JP2020091474A - Ｅｖ車両の駆動音制御装置および制御方法 - Google Patents

Ｅｖ車両の駆動音制御装置および制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】内燃機関と類似のエンジン音色制御を行い、内燃機関車両と類似の加速感を与える、ＥＶ車両の駆動音制御装置および制御方法を提供する。【解決手段】ＥＶ車両１００の駆動音制御装置は、駆動音を発生させるサウンド出力装置１０２と、ＥＶ車両のモータトルクを測定するトルク測定センサ１０７と、ＥＶ車両の騒音を検知する騒音測定センサ１０４と、トルク測定センサおよび騒音測定センサから信号を受信し、目標音色に到達するようにサウンド出力装置を制御する信号処理制御器１０３と、を含む。信号処理制御器は、ＣＡＮ通信からリアルタイムで入力されるＥＶ車両の走行情報並びに騒音測定センサ及びトルク測定センサから入力された信号を用いて、加速時には、サウンド出力装置が、ＥＶ車両の動力性能と一致するエンジン車両の動力性能が実現される時のエンジン音から加速感サウンド成分のみを抽出して出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、ＥＶ車両の駆動音制御装置および制御方法に係り、より詳しくは、ＥＶ車両のモータトルクまたは動力性能の変化値を用いたＥＶ車両の駆動音制御装置および制御方法に関する。
現在、自動車技術においては、動力源として、内燃機関の代わりに駆動モータを適用している。
ＥＶ車両はモータを用いて加速するため、内燃機関のエンジントルクの曲線とは異なり、加速初期から強いトルクが出せる。
一部のＥＶ車両の場合、高排気量の内燃機関車両よりも優れた初期加速を示す。
ＥＶ車両は、顕著に優れた加速感を有するにもかかわらず、内燃機関に比べて非常に静かである。
その理由は、ＥＶ車両は、その特性上、内燃機関のような迫力のあるエンジン音をモータから得ることが不可能であるためである。
また、従来のＥＶ車両の開発は、電気車両という特性に応じて、静粛性を主とする技術の開発が行われてきた。
しかしながら、現在の車両運転者らは、ダイナミック感と静粛性の両方を求めている傾向にある。
したがって、車両メーカらは、１つの車両に、コンフォートモード、スポーツモードなどの種々の走行モードを別に備えることもある。
内燃機関車両の歴史がＥＶ車両の歴史より長いため、運転者らは内燃機関に慣れてきた。
したがって、運転者が加速感を十分に感じるためには、単なる速さだけでなく、それに伴うエンジン音色が求められる。
このような要求を満たすための従来のＥＶ車両は、単に仮想のエンジン音色を格納しておき、スピーカーを介して運転者に聞かせる方式であった。
しかしながら、かかる方式では、内燃機関に対応する自然なエンジン音色でなく、人為的な音であるという点から、運転者が内燃機関エンジン車両のような加速感を感じるには限界があった。
また、ＥＶ車両は、減速時に回生制動が適用されるが、この際、高周波騒音が発生する。
これは運転者に不快感を与えるため、除去しなければならない。
しかし、従来のＥＶ車両は、このような高周波騒音を除去せず放置するという問題があった。
ＫＲ１１８０８０５Ｂ１ ＫＲ５２０５４７Ｂ１ 特開２０１１‐２３５７７４号公報
本発明は、上記問題を克服するためになされたものであって、ＥＶ車両のモータトルクまたは動力性能の変化値を用いたＥＶ車両の駆動音制御装置および制御方法を提供することを目的とする。
本発明は、ＥＶ車両の駆動音を発生させるサウンド出力装置と、前記ＥＶ車両のモータトルクを測定するトルク測定センサと、前記ＥＶ車両の騒音を検知する室内騒音測定センサと、前記トルク測定センサおよび室内騒音測定センサから信号を受信し、目標音色に到達するように前記サウンド出力装置を制御する信号処理制御器と、を含み、前記信号処理制御器は、ＣＡＮ通信からリアルタイムで入力される前記ＥＶ車両の走行情報、および前記室内騒音測定センサおよび前記トルク測定センサから入力された信号を用いて、加速時には、前記サウンド出力装置が、前記ＥＶ車両の動力性能と一致するエンジン車両の動力性能が実現される時のエンジン音から加速感サウンド成分のみを抽出して出力するように制御し、減速時には、高周波騒音をマスキングすることを特徴とする。
前記ＥＶ車両の加速の判断は、前記トルク測定センサで、モータトルクの変化が正（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）と決定されたかによって行われることを特徴とする。
前記モータトルクがリアルタイムでスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）されることを特徴とする。
前記加速感サウンド成分は、前記モータの回転数を基準として配列されたエンジンオーダー配列から抽出されることを特徴とする。
前記加速感サウンド成分が室内スピーカーを介して提供されることを特徴とする。
前記加速感サウンド成分に、前記モータの回転数に比例する可変帯域フィルタ（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｆｉｌｔｅｒ）を適用することを特徴とする。
前記可変帯域フィルタが適用された加速感サウンド成分は、室内に位置した前記室内騒音測定センサによって室内音色がＰＩＤ制御されることを特徴とする。
前記可変帯域フィルタが適用された加速感サウンド成分は、室外に位置した外部騒音測定センサによって室内音色がＰＩＤ制御されることを特徴とする。
前記室外はエンジンルームであることを特徴とする。
前記ＥＶ車両の減速の判断は、前記トルク測定センサで、モータトルクの変化が負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）と決定されたかによって行われることを特徴とする。
前記モータトルクがリアルタイムでスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）されることを特徴とする。
