JP2014201300A - 車両接近通報装置及び車両接近通報方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の周囲の人に車両の接近を認知させる音でありながら不快感を与えず、高級感を損なうことのない報知音を発する。【解決手段】車両接近通報装置２は、車両の接近を通知するために再生する報知音について、心理音響評価指標のシャープネス、トナリティ、ラフネス、変動強度が、それぞれ、１ａｃｕｍ≧（シャープネス）≧０．４５ａｃｕｍ、０．５≧（トナリティ）≧０．２５、０．２ａｓｐｅｒ≧（ラフネス）≧０ａｓｐｅｒ、０．１５ｖａｃｉｌ≧（変動強度）≧０ｖａｃｉｌの条件を満たす報知音を生成する報知音制御装置３と、生成された報知音を発生させる発音体４とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は車両接近通報装置及び車両接近通報方法に関し、特に、走行音が静粛な車両、例えば電気自動車およびハイブリッド電気自動車等の電動機による走行を行う車両について、車両が接近することを周囲の人に通知する報知音を発生させるための車両接近通報装置及び車両接近通報方法に関するものである。

走行音が静粛な車両、例えば電気自動車およびハイブリッド電気自動車等の電動機による走行を行う車両は、車両が接近することを周囲の人に対して通知するために報知音を発する装置が必要な場合がある。

車両の接近を通知するための従来の方法として、例えば特許文献１のように、車外周辺の人が走行警報音を聞き取りやすくなるよう、各等ラウドネスレベル曲線の音圧レベルが最小となる近辺の周波数範囲で、且つ、運転者には聞こえないように、走行警報音が車外から車室内へ進入し難い周波数範囲になるよう、走行警報音の周波数を定める方法がある。

また、車両走行中に再生する警報音の音質を変更する方法が従来とられており、車両の車速情報を伝達する方法として、例えば特許文献２のように、車速情報に応じで警報音の周波数を変更する方法や、特許文献３のように、アクセルの踏み込み量（アクセル情報）に応じて、再生する疑似エンジン音成分の波形パターンを変更する方法がある。

特開２０１１−１６２０３０号公報 特開２０１１−１６２０２８号公報 特許第４９７２２３１号公報

しかしながら、特許文献１では、警報音の聞き取りやすさのみに言及しており、その警報音を発するものが車両であることを認識させられるかが明らかでないため、車外周囲の人に車両の接近を認知させる警報音の役割をなし得ない。また、その警報音が周囲の人に対して不快にさせないことまで考慮されておらず、車両の走行という日常的な行為において、周囲の人に不快感を与えてしまうこともあり得るといった問題点があった。さらに、自動車の走行音に求められる高級感といった付加価値的な性質まで言及されていない。

また、特許文献２および特許文献３のように再生音質を走行状態によって変化させる場合、音質が変化することで上記と同様に、車両であることを認識しづらい音、車外周囲の人に対して不快にさせる音に変化することもあり得るという問題点があった。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、車両の周囲の人に車両の接近を認知させる音でありながら不快感を与えず、高級感を損なうことのない報知音を発する車両接近通報装置及び車両接近通報方法を提供することを目的とする。

本発明は、車両に搭載され、前記車両が接近することを周囲の人に通知する報知音を発生させるための車両接近通報装置であって、音素データから報知音の音声信号を生成する報知音制御装置と、前記報知音の音声信号に基づいて、報知音を発生させる発音体とを備え、前記報知音制御装置は、心理音響評価指標のうち、シャープネス、トナリティ、ラフネス、および、変動強度の４つのパラメータを用い、各パラメータの値が条件（ａ）を満たし、かつ、式（ｂ）、式（ｃ）、式（ｄ）、式（ｅ）により算出される評価点Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４が、Ｚ１≦１０、Ｚ２≧３、Ｚ３≧３、Ｚ４≧３の条件を満たす音声信号を、前記報知音の音声信号として生成し、前記条件（ａ）は、１ａｃｕｍ≧（シャープネス）≧０．４５ａｃｕｍ、０．５≧（トナリティ）≧０．２５、０．２ａｓｐｅｒ≧（ラフネス）≧０ａｓｐｅｒ、０．１５ｖａｃｉｌ≧（変動強度）≧０ｖａｃｉｌであり、前記式（ｂ）は、Ｚ１＝Ｂ１×（トナリティ）＋Ｄ１×（変動強度）＋Ｅ１であり、ここで、Ｂ１、Ｄ１、Ｅ１は、それぞれ、−４．４５≧Ｂ１≧−８．６８、−１．７１≧Ｄ１≧−９．４４、１３．４≧Ｅ１≧１２．３を満たし、前記式（ｃ）は、Ｚ２＝Ａ２×（シャープネス）＋Ｂ２×（トナリティ）＋Ｄ２×（変動強度）＋Ｅ２であり、ここで、Ａ２、Ｂ２、Ｄ２、Ｅ２は、それぞれ、−３．２５≧Ａ２≧−３．９８、−１．２２≧Ｂ２≧−２．９６、２．５８≧Ｄ２≧−０．３１６、６．５５≧Ｅ２≧５．５８を満たし、前記式（ｄ）は、Ｚ３＝Ａ３×（シャープネス）＋Ｂ３×（トナリティ）＋Ｃ３×（ラフネス）＋Ｅ３であり、ここで、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｅ３は、それぞれ、−２．４１≧Ａ３≧−３．２７、−３．５９≧Ｂ３≧−５．８１、１．７７≧Ｃ３≧−０．０２８７、５．６５≧Ｅ３≧４．４を満たし、前記式（ｅ）は、Ｚ４＝Ａ４×（シャープネス）＋Ｂ４×（トナリティ）＋Ｃ４×（ラフネス）＋Ｄ４×（変動強度）＋Ｅ４であり、ここで、Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４は、それぞれ、−２．１８≧Ａ４≧−２．６６、−１．９６≧Ｂ４≧−３．２１、−０．６３４≧Ｃ４≧−１．６３、２．３≧Ｄ４≧０．４１１、５．９２≧Ｅ４≧５．２４を満たす、車両接近通報装置である。

