JP5565076B2 - 車両用発音装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用発音装置に関するものである。

近時、少なくとも低速領域で、モータのみで走行を行う車両が増加する傾向にある。例えば、電気自動車、燃料電池車にあっては全運転領域においてモータのみによって走行が行われ、ハイブリッド車の中には低速領域においてモータのみで走行を行うものもある。

低速領域においてモータのみによって走行する車両にあっては、車両が発生する走行音（総合的な音圧レベル）が低くなる。すなわち、エンジンによって走行される通常の車両にあっては、走行音の音圧レベルは、エンジンの作動音とロードノイズとを加算した大きなものとなるが、モータのみによって走行する車両の場合は、通常の車両に比して、エンジンの作動音分だけ音圧レベルが小さくなる。そして、低速領域では、ロードノイズが小さくなるため、モータのみによって走行する車両にあっては走行音が極めて静かになり、周囲の歩行者等に対して車両の存在を気づかせにくいものとなる。

特許文献１には、あらかじめ設定したしきい車速以下となる低速領域において、周囲に対して擬似エンジン音等の発音を行うようにして、車両の存在を周囲の歩行者等に対して積極的に認知させることが開示されている。具体的には、この特許文献１のものでは、上記発音を、車速が大きいときは小さいときに比して音圧レベルを小さくすることが開示されているものの、発音の停止をある大きさの音圧レベルから急激に行うようになっている。

特開２００５−３４３３６０号公報

前記特許文献１のように、しきい車速となった時点で発音を急激に停止するものにあっては、車両の存在を周囲の歩行者等に気付かせるという点では満足のいくものの、発音が急激に停止されることから、急激に車両が発生する音圧レベルが小さくなり、周囲の歩行者等は勿論のこと、車両の乗員に対しても違和感等を与えてしまうことになる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、低速領域で周囲に対して発音を行うものにおいて、発音を停止する際に違和感を与えてしまうことのないようにした車両用発音装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第１の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
周囲に対して車両の存在を報知するための発音を行う発音手段と、あらかじめ設定されたしきい車速以下の低速領域で該発音手段から発音させる制御を行う制御手段と、を備えた車両用発音装置であって、
前記制御手段は、車速が増加する走行中に、前記しきい車速以上となる所定車速で前記発音手段からの発音を停止させるように制御を行い、
前記制御手段は、さらに、前記しきい車速近傍の速度域から前記所定車速となるまでの車速増加の間は、前記発音手段から発音される発音音圧レベルと車両が実際に発生するロードノイズの音圧レベルとを加算した総合音圧レベルが減少しないようにしつつ、該発音手段から発音される音圧レベルが０になるまで徐々に漸減するように制御し、
前記制御手段は、発進時における前記発音音圧レベルを、前記しきい車速に対応してあらかじめ設定される所定音圧レベル以上となるように制御する、
ようにしてある。上記解決手法によれば、発音手段からの発音が大きな音圧レベルから突然停止したり、総合音圧レベルが突然大きく低下することことがないので、周囲の歩行者等や車両の乗員が違和感を感じてしまう事態を防止することができる。

以上に加えて、車両の走行状態を、発進時から周囲の歩行者等に的確に認識させる上で好ましいものとなる。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第２の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項２に記載のように、
周囲に対して車両の存在を報知するための発音を行う発音手段と、あらかじめ設定されたしきい車速以下の低速領域で該発音手段から発音させる制御を行う制御手段と、を備えた車両用発音装置であって、
前記制御手段は、車速が増加する走行中に、前記しきい車速以上となる所定車速で前記発音手段からの発音を停止させるように制御を行い、
前記制御手段は、さらに、前記しきい車速近傍の速度域から前記所定車速となるまでの車速増加の間は、前記発音手段から発音される発音音圧レベルと車両が実際に発生するロードノイズの音圧レベルとを加算した総合音圧レベルが減少しないようにしつつ、該発音手段から発音される音圧レベルが０になるまで徐々に漸減するように制御し、
前記制御手段は、前記しきい車速近傍の速度域における高速域では低速域よりも前記総合音圧レベルの増加率が低くなるように制御する、
ようにしてある。上記解決手法によれば、発音手段からの発音が大きな音圧レベルから突然停止したり、総合音圧レベルが突然大きく低下することことがないので、周囲の歩行者等や車両の乗員が違和感を感じてしまう事態を防止することができる。また、必要最小限の音圧レベルで車両の存在を認知可能として、車両の認知効果と騒音防止とを高い次元で満足させる上で好ましいものとなる。