前記高周波騒音をマスキングすることは、前記モータの回転数および前記負のモータトルクから、減速時におけるマスキングに必要な成分を抽出することであることを特徴とする。
前記マスキングに必要な成分は、前記モータの回転数からのオーダー配列、前記モータトルクのレベルであることを特徴とする。
前記モータトルクのレベルは、負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）の値に絶対値を付けて正に変換することを特徴とする。
また、本発明は、ＥＶ車両の駆動音を補強するように補強サウンドを発生させるサウンド出力装置と、前記ＥＶ車両の動力変化信号をリアルタイムで測定する動力変化量測定センサと、ＣＡＮ通信からリアルタイムで入力される前記ＥＶ車両の走行情報、および前記室内騒音測定センサおよび前記動力変化量測定センサから入力された信号を用いて、前記ＥＶ車両が加速時には可変周波数バンドフィルタを適用し、前記ＥＶ車両が減速時には高周波騒音マスキングの制御を行って前記サウンド出力装置を制御する信号処理制御器と、を含むことを特徴とする。
前記ＥＶ車両の室内騒音を検知する室内騒音測定センサをさらに含むことを特徴とする。
前記可変周波数バンドフィルタの周波数帯域は前記モータの回転数に比例して設定されることを特徴とする。
前記走行情報は、前記モータの回転数（ＲＰＭ）、ペダルの開度量、車速、走行モード、ギア段数の少なくとも何れか１つ以上を含むことを特徴とする。
前記信号処理制御器は、前記モータの回転数から、内燃機関に対応するエンジンオーダー配列を選定することを特徴とする。
前記信号処理制御器は、前記モータの回転数を用いて、前記エンジンオーダー配列にレベルを設定することを特徴とする。
ＥＶ車両のモータのトルクと回転数、ペダルの開度量、車速、走行モード、ギア段数の何れか１つ以上を信号処理制御器で演算して、前記ＥＶ車両が加速時には可変周波数バンドフィルタを適用し、前記ＥＶ車両が減速時には高周波騒音マスキングの制御を行うことを特徴とする。
前記ＥＶ車両の室内騒音を検知する室内騒音測定センサをさらに含むことを特徴とする。
前記可変周波数バンドフィルタの周波数帯域は前記モータの回転数に比例して設定されることを特徴とする。
前記高周波騒音マスキングの制御では、前記モータトルク値に絶対値が適用されることを特徴とする。
前記信号処理制御器は、前記モータの回転数から、内燃機関に対応するエンジンオーダー配列を選定することを特徴とする。
前記信号処理制御器は、前記モータの回転数を用いて、前記エンジンオーダー配列にレベルを設定することを特徴とする。
また、本発明は、ＥＶ車両のリアルタイム動力変化量、モータの回転数、ペダルの開度量、車速、走行モード、ギア段数の何れか１つ以上を信号処理制御器で演算して、前記ＥＶ車両が加速時には可変周波数バンドフィルタを適用し、前記ＥＶ車両が減速時には高周波騒音マスキングの制御を行うことを特徴とする。
前記ＥＶ車両が定速時には、前記車速を微分制御ロジックに適用することを特徴とする。
本発明によると、次のような効果を奏する。
第一に、ＥＶ車両の動力源であるモータのトルク値または動力特性の変化をリアルタイムで用いて加速感を強化させることで、内燃機関と類似のエンジン音色の制御を行うため、内燃機関車両と類似の加速感を与える。
第二に、ＥＶ車両が減速時に発生する高周波騒音をマスキング処理するため、ＥＶ車両の異質感を相殺させる利点がある。
第三に、ＥＶ車両のモータトルクを基準レベルとして用い、ＥＶ車両の室内騒音を検知する室内騒音測定センサを含むため、ＰＩＤ制御によって、より実際に近い自然なエンジン音色が実現可能となる。
本発明の好ましい第１実施形態による概念図である。 本発明の好ましい実施形態によるＥＶ車両の駆動音の制御方法のフローチャートである。 本発明の好ましい第１実施形態によるアルゴリズム図である。 本発明の好ましい第１実施形態によるアルゴリズム図である。 本発明の好ましい第２実施形態によるアルゴリズム図である。 本発明の好ましい第２実施形態によるアルゴリズム図である。 （ａ）は、本発明の好ましい第１実施形態によるＥＶ車両の加速時に、エンジン音色を制御する前のグラフであり、（ｂ）は、本発明の好ましい第１実施形態によるＥＶ車両の加速時に、エンジン音色の制御が適用されたグラフであり、（ｃ）は、本発明の好ましい第１実施形態によるＥＶ車両の加速時に、マイクロフォンを介した最終エンジン音色のグラフである。
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。先ず、本発明の好ましい第１実施形態を説明する。
図１に示す通り、ＥＶ車両１００は、乗員搭乗空間１００−１にＥＶ車両ドライビングサウンド制御装置１００−３を備える。ＥＶ車両ドライビングサウンド制御装置１００−３は、モータ１０１と、サウンド出力装置１０２と、信号処理制御器１０３と、室内騒音測定センサ１０４と、ＰＩＤ制御器１０５と、外部騒音測定センサ１０６と、トルク測定センサ１０７とを含む。
ＥＶ車両１００は、乗員搭乗空間１００−１の前方側にエンジンルーム１００−２および後方側にトランク空間（図示せず）がつながる。
乗員搭乗空間１００−１は、サウンド出力装置１０２、信号処理制御器１０３、室内騒音測定センサ１０４、ＰＩＤ制御器１０５を位置させることができる。そして、エンジンルーム１００−２は、モータ１０１、外部騒音測定センサ１０６、トルク測定センサ１０７を位置させることができる。しかし、モータ１０１、サウンド出力装置１０２、信号処理制御器１０３、室内騒音測定センサ１０４、ＰＩＤ制御器１０５、外部騒音測定センサ１０６、トルク測定センサ１０７は、乗員搭乗空間１００−１とエンジンルーム１００−２のいずれか一箇所に適切に設けられる。
サウンド出力装置１０２は、ＥＶ車両１００の駆動音を補強するように補強サウンドを発生させる。サウンド出力装置１０２は、信号処理制御器１０３またはＰＩＤ制御器１０５と連携される。
