signal P0 generated in step S4, and the number of pulses of the non-audible frequency pulse signal P0 counted by the pulse count unit 24 is lower than the non-audible frequency.
  • An audio frequency signal generator 26 that generates an audio frequency pulse signal P1 having a predetermined audio frequency, and an audio frequency pulse signal P1 and a non-audible frequency pulse signal P0 are synthesized, and the audio frequency pulse signal P1 is turned on.
  • a signal synthesizer 28 for generating a synthesized frequency pulse signal P2 obtained by synthesizing the non-audible frequency pulse signal P0;
  • a first duty ratio setting unit 30 for generating a buzzer driving signal P3 by setting a duty ratio of a first predetermined period of the inaudible frequency pulse signal P0 synthesized in the several pulse signal P2 to a predetermined value, and a synthesized frequency
  • the second duty ratio setting unit 32 generates the buzzer drive signal P3 by setting the duty ratio of the last non-audible frequency pulse signal of the pulse signal P2 to a predetermined value.
  • FIG. 2 shows an example of a circuit diagram showing the buzzer driving unit 40 and the buzzer 60 connected thereto.
  • the buzzer drive signal P3 generated by the buzzer drive signal generation unit 20 (see FIG. 1) is input to the terminal A in FIG.
  • the buzzer drive signal P3 input from the terminal A is divided by the resistors 41 and 42 and applied to the base of the transistor 43 (switching element).
  • the transistor 43 becomes conductive, and a current flows in a direction from the DC power source Vs of the voltage V to the buzzer 60, the resistor 44, and the transistor 43.
  • the buzzer 60 sounds with a sound having a frequency corresponding to the audible frequency of the buzzer drive signal P3 applied to the base of the transistor 43.
  • the volume of the sound that sounds at this time corresponds to the duty ratio of the buzzer drive signal P3, and the buzzer 60 sounds louder as the duty ratio is larger (the pulse ON time is longer).
  • the diode 45 is inserted to absorb the counter electromotive force generated in the buzzer 60.
  • the clock signal generation unit 10 generates a reference clock signal Pc having a predetermined frequency.
  • the predetermined frequency is a predetermined frequency.
  • the generation of the reference clock signal Pc may be performed by software, or may be performed by hardware using an oscillation circuit.
  • the non-audible frequency signal generation unit 22 divides the reference clock signal Pc and has a predetermined non-audible frequency (for example, 500 kHz) sufficiently higher than 2 kHz that is the frequency of the sound output from the buzzer 60.
  • a non-audible frequency pulse signal P0 is generated (FIG. 3A). This frequency division may be performed by software or may be performed using hardware having a frequency divider function.
  • the inaudible frequency pulse signal P0 generated in this way is input to the pulse count unit 24, and is counted until the number of pulses reaches a predetermined value n (126 in this embodiment).
  • n a predetermined value
  • the count value is returned to 0 and the counting of the number of pulses of the inaudible frequency pulse signal P0 is repeated again.
  • the counter signal Ct shown in FIG. 3B is generated.
  • the audible frequency signal generator 26 maintains the high level (ON) or the low level (OFF) until the number of pulses constituting the non-audible frequency pulse signal P0 reaches the predetermined value n, When a pulse having a value n is measured, a signal for switching between a high level and a low level is generated. As a result, an audible frequency pulse signal P1 shown in FIG. 3C is generated.
  • the signal synthesizer 28 synthesizes the non-audible frequency pulse signal P0 and the audible frequency pulse signal P1 by calculating the logical product of the non-audible frequency pulse signal P0 and the audible frequency pulse signal P1, and then synthesizes the synthesized frequency pulse signal. P2 is generated.
  • a non-audible frequency pulse signal is synthesized in a section where the audible frequency pulse signal is at a high level (ON).
  • the buzzer drive signal P3 is generated by changing the duty ratio Di of the inaudible frequency pulse signal P0 synthesized in the synthesized frequency pulse signal P2.
  • This generation method will be described with reference to FIGS.
  • the duty ratio Di is changed in order to prevent abnormal noises generated at the beginning and end of the buzzer as described above.
  • the duty ratio Di is changed in order to prevent abnormal noises generated at the beginning and end of the buzzer as described above.
  • by changing the duty ratio Di and gradually increasing the voltage applied to the buzzer 60 at the beginning of the buzzer 60 it is possible to prevent a large inrush current from flowing through the buzzer 60 and By gradually lowering the voltage applied to the buzzer 60 at the end of the ringing, large back electromotive force is prevented from being generated in the buzzer 60.
  • the synthesized frequency pulse signal P2 includes a section including the inaudible frequency pulse signal P0 and a low level section.
  • sections including the non-audible frequency pulse signal P0 are defined as sections R1, R2,..., Ri,..., Rn in order from the left side of FIG.
  • the first duty ratio setting unit 30 stores in advance the duty ratios D1, D2,..., Di,..., Dn set for each section R1, R2,. Has been.
  • the duty ratio Di corresponding to the section Ri is the first.
  • the duty ratio of the section Ri is changed to Di based on the value of the duty ratio Di read out from the 1 duty ratio setting unit 30 and read out.
  • the number of pulses constituting the non-audible frequency pulse signal P0 included in the section Ri is included in the section Ri since the frequency of the non-audible frequency pulse signal P0 and the length (time) of the section Ri are known in advance.
  • the duty ratio in the section Ri can be changed to a predetermined value by thinning out the number of pulses constituting the non-audible frequency pulse signal P0 according to the set duty ratio.
  • the value of the duty ratio Di corresponding to each section Ri stored in advance in the first duty ratio setting unit 30 is read at high speed by the DMA function, and the duty ratio with respect to the composite frequency pulse signal P2 is read.
  • the duty ratio is changed by using the value of the duty ratio Di transferred to the memory used for the setting.
  • FIG. 4 shows a CR filter, which is a typical low-pass filter, in which a DC power supply 55 having a voltage E is connected to a resistor 50 having a resistance value R and a capacitor 49 having a capacitance C via a switch 52.
  • the circuit of FIG. 4 acts as a low-pass filter, when an AC power supply having a certain frequency is connected instead of the DC power supply 55, the frequency f c calculated by (Equation 3) among the frequencies of the AC power supply.
  • the above components are cut.
  • f c 1 / 2 ⁇ RC (Formula 3)
  • the frequency f c is called the cutoff frequency.
  • FIG. 5A is a diagram showing a waveform of the voltage e applied to the buzzer 60 when the buzzer drive signal P3 shown in FIG. 3E is input to the buzzer drive unit 40 of FIG. .
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a waveform of the voltage e applied to the buzzer 60 when the buzzer drive signal P3 input to the buzzer drive unit 40 is stopped.
  • FIGS. 5A and 5B also show the voltage e 0 (t) appearing at both ends of the capacitor 49 in FIG.
  • the duty ratio Di of the buzzer drive signal P3 is set to gradually increase as described above, immediately after the time t0 when the buzzer drive signal P3 is input, the duty ratio is increased.