本発明は、車両に搭載され、前記車両が接近することを周囲の人に通知する報知音を発生させるための車両接近通報装置であって、音素データから報知音の音声信号を生成する報知音制御装置と、前記報知音の音声信号に基づいて、報知音を発生させる発音体とを備え、前記報知音制御装置は、心理音響評価指標のうち、シャープネス、トナリティ、ラフネス、および、変動強度の４つのパラメータを用い、各パラメータの値が条件（ａ）を満たし、かつ、式（ｂ）、式（ｃ）、式（ｄ）、式（ｅ）により算出される評価点Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４が、Ｚ１≦１０、Ｚ２≧３、Ｚ３≧３、Ｚ４≧３の条件を満たす音声信号を、前記報知音の音声信号として生成し、前記条件（ａ）は、１ａｃｕｍ≧（シャープネス）≧０．４５ａｃｕｍ、０．５≧（トナリティ）≧０．２５、０．２ａｓｐｅｒ≧（ラフネス）≧０ａｓｐｅｒ、０．１５ｖａｃｉｌ≧（変動強度）≧０ｖａｃｉｌであり、前記式（ｂ）は、Ｚ１＝Ｂ１×（トナリティ）＋Ｄ１×（変動強度）＋Ｅ１であり、ここで、Ｂ１、Ｄ１、Ｅ１は、それぞれ、−４．４５≧Ｂ１≧−８．６８、−１．７１≧Ｄ１≧−９．４４、１３．４≧Ｅ１≧１２．３を満たし、前記式（ｃ）は、Ｚ２＝Ａ２×（シャープネス）＋Ｂ２×（トナリティ）＋Ｄ２×（変動強度）＋Ｅ２であり、ここで、Ａ２、Ｂ２、Ｄ２、Ｅ２は、それぞれ、−３．２５≧Ａ２≧−３．９８、−１．２２≧Ｂ２≧−２．９６、２．５８≧Ｄ２≧−０．３１６、６．５５≧Ｅ２≧５．５８を満たし、前記式（ｄ）は、Ｚ３＝Ａ３×（シャープネス）＋Ｂ３×（トナリティ）＋Ｃ３×（ラフネス）＋Ｅ３であり、ここで、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｅ３は、それぞれ、−２．４１≧Ａ３≧−３．２７、−３．５９≧Ｂ３≧−５．８１、１．７７≧Ｃ３≧−０．０２８７、５．６５≧Ｅ３≧４．４を満たし、前記式（ｅ）は、Ｚ４＝Ａ４×（シャープネス）＋Ｂ４×（トナリティ）＋Ｃ４×（ラフネス）＋Ｄ４×（変動強度）＋Ｅ４であり、ここで、Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４は、それぞれ、−２．１８≧Ａ４≧−２．６６、−１．９６≧Ｂ４≧−３．２１、−０．６３４≧Ｃ４≧−１．６３、２．３≧Ｄ４≧０．４１１、５．９２≧Ｅ４≧５．２４を満たす、車両接近通報装置であるので、認知性、快音性、自動車認識性、高級感のそれぞれの評価点Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４が、上記の条件を満たしているため、車両の周囲の人に車両の接近を認知させる音でありながら不快感を与えず、高級感を損なうことのない報知音を発することができる。

本発明の実施の形態１による車両接近通報装置の取り付け図である。 本発明の実施の形態１による車両接近通報装置の構成図である。 本発明の実施の形態１による車両接近通報装置の車両状態判定部の処理の流れを示した流れ図である。 本発明の実施の形態１による車両接近通報装置の報知音制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態１による車両接近通報装置の報知音制御装置の変形例の構成を示した構成図である。 本発明の実施の形態１による車両接近通報装置に係る２２種類の評価音の心理音響評価指標のパラメータ一覧を示す図である。 本発明の実施の形態１による車両接近通報装置に係る２２種類の評価音の評価点平均値の一覧を示す図である。 本発明の実施の形態１による車両接近通報装置に係るＡＩＣを用いて選択したパラメータの一覧を示す図である。 本発明の実施の形態１による車両接近通報装置に係る官能評価の評価点予測値と実測値のグラフを示す図である。 従来のガソリンエンジンを使用した自動車の運転音の心理音響評価指標の例を示す図である。 本発明の実施の形態１による例示音の周波数特性を表す図である。 本発明の実施の形態１による心理音響評価指標のパラメータの一覧を示す図である。 本発明の実施の形態１による例示音の周波数特性を表す図である。 本発明の実施の形態２による車両接近通報装置の報知音制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態３による車両接近通報装置の報知音制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態４による車両接近通報装置の報知音制御装置の構成図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による車両接近通報装置の取り付け図である。本実施の形態１においては、電気自動車およびハイブリッド電気自動車等、駆動力の一部あるいは全部を電動機により電気的に発生させる電動移動体１（車両）に、車両接近通報装置２が搭載されている。車両接近通報装置２は、報知音を生成する報知音制御装置３と、スピーカ等から構成されて当該報知音を電動移動体１の外部に放射するための発音体４とから構成されている。車両接近通報装置２は、このように、電動移動体１に搭載され、電動移動体１が接近することを、歩行中の周囲の人に通知する報知音を発生させるための装置である。

図２は、車両接近通報装置２の構成図である。報知音制御装置３は、報知音の信号を発音体４に出力する報知音発生部５と、電動移動体１の速度領域を判定する車両状態判定部６とで構成される。電動移動体１から車両信号７が車両状態判定部６に入力されて、当該車両信号７に基づき、車両状態判定部６が、電動移動体１の車両状態を判定する。なお、車両信号７を例えば車速信号とした場合には、車両状態判定部６は、電動移動体１の速度を判定する。