トルク測定センサ１０７は、ＥＶ車両１００のモータ１０１のトルク信号部１１０のトルク信号１１０をリアルタイムで測定する。（図３参照）しかし、トルク測定センサ１０７は、動力変化量測定センサに切り替えられて、ＥＶ車両１００のモータ１０１の動力変化量測定センサ部１１０−１のＥＶ車両の動力変化量をリアルタイムに測定することができる。（図５参照）
室内騒音測定センサ１０４はＥＶ車両１００の室内騒音を検知し、車両が加速走行時に補強されるエンジン音色に対応可能であるように、ＰＩＤ制御の設定に用いられる。
信号処理制御器１０３は、ＥＶ車両１００の加速、減速、または定速時にサウンド出力装置１０２またはＰＩＤ制御器１０５を制御する。
より詳細には、信号処理制御器１０３は、トルク測定センサ１０７， 外部騒音測定センサ１０６および室内騒音測定センサ１０４から信号を受信し、目標音色に到達するように前記サウンド出力装置１０２を制御する。信号処理制御器１０３は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ） 通信からリアルタイムで入力されるＥＶ車両１００の走行情報、および室内騒音測定センサ１０４および 外部騒音測定センサ１０６から入力された信号を用いて、サウンド出力装置１０２を制御する。
より詳細に、信号処理制御器１０３は、ＥＶ車両１００が加速時には、ＥＶ車両１００の動力性能と一致するエンジン車両の動力性能が実現される時のエンジン音から加速感サウンド成分のみを抽出して出力させる。
換言すれば、信号処理制御器１０３は、ＥＶ車両１００が加速時に、一般の内燃機関エンジンに対応する加速サウンドをマッチングさせて出力するのである。
信号処理制御器１０３は、ＥＶ車両１００の加速時、可変周波数バンドフィルタ２２３（ａ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂａｎｄ ｆｉｌｔｅｒまたはａ ｖａｒｉａｂｌｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｆｉｌｔｅｒ）（図４および図６参照）を適用させることが好ましい。
一方、ＥＶ車両１００が加速するか否かの判断は、トルク測定センサで、モータ１０１のトルク変化が正（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）と決定されたかによって行われる。
換言すれば、モータ１０１のトルク変化が正（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）である場合に、ＥＶ車両１００が加速状態であると判断されることができる。
この際、モータ１０１のトルクは、リアルタイムでスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）処理されることが好ましい。この場合、スムージング処理（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）は、トルクのうち重要度の低い部分は除去する方式を意味する。
一方、加速感サウンド成分は、モータ１０１の回転数を基準として配列されたエンジンオーダー配列から抽出できる。
また、加速感サウンド成分には、モータ１０１の回転数に比例する 可変周波数バンドフィルタ２２３を適用することが好ましい。
そして、 可変周波数バンドフィルタ２２３が適用された加速感サウンド成分は、ＥＶ車両１００の室内に位置した室内騒音測定センサ１０４によって室内音色がＰＩＤ制御されることも好ましい。
一方、 可変周波数バンドフィルタ２２３が適用された加速感サウンド成分は、ＥＶ車両１００の室外に位置した 外部騒音測定センサ１０６によって室内音色が ＰＩＤ制御器１０５のＰＩＤ制御されることも好ましい。
この際、室外とは、ＥＶ車両１００のエンジンルーム１００−２である。また、室内とは、ＥＶ車両の乗員搭乗空間１００−１である。
この際、走行情報は、モータ１０１の回転数（ＲＰＭ（Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ））、ペダルの開度量、車速、走行モード、ギア段数の少なくとも何れか１つ以上を含むことが好ましい。
可変周波数バンドフィルタ２２３の周波数帯域は、ＥＶ車両１００のモータ１０１の回転数に比例して設定されることが好ましい。
すなわち、ＥＶ車両１００のモータ１０１の回転数が低い領域では狭い周波数帯域を用い、反対に回転数が高い領域では広い周波数帯域を適用することが好ましい。
ＥＶ車両１００の加速感を増加させるために、モータの回転数に基づくオーダー周波数を生成した後、リアルタイムでモータのトルク値を適用してエンジン音色を制御する。
換言すれば、ＥＶ車両１００のモータ１０１の回転数に基づいて、ＥＶ車両１００のセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ）に応じたエンジンオーダー配列を選定する。この場合、ＥＶ車両セグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ）は、小型、中型、大型のような車両の等級を意味する。
例えば、ＥＶ車両１００が中型セグメントである場合には、２次オーダー成分、４次オーダー成分、および６次オーダー成分を用いることができる。
一方、ＥＶ車両１００が大型セグメントである場合には、３次オーダー成分、４次オーダー成分、６次オーダー成分、および９次オーダー成分を用いることができる。
このように、リアルタイムで抽出されたモータ１０１の回転数（ｒｐｍ）に基づいて選定されたオーダー配列に、モータのトルク値を基準レベルとして各オーダー配列にレベルを設定する。より詳細には、ＥＶ車両１００の加速条件におけるエンジン音色の制御では、インテジャ（Ｉｎｔｅｇｅｒ）オーダー成分とノンインテジャ（Ｎｏｎ ｉｎｔｅｇｅｒ）オーダー成分を合わせた配列を用いることができる。
インテジャ（Ｉｎｔｅｇｅｒ）オーダー成分は、エンジンシリンダの個数によるファンダメンタルフリークエンシハーモニック（ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈａｒｍｏｎｉｃ）成分を意味する。
