专利名称：声音输出装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在汽车等车辆内输出模拟引擎音等声音的声音输出装置。
背景技术：
近年来，以在汽车等车辆内增强驾驶员的操作感、营造驾驶员驾驶的舒适度为目的，以汽车制造商为中心提出了各种技术方案。在这些方案中，公知根据车辆的驱动状态从安装于车辆内的声音输出部输出模拟引擎音的技术。图11是表示专利文献1所记载的现有声音输出装置501的框图。声音输出装置 501具备驱动状态检测部101、声音信号生成部102、声音等级调整部104A、104B、与声音等级调整部104A、104B分别连接的扬声器105A、105B。声音信号生成部102，根据由驱动状态检测部101检测出的车辆的驱动状态生成模拟引擎音。生成的模拟引擎音在声音等级调整部104A、104B中被调整，并从扬声器105A、105B输出。声音输出装置501通过输出模拟引擎音，对车辆106的驾驶员强调针对加速器操作的引擎转速的变化音，使驾驶员增强车辆106的操作感。另外，通过将模拟引擎音与原始的引擎音合成，由此声音输出装置501造出对于驾驶员来说具有舒适的频率特性的引擎音，提高驾驶员驾驶的舒适度。此外，在图11中，虽然声音输出装置501的驱动状态检测部101等部分被描绘在车辆106外，但是实际上与扬声器105A、105B同样设置在车辆106内。在现有的声音输出装置501中，从扬声器105A、105B输出的模拟引擎音和被车辆 106内的壁面等反射的声音会相互干扰，有时会在输出的声音的特定频率处产生峰值或下降(dip)。其结果，有时不能使乘坐在驾驶席或助手席等规定位置的乘客听到期望的模拟引擎音。专利文献1 日本特开平2-158296号公报
发明内容
本发明的声音输出装置被搭载于车辆。该声音输出装置具备检测车辆的驱动状态的驱动状态检测部、根据检测出的驱动状态生成基准信号的声音信号生成部、处理所生成的基准信号的第1及第2单元、分别输出由第1及第2单元处理后的基准信号的第1及第2声音输出部。第1单元包括移相器，该移相器以从第1及第2声音输出部分别输出的基准信号相互具有相位差的方式移动基准信号的相位。该声音输出装置能够使规定位置的乘客以良好的状态听到其声音。
图1是表示本发明的实施方式中的声音输出装置的框图。图2是表示实施方式中的声音输出装置被配置在车辆内的位置与声压的关系。图3是表示实施方式中的声音输出装置所存储的基准信号的波形的数据。
图4是表示图3所示的数据的数据表。图5表示实施方式中的声音输出装置的移相器的动作。图6表示比较例的声音输出装置的移相器移动的相位。图7表示实施方式中的声音输出装置的移相器移动的相位。图8是实施方式中的另一声音输出装置的框图。图9是实施方式中的又一声音输出装置的框图。图10是实施方式中的又一声音输出装置的框图。图11是现有的声音输出装置的框图。
具体实施例方式图1是本发明的实施方式中的声音输出装置1001的框图。声音输出装置1001具备驱动状态检测部1、声音信号生成部2、移相器3、声音等级调整部4A、4B、扬声器6A、6B。 移相器3和声音等级调整部4A构成单元5A。声音等级调整部4B构成单元5B。扬声器6A、 6B分别与单元5A、5B连接。声音输出装置1001被搭载于车辆7。在图1中，虽然声音输出装置1001的声音信号生成部2等构成部分被描绘在车辆7外，但是这些构成部分与扬声器 6A、6B同样设置于车辆7内。扬声器6A、6B隔着车辆7的车内空间7C被设置于相互对置的壁面7A、7B，向相互对置的方向输出声音。扬声器6A、6B是从声音输出装置1001向车辆7内输出模拟引擎音的声音输出部， 安装于车辆7的驾驶席及助手席的门上。扬声器6A、6B将单元5A、5B输出的声音信号作为实际的声音来输出。扬声器6A、6B也可安装在车辆7的后部坐席的左右的门上。驱动状态检测部1检测对车辆7进行驱动的状态即驱动状态。具体而言，驱动状态检测部1检测引擎转速、加速器开度信息、车辆的加速度等车辆7的行驶状态，并基于检测出的行驶状态来推定实际的引擎的负荷与响应状态，由此检测车辆7的驱动状态。声音信号生成部2基于由驱动状态检测部1检测出的车辆7的驱动状态，生成对于驾驶车辆7的驾驶员的驾驶状态来说最佳的模拟引擎音的基准波形。