JP2014065409A

JP2014065409A - 車両接近通報装置

Info

Publication number: JP2014065409A
Application number: JP2012212425A
Authority: JP
Inventors: Haruyuki Tsuzuki; 治幸都築; Daisei Tajimi; 大生田治見
Original assignee: Anden Co Ltd
Current assignee: Denso Electronics Corp
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-04-17
Also published as: DE102013110206B4; US20140085071A1; US9073477B2; DE102013110206A1; KR20140040632A

Abstract

【課題】通報音の音圧変動を抑制するとともに、通報音を構成している各周波数成分のバランスの低下を抑制しつつ、周囲に車両の速度を認識させることを可能とする。
【解決手段】車両の車速を特定し（Ｓ１００）、車両の車速の変化に伴ってスピーカの出力音圧変動の大きな第１周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせることなくスピーカの出力音圧変動の小さな第２周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせるように合成音信号を生成する（Ｓ１０２）。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の周波数成分で構成される合成音信号を生成し、当該合成音信号に応じた通報音をスピーカから出力させて車両の接近を通報する車両接近通報装置に関するものである。

走行用駆動源として電動機のみを備える電気自動車は、低速走行時の走行音が極めて静かである。また、走行用駆動源として電動機と内燃機関とを備えるハイブリッド車は、低速走行時に電動機の駆動力のみで走行する場合、走行音が極めて静かである。このため、歩行者等が当該車両の接近に気づかないことがある。

そこで、そのような低騒音車両において、車速に応じて周波数が変化する通報音信号を生成し、生成した通報音信号に基づく通報音を車外に向けて発生させて、車両の存在を車両周囲の歩行者等に知らせるようにした車両接近通報装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、通報音を、複数の周波数成分で構成される合成音（和音）として、擬似エンジン音または擬似モータ音を発生させるようにしたものがある。さらに、歩行者等が車両の速度を認識できるように、車速の変化に伴って合成音を構成する各周波数を少しずつ変化させるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−２１３１１２号公報特開２０１２−１７０７１号公報

上記特許文献２に記載された装置のように、車速の変化に伴って合成音を構成する各周波数を変化させる場合、スピーカの周波数特性の影響により、合成音を構成する一部の周波数成分の音圧が変化する。具体的には、合成音を構成する各周波数を変化させる場合、スピーカの出力音圧対周波数特性がフラットな周波数帯域では出力音圧は変化しないが、スピーカの出力音圧対周波数特性がフラットでない周波数帯域では出力音圧が上がったり下がったりする。このため、車速の変化に伴って通報音全体の音圧が大きく変動してしまい、その結果、通報音全体の音圧が低下して歩行者等が当該車両の接近に気づきにくいという問題や、通報音全体の音圧が上昇して歩行者や車室内の運転者に通報音を騒音に感じさせてしまうという問題がある。また、通報音を構成する各周波数成分のバランスが崩れ、通報音の聞こえ方が大きく変わってしまうといった問題もある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、通報音の音圧変動を抑制するとともに、通報音を構成している各周波数成分のバランスの低下を抑制しつつ、周囲に車両の速度を認識させることを可能と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、複数の周波数成分で構成される合成音信号を生成し、当該合成音信号に応じた通報音をスピーカから出力させて車両の接近を通報する車両接近通報装置であって、車両の車速を特定する車速特定手段と、車両の車速の変化に伴ってスピーカの出力音圧変動の大きな第１周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせることなくスピーカの出力音圧変動の小さな第２周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせるように合成音信号を生成する合成音信号生成手段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、車両の車速を特定し、車両の車速の変化に伴ってスピーカの出力音圧変動の大きな第１周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせることなくスピーカの出力音圧変動の小さな第２周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせるように合成音信号が生成されるので、通報音の音圧変動を抑制するとともに、通報音を構成している各周波数成分のバランスの低下を抑制しつつ、周囲に車両の速度を認識させることができる。

なお、スピーカの出力音圧変動の小さな第２周波数帯域に属する周波数成分の周波数をシフトさせたときに、当該第２周波数帯域に属する周波数成分の周波数が第２周波数帯域から外れてしまうと、スピーカより出力される通報音の音圧変動が大きくなってしまうが、請求項２に記載の発明では、合成音信号生成手段が、第２周波数帯域に属する周波数成分を、当該第２周波数帯域内でシフトさせるように、合成音信号を生成するので、スピーカより出力される通報音の音圧変動を抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明は、合成音信号生成手段は、第２周波数帯域に属する複数の周波数成分をシフトさせるように、合成音信号を生成することを特徴としている。