例えば、６気筒の内燃機関エンジンの場合、３次オーダー成分、６次オーダー成分、および９次オーダー成分がインテジャオーダー成分となり、４次オーダー成分、８次オーダー成分がノンインテジャオーダー成分となる。
ＥＶ車両１００が加速時には、インテジャ音色強化により基本的な加速音色を実現した後、インテジャオーダーレベルよりも低いノンインテジャオーダー成分を追加することで、加速条件のエンジン音色の制御を行うことができる。
反対に、ＥＶ車両１００が減速する場合には、高周波騒音マスキングの制御が行われる。この場合、前記騒音マスキングは、意図的に帯域ノイズを発生させて、他の音を聞きにくくする方式を意味する。
この際、ＥＶ車両１００が減速するか否かの判断は、トルク測定センサで、モータ１０１のトルク変化が負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）と決定されたかによって行われる。
ＥＶ車両１００が減速時に、モータ１０１のトルクはリアルタイムでスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）処理されることが好ましい。
ＥＶ車両１００が減速する場合、回生制動時に高周波性のファインノイズ（ｆｉｎｅ ｎｏｉｓｅ）が発生するが、高周波騒音マスキングの制御により抑制できる。
高周波騒音をマスキングすることは、モータ１０１の回転数および負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）のモータトルクから、減速時におけるマスキングに必要な成分を抽出する作業である。
この場合、マスキングに必要な成分は、モータ１０１の回転数（ｒｐｍ）からのオーダー配列、モータトルクのレベルであることが好ましい。
一方、この際、モータトルクのレベルは、負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）の値に絶対値を付けて正（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）に変換することが好ましい。
より詳細に、高周波騒音マスキングの制御は、インテジャオーダー成分を用いて、車両の減速時に発生するフリークエンシの低減方向にオーダー成分のレベルを減少させる方法により制御される。
すなわち、高周波騒音マスキングの制御では、モータ１０１のトルク値に絶対値が適用されることが好ましい。
一方、ＥＶ車両１００のモータ１０１の回転数に基づくオーダー周波数の計算は、次のような数式により得られる。
（この際、Ｎはシリンダの個数である。）
一方、ｎ次オーダー成分周波数は、ファンダメンタルフリークエンシ（Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）値にｎを乗じて得られる。
信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数から、内燃機関に対応するエンジンオーダー配列を選定することが好ましい。
一方、信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数を用いて、エンジンオーダー配列にレベルを設定することが好ましい。
次に、本発明の好ましい実施形態によるＥＶ車両１００の駆動音の制御方法を説明する。
図２は、本発明の好ましい実施形態によるＥＶ車両１００の駆動音の制御方法のフローチャートである。
信号処理制御器１０３は、ＥＶ車両１００のリアルタイム動力変化量、モータ１０１の回転数、ペダルの開度量、車速、走行モード、ギア段数の何れか１つ以上を得て（Ｓ１）演算する（Ｓ２）。
ＥＶ車両１００が加速中であるか否かを判断（Ｓ３）し、ＥＶ車両が加速中である場合には、可変周波数バンドフィルタを適用（Ｓ４）する。
ＥＶ車両１００が加速中であるか否かを判断（Ｓ３）し、ＥＶ車両が加速中ではない場合には、ＥＶ車両１００が減速中であるか否かを判断（Ｓ６）する。
ＥＶ車両１００が減速中である場合には、高周波騒音マスキングの制御（Ｓ７）を行う。
一方、ＥＶ車両１００が減速中であるか否かを判断（Ｓ６）し、減速中ではない場合として、ＥＶ車両１００が定速時には、車速を微分制御ロジックに適用（Ｓ８）する。
より詳細に説明すると、図３および図４は本発明の好ましい第１実施形態によるアルゴリズム図である。
図３および図４に示す通り、信号処理制御器１０３は、入力装置２００−１と、アルゴリズム装置２００と、出力装置２００−２とから構成される。
入力装置２００−１は、トルク信号部１１０と、回転数（ＲＰＭ）部１２０と、ペダル開度量部１３０と、車速部１４０と、走行モードおよびギヤ段数部１５０とを含む。
アルゴリズム装置２００は、第１トルク信号部２１１と、第２トルク信号部２１２と、トルク高周波騒音マスキング制御部２１３と、トルク加速感強化部２１４と、エンジン音色制御部２１５と、オーダー配列部２２１と、回転数重み付け情報部２２２と、可変周波数バンドフィルタ２２３と、ペダル開度量重み付け情報部２３０と、車速変化微分値部２４０と、オーダー配列選択部２５０と、オーダー配列計算部２６０と、リアルタイム増幅部２７０と、オーディオシステムマスターボリューム部２８０と、周波数バンド重み付け設定部２９０とを含む。
出力装置２００−２は、スピーカ３００を含む。
第１実施例によるアルゴリズム図の手順は下記の通りである。
入力装置２００−１に示す通り、トルク測定センサ１０７がＥＶ車両１００のモータ１０１のトルク信号部１１０のトルク信号をリアルタイムに測定する。
信号処理制御器１０３は、ＣＡＮ通信からＥＶ車両の走行情報の入力をリアルタイムで受ける。
走行情報には、モータ１０１の回転数部１２０の回転数（ＲＰＭ）、ペダル開度量部１３０のペダルの開度量、 車速部１４０の車速、 走行モードおよびギヤ段数部１５０の走行モードとギア段数などが含まれる。
アルゴリズム装置２００は、ＥＶ車両１００のモータ１０１のトルク信号部１１０のトルク信号は、 第１トルク信号部２１１の第１トルク信号と 第２トルク信号部２１２の第２トルク信号に分けられる。