声音信号生成部2具有表示车辆7的驱动状态和模拟引擎音的信息之间的对应的表，且基于检测出的驱动状态，参照该表，判定并生成模拟引擎音的基准波形。此外，模拟引擎音的信息作为等级 (level)的频率特性、相位的频率特性、所含有的高次谐波的次数等各要素，被存储至声音信号生成部2。声音信号生成部2，生成所需的高次谐波的次数份的频率的正弦波来作为基准波形，或者生成包括多个高次谐波分量的矩形波或三角波等非正弦波。单元5A、5B的声音等级调整部4A、4B调整由声音信号生成部2所生成的模拟引擎的基准波形的等级。在单元5A中，移相器3连接在声音信号生成部2的后级。此外，实施方式中的声音输出装置1001虽然具备2个单元5A、5B和2个扬声器 6A、6B，但也可具备多于2个的单元和与这些单元分别连接的扬声器。移相器3移动由声音信号生成部2生成的基准波形的相位，使得从单元5A输出 与单元5B等单元5A以外的其他单元的至少一个输出的声音信号之间具有规定的相位差的声音信号。按每个频率的移相器3所移动的相位量即相位特性，是为了提供最适合驾驶员的驾驶状态的模拟引擎音而与由驱动状态检测部1检测出的车辆7的驱动状态相应的相位特性。
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声音等级调整部4A以从移相器3输出的声音信号的等级具有规定的频率特性的方式调整每个频率的增益。同样，声音等级调整部4B以由声音信号生成部2生成的声音信号的等级具有规定的频率特性的方式调整每个频率的增益。所谓规定的频率特性与移相器 3的相位特性同样地，是指与由驱动状态检测部1检测出的车辆7的驱动状态相应的频率特性。以下，对实施方式中的声音输出装置1001的动作进行说明。当驾驶员驾驶车辆7时，驾驶员操作的加速器开度的信息、车辆7的引擎的转速、 加速度等车辆7的行驶信息作为信号被输出至驱动状态检测部1。驱动状态检测部1基于该信号检测当前车辆7的驱动状态。由驱动状态检测部1检测出的车辆驱动状态作为信号被输出至声音信号生成部 2。声音信号生成部2基于该信号生成使扬声器6A、6B输出模拟引擎音等声音的声音信号。在单元5A中，移相器3修正声音信号的相位，声音等级调整部4A调整声音信号的每个频率的等级。在单元5B中，声音等级调整部4B调整由声音信号生成部2生成的声音信号的每个频率的等级。单元5B不具备移相器3，不修正声音信号的相位。从单元5A、5B输出的信号作为声音分别从扬声器6A、6B输出。图2表示搭载了声音输出装置1001的车辆7内的位置和模拟引擎音的频率250Hz 的声压的关系，表示仅考虑了相距1. 4m的壁面7A、7B的反射的声波干扰的仿真模型。在图 2中，纵轴表示声压，横轴表示在壁面7A至壁面7B之间距壁面7A的距离。特性Pl表示未由移相器3修正相位的比较例的声音输出装置的声压等级，特性P2表示由移相器3将相位修正为相反相位后的声音输出装置1001的声压等级。在比较例的声音输出装置中，如特性Pl所示，当从扬声器6A、6B输出相同相位的 250Hz的正弦波的声音时，在距壁面7A、7B分别0. 35m附近的位置处产生大的下降。在车辆 7的驾驶席或助手席位于距壁面7A、7B有0.35m的情况下，乘坐在驾驶席或助手席的乘客难以听到模拟引擎音的250Hz频率的声音，结果无法将期望的模拟引擎音提供给这些乘客。在实施方式的声音输出装置1001中，在以从扬声器6B输出的声音相对于从扬声器6A输出的声音为相反相位的方式由移相器3修正了相位的情况下，能够缓和车辆7内的声波的干扰的影响，如特性P2所示，能够极端地减少下降。其结果，乘客能够没有问题地听取250Hz频率的声音。由此，单元5A、5B处理由声音信号生成部2生成的基准信号。作为声音输出部的扬声器6A、6B分别输出由单元5A、5B处理后的基准信号。移相器3以从扬声器6A、6B输出的基准信号相互具有相位差的方式移动基准信号的相位。在作为包含多次数的高次谐波的声音的模拟引擎音中，通过移相器3按多个频率的每一个将声音信号的相位仅移动所对应的量，可抑制车辆7内的规定位置(与壁面7A、7B 相距0. 35m)的下降或峰值。其结果，乘客能够以良好的状态听取由声音信号生成部2生成的声音信号即模拟引擎。