  • the amplitude of the voltage e applied to the buzzer 60 is reduced, and as the duty ratio Di is gradually increased, the amplitude of the voltage e applied to the buzzer 60 is increased.
  • the duty ratio Di becomes a predetermined constant value, and the amplitude of the voltage e applied to the buzzer 60 becomes a constant magnitude.
  • the duty ratio Di of the section Ri is ( by setting according to equation 4), in a pseudo manner, composed of CR filter, be via a low-pass filter having a cut-off frequency f c, produce a state equivalent to the case of inputting the audio frequency pulse signal P1 it can.
  • Di (E / gh) * ⁇ 1-exp ( ⁇ 2 ⁇ f c t) ⁇ (Formula 4)
  • FIG. 6A shows the voltage e applied to the buzzer 60 when the audible frequency pulse signal P1 having a constant duty ratio is input to the buzzer driving unit 40 without passing through the low-pass filter and the buzzer 60 is blown. It is a waveform showing the amplitude of.
  • FIG. 6B shows that the buzzer driving signal P3 set to the predetermined duty ratio Di in the first duty ratio setting unit 30 is input to the buzzer driving unit 40 without passing through the low-pass filter, and the buzzer 60 is blown. It is a waveform showing the amplitude of the voltage e applied to the buzzer 60 when
  • spike-like noise N1 is generated at the beginning of the voltage e applied to the buzzer 60, and spike-like noise N2 is further added to the end of the voltage e applied to the buzzer 60. You can see that it has occurred. Then, when the noises N1 and N2 are applied to the buzzer 60, instantaneous noise is generated from the buzzer 60.
  • the amplitude of the voltage e applied to the buzzer 60 is such that the rising voltage at the first part and the falling voltage at the last part change slowly, The output waveform when the rectangular wave is passed through the CR filter is reproduced. And the noise N1, N2 which generate
  • Step S10 The clock signal generator 10 generates the reference clock signal Pc.
  • Step S20 The non-audible frequency signal generator 22 divides the reference clock signal Pc to generate a non-audible frequency pulse signal P0 having a predetermined non-audible frequency.
  • Step S30 In the pulse count unit 24, the number of inaudible frequency pulse signals P0 is counted to generate a counter signal Ct.
  • Step S40 The audible frequency signal generator 26 generates an audible frequency pulse signal P1 based on the non-audible frequency pulse signal P0 and the counter signal Ct.
  • Step S50 In the signal synthesizer 28, a logical product of the non-audible frequency pulse signal P0 and the audible frequency pulse signal P1 is calculated to generate a synthesized frequency pulse signal P2.
  • Step S60 In the first duty ratio setting unit 30, the duty ratio of the non-audible frequency pulse signal P0 synthesized in the synthesized frequency pulse signal P2 is changed to a preset Di over the first predetermined period. Further, in the second duty ratio setting unit 32, the signal whose duty ratio is set by the first duty ratio setting unit 30 is changed to a preset Di over the last predetermined period of the signal. Then, the buzzer drive signal P3 is generated.
  • Step S70 The buzzer driving signal P3 is input to the buzzer driving unit 40 and the buzzer 60 is sounded.
  • the non-audible frequency signal generation unit 22 generates the non-audible frequency pulse signal P0 having a predetermined non-audible frequency, and generates the audible frequency signal.
  • the unit 26 generates an audible frequency pulse signal P1 having an audible frequency having a predetermined audible frequency lower than the non-audible frequency from the non-audible frequency pulse signal P0.
  • the signal synthesizer 28 synthesizes the inaudible frequency pulse signal P0 and the audible frequency pulse signal P1, and the synthesized frequency pulse signal in which the inaudible frequency pulse signal P0 is synthesized during the ON time of the audible frequency pulse signal P1.
  • the first duty ratio setting unit 30 gradually changes the duty ratio Di of the inaudible frequency pulse signal P0 synthesized in the synthesized frequency pulse signal P2 over the first predetermined period of the synthesized frequency pulse signal P2.
  • the buzzer driving signal P3 is generated by setting it to be large.
  • the buzzer drive unit 40 is applied to the buzzer 60 in order to sound the buzzer 60 with a sound having a volume corresponding to the pitch of the buzzer drive signal P3 and a duty ratio Di of the buzzer drive signal P3.
  • the peak value of the voltage e gradually increases with time immediately after the application of the buzzer drive signal P3, whereby the occurrence of an inrush current can be prevented. For this reason, the buzzer 60 can be sounded without mixing noise without inserting a low-pass filter into the buzzer driving unit 40.
  • the non-audible frequency signal generation unit 22 generates a non-audible frequency pulse signal P0 having a predetermined non-audible frequency
  • the audible frequency signal generation unit 26 is non-audible.
  • An audible frequency pulse signal P1 having an audible frequency having a predetermined audible frequency lower than the non-audible frequency is generated from the frequency pulse signal P0.
  • the signal synthesizer 28 synthesizes the inaudible frequency pulse signal P0 and the audible frequency pulse signal P1, and the synthesized frequency pulse in which the inaudible frequency pulse signal P0 is synthesized during the ON time of the audible frequency pulse signal P1.
  • a signal P2 is generated.
  • the first duty ratio setting unit 30 gradually changes the duty ratio Di of the inaudible frequency pulse signal P0 synthesized in the synthesized frequency pulse signal P2 over the last predetermined period of the synthesized frequency pulse signal P2.
  • the buzzer driving signal P3 is generated by setting it to be small.
  • the buzzer driving unit 40 is applied to the buzzer 60 in order to sound the buzzer 60 with a sound having a sound level corresponding to the frequency of the buzzer driving signal P3 and a volume corresponding to the duty ratio Di of the buzzer driving signal P3.
  • the buzzer 60 Since the peak value of the voltage e gradually decreases with time immediately after the end of the buzzer driving signal P3, it is possible to prevent the occurrence of back electromotive force when the buzzer 60, which is an inductive load, is turned off. . For this reason, the buzzer 60 can be sounded without mixing noise without inserting a low-pass filter into the buzzer driving unit 40.
  • the duty ratio Di of the inaudible frequency pulse signal P0 synthesized in the synthesized frequency pulse signal P2 is the synthesized frequency pulse signal.
  • the duty ratio Di of the inaudible frequency pulse signal P0 synthesized in the synthesized frequency pulse signal P2 is the synthesized frequency pulse signal.
  • the buzzer 60 which is an inductive load, is turned off by blowing the buzzer 60 using the buzzer drive signal P3 set to gradually decrease over the last predetermined period of P2. Generation of electric power can be prevented. For this reason, the buzzer 60 can be blown without mixing abnormal noise without passing the buzzer drive signal P3 through the low-pass filter.
  • the duty ratio Di of the inaudible frequency pulse signal P0 synthesized in the synthesized frequency pulse signal P2 is set individually for each of the sections R1, R2,..., Ri,.
