JP2012240503A - 車両接近報知装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、車両接近報知装置の警報音を検出し、検出値を基に警報音の音圧を調整する車両接近報知装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両に設けられ、車両の接近を歩行者等に警告する警報音を発生するスピーカと、警報音の音圧を調整する警報音制御部と、スピーカの近傍に設置され警報音を検出するマイクロホンを有し、マイクロホンで検出した警報音の音圧を警報音制御部の出力と比較し、スピーカから発生している警報音の音圧を調整する。
【選択図】図1

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車の低騒音車に搭載され、歩行者等に車両の接近を警告する車両接近報知装置に関する。
近年、環境問題への関心が高まり、二酸化炭素の排出が少ない社会を構築するためにエネルギー消費の少ない機器が利用されるようになり、電気自動車やハイブリッド自動車が広がってきている。電気自動車やハイブリッド自動車は低騒音であるため、自車ロードノイズが小さい低速走行時には歩行者等が車両の接近に気づき難く危険であるという問題がある。このため、電気自動車やハイブリッド自動車等の低騒音車には、走行時に車両の走行状態を想起させる連続音である警報音を発生させ、車両の接近を歩行者等に警告する車両接近報知装置が備えられている。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開2009−43146号公報
車両接近報知装置は、スピーカの周囲の音響環境の変化、車両内部の環境の変化や経年劣化等により警報音が変化する恐れや、車両接近報知装置が故障することにより警報音が発生しなくなる恐れがある。このため、警報音が変化、あるいは発生しなくなることにより、車両周囲にいる警報音の警告の対象となる歩行者等への警告性が下がる。このため、警報音の変化に応じて警報音の音圧を調整し、警報音の警告性を保つことによって車両の安全性を確保する必要がある。
本発明は、上記の課題を解決するものであり、車内環境の変化や経年劣化により変化した警報音を検出し、警報音の検出値と出力との比較結果を用いて警報音を調整することにより、警報音の警告性を向上させた車両接近報知装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するために、車両の接近を歩行者等に警告する警報音を発生するスピーカと、前記警報音の音圧の基準値が設定され前記警報音の出力信号を前記スピーカへ出力する警報音制御部と、前記警報音制御部に前記警報音の音情報を保持し出力する音源と、前記警報音を検出するマイクロホンを有し、前記マイクロホンで検出した前記警報音の検出値を前記警報音制御部に入力して前記基準値と比較し、この比較結果によって前記スピーカから発生する前記警報音の音圧が前記基準値になるように前記スピーカへの出力を調整する。
上記構成により、警報音制御部からスピーカに警報音の音圧情報及び周波数情報を出力し、スピーカから警報音を発生させ、スピーカから発生している警報音をマイクロホンにより検出し、警報音制御部に設定されている基準値と比較することにより、スピーカから発生する警報音の音圧を調整し、車両接近報知装置が正常に動作するように調整することができる。
本発明の一実施の形態における車両接近報知装置の構成図 同車両接近報知装置における走行モードの簡易的な構成図
以下に、本発明の一実施の形態について図1、図2を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施の形態の車両接近報知装置の構成を示す図である。図1に示すように、本発明の一実施の形態の車両接近報知装置は、音源11と、スピーカ13と、マイクロホン14と、警報音制御部20と、初期音圧調整部30を備えている。警報音制御部20はスピーカアンプ21と、VCA(Volume Control Amplifier)22と、比較器23により構成されている。初期音圧調整部30は、例えば、適応型フィルタADF(Adaptive filter)31と、最小二乗法LMS(Least Mean Square)アルゴリズムに基づいて算出するLMSブロック32を備えている。