声音信号生成部2将基准信号的波形的1周期份的离散化后的数据作为数据表来保持。在基准信号的波形为正弦波、三角波、方波等具有规则性的波形的情况下，声音信号生成部2至少保持1/4周期的波形的数据，由此可生成声音信号。数据表保持以声音信号生成部2输出基准信号的输出采样周期对基准信号的1周期进行采样的点、在这些点进行采样而得到的等级的多个采样值。图3A表示作为基准信号的正弦波的波形，图:3B表示将该波形作为数据表保持的多个采样值。图4表示声音信号生成部2保持该波形的数据表。在图3A和图;3B中，纵轴表示基准信号的值，横轴表示时间。在信号的输出采样周期为 0. 333ms (3000Hz)的情况下，如图3A、图!3B、图4所示，数据表包括表示1个周期的正弦波的波形的3000个采样值。此外，波形的采样值的数目也可以是大于输出采样周期的数目。声音信号生成部2按输出采样周期，以与驱动状态检测部1检测出的驱动状态相应的间隔，从数据表输出采样值，由此生成基准信号。例如，在输出采样周期为 0. 333ms (3000Hz)且将表示正弦波的1个周期的3000个采样值作为数据表保持的情况下， 按采样周期，以50个的间隔，从数据表中对3000个采样值进行提取，由此可生成50Hz的正弦波。单元5A的移相器3通过从数据表所保持的多个采样值中，提取相对于单元5B从数据表提取的采样值的点，远离了移动相位的量的点的采样值，由此生成该量的相位差。单元5A的移相器3通过从数据表中，提取与从声音信号生成部2向单元5B输出的采样值的点，远离了与移动相位的量相对应的数目TS的点的采样值，由此能够输出相对于输出至单元5B的声音信号移动了相位后的声音信号。例如，图5中表示相对于从扬声器6B输出的音，使扬声器6A输出的声音移动-π /2的相位的情况下的波形。如图5所示，在具有3000 个采样值的数据表中提取远离了 750个(=3000 X (π/2)/2 π)的数目TS的点的采样值， 由此单元5Α能生成相对于从单元5Β输出的声音信号移动了 -π/2的相位的声音信号。移相器3也可以每当提取1个采样值就保持移动相位的量即数目TS的增量DTS 的最大值。这种情况下，移相器3每当从数据表中提取1个采样值，就使数目TS累积增量 DTS的最大值，由此能够将声音信号的相位移动规定的量。此外，移相器3还可以不是每当提取1个采样值时保持使数目TS增加的增量DTS的最大值，而是每当提取多个采样值时保持使数目TS增加的增量DTS的最大值。图6表示比较例的移相器移动的相位。比较例的移相器从时刻tl到一个采样周期后的时刻t2移动+ π /2的相位。在时刻tl与t2之间这样短的时间内进行急剧的相位移动，会产生声音信号的不连续，从扬声器6A发出异常声音。图7表示实施方式的声音输出装置1001的移相器3移动的相位。移相器3保持了在多个采样周期内移动的相位的量的初始值和增量DTS的最大值。在图7中，移相器3 保持了为零的初始值和在12个采样周期内的移动π/60的量的增量DTS的最大值。在移相器3移动π /2的相位的情况下，使移动相位的量从初始值(零)起每经过12个采样周期增加η/60，在从时刻tl起经过了 360(= 12Χ( π/2)/( π/60))的采样周期之后的时刻 t3，使移动相位的量即数目TS增加π/2。由此，通过使移动相位的量逐渐增加，从而即便使相位移动较大的量，也可缓和声音信号的不连续性，并且不会从扬声器6Α发出异常声音。这样，单元5Α按输出采样周期，以与检测出的驱动状态相应的间隔，从数据表提取多个采样值，由此生成基准信号。单元5Β按输出采样周期，以该间隔从数据表中提取多个采样值，由此生成基准信号。移相器3将多个点中单元5Α所提取的点设定为与单元5Β 所提取的点，远离与检测出的驱动状态相应的相位所对应的数目。另外，移相器3将单元5Α 所提取的点设定为与单元5Β所提取的点，远离以数目TS为目标按输出采样周期累积规定的增量DTS而得到的数目。即，移相器3从初始值(零)起直至按输出采样周期累积规定的增量DTS而得到的数目达到数目TS为止，以从初始值起累积规定的增量DTS的方式动作。移相器3以下述方式动作，S卩，将单元5A所提取的点设定为与单元5B所提取的点，远离从初始值起累积规定的增量DTS而得到的数目。