(57)【要約】【課題】発音を停止しないままの状態でＰＷＭ周波数を切り替えるような場合でもポップノイズを抑制することが可能な音声出力装置を提供する。【解決手段】ＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、切替前オン時間から直ぐに切替後オン時間にするのではなく、補正オン時間となるタイミングを設定する。そして、切替前オン時間よりも切替後オン時間が長くなるような変化となる場合であれば、補正オン時間を、切替前オン時間より長く、かつ、切替後オン時間よりも短い時間に設定する。これにより、発音を停止しないままの状態でＰＷＭ周波数を切り替えるような場合においても、ポップノイズの発生を抑制することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声データに基づいて発音体（３）から発音を行う音声出力装置であって、
前記音声データを所定のデューティ比に設定されたＰＷＭ出力として発生させる制御部（２０）と、
前記制御部が発生させるデジタル信号で示される前記ＰＷＭ出力をアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換器（２２）と、
前記Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅して前記発音体（３）による発音を行わせるアンプ（２３）と、を備え、
前記制御部は、前記発音体による発音を行わせつつ、前記ＰＷＭ出力におけるＰＷＭ周波数の切り替えを行い、該ＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、切り替え前における前記ＰＷＭ出力のデューティ比におけるオン時間（ｔｏｎ０）を切替前オン時間とし、切り替え後における前記ＰＷＭ出力のデューティ比におけるオン時間（ｔｏｎ１）を切替後オン時間として、前記切替前オン時間から前記切替後オン時間に切り替えられる間に、前記切替前オン時間と前記切替後オン時間の中間の長さとなる補正オン時間（ｔｏｎ２）のデューティ比に設定されたＰＷＭ出力を発生させることを特徴とする音声出力装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記ＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、前記切替前オン時間から前記切替後オン時間に切り替えられる間に、前記補正オン時間を複数回にわたって設定することを特徴とする請求項１に記載の音声出力装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、前記切替後オン時間よりも前記切替前オン時間に近い時間から前記切替前オン時間よりも前記切替後オン時間に近い時間に前記補正オン時間を徐々に変化させて設定することを特徴とする請求項２に記載の音声出力装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の音声出力装置は、車両に適用される車両用音声出力装置であり、
前記制御部は、走行状態取得部（１）で取得される車両状態検知信号を入力し、該車両状態検知信号に基づいて前記ＰＷＭ周波数の切り替えを行うことを特徴とする車両用音声出力装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記車両状態検知信号として車速とシフトポジションの少なくとも一方を入力し、前記車速と前記シフトポジションが示す車両の進行方向の少なくとも一方に基づいて前記ＰＷＭ周波数の切り替えを行うことを特徴とする請求項４に記載の車両用音声出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声データに対応するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）出力に基づいて発音を行う音声出力装置に関し、特に車両から音声を発生させる車室外通報音出力装置、例えば車両が接近していることを周囲に通報する車両接近通報装置に適用される。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車（ＥＶ車）やハイブリッド車（ＨＶ車）などでは、その構造的に発生騒音が小さく、これらの車両の接近を歩行者が気付き難いということから、歩行者など周囲に車両が近くにいるという認知度を上げるために擬似エンジン音や擬似モータ音などの車両接近通報音を発生させる車両接近通報装置が搭載されつつある。
【０００３】
この車両接近通報装置のような音声出力装置では、マイコンのメモリに格納したＰＣＭ（パルス符号変調）データなどの音声データ、つまり音声の大きさをデータコードに変換して符号化した音声信号をサンプリング周期毎にＰＷＭ出力器にセットしてＰＷＭ出力を発生させ、そのＰＷＭ出力に基づいて発音するという方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７１４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