本発明の一実施の形態において、スピーカ13は車両10前方下部に設置され、音源11及び警報音制御部20は車両10のグローボックス(図示せず)の側に設置される。ここで、警報音は車外にいる歩行者等に向けて発生させるので、スピーカ13は車外に設置される。このため、スピーカ13が風雨の影響を受けることがある。スピーカ13を風雨から防ぐために、車両10前方下部にスピーカボックス12を取り付け、スピーカボックス12内にスピーカ13を設置することが望ましい。
なお、本発明の一実施の形態においてスピーカ13を車両前方下部、音源11及び警報音制御部20を車両10のグローボックス(図示せず)の側に設置しているが、車両の接近を歩行者等に警告することができれば、他の場所に設置してもよい。また、スピーカ13、音源11及び警報音制御部20は別の場所に設置するのではなく、それぞれを1箇所にまとめて設置するか、1つのユニットとして設置してもよい。1箇所にまとめて設置、または、1つのユニットとして設置することにより、車両のスペースを有効に使うことができる。なお、本発明の一実施の形態において車両10の接近を警告する対象を歩行者等とするが、歩行者等には歩行者だけではなく、自転車や他の車両10に乗っている人を含む。
車外音をなるべく検出せずに、スピーカ13から発生している警報音のみを検出するためにマイクロホン14はスピーカ13近傍に設置される。しかしながら、スピーカボックス12内部には、スピーカ13から発生した警報音がスピーカボックス12内で反響しているため、スピーカボックス12内にマイクロホン14を設置すると警報音を正確に検出することができない。このため、マイクロホン14はスピーカボックス12の外側に設置するのが望ましい。
音源11から警報音の出力信号が警報音制御部20のVCA22に入力され、VCA22で音圧を調整し、VCA22から警報音の出力信号がスピーカアンプ21へ入力される。VCA22にはあらかじめ警報音の基本値が設定されている。続いて、スピーカアンプ21から警報音の出力信号がスピーカ13へ入力され、スピーカ13より警報音が発生する。
なお、本発明の一実施の形態において、VCA22で警報音の音圧を調整しているが、図1において、VCA22と比較器23の間に周波数制御部を設けることにより、警報音の周波数も調整する事ができるようになる。
車両10が走行を開始するとスピーカ13から車両10の走行状態を想起させる警報音が発生し、車両10の周囲にいる歩行者等に車両10の接近を警告する。車速に応じて警報音の音圧が変化し、車両10の周囲にいる歩行者等が違和感なく車両10の走行状態を想起することができる警報音となる。
マイクロホン14によってスピーカ13から発生した警報音を検出するが、警報音により車両の接近を警告する対象は歩行者等であり、歩行者等に聞こえる警報音はマイクロホン14では検出することができない。このため、車両接近報知装置を車両に取り付けて使用するときの、警報音により車両の接近を警告する対象である歩行者等が車両に対して存在すると想定される車両から所定の距離の位置を警告位置とし、警告位置にマイクロホン15を設置し、マイクロホン15により警報音を検出する。
しかしながら、実際に車両接近報知装置を使用する際には警告位置にマイクロホン15を設置することはできない。また、マイクロホン14による警報音の検出値に対しても、スピーカ13から発生した警報音を算出するために、マイクロホン14による警報音の検出値を補正する必要がある。このため、スピーカ13からマイクロホン14までの警報音の第1の伝達関数(Csp)と、スピーカ13からマイクロホン15までの警報音の第2の伝達関数(Cref)を、あらかじめ計測しておく。
マイクロホン14による警報音の検出値から、マイクロホン15位置での検出値を計算することができる。最初に、マイクロホン14による警報音の検出値に1/Cspを掛けることにより、スピーカ13から発生した警報音を測定することができる。次に、これにCrefを掛けることにより、マイクロホン14による警報音の検出値から、警告位置に伝わる警報音の音圧を測定することができる。これにより、警告位置で聞こえる警報音を調整する事ができるため、警報音の警告対象である歩行者等への車両接近報知装置の警告性を向上させることができ、歩行者等の安全性をより高めることができる。
