JP6117145B2 - 能動型効果音発生装置 - Google Patents
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Description
A1.全体及び各部の構成
(A1−1.全体構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る能動型効果音発生装置82(以下「ASC装置82」という。)を搭載した車両10の概略的な構成を示す図である。図2は、第1実施形態に係るASC装置82及びその周辺の機能的な回路構成を示す図である。車両10は、駆動源としての走行モータ12(以下「モータ12」ともいう。)を有する電動車両(特に、駆動源としてモータ12のみを有する電気自動車)である。モータ12は、モータ電子制御装置14(以下「モータECU14」という。)により制御される。
(A1−2−1.音響システム20の全体)
音響システム20は、ラジオ放送番組の受信及び出力並びに音楽の再生等を行う機能(オーディオ機能)と、能動型騒音制御を実行する機能(能動型騒音制御機能又はANC機能)と、能動型効果音発生制御を実行する機能(能動型効果音発生制御又はASC制御)とを有する。
(A1−2−2−1.音響制御ECU40の全体構成)
上記のように、ECU40は、ANC処理及びASC処理を選択的に実行するものであり、ハードウェアとしてマイクロコンピュータ60及びメモリ62(図1)を有する。マイクロコンピュータ60は、ANC機能、ASC機能等の機能を専用回路又はソフトウェア処理により実行可能である。
fev設定部70は、車速Vに応じて仮想エンジン回転周波数fev(以下「仮想周波数fev」ともいう。)[Hz]を設定し、当該仮想周波数fevをASC回路74に出力する。仮想周波数fevは、実際には車両10にエンジンが搭載されているものと仮定した場合の当該エンジン(仮想エンジン)の回転周波数を意味する。第1実施形態において、仮想周波数fevは、車速Vに基づいて設定される。
上記の通り、ANC回路72は、ANC機能を実行する。ANC回路72の具体的な構成としては、例えば、特開2012−131315号公報に記載のものを用いることができる。
(A1−2−2−4−1.ASC回路74の概要)
ASC回路74は、仮想エンジンこもり音としての効果音を発生させることで、車両10の速度変化を強調する等、車室内の音響効果を高める。
図2に示すように、ASC回路74は、倍数器84a、84b、84cと、基準信号生成器86a、86b、86cと、波形データテーブル88と、第1音響補正器90a、90b、90c、第2音響補正器92a、92b、92c、第3音響補正器94a、94b、94c及び加算器96を有する制御信号生成部98(制御信号生成手段の一部)と、周波数変化量検出器100(以下「Δafv検出器100」ともいう。)と、全体音量補正器102とを有する。ASC回路74の各構成要素は、例えば、特許文献2(特開2013−167851号公報)又は特開2006−301598号公報に記載の構成と同様の構成を適用することができる。
上記のように、全体音量補正器102は、仮想周波数fev、変化量Δafv、アクセル開度θap及びシフト位置Psに応じて、スピーカ46が出力する制御音CS(効果音)の音量を補正する。
以上説明したように第1実施形態によれば、車速Vに基づき定義された仮想エンジン回転周波数fev(車速対応周波数)を設定し、当該仮想周波数fevの時間微分値である周波数変化量Δafvを演算する(図2)。そして、変化量Δafvとアクセル開度θap(駆動源の負荷)に応じて制御信号Sc1(基準信号Sr1、Sr2、Sr3)の振幅を変化させることにより、制御信号Sascの振幅を調整する(図2)。これにより、駆動源としてエンジンを備えない電動車両としての車両10であっても、車両10の挙動に適した効果音の演出を行うことが可能となる。
B1.全体及び各部の構成(第1実施形態との相違)
(B1−1.全体構成)
図3は、本発明の第2実施形態に係る効果音発生装置82a(以下「ASC装置82a」という。)を搭載した車両10Aの概略的な構成を示す図である。図4は、第2実施形態に係るASC装置82a及びその周辺の概略的な回路構成を示す図である。第1実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して説明を省略する。
(B1−2−1.音響システム20aの全体)
第1実施形態の音響システム20と比較して、第2実施形態の音響システム20aは、音響制御電子制御装置40a(以下「音響制御ECU40a」又は「ECU40a」という。)が、第1実施形態のECU40と異なる。