図３は、車両状態判定部６の動作を示した流れ図である。図３では、車両信号７として車速信号が用いられている場合を例に挙げている。まず、電動移動体１が走行するにあたり、車両状態判定部６は、車速Ｖが予め設定した報知音発生閾値速度Ｖｓ（例えば、タイヤと路面の接触による音が増加する速度領域境界のＶｓ＝２０ｋｍ／ｈ）以下であるか否かの判定を行い（ステップＳＴ１）、車速Ｖが報知音発生閾値速度Ｖｓ以下の場合は、報知音発生部５に発音指令を出して、発音体４から報知音を発生させる（ステップＳＴ２）。

なお、図３では車両信号７に車速信号を用いた場合を示しているが、その場合に限らず、車両信号７として、例えば、ハンドルの回転角度など、電動移動体１の何らかの車両状態を示す他の車両信号を用いてもよく、その場合には、車両状態判定部６によるステップＳＴ１とステップＳＴ２は、入力する車両信号の種別に応じた内容に設定する。

図４は、報知音発生部５の構成を示した図である。報知音発生部５は、動作制御部８と、音質調整部９と、音質評価部１５とから構成されている。また、音質調整部９は、音素記録部１０と、ピッチ変換部１１と、ボリューム変換部１２と、振幅変調部（ＡＭ）１３と、イコライザ（ＥＱ）１４とから構成されている。

動作制御部８は、車両状態判定部６で判定した条件に応じて、音質調整部９の各構成の動作を制御する。
音質調整部９は、動作制御部８の制御により、報知音を生成する。音質調整部９の音素記録部１０は、報知音の音素を記憶している。また、音質調整部９のピッチ変換部１１は、報知音の音素のピッチを調整する。音質調整部９のボリューム変換部１２は、報知音の音素のボリュームの調整を行う。音質調整部９の振幅変調部１３は、報知音の音素に振幅変調を付加する。音質調整部９のイコライザ１４は、報知音の音素の周波数成分の調整を行う。
音質評価部１５は、音質調整部９により生成された報知音の評価を行い、評価結果を動作制御部８にフィードバックする。

以下、動作について説明する。報知音発生部５では、車両状態判定部６で判定した条件に応じて、動作制御部８による報知音発生の制御を行う。すなわち、車両状態判定部６が、図３の流れ図に従って、車両状態を判定し、報知音を発生すべきと判定した場合に、発音指令を入力してくるので、当該指令を受信したときに、報知音発生部５が、動作制御部８の制御を開始する。動作制御部８は、当該発音指令に従って、まず、音質調整部９の音素記録部１０に記録された報知音の音素を読み込み、ピッチ変換部１１でピッチの調整、ボリューム変換部１２でボリュームの調整、振幅変調部１３で振幅変調の付加、イコライザ１４で周波数成分の調整を行って、生成した報知音を、発音体４から発する。それと同時に、当該報知音の音信号を音質評価部１５にも入力する。

例えば、電動移動体１（車両）の速度に応じて音質を変化させて、車両の周囲にいる人に速度変化を認識させる場合、作成した音信号について、音質評価部１５で、心理音響評価指標の分析を行う。分析した心理音響評価指標であるシャープネス、トナリティ、ラフネス、および、変動強度の各パラメータ値が、予め設定した範囲内に含まれているか、音質評価部１５で判定を行い、範囲外になるようであれば、範囲内になるように音質の調整を行うように、動作制御部８にフィードバックを行う。

なお、ここでは、動作制御部８が生成した音信号を音質評価部１５が評価する例を挙げたが、その場合に限らず、事前試験により、速度に対応する心理音響評価指標のパラメータ値を計算しておき、それを記憶しておいて、動作制御部８が当該パラメータ値を速度に応じて読み込んで、報知音の音信号を生成するようにしてもよい。図５にその構成を示す。図５に示す報知音発生部５Ａと、図４に示す報知音発生部５との違いは、図５では、音質評価部１５が設けられておらず、動作制御部８と音質調整部９との間にパラメータテーブル１６が接続されている点である。パラメータテーブル１６には、事前試験により得た、心理音響評価指標のシャープネス、トナリティ、ラフネス、および、変動強度の各パラメータ値が、予め記憶されている。図５の構成の場合、動作制御部８は、パラメータテーブル１６に記憶されたパラメータ値から速度に応じたパラメータ値を読み出し、当該パラメータ値に応じて、ピッチ変換部１１、ボリューム変換部１２、振幅変調部１３、および、イコライザ１４の制御を行い、音質調整部９で生成する報知音の音信号の、シャープネス、トナリティ、ラフネス、および、変動強度の各パラメータ値が、予め設定された範囲内になるように制御する。なお、図５は、本実施の形態に係る報知音発生部５の変形例であり、以下の説明では、報知音発生部５が図４の構成である場合を例にして説明するが、同じ動作が図５の構成にも適用可能であることは言うまでもない。

以下に、シャープネス、トナリティ、ラフネス、変動強度の設定方法について説明する。

まず、心理音響評価指標について説明すると、心理音響評価指標は人間の聴感に際して論じられる音の大きさを表すラウドネスにより定められる。ラウドネスの算出方法はＩＳＯ５３２Ｂで規格化されている。

シャープネスは音の高周波成分を表す尺度である（岩宮眞一郎, 音響サイエンスシリーズ１ 音色の感性学, コロナ社, 2010, pp.105-106）。高い周波数成分を多く含むほど、シャープネスが大きくなる。

トナリティは、音の純音成分や狭帯域成分の印象の強さに対応する指標であり、対象となる成分のスペクトル上でのマスキング量からのレベル超過量、周波数、狭帯域の成分であればその帯域幅に依存する（von W. Aures, Berechnungsverfahren fur den sensorischen Wohlkang beliebiger Schallsignale, Acoustica, 59, 1985, pp.130-141）。

ラフネスは音の粗さの間隔に対応する尺度である（岩宮眞一郎, 音響サイエンスシリーズ１ 音色の感性学, コロナ社, 2010, pp.106-109）。粗さの感覚は、音の振幅の包絡線の変動や周波数の変動によって生じる。一般的には、粗さの感覚を生じる変調周波数はおよそ１５Ｈｚから３００Ｈｚであり、７０Ｈｚ付近で粗さが最大となる。