なお、第1の伝達関数(Csp)及び第2の伝達関数(Cref)の計測は静かな環境下で行う。これにより、外環境音を計測せずに警報音の伝達関数を正確に計測することができる。
車両接近報知装置は、使用する状況に応じて初期チューニングモード、走行モード、ディーラモードと3種類のモードを備えている。
最初に、本発明の一実施の形態における初期チューニングモードについて説明する。初期チューニングモードは車両接近報知装置を販売する前等に使用する。
初期チューニングモードでは、図1において、スイッチ41を初期チューニングモード側へ接続する。これにより、警告位置に設置されたマイクロホン15と、LMSブロック32とが接続される。警告位置に設置されたマイクロホン15で、スピーカ13から発生した警報音を検出するため、初期チューニングモードでは車両を停止した状態で車両接近報知装置のチューニングを行う。
スピーカ13から警報音を発生させ、警告位置に設置したマイクロホン15で警報音を検出する。警告位置へ伝わる警報音の音圧を目標音圧とし、目標音圧を係数としてLMSブロック32を調整する。マイクロホン15の検出値により、目標音圧に合わせてADF31、LMSブロック32の最適なパラメータを導出する。
LMSブロック32がマイクロホン15の検出した信号と入力値である係数の誤差信号が最小になるようにフィルタ係数を更新することで、適応型フィルタADF31は目標音圧を出力する最適なパラメータを導出する。なお、このとき、VCA22のパラメータは基本値に設定しておく。なお、本発明の一実施の形態において、初期音圧調整部のアルゴリズムとしてADF31とLMSブロック32を用いているが、目標値と入力音圧を比較して出力制御を行うPID制御や、入力値に応じた出力値のデータテーブルを持たせたものを用いてもよい。
ADF31のパラメータの導出は、マイクロホン15による警報音の検出値と、目標音圧とを比較することにより行われる。マイクロホン15による警報音の検出値と、目標音圧とを比較し、マイクロホン15による警報音の検出値と目標音圧との差分が小さくなるようにADF31のパラメータを変更する。ADF31のパラメータを変更した後に警報音を発生させ、マイクロホン15により検出し、LMSブロック32により警報音の音圧の大小を測定し、マイクロホン15による警報音の検出値と目標音圧との差分が小さくなるように再度ADF31のパラメータを変更する。この操作を繰り返し、マイクロホン15による警報音の検出値と目標音圧との差分が最小になるようにADF31のパラメータを変更する。これにより、目標音圧に対しADF31でのパラメータが最適な値となり、車両接近報知装置の初期チューニングが終了する。
なお、初期チューニング終了後にスイッチ41をディーラモード側に接続し、スピーカ13から警報音を発生させ、マイクロホン14で検出することにより、ADF31の誤差をさらに低減させることができる。これにより、警報音の警告性をさらに向上させることができる。なお、ディーラモードについては後述する。
なお、車検時等に警告位置を変更するなどし、第2の伝達関数が大きく変化する場合には、初期チューニングモードで再度チューニングを行う必要がある。しかし、初期チューニングモードで一度チューニングし、ADF31のパラメータを決定してあるため、第2の伝達関数(Cref)を計測しなおさなくても、初期チューニングモードで設定したパラメータから第2の伝達関数(Cref)を求めることができる。
初期チューニングモードでは一連の操作を車両接近報知装置が自動的に行うため、チューニングの作業者がチューニング時の煩雑な作業から開放される。このため、販売前やディーラモードによりADF31のパラメータの誤差を低減させる作業時にも、チューニングをするために機器を用意する必要はなく、チューニングにおける煩雑な作業もなくなるため、業務効率を向上させることができる。
次に、本発明の一実施の形態における走行モードについて説明する。走行モードは車両走行中に使用される。