第１トルク信号部２１１の第１トルク信号および 第２トルク信号部２１２の第２トルク信号はそれぞれスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）過程を経る。
第１トルク信号部２１１の第１トルク信号は、ＥＶ車両１００のモータ１０１のトルク信号部１１０のトルク信号が減少される時のトルク値に相当する。
この際、 オーダー配列計算部２６０は、モータ１０１の回転数から、内燃機関に対応するエンジンオーダー配列を計算する。
一方、 第１トルク信号部２１１の第１トルク信号は、トルク高周波騒音マスキング制御部２１３の制御により、モータ１０１のトルク値に絶対値が適用されることが好ましい。
第２トルク信号部２１２の第２トルク信号は、ＥＶ車両１００のモータ１０１のトルク信号部１１０のトルク信号が増加される時のトルク値に相当する。
第２トルク信号部２１２の第２トルク信号には、ＣＡＮ通信から入力される 回転数部１２０の回転数に基づく、加速音の強化のためのオーダー配列部２２１のオーダー配列が利用される。
第２トルク信号部２１２の第２トルク信号は、ＥＶ車両１００が加速時に、加速感の強化のためトルク加速感強化部２１４の情報として出力されてエンジン音色制御部２１５に入力される。
信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数から、内燃機関に対応するオーダー配列部２２１のエンジンオーダー配列を計算する。
一方、信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数を用いて、オーダー配列部２２１のエンジンオーダー配列にレベルを設定する。
信号処理制御器１０３は、モータの加速条件または減速条件に応じて、モータの回転数およびトルク値を用いてエンジン音色制御部２１５を行う。
この際、リアルタイム増幅部２７０は、計算されたエンジンオーダーの成分中、増幅レベルを設定してリアルタイムで増幅する。
また、ＣＡＮ通信から入力された走行モードおよびギヤ段数部１５０の走行モードとギア段数の情報に基づいて、燃費走行、一般走行、スポーツ走行などの走行モードの変化によるオーダー配列選択部２５０のエンジンオーダー成分の配列を選択し、それをエンジン音色制御部２１５に適用する。
エンジン音色制御部２１５の次には、回転数に基づく可変周波数バンドフィルタ２２３が適用できる。
この際、ＣＡＮ通信から入力された 回転数部１２０のモータの回転数が反映できる。
可変周波数バンドフィルタ２２３を経た信号は、オーディオシステムマスターボリユーム部２８０に入力される。
この際、オーディオシステムマスターボリユーム部２８０には、ＣＡＮ通信から入力された 回転数部１２０のモータの回転数に加重値が付与された 回転数重み付け情報部２２２の回転数加重値情報が入力できる。
また、オーディオシステムマスターボリユーム部２８０には、ＣＡＮ通信から入力されたペダルのペダル開度量部１３０の開度量に加重値が付与されたペダル開度量重み付け情報部２３０のペダル開度量加重値情報２３０が入力できる。
出力装置２００−２に示す通り、オーディオシステムマスターボリユーム部２８０は、周波数バンド加重値設定部２９０に信号を伝達し、周波数バンド加重値設定部２９０によって加重値が付与された信号は、スピーカー３００を介してサウンド出力装置１０２の駆動音として最終出力される。
この際、周波数バンド加重値設定部２９０から出力された信号には、ＣＡＮ通信から入力された車速部１４０の車速データの 車速変化微分値部２４０の車速変化微分値の情報が付加される。
次に、本発明の好ましい第２実施形態を説明する。
より詳細に説明すれば、図５および図６は、本発明の好ましい第２実施例によるアルゴリズム図である。
図５および図６に示す通り、信号処理制御器１０３は、入力装置２００−１と、アルゴリズム装置２００と、出力装置２００−２とから構成される。
第２実施例の入力装置２００−１は、動力変化量測定センサ部１１０−１を用いることにより、第１実施例の入力装置２００−１のトルク信号部１１０と相違する。この場合、動力変化量測定センサ１１０−１は、加速時のモータの動力変化と比例関係を有する加速条件のセンサ値、および減速時のモータの動力変化と比例関係を有する減速条件のセンサ値を用いる。そのため、動力変化量測定センサ１１０−１のセンサ値は、ＥＶ車両１００のモータ１０１の動力変化を磁束変化（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｕｘ）として検出する磁気センサ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｅｎｓｏｒ）または同一の効果を有する多様なセンサで提供できる。
第２実施例のアルゴリズム装置２００は、第１動力変化信号部４１１、第２動力変化信号部４１２、パワー高周波騒音マスキング制御部４１３、パワー加速感強化部４１４を用いることにより、第１実施例の入力装置２００−１の第１トルク信号部２１１、第２トルク信号部２１２、トルク高周波騒音マスキング制御部２１３、トルク加速感強化部２１４と相違する。
第２実施例の出力装置２００−２は、スピーカ３００を含むことにより、第１実施例の出力装置２００−２は、スピーカ３００と同一である。
そのため、 第２実施例は、第１実施例のトルクセンサの代わりに動力変化量測定センサ１１０−１を用いる点以外には、第１実施例と同一である。
サウンド出力装置１０２は、ＥＶ車両１００の駆動音を補強するように補強サウンドを発生させる。
動力変化量測定センサ部１１０−１は、ＥＶ車両１００の動力変化量測定信号をリアルタイムで測定する。
信号処理制御器１０３は、ＥＶ車両１００の加速時または減速時にサウンド出力装置２００−２を制御する。
信号処理制御器１０３は、ＣＡＮ通信からリアルタイムで入力されるＥＶ車両１００の走行情報、および室内騒音測定センサ１０４および動力変化量測定センサ１１０−１から入力された信号を用いて、サウンド出力装置１０２を制御する。