このような構成によれば、合成音信号生成手段は、第２周波数帯域に属する複数の周波数成分をシフトさせるように、合成音信号を生成するので、例えば、第２周波数帯域に属する１つの周波数成分をシフトさせる場合と比較して、通報音全体の周波数の変動量を大きくすることができ、より確実に周囲に車両の速度を認識させることができる。

なお、請求項４に記載の発明のように、合成音信号生成手段は、車両の車速が上昇するほど第２周波数帯域に属する周波数成分を高周波側にシフトさせるように合成音信号を生成することができる。

本発明の一実施形態に係る車両接近通報装置の構成を示す図である。周波数ピッチアップ制御について説明するための図である。スピーカの周波数−出力音圧特性例である。本発明の一実施形態に係る車両接近通報装置の制御部のフローチャートである。（ａ）は、周波数上昇率＝０（％）の場合の通報音スペクトラム特性を示した図、（ｂ）は、周波数上昇率＝５０（％）の場合の通報音スペクトラム特性を示した図である。

本発明の一実施形態に係る車両接近通報装置の構成を図１に示す。本車両接近通報装置は、複数の周波数成分で構成される合成音信号を生成し、当該合成音信号に応じた通報音をスピーカから出力させて車両の接近を通報するものである。なお、このような合成音信号により疑似エンジン音や疑似モータ音等の疑似走行音をスピーカから出力させることが可能となっている。

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およびスピーカ２４を備えている。また、制御部２１には、車速に応じた車速信号を出力する車速センサ３０が接続されている。

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、発音の制御プログラムやＰＣＭ（パルス符号変調）のデータ、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ものなどが記憶されている。また、車速に対応付けた音圧レベルの演算式もしくはマップなども記憶されている。

また、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合成音信号（電圧波形信号）を生成する合成音信号生成部（図示せず）を有している。また、本実施形態における合成音信号生成部は、デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログコンバータを有している。合成音信号生成部は、メモリに記憶された制御プログラムに従って、車速センサ３からの車速信号が入力されると、車速に応じた音圧レベルを演算式もしくはマップを用いて演算し、ＰＣＭのデータを演算した音圧レベルに設定したものを所定のサンプリング周期毎にデジタルアナログコンバータにセットしてＬＰＦ２２へ出力する。

ＬＰＦ２２は、制御部２１の信号生成部より入力される合成音信号（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より入力される合成音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２４が発音する音圧は、ＡＭＰ２３から供給される電流の大きさに応じて決まり、ＡＭＰ２３から供給される電流の大きさは、合成音信号生成部より出力される合成音信号（電圧波形信号）の出力波形によって決まる。

スピーカ２４は、ＡＭＰ２３から供給される電流に応じた音圧の通報音を発生する。

制御部２１は、センサ３０より入力される車速信号に基づいて車速を特定するとともに、車速に応じた合成音信号を生成し、生成した合成音信号をＬＰＦ２２を介してＡＭＰ２３へ出力する。ＡＭＰ２３は、入力された合成音信号を増幅してスピーカ２４へ出力する。

本実施形態における制御部２１は、歩行者等が車両の速度を認識できるように、この車速の上昇に伴って合成音信号を構成する複数の周波数成分の一部の周波数を高周波側にシフトさせる周波数ピッチアップ制御を行う。

ここで、図２を参照して、周波数ピッチアップ制御について説明する。図に示すように、制御部２１は、車両の車速に応じて合成音信号を構成する複数の周波数成分（基本周波数成分）を高周波側にシフトさせる。具体的には、合成音信号を構成する各周波数成分（基本周波数成分）に対し、車速に対応する周波数上昇率分だけ高周波側にシフトさせる。

例えば、時速１０キロメートルの場合、周波数上昇率は２２パーセント（％）となっているため、合成音信号を構成する各周波数成分（基本周波数成分）に対し、この基本周波数成分の２２パーセント（％）に相当する分を高周波側にシフトさせる。また、時速２０キロメートル以上の場合、周波数上昇率は５０パーセント（％）となっているため、合成音信号を構成する各周波数成分（基本周波数成分）に対し、この基本周波数成分の５０パーセント（％）に相当する分を高周波側にシフトさせる。

しかし、スピーカの出力音圧特性は周波数帯域によって異なるため、車速の変化に伴って合成音を構成する各周波数を変化させる場合、合成音を構成する一部の周波数成分の音圧が変化してしまうといった問題がある。