音声出力装置において、ＰＷＭ周波数の切り替えを行う場合、ポップノイズが発生するという問題がある。
【０００６】
一般的なＰＷＭ出力に基づいて発音を行う音声出力装置では、ＰＷＭ周波数は一定とされており、発音のピッチ変更などのサンプリングレートの変更を行う場合は、音源自体の加工を行っている。つまり、一定のＰＷＭ周波数のままＰＷＭ出力を発生させていることから、ポップノイズは発生しないようにできる。
【０００７】
一方、ＰＷＭ周波数の切り替えを行う場合には、発音体に流す電流の増幅を行うアンプ等のミュート機能を使用して、発音を停止した状態でＰＷＭ周波数の切り替えを実施することで、ポップノイズが発生しないようにしている。
【０００８】
しかしながら、発音を停止しないままの状態でＰＷＭ周波数を切り替えるような場合には、ポップノイズが発生してしまう。なお、ここでいう発音を停止しないままの状態でとは、実際に音を発している状態のみを意味しているのではなく、音を発していなくても発音のためにＰＷＭ出力を発生させており、かつ、アンプ等のミュート機能を使用していない状態のことを意味している。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、発音を停止しないままの状態でＰＷＭ周波数を切り替えるような場合でもポップノイズを抑制することが可能な音声出力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、音声データに基づいて発音体（３）から発音を行う音声出力装置であって、音声データを所定のデューティ比に設定されたＰＷＭ出力として発生させるＰＷＭ出力器（２１）を含む制御部（２０）と、ＰＷＭ出力器が発生させるデジタル信号で示されるＰＷＭ出力をアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換器（２２）と、Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅して発音体（３）による発音を行わせるアンプ（２３）と、を備え、制御部は、発音体による発音を行わせつつ、ＰＷＭ出力におけるＰＷＭ周波数の切り替えを行い、該ＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、切り替え前におけるＰＷＭ出力のデューティ比におけるオン時間（ｔｏｎ０）を切替前オン時間とし、切り替え後におけるＰＷＭ出力のデューティ比におけるオン時間（ｔｏｎ１）を切替後オン時間として、切替前オン時間から切替後オン時間に切り替えられる間に、切替前オン時間と切替後オン時間の中間の長さとなる補正オン時間（ｔｏｎ２）のデューティ比に設定されたＰＷＭ出力を発生させることを特徴としている。
【００１１】
このように、ＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、切替前オン時間から直ぐに切替後オン時間にするのではなく、補正オン時間となるタイミングを設定している。そして、補正オン時間を、切替前オン時間と切替後オン時間の中間の長さに設定している。これにより、発音を停止しないままの状態でＰＷＭ周波数を切り替えるような場合においても、ポップノイズの発生を抑制することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、制御部は、ＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、切替前オン時間から切替後オン時間に切り替えられる間に、補正オン時間を複数回にわたって設定することを特徴としている。
【００１３】
このように、複数回にわたって補正オン時間を設定することで、よりＰＷＭ周波数の変化に基づくポップノイズを抑制できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、制御部は、ＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、切替後オン時間よりも切替前オン時間に近い時間から切替前オン時間よりも切替後オン時間に近い時間に補正オン時間を徐々に変化させて設定することを特徴としている。
【００１５】
このように、補正オン時間を徐々に変化させて設定、つまり段階的に増加または減少させるようにすれば、よりＰＷＭ周波数の切り替えた瞬間のデューティ比の変化を抑制でき、さらにポップノイズを抑制できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の音声出力装置は、車両に適用されるものであり、制御部は、走行状態取得部（１）で取得される車両状態検知信号を入力し、該車両状態検知信号に基づいてＰＷＭ周波数の切り替えを行うことを特徴としている。
【００１７】
