(57)【要約】      （修正有）【課題】所期の音色を確保した警報音について音圧調整する車両用警報装置を提供する。【解決手段】車両用警報装置１は、車両において注意喚起の必要な車両状況を警報音によって警告するため、所定の境界周波数よりも高い高設定周波数にてオンオフする断続期間が境界周波数よりも低い低設定周波数にて現れるように、制御ユニット１０内のパルスジェネレータ１６は、振幅Ｖ０にてオンオフするパルス状のデジタル音響信号Ｓ０を、ＭＰＵ１２はメモリ１４に記憶のコンピュータプログラムの指令に従ってパルス幅変調し、制御ユニット１０から出力される音響信号のうち高設定周波数の信号成分を減衰し、且つ当該音響信号のうち低設定周波数の信号成分を通過させるローパスフィルタ２０と、ローパスフィルタ２０から出力される音響信号の振幅に応じた電圧が印加されることにより、車両において警報音を発する圧電ブザー５０と、を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の境界周波数（ｆｂ）よりも高い高設定周波数（ｆｈ）にてオンオフする断続期間（Ｔｉ）が前記境界周波数よりも低い低設定周波数（ｆｌ）にて現れるように、音響信号をパルス幅変調する制御ユニット（１０）であって、前記断続期間における前記音響信号のオンデューティ比（Ｒｈ）を可変制御する制御ユニットと、
前記制御ユニットから出力される前記音響信号のうち前記高設定周波数の信号成分を減衰し、且つ当該音響信号のうち前記低設定周波数の信号成分を通過させるローパスフィルタ（２０）と、
前記ローパスフィルタから出力される前記音響信号の振幅に応じた電圧が印加されることにより、車両において警報音を発する圧電ブザー（５０）とを、備えることを特徴とする車両用警報装置。
【請求項２】
前記高設定周波数は、非可聴域の音波の周波数に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用警報装置。
【請求項３】
前記断続期間は、固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用警報装置。
【請求項４】
前記ローパスフィルタから出力される前記音響信号の前記振幅を増幅することにより、前記圧電ブザーに印加する前記電圧を発生させる増幅器（３０）を、備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用警報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両において警報音を発する車両用警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用警報装置では、電磁ブザーよりも簡素な構造により比較的安価なブザーとして、電圧印加により警報音を発する圧電ブザーが、広く採用されている。
【０００３】
こうした車両用警報装置の一種として特許文献１に開示のものでは、マイクロコンピュータから出力される発振パルスに従って、圧電ブザーへの印加電圧を制御することで、警報音の音圧を調整している。ここで特に、特許文献１に開示のものでは、圧電ブザーにコンデンサを並列接続した構成下、発振パルスのオンデューティ比を可変制御する所謂パルス幅変調により、音圧の減衰度合いを変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２０７６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示の如き方法により発振パルスのオンデューティ比を変化させると、圧電ブザーから発せられる警報音の音圧が音色と共に変化することで、信頼性が損なわれるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