図4に示すように、ECU40aは、エンジン回転周波数検出部160(以下「fe検出部160」ともいう。)と、ANC回路72aと、ASC回路74aと、加算器76と、デジタル/アナログ変換器78(以下「D/A変換器78」ともいう。)とを有する。
fe検出部160は、FI ECU152からのエンジンパルスEpに基づいてエンジン回転周波数fe[Hz]を検出する。そして、検出したエンジン回転周波数feをANC回路72a及びASC回路74aに出力する。
上記の通り、第2実施形態のANC回路72aが実行するANC機能は、ロードノイズNZrに加え、エンジン150の作動(振動)に応じて車室内に生ずる騒音(エンジンこもり音NZe)をも対象とする。ANC回路72aの具体的な構成としては、例えば、上記特開2012−131315号公報に加え、特開2004−361721号公報に記載のものを用いることができる。
第2実施形態のASC回路74aは、第1実施形態のASC回路74と基本的に同じ構成を有する。しかしながら、ASC回路74aの周波数変化量検出器100a(以下「Δaf検出器100a」ともいう。)及び全体音量補正器102aは、ASC回路74のΔafv検出器100及び全体音量補正器102と異なる。
図5は、第2実施形態に係るASC装置82a及び比較例に係る効果音発生装置を用いた場合におけるアクセル開度θap、エンジン回転周波数fe及び車速Vの時系列データの一例を示す図である。図6は、前記比較例に係る効果音発生装置を用いた場合における車速V、エンジン回転周波数fe及び制御音CS(効果音)の音圧レベルLs[dB]の関係の一例を示す図である。図7は、第2実施形態に係るASC装置82aを用いた場合における車速V、エンジン回転周波数fe及び制御音CS(効果音)の関係の一例を示す図である。
第2実施形態に係るASC装置82aによれば、第1実施形態と同様の効果に加え又はこれに代えて、以下の効果を奏する。
C1.全体及び各部の構成(第1・第2実施形態との相違)
(C1−1.全体構成)
図8は、本発明の第3実施形態に係る効果音発生装置(以下「ASC装置82b」という。)を搭載した車両10Bの概略的な構成を示す図である。第1実施形態又は第2実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して説明を省略する。
駆動ECU170は、各種センサ及び各電子制御装置(以下「ECU」という。)からの出力に基づいてモータ12及びエンジン150の出力を制御する。駆動ECU170は、図示しない入出力部、演算部及び記憶部を有する。
(C1−3−1.音響システム20bの全体)
第3実施形態の音響システム20bの音響制御電子制御装置40b(以下「音響制御ECU40b」という。)は、第1実施形態と同様のfev設定部70と、第2実施形態と同様のfe検出部160と、調停部180と、ANC回路72aと、ASC回路74bと、加算器76と、D/A変換器78とを備える。
調停部180は、fev設定部70からの仮想周波数fevと、fe検出部160からのエンジン回転周波数feとに基づいて効果音用周波数fascを生成してASC回路74bに出力する。調停部180の処理の詳細は後述する。
ANC回路72a及びANC装置80aは、第2実施形態及び第3実施形態で共通である。ASC回路74bは、第1実施形態のASC回路74(図2)と、第2実施形態のASC回路74a(図4)とを組み合わせたものである。車速センサ26、アクセル開度センサ28、シフト位置センサ30、スピーカ46、fev設定部70、ASC回路74b、fe検出部160及び調停部180は、能動型効果音発生制御装置82b(以下「ASC装置82b」という。)を構成する。
ASC回路74bは、例えば、第2実施形態のASC回路74aと同様の構成とすることができる。この場合、ASC回路74bのΔaf検出器100a等は、エンジン回転周波数feの代わりに、効果音用周波数fascを用いた処理を行う。
(C2−1.駆動源の選択)
第3実施形態において、駆動ECU170は、例えば、アクセル開度θapに基づいて駆動源を選択する。例えば、アクセル開度θapが、低負荷状態を判定するための閾値THθap1(以下「低負荷判定閾値THθap1」、「第1開度閾値THθap1」又は「閾値THθap1」ともいう。)以下である場合、駆動ECU170は、駆動源としてモータ12のみを選択する。
本実施形態において、ANC処理(ANC装置80a)及びASC処理(ASC装置82b)の選択は、例えば、以下のように行う。具体的には、ANC処理及びASC処理を切り替えるための切替スイッチ(図示せず)を設けておく。そして、音響制御ECU40bは、当該切替スイッチの選択状態に応じてANC処理及びASC処理を切り替える。