変動強度は音の変動感の強さを表す尺度である（岩宮眞一郎, 音響サイエンスシリーズ１ 音色の感性学, コロナ社, 2010, pp.109-111）。ラフネスと同様に、変動感は音の振幅の包絡線の変動や周波数の変動によって生じる。変動強度の強さを感じる変調周波数はおよそ２０Ｈｚ以下の範囲で、４Ｈｚ付近で変動感が最大となる。

音質評価部１５の音質評価における心理音響評価指標のパラメータ値の範囲を決定するために、異なる心理音響評価指標をもつ複数の音に対して官能評価を行い、心理音響評価指標と官能評価結果に対して重回帰分析を行い、パラメータの範囲を決定する方法が挙げられる。
実験参加者はヘッドホンで再生する評価音を聴取して、官能評価項目に回答する。検討する官能評価は、快音性、高級感、自動車認識性を問うものと、認知性を問うものの２種類に分かれる。

まず、快音性、高級感、自動車認識性の評価方法を説明する。聴取した評価音に対して、「不快な・心地よい」「安っぽい・高級感のある」「自動車らしくない・自動車らしい」という形容詞対で、１点から７点まで評価点をつける評定尺度法で行う。肯定的な評価の方が高い点数である。

次に認知性の評価方法を説明する。認知性は、背景騒音に紛れた中での評価音の聞こえやすさを表すもので、一定音量のピンクノイズ中で評価音を２ｄＢずつ大きくしていき、聞こえた段階のｄＢ数を評価点とする極限法で行う。すなわち、評価点が低いほど認知性が高いことを表す。

複数の実験参加者の評価点を平均化して、最終的な評価点とする。
官能評価のために異なる心理音響評価指標を持つ複数の評価音を用意する。図６は、２２種類の評価音の心理音響評価指標のパラメータ値の一覧である。図６の表から分かるように、これらの２２種類の評価音は、シャープネス、トナリティ、ラフネス、変動強度の各パラメータのパラメータ値が互いに異なる値に設定されている。これらの評価音の快音性、高級感、自動車認識性および認知性について官能評価を行い、図７が、その得られた評価点平均値の一覧である。

図６と図７の結果から重回帰分析を行い、評価点の予測式を作成する。予測式はシャープネス（単位：ａｃｕｍ）、トナリティ（単位：無し（無次元））、ラフネス（単位：ａｓｐｅｒ）、および、変動強度（単位：ｖａｃｉｌ）の各パラメータ値と、それらのパラメータに対して予め設定された係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）との積和と切片とから評価点Ｚを表す式である。すなわち、式（１）を表す。

Ｚ＝Ａ×（シャープネス）＋Ｂ×（トナリティ）＋Ｃ×（ラフネス）
＋Ｄ×（変動強度）＋定数項Ｅ （１）

評価点Ｚを求めるのに使用する心理音響評価指標とその係数を決定するため、統計モデルのあてはまりの良さを評価するための指標であるＡＩＣを用いる。ＡＩＣは一般的な統計処理ソフトウェアで計算できる場合が多い。

図８は、ＡＩＣを用いて選択した心理音響評価指標の係数と標準誤差、自由度修正済みの決定係数に加えて、係数の平均値と標準誤差から計算できる、係数の信頼水準９５％の信頼区間の上限および下限である。

自由度修正済みの決定係数は１に近いほど予測式で説明できる変動が小さいことを表す。
係数の信頼水準９５％の信頼区間の上限および下限は式（２）で計算できる。

信頼区間の上限および下限＝平均値±ｔ×標準誤差 （２）

評価音のサンプル数は２２であるため、自由度はサンプル数から１を引いた２１となる。一般的に知られるｔ分布表より自由度２１の時の両側確率９５％のｔ値は２．０８である。

図８より、認知性はトナリティおよび変動強度を用いて評価点を説明でき、快音性はシャープネス、トナリティおよび変動強度を用いて評価点を説明でき、自動車認識性はシャープネス、トナリティおよびラフネスを用いて評価点を説明でき、高級感はシャープネス、トナリティ、ラフネスおよび変動強度を用いて評価点を説明できることを表す。

図８の係数および９５％信頼区間の上限及び下限と、図６の官能評価に用いた音の心理音響評価指標のパラメータ値の一覧の値とを、式（１）に代入することで、予測値とその上下の範囲とが示される。図９は、計算した予測値と、その上限値および下限値と、図７に示した官能評価の結果得られた評価点平均値（実測値）とを示すグラフである。

認知性については、評価点が低いほど評価が良く、快音性、自動車認知性、高級感については評価点が高いほど評価が良い。従って、過剰によい予測となるのを避けるようにするには、認知性については、平均値から９５％信頼区間の上限側の範囲の係数をとり、快音性、自動車認知性、高級感は、平均値から９５％信頼区間の下限側の範囲をとるようにする。すなわち、シャープネス、トナリティ、ラフネス、変動強度に対する各係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を、下記の式（３）から式（６）までの組み合わせのいずれかとする。

Ｚ１＝Ｂ１×（トナリティ）＋Ｄ１×（変動強度）＋定数項Ｅ１・・・（３）
−４．４５≧Ｂ１≧−８．６８
−１．７１≧Ｄ１≧−９．４４
１３．４≧Ｅ１≧１２．３

Ｚ２＝Ａ２×（シャープネス）＋Ｂ２×（トナリティ）＋Ｄ２×（変動強度）
＋定数項Ｅ２ ・・・（４）
−３．２５≧Ａ２≧−３．９８
−１．２２≧Ｂ２≧−２．９６
２．５８≧Ｄ２≧−０．３１６
６．５５≧Ｅ２≧５．５８

