JP2013239881A - 車両接近通報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化、電源電圧変動、経年劣化等の要因に伴う発音体での発音の音圧の変化を抑制し、通報性を低下させることを抑制する。
【解決手段】スピーカ４０から出力される通報音を集音するマイク２４を備え、マイク２４から出力される信号に基づいて発音体４０から出力される通報音の音圧が一定となるように音声信号を補正する（Ｓ１０６）。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載され、発音体から通報音を発生させることにより、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関するものである。

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、歩行者などの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走行音を発生させる車両接近通報装置が搭載されつつある（例えば、特許文献１参照）。

この車両接近通報装置では、スピーカを介して擬似走行音などの接近通報音を発音しているが、スピーカ出力音圧については、大きければ通報性はあがるが騒音性が問題になり、逆に、小さければ騒音性は満足するが通報性が下がってしまうという問題がある。このため、通報性と騒音性の双方を満足できるレベルでスピーカ出力音圧が設定される。

特開２００９−３５１９５号公報

しかしながら、車両接近通報装置は、車両に搭載されるものであり、スピーカが車両の環境温度に応じた影響を受けることになる。具体的には、スピーカは車室外、例えばエンジンルーム内に搭載されることになり、そのエンジンルーム内の使用温度範囲が−４０〜１１０℃といった広い温度範囲（１５０℃幅）となり、スピーカが受ける影響が大きくなる。例えば、スピーカのボイスコイル材料は銅であり、銅の抵抗率の温度係数が約４０００ｐｐｍ／℃となるため、ボイスコイルインピーダンスは、１５０℃幅で約６０％変化することになる。すなわち、スピーカ出力音圧は、次式で表されることになるため、温度上昇に伴って低下し、１５０℃幅だと温度変化の影響だけで単純に４ｄＢ低下してしまう。

（数１）
［１／スピーカインピーダンス］∝［スピーカ電流］∝［スピーカ出力音圧］
特に、スピーカ搭載位置がエンジンルーム内であった場合、車両の走行前後にエンジンルーム内の温度が大きく上昇するため、スピーカからの発音の音圧が低下し、通報性を低下させるという問題がある。

また、発音体の音圧は、電源電圧変動やスピーカの経年劣化等の要因によっても変化する。すなわち、温度変化だけでなく、電源電圧変動やスピーカの経年劣化等の要因によっても発音体の音圧が変化し、通報性を低下させるという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、温度変化、電源電圧変動、経年劣化等の要因に伴う発音体での発音の音圧の変化を抑制し、通報性を低下させることを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両に搭載され、発音体（４０）から通報音を発生させることにより、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であって、発音体（４０）から通報音を発生させるための音声信号を生成する音声信号生成手段と、発音体（４０）から出力される通報音を集音するマイク（２４）と、を備え、音声信号生成手段は、マイク（２４）から出力される信号に基づいて発音体（４０）から出力される通報音の音圧が一定となるように音声信号を補正する補正手段（Ｓ１０６）を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、発音体（４０）から出力される通報音を集音するマイク（２４）を備え、マイク（２４）から出力される信号に基づいて発音体（４０）から出力される通報音の音圧が一定となるように音声信号が補正されるので、温度変化、電源電圧変動、経年劣化等の要因に伴う発音体での発音の音圧の変化を抑制し、通報性を低下させることを抑制することができる。

また、請求項２に記載の発明は、発音体（４０）から通報音を発生させる回路を搭載した回路基板（２５）と、発音体（４０）および回路基板（２５）を収納する筐体（１〜３）と、を備え、発音体（４０）は、通報音を発生させる振動板（４０ａ）を有し、筐体内には、当該筐体（１〜３）の内壁、振動板（４０ａ）および回路基板（２５）によって密閉空間が形成されており、マイク（２４）は、密閉空間内に配置されていることを特徴としている。

車両接近通報装置は、車両のエンジンルーム内等、車室外に取り付けられるため高い防水性能や防塵性能が要求される。特に、通報音を集音するマイク（２４）の特性が水滴や埃等によって変化してしまうと、通報音の音圧を一定とするような音声信号の補正を行うことができなくなることが考えられるが、上記した構成によれば、発音体（４０）から通報音を発生させる回路を搭載した回路基板（２５）と、発音体（４０）および回路基板（２５）を収納する筐体（１〜３）と、を備え、発音体（４０）は、通報音を発生させる振動板（４０ａ）を有し、筐体内には、当該筐体（１〜３）の内壁、振動板（４０ａ）および回路基板（２５）によって密閉空間が形成されており、マイク（２４）は、密閉空間内に配置されているので、水滴や埃等によるマイク（２４）の特性の変化を抑制することができ、更に、周囲の騒音による影響を低減することもできる。

