JP5454432B2 - 車両接近通報装置 - Google Patents

Description

本発明は、歩行者等に対して車両の接近を通報する車両接近通報装置に関する。

近年、登録台数が急増しているハイブリッド車や電気自動車は、その構造的に低速走行時の発生騒音が非常に少ないため、これら車両の接近に対して歩行者が気付きにくい、或いは全く気が付かない状況が起こり、危険を感じるといった問題が生じてきている。そこで、歩行者にこれら車両の接近を認識させるために、低速走行時に自動で発音させる車両接近通報装置をハイブリッド車や電気自動車に取り付けるといった対策が進みつつある。

この種の車両接近通報装置として、特許文献１には、発振器から出力された周波数信号を増幅器で増幅し、増幅された信号をスピーカで音として出力するものが記載されている。

この従来技術では、歩行者が車両のスピード（車速）を認識できるように、車速に合わせて通報音の周波数を変化させる制御を行うようになっている。具体的には、発振器から出力する信号の周波数を、車速が速いほど高くする制御を行っている。

特開平５−２１３１１２号公報

しかしながら、一般的なスピーカは、出力音圧周波数特性が平坦でないので、この従来技術では、発音周波数を変化させることによってスピーカの出力音圧レベルが変動することとなり、通報音を聴いた人が違和感を感じるという問題がある。

特に、スピーカを薄型化するために圧電スピーカを採用した場合には、その構造上、出力音圧周波数特性の変化が滑らかでないので、上記問題が顕著になってしまう。

本発明は上記点に鑑みて、発音周波数の変化に伴う音圧変動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に記載の発明では、通報音信号に基づいて通報音を発生する発音器（２）と、
通報音信号を生成する通報音信号生成手段（３）とを備え、
通報音信号生成手段（３）は、第１の発音信号を生成する第１発音信号生成部（３２、３３）と、第２の発音信号を生成する第２発音信号生成部（３４）とを有し、第１の発音信号と第２の発音信号とを合成して通報音信号を生成し、
第１発音信号生成部（３２、３３）は、車両の状態に応じて第１の発音信号の周波数を変化させ、
第２発音信号生成部（３４）は、車両の状態にかかわらず第２の発音信号の周波数を一定にすることを特徴とする。

これによると、第１の発音信号の周波数を車両の状態に応じて変化させ、第２の発音信号の周波数を車両の状態にかかわらず一定にするので、第１の発音信号および第２の発音信号の両方の周波数を車両の状態に応じて変化させる場合と比較して、発音周波数の変化に伴う音圧変動を抑制することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両接近通報装置において、発音器（２）は、比較的線形に音圧変動する第１の周波数領域と、比較的急峻に音圧変動する第２の周波数領域とが存在するという出力音圧周波数特性を有するものであり、
第１の発音信号は、第１の周波数領域の発音信号であり、
第２の発音信号は、第２の周波数領域の発音信号であることを特徴とする。

これにより、発音周波数の変化に伴う音圧変動を効果的に抑制することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両接近通報装置において、第１の発音信号は、車両の走行を想起させる音色を決定付ける周波数領域の発音信号であり、
第２の発音信号は、人の耳に聴き取りやすい周波数領域の発音信号であることを特徴とする。

これにより、通報音の音量や音色を好ましいものにすることが容易になる。

請求項４に記載の発明では、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において、第１の発音信号は、１００Ｈｚ以上、１．５ｋＨｚ以下の発音信号であり、
第２の発音信号は、１．５Ｈｚ以上、１０ｋＨｚ以下の発音信号であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、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において、第１発音信号生成部（３２、３３）は、車両の状態に応じて周波数シフト量を決定し、予め設定された発音信号データの周波数を周波数シフト量に応じてシフトすることで第１の発音信号を生成することを特徴とする。

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。

本発明の第１実施形態における車両接近通報装置の構成を示す図である。 図１のスピーカの出力音圧周波数特性を示す図である。 図１の低域発音周波数演算部における周波数シフト量の演算に用いるマップを示す図である。 図１のミキシング回路で合成された発音信号の周波数成分の一例を示す図である。

本発明の一実施形態を説明する。図１は本実施形態における車両接近通報装置の構成を示す図である。

この車両接近通報装置は、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に搭載されるものであり、走行用駆動源として電動機のみを備える電気自動車、或いは、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に搭載されるものであり、図１に示すように、車速検出手段としての車速センサ１、発音器としてのスピーカ２、および通報音信号生成手段としての電子制御装置３（以下、ＥＣＵという）を備えている。

車速センサ１は、当該車両の走行速度に応じた車速パルス（車速信号）を出力する。発音器としてのスピーカ２は、例えばフロントバンパー内に配置されて、車外に向かって通報音を発する。