Ｚ３＝Ａ３×（シャープネス）＋Ｂ３×（トナリティ）＋Ｃ３×（ラフネス）
＋定数項Ｅ３ ・・・（５）
−２．４１≧Ａ３≧−３．２７
−３．５９≧Ｂ３≧−５．８１
１．７７≧Ｃ３≧−０．０２８７
５．６５≧Ｅ３≧４．４

Ｚ４＝Ａ４×（シャープネス）＋Ｂ４×（トナリティ）＋Ｃ４×（ラフネス）
＋Ｄ４×（変動強度）＋定数項Ｅ４ ・・・（６）
−２．１８≧Ａ４≧−２．６６
−１．９６≧Ｂ４≧−３．２１
−０．６３４≧Ｃ４≧−１．６３
２．３≧Ｄ４≧０．４１１
５．９２≧Ｅ４≧５．２４

式（１）による評価点Ｚについて、認知性、快音性、自動車認識性、高級感のそれぞれをＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４とすると、式（７）の範囲が評価点の良い部類になる。

Ｚ１≦１０
Ｚ２≧３ （７）
Ｚ３≧３
Ｚ４≧３

図８より、快音性、自動車認識性、高級感については、シャープネスに関する係数がマイナスであるため、シャープネスが低い方が良い評価と予測できる。シャープネスが大きい音は甲高い音に感じる一方、シャープネスが小さい音は、落ち着いた音に感じる傾向にある。従って、シャープネスを１ａｃｕｍ以下にすることで、落ち着いた音質として快音性、高級感を持たせ、車両が接近することを周囲の人に知らせることができる。
ただし、シャープネスが低すぎる場合、低い周波数の音を出す必要があるために、周囲の人に聞こえやすい音量まで再生するのに高出力が必要になり、スピーカの出力効率のためには形状の大型化をする必要がある。そこで、シャープネスを０．４５ａｃｕｍから１ａｃｕｍの範囲内に設定することで、この問題を回避する。

図８より、認知性、快音性、自動車認識性、高級感はトナリティに関する係数がマイナスであるため、快音性、自動車認識性、高級感はトナリティが低い方が良い評価であり、認知性はトナリティが高い方が良い評価と予測できる。
トナリティが高い音は突出した周波数成分を含むために、広帯域の周波数成分を含むノイズに対して聞こえやすい。しかし、ノイズと同じ周波数帯域に重なった場合や、特定の周波数帯域が聞こえにくい難聴の人に対しては、他の周波数帯域の成分を含まないために聞こえにくくなる可能性あることが問題となる。また、特定の周波数成分のみの音では単調な音になりやすく、快音性、自動車認識性、高級感が劣るといった問題がある。そこで、トナリティを０．２５から０．５の範囲内に設定することで、この問題を回避する。

図８より、快音性、高級感はラフネスに関する係数がマイナスであるため、ラフネスが低い方が良い評価と予測でき、自動車認識性はラフネスに関する係数がプラスであるためラフネスが高い方が良い評価と予測できる。
ラフネスが高い方が強い粗さ感となるため、快音性、高級感が劣ると考えられる。また、自動車のエンジンの構造に起因する回転のばらつきからラフネスが発生するため、ラフネスにより自動車認識性の評価が高くなると考えられる。そこで、ラフネスを０ａｓｐｅｒから０．２ａｓｐｅｒの範囲内に設定する。

図８より、認知性は変動強度に関する係数がマイナスであり、快音性、高級感は変動強度に関する係数がプラスであるため、変動強度が高い方が良い評価と予測できる。そこで、変動強度を０ｖａｃｉｌから０．１５ｖａｃｉｌの範囲内に設定する。

下記の式（８）は心理音響評価指標のパラメータの条件のまとめである。シャープネス、ラフネス、変動強度の単位は、それぞれ、ａｃｕｍ，ａｓｐｅｒ，ｖａｃｉｌである。

１≧（シャープネス）≧０．４５
０．５≧（トナリティ）≧０．２５ （８）
０．２≧（ラフネス）≧０
０．１５≧（変動強度）≧０

式（８）の心理音響評価指標のパラメータの範囲の組み合わせは、従来のガソリンエンジンを使用した自動車の音の範囲と異なる。図１０は、従来のガソリンエンジンを使用した自動車の運転音の心理音響評価指標の例である。シャープネスが１以上あり、トナリティが０．２５以下である。エンジン音は１０ｋＨｚを超える高い周波数帯域まで周波数成分を持っているため、シャープネスが高い。また、単一で突出した周波数成分を持たないため、トナリティが低くなる。また、エンジン音は２００Ｈｚ以下の低い周波数成分も大きいため、同様の音をスピーカで効率よく再生するためにはスピーカを大型化する必要があり、サイズの増加やコストアップの問題がある。

続いて、心理音響評価指標のパラメータの変更方法を説明する。

シャープネスを増加させる場合には、全体の音程を高くする、高い周波数の音を付与する、または、低い周波数成分の音を除去する方法があり、シャープネスを減少させる場合にはその逆を行えばよい。すなわち、図４及び図５のピッチ変換部１１やイコライザ１４により調整が可能である。

トナリティを増加させる場合には、ピーク周波数成分をそれ以外の周波数成分に比べて相対的に増加させればよい。ピーク周波数成分を増加させた分だけ音が大きくなるが、それ以外の周波数成分を小さくすることで相殺できる。すなわち、図４および図５のピッチ変換部１１やイコライザ１４により調整が可能である。

ラフネスを増加させる場合には、１５Ｈｚから３００Ｈｚの振幅変調を付加させればよく、変調振幅を大きくするほど増加量が大きくなる。すなわち、図４および図５の振幅変調部１３により調整が可能である。

変動強度を増加させる場合には、２０Ｈｚ以下の振幅変調を付加させればよく、変調振幅を大きくするほど増加量が大きくなる。すなわち、図４および図５の振幅変調部１３により調整が可能である。