上記各解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項３以下に記載のとおりである。すなわち、
前記高速域と低速域との境界が、前記しきい車速とされている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、請求項２と同様の効果を得ることができる。

前記制御手段は、前記発音音圧レベルを、前記しきい車速以下の速度域では比較用ガソリンエンジンで走行される比較用車両が発生する走行音圧レベルに達する音圧レベルとなるように制御し、該しきい車速を超えた後は該比較用車両が発生する走行音圧レベル未満の音圧レベルとなるように制御する、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、車両の存在をより明確に認知させつつ、車両の認知効果と騒音防止とを共に高い次元で満足させる上で好ましいものとなる。

前記制御手段は、前記総合音圧レベルが一定または増加率が低下する期間においては、車速の増大に応じて発音の周波数特性を高い方にシフトするように制御する、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、加速感を感じさせることや違和感を低減させる上で好ましいものとなる。

本発明によれば、車両の存在を周囲に報知するための発音を停止する際に、周囲の歩行者等や車両の乗員に対して違和感を与えてしまうことを防止することができる。

本発明が適用された車両の一例を示す斜視図 本発明の制御系統例を示すブロック図。 本発明による発音制御例を示す特性図。 図３において、発音手段から発音される音圧レベルの変化を示す特性図。 本発明による第２の発音制御例を示す特性図。 図５において、発音手段から発音される音圧レベルの変化を示す特性図。 本発明による第３の発音制御例を示す特性図。 図７において、発音手段から発音される音圧レベルの変化を示す特性図。 本発明による第４の発音制御例を示す特性図。 図９において、発音手段から発音される音圧レベルの変化を示す特性図。 本発明の制御例を示すフローチャート。

図１において、車両Ｖは、走行用の駆動源としてガソリンエンジンとモータとの両方を有して、低車速領域では基本的にモータのみによって走行されるハイブリッド車とされている。ただし、車両Ｖとしては、電気自動車や燃料電池車等、少なくとも停止車速領域ではエンジン（例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関等）による走行が行われない可能性がある適宜の車両とすることができる。

車両Ｖは、周囲に車両Ｖの存在を発音するための発音手段としての複数のスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒを有している。スピーカ１Ｆは、車両Ｖの前方に向けて発音するもので、左右一対設けられている。スピーカ１Ｓは、車両Ｖの側方に向けて発音するもので、左右一対設けられている（右のスピーカ１Ｓは図示略）。スピーカ１Ｒは、車両Ｖの後方に向けて発音するもので、左右一対設けられている（右のスピーカ１Ｒは図示略）。各スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒは、車両Ｖの存在を示す音として、実施形態では擬似エンジン音（例えば直列４気筒ガソリンエンジンの擬似音）を発音するようになっているが、擬似エンジン音以外の車両Ｖに関連した適宜の音を発音させることもできる。

図２において、車両Ｖには、マイクロコンピュータを利用して構成された制御手段としてのコントローラＵが搭載されている。このコントローラＵは、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音の有無と、発音する際の音圧レベルを制御する。この制御のために、コントローラＵには、車速を検出する車速センサ１１，ブレーキペダルが踏み込み操作されたことを検出するブレーキペダルセンサ１２，パーキングブレーキが作動されたことを検出するパーキングブレーキセンサ１３からの信号が入力される。

次に、図３，図４を参照しつつ、コントローラＵの制御内容について説明する。まず、図３は、低車速領域での音圧レベルの変化を示すもので、所定のしきい車速ＶＢ（例えば２０ｋｍ／ｈ）と、このしきい車速ＶＢ以上となる所定車速（例えば２５ｋｍ／ｈ）とがあらかじめ設定される。図中、α線は、車両Ｖがモータのみで走行する際に発生するロードノイズの音圧レベル（ｄｂ）が変化する様子を示す。また、β線は、比較用ガソリンエンジンによって走行される比較用車両が発生する総合音圧レベル（エンジン音とロードノイズとを加算した音圧レベル）が変化する様子を示す。α線で示すロードノイズは、車速の増大と共に増大される。また、β線で示す比較用車両が発生する総合音圧レベルも、車速の増大に応じて増大されるが、その増大はある車速付近からはほぼ一定となって、所定車速ＶＸよりも大きいある車速以降は、実質的にロードノイズが総合音圧レベルの殆ど全てを占めるようになる。なお、α線で示すロードノイズは、比較的ロードノイズが小さく発生する路面（アスファルト路面等）での走行データに基づくものとされている。