、所期の音色を確保した警報音について音圧調整する車両用警報装置を、提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために開示された発明は、所定の境界周波数（ｆｂ）よりも高い高設定周波数（ｆｈ）にてオンオフする断続期間（Ｔｉ）が境界周波数よりも低い低設定周波数（ｆｌ）にて現れるように、音響信号をパルス幅変調する制御ユニット（１０）であって、断続期間における音響信号のオンデューティ比（Ｒｈ）を可変制御する制御ユニットと、制御ユニットから出力される音響信号のうち高設定周波数の信号成分を減衰し、且つ当該音響信号のうち低設定周波数の信号成分を通過させるローパスフィルタ（２０）と、ローパスフィルタから出力される音響信号の振幅に応じた電圧が印加されることにより、車両において警報音を発する圧電ブザー（５０）とを、備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明では、境界周波数よりも高い高設定周波数にてオンオフする断続期間が境界周波数よりも低い低設定周波数にて現れるように、パルス幅変調される音響信号について、当該断続期間のオンデューティ比が可変制御される。その結果、制御ユニットからローパスフィルタへ出力された音響信号は、高設定周波数の信号成分の減衰且つ低設定周波数の信号成分の通過により、オンデューティ比の可変制御値に追従した振幅を低設定周波数の断続期間にて与える信号となる。このとき、ローパスフィルタから低設定周波数にて出力されることになる音響信号の振幅に応じて、圧電ブザーへの印加電圧は決まってくる。故に、低設定周波数に応じた音色にて圧電ブザーから発せられる警報音の音圧も、オンデューティ比の可変制御値に追従したものとなる。したがって、所期の音色を確保した警報音の音圧調整を達成することが、可能である。
【０００９】
また、開示された別の発明によると、高設定周波数は、非可聴域の音波の周波数に設定される。この発明では、ローパスフィルタから低設定周波数にて出力される音響信号の断続期間に、減衰によっても残留した高設定周波数の信号成分が重畳したとしても、非可聴音となる当該高設定周波数の警報音は、音色に実質影響しない。故に、所期の音色を確保した警報音の音圧調整につき、効果の信頼性を高めることが可能となる。
【００１０】
さらに、開示された別の発明によると、断続期間は、固定される。この発明では、制御ユニットからローパスフィルタへ出力された音響信号だけでなく、ローパスフィルタから低設定周波数にて出力される音響信号についても、断続期間が固定される。これによれば、低設定周波数の固定された断続期間に圧電ブザーから発せられる警報音は、音色の安定性の高いものとなり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による車両用警報装置を示すブロック図である。
【図２】図１の車両用警報装置の特性を示すグラフである。
【図３】図１の車両用警報装置の特性を示すグラフである。
【図４】図１の変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１に示すように、本発明の一実施形態による車両用警報装置１は、車両において注意喚起の必要な車両状況を警報音によって警告するために、制御ユニット１０、ローパスフィルタ２０、増幅器３０、プルダウン抵抗４０及び圧電ブザー５０を備えている。尚、装置１は、例えばドアの開放状況、ライトの消灯忘れ状況、シートベルトの無着用状況、バッテリの電圧低下状況、タイヤ圧の低下状況等を車両内の乗員に警告するための警報音を発するために、同車両内の計器類等に設けられている。
【００１４】