  • This duty ratio is collectively set in the time axis direction with respect to the non-audible frequency pulse signal P0, and the non-audible frequency pulse signal P0 thus set with the duty ratio is synthesized with the audio frequency pulse signal P1.
  • the buzzer drive signal P3 may be generated. In this case, it is not necessary to prepare the first duty ratio setting unit 30 and the second duty ratio setting unit 32 individually as shown in FIG. 1, and this duty ratio setting unit is used as one duty ratio setting unit.
  • the buzzer 60 is an example of a case where is sounding with 2 kHz, (Equation 4) using a cut-off frequency f c corresponding to the frequency f 0 of the sound you wish to sounding buzzer 60 Since the value can be set, the number of pulses counted by the pulse counting unit 24 is changed according to the frequency f 0 , and the audio frequency signal generating unit 26 generates the audio frequency pulse signal P 1 having the frequency f 0 , inaudible frequency pulse signal P 0 audible frequency pulse signals P1 and combined by the combining unit 28, a duty ratio so as to duty ratio Di setting pattern corresponding to the cut-off frequency f c which is set in accordance with the frequency f 0 By generating the buzzer driving signal P3 in which Di is changed and causing the buzzer 60 to ring by the buzzer driving signal P3 thus generated, the buzzer 60 The frequency f 0, can be sounding without contamination of noise.
  • the duty ratio Di of the buzzer drive signal P3 is set in the first duty ratio setting unit 30 and / or the second duty ratio setting unit 32, and thus the duty ratio is set.
  • the voltage waveform e generated when the buzzer driving signal P3 with the ratio Di set is input to the buzzer driving unit 40 is the same as the voltage waveform generated when the audio frequency pulse signal P1 is passed through the low-pass filter. Therefore, the same effect as that obtained when the low-pass filter is inserted into the buzzer driving unit 40 can be exhibited. And thereby, the buzzer 60 can be sounded without mixing of an abnormal sound, without inserting a low-pass filter in the buzzer drive part 40.

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Abstract

　ブザーを、異音の混入なく吹鳴させる。　非可聴周波数信号生成部２２が非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号Ｐ０を生成し、可聴周波数信号生成部２６が非可聴周波数パルス信号Ｐ０から、可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号Ｐ１を生成して、信号合成部２８が、可聴周波数パルス信号Ｐ１のＯＮ時間の中に非可聴周波数パルス信号Ｐ０が合成された合成周波数パルス信号Ｐ２を生成し、第１デューティー比設定部３０が、合成周波数パルス信号Ｐ２の中に合成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０のデューティー比Ｄｉを、合成周波数パルス信号Ｐ２の最初の所定の期間に亘って徐々に大きくなるように設定してブザー駆動信号Ｐ３を生成し、ブザー駆動部４０が、ブザー駆動信号Ｐ３の周波数に応じた音の高さとブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比に応じた音量でブザー６０を吹鳴させる。

Description

ブザー出力制御装置およびブザー出力制御方法 関連出願へのクロスリファレンス
　本出願は、日本国特許出願２０１２－２８２７４６号（２０１２年１２月２６日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　本発明は、ビープ音を出力するブザー出力制御装置及びブザー出力制御方法に関するものである。
　自動車などの車両では、予期せぬ様々な事象の発生（例えば、ドアの締め忘れやライトの消し忘れ等）を即時に運転者に伝達して注意を喚起するために、ブザーを吹鳴させることによってビープ音を発生させている。このビープ音は、出力したい音の周波数（例えば２ｋＨｚ）に対応した周波数を有する矩形波をブザーの駆動回路に入力して、ブザーに与えることによって発生させていた。
　このようなブザー駆動回路は、一般的に矩形波を入力する構成になっており、矩形波の入力を行った瞬間にブザーの駆動回路に大きな突入電流が発生して、その突入電流の影響によって、ブザーから出力される音に瞬間的に異音が発生してしまう場合があった。また、矩形波の入力が終了した瞬間には、誘導性負荷であるブザーに発生する逆起電力の影響によって、瞬間的に異音が発生する場合があった。
　そこで、ブザーに入力される信号のレベルの急激な変動を緩和して、この異音の発生を防止するために、矩形波の入力段にローパスフィルタ（例えば、抵抗とコンデンサからなるＣＲフィルタ）を挿入して、このローパスフィルタの作用によって矩形波をなまらせることにより、ブザーに入力される信号のレベルが急激に変動しないようにしている（例えば、特許文献１）。
特開平８－２７９０９０号公報
　しかしながら、特許文献１に記載されたブザー駆動回路によると、矩形波の入力段にローパスフィルタ（例えばＣＲフィルタ）の挿入が必要になるため、ブザー駆動回路を構成する部品点数が増えてしまうという問題があった。