このように、音声出力装置としては、車両に適用されるものを挙げることができる。その場合、車両状態検知信号に基づいてＰＷＭ周波数の切り替えが行われることから、その切り替えの際に補正オン時間を設定することでポップノイズを抑制できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、制御部は、車両状態検知信号として車速とシフトポジションの少なくとも一方を入力し、車速とシフトポジションが示す車両の進行方向の少なくとも一方に基づいてＰＷＭ周波数の切り替えを行うことを特徴としている。
【００１９】
このように、車両状態検知信号として車速やシフトポジションを挙げることができ、車速が変化した場合や車両の進行方向が前進方向から後退方向に切り替わった場合などに、ＰＷＭ周波数の切り替えが行われることから、この切り替えの際に補正オン時間を設定することでポップノイズを抑制できる。
【００２０】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態で説明する車両用接近通報システムのブロック図である。
【図２】従来のＰＷＭ周波数が切り替わった際のＰＷＭ出力と出力電圧の変化を示したタイムチャートである。
【図３】第１実施形態のＰＷＭ周波数が切り替わった際のＰＷＭ出力と出力電圧の変化を示したタイムチャートである。
【図４】他の実施形態で説明するＰＷＭ周波数が切り替わった際のＰＷＭ出力と出力電圧の変化を示したタイムチャートである。
【図５】他の実施形態で説明するＰＷＭ周波数が切り替わった際のＰＷＭ出力と出力電圧の変化を示したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００２３】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態では、音声出力装置が車両用接近通報装置に適用される場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施形態にかかる車両接近通報装置を含む車両接近通報システムのブロック図である。この図を参照して、本実施形態にかかる車両用接近通報装置を含む車両接近通報システムについて説明する。
【００２４】
図１に示すように、車両接近通報システムは、走行状態取得部１と車両接近通報装置２およびスピーカ３を有した構成とされている。車両接近通報システムでは、車両接近通報装置２が走行状態取得部１からの検出信号に基づいて、発音体であるスピーカ３から擬似エンジン音もしくは擬似モータ音などの擬似走行音を発音することで、車両の接近を周囲の歩行者などに通報する。
【００２５】
走行状態取得部１は、車速センサやアクセル開度センサもしくはシフトポジションセンサなどの各種センサによって構成され、車両の走行状態検知信号として、車速検知信号やアクセル開度信号、車両のシフトポジション信号を出力している。このため、車両接近通報装置２は、走行状態取得部１より走行状態検知信号を入力して車速やアクセル開度およびシフトポジションに関する情報を取得することで、車両がロードノイズの小さな低速走行中（例えば２０ｋｍ／ｈ以下）に、車速やアクセル開度およびシフトポジションに応じた発音の制御を行う。
【００２６】
車両接近通報装置２は、マイコン２０とデジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器という）２２およびパワーアンプ（以下、ＡＭＰという）２３を有している。
【００２７】
マイコン２０は、ＰＷＭ出力器２１を有する制御部として機能するものであり、図示しないが、ＣＰＵやメモリ部に相当するＲＯＭ、ＲＡＭに加えて、Ｉ／Ｏなどを備えた構成とされている。メモリは、発音の制御プログラムや擬似エンジン音や擬似モータ音などの擬似走行音を表したＰＣＭデータなどの音声データ、サンプリング周期や音量を設定するデータなどが記憶されている。マイコン２０は、サンプリング周期毎に音声データを読み出すと共に、ＰＷＭ出力器２１にセットし、出力させる。
【００２８】
例えば、マイコン２０は、メモリに車速やアクセル開度等の車両の走行状態に対応付けた音程アップ量や音量のテーブルなどを記憶しており、演算装置にて、低速走行中の際に、車速やアクセル開度等の走行状態に対応する音程アップ量および音量を演算する。例えば、車速が大きいほど音程アップ量を大きくし、アクセル開度が大きいほど音量が大きくなるようにすることができる。そして、演算された音程アップ量に対応するサンプリング周期毎に発音データを読み込んでＰＷＭ出力器２１セットすると共に、演算された音量と対応するデューティ比を設定してＰＷＭ出力を発生させる。このような構成とすることで、車両の走行状態に応じて音程および音量を可変できるようになっている。
【００２９】
また、マイコン２０は、車両の進行方向に応じて音量アップ量を設定することもできる。例えば、車両の進行方向が前進方向である場合には、上記のように車速に応じて音程アップ量を設定し、後退方向である場合には、車速にかかわらず一定の音程アップ量にすることができる。また、マイコン２０は、車両の進行方向に応じて異なる音声データを使用することもでき、その場合、音声データに応じて異なるＰＷＭ周波数を設定することもできる。