上記のように、調停部180は、fev設定部70からの仮想周波数fevと、fe検出部160からのエンジン回転周波数feとに基づいて効果音用周波数fascを生成してASC回路74bに出力する。例えば、調停部180は、仮想周波数fev及びエンジン回転周波数feの平均値として効果音用周波数fascを生成する。
第3実施形態に係るASC装置82bによれば、第1実施形態又は第2実施形態と同様の効果に加え又はこれに代えて、以下の効果を奏する。
上記各実施形態では、ASC装置82、82a、82bの適用対象として車両10、10A、10Bを挙げたが、例えば、駆動源又は振動源の動作に応じた効果音を生成する観点からすれば、これに限らない。例えば、ヘリコプター、飛行機、プレジャーボート等の移動物体に本発明を適用してもよい。
第1実施形態及び第3実施形態のfev設定部70では、基本次数となる周波数を車速Vに応じて予め設定していた。しかしながら、例えば、車速Vに基づいて仮想周波数fevを算出する観点からすれば、これに限らず、基本次数を1つのみとしてもよい。
上記各実施形態では、3つの基準信号Sr1、Sr2、Sr3を用いたが(図2、図4参照)、ASC装置の仕様に応じて基準信号の数は任意に設定可能である。必要とされる基準信号の数に応じて、その他の構成要素(倍数器、基準信号生成器等)の数も変化する。
第1実施形態及び第3実施形態の全体音量補正器102は、共通補正ゲインGcomを算出するために第1ゲイン設定部110、第2ゲイン設定部112及び第3ゲイン設定部114を設けた(図2及び図8参照)。しかしながら、例えば、共通補正ゲインGcomを算出する観点からすれば、いずれかのゲイン設定部を設けないことも可能である。
12…走行モータ(駆動源、電動機) 26…車速センサ(車速検出手段)
28…アクセル開度センサ(駆動源負荷検出手段、エンジン負荷検出手段)
46…スピーカ(出力手段)
70…仮想エンジン回転周波数設定部(周波数設定手段)
86a〜86c…基準信号生成器(基準信号生成手段)
88…波形データテーブル
98…制御信号生成部(制御信号生成手段の一部)
100…周波数変化量検出器(周波数変化量演算手段)
100a…周波数変化量検出器(回転周波数変化量演算手段)
102、102a…全体音量補正器(制御信号生成手段の一部)
150…エンジン(駆動源)
160…エンジン回転周波数検出部(回転周波数検出手段)
180…調停部
fasc…効果音用周波数(調停周波数)
fe…エンジン回転周波数
fev…仮想エンジン回転周波数(車速対応周波数)
Sasc…制御信号 Sr1、Sr2、Sr3…基準信号
V…車速 Δaf…回転周波数変化量
Δafv…仮エンジン回転周波数変化量
θap…アクセル開度(駆動源の負荷)
Claims (2)
- 駆動源としてエンジン及び電動機を有するハイブリッド車両に搭載される能動型効果音発生装置であって、
1周期分の波形データを格納する波形データテーブルと、
車速を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出された前記車速に基づき定義された周波数である車速対応周波数を設定する周波数設定手段と、
前記エンジンの回転周波数を検出する回転周波数検出手段と、
前記車速対応周波数に基づく調波の基準信号を、前記波形データテーブルから順次前記波形データを読み込むことにより生成する基準信号生成手段と、
効果音の生成に用いる制御信号を前記基準信号に基づき生成する制御信号生成手段と、
前記制御信号を前記効果音として出力する出力手段と、
前記車速対応周波数の時間微分値である周波数変化量を演算する周波数変化量演算手段と、
前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段と
を備え、
前記制御信号生成手段は、前記周波数変化量と前記エンジンの負荷に応じて前記基準信号の振幅を変化させることにより、前記制御信号の振幅を調整し、
前記基準信号生成手段は、
前記エンジンのみが駆動状態にあるとき、前記エンジンの回転周波数に基づき前記基準信号を生成し、
前記エンジン及び前記電動機が共に駆動状態にあるとき、前記車速対応周波数及び前記エンジンの回転周波数を調停又は選択した調停周波数に基づいて前記基準信号を生成する
ことを特徴とする能動型効果音発生装置。 - 請求項1記載の能動型効果音発生装置において、
前記周波数設定手段は、基本次数となる周波数が前記車速に応じて予め設定される
ことを特徴とする能動型効果音発生装置。
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