本例では、スピーカ２として、図２に示す出力音圧周波数特性を有する圧電スピーカが用いられており、具体的には、低域周波数（例えば数１００Ｈｚ〜１．５ｋＨｚ）では比較的線形に音圧変化するが比較的発音効率が低く、高域周波数（例えば１．５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ）では音圧が比較的急峻に変化するが比較的発音効率が高いという特性を有している。

ＥＣＵ３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータ、およびその周辺機器で構成されており、車速信号入力部３１、低域発音周波数演算部３２、パワーアンプ入力低域波形発生部３３、パワーアンプ入力高域波形発生部３４、ミキシング回路３５およびパワーアンプ３６を備えている。

低域発音周波数演算部３２およびパワーアンプ入力低域波形発生部３３は、第１の発音信号を生成する第１発音信号生成部を構成するものである。パワーアンプ入力高域波形発生部３４は、第２の発音信号を生成する第２発音信号生成部を構成するものである。ミキシング回路３５は、第１の発音信号と第２の発音信号とを合成する発音信号合成部を構成するものである。

パワーアンプ入力低域波形発生部３３は、スピーカ２の比較的線形に音圧変化する周波数領域（例えば数１００Ｈｚ〜１．５ｋＨｚ）で、主に車両の走行を想起させる音圧を決定付ける領域の発音波形（第１の発音信号）の生成を担う。

パワーアンプ入力高域波形発生部３４は、スピーカ２の音圧が比較的急峻に変化する周波数領域（例えば１．５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ）で、主に歩行者へ車両の接近を通報するための人の耳に聴き取りやすい２ｋＨｚ周辺領域の発音波形（第２の発音信号）の生成を担う。

ＥＣＵ３の作動をより詳細に説明する。車速信号入力部３１には、車速センサ１１からの車速信号が入力される。低域発音周波数演算部３２では、車速信号入力部３１に入力された車速信号に基づいて周波数シフト量を決定し、その周波数シフト量をパワーアンプ入力低域波形発生部３３に出力する。本例では、周波数シフト量として、図３のマップで求められる周波数変化率を用いる。図３のマップはＥＣＵ３のメモリに記憶されている。

図３の例では、車速が３ｋｍ／ｈ未満の場合、周波数変化率が０％になり、車速が３ｋｍ／ｈ以上、２５ｋｍ／ｈ以下の場合、周波数変化率が車速に比例して０％から５０％まで増加し、車速が２５ｋｍ／ｈ超の場合、周波数変化率が５０％になる。

パワーアンプ入力低域波形発生部３３では、予め設定された発音波形データ（発音信号データ）を、低域発音周波数演算部３２にて決定した周波数シフト量でシフトして発音波形を生成し、その発音信号をミキシング回路３５に出力する。なお、発音波形データは、主に車両の走行を想起させるものであり、ＥＣＵ３のメモリに記憶されている。

例えば、予め設定された発音波形データの周波数が５００Ｈｚで、周波数シフト量（図３の周波数変化率）が５０％の場合、パワーアンプ入力低域波形発生部３３は７５０Ｈｚの発音波形データを生成する。

パワーアンプ入力高域波形発生部３４では、主に歩行者への車両の接近を通報するための人の耳に聴き取り易い２ｋＨｚ周辺の周波数で、スピーカ２の発音効率のよい周波数成分（固定周波数）で構成する発音波形を生成し、その発音波形をミキシング回路３５に出力する。

ミキシング回路３５では、パワーアンプ入力低域波形発生部３３で生成された発音波形と、パワーアンプ入力高域波形発生部３４で生成された発音波形とを合成し、その合成波形をパワーアンプ３６に出力する。

パワーアンプ３６では、ミキシング回路３５からの合成波形を増幅してスピーカ２に出力する。これにより、スピーカ２から通報音が発音される。

図４は、ミキシング回路３５で合成された発音波形の周波数成分の一例を示すものであり、図４（ａ）は低速走行時（周波数変化率が０％）のとき、図４（ｂ）は高速走行時（周波数変化率が５０％）のときを示している。

図４（ａ）、（ｂ）中の破線は、図２で示したスピーカ２の出力音圧周波数特性であり、図４（ｂ）中の細実線は、図４（ａ）で示した低速走行時の周波数成分である。

図４（ａ）、（ｂ）中に「低域」と示した周波数領域は、パワーアンプ入力低域波形発生部３３で生成する発音波形の周波数領域を表し、図４（ａ）、（ｂ）中に「高域」と示した周波数領域は、パワーアンプ入力高域波形発生部３４で生成する発音波形の周波数領域を表している。