しきい車速ＶＢ以下の低車速域では、ロードノイズが極めて小さくなって、ロードノイズのみによって周囲の歩行者等に対して車両Ｖの存在を気付かせるのは難しいものとなる。このため、しきい車速ＶＢ以下の低車速域では、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒから、車両Ｖの存在を報知させるために発音を行わせるようになっている。スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルについて説明すると、まず、しきい車速ＶＢ時点でのロードノイズの音圧レベルが「ａ」であり、比較用車両が車速０のときに発生する総合音圧レベル（アイドル時のエンジン音の音圧レベルに相当）が「ｂ」である。

スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルとロードノイズとを加算した車両Ｖの総合音圧レベルは、車両Ｖの存在をその周囲に存在する歩行者等へ明確に報知するという観点から音圧レベル「ａ」以上とされ、また騒音とならないようにするために音圧レベル「ｂ」以下（またはβ以下）とされる。そして、実施形態では、車両Ｖについての上記総合音圧レベルは、図中特性線「ＨＡ」で示すように、「ａ」よりも大きくて「ｂ」よりも小さい音圧レベルでもって常時一定となるようにしてある。この特性線「ＨＡ」は、所定車速ＶＸ時点でのロードノイズの音圧レベルに相当するものとなっている。

スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音は、発進から車速が増加して前記所定車速ＶＸとなった時点で停止するように設定してあるが、特性線ＨＡから容易に理解されるように、この所定車速ＶＸになるまでの間、車両Ｖにおけるロードノイズとスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルとを加算した総合音圧レベルは、発進から所定車速まで一定とされる。

図３のような特性線ＨＡの設定について、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルに着目すると、図４に示すようになる。この図４は、図３における特性線ＨＡの音圧レベルからロードノイズ分の音圧レベルを減算したものに相当する。この図４から理解させるように、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルは、発進時がもっとも大きく、車速の増大に応じて音圧レベルが漸減されて、所定車速ＶＸとなった時点で音圧レベルが０になる。所定車速ＶＸ時点でスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音が停止される際には、その前の時点から発音音圧レベルが漸減されていて、最終的に音圧レベルが０になるので、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音が突然小さくなる（突然０になる）ことや、総合音圧レベルが突然小さくなることもなく、車両Ｖの乗員や周囲の歩行者等が違和感を感じてしまうような事態が確実に防止されることになる。勿論、コントローラＵは、図４のような特性をあらかじめその記憶手段に記憶して、車速に応じた音圧レベルでもってスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒから発音させるように制御する。なお、図３，図４に示す音圧レベルは、人間の聴覚の周波数特性考慮して補正されたものであり（高周波領域での感度が鈍くなるという特性を補正したもので、例えばＡ特性周波数重み付け）、このことは図５以下に示す音圧レベルにおいても同じである。

図５，図６は、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音制御の第２の例を示すものである。図５の例では、しきい車速ＶＢと所定車速ＶＸ２（図３の所定車速ＶＸに対応で、ＶＸよりも若干大きい車速）の他に、しきい車速ＶＢ近傍でかつしきい車速ＶＢよりも若干小さい第２所定車速ＶＹが設定される。そして、ロードノイズとスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルとを加算した総合音圧レベルを示す特性線ＨＢは、第２所定車速ＶＹ以下では一定とされ、第２所定車速ＶＹから所定車速ＶＸ２までは、徐々に増加するようにされている。このような特性線ＨＡを得るためのスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルの変化が、図６に示すようになる。すなわち、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルは、発進時から第２所定車速ＶＹまでは大きな減少率でもって漸減され、第２所定車速ＶＹから所定車速ＶＸまでは、小さな減少率でもって漸減される。本例の場合、しきい車速ＶＢ近傍の速度域から車速が増加する際に、総合音圧レベルを減少率が小さい状態で漸減させるので、所定車速ＶＸ２よりも大きい車速域へと音圧レベルをスムーズに変化させることができる。