走行モードでは、図1において、スイッチ41及びスイッチ42を走行モード側へ接続する。これにより、マイクロホン14とLMSブロック32が接続され、ADF31とLMSブロック32との接続は切り離される。スピーカ13から警報音を発生させ、マイクロホン14で検出する。マイクロホン14で検出された警報音は第1の伝達関数及び第2の伝達関数により、警告位置に伝わる警報音の音圧へと変換される。
マイクロホン14で検出された警報音は警告位置の音圧に変換され、比較器23へと入力される。比較器23において、VCA22からスピーカアンプ21への出力と、マイクロホン14による警報音の検出値とを比較し、VCA22へ入力される。なお、VCA22からの出力には車両の速度に応じた基準値を設け、この基準値と検出値を比較する。ここで、走行中には基準値と検出値が完全に一致するような正確な調整は必要ではない。このため、ある程度の範囲でなら検出値が基準値からずれていても車両用警報装置は正常に動作しているものとし、警報音の音圧を調整しない。
スピーカ13から発生する警報音は車内環境の変化や経年劣化により変化するが、極端に警報音の音圧が低くなるか高くなったときは、警報音の警告性に問題が生じる。警報音の音圧が極端に低い場合、車両の接近に歩行者等が気づき難くなり、警報音の警告性に問題が生じる。また、警報音の音圧が極端に高い場合、車両の接近に歩行者等は気づき易いが、歩行者等への騒音となり、歩行者等へ不快感を覚えさせる。このため、これらの警告性に問題を生じる程度の音圧を決め、基準値と比較して極端に大きい音圧を警報音の第1の閾値、極端に小さい音圧を警報音の第2の閾値としてVCA22に記録する。
検出値が第1の閾値よりも大きいときは、車両接近報知装置が故障したことにより、警報音の音圧が極端に高くなっている場合か、車両の走行環境の騒音が大きいことにより検出値が一時的に高くなっている場合のいずれかである。このため、検出値が第1の閾値よりも大きい場合、検出値と基準値の比較を複数回行う。複数回比較しても検出値が第1の閾値よりも大きいときは、車両接近報知装置が故障したものと判定し、車両接近報知装置が故障した旨を乗員に警告する。
なお、車両が騒音の大きい環境を走行していたことにより検出値が第1の閾値を越えていた場合、車両が騒音の大きい環境を離れることにより検出値が下がり第1の閾値よりも低い値を検出するようになる。このときは、乗員に示していた故障の旨の警告をやめ、警報音の音圧の調整をする。
また、車両接近報知装置の音圧は、車両用警報装置の経年劣化では極端に変化せず、車内環境が変化したときや故障したときに限り極端に変化する。このため、故障をしない限り車両の走行中に警報音の音圧が極端に変化をすることはない。このため、警報音の音圧を複数回検出して、警報音の音圧が第2の閾値よりも小さいときは車両接近報知装置が故障したものと判定し、車両接近報知装置が故障した旨を乗員に警告する。
検出値が第1の閾値から第2の閾値の範囲内の値であり、VCA22からの出力がマイクロホン14による検出値よりも大きい場合は、スピーカ13から発生する警報音の音圧が低くなっていることによって検出値が低くなっているため、警報音の音圧を調整する必要がある。このため、検出値と基準値の比較を複数回行い、検出値が常に基準値の範囲よりも小さい場合はVCA22からの出力を高くし、スピーカ13から発生する警報音の音圧を高くすることにより調整する。ここで、VCA22からの出力を高くしてVCA22からの出力よりもマイクロホン14による警報音の検出値が大きくなった場合車両接近報知装置は故障していなく警報音の音圧の調整ができていることになる。このときは、車両接近報知装置は調整後のVCA22の出力を維持する。
ここで、VCA22の出力を調整しても検出値が基準値の範囲に満たないとき、車両接近報知装置は故障をしたものと判定し、車両接近報知装置が故障した旨を乗員に警告する。
検出値が第1の閾値から第2の閾値の範囲内の値であり、VCA22からの出力がマイクロホン14による検出値よりも小さい場合は、警報音の音圧が高くなっていることによって検出値が高くなっている場合か、車両の走行環境の騒音により検出値が一時的に高くなっている場合のいずれかである。このときは、検出値と基準値の比較を複数回行い、検出値が常に基準値の範囲よりも大きい場合はVCA22からの出力を低くし、スピーカ13から発生する警報音の音圧を低くすることにより調整する。