例として、同一の音に対して音程を変化、ピーク周波数を強調、振幅変調を付与した場合のシャープネス、トナリティ、ラフネス、変動強度の変化量を示す。

図１１は例示音の周波数特性を表す図である。例示音に対して、それぞれ５半音、１０半音、２０半音上げた場合によってシャープネスの変化を示す。また、最大ピークの周波数成分を他の周波数成分と比べて相対的にそれぞれ５ｄＢ、１０ｄＢ、１５ｄＢ増加させてピーク強調した場合によってトナリティの変化を示す。１００Ｈｚの振幅変調で変調する振幅をそれぞれ±４ｄＢ、±８ｄＢ、±１２ｄＢを付与した場合によってラフネスの変化を示す。０．５Ｈｚの振幅変調で変調する振幅をそれぞれ±４ｄＢ、±５ｄＢ、±１２ｄＢを付与した場合によって変動強度の変化を示す。

図１２は算出したシャープネス、トナリティ、ラフネス、変動強度の一覧である。例示音の原音のシャープネス０．９６６に対して、２０半音増加させるとシャープネスが２．０２７まで増加する。また、原音のトナリティが０．２１１に対して、ピーク周波数を１５ｄＢ増加させた場合、トナリティが０．６６まで増加する。原音のラフネスが０．２７９に対して、１００Ｈｚの振幅変調で変調する振幅を±１２ｄＢを付与した場合、ラフネスが２．５４４まで増加する。原音の変動強度が０．０６２に対して、０．５Ｈｚの振幅変調で変調する振幅を±１２ｄＢを付与した場合、変動強度が０．９７５まで増加する。

この様にして心理音響評価指標のパラメータ調整を行うことができる。
式（１）と図８の係数の平均値を用い、さらに式（７）を満足する評価音の例を図１３に示す。このようにして、官能評価の結果がよいと考えられる音を予測して設計することができる。

以上のように、本実施の形態に係る車両接近通報装置は、心理音響評価指標のうち、シャープネス、トナリティ、ラフネスおよび変動強度の４つのパラメータを用い、各パラメータの値が上記の式（８）の条件を満たす範囲内で、かつ、上記の式（３）、式（４）、式（５）、式（６）により算出される認知性、快音性、自動車認識性、高級感のそれぞれの評価点Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４が、式（７）に示される、Ｚ１≦１０、Ｚ２≧３、Ｚ３≧３、Ｚ４≧３の条件を満たす範囲の音を生成して報知音として再生する構成にした。この様な構成によれば、音質評価部１５またはパラメータテーブル１６が報知音の音質を調整し、認知性、快音性、車両想起性、高級感を損なわない範囲で報知音の再生周波数や音量の時間変動量を調整することで、周囲の雑音中でも認知性がよい音となり、周囲の人を不快にすることなく高級感をもった音によって車両が接近することを知らせることができる。また、再生音質を走行状態によって変化させる場合、音質が変化することで車両であることを認識しづらい音、および、車外周囲の人に対して不快にさせる音に変化することを回避するといった従来にない顕著な効果を奏するものである。

実施の形態２．
図１４は、本発明の実施の形態２に係る車両接近通報装置２の構成を示した図である。図１４に示すように、実施の形態２に係る車両接近通報装置２は、報知音制御装置３Ｂと、発音体４とから構成される。発音体４の構成は、実施の形態１と同じである。本実施の形態においては、報知音制御装置３Ｂが、実施の形態１の報知音制御装置３と異なり、図１４に示すように、報知音発生部５Ｂ、車両状態判定部６、手動制御装置１７、および、評価点出力装置１８とから構成されている。車両状態判定部６は、実施の形態１と同じである。なお、以下では、実施の形態１と主に異なる点についてのみ説明し、実施の形態１と同じ構成および動作については、ここでは、説明を省略し、実施の形態１の説明を参照することとする。

本実施の形態においては、報知音発生部５Ｂの構成自体は、図４の報知音発生部５と同じであるが、本実施の形態においては、報知音発生部５Ｂに手動制御装置１７と評価点出力装置が接続されている点が、図４と異なる。

本実施の形態においては、図１４に示すように、報知音発生部５Ｂのピッチ変換部１１、ボリューム変換部１２、振幅変調部１３、および、イコライザ１４に、手動制御装置１７が取り付けられている。手動制御装置１７は、例えばモニタ画面から、オペレータが手動で、ピッチ変換部１１、ボリューム変換部１２、振幅変調部１３、および、イコライザ１４に、パラメータ値をそれぞれ選択入力することで、ピッチ変換部１１、ボリューム変換部１２、振幅変調部１３、および、イコライザ１４の動作を制御する。なお、パラメータ値が入力されない場合に備えて、事前試験により求めたパラメータ値を、デフォルト値（初期値）として予め設定しておいてもよい。なお、当該パラメータ値は、図５に示したパラメータテーブル１６に記憶されているパラメータ値と同様の方法により演算して求めればよい。

また、本実施の形態においては、図１４に示すように、報知音発生部５Ｂの音質評価部１５に評価点出力装置１８が設けられている。上述のようにしてオペレータの手動により入力されたパラメータ値により報知音を生成した際に、音質評価部１５で、認知性、快音性、自動車認識性、高級感のそれぞれの評価点Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４を計算し、評価点出力装置１８に出力する。評価点出力装置１８は、例えばモニタ画面から構成されており、当該モニタ画面により、オペレータへ当該評価点を提示する。なお、音質評価部１５の評価点演算の動作は、実施の形態１と同じである。

以上のように、本実施の形態２によれば、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態３においては、ピッチ変換部１１、ボリューム変換部１２、振幅変調部１３、および、イコライザ１４に、オペレータが手動で、パラメータ値をそれぞれ入力するための手動制御装置１７を備えるようにしたので、オペレータが設定したピッチや周波数成分の調整または振幅変調の付加設定に基づき、報知音を生成することができる。また、生成した報知音に対し、音質評価部１５で、心理音響評価指標を用いて評価点を出力し、それを、評価点出力装置１８でオペレータに表示するようにしたので、発生させる報知音を、オペレータの好みにより修正することができ、修正後の報知音の評価をオペレータが確認することができる。