また、請求項３に記載の発明は、マイク（２４）は、密閉空間と接する回路基板（２５）上に搭載されていることを特徴としている。

このような構成によれば、マイク（２４）は、密閉空間と接する回路基板（２５）上に搭載されているので、例えば、マイク（２４）と回路基板（２５）との間を接続する配線を不要とすることができ、小型化が可能である。また、信頼性を向上することができ、更に、組み付け時の作業性を向上することもできる。

また、請求項４に記載の発明は、発音体（４０）を収納する筐体（１〜３）を備え、発音体（４０）は、通報音を発生させる振動板（４０ａ）を有し、筐体内には、当該筐体（１〜３）の内壁と振動板（４０ａ）によって密閉空間が形成されており、マイク（２４）は、密閉空間内に配置されていることを特徴としている。

通報音を集音するマイク（２４）の特性が水滴や埃等によって変化してしまうと、通報音の音圧を一定とするような音声信号の補正を行うことができなくなることが考えられるが、上記した構成によれば、発音体（４０）を収納する筐体（１〜３）を備え、発音体（４０）は、通報音を発生させる振動板（４０ａ）を有し、筐体内には、当該筐体（１〜３）の内壁と振動板（４０ａ）によって密閉空間が形成されており、マイク（２４）は、密閉空間内に配置されているので、請求項２に記載された発明と同様に、水滴や埃等によるマイク（２４）の特性の変化を特性することができる。また、周囲の騒音による影響を低減することもできる。

また、請求項５に記載の発明は、マイク（２４）から出力される信号に基づいて発音体（４０）の故障を判定する故障判定手段（Ｓ１０４）と、故障判定手段（Ｓ１０４）により発音体（４０）が故障であると判定された場合、発音体（４０）が故障であることを示す信号を出力して故障を通知する故障通知手段（Ｓ１０８）と、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、マイク（２４）から出力される信号に基づいて発音体（４０）の故障を判定し、発音体（４０）が故障であると判定した場合、発音体（４０）が故障であることを示す信号を出力して故障を通知するので、ユーザに発音体（４０）の故障を容易に認識させることが可能である。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る車両接近通報装置の正面図、（ｂ）は車両接近通報装置の側面図、（ｃ）は車両接近通報装置の下面図である。 図１（ａ）中のII−II線に沿った断面図である。 車両接近通報装置のブロック構成図である。 車両接近通報装置の制御部のフローチャートである。 スピーカボイスコイルの抵抗率の温度特性を示した図である。 温度と音圧レベルとの関係を示した図である。

本発明の一実施形態に係る車両接近通報装置の構造を図１に示す。（ａ）は本車両接近通報装置の正面図、（ｂ）は車両接近通報装置の側面図、（ｃ）は車両接近通報装置の下面図である。なお、本車両接近通報装置は、車両のエンジンルーム内等に取り付けられ、スピーカ等の発音体から通報音を発生させることにより、車両が接近していることを周囲に通報するものである。

車両接近通報装置は、樹脂製の第１ケース１、樹脂製の第２ケース２および樹脂製のカバー３によって筐体が構成されている。

図２に、図１（ａ）中のII−II線に沿った断面図を示す。図に示すように、第１ケース１は、略円筒状のケース筒部１１を備えている。このケース筒部１１の一端側開口部に、円筒状の第２ケース２が固着され、ケース筒部１１の他端側開口部に、この開口部を覆う円盤状のカバー３が嵌合されている。

ケース筒部１１の内部には、隔壁１２が設けられている。ケース筒部１１内の空間は、この隔壁１２により２分割されている。より詳細には、ケース筒部１１と隔壁１２と第２ケース２とによって第１空間４が形成され、ケース筒部１１と隔壁１２とカバー３とによって第２空間５が形成されている。

第１空間４と第２空間５との間には、これらの空間を遮るように、通報音を発生させるスピーカの振動子４０ａが設けられている。より詳細には、スピーカの振動子４０ａを、ケース筒部１１と隔壁１２とに挟み込み固着している。これにより、ケース筒部１１と隔壁１２と第２ケース２とスピーカの振動子４０ａとによって第１空間４を密閉空間としている。この第１空間４には、スピーカより出力される通報音を集音するマイク２４等を搭載したプリント基板（回路基板）２５が配置されている。なお、マイク２４は、スピーカの振動子４０ａよりも第２ケース２側の密閉された第１空間４と接するプリント基板２５上に搭載されている。