図３に、スピーカ２４の周波数−出力音圧特性例を示す。この図に示されるように、７００ヘルツ（Ｈｚ）以上、２．１キロヘルツ（ｋＨｚ）未満の周波数帯域（図中では、フラット周波数帯域と記す）では、出力音圧特性が比較的フラットとなっているが、７００ヘルツ（Ｈｚ）未満と、２．１キロヘルツ（ｋＨｚ）以上の周波数帯域では、出力音圧特性がフラットでなくなっている。

スピーカの出力音圧特性がフラットな周波数帯域では、合成音を構成する各周波数を変化させても出力音圧は変化しない。しかし、スピーカの出力音圧対周波数特性がフラットでない周波数帯域では、合成音を構成する各周波数を変化させると出力音圧が上がったり下がったりする。このため、車速の変化に伴って通報音全体の音圧が大きく変動してしまい、その結果、歩行者等が当該車両の接近に気づきにくいという問題や、通報音を騒音に感じてしまうという問題がある。

そこで、本実施形態に係る制御部２１は、スピーカの音圧変動の大きな第１周波数帯域に属する周波数成分と、スピーカの音圧変動の小さな第２周波数帯域に属する周波数成分に分けて、スピーカの音圧変動の大きな第１周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせることなくスピーカの音圧変動の小さな第２周波数帯域に属する周波数成分を車速に応じてシフトさせるように合成音信号を生成し、生成した合成音信号をＬＰＦ２２を介してＡＭＰ２３へ出力する処理を行う。

図４に、本実施形態に係る制御部２１のフローチャートを示す。車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、本車両接近通報装置は動作状態となり、制御部２１は、図４に示す処理を定期的に実施する。

まず、車速センサ３０より入力される車速信号に基づいて車両の車速を特定する（Ｓ１００）。

次に、合成音信号を生成し、生成した合成音信号を出力する（Ｓ１０２）。具体的には、スピーカの音圧変動の大きな第１周波数帯域（７００ヘルツ（Ｈｚ）未満と、２．１キロヘルツ（ｋＨｚ）以上の周波数帯域）に属する周波数成分をシフトさせることなく、スピーカの音圧変動の小さな第２周波数帯域（７００ヘルツ（Ｈｚ）以上、２．１キロヘルツ（ｋＨｚ未満）に属する周波数成分をシフトさせるように合成音信号を生成し、生成した合成音信号をＬＰＦ２２を介してＡＭＰ２３へ出力する。

なお、スピーカ２４の出力音圧変動の小さな第２周波数帯域に属する周波数成分の周波数成分をシフトさせたときに、当該第２周波数帯域に属する周波数成分の周波数成分が第２周波数帯域から外れてしまうと、スピーカ２４より出力される通報音の音圧変動が大きくなってしまう。

このため、本実施形態における制御部２１は、周波数成分をシフトさせたときに、スピーカの出力音圧変動の小さな第２周波数帯域から外れてしまうことのないように、スピーカの音圧変動の小さな第２周波数帯域内で各周波数成分をシフトさせるようにしている。

本実施形態では、周波数上昇率が最大で５０パーセント（％）、スピーカの出力音圧特性がフラットな周波数帯域が、７００ヘルツ（Ｈｚ）以上、２．１キロヘルツ（ｋＨｚ）未満となっている。

したがって、周波数成分をシフトさせたときに、スピーカの出力音圧特性がフラットな周波数帯域から外れてしまうことのないように、シフト前の周波数成分を、７００ヘルツ（Ｈｚ）以上、１．４キロヘルツ（ｋＨｚ）未満とするようにしている。

この場合、周波数上昇率が５０パーセント（％）の場合でも、シフト後の周波数成分は、１．０５キロヘルツ（ｋＨｚ）以上、２．１キロヘルツ（ｋＨｚ）未満となり、シフトさせる周波数成分が、スピーカの出力音圧特性がフラットな周波数帯域から外れないようにすることができる。

図５（ａ）に、周波数上昇率＝０パーセント（％）の場合の通報音スペクトラム特性を示す。また、図５（ｂ）に、周波数上昇率＝５０パーセント（％）の場合の通報音スペクトラム特性を示す。

車両が停車した状態では、図５（ａ）中に示されているフラットな周波数帯域内に属する各周波数成分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が、車速の上昇に伴って徐々に高周波側にシフトし、時速２０キロメートル以上に達して周波数上昇率＝５０パーセント（％）になると、図５（ｂ）中に示されるように周波数成分Ｆ１’、Ｆ２’、Ｆ３’となる。