制御ユニット１０は、ＭＰＵ１２、メモリ１４及びパルスジェネレータ１６を有している。ＭＰＵ１２は、メモリ１４に記憶のコンピュータプログラムを実行することにより、警報音の必要有無を判断する。その結果、警報音の必要時にＭＰＵ１２は、音響信号Ｓ０の生成をパルスジェネレータ１６に指令する。パルスジェネレータ１６は、例えばサウンドジェネレータ等から構成され、ＭＰＵ１２からの指令に従って音響信号Ｓ０を生成する。
【００１５】
具体的にパルスジェネレータ１６は、振幅Ｖ０にてオンオフするパルス状のデジタル音響信号Ｓ０を、ＭＰＵ１２からの指令に従ってパルス幅変調する。図２，３に示すように、かかるパルス幅変調においてパルスジェネレータ１６は、所定の境界周波数ｆｂよりも低い実質一定値の低設定周波数ｆｌと、当該境界周波数ｆｂよりも高い実質一定値の高設定周波数ｆｈとを、音響信号Ｓ０に設定する。
【００１６】
ここで特に、音響信号Ｓ０のオン期間Ｔｈが断続する断続期間Ｔｉの開始から、当該期間Ｔｉ直後に音響信号Ｓ０が継続してオフされる中断期間Ｔｓの終了までを、一周期Ｔｌとすると、期間Ｔｉ，Ｔｓの繰り返し周波数１／Ｔｌが低設定周波数ｆｌに設定される。このとき低設定周波数ｆｌは、例えば２ｋＨｚ等といった可聴域の音波の周波数に設定される。またこのとき、周期Ｔｌにおける断続期間Ｔｉの比率Ｒｌ（＝１００×Ｔｉ／Ｔｌ）は、本実施形態では例えば５０％等の実質一定値に固定される。その結果として断続期間Ｔｉも、固定されることになる。
【００１７】
さらに、こうして設定される低設定周波数ｆｌにて繰り返し現出する断続期間Ｔｉでは、オン期間Ｔｈの断続数（即ち、期間Ｔｉ内のパルス数）をＮとすると、音響信号Ｓ０のオンオフされる周波数Ｎ／Ｔｉが高設定周波数ｆｈに設定される。このとき高設定周波数ｆｈは、例えば６２．５ｋＨｚ等といった非可聴域の音波の周波数に設定される。またこのとき、断続期間Ｔｉにおいて音響信号Ｓ０がオン期間Ｔｈとなる比率としてのオンデューティ比Ｒｈ（＝１００×Ｔｈ×Ｎ／Ｔｉ）は、本実施形態では例えば０〜１００％等の範囲で可変制御される。尚、図２は、オンデューティ比Ｒｈが５０％に可変制御された例を示し、図３は、オンデューティ比Ｒｈが１００％に可変制御された例を示している。
【００１８】
以上の如きパルス幅変調により音響信号Ｓ０には、高設定周波数ｆｈにてオンオフする断続期間Ｔｉが低設定周波数ｆｌにて現出することで、警報音の発生に必要な信号成分が与えられた信号となる。
【００１９】
図１に示すようにローパスフィルタ２０は、Ｌ型一次ローパスフィルタであり、フィルタ抵抗２２及びフィルタコンデンサ２４を有している。フィルタ抵抗２２は、パルスジェネレータ１６の出力側と増幅器３０の入力側との間に、直列に接続されている。フィルタコンデンサ２４は、フィルタ抵抗２２に対して増幅器３０とは並列に接続され、当該抵抗２２とは反対側にて接地されている。
【００２０】
こうした構成のローパスフィルタ２０においてカットオフ周波数は、パルスジェネレータ１６において周波数ｆｌ，ｆｈの設定基準とされる境界周波数ｆｂと実質等しく設定されている。かかる設定によりローパスフィルタ２０は、パルスジェネレータ１６から出力される音響信号Ｓ０のうち高設定周波数ｆｈの信号成分を減衰させ、且つ当該信号Ｓ０のうち低設定周波数ｆｌの信号成分を通過させる。その結果としてローパスフィルタ２０は、図２，３に示す低設定周波数ｆｌの一周期Ｔｌのうち、断続期間Ｔｉでは継続してオンし且つ中断期間Ｔｓでは継続してオフする音響信号Ｓ１を、増幅器３０への出力信号として生成する（図１参照）。このとき、断続期間Ｔｉにおける出力側音響信号Ｓ１の振幅（具体的には、期間Ｔｉ内の平均振幅）Ｖ１は、同期間Ｔｉに入力側音響信号Ｓ０のオンデューティ比Ｒｈとして可変制御された値に追従して、増減する。例えば、オンデューティ比Ｒｈの可変制御値が１００％となった図３での振幅Ｖ１に対して、当該可変制御値が５０％に減少した図２での振幅Ｖ１は、当該可変制御値と同様に減少する。以上より、ローパスフィルタ２０から増幅器３０へ出力される音響信号Ｓ１は、低設定周波数ｆｌの断続期間Ｔｉ全域にてオンデューティ比Ｒｈに追従する振幅Ｖ１を維持することで、実質的に比率Ｒｌをオンデューティ比とした信号となる。