図３に、本車両接近通報装置のブロック構成を示す。車両接近通報装置２０には、車両の車速に応じた車速信号を車両接近通報装置２０へ出力する車速センサ３０が接続されている。

車両接近通報装置２０は、制御部２１、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）２２、パワーアンプ（以下、ＡＭＰという）２３、マイク２４、マイクアンプ２５およびスピーカ４０を備えている。

制御部２１は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはメモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。制御部２１のメモリには、ＰＣＭデータなどの接近通報音データも記憶されている。

また、制御部２１は、音声信号を生成する音声信号生成部（図示せず）を有している。本実施形態における音声信号生成部は、ＣＰＵより出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路を有している。このＤ／Ａ変換回路により、音声信号の振幅や周波数等を変更することが可能となっている。制御部２１は、メモリに記憶された接近通報音データを用いて音声信号（電圧波形信号）を生成し、生成した音声信号を出力する。

ＬＰＦ２２は、制御部２１の信号生成部より入力される音声信号（電圧波形信号）に含まれる高周波のノイズ成分を除去するために設けられている。

ＡＭＰ２３は、ＬＰＦ２２を介して制御部２１より入力される信号の電圧を増幅し、この増幅した電圧を出力する。スピーカ４０が発音する音圧は、ＡＭＰ２３から供給される電流の大きさ（振幅）に応じて決まり、ＡＭＰ２３から供給される電流の大きさは、音声信号生成部より出力される音声信号（電圧波形信号）の出力波形によって決まる。

スピーカ４０は、図２に示した振動子４０ａを有しており、ＡＭＰ２３から供給される電流に応じた音圧の通報音を振動子４０ａより発生させる。

マイク２４は、スピーカ４０より出力される通報音を集音するために設けられている。マイクアンプ２５は、マイク２４より出力される信号を増幅するものである。なお、本実施形態では、マイク２４として、コンデンサーマイクが用いられている。

なお、制御部２１、ＬＰＦ２２、ＡＭＰ２３、マイク２４、マイクアンプ２５等を構成している回路部品は、図２に示したプリント基板２５に搭載されている。

本実施形態における制御部２１は、スピーカ４０から出力される通報音を集音するマイク３０より入力される信号に基づいてスピーカ４０から出力される通報音の音圧が一定となるように音声信号（電圧波形信号）を補正する。

図４に、制御部２１のフローチャートを示す。本車両接近通報装置２０は、車両のイグニッションスイッチがオン状態となると動作状態となる。制御部２１は、車速センサ３０より入力される車速信号に基づいて車速が所定速度（例えば２０ｋｍ／ｈ）未満か否かを判定し、車速が所定速度未満であると判定した場合、図４に示す処理を実施する。

まず、音声信号（電圧波形信号）を生成する（Ｓ１００）。予め定められた振幅および周波数の電圧波形信号を生成し、生成した電圧波形信号をＬＦＰ２２と接続された信号出力端子から出力する。

なお、この電圧波形信号は、ＬＦＰ２２を介してＡＭＰ２３に入力され、ＡＭＰ２３により増幅される。そして、ＡＭＰ２３より供給される電流に応じた音圧の通報音がスピーカ４０から出力される。

次に、スピーカ４０から出力される通報音の音圧を特定する（Ｓ１０２）。スピーカ４０から出力される通報音の音圧は、マイク３０より入力される信号に基づいて特定することができる。具体的には、マイク３０より入力される信号に基づいて通報音の音圧の積分値を算出し、この通報音の音圧の積分値から平均出力音圧を算出する。

次に、通報音の音圧が第１の基準値範囲内か否かに基づいてスピーカ４０が故障しているか否かを判定する（Ｓ１０４）。

ここで、スピーカ４０から正常に通報音が出力されており、スピーカ４０より出力される通報音の音圧が第１の基準値範囲内となっている場合、Ｓ１０４の判定はＹＥＳとなり、次に、スピーカ４０より出力される通報音の音圧が一定となるように音声信号を補正する（Ｓ１０６）。本実施形態では、スピーカ４０より出力される通報音の音圧が一定となるようにするための振幅係数ｋを求め、この振幅係数ｋをＳ１００にて生成した電圧波形信号に掛け合わせることで、補正後の電圧波形信号を生成し、それを信号生成部から出力する。