图8是实施方式中的另一声音输出装置1002的框图。在图8中，对与图1所示的声音输出装置1001相同的部分赋予相同的参照标记。在图8所示的声音输出装置1002中， 移相器3被连接在声音等级调整部4A与扬声器6A之间，具有与声音输出装置1001同样的效果。图9是实施方式中的又一声音输出装置1003的框图。在图9中，对与图1所示的声音输出装置1001相同的部分赋予相同的参照标记。在图9所示的声音输出装置1003中， 单元5B还具备与移相器3同样地使声音信号生成部2所生成的声音信号的相位移动的移相器3B。声音输出装置1003具有与图1所示的声音输出装置1001同样的效果。图10是实施方式中的又一声音输出装置1004的框图。在图10中，对与图9所示的声音输出装置1003相同的部分赋予相同的参照标记。声音输出装置1004在图9所示的声音输出装置1003的基础上，还具备单元5C、5D以及与单元5C、5D连接的声音输出部即扬声器6C、6D。单元5C具备调整由声音信号生成部2生成的声音信号的每个频率的等级的声音等级调整部4C、移动声音信号的相位的移相器3C。单元5D具备调整由生成信号生成部2生成的声音信号的每个频率的等级的声音等级调整部4D、移动声音信号的相位的移相器3D。扬声器6C向车辆空间7C输出，具有由声音等级调整部4C调整后的等级和由移相器 3C移动后的相位的声音信号。扬声器6D向车辆空间7C输出，具有由声音等级调整部4D调整后的等级和由移相器3D移动后的相位的声音信号。扬声器6C、6D搭载于车辆7的后部坐席的左右壁面。声音输出装置1004能够进一步减少让车辆7前后坐席的乘客听到的声音的下降。(产业上的可利用性)本发明的声音输出装置能够让规定位置的乘客以良好的状态听到其声音，在乘用车等各种车辆上是有用的。符号说明
1驱动状态检测部
2声音信号生成部
3移相器
5A单元(第1单元)
5B单元(第2单元)
6A扬声器(第1声畜二输出部)
6B扬声器(第2声畜二输出部)
权利要求
1.一种声音输出装置，被搭载于车辆，其特征在于，具备 驱动状态检测部，其检测所述车辆的驱动状态；声音信号生成部，其根据检测出的所述驱动状态来生成基准信号； 第1单元，其对生成的所述基准信号进行处理来生成第1基准信号； 第2单元，其对生成的所述基准信号进行处理来生成第2基准信号； 第1声音输出部，其输出所述第1基准信号；和第2声音输出部，其输出所述第2基准信号；所述第1单元包括移相器，该移相器按照使从所述第1声音输出部和所述第2声音输出部分别输出的所述基准信号相互具有相位差的方式，移动所述基准信号的相位。
2.根据权利要求1所述的声音输出装置，其特征在于，所述声音信号生成部对数据表进行保持，该数据表具有所述基准信号的波形的至少 1/4周期内的多个点处的多个采样值；所述第1单元按输出采样周期，以与检测出的所述驱动状态对应的间隔从所述数据表中对所述多个采样值进行提取来生成所述第1基准信号；所述第2单元按所述输出采样周期，以所述间隔从所述数据表中对所述多个采样值进行提取来生成所述第2基准信号；所述移相器将所述多个点中所述第1单元所提取的点设定为与所述第2单元所提取的点，远离与检测出的所述驱动状态对应的相位所对应的数目。
3.根据权利要求2所述的声音输出装置，其特征在于，所述移相器将所述第1单元所提取的所述点设定为与所述第2单元所提取的所述点， 远离以所述数目为目标按所述输出采样周期累积规定的增量而得到的数目。
全文摘要
本发明提供一种声音输出装置，其被搭载于车辆。该声音输出装置具备检测车辆的驱动状态的驱动状态检测部、根据检测出的驱动状态生成基准信号的声音信号生成部、处理所生成的基准信号的第1及第2单元、分别输出由第1及第2单元处理后的基准信号的第1及第2声音输出部。第1单元包括移相器，该移相器以从第1及第2声音输出部分别输出的基准信号相互具有相位差的方式移动基准信号的相位。该声音输出装置能够使规定位置的乘客以良好的状态听到其声音。
文档编号G10K15/04GK102224541SQ200980147250
公开日2011年10月19日 申请日期2009年11月24日 优先权日2008年11月26日
发明者中村由男, 长泽伸之介 申请人:松下电器产业株式会社