【００２１】
図１に示すように増幅器３０は、エミッタ接地式のトランジスタ増幅回路であり、増幅トランジスタ３２、エミッタ抵抗３４、コレクタ抵抗３６及び整流ダイオード３８を有している。増幅トランジスタ３２は、本実施形態では、エミッタ抵抗３４を介してエミッタの接地されるバイポーラトランジスタである。増幅トランジスタ３２のコレクタは、コレクタ抵抗３６を介して整流ダイオード３８に接続され、さらに当該ダイオード３８が車両のバッテリ電源２に接続されている。増幅トランジスタ３２のベースは、ローパスフィルタ２０においてフィルタ抵抗２２及びフィルタコンデンサ２４間に設けられた出力端に、接続されている。増幅トランジスタ３２のベースには、ローパスフィルタ２０から音響信号Ｓ１が入力されることで、図２，３に示すように、当該信号Ｓ１の振幅Ｖ１を増幅させた電圧Ｖｃがコレクタ抵抗３６の両端間に印加される。このとき本実施形態では、抵抗３４，３６の抵抗値比に応じて音響信号Ｓ１の振幅Ｖ１が１以上のゲインで増幅されることで、コレクタ抵抗３６の両端間電圧Ｖｃが得られることになる。例えばここで、エミッタ抵抗３４の抵抗値を１００Ω、コレクタ抵抗３６の抵抗値を１ｋΩ、オンデューティ比Ｒｈが１００％に可変制御された図３の場合のエミッタ電流Ｉ（図１参照）を１０ｍＡとする。この例の場合、１Ｖが印加されるエミッタ抵抗３４の両端間に対して、コレクタ抵抗３６の両端間では電圧Ｖｃが約１０Ｖに増幅されることとなる。
【００２２】
図１に示すようにプルダウン抵抗４０は、フィルタ抵抗２２に対してフィルタコンデンサ２４及び増幅器３０とは並列に接続され、当該抵抗２２とは反対側にて接地されている。かかる接続及び接地によりプルダウン抵抗４０は、パルスジェネレータ１６からの音響信号Ｓ０の出力が途絶えた場合でも、増幅トランジスタ３２のベース電位を零電位に保持して、当該トランジスタ３２のオフ状態を維持可能となっている。
【００２３】
圧電ブザー５０は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等といった圧電素子を主体に構成され、増幅トランジスタ３２のコレクタと整流ダイオード３８との各々に対してコレクタ抵抗３６とは並列に接続されている。かかる接続により、ローパスフィルタ２０から増幅器３０へ入力される音響信号Ｓ１のオンオフに応じてコレクタ抵抗３６の両端間電圧Ｖｃが変動すると、当該電圧Ｖｃが圧電ブザー５０に印加される。その結果、圧電ブザー５０を構成する圧電素子が印加電圧Ｖｃの変動に応じて振動することで、警報音が発生する。このとき印加電圧Ｖｃは、図２，３に示すように、低設定周波数ｆｌの断続期間Ｔｉにおいてオンデューティ比Ｒｈの可変制御値に追従する音響信号Ｓ１の振幅Ｖ１を、増幅させた電圧（具体的には、期間Ｔｉ内の平均電圧）となる。その結果、圧電ブザー５０から低設定周波数ｆｌにて発せられる警報音の音圧も、オンデューティ比Ｒｈの可変制御値に追従したものになる。
【００２４】
以下、以上説明した装置１の作用効果を説明する。
【００２５】