　本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ブザー駆動回路にローパスフィルタを挿入することなく、ブザーを、異音の混入なく吹鳴させることができるブザー出力制御装置およびブザー出力制御方法を提供することを目的とする。
　本発明に係るブザー出力制御装置およびブザー出力制御方法は、ブザー駆動回路にローパスフィルタを用いることなく、ブザーを、異音の混入なく吹鳴させるものである。
　すなわち、本発明に係るブザー出力制御装置は、入力されたブザー駆動信号の周波数に応じた音の高さと前記ブザー駆動信号のデューティー比に応じた音量を有する音を出力するブザーと、所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号を生成する非可聴周波数信号生成部と、前記非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号を生成する可聴周波数信号生成部と、前記非可聴周波数パルス信号と前記可聴周波数パルス信号とを合成して、前記可聴周波数パルス信号のＯＮ時間の中に、前記非可聴周波数パルス信号が合成された合成周波数パルス信号とする信号合成部と、前記合成周波数パルス信号に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比が、前記合成周波数パルス信号の最初の所定の期間に亘って徐々に大きくなるように設定されたブザー駆動信号を生成する第１デューティー比設定部と、前記ブザー駆動信号によって前記ブザーを吹鳴させるブザー駆動部と、を有することを特徴とする。
　このように構成されたブザー出力制御装置によれば、非可聴周波数信号生成部が所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号を生成し、可聴周波数信号生成部が非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号を生成して、信号合成部が非可聴周波数パルス信号と可聴周波数パルス信号とを合成して、可聴周波数パルス信号のＯＮ時間の中に、非可聴周波数パルス信号が合成された合成周波数パルス信号を生成し、第１デューティー比設定部が、合成周波数パルス信号の中に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比を、合成周波数パルス信号の最初の所定の期間に亘って徐々に大きくなるように設定してブザー駆動信号を生成し、ブザー駆動部が、ブザー駆動信号の周波数に応じた音の高さとブザー駆動信号のデューティー比に応じた音量を有する音でブザーを吹鳴させるため、ブザーに印加される電圧の波高値が、ブザー駆動信号の印加直後に時間とともに徐々に高くなることによって突入電流の発生を防止することができるため、ブザー駆動部にローパスフィルタを挿入することなく、ブザーを異音の混入なしに吹鳴させることができる。
　また、本発明に係るブザー出力制御装置は、入力されたブザー駆動信号の周波数に応じた音の高さと前記ブザー駆動信号のデューティー比に応じた音量を有する音を出力するブザーと、所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号を生成する非可聴周波数信号生成部と、前記非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号を生成する可聴周波数信号生成部と、前記非可聴周波数パルス信号と前記可聴周波数パルス信号とを合成して、前記可聴周波数パルス信号のＯＮ時間の中に、前記非可聴周波数パルス信号が合成された合成周波数パルス信号とする信号合成部と、前記合成周波数パルス信号に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比が、前記合成周波数パルス信号の最後の所定の期間に亘って徐々に小さくなるように設定されたブザー駆動信号を生成する第２デューティー比設定部と、前記ブザー駆動信号によって前記ブザーを吹鳴させるブザー駆動部と、を有することを特徴とする。
　このように構成されたブザー出力制御装置によれば、非可聴周波数信号生成部が所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号を生成し、可聴周波数信号生成部が非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号を生成して、信号合成部が非可聴周波数パルス信号と可聴周波数パルス信号とを合成して、可聴周波数パルス信号のＯＮ時間の中に、非可聴周波数パルス信号が合成された合成周波数パルス信号を生成し、第１デューティー比設定部が、合成周波数パルス信号の中に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比を、合成周波数パルス信号の最初の所定の期間に亘って徐々に小さくなるように設定してブザー駆動信号を生成し、ブザー駆動部が、ブザー駆動信号の周波数に応じた音の高さとブザー駆動信号のデューティー比に応じた音量を有する音でブザーを吹鳴させるため、ブザーに印加される電圧の波高値が、ブザー駆動信号の終了直後に時間とともに徐々に低くなることによって誘導性負荷であるブザーがＯＦＦになったときの逆起電力の発生を防止することができるため、ブザー駆動部にローパスフィルタを挿入することなく、ブザーを異音の混入なしに吹鳴させることができる。
　また、本発明に係るブザー出力制御方法は、所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号を生成して、前記非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号を生成して、前記可聴周波数パルス信号のＯＮ時間の中に前記非可聴周波数パルス信号を合成して合成周波数パルス信号を生成して、前記合成周波数パルス信号の中に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比が、前記合成周波数パルス信号の最初の所定の期間に亘って徐々に大きくなるように設定されたブザー駆動信号を生成して、こうして生成されたブザー駆動信号によって、前記ブザー駆動信号の周波数に応じた音の高さと前記ブザー駆動信号のデューティー比に応じた音量を有する音でブザーを吹鳴させることを特徴とする。
　このように構成されたブザー出力制御方法によれば、合成周波数パルス信号の中に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比が、合成周波数パルス信号の最初の所定の期間に亘って徐々に大きくなるように設定されたブザー駆動信号を用いてブザーを吹鳴させることにより、突入電流の発生を防止することができるため、ブザー駆動信号をローパスフィルタに通すことなしに、異音の混入なくブザーを吹鳴させることができる。
　また、本発明に係るブザー出力制御方法は、所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号を生成して、前記非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号を生成して、前記可聴周波数パルス信号のＯＮ時間の中に前記非可聴周波数パルス信号を合成して合成周波数パルス信号を生成して、前記合成周波数パルス信号の中に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比が、前記合成周波数パルス信号の最後の所定の期間に亘って徐々に小さくなるように設定されたブザー駆動信号を生成して、こうして生成されたブザー駆動信号によって、前記ブザー駆動信号の周波数に応じた音の高さと前記ブザー駆動信号のデューティー比に応じた音量を有する音でブザーを吹鳴させることを特徴とする。
　このように構成されたブザー出力制御方法によれば、合成周波数パルス信号の中に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比が、合成周波数パルス信号の最後の所定の期間に亘って徐々に小さくなるように設定されたブザー駆動信号を用いてブザーを吹鳴させることにより、誘導性負荷であるブザーがＯＦＦになったときの逆起電力の発生を防止することができるため、ブザー駆動信号をローパスフィルタに通すことなしに、異音の混入なくブザーを吹鳴させることができる。