なお、フラットでない周波数帯域（スピーカの音圧変動の大きな第１周波数帯域に相当する）に属する周波数成分については、車速が変化しても周波数をシフトさせない。

このように、制御部２１は、車速の上昇に伴って、フラットでない周波数帯域（スピーカの音圧変動の大きな第１周波数帯域に相当する）に属する周波数成分をシフトさせることなく、フラットな周波数帯域（スピーカの音圧変動の小さな第２周波数帯域に相当する）に属する周波数成分を、当該第２周波数帯域内で高周波側にシフトさせるように、合成音信号を生成する。

なお、ＡＭＰ２３は、合成音信号を増幅してスピーカ２４へ出力し、スピーカ２４から合成音信号に応じた通報音が出力される。

上記した構成によれば、車両の車速変化に伴ってスピーカの出力音圧変動の大きな第１周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせることなくスピーカの出力音圧変動の小さな第２周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせるように合成音信号が生成されるので、通報音の音圧変動を抑制するとともに、通報音を構成している各周波数成分のバランスの低下を抑制しつつ、周囲に車両の速度を認識させることができる。

なお、スピーカの出力音圧変動の小さな第２周波数帯域に属する周波数成分の周波数をシフトさせたときに、当該第２周波数帯域に属する周波数成分の周波数が第２周波数帯域から外れてしまうと、スピーカより出力される通報音の音圧変動が大きくなってしまうが、第２周波数帯域に属する周波数成分を、当該第２周波数帯域内でシフトさせるように、合成音信号を生成するので、スピーカより出力される通報音の音圧変動を抑制することができる。

また、第２周波数帯域に属する複数の周波数成分をシフトさせるように、合成音信号を生成するので、例えば、第２周波数帯域に属する１つの周波数成分をシフトさせる場合と比較して、通報音全体の周波数の変動量を大きくすることができ、より確実に周囲に車両の速度を認識させることができる。

また、車両の車速が上昇するほど第２周波数帯域に属する周波数成分を高周波側にシフトさせるように合成音信号を生成することができる。

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。

例えば、上記実施形態では、第２周波数帯域に属する周波数成分を、当該第２周波数帯域内でシフトさせるように、合成音信号を生成するように構成したが、必ずしも第２周波数帯域に属する周波数成分を、当該第２周波数帯域内でシフトさせるように、合成音信号を生成するように構成する必要はない。

また、上記実施形態では、第２周波数帯域に属する３つの周波数成分をシフトさせるように、合成音信号を生成する構成を示したが、第２周波数帯域に属する４つ以上の周波数成分をシフトさせるようにしても、第２周波数帯域に属する１つの周波数成分をシフトさせるように構成してもよい。

また、車両の車速が上昇するほど第２周波数帯域に属する周波数成分を高周波側にシフトさせるように合成音信号を生成する構成を示したが、必ずしも車両の車速が上昇するほど第２周波数帯域に属する周波数成分を高周波側にシフトさせる必要はなく、例えば、車両の車速が上昇するほど第２周波数帯域に属する周波数成分を低周波側にシフトさせるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、出力音圧特性が７００ヘルツ〜２．１キロヘルツでフラットとなっているスピーカを用いた例を示したが、このような出力音圧特性のスピーカ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、Ｓ１００が車速特定手段に相当し、Ｓ１０２が合成音信号生成手段に相当する。

２０車両接近通報装置
２１制御部
２２ＬＰＦ
２３ＡＭＰ
２４スピーカ
３０車速センサ

Claims

複数の周波数成分で構成される合成音信号を生成し、当該合成音信号に応じた通報音をスピーカから出力させて車両の接近を通報する車両接近通報装置であって、
前記車両の車速を特定する車速特定手段と、
前記車両の車速の変化に伴って前記スピーカの出力音圧変動の大きな第１周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせることなく前記スピーカの出力音圧変動の小さな第２周波数帯域に属する周波数成分をシフトさせるように前記合成音信号を生成する合成音信号生成手段を備えたことを特徴とする車両接近通報装置。
前記合成音信号生成手段は、前記第２周波数帯域に属する周波数成分を、当該第２周波数帯域内でシフトさせるように、前記合成音信号を生成す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。
前記合成音信号生成手段は、前記第２周波数帯域に属する複数の周波数成分をシフトさせるように、前記合成音信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の車両接近通報装置。
前記合成音信号生成手段は、前記車両の車速が上昇するほど前記第２周波数帯域に属する周波数成分を高周波側にシフトさせるように前記合成音信号を生成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両接近通報装置。