実施の形態３．
図１５は、本発明の実施の形態３に係る車両接近通報装置２の構成を示した図である。図１５に示すように、実施の形態３に係る車両接近通報装置２は、報知音制御装置３Ｃと、発音体４とから構成される。発音体４の構成は、実施の形態１と同じである。本実施の形態においては、報知音制御装置３Ｃが、実施の形態１の報知音制御装置３と異なり、図１５に示すように、報知音発生部５Ｃ、車両状態判定部６、および、音素入力装置１９から構成されている。車両状態判定部６は、実施の形態１と同じである。なお、以下では、実施の形態１と主に異なる点についてのみ説明し、実施の形態１と同じ構成および動作については、ここでは、説明を省略し、実施の形態１の説明を参照することとする。

本実施の形態においては、報知音発生部５Ｃの構成自体は、図４の報知音発生部５と同じであるが、本実施の形態においては、報知音発生部５Ｃに音素入力装置１９が接続されている点が、図４と異なる。

本実施の形態においては、図１５に示すように、報知音発生部５Ｃの音素記録部１０に、音素入力装置１９が設けられている。音素入力装置１９は、例えばモニタ画面から、オペレータが手動で、報知音の音素データを選択または入力して、音素記録部１０に記憶されている音素データに対して、音素データの追加または音素データの書き換えを行い、再生する報知音の音素を変更するためのものである。

本実施の形態によれば、音素入力装置１９によりオペレータが任意に入力した音素から、音質評価部１５が評価点Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４を算出し、それらの評価点に基づいて、動作制御部８が自動的にピッチや周波数成分の調整または振幅変調の付加設定の最適化を行うことができる。

以上のように、本実施の形態３によれば、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態３においては、音素記録部１０に、オペレータが手動で、音素データを入力するための音素入力装置１９を備えるようにしたので、オペレータの好みにより音素を選択することができ、入力した音素について認知性、快音性、車両想起性、高級感がより優れた報知音に修正することができる。

実施の形態４．
図１６は、本発明の実施の形態４に係る車両接近通報装置２の構成を示した図である。図１６に示すように、実施の形態４に係る車両接近通報装置２は、報知音制御装置３Ｄと、発音体４とから構成される。発音体４の構成は、実施の形態１と同じである。本実施の形態においては、報知音制御装置３Ｄが、実施の形態１の報知音制御装置３と異なり、図１６に示すように、報知音発生部５Ｄ、車両状態判定部６、および、騒音測定部２０から構成されている。車両状態判定部６は、実施の形態１と同じである。なお、以下では、実施の形態１と主に異なる点についてのみ説明し、実施の形態１と同じ構成および動作については、ここでは、説明を省略し、実施の形態１の説明を参照することとする。

本実施の形態においては、報知音発生部５Ｄの構成自体は、図４の報知音発生部５と同じであるが、本実施の形態においては、報知音発生部５Ｄに騒音測定部２０が接続されている点が、図４と異なる。

騒音測定部２０は、例えばマイクロフォンから構成され、電動移動体１（車両）の外部に取り付けられて、電動移動体１の周囲の環境騒音を測定するものである。騒音測定部２０の測定結果は、音質評価部１５に入力される。

本実施の形態においては、騒音測定部２０で測定した環境騒音に基づいて、音質評価部１５が周波数分析を行い、分析結果に基づいて動作制御部８を制御して、ピッチ変換部１１でピッチの調整、イコライザ１４で周波数成分の調整を行う際に、周囲の雑音（環境騒音）の周波数帯域と異なる帯域になるように、報知音の周波数帯域を変更する。

以上のように、本実施の形態４によれば、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態４においては、電動移動体１（車両）の外部の環境騒音を測定する騒音測定部２０を設けるようにしたので、周囲の雑音により阻害されにくい周波数帯域を選択して報知音を再生することができ、認知性がよい音となる。

１ 電動移動体、２ 車両接近通報装置、３ 報知音制御装置、４ 発音体、５ 報知音発生部、６ 車両状態判定部、７ 車両信号、８ 動作制御部、９ 音質調整部、１０ 音素記録部、１１ ピッチ変換部、１２ ボリューム変換部、１３ 振幅変調部、１４ イコライザ、１５ 音質評価部、１６ パラメータテーブル、１７ 手動制御装置、１８ 評価点出力装置、１９ 音素入力装置、２０ 騒音測定部。

Claims (5)