図７，図８は、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音制御の第３の例を示すものである。図７の例では、図５に示すしきい車速ＶＢと所定車速ＶＸ２の他に、しきい車速ＶＢ近傍でかつしきい車速ＶＢよりも若干小さい第２所定車速ＶＹ２（図５のＶＹ対応で、ＶＹよりも若干小さい車速）が設定される。そして、ロードノイズとスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルとを加算した総合音圧レベルが、特性線ＨＣで示すように設定される。この特性線ＨＣは、第２所定車速ＶＹ２までは一定で、第２所定車速ＶＹ２としきい車速ＶＢまではロードノイズの増加にほぼ比例するように大きくされ、しきい車速ＶＢから所定車速ＶＸ２までは再び一定とされる。このような特性線ＨＣを得るためのスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルの変化が、図８に示される。

図９，図１０は、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音制御の第４の例を示すものである。図９の例では、図５の場合と同様に、しきい車速ＶＢと、所定車速ＶＸに対応した所定車速ＶＸ３を設定してあるが、所定車速ＶＸ３はＶＸよりも若干大きい車速に設定してある。そして、ロードノイズとスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルとを加算した総合音圧レベルが、特性線ＨＤで示すように設定される。この特性線ＨＤでの音圧レベルは、しきい車速ＶＢまでは、比較用ガソリンエンジンによって走行される比較用車両の総合音圧レベルと同一とされ、しきい車速ＶＢから所定車速ＶＸ３までは、総合音圧レベルが一定とされる。このような特性線ＨＤを得るためのスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルの変化が、図１０に示される。本例では、しきい車速ＶＢ以下の低車速域において、音圧レベルを十分高くして、車両Ｖの認知効果を十二分に高めることができる。また、所定車速ＶＸ３よりも大きい車速域へと音圧レベルをスムーズに変化させることができる。

図１１は、コントローラＵによる前述した図３〜図１０のような制御を行うためのフローチャートを示すもので、この制御のために、コントローラＵは、図４，図６，図８あるいは図１０に示すような車速と音圧レベルとの関係をデータベースとしてメモリに記憶している。以下、図１１のフローチャートについて説明するが、以下の説明でＳはステップを示す。まず、Ｓ１において、発進時であるか否かが判別される。このＳ１の判別は、例えば、車速が０の状態で、ブレーキペダルが踏み込み操作されてなく、かつパーキングブレーキが作動されていないときに発進と判断することができ、この条件に加えて、アクセルペダルが踏み込み操作されたことを発進の条件として設定することもできる。

前記Ｓ１２の判別でＹＥＳのときは、Ｓ２において、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒの発音音圧レベルが初期時のもっとも大きい値に設定された後、Ｓ３において、設定された発音レベルでもって、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音が実行される。この後、Ｓ４において、車速が変化したか否かが判別される。このＳ４の判別でＮＯのときはＳ３に戻る。また、Ｓ４の判別でＹＥＳのときは、Ｓ５において、車速に応じた音圧レベルが設定される（図４，図６，図８あるいは図９に基づく音圧レベルの設定）。この後、Ｓ６において、Ｓ５で設定された音圧レベルでもってスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音が実行される。

Ｓ６の後、Ｓ７において、車速が所定車速ＶＸ（図３の場合で、図５、図７の場合はＶＸ２、図９の場合はＶＸ３）を超えたか否かが判別される。このＳ７の判別でＮＯのときはＳ５に戻る。Ｓ７の判別でＹＥＳのときは、Ｓ８において、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒの作動が停止される。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音を行う際に、車速の増大に応じて、段階的あるいは連続可変的に周波数特性を高い方にシフトするようにしてもよい。このように周波数特性の変更によって、加速感の向上や、発音に起因する違和感を低減する上で好ましいものとなる。このような周波数特性のシフトは、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒから発音を行う全ての車速域において行ってもよいが、特に、ロードノイズとスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルとを加算した総合音圧レベルが一定あるいは増加率が低減されるときに行うのが、加速感の向上や発音に起因する違和感を低減する上で好ましいものとなる。

しきい車速近傍よりも低車速域では、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルは、例えば図３に示す音圧レベル「ａ」以上でかつ「β」以下の範囲で、任意に設定することができる。また、しきい車速近傍から所定車速ＶＸ（ＶＸ２、ＶＸ３）までの間では、車速の増大に応じてロードノイズとスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルとを加算した総合音圧レベルは、車速の増大に応じて、減少しない限り、一定、増加、一定と増加の組み合わせ等、適宜変化させる設定できるものである。発進時のスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルは、しきい車速に対応してあらかじめ設定した音圧レベル（例えばしきい車速に対応したロードノイズの音圧レベル）以上であれば、適宜の大きさに設定できる。