装置１では、境界周波数ｆｂよりも高い高設定周波数ｆｈにてオンオフする断続期間Ｔｉが境界周波数ｆｂよりも低い低設定周波数ｆｌにて現れるように、パルス幅変調される音響信号Ｓ０について、当該期間Ｔｉのオンデューティ比Ｒｈが可変制御される。その結果、制御ユニット１０からローパスフィルタ２０へ出力された音響信号Ｓ０は、高設定周波数ｆｈの信号成分の減衰且つ低設定周波数ｆｌの信号成分の通過により、オンデューティ比Ｒｈの可変制御値に追従した振幅Ｖ１を低設定周波数ｆｌの断続期間Ｔｉにて与える信号Ｓ１となる。このとき、ローパスフィルタ２０から低設定周波数ｆｌにて出力されることになる音響信号Ｓ１の振幅Ｖ１に応じて、圧電ブザー５０への印加電圧Ｖｃは決まってくる。故に、低設定周波数ｆｌに応じた音色にて圧電ブザー５０から発せられる警報音の音圧も、オンデューティ比Ｒｈの可変制御値に追従したものとなる。したがって、所期の音色を確保した警報音の音圧調整を達成することが、可能である。
【００２６】
また、装置１では、ローパスフィルタ２０から低設定周波数ｆｌにて出力される音響信号Ｓ１の断続期間Ｔｉに、減衰によっても残留した高設定周波数ｆｈの信号成分が重畳したとしても、非可聴域の音波となる当該周波数ｆｈの警報音は、音色に実質影響しない。故に、所期の音色を確保した警報音の音圧調整につき、効果の信頼性を高めることが可能となる。
【００２７】
さらに装置１では、制御ユニット１０からローパスフィルタ２０へ出力された音響信号Ｓ０だけでなく、ローパスフィルタ２０から低設定周波数ｆｌにて出力される音響信号Ｓ１についても、断続期間Ｔｉが固定される。これによれば、低設定周波数ｆｌの固定された断続期間Ｔｉに圧電ブザー５０から発せられる警報音は、音色の安定性の高いものとなり得る。
【００２８】
またさらに装置１では、オンデューティ比Ｒｈの可変制御値に追従してローパスフィルタ２０から出力される音響信号Ｓ１の振幅Ｖ１を増幅させることで、圧電ブザー５０への印加電圧が発生する。これによれば、オンデューティ比Ｒｈの可変制御値に追従した音圧の調整範囲を、増大させ得る。
【００２９】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【００３０】
具体的に変形例１としては、図４に示すようにコレクタ抵抗３６を設けないで、増幅トランジスタ３２のエミッタに対してエミッタ抵抗３４とは並列に接続した圧電ブザー５０を、当該エミッタとは反対側にて接地させてもよい。この場合、増幅器３０による増幅ゲインは実質１となる。
【００３１】
変形例２としては、Ｌ型一次ローパスフィルタ以外、例えば二次ローパスフィルタ等を、ローパスフィルタ２０に採用してもよい。また、変形例３としては、バイポーラトランジスタを用いた増幅回路以外、例えば電界効果トランジスタを用いた増幅回路や、オペアンプを用いた増幅回路等を、増幅器３０に採用してもよい。さらに、変形例４としては、プルダウン抵抗４０を設けなくてもよい。
【００３２】
変形例５としては、音響信号Ｓ０のうち高設定周波数ｆｈの信号成分を減衰させ、且つ当該信号Ｓ０のうち低設定周波数ｆｌの信号成分を通過させる機能を果たす限りにおいて、境界周波数ｆｂをローパスフィルタ２０のカットオフ周波数と異ならせてもよい。また、変形例６としては、周期Ｔｌにおける断続期間Ｔｉの比率Ｒｌを可変制御することで、断続期間Ｔｉを変化させてもよい。さらに、変形例７としては、高設定周波数ｆｈを、可聴域の音波の周波数に設定してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  車両用警報装置、１０  制御ユニット、１６  パルスジェネレータ、２０  ローパスフィルタ、２２  フィルタ抵抗、２４  フィルタコンデンサ、３０  増幅器、３２  増幅トランジスタ、３４  エミッタ抵抗、３６  コレクタ抵抗、５０  圧電ブザー、ｆｂ  境界周波数、ｆｈ  高設定周波数、ｆｌ  低設定周波数、Ｒｈ  オンデューティ比、Ｓ０，Ｓ１  音響信号、Ｔｉ  断続期間、Ｖ０，Ｖ１  振幅、Ｖｃ  電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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