より詳細に、信号処理制御器１０３は、ＥＶ車両１００が加速時には可変周波数バンドフィルタ２２３を適用し、ＥＶ車両１００が減速時にはパワー高周波騒音マスキング制御部４１３の高周波騒音マスキングの制御を行う。
この際、走行情報は、モータ１０１の回転数部１２０の回転数（ＲＰＭ）、ペダル開度量部１３０のペダルの開度量、 車速部１４０の車速、 走行モードおよびギヤ段数部１５０の走行モード、ギア段数の少なくとも何れか１つ以上を含むことが好ましい。
可変周波数バンドフィルタ２２３の周波数帯域は、ＥＶ車両１００のモータ１０１の回転数に比例して設定されることが好ましい。
一方、パワー高周波騒音マスキング制御部４１３の高周波騒音マスキングの制御では、モータ１０１の動力変化量（またはトルク値）に絶対値が適用されることが好ましい。
走行情報は、モータ１０１の 回転数部１２０の回転数（ＲＰＭ）、ペダル開度量部１３０のペダルの開度量、 車速部１４０の車速、 走行モードおよびギヤ段数部１５０の走行モード、ギア段数の少なくとも何れか１つ以上を含むことができる。
この際、室内騒音測定センサ１０４がＥＶ車両１００の室内騒音を検知することが好ましい。
信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数から、内燃機関に対応するオーダー配列部２２１のエンジンオーダー配列を選定することが好ましい。
信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数を用いて、オーダー配列部２２１のエンジンオーダー配列にレベルを設定することが好ましい。
換言すると、信号処理制御器１０３は、ＥＶ車両１００のモータ１０１のトルクと回転数、ペダルの開度量、車速、走行モード、ギア段数の何れか１つ以上を演算することができる。
これを用いて、信号処理制御器１０３は、ＥＶ車両１００が加速時には可変周波数バンドフィルタ２２３を適用し、ＥＶ車両が減速時にはパワー高周波騒音マスキング制御部４１３の高周波騒音マスキングの制御を行うことが好ましい。
この際、室内騒音測定センサ１０４がＥＶ車両１００の室内騒音を検知することが好ましい。
可変周波数バンドフィルタ２２３の周波数帯域は、モータ１０１の回転数に比例して設定されることが好ましい。
また、パワー高周波騒音マスキング制御部４１３の高周波騒音マスキングの制御では、モータ１０１の 動力変化量（またはトルク値）に絶対値が適用されることが好ましい。
信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数から、内燃機関に対応するオーダー配列部２２１のエンジンオーダー配列を選定することが好ましい。
一方、信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数を用いて、オーダー配列部２２１のエンジンオーダー配列にレベルを設定することが好ましい。
より詳細に説明すると、図５および図６は、本発明の好ましい第２実施形態によるアルゴリズム図である。
入力装置２００−１に示す通り、動力変化量測定センサ部１１０−１が、ＥＶ車両１００のモータ１０１の 動力変化量をリアルタイムで測定する。
信号処理制御器１０３は、ＣＡＮ通信からＥＶ車両の走行情報の入力をリアルタイムで受ける。
走行情報には、モータ１０１の回転数部１２０の回転数（ＲＰＭ）、ペダル開度量部１３０のペダルの開度量、車速部１４０の車速、走行モードおよびギヤ段数部１５０の走行モード、ギア段数などが含まれる。
アルゴリズム装置２００に示す通り、ＥＶ車両のモータ１０１の動力変化量測定センサ部１１０−１の動力変化量は、 第１動力変化信号部４１１の第１動力変化量と第２動力変化信号部４１２の第２動力変化量に分けられる。
第１動力変化信号部４１１の第１動力変化量および 第２動力変化信号部４１２の第２動力変化量はそれぞれスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）過程を経る。
第１動力変化信号部４１１の第１動力変化量は、ＥＶ車両１００のモータ１０１の 動力変化量信号が減少される時のトルク値に相当する。
この際、信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数から、内燃機関に対応するオーダー配列部２２１のエンジンオーダー配列を計算する。
一方、第１動力変化信号部４１１の第１動力変化量は、パワー高周波騒音マスキング制御部４１３の高周波騒音マスキングの制御により、モータ１０１の動力変化量（またはトルク値）に絶対値が適用されることが好ましい。
第２動力変化信号部４１２の第２動力変化量は、ＥＶ車両１００のモータ１０１の 動力変化量信号が増加される時のトルク値に相当する。
第２動力変化信号部４１２の第２動力変化量には、ＣＡＮ通信から入力される 回転数部１２０の回転数に基づく、加速音の強化のためのオーダー配列部２２１のオーダー配列が利用される。
信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数から、内燃機関に対応するオーダー配列部２２１のエンジンオーダー配列を計算する。
一方、信号処理制御器１０３は、モータ１０１の回転数を用いて、オーダー配列部２２１のエンジンオーダー配列にレベルを設定する。
信号処理制御器１０３は、モータの加速条件または減速条件に応じて、モータの回転数および 動力変化量（またはトルク値）を用いてエンジン音色制御部２１５を行う。
この際、 リアルタイム増幅部２７０は、計算されたエンジンオーダーの成分中、増幅レベルを設定してリアルタイムで増幅する。
また、ＣＡＮ通信から入力された 走行モードおよびギヤ段数部１５０の走行モードおよびギア段数の情報に基づいて、燃費走行、一般走行、スポーツ走行などの走行モードの変化によるオーダー配列選択部２５０のエンジンオーダー成分の配列を選択し、それをエンジン音色制御部２１５に適用する。
エンジン音色制御部２１５の次には、回転数に基づく可変周波数バンドフィルタ２２３が適用できる。
この際、ＣＡＮ通信から入力されたモータの 回転数部１２０の回転数が反映できる。
