JP5614088B2 - 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、高速走行状態から車速が低下して上記しきい車速となった時点で、ある大きさの音圧レベルを急減に発音させるようになっている。

特開２００５−３４３３６０号公報

前記特許文献１のように、車速が低下する走行中に、しきい車速となった時点である発音音圧レベルでもって発音を急激に開始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、発音が急激に開始されることから、急激に車両が発生する音圧レベルが大きくなり、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、発音を開始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所定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、車速が低下する走行中に、前記所定車速で前記発音手段からの発音を開始させるように制御を行い、
前記制御手段は、さらに、前記所定車速から前記所定車速よりも小さいしきい車速近傍の速度域となるまでの車速減少の間は、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増加しないようにしつつ、該発音手段から発音される発音音圧レベルが０から徐々に漸増するように制御する、
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開始されたり、総合音圧レベルが突然大きくなったり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。

上記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２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記制御手段は、前記しきい車速近傍の速度域における低速域では高速域よりも、前記総合音圧レベルの減少率が大きくなるように制御する、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、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。

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、前記総合音圧レベルが、前記所定車速から前記しきい車速の間の車速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しないように制御し、該しきい車速以下の車速域では該比較用車両が発生する走行音圧レベルに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減少率が低下する期間においては、車速の減少に応じて発音の周波数特性を低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、減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開始する際に、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よりも大きい所定車速（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（例えば直列４気筒ガソリンエンジン）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。逆に、所定車速ＶＸよりも大きい車速域から車速が低下するときは、所定車速ＶＸとなった時点でスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音が開始された後、総合音圧レベルが一定となるように車速０になるまでスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音行われることになる。そして、車速が低下して所定車速ＶＸの時点で発音が開始される際には、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音の音圧レベルは０から開始されて、徐々にその発音音圧レベルが漸増されることになるので、所定車速ＶＸ時点で急激に音圧レベルが増大することが確実に防止されることになる。

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、所定車速ＶＸ時点がもっとも小さい０とされ、車速の低下と共に徐々に発音音圧レベルが漸増されて、発進時がもっとも大きくされる。車速の低下中に、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒから発音が開始されるのは、その音圧レベルが０からとされると共に、徐々に音圧レベルが漸増されるので、車速低下中でのスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音開始に際して、周囲の歩行者等や車両Ｖの乗員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、車速低下中、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルは、所定車速ＶＸ２時点で０のレベルから開始されて、第２所定車速ＶＹまでは小さな増加率でもって漸増され、第２所定車速ＶＹ以下では大きな増加率でもって漸増される。本例の場合、所定車速ＶＸ２前後での車速域において、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、車速の低下中、所定車速ＶＸ２からしきい車速ＶＢまでは一定で、しきい車速ＶＢから第２所定車速ＶＹ２まではロードノイズの減少にほぼ比例するように減少され、第２所定車速ＶＸ２以下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、車速低下中、所定車速ＶＸ３からしきい車速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に達しないレベルとされ、しきい車速ＶＢ以下では比較用車両の総合音圧レベルと同一とされる。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から低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。また、図１１のフローチャートは、所定車速ＶＸ（ＶＸ２，あるいはＶＸ３）よりも大きい車速域からの制御であることを前提としており、このため当初は、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒは発音停止された状態となっている。

以上のことを前提として、まずＳ１において、車速低下中であるか否かが判別される。このＳ１の判別でＮＯのときは、Ｓ１の判別が繰り返される。Ｓ１の判別でＹＥＳのときは、Ｓ２において、所定車速ＶＸ（ＶＸ２あるいはＶＸ３の場合もあり）にまで車速が低下したか否かが判別される。このＳ２の判別でＮＯのときは、Ｓ１に戻る。

前記Ｓ２の判別でＹＥＳのときは、Ｓ３において、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの初期時の発音音圧レベルが「０」が設定され、この後、Ｓ４において、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音が開始される（当初はＳ３で設定された音圧レベルが０の状態である）。この後、Ｓ５において、車速が変化（低下）したか否かが判別される。このＳ５の判別でＮＯのときは、Ｓ４に戻る。Ｓ５の判別でＹＥＳのときは、Ｓ６において、車速に応じて音圧レベルが設定される（図４，図６，図８あるいは図１０のような音圧レベルの設定）。この後、Ｓ７において、Ｓ６で設定された音圧レベルでもって、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒから発音される。

前記Ｓ７の後、Ｓ８において、車速が０になったか否かが判別される。このＳ８の判別でＮＯのときは、Ｓ６に戻る。Ｓ８の判別でＹＥＳのときは、Ｓ９において、ブレーキ操作されているか否か、つまりブレーキペダルが踏み込み操作されているかあるいはパーキングブレーキが作動されているか否かが判別される。このＳ９の判別でＮＯのときは、すぐに発進する可能性が高いときであるとしてＳ８に戻る（発音続行）。Ｓ９の判別でＹＥＳのときは、Ｓ１０において、スピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音が停止される。

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、車速の減少に応じて、段階的あるいは連続可変的に周波数特性を低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、減速感の向上や、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減少率が低減されるときに行うのが、減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、所定車速ＶＸ（ＶＸ２、ＶＸ３）からしきい車速近傍までの間では、車速の減少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、車速の減少に応じて、増大しない限り、一定、減少、一定と減少の組み合わせ等、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までの車速減少を予測して、あらかじめスピーカ１Ｆ、１Ｓ、１Ｒからの発音音圧レベルを漸増させたり、周波数特性を低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）。このような予測は、例えば、実際の減速度に応じて、ブレーキ操作や操舵状態に応じて、信号機情報信号からの信号機の切替わり時刻に応じて、さらにはナビゲーション装置を利用した前方交差点の存在や減速、停止を予測させる道路標識の存在に応じて行うことができる。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所定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、車速が低下する走行中に、前記所定車速で前記発音手段からの発音を開始させるように制御を行い、
   前記制御手段は、さらに、前記所定車速から前記所定車速よりも小さいしきい車速近傍の速度域となるまでの車速減少の間は、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増加しないようにしつつ、該発音手段から発音される発音音圧レベルが０から徐々に漸増するように制御する、
   ことを特徴とする車両用発音装置。
2. 請求項１において、
   前記制御手段は、前記しきい車速近傍の速度域における低速域では高速域よりも、前記総合音圧レベルの減少率が大き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、前記総合音圧レベルが、前記所定車速から前記しきい車速の間の車速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しないように制御し、該しきい車速以下の車速域では該比較用車両が発生する走行音圧レベルに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減少率が低下する期間においては、車速の減少に応じて発音の周波数特性を低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。
   
   

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