1. 車両に搭載され、前記車両が接近することを周囲の人に通知する報知音を発生させるための車両接近通報装置であって、
   音素データから報知音の音声信号を生成する報知音制御装置と、
   前記報知音の音声信号に基づいて、報知音を発生させる発音体と
   を備え、
   前記報知音制御装置は、
   心理音響評価指標のうち、シャープネス、トナリティ、ラフネス、および、変動強度の４つのパラメータを用い、各パラメータの値が条件（ａ）を満たし、かつ、式（ｂ）、式（ｃ）、式（ｄ）、式（ｅ）により算出される評価点Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４が、Ｚ１≦１０、Ｚ２≧３、Ｚ３≧３、Ｚ４≧３の条件を満たす音声信号を、前記報知音の音声信号として生成し、
   前記条件（ａ）は、
   １ａｃｕｍ≧（シャープネス）≧０．４５ａｃｕｍ、
   ０．５≧（トナリティ）≧０．２５、
   ０．２ａｓｐｅｒ≧（ラフネス）≧０ａｓｐｅｒ、
   ０．１５ｖａｃｉｌ≧（変動強度）≧０ｖａｃｉｌ
   であり、
   前記式（ｂ）は、
   Ｚ１＝Ｂ１×（トナリティ）＋Ｄ１×（変動強度）＋Ｅ１であり、ここで、Ｂ１、Ｄ１、Ｅ１は、それぞれ、−４．４５≧Ｂ１≧−８．６８、−１．７１≧Ｄ１≧−９．４４、１３．４≧Ｅ１≧１２．３を満たし、
   前記式（ｃ）は、
   Ｚ２＝Ａ２×（シャープネス）＋Ｂ２×（トナリティ）＋Ｄ２×（変動強度）＋Ｅ２であり、ここで、Ａ２、Ｂ２、Ｄ２、Ｅ２は、それぞれ、−３．２５≧Ａ２≧−３．９８、−１．２２≧Ｂ２≧−２．９６、２．５８≧Ｄ２≧−０．３１６、６．５５≧Ｅ２≧５．５８を満たし、
   前記式（ｄ）は、
   Ｚ３＝Ａ３×（シャープネス）＋Ｂ３×（トナリティ）＋Ｃ３×（ラフネス）＋Ｅ３であり、ここで、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｅ３は、それぞれ、−２．４１≧Ａ３≧−３．２７、−３．５９≧Ｂ３≧−５．８１、１．７７≧Ｃ３≧−０．０２８７、５．６５≧Ｅ３≧４．４を満たし、
   前記式（ｅ）は、
   Ｚ４＝Ａ４×（シャープネス）＋Ｂ４×（トナリティ）＋Ｃ４×（ラフネス）＋Ｄ４×（変動強度）＋Ｅ４であり、ここで、Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４は、それぞれ、−２．１８≧Ａ４≧−２．６６、−１．９６≧Ｂ４≧−３．２１、−０．６３４≧Ｃ４≧−１．６３、２．３≧Ｄ４≧０．４１１、５．９２≧Ｅ４≧５．２４を満たす、
   車両接近通報装置。
2. 前記報知音制御装置は、
   音素データに対して、ピッチの調整、ボリュームの調整、振幅変調の付加、および、周波数成分の調整のうちの少なくとも１つを行う音質調整部と、
   前記ピッチの調整、ボリュームの調整、振幅変調の付加、および、周波数成分の調整のうちの少なくとも１つを行うためのパラメータ値の入力を受け付ける手動制御装置と、
   前記手動制御装置に入力された前記パラメータ値に基づいて、前記音素データのピッチの調整、ボリュームの調整、振幅変調の付加、および、周波数成分の調整のうちの少なくとも１つが前記音質調整部で行われたときに、前記評価点Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４を算出する音質評価部と、
   前記音質評価部の算出した前記評価点Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４を表示する評価点出力装置と
   を備えている
   請求項１記載の車両接近通報装置。
3. 前記報知音制御装置は、
   前記音素データを記憶する音素記録部と、
   音素データの入力を受け付け、前記音素記録部に記憶する前記音素データの追加および変更を行う音素入力装置と
   を備えている
   請求項１または２に記載の車両接近通報装置。
4. 前記報知音制御装置は、
   環境騒音を取得する騒音測定部を備え、
   前記騒音測定部により測定した前記環境騒音の周波数特性に応じて、前記発音体から発生させる前記報知音の周波数帯域を変更する
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の車両接近通報装置。
5. 車両が接近することを周囲の人に通知する報知音を発生させるための車両接近通報方法であって、
   音素データから報知音の音声信号を生成する報知音制御ステップと、
   前記報知音の音声信号に基づいて、報知音を発生させる報知音発生ステップと
   を備え、
   前記報知音制御装ステップは、
   心理音響評価指標のうち、シャープネス、トナリティ、ラフネス、および、変動強度の４つのパラメータのそれぞれの値が条件（ａ）を満たし、かつ、式（ｂ）、式（ｃ）、式（ｄ）、式（ｅ）により算出される評価点Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４が、Ｚ１≦１０、Ｚ２≧３、Ｚ３≧３、Ｚ４≧３の条件を満たす音声信号を、前記報知音の音声信号として生成し、
   前記条件（ａ）は、
   １ａｃｕｍ≧（シャープネス）≧０．４５ａｃｕｍ、
   ０．５≧（トナリティ）≧０．２５、
   ０．２ａｓｐｅｒ≧（ラフネス）≧０ａｓｐｅｒ、
   ０．１５ｖａｃｉｌ≧（変動強度）≧０ｖａｃｉｌ
   であり、
   前記式（ｂ）は、
   Ｚ１＝Ｂ１×（トナリティ）＋Ｄ１×（変動強度）＋Ｅ１であり、ここで、Ｂ１、Ｄ１、Ｅ１は、それぞれ、−４．４５≧Ｂ１≧−８．６８、−１．７１≧Ｄ１≧−９．４４、１３．４≧Ｅ１≧１２．３を満たし、
   前記式（ｃ）は、
   Ｚ２＝Ａ２×（シャープネス）＋Ｂ２×（トナリティ）＋Ｄ２×（変動強度）＋Ｅ２であり、ここで、Ａ２、Ｂ２、Ｄ２、Ｅ２は、それぞれ、−３．２５≧Ａ２≧−３．９８、−１．２２≧Ｂ２≧−２．９６、２．５８≧Ｄ２≧−０．３１６、６．５５≧Ｅ２≧５．５８を満たし、
   前記式（ｄ）は、
   Ｚ３＝Ａ３×（シャープネス）＋Ｂ３×（トナリティ）＋Ｃ３×（ラフネス）＋Ｅ３であり、ここで、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｅ３は、それぞれ、−２．４１≧Ａ３≧−３．２７、−３．５９≧Ｂ３≧−５．８１、１．７７≧Ｃ３≧−０．０２８７、５．６５≧Ｅ３≧４．４を満たし、
   前記式（ｅ）は、
   Ｚ４＝Ａ４×（シャープネス）＋Ｂ４×（トナリティ）＋Ｃ４×（ラフネス）＋Ｄ４×（変動強度）＋Ｅ４であり、ここで、Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４は、それぞれ、−２．１８≧Ａ４≧−２．６６、−１．９６≧Ｂ４≧−３．２１、−０．６３４≧Ｃ４≧−１．６３、２．３≧Ｄ４≧０．４１１、５．９２≧Ｅ４≧５．２４を満たす、
   車両接近通報方法。

Images