可変周波数バンドフィルタ２２３を経た信号は、オーディオシステムマスターボリユーム部２８０に入力される。
この際、オーディオシステムマスターボリユーム部２８０には、ＣＡＮ通信から入力されたモータの 回転数部１２０の回転数に加重値が付与された 回転数重み付け情報部２２２の回転数加重値情報が入力できる。
また、オーディオシステムマスターボリユーム部２８０には、ＣＡＮ通信から入力されたペダルのペダル開度量部１３０の開度量に加重値が付与されたペダル開度量重み付け情報部２３０のペダル開度量加重値情報が入力できる。
出力装置２００−２に示す通り、オーディオシステムマスターボリユーム部２８０は、周波数バンド重み付け設定部２９０に信号を伝達し、周波数バンド重み付け設定部２９０によって加重値が付与された信号は、スピーカー３００を介してサウンド出力装置１０２の駆動音として最終出力される。
この際、周波数バンド重み付け設定部２９０から出力された信号には、ＣＡＮ通信から入力された 車速部１４０の車速データの 車速変化微分値部２４０の車速変化微分値の情報が付加できる。
図７の（ａ）は、本発明の好ましい第１実施形態によるＥＶ車両１００の加速時に、エンジン音色を制御する前のグラフであり、図７の（ｂ）は、本発明の好ましい第１実施形態によるＥＶ車両１００の加速時に、エンジン音色の制御が適用されたグラフであり、図７の（ｃ）は、本発明の好ましい第１実施形態によるＥＶ車両１００の加速時に、マイクロフォンを介した最終エンジン音色のグラフである。
ＥＶ車両１００が加速時に、加速感の強化のために設定されたオーダー成分の配列およびモータトルクに基づいたレベルを適用することで、必要な成分の音色のみが増幅された結果を示す。
これは、モータの回転数に比例した可変周波数バンドフィルタを適用した結果である。
これから、自然なエンジン音色の制御が可能であることを確認することができる。
一方、ＥＶ車両１００に設けられた室内騒音測定センサ１０４によるＰＩＤ制御器１０５のＰＩＤ制御を行うことで、必要成分のみが増幅された結果を確認することができる。
１００ ＥＶ車両
１００−１ 乗員搭乗空間
１００−２ エンジンルーム
１００−３ ＥＶ車両ドライビングサウンド制御装置
１０１ モータ
１０２ サウンド出力装置
１０３ 信号処理制御器
１０４ 室内騒音測定センサ
１０５ ＰＩＤ制御器
１０６ 外部騒音測定センサ
１０７ トルク測定センサ
１１０ トルク信号部
１１０−１ 動力変化量測定センサ部
１２０ 回転数（ＲＰＭ）部
１３０ ペダル開度量部
１４０ 車速部
１５０ 走行モードおよびギヤ段数部
２００ アルゴリズム装置
２００−１ 入力装置
２００−２ 出力装置
２１１ 第１トルク信号部
２１２ 第２トルク信号部
２１３ トルク高周波騒音マスキング制御部
２１４ トルク加速感強化部
２１５ エンジン音色制御部
２２１ オーダー配列部
２２２ 回転数重み付け情報部
２２３ 可変周波数バンドフィルタ
２３０ ペダル開度量重み付け情報部
２４０ 車速変化微分値部
２５０ オーダー配列選択部
２６０ オーダー配列計算部
２７０ リアルタイム増幅部
２８０ オーディオシステムマスターボリューム部
２９０ 周波数バンド重み付け設定部
３００ スピーカ

Claims (28)

  1. ＥＶ車両の駆動音を発生させるサウンド出力装置と、
    前記ＥＶ車両のモータトルクを測定するトルク測定センサと、
    前記ＥＶ車両の騒音を検知する室内騒音測定センサと、
    前記トルク測定センサおよび室内騒音測定センサから信号を受信し、目標音色に到達するように前記サウンド出力装置を制御する信号処理制御器と、を含み、
    前記信号処理制御器は、
    ＣＡＮ通信からリアルタイムで入力される前記ＥＶ車両の走行情報、および前記室内騒音測定センサおよび前記トルク測定センサから入力された信号を用いて、
    加速時には、前記サウンド出力装置が、前記ＥＶ車両の動力性能と一致するエンジン車両の動力性能が実現される時のエンジン音から加速感サウンド成分のみを抽出して出力するように制御し、減速時には、高周波騒音をマスキングすることを特徴とするＥＶ車両の駆動音制御装置。
  2. 前記ＥＶ車両の加速の判断は、前記トルク測定センサで、モータトルクの変化が正（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）と決定されたかによって行われることを特徴とする請求項１に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  3. 前記モータトルクがリアルタイムでスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）されることを特徴とする請求項１に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  4. 前記加速感サウンド成分は、前記モータの回転数を基準として配列されたエンジンオーダー配列から抽出されることを特徴とする請求項３に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  5. 前記加速感サウンド成分が室内スピーカーを介して提供されることを特徴とする請求項１に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  6. 前記加速感サウンド成分に、前記モータの回転数に比例する可変帯域フィルタ（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｆｉｌｔｅｒ）を適用することを特徴とする請求項５に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  7. 前記可変帯域フィルタが適用された加速感サウンド成分は、室内に位置した前記室内騒音測定センサによって室内音色がＰＩＤ制御されることを特徴とする請求項６に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  8. 