　本発明に係るブザー出力制御装置およびブザー出力制御方法によれば、ブザー駆動回路にＣＲフィルタを用いることなく、ブザーを、その鳴り初めや鳴り終わりに異音を生じることなく吹鳴させることができるという効果が得られる。
本発明に係るブザー出力制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係るブザー駆動部の回路構成例を示す回路図である。 本発明において、ブザーに引加される電圧波形の生成手順を説明する図であり、（ａ）は、非可聴周波数パルス信号の波形の一例を示す図である。（ｂ）は、非可聴周波数パルス信号のパルス数をカウントしたときのカウンタの出力であるカウンタ信号を示す図である。（ｃ）は、カウンタ信号に基づいて生成した可聴周波数パルス信号の波形を示す図である。（ｄ）は、非可聴周波数パルス信号と可聴周波数パルス信号を合成して生成した合成周波数パルス信号の波形を示す図である。（ｅ）は、合成周波数パルス信号の中の非可聴周波数パルス信号のデューティー比が時間に応じて変化するように設定されたブザー駆動信号の波形を示す図である。 ＣＲフィルタの構成を示す図である。 （ａ）は時間に応じてデューティー比が変化するように設定されたブザー駆動信号をブザー駆動部に入力したときに、ブザー駆動部から出力される電圧波形のうち、ブザー駆動信号の入力直後の電圧波形である。（ｂ）は時間に応じてデューティー比が変化するように設定されたブザー駆動信号をブザー駆動部に入力したときに、ブザー駆動部から出力される電圧波形のうち、ブザー駆動信号の終了直後の電圧波形である。 本発明の実施例１において、ブザーに引加される電圧波形の実例を示す図であり、（ａ）は従来の方法を用いて、ローパスフィルタのないブザー駆動回路でブザーを吹鳴したときの電圧波形を示す図である。（ｂ）は時間に応じてデューティー比が変化するように設定されたブザー駆動信号を用いて、ローパスフィルタのないブザー駆動回路でブザーを吹鳴したときの電圧波形を示す図である。 本発明の実施例１における処理の流れを説明するフローチャートである。
　以下、本発明に係るブザー出力制御装置およびブザー出力制御方法の実施例について、図面を参照して説明する。
　［実施例１の構成の説明］
以下、本発明の第１の実施例について説明する。本発明を適用したブザー出力制御装置１００は、図１に示すように、図示しない車両に備えられて、車両のドアの締め忘れやライトの消し忘れ等を報知するブザー６０と、ブザー６０を吹鳴させる信号であるブザー駆動信号Ｐ３の元になる、所定の周波数のパルス信号である基準クロック信号Ｐｃを発生するクロック信号生成部１０と、基準クロック信号Ｐｃに基づいてブザー駆動信号Ｐ３を生成するブザー駆動信号生成部２０と、ブザー駆動信号生成部２０で生成されたブザー駆動信号Ｐ３をブザー６０に印加して、ブザー６０を吹鳴させるブザー駆動部４０とから構成されている。
　ブザー６０は、例えば圧電ブザーによって構成されている。圧電ブザーは、圧電素子と金属板が貼り合わされた構造を有しており、圧電素子に外部から電圧を引加することによって、圧電素子が伸縮変形を起こし、この伸縮変形が金属板に伝わって金属板が撓んで音を発生する。
　ブザー駆動信号生成部２０は、さらに、基準クロック信号Ｐｃを分周して所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号Ｐ０とする非可聴周波数信号生成部２２と、非可聴周波数信号生成部２２で生成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０のパルス数をカウントするパルスカウント部２４と、パルスカウント部２４でカウントされた非可聴周波数パルス信号Ｐ０のパルス数に基づいて、前記非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号Ｐ１を生成する可聴周波数信号生成部２６と、可聴周波数パルス信号Ｐ１と非可聴周波数パルス信号Ｐ０を合成して、可聴周波数パルス信号Ｐ１がＯＮである区間に非可聴周波数パルス信号Ｐ０が合成された合成周波数パルス信号Ｐ２を生成する信号合成部２８と、合成周波数パルス信号Ｐ２の中に合成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０の最初の所定期間のデューティー比を所定の値に設定してブザー駆動信号Ｐ３を生成する第１デューティー比設定部３０と、合成周波数パルス信号Ｐ２の非可聴周波数パルス信号の最後の所定期間のデューティー比を所定の値に設定してブザー駆動信号Ｐ３を生成する第２デューティー比設定部３２と、から構成されている。
　次に、図２を参照して、ブザー駆動部４０の構成について説明する。
　図２は、ブザー駆動部４０と、そこに接続されたブザー６０を示す回路図の一例を示すものである。ブザー駆動信号生成部２０（図１参照）で生成されたブザー駆動信号Ｐ３は、図２の端子Ａに入力される。
　端子Ａから入力されたブザー駆動信号Ｐ３は、抵抗４１，４２で分圧されてトランジスタ４３（スイッチング素子）のベースに印加される。これによって、トランジスタ４３が導通状態となり、電圧Ｖの直流電源Ｖｓから、ブザー６０，抵抗４４，トランジスタ４３に至る方向に電流が流れる。そして、このとき、トランジスタ４３のベースに印加されたブザー駆動信号Ｐ３の可聴周波数に応じた周波数の音でブザー６０が吹鳴する。そして、このときに吹鳴する音の大きさは、ブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比に対応し、デューティー比が大きいほど（パルスのＯＮ時間が長いほど）ブザー６０は大きい音で吹鳴する。なお、ダイオード４５は、ブザー６０に発生する逆起電力を吸収するために挿入されたものである。
　［合成周波数パルス信号Ｐ２の生成方法の説明］
ここで、ブザー６０から２ｋＨｚの周波数のビープ音を発生させる場合を例にあげて、ブザー駆動信号Ｐ３の生成方法について、図１，図３を用いて説明する。
　まず、クロック信号生成部１０において、所定の周波数を有する基準クロック信号Ｐｃを発生する。所定周波数は予め決められた周波数である。基準クロック信号Ｐｃの生成はソフトウェアで行ってもよいし、発振回路を用いたハードウェアで行ってもよい。
　次に、非可聴周波数信号生成部２２において、基準クロック信号Ｐｃを分周して、ブザー６０から出力させる音の周波数である２ｋＨｚよりも十分に高い、所定の非可聴周波数（例えば５００ｋＨｚ）を有する非可聴周波数パルス信号Ｐ０を生成する（図３（ａ））。この分周はソフトウェアで行ってもよいし、分周器の機能を有するハードウェアを用いて行ってもよい。
　こうして生成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０はパルスカウント部２４に入力されて、パルスカウント部２４において、パルス数が所定の値ｎ（本実施例の場合１２６個）になるまでの間、カウントされる。そして、パルス数が所定の値ｎになったら、カウント値を０に戻して、再び非可聴周波数パルス信号Ｐ０のパルス数のカウントを繰り返す。このようにして、図３（ｂ）に示すカウンタ信号Ｃｔが生成される。
　そして、可聴周波数信号生成部２６において、非可聴周波数パルス信号Ｐ０を構成するパルス数が所定の値ｎになるまでの間はハイレベル（ＯＮ）、またはローレベル（ＯＦＦ）を維持して、所定の値ｎのパルスが計測されたら、ハイレベルとローレベルが切り替わる信号を生成する。これによって、図３（ｃ）に示す可聴周波数パルス信号Ｐ１が生成される。
　次に、信号合成部２８において、非可聴周波数パルス信号Ｐ０と可聴周波数パルス信号Ｐ１の論理積を計算することによって、非可聴周波数パルス信号Ｐ０と可聴周波数パルス信号Ｐ１を合成し、合成周波数パルス信号Ｐ２を生成する。こうして合成された合成周波数パルス信号Ｐ２の中には、図３（ｄ）に示すように、可聴周波数パルス信号がハイレベル（ＯＮ）の区間に、非可聴周波数パルス信号が合成される。