【００３０】
Ｄ／Ａ変換器２２は、フィルタ部としても機能するものであり、パルス状のデジタル信号として表されたＰＷＭ出力をアナログ信号に変換して増幅する役割を果たす。例えば、Ｄ／Ａ変換器２２は、コンデンサなどによって構成されており、コンデンサで構成される場合には、パルス状のＰＷＭ出力に基づいてコンデンサが充放電されることで、ＰＷＭ出力のＰＷＭ周波数およびデューティ比に応じたアナログ信号を出力する。これにより、音声データと対応する出力波形のアナログ信号が復調される。Ｄ／Ａ変換器２２は、ＰＷＭ周波数が一定で、かつ、デューティ比が一定であれば、アナログ信号がほぼ一定の値となるが、ＰＷＭ周波数が切り替わると、そのＰＷＭ周波数の切り替えの際にアナログ信号が変化する。このアナログ信号の変化が大きいと、アンプ２３での増幅後の出力電圧の変化が大きくなり、スピーカ３での発音を行ったままの状態であると、ポップノイズとなる。
【００３１】
ＡＭＰ２３は、Ｄ／Ａ変換器２２から出力されるアナログ信号と対応する出力電圧をスピーカ３に印加する。これにより、スピーカ３に対して、車両走行状態に応じた音声データを再生する出力電圧が印加され、スピーカ３から印加された出力電圧に応じた発音が行われる。
【００３２】
なお、ここではＡＭＰ２３からアナログ信号に応じた出力電圧をスピーカ３に対して印加するということで説明したが、出力電流であっても良い。
【００３３】
以上のようにして本実施形態の車両接近通報システムが構成されている。この車両接近通報システムでは、車両状態に応じてマイコン２０からＰＷＭ出力が出され、そのＰＷＭ出力に応じた出力電圧がスピーカ３に印加されることで、車両走行状態に応じた発音が行われる。
【００３４】
ここで、本実施形態の車両接近通報システムでは、例えば、車両の走行状態として車速が変化した場合、進行方向が変化した場合などに、ＰＷＭ周波数が切り替わることがある。具体的には、車速が変化した場合に、車速が高くなるほどサンプリング周期を短くしてサンプリングレートを高くすることでＰＷＭ周波数が高くされる。また、車両接近通報システムでの発音中に車両の進行方向が前進方向から後退方向に切り替わった場合にも、走行方向に応じてサンプリング周期が設定されているような場合や異なる音声データが使用される場合などに、ＰＷＭ周波数が切り替わる。このような場合に、ポップノイズが発生し得る。この現象について、図２を参照して説明する。
【００３５】
図２は、ＰＷＭ周波数が切り替わった場合のＰＷＭ出力およびアンプ２３の出力電圧の変化を示した図である。この図は、例えば車速が低下してＰＷＭ周波数が高い状態から低い状態に切り替わった様子を示している。ここでは、ＰＷＭ出力のデューティ比を５０％とし、切り替え前のＰＷＭ出力の周期をＴ０、オン時間をｔｏｎ０、切り替え後のＰＷＭ出力の周期をＴ１、オン時間をｔｏｎ１としたＰＷＭ出力波形としてある。
【００３６】
この図に示すように、ＰＷＭ周波数の切り替え前のときには、オン時間ｔｏｎ０が一定であるため出力電圧が一定になり、切り替え後も、オン時間ｔｏｎ１が一定であるため出力電圧が一定になる。しかしながら、切り替えの瞬間を見てみると、オン時間ｔｏｎ０からオン時間ｔｏｎ１に変化し、その間のオフ時間がＴ０−ｔｏｎ０となり、デューティ比５０％の場合であれば、オフ時間もｔｏｎ０となることから、切り替えの瞬間にはオフ時間ｔｏｎ０とオン時間ｔｏｎ１が連続し、オフ時間ｔｏｎ０とオン時間ｔｏｎ１との比がデューティ比と同じ５０％にならない。この期間中に、Ｄ／Ａ変換器２２で生成されるアナログ信号に歪みができ、図２中に示したようにアンプ２３の出力電圧が瞬間的に大きくなることで、ポップノイズが発生するのである。なお、ポップノイズとは、音が出ていないときを含めてＰＷＭ出力に基づく発音中に発生する雑音であり、例えば“ブツッ”という音声として現れる。
【００３７】
このようなポップノイズは、ＰＷＭ周波数の急な変化によって生じる。このため、本実施形態では、マイコン２０は、制御部において、車両の走行状態に応じてＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、切り替え前のＰＷＭ出力の周期中におけるオン時間（以下、切替前オン時間という）と切り替え後のＰＷＭ出力の周期中におけるオン時間（以下、切替後オン時間という）との中間の長さとなるオン時間（以下、補正オン時間という）を設定する。すなわち、ＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、切替前オン時間から直ぐに切替後オン時間にするのではなく、補正オン時間となるタイミングを設定している。そして、切替前オン時間よりも切替後オン時間が長くなるような変化となる場合であれば、補正オン時間を、切替前オン時間より長く、かつ、切替後オン時間よりも短い時間に設定している。
【００３８】