前記可変帯域フィルタが適用された加速感サウンド成分は、室外に位置した外部騒音測定センサによって室内音色がＰＩＤ制御されることを特徴とする請求項６に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  9. 前記室外はエンジンルームであることを特徴とする請求項８に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  10. 前記ＥＶ車両の減速の判断は、前記トルク測定センサで、モータトルクの変化が負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）と決定されたかによって行われることを特徴とする請求項１に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  11. 前記モータトルクがリアルタイムでスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）されることを特徴とする請求項１０に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  12. 前記高周波騒音をマスキングすることは、
    前記モータの回転数および前記負のモータトルクから、減速時におけるマスキングに必要な成分を抽出することであることを特徴とする請求項１に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  13. 前記マスキングに必要な成分は、前記モータの回転数からのオーダー配列、前記モータトルクのレベルであることを特徴とする請求項１２に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  14. 前記モータトルクのレベルは、負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）の値に絶対値を付けて正に変換することを特徴とする請求項１３に記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  15. ＥＶ車両の駆動音を補強するように補強サウンドを発生させるサウンド出力装置と、
    前記ＥＶ車両の動力変化信号をリアルタイムで測定する動力変化量測定センサと、
    ＣＡＮ通信からリアルタイムで入力される前記ＥＶ車両の走行情報、および前記室内騒音測定センサおよび前記動力変化量測定センサから入力された信号を用いて、前記ＥＶ車両が加速時には可変周波数バンドフィルタを適用し、前記ＥＶ車両が減速時には高周波騒音マスキングの制御を行って前記サウンド出力装置を制御する信号処理制御器と、を含むことを特徴とするＥＶ車両の駆動音制御装置。
  16. 前記ＥＶ車両の室内騒音を検知する室内騒音測定センサをさらに含むことを特徴とする請求項１５記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  17. 前記可変周波数バンドフィルタの周波数帯域は前記モータの回転数に比例して設定されることを特徴とする請求項１５記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  18. 前記走行情報は、前記モータの回転数（ＲＰＭ）、ペダルの開度量、車速、走行モード、ギア段数の少なくとも何れか１つ以上を含むことを特徴とする請求項１５記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  19. 前記信号処理制御器は、前記モータの回転数から、内燃機関に対応するエンジンオーダー配列を選定することを特徴とする請求項１５記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  20. 前記信号処理制御器は、前記モータの回転数を用いて、前記エンジンオーダー配列にレベルを設定することを特徴とする請求項１５記載のＥＶ車両の駆動音制御装置。
  21. ＥＶ車両のモータのトルクと回転数、ペダルの開度量、車速、走行モード、ギア段数の何れか１つ以上を信号処理制御器で演算して、前記ＥＶ車両が加速時には可変周波数バンドフィルタを適用し、前記ＥＶ車両が減速時には高周波騒音マスキングの制御を行うことを特徴とするＥＶ車両の駆動音の制御方法。
  22. 前記ＥＶ車両の室内騒音を検知する室内騒音測定センサをさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載のＥＶ車両の駆動音の制御方法。
  23. 前記可変周波数バンドフィルタの周波数帯域は前記モータの回転数に比例して設定されることを特徴とする請求項２１に記載のＥＶ車両の駆動音の制御方法。
  24. 前記高周波騒音マスキングの制御では、前記モータトルク値に絶対値が適用されることを特徴とする請求項２１に記載のＥＶ車両の駆動音の制御方法。
  25. 前記信号処理制御器は、前記モータの回転数から、内燃機関に対応するエンジンオーダー配列を選定することを特徴とする請求項２１に記載のＥＶ車両の駆動音の制御方法。
  26. 前記信号処理制御器は、前記モータの回転数を用いて、前記エンジンオーダー配列にレベルを設定することを特徴とする請求項２５に記載のＥＶ車両の駆動音の制御方法。
  27. ＥＶ車両のリアルタイム動力変化量、モータの回転数、ペダルの開度量、車速、走行モード、ギア段数の何れか１つ以上を信号処理制御器で演算して、前記ＥＶ車両が加速時には可変周波数バンドフィルタを適用し、前記ＥＶ車両が減速時には高周波騒音マスキングの制御を行うことを特徴とするＥＶ車両の駆動音の制御方法。
  28. 前記ＥＶ車両が定速時には、前記車速を微分制御ロジックに適用することを特徴とする請求項２１または２７に記載のＥＶ車両の駆動音の制御方法。
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