図４（ａ）、（ｂ）では、パワーアンプ入力低域波形発生部３３で生成された低域周波数の発音波形と、パワーアンプ入力高域波形発生部３４で生成された高域周波数の発音波形とが合成されている様子が示されている。

図４（ｂ）では、図４（ａ）に対して、低域周波数領域における周波数成分が高域側にシフトされている。すなわち、低域発音周波数演算部３２が車速に応じて周波数シフト量を決定し、パワーアンプ入力低域波形発生部３３が、予め設定された発音波形データを周波数シフト量に応じて周波数シフトして発音波形を生成するので、低域周波数領域における周波数成分が車速に応じてシフトされることとなる。

低域周波数領域は、主に車両の走行を想起させる音圧を決定付ける周波数領域であるので、低域周波数領域で周波数シフトを行うことによって、ミキシング回路３５で合成された発音波形の周波数も車速に応じて変化する。その結果、スピーカ２から発音される通報音も車速に応じて変化するので、歩行者が車両のスピード（車速）を認識できる。

一方、高域周波数領域は、人の耳に聴き取り易く且つ圧電スピーカの発音効率のよい周波数領域であるので、低域周波数領域および高域周波数領域の両方で発音波形を生成することで、通報音の音量や音色をより好ましいものにすることが可能になる。

高域周波数領域では周波数シフトを行わないので、全周波数領域（低域周波数領域および高域周波数領域）で周波数シフトを行う場合と比較して、周波数シフトに伴う音圧変動を抑制できる。

特に本例では、図２に示すスピーカ２の出力音圧周波数特性に鑑みて、比較的線形に音圧変動する低域周波数領域（第１の周波数領域）でのみ周波数シフトを行い、比較的急峻に音圧変動する高域周波数領域（第２の周波数領域）では周波数シフトを行わず周波数を一定にするので、周波数シフトに伴う音圧変動を効果的に抑制できる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態で示した周波数シフト量の決定方法は一例に過ぎず、周波数シフト量を種々の方法で決定することができる。

また、上記実施形態では、周波数シフト量を車速に応じて決定したが、車速に限定されるものではなく、車速以外の車両状態（例えば前進状態、後退状態等）に応じて周波数シフト量を決定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、周波数領域を低域と高域の２つの領域に分け、低域周波数領域で周波数シフトを行い、低域周波数領域で周波数シフトを行わないようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば周波数領域を低域、中域、高域の３つの領域に分け、低域周波数領域および高域周波数で周波数シフトを行い、中域周波数領域で周波数シフトを行わないようにしてもよい。

また、上記実施形態では、スピーカ２として圧電スピーカを用いたが、圧電スピーカ以外の種々のスピーカを用いてもよい。

２ スピーカ（発音器）
３ ＥＣＵ（通報音信号生成手段）
３２ 低域発音周波数演算部（第１発音信号生成部）
３３ パワーアンプ入力低域波形発生部（第１発音信号生成部）
３４ パワーアンプ入力高域波形発生部（第２発音信号生成部）

Claims (5)

1. 通報音信号に基づいて通報音を発生する発音器（２）と、
   前記通報音信号を生成する通報音信号生成手段（３）とを備え、
   前記通報音信号生成手段（３）は、第１の発音信号を生成する第１発音信号生成部（３２、３３）と、第２の発音信号を生成する第２発音信号生成部（３４）とを有し、前記第１の発音信号と前記第２の発音信号とを合成して前記通報音信号を生成し、
   前記第１発音信号生成部（３２、３３）は、車両の状態に応じて前記第１の発音信号の周波数を変化させ、
   前記第２発音信号生成部（３４）は、前記車両の状態にかかわらず前記第２の発音信号の周波数を一定にすることを特徴とする車両接近通報装置。
2. 前記発音器（２）は、比較的線形に音圧変動する第１の周波数領域と、比較的急峻に音圧変動する第２の周波数領域とが存在するという出力音圧周波数特性を有するものであり、
   前記第１の発音信号は、前記第１の周波数領域の発音信号であり、
   前記第２の発音信号は、前記第２の周波数領域の発音信号であ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. 前記第１の発音信号は、前記車両の走行を想起させる音色を決定付ける周波数領域の発音信号であり、
   前記第２の発音信号は、人の耳に聴き取りやすい周波数領域の発音信号であ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。
4. 前記第１の発音信号は、１００Ｈｚ以上、１．５ｋＨｚ以下の発音信号であり、
   前記第２の発音信号は、１．５Ｈｚ以上、１０ｋＨｚ以下の発音信号であ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。
5. 前記第１発音信号生成部（３２、３３）は、前記車両の状態に応じて周波数シフト量を決定し、予め設定された発音信号データの周波数を前記周波数シフト量に応じてシフトすることで前記第１の発音信号を生成する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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