ここで、VCA22の出力を調整しても検出値が基準値の範囲よりも大きい場合、車両接近報知装置は故障をしたものと判定し、車両接近報知装置が故障した旨を乗員に警告する。なお、車両が騒音の大きい環境を走行していたことにより検出値が基準値の範囲を越えていた場合、車両が騒音の大きい環境を離れることにより検出値が下がり基準値の範囲内の値を検出するようになる。このときは、乗員に示していた故障の旨の警告をやめ、警報音の音圧の調整をする。
なお、本発明の一実施の形態において、静かな環境下でマイクロホン14を用いて走行中の警報音の音圧を測定する。静かな環境下で測定をすることにより、環境音を検出せずに、警報音と自車ロードノイズを検出することができる。ここで、初期チューニング後等の警報音を調整した状態で警報音と自車ロードノイズを検出することにより、車両の速度に応じた自車ロードノイズを検出することができる。これにより、出力と自車ロードノイズを合わせた音圧を検出値と比較することができる。
これにより、出力と検出値のみの比較よりも、より正確な調整をすることができる。車両の走行環境に応じた調整をすることができるため、警報音の警告性を保つことができ、また、車両の走行が周囲への迷惑とならないようにすることができる。例えば、閑静な住宅地では警報音の音圧を低くすることにより住民に対する騒音にならないようにし、喧騒な市街地や渋滞時には警報音の音圧を高くすることにより警報音の警告性を保ち車両の安全性を確保することができる。
なお、マイクロホン14の検出する周波数帯域をスピーカ13から発生する警報音以外の周波数帯域に絞ることにより、スピーカ13から発生する警報音を検出せずに車外音のみを検出することができる。車外音のみを検出することにより、車外音によって警報音の音圧を調整することができる。車外音に従って警報音を調整することにより、車外音が極端に大きくても歩行者等に聞こえる音圧の警報音を発生させることができるため、警報音の警告性を高めることができる。
また、本発明の一実施の形態における走行モードでは図2に示す簡易的な構成を用いてもよい。
図2は、図1の構成から初期音圧調整部30を外したものである。図2の構成では、初期音圧調整部30がないため、初期チューニングモード及び後述するディーラモードによる調整をすることができない。しかしながら、VCA22のパラメータを設定した後に、走行モードとして動作をすることはできる。なお、図2に示す簡易的な構成において、スイッチ43を切り替えることにより、マイクロホン14による検出値と、警告位置であるマイクロホン15による検出値の両方に合わせてVCA22からの出力を調整する事ができる。
最後に、本発明の一実施の形態におけるディーラモードについて説明する。ディーラモードは車検時やディーラサービス等の車両の検査時に使用される。ディーラモードにおける調整は、車検時やディーラサービス等の車両の検査時に行われるため、ディーラモードにおける調整は静かな環境下で行われ、車両周囲の環境音がない状況である。このため、走行モードよりもより緻密な調整が可能である。
ディーラモードでは、図1において、スイッチ41及びスイッチ42をディーラモード側へ接続する。これにより、マイクロホン14とLMSブロック32が接続され、ADF31とLMSブロック32も接続される。スピーカ13から警報音を発生させ、マイクロホン14で検出する。マイクロホン14で検出された警報音は第1の伝達関数(Csp)及び第2の伝達関数(Cref)により、警告位置に伝わる警報音の音圧へと変換される。
マイクロホン14で検出され警告位置の音圧に変換された警報音は、比較器23へと入力される。比較器23において、VCA22からスピーカアンプ21への入力と、マイクロホン14による警報音の検出値とを比較し、VCA22へ入力される。また、警告位置の音圧に変換された警報音はLMSブロック32に入力され、目標音圧に応じて警報音の音圧の大きさを判定し、ADF31のパラメータが調整される。