具体的には、メモリには、マイク３０より入力される信号に基づいて特定される通報音の平均出力音圧とスピーカ４０より出力される通報音の音圧レベルの関係を示した演算式もしくはマップが記憶されており、その演算式に通報音の平均出力音圧を代入して振幅係数ｋを算出したり、マップから通報音の平均出力音圧に対応する振幅係数ｋを選択したりしている。

なお、スピーカ４０より出力される通報音の音圧が低くなりマイク３０より入力される信号に基づいて特定される通報音の平均出力音圧が第２の基準値よりも低くなると、振幅係数ｋを大きくしてスピーカ４０より出力される通報音の音圧が高くなる。反対に、スピーカ４０より出力される通報音の音圧が高くなりマイク３０より入力される信号に基づいて特定される通報音の平均出力音圧が第２の基準値よりも高くなると、振幅係数ｋを小さくしてスピーカ４０より出力される通報音の音圧が低くなる。

このようにして、スピーカ４０より出力される通報音の音圧が一定となるように制御される。

また、例えば、経時劣化等によるスピーカ４０の故障によりスピーカ４０から報知音が出力されず、スピーカ４０からの通報音の音圧が第１の基準値範囲内から外れた場合には、Ｓ１０４の判定はＮＯとなり、次に、スピーカ４０が故障であることを示す信号を出力して故障を通知する（Ｓ１０８）。本車両接近通報装置は、メータ表示を行うためのメータＥＣＵ等と通信接続するための外部接続インタフェースを有しており、スピーカ４０からの通報音の音圧が第１の基準値範囲内から外れた場合には、その外部接続インタフェースを介してスピーカ４０が故障であることを示す信号を出力する。なお、メータＥＣＵは、スピーカ４０が故障であることを示す信号を受信すると、メータ内に設けられたスピーカの故障を示すＬＥＤを点灯させるようになっている。

図５は、スピーカボイスコイルの抵抗率の温度特性を示した図であり、図６は、温度と音圧レベルとの関係を示した図である。図５に示すように、例えば、スピーカ３のボイスコイル材料は銅であり、銅の抵抗率の温度係数が約４０００ｐｐｍ／℃となるため、ボイスコイルインピーダンスは、１５０℃幅で約６０％変化することになる。

このため、図６の破線で示したように、温度変化に伴って接近通報音電圧波形信号の電圧レベルを変更しなかった場合、実際にスピーカ３から出力される車両接近通報音の音圧レベルは温度上昇に伴って低下する。例えば、−４０〜１１０℃に変化した場合のように、１５０℃幅だと温度変化の影響だけで単純に４ｄＢ低下してしまう。したがって、スピーカ４０より出力される通報音の音圧が一定となるようにするための振幅係数ｋを演算し、その振幅係数ｋを接近通報音電圧波形信号に掛け合わせることでスピーカ３での発音の音圧レベルを補正でき、スピーカ３から車両接近通報音を発音したときに、その音圧レベルが一定値となるようにする。

なお、温度変化だけでなく、電源電圧変動やスピーカの経年劣化等の要因によってもスピーカ４０の音圧が変化し、通報性が低下する場合があるが、電源電圧変動やスピーカの経年劣化等の要因によりスピーカ４０の音圧が変化した場合にも、その音圧レベルが一定値となるように制御される。

上記した構成によれば、スピーカ４０から通報音を発生させるための音声信号を生成する音声信号生成部と、スピーカ４０から出力される通報音を集音するマイク２４を備え、マイク２４から出力される信号に基づいてスピーカ４０から出力される通報音の音圧が一定となるように音声信号が補正されるので、温度変化、電源電圧変動、経年劣化等の要因に伴う発音体での発音の音圧の変化を抑制し、通報性を低下させることを抑制することができる。

車両接近通報装置２０は、車両のエンジンルーム内等、車室外に取り付けられるため高い防水性能や防塵性能が要求される。特に、通報音を集音するマイク２４の特性が水滴や埃等によって変化してしまうと、通報音の音圧を一定とするような音声信号の補正を行うことができなってしまうことが考えられるが、上記した構成によれば、スピーカ４０から通報音を発生させる回路を搭載したプリント基板２５と、スピーカ４０および回路基板２５を収納する筐体１〜３と、を備え、スピーカ４０は、通報音を発生させる振動板４０ａを有し、筐体内には、当該筐体１〜３の内壁、振動板４０ａおよび回路基板２５によって密閉空間が形成されており、マイク２４は、密閉空間内に配置されているので、水滴や埃等によるマイク２４の特性の変化を抑制することができ、更に、周囲の騒音による影響を低減することもできる。