車外マイクで受信した実際の車外の音圧レベルが、特性線ＨＡ，ＨＢ、ＨＣあるいはＨＤとなるように制御してもよい。路面状況に応じてロードノイズが変化するので、例えばアスファルト路面を基準路面として特性線ＨＡ，ＨＢ、ＨＣあるいはＨＤを設定して、実際の路面でのロードノイズをマイクで受信して、この受信したロードノイズを考慮して特性線ＨＡ，ＨＢ、ＨＣあるいはＨＤとなるように制御（例えばフィードバック制御）するようにしてもよい。具体的には、例えばマイクで受信したロードノイズの大きさに応じて、図４，図６，図８、図１０に示す音圧レベルを補正すればよく、この場合、受信したロードノイズが大きいほど、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒの発音音圧レベルを小さくするように補正すればよい。しきい車速ＶＢまでの車速増加を予測して（例えば加速度に応じた予測）、あらかじめスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルを漸減させたり、周波数特性を高周波側にシフトするようにしてもよい（制御の遅れを補償）。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明は、電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車等に適用して好ましいものである。

Ｖ：車両
Ｕ：コントローラ
ＶＢ：しきい車速
ＶＸ、ＶＸ２、ＶＸ３：所定車速
ＨＡ、ＨＢ、ＨＣ、ＨＤ：総合音圧レベル
α：ロードノイズ
β：比較車両の総合音圧レベル
１Ｆ、１Ｓ、１Ｒ：スピーカ（発音手段）
１１：車速センサ
１２：ブレーキペダルセンサ
１３：パーキングブレーキセンサ

Claims (5)

1. 周囲に対して車両の存在を報知するための発音を行う発音手段と、あらかじめ設定されたしきい車速以下の低速領域で該発音手段から発音させる制御を行う制御手段と、を備えた車両用発音装置であって、
   前記制御手段は、車速が増加する走行中に、前記しきい車速以上となる所定車速で前記発音手段からの発音を停止させるように制御を行い、
   前記制御手段は、さらに、前記しきい車速近傍の速度域から前記所定車速となるまでの車速増加の間は、前記発音手段から発音される発音音圧レベルと車両が実際に発生するロードノイズの音圧レベルとを加算した総合音圧レベルが減少しないようにしつつ、該発音手段から発音される音圧レベルが０になるまで徐々に漸減するように制御し、
   前記制御手段は、発進時における前記発音音圧レベルを、前記しきい車速に対応してあらかじめ設定される所定音圧レベル以上となるように制御する、
   ことを特徴とする車両用発音装置。
2. 周囲に対して車両の存在を報知するための発音を行う発音手段と、あらかじめ設定されたしきい車速以下の低速領域で該発音手段から発音させる制御を行う制御手段と、を備えた車両用発音装置であって、
   前記制御手段は、車速が増加する走行中に、前記しきい車速以上となる所定車速で前記発音手段からの発音を停止させるように制御を行い、
   前記制御手段は、さらに、前記しきい車速近傍の速度域から前記所定車速となるまでの車速増加の間は、前記発音手段から発音される発音音圧レベルと車両が実際に発生するロードノイズの音圧レベルとを加算した総合音圧レベルが減少しないようにしつつ、該発音手段から発音される音圧レベルが０になるまで徐々に漸減するように制御し、
   前記制御手段は、前記しきい車速近傍の速度域における高速域では低速域よりも前記総合音圧レベルの増加率が低くなるように制御する、
   ことを特徴とする車両用発音装置。
3. 請求項２において、
   前記高速域と低速域との境界が、前記しきい車速とされている、ことを特徴とする車両用発音装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記制御手段は、前記発音音圧レベルを、前記しきい車速以下の速度域では比較用ガソリンエンジンで走行される比較用車両が発生する走行音圧レベルに達する音圧レベルとなるように制御し、該しきい車速を超えた後は該比較用車両が発生する走行音圧レベル未満の音圧レベルとなるように制御する、ことを特徴とする車両用発音装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
   前記制御手段は、前記総合音圧レベルが一定または増加率が低下する期間においては、車速の増大に応じて発音の周波数特性を高い方にシフトするように制御する、ことを特徴とする車両用発音装置。
   

Images