図３は、この補正オン時間を設定する場合のＰＷＭ出力およびアンプ２３の出力電圧の変化を示した図である。この図も、例えば車速が低下してＰＷＭ周波数が高い状態から低い状態に切り替わった様子を示している。また、ＰＷＭ出力のデューティ比を５０％とし、切り替え前のＰＷＭ出力の周期をＴ０、オン時間をｔｏｎ０、切り替え後のＰＷＭ出力の周期をＴ１、オン時間をｔｏｎ１としたＰＷＭ出力波形としてある。そして、補正オン時間をｔｏｎ２としている。なお、切替前オン時間ｔｏｎ０と切替後オン時間ｔｏｎ１および補正オン時間ｔｏｎ２とは、ｔｏｎ０＜ｔｏｎ２＜ｔｏｎ１の関係を満たしている。
【００３９】
このように、補正オン時間を設定すると、ＰＷＭ周波数の切り替えの瞬間においてオフ時間Ｔ０−ｔｏｎ０＝ｔｏｎ０とオン時間ｔｏｎ２とが連続する状態となる。この場合、デューティ比が５０％にならないものの、オフ時間ｔｏｎ０とオン時間ｔｏｎ１とが連続する場合と比較すると、デューティ比が５０％に近くなる。このため、この期間中にＤ／Ａ変換器２２で生成されるアナログ信号の歪みが補正オン時間ｔｏｎ２を設定していない場合と比較して小さくなり、図３中に示したように、アンプ２３の出力電圧の変化も小さくなる。
【００４０】
これにより、発音を停止しないままの状態でＰＷＭ周波数を切り替えるような場合においても、ポップノイズの発生を抑制することが可能となる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態では、ＰＷＭ周波数の切り替えを行う際に、切替前オン時間から直ぐに切替後オン時間にするのではなく、補正オン時間となるタイミングを設定している。そして、切替前オン時間よりも切替後オン時間が長くなるような変化となる場合であれば、補正オン時間を、切替前オン時間より長く、かつ、切替後オン時間よりも短い時間に設定している。これにより、発音を停止しないままの状態でＰＷＭ周波数を切り替えるような場合においても、ポップノイズの発生を抑制することが可能となる。
【００４２】
なお、図３では、ＰＷＭ周波数が高い状態から低い状態に切り替えられる場合を例に挙げて説明しているが、勿論、低い状態から高い状態に切り替えられる場合もある。その場合、図３の例で言えば、切り替え前のＰＷＭ出力の周期がＴ１、オン時間がｔｏｎ１、切り替え後のＰＷＭ出力の周期がＴ０、オン時間をｔｏｎ０となり、補正オン時間がｔｏｎ２となる。つまり、切替前オン時間ｔｏｎ１と切替後オン時間ｔｏｎ０および補正オン時間ｔｏｎ２とは、ｔｏｎ１＜ｔｏｎ２＜ｔｏｎ０の関係を満たすようにすれば良い。
【００４３】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００４４】
上記第１実施形態では、補正オン時間を１回のみ設定する場合を例に挙げて説明したが、複数回にわたって設定するようにしても良い。その場合、例えば、図４に示すように、連続する複数回の補正オン時間を同じ時間に設定することができる。また、図５に示すように、徐々に切替後オン時間よりも切替前オン時間に近い時間から切替前オン時間よりも切替後オン時間に近い時間に変化するように補正オン時間を段階的に増加または減少させることもできる。このように、複数回にわたって補正オン時間を設定することで、よりＰＷＭ周波数の変化に基づくポップノイズを抑制できる。さらに、補正オン時間を段階的に増加または減少させるようにすれば、よりＰＷＭ周波数の切り替えた瞬間のデューティ比の変化を抑制でき、さらにポップノイズを抑制できる。
【００４５】
また、上記各実施形態において、音声データとして、マイコン２０内のメモリに直接格納された音声データを例に挙げて説明したが、音声データとしては、メモリに直接格納したものに限らず、演算、生成結果としての音声データであっても良い。
【００４６】
なお、上記実施形態では、音声出力装置として、車両用接近通報装置を例に挙げて説明したが、車両用接近通報装置に限らず、音声データに基づいて発音を行うものに対して適用可能である。例えば、車両に適用される場合を考慮すると、車両用接近通報装置を含めて、車両から音声を出力する様々な車室外報知音出力装置などの車両用音声出力装置に適用できる。例えば、車室外報知音出力装置としては、車両用接近通報装置の他には、バックブザーにおける通知音やスマートキーシステムにおけるアンサーバック通知音の出力を行う装置が挙げられる。また、車両については、４輪車両に限らず、２輪車両などにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…走行状態取得部、２…車両接近通報装置、３…スピーカ、２０…マイコン，２１…ＰＷＭ出力器、２２…Ｄ／Ａ変換器、２３…ＡＭＰ
【図１】
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【図２】
2020152340.tif 000004
【図３】
2020152340.tif 000005
【図４】
2020152340.tif 000006
【図５】
2020152340.tif 000007