また、マイク２４は、プリント基板２５上に搭載されているので、例えば、マイク２４と回路基板２５との間を接続する配線を不要とすることができ、小型化が可能である。また、信頼性を向上することができ、更に、組み付け時の作業性を向上することもできる。

また、マイク２４から出力される信号に基づいてスピーカ４０の故障を判定し、スピーカ４０が故障であると判定した場合、スピーカ４０が故障であることを示す信号を出力して故障を通知するので、ユーザにスピーカ４０の故障を容易に認識させることが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

上記実施形態では、筐体内に、当該筐体１〜３の内壁と振動板４０ａによって密閉空間を形成し、更に、この密閉空間内にマイク２４を搭載した回路基板２５を配置して、当該筐体１〜３の内壁、振動板４０ａおよび回路基板２５によって密閉空間を形成し、この密閉空間内にマイク２４を配置した構成を示したが、筐体１〜３の内壁と振動板４０ａによって密閉空間を形成することなく、筐体１〜３の内壁、振動板４０ａおよび回路基板２５によって密閉空間を形成し、この密閉空間内にマイク２４を配置した構成としてもよい。

また、上記実施形態では、筐体内に、当該筐体１〜３の内壁、振動板４０ａおよび回路基板２５によって密閉空間を形成し、この密閉空間内にマイク２４を配置した構成を示したが、回路基板２５を利用することなく、筐体内に、当該筐体
１〜３の内壁と振動板４０ａによって密閉空間を形成し、この密閉空間内にマイク２４を配置するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、発音体としてスピーカ４０を用いたが、ブザー等を用いることもできる。

また、上記実施形態では、マイク２４として、コンデンサーマイクを用いたが、コンデンサーマイクに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、音声信号生成手段として、制御部２１のＣＰＵより出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路を有する音声信号生成部を例に説明したが、このような構成に限定されるものではない。

なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、制御部２１の音声信号生成部が音声信号生成手段に相当し、Ｓ１０６が補正手段に相当し、Ｓ１０４が故障判定手段に相当し、Ｓ１０８が故障通知手段に相当する。

１ 第１ケース
２ 第２ケース
３ カバー
２０ 車両接近通報装置
２４ マイク
３０ 車速センサ
４０ スピーカ
４０ａ 振動子

Claims (5)

1. 車両に搭載され、発音体（４０）から通報音を発生させることにより、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であって、
   前記発音体（４０）から通報音を発生させるための音声信号を生成する音声信号生成手段と、
   前記発音体（４０）から出力される前記通報音を集音するマイク（２４）と、を備え、
   前記音声信号生成手段は、前記マイク（２４）から出力される信号に基づいて前記発音体（４０）から出力される前記通報音の音圧が一定となるように前記音声信号を補正する補正手段（Ｓ１０６）を備えたことを特徴とする車両接近通報装置。
2. 前記発音体（４０）から通報音を発生させる回路を搭載した回路基板（２５）と、
   前記発音体（４０）および前記回路基板（２５）を収納する筐体（１〜３）と、を備え、
   前記発音体（４０）は、前記通報音を発生させる振動板（４０ａ）を有し、
   前記筐体内には、当該筐体（１〜３）の内壁、前記振動板（４０ａ）および前記回路基板（２５）によって密閉空間が形成されており、
   前記マイク（２４）は、前記密閉空間内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両接近通報装置。
3. 前記マイク（２４）は、前記密閉空間と接する前記回路基板（２５）上に搭載されていることを特徴とする請求項２に記載の車両接近通報装置。
4. 前記発音体（４０）を収納する筐体（１〜３）を備え、
   前記発音体（４０）は、前記通報音を発生させる振動板（４０ａ）を有し、
   前記筐体内には、当該筐体（１〜３）の内壁と前記振動板（４０ａ）によって密閉空間が形成されており、
   前記マイク（２４）は、前記密閉空間内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両接近通報装置。
5. 前記マイク（２４）から出力される信号に基づいて前記発音体（４０）の故障を判定する故障判定手段（Ｓ１０４）と、
   前記故障判定手段（Ｓ１０４）により前記発音体（４０）が故障であると判定された場合、前記発音体（４０）が故障であることを示す信号を出力して故障を通知する故障通知手段（Ｓ１０８）と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両接近通報装置。

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