　［ブザー駆動信号Ｐ３の生成方法の説明］
次に、合成周波数パルス信号Ｐ２の中に合成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０のデューティー比Ｄｉを変更して、ブザー駆動信号Ｐ３を生成する。この生成方法について、図１，図３を用いて説明する。なお、デューティー比Ｄｉを変更するのは、前述したように、ブザーの鳴り始めと鳴り終わりに発生する異音を防止するためである。そして、デューティー比Ｄｉを変更して、ブザー６０の鳴り始めにはブザー６０に引加される電圧を徐々に高くすることによって、ブザー６０に大きな突入電流が流れることを防止するとともに、ブザー６０の鳴り終わりにはブザー６０に印加される電圧を徐々に低くすることによって、ブザー６０に大きな逆起電力が発生することを防止する。
　ここで、ブザー６０に入力するブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比Ｄｉを小さくすると（パルスのＯＮ時間を短くすると）、ブザー６０に加えられる電力が小さくなるため、ブザー６０に印加される電圧が低くなることによって、ブザー６０から出力される音量も小さくなる。逆に、ブザー６０に入力するブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比Ｄｉを大きくすると（パルスのＯＮ時間を長くすると）、ブザー６０に加えられる電力が大きくなるため、ブザー６０に印加される電圧が高くなることによって、ブザー６０から出力される音量が大きくなる。
　次に、このデューティー比Ｄｉの変更方法について説明する。合成周波数パルス信号Ｐ２は、非可聴周波数パルス信号Ｐ０を含む区間と、ローレベルの区間とからなる。ここで、非可聴周波数パルス信号Ｐ０を含む区間を、図３（ｄ）の左側から順に、区間Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｉ，…，Ｒｎとする。
　第１デューティー比設定部３０には、合成周波数パルス信号Ｐ２の各区間Ｒ１，Ｒ２…，Ｒｉ，…，Ｒｎに対して設定するデューティー比Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｉ，…，Ｄｎが、予め記憶されている。
　そして、第１デューティー比設定部３０に入力された合成周波数パルス信号Ｐ２の各区間Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｉ，…，Ｒｎが検出されるたびに、その区間Ｒｉに対応するデューティー比Ｄｉが第１デューティー比設定部３０から読み出されて、読み出されたデューティー比Ｄｉの値に基づいて、区間Ｒｉのデューティー比がＤｉに変更される。
　このとき、区間Ｒｉに含まれている非可聴周波数パルス信号Ｐ０を構成するパルス数は、非可聴周波数パルス信号Ｐ０の周波数と、区間Ｒｉの長さ（時間）が予めわかるため、区間Ｒｉに含まれる非可聴周波数パルス信号Ｐ０を構成するパルス数を、設定するデューティー比に応じて間引くことにより、区間Ｒｉにおけるデューティー比を所定の値に変更することができる。
　なお、非可聴周波数パルス信号Ｐ０の周波数は高いため、第１デューティー比設定部３０に記憶されたデューティー比Ｄｉの読み出しと合成周波数パルス信号Ｐ２のデューティー比の変更は高速で行う必要がある。そのため、この読み出しと変更は、例えば、メモリに記憶した情報をＣＰＵから読み出すのではなく、メモリ間で直接情報をやり取りすることができる機能、所謂ＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ）機能を利用することによって、高速に実行することができる。
　すなわち、予め第１デューティー比設定部３０に記憶しておいた、各区間Ｒｉに対応するデューティー比Ｄｉの値が、ＤＭＡ機能によって高速に読み出されて、合成周波数パルス信号Ｐ２に対してデューティー比の設定を行う際に使用するメモリに転送されて、こうして転送されたデューティー比Ｄｉの値を用いてデューティー比の変更が行われる。
　［ブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比の設定方法の説明］
次に、デューティー比Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｉ，…，Ｄｎの具体的な設定方法について説明する。前述したように、デューティー比Ｄｉを小さくすると、ブザー６０から出力される音量が小さくなり、逆にデューティー比Ｄｉを大きくすると、ブザー６０から出力される音量が大きくなる。そして、音量の大きくなる程度と小さくなる程度は、従来、ブザー駆動部に挿入していたローパスフィルタの周波数応答の程度を表わす時定数τと等しくなるように設定するのが望ましい。
　図４は、電圧Ｅの直流電源５５が、スイッチ５２を介して、抵抗値Ｒを有する抵抗５０と、容量Ｃを有するコンデンサ４９と接続された、代表的なローパスフィルタであるＣＲフィルタを示す。
　図４において、スイッチ５２を閉じたときに、コンデンサ４９の両端に発生する電圧は、時刻をｔとして、ｅ０（ｔ）で表わされるものとする。このとき、電圧ｅ０（ｔ）は（式１）で表わされる。
ｅ０（ｔ）＝Ｅ＊｛１－exp（－ｔ／ＲＣ）｝　　　　　　　（式１）
　すなわち、コンデンサ４９の両端に発生する電圧ｅ０（ｔ）は、スイッチ５２の投入後に、時定数τ＝ＲＣによって定まる時間に応じた速度で徐々に増加する。
　一方、図４において、一度閉じたスイッチ５２を開いたときに、コンデンサ４９の両端に発生する電圧ｅ０（ｔ）は、時刻をｔとして、（式２）で表わされる。
ｅ０（ｔ）＝Ｅ＊exp（－ｔ／ＲＣ）　　　　　　　　　　　　（式２）
　すなわち、コンデンサ４９の両端に発生する電圧ｅ０（ｔ）は、スイッチ５２の開放後に、時定数τ＝ＲＣによって定まる時間に応じた速度で徐々に減少する。
　そして、このようにして生成した、コンデンサ４９の両端に発生する電圧ｅ０（ｔ）をブザー６０に印加してブザー６０を吹鳴させることにより、急激な電圧の変化が緩和されるため、前述した突入電流による異音の発生を防止することができる。
　なお、図４の回路はローパスフィルタとして作用するため、直流電源５５の代わりに、ある周波数の交流電源を接続したときには、その交流電源の周波数のうち、（式３）で算出される周波数ｆｃ以上の成分がカットされる。
ｆｃ＝１／２πＲＣ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（式３）
ここで、周波数ｆｃはカットオフ周波数と呼ばれる。
　すなわち、ブザーで吹鳴させたい音である可聴周波数パルス信号Ｐ１の周波数をｆ０としたとき、この周波数ｆ０の音を減衰させないために、周波数ｆｃは周波数ｆ０に対して十分高い周波数になるように、抵抗５０の抵抗値Ｒとコンデンサ４９の容量Ｃを選択する必要がある。
　図５（ａ）は、図３（ｅ）に示したブザー駆動信号Ｐ３を、図１のブザー駆動部４０に入力したときに、ブザー６０に印加される電圧ｅの波形を示した図である。また、図５（ｂ）は、ブザー駆動部４０に入力していたブザー駆動信号Ｐ３を停止したときに、ブザー６０に印加される電圧ｅの波形を示した図である。
　そして、図５（ａ），（ｂ）には、それぞれ、図４のコンデンサ４９の両端に表れる電圧ｅ０（ｔ）を合わせて図示している。
　図５（ａ）に示すように、ブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比Ｄｉを、前述したように徐々に大きくなるように設定することによって、ブザー駆動信号Ｐ３を入力した時刻ｔ０の直後は、デューティー比Ｄｉが小さいブザー駆動信号Ｐ３が入力されることによって、ブザー６０に印加される電圧ｅの振幅は小さくなり、徐々にデューティー比Ｄｉが大きくなるにつれて、ブザー６０に印加される電圧ｅの振幅が大きくなり、所定の時間が経つと、デューティー比Ｄｉは所定の一定値になるため、ブザー６０に印加される電圧ｅの振幅は一定の大きさとなる。