マイクロホン14により検出され警告位置の音圧に変換された警報音は、LMSブロック32に入力され、目標音圧と比較される。警告位置の音圧に変換された警報音の検出値と、目標音圧とを比較し、警告位置の音圧に変換された警報音の検出値と目標音圧との差分が小さくなるようにADF31のパラメータを変更する。ADF31のパラメータを変更した後に警報音を発生させ、マイクロホン14により検出し、警告位置の音圧に変換し、LMSブロック32により警報音の音圧の大小を測定し、マイクロホン15による警報音の検出値と目標音圧との差分が小さくなるように再度ADF31のパラメータを変更する。この操作を繰り返し、マイクロホン15による警報音の検出値と目標音圧との差分が最小になるようにADF31のパラメータを変更する。
ディーラモードでは一連の操作を車両接近報知装置が自動的に行うため、チューニングの作業者がチューニング時の煩雑な作業から開放される。このため、車検やディーラサービス等ではチューニングをするために機器を用意する必要はなく、チューニングにおける煩雑な作業もなくなるため、業務効率を向上させることができる。
ここで、ディーラモードではスピーカ13から発生した警報音をマイクロホン14で検出し、警告位置の音圧に調整し、ADF31のパラメータを緻密に調整する事ができる。このため、車両接近報知装置を構成するスピーカ13の特性の変化、車両の修理等による車両環境の変化、スピーカアンプ21の特性の変化と車両接近報知装置の各構成における特性の変化に対して警報音を調整する事ができる。
本発明にかかる車両接近報知装置は、車両のチューニング時及び車両の走行時に警報音を検出することにより警報音の音圧を調整し、歩行者等に対する警報音の警告性を高めることができるため、電気自動車やハイブリッド自動車のような低騒音車に利用することができる。
10 車両
11 音源
12 スピーカボックス
13 スピーカ
14、15 マイクロホン
20 警報音制御部
21 スピーカアンプ
22 VCA
23 比較器
30 初期音圧調整部
31 ADF
32 LMSブロック
41、42、43 スイッチ

Claims (4)

  1. 車両の接近を歩行者等に警告する警報音を発生するスピーカと、
    前記警報音の音圧の基準値が設定され前記警報音の出力信号を前記スピーカへ出力する警報音制御部と、
    前記警報音制御部に前記警報音の音情報を保持し出力する音源と、
    前記警報音を検出するマイクロホンを有し、
    前記マイクロホンで検出した前記警報音の検出値を前記警報音制御部に入力して前記基準値と比較し、
    この比較結果によって前記スピーカから発生する前記警報音の音圧が前記基準値になるように前記スピーカへの出力を調整することを特徴とする車両接近報知装置。
  2. 前記音源から出力された前記警報音の音情報を調整するパラメータと前記警報音の目標音圧が設定された初期音圧調整部を設け、
    この初期音圧調整部に前記マイクロホンで検出した前記警報音の検出値を入力し、
    このマイクロホンで検出した検出値が前記初期音圧調整部に予め設定された目標音圧になるように、
    前記パラメータを変更することにより音情報を調整するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の車両接近報知装置。
  3. 前記警報音制御部に前記警報音の音圧の閾値を設定し、
    前記スピーカへの出力を調整しても前記マイクロホンで検出した前記警報音の検出値が閾値の範囲内にならない場合、
    前記スピーカが故障したものと判定することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の車両接近報知装置。
  4. 前記警報音制御部は、
    前記スピーカから前記マイクロホンまでの前記警報音の第1の伝達関数と、
    前記スピーカから所定の距離離れた警告位置までの前記警報音の第2の伝達関数とを記録してあり、
    前記第1と第2の伝達関数を比較することにより前記マイクロホンによる警報音の検出値を前記警告位置に伝わる警報音に変換することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車両接近報知装置。
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