　また、図５（ｂ）に示すように、ブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比Ｄｉを、前述したように徐々に小さくなるように設定することによって、ブザー駆動信号Ｐ３の入力を停止する時刻ｔ１の直前には、デューティー比Ｄｉが一定の大きい値を有する波形が入力されることによってブザー６０に印加される電圧ｅの振幅は一定の大きさとなっており、時刻ｔ１においてブザー駆動信号Ｐ３の入力を停止した後は、デューティー比Ｄｉが徐々に小さくなるにつれて、ブザー６０に印加される電圧ｅの振幅が小さくなり、所定の時間が経つと、デューティー比Ｄｉが０になって、ブザー６０に印加される電圧ｅの振幅も０になる。
　そして、ブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比Ｄｉを適切に設定することによって、このブザー６０に印加される電圧ｅの振幅が、前述したコンデンサ４９の両端に表れる電圧ｅ０（ｔ）と同様の時間変化をするように設定することができる。
　すなわち、ブザー駆動信号Ｐ３のある区間Ｒｉのデューティー比をＤｉとし、ブザー駆動部４０が備えるスイッチング素子のゲインをｇ、ブザー駆動信号Ｐ３のパルス電圧をｈとすると、区間Ｒｉのデューティー比Ｄｉを（式４）に従って設定することにより、擬似的に、ＣＲフィルタで構成された、カットオフ周波数ｆｃを有するローパスフィルタを介して、可聴周波数パルス信号Ｐ１を入力した場合と等価な状態を作り出すことができる。
Ｄｉ＝（Ｅ／ｇｈ）＊｛１－exp（－２πｆｃｔ）｝　　　　　（式４）
　［本発明の効果の説明］
次に、本発明の効果について、図６を用いて説明する。図６（ａ）は、デューティー比が一定の可聴周波数パルス信号Ｐ１を、ローパスフィルタを介さずにブザー駆動部４０に入力してブザー６０を吹鳴させたときに、ブザー６０に印加される電圧ｅの振幅を表わす波形である。
　そして、図６（ｂ）は、第１デューティー比設定部３０において所定のデューティー比Ｄｉに設定されたブザー駆動信号Ｐ３を、ローパスフィルタを介さずにブザー駆動部４０に入力してブザー６０を吹鳴させたときに、ブザー６０に印加される電圧ｅの振幅を表わす波形である。
　図６（ａ）では、ブザー６０に印加される電圧ｅの最初に、スパイク状のノイズＮ１が発生しており、さらに、ブザー６０に印加される電圧ｅの最後に、スパイク状のノイズＮ２が発生していることがわかる。そして、このノイズＮ１，Ｎ２がブザー６０に印加されることによって、ブザー６０からは瞬間的な異音が発生する。
　一方、図６（ｂ）では、ブザー６０に印加される電圧ｅの振幅は、その最初の部分の立ち上がり電圧と、最後の部分の立下り電圧が、それぞれ緩やかに変化しており、これは、矩形波をＣＲフィルタに通したときの出力波形を再現している。そして、図６（ａ）で発生していたノイズＮ１，Ｎ２の混入もなく、ブザー６０を、異音の混入なく吹鳴させることができる。
　［実施例１の作用説明］
次に、実施例１においてブザー６０を吹鳴させる手順について、図７のフローチャートを用いて説明する。
　（ステップＳ１０）　クロック信号生成部１０において基準クロック信号Ｐｃを生成する。
　（ステップＳ２０）　非可聴周波数信号生成部２２において、基準クロック信号Ｐｃを分周して、所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号Ｐ０を生成する。
　（ステップＳ３０）　パルスカウント部２４において、非可聴周波数パルス信号Ｐ０の数がカウントされて、カウンタ信号Ｃｔを生成する。
　（ステップＳ４０）　可聴周波数信号生成部２６において、非可聴周波数パルス信号Ｐ０とカウンタ信号Ｃｔに基づいて可聴周波数パルス信号Ｐ１を生成する。
　（ステップＳ５０）　信号合成部２８において、非可聴周波数パルス信号Ｐ０と可聴周波数パルス信号Ｐ１の論理積を演算して、合成周波数パルス信号Ｐ２を生成する。
　（ステップＳ６０）　第１デューティー比設定部３０において、合成周波数パルス信号Ｐ２の中に合成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０のデューティー比を、その最初の所定の期間にわたって、予め設定されたＤｉに変更して、さらに、第２デューティー比設定部３２において、第１デューティー比設定部３０でデューティー比が設定された信号に対して、その信号の最後の所定の期間にわたって、予め設定されたＤｉに変更して、ブザー駆動信号Ｐ３を生成する。
　（ステップＳ７０）　ブザー駆動信号Ｐ３をブザー駆動部４０に入力して、ブザー６０を吹鳴させる。
　以上、説明したように、実施例１に係るブザー出力制御装置１００によれば、非可聴周波数信号生成部２２が所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号Ｐ０を生成し、可聴周波数信号生成部２６が非可聴周波数パルス信号Ｐ０から、非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号Ｐ１を生成する。そして信号合成部２８が非可聴周波数パルス信号Ｐ０と可聴周波数パルス信号Ｐ１とを合成して、可聴周波数パルス信号Ｐ１のＯＮ時間の中に、非可聴周波数パルス信号Ｐ０が合成された合成周波数パルス信号Ｐ２を生成する。そして、第１デューティー比設定部３０が、合成周波数パルス信号Ｐ２の中に合成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０のデューティー比Ｄｉを、合成周波数パルス信号Ｐ２の最初の所定の期間に亘って徐々に大きくなるように設定してブザー駆動信号Ｐ３を生成する。ここでブザー駆動部４０が、ブザー駆動信号Ｐ３の周波数に応じた音の高さとブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比Ｄｉに応じた音量を有する音でブザー６０を吹鳴させるため、ブザー６０に印加される電圧ｅの波高値が、ブザー駆動信号Ｐ３の印加直後に時間とともに徐々に高くなることによって突入電流の発生を防止することができる。そのため、ブザー駆動部４０にローパスフィルタを挿入することなく、ブザー６０を異音の混入なしに吹鳴させることができる。
　また、実施例１に係るブザー出力制御装置１００によれば、非可聴周波数信号生成部２２が所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号Ｐ０を生成し、可聴周波数信号生成部２６が非可聴周波数パルス信号Ｐ０から、非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号Ｐ１を生成する。そして、信号合成部２８が非可聴周波数パルス信号Ｐ０と可聴周波数パルス信号Ｐ１とを合成して、可聴周波数パルス信号Ｐ１のＯＮ時間の中に、非可聴周波数パルス信号Ｐ０が合成された合成周波数パルス信号Ｐ２を生成する。そして、第１デューティー比設定部３０が、合成周波数パルス信号Ｐ２の中に合成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０のデューティー比Ｄｉを、合成周波数パルス信号Ｐ２の最後の所定の期間に亘って徐々に小さくなるように設定してブザー駆動信号Ｐ３を生成する。ここで、ブザー駆動部４０が、ブザー駆動信号Ｐ３の周波数に応じた音の高さとブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比Ｄｉに応じた音量を有する音でブザー６０を吹鳴させるため、ブザー６０に印加される電圧ｅの波高値が、ブザー駆動信号Ｐ３の終了直後に時間とともに徐々に低くなることによって、誘導性負荷であるブザー６０がＯＦＦになったときの逆起電力の発生を防止することができる。そのため、ブザー駆動部４０にローパスフィルタを挿入することなく、ブザー６０を異音の混入なしに吹鳴させることができる。
　また、実施例１に係るブザー出力制御装置１００を用いたブザー出力制御方法によれば、合成周波数パルス信号Ｐ２の中に合成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０のデューティー比Ｄｉが、合成周波数パルス信号Ｐ２の最初の所定の期間に亘って徐々に大きくなるように設定されたブザー駆動信号Ｐ３を用いてブザー６０を吹鳴させることにより、突入電流の発生を防止することができる。そのため、ブザー駆動信号Ｐ３をローパスフィルタに通すことなしに、異音の混入なくブザー６０を吹鳴させることができる。
　また、実施例１に係るブザー出力制御装置１００を用いたブザー出力制御方法によれば、合成周波数パルス信号Ｐ２の中に合成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０のデューティー比Ｄｉが、合成周波数パルス信号Ｐ２の最後の所定の期間に亘って徐々に小さくなるように設定されたブザー駆動信号Ｐ３を用いてブザー６０を吹鳴させることにより、誘導性負荷であるブザー６０がＯＦＦになったときの逆起電力の発生を防止することができる。そのため、ブザー駆動信号Ｐ３をローパスフィルタに通すことなしに、異音の混入なくブザー６０を吹鳴させることができる。
　なお、本実施例では、合成周波数パルス信号Ｐ２の中に合成された非可聴周波数パルス信号Ｐ０のデューティー比Ｄｉを、区間Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｉ，…，Ｒｎ毎に個別に設定したが、このデューティー比は、非可聴周波数パルス信号Ｐ０に対して、時間軸方向に亘って一括して設定し、こうしてデューティー比が設定された非可聴周波数パルス信号Ｐ０を可聴周波数パルス信号Ｐ１と合成して、ブザー駆動信号Ｐ３を生成するようにしてもよい。この場合は、図１のように第１デューティー比設定部３０と第２デューティー比設定部３２をそれぞれ個別に用意する必要はなく、１つのデューティー比設定部として、このデューティー比設定部を、非可聴周波数信号生成部２２と信号合成部２８の間に設置する構成とすればよい。すなわち、同じブザー駆動信号Ｐ３の波形が得られるのであれば、信号処理の手順は、図１に示したブザー駆動信号生成部２０の内部構成に限定されるものではない。
　また、本実施例は、ブザー６０を２ｋＨｚで吹鳴させた場合の例であるが、（式４）を用いて、ブザー６０で吹鳴させたい音の周波数ｆ０に応じたカットオフ周波数ｆｃの値を設定することができるため、周波数ｆ０に応じてパルスカウント部２４でカウントするパルス数を変更して、可聴周波数信号生成部２６で周波数ｆ０の可聴周波数パルス信号Ｐ１を生成し、信号合成部２８で非可聴周波数パルス信号Ｐ０と可聴周波数パルス信号Ｐ１を合成して、周波数ｆ０に応じて設定したカットオフ周波数ｆｃに応じたデューティー比Ｄｉの設定パターンになるようにデューティー比Ｄｉが変更されたブザー駆動信号Ｐ３を生成して、こうして生成したブザー駆動信号Ｐ３によってブザー６０を吹鳴させることにより、ブザー６０を、任意の周波数ｆ０で、異音の混入なく吹鳴させることができる。
　また、このように構成されたブザー出力制御方法によれば、ブザー駆動信号Ｐ３のデューティー比Ｄｉが、第１デューティー比設定部３０および／または第２デューティー比設定部３２において設定されて、こうしてデューティー比Ｄｉが設定されたブザー駆動信号Ｐ３をブザー駆動部４０に入力したときに発生する電圧波形ｅを、可聴周波数パルス信号Ｐ１をローパスフィルタに通したときに生成される電圧波形と同じ波形になるように設定することができるため、ブザー駆動部４０にローパスフィルタを挿入したのと同様の効果を発揮させることができる。そして、これによって、ブザー駆動部４０にローパスフィルタを挿入することなく、ブザー６０を、異音の混入なく吹鳴させることができる。
　以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。
１０　　クロック信号生成部
２０　　ブザー駆動信号生成部
２２　　非可聴周波数信号生成部
２４　　パルスカウント部
２６　　可聴周波数信号生成部
２８　　信号合成部
３０　　第１デューティー比設定部
３２　　第２デューティー比設定部
４０　　ブザー駆動部
６０　　ブザー
１００　ブザー出力制御装置

Claims (4)

  1. 　入力されたブザー駆動信号の周波数に応じた音の高さと前記ブザー駆動信号のデューティー比に応じた音量を有する音を出力するブザーと、
    　所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号を生成する非可聴周波数信号生成部と、
    　前記非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号を生成する可聴周波数信号生成部と、
    　前記非可聴周波数パルス信号と前記可聴周波数パルス信号とを合成して、前記可聴周波数パルス信号のＯＮ時間の中に、前記非可聴周波数パルス信号が合成された合成周波数パルス信号とする信号合成部と、
    　前記合成周波数パルス信号に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比が、前記合成周波数パルス信号の最初の所定の期間に亘って徐々に大きくなるように設定されたブザー駆動信号を生成する第１デューティー比設定部と、
    　前記ブザー駆動信号によって前記ブザーを吹鳴させるブザー駆動部と、を有することを特徴とするブザー出力制御装置。
  2. 　入力されたブザー駆動信号の周波数に応じた音の高さと前記ブザー駆動信号のデューティー比に応じた音量を有する音を出力するブザーと、
    　所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号を生成する非可聴周波数信号生成部と、
    　前記非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号を生成する可聴周波数信号生成部と、
    　前記非可聴周波数パルス信号と前記可聴周波数パルス信号とを合成して、前記可聴周波数パルス信号のＯＮ時間の中に、前記非可聴周波数パルス信号が合成された合成周波数パルス信号とする信号合成部と、
    　前記合成周波数パルス信号に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比が、前記合成周波数パルス信号の最後の所定の期間に亘って徐々に小さくなるように設定されたブザー駆動信号を生成する第２デューティー比設定部と、
    　前記ブザー駆動信号によって前記ブザーを吹鳴させるブザー駆動部と、を有することを特徴とするブザー出力制御装置。
  3. 　所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号を生成して、
    　前記非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号を生成して、
    　前記可聴周波数パルス信号のＯＮ時間の中に前記非可聴周波数パルス信号を合成して合成周波数パルス信号を生成して、
    　前記合成周波数パルス信号の中に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比が、前記合成周波数パルス信号の最初の所定の期間に亘って徐々に大きくなるように設定されたブザー駆動信号を生成して、
    　こうして生成されたブザー駆動信号によって、前記ブザー駆動信号の周波数に応じた音の高さと前記ブザー駆動信号のデューティー比に応じた音量を有する音でブザーを吹鳴させることを特徴とするブザー出力制御方法。
  4. 　所定の非可聴周波数を有する非可聴周波数パルス信号を生成して、
    　前記非可聴周波数よりも低い所定の可聴周波数を有する可聴周波数パルス信号を生成して、
    　前記可聴周波数パルス信号のＯＮ時間の中に前記非可聴周波数パルス信号を合成して合成周波数パルス信号を生成して、
    　前記合成周波数パルス信号の中に合成された非可聴周波数パルス信号のデューティー比が、前記合成周波数パルス信号の最後の所定の期間に亘って徐々に小さくなるように設定されたブザー駆動信号を生成して、
    　こうして生成されたブザー駆動信号によって、前記ブザー駆動信号の周波数に応じた音の高さと前記ブザー駆動信号のデューティー比に応じた音量を有する音でブザーを吹鳴させることを特徴とするブザー出力制御方法。
     
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