JP5754403B2

JP5754403B2 - 車両接近通報装置

Info

Publication number: JP5754403B2
Application number: JP2012073868A
Authority: JP
Inventors: 治幸都築; 洋充鵜飼; 由紀子松原; 山本　力; 力山本
Original assignee: Anden Co Ltd
Current assignee: Denso Electronics Corp
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2032-03-28
Also published as: US20130257605A1; JP2013203209A; DE102013103010A1; US9000900B2

Description

本発明は、車両に搭載されたスピーカから通報音を出力させることにより、車両の接近を通報する車両接近通報装置に関するものである。

走行用駆動源として電動機のみを備える電気自動車は、低速走行時の走行音が極めて静かである。また、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は、低速走行時に電動機の駆動力のみで走行する場合、走行音が極めて静かである。このため、歩行者等が当該車両の接近に気づかないことがある。

そこで、このような低騒音車両において、車速に応じて周波数が変化する通報音信号を生成し、生成した通報音信号に基づく通報音を車外に向けて発生させて、車両の存在を車両周囲の歩行者等に知らせるようにした車両接近通報装置が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１７０７１号公報

上記したような車両接近通報装置は、車両のスタートスイッチ等に対する操作に応じて車両バッテリからＩＧ電源を介して電力が供給されると動作状態となる。そして、このように車両接近通報装置が動作状態となった時に、スピーカから「ポン」あるいは「ボツッ」といったポップノイズが発生し、商品性を低下させてしまうといった問題があった。

図５に、車両接近通報装置の構成例を示す。この図５を参照して、ポップノイズの発生メカニズムについて説明する。車両接近通報装置は、発音信号を出力する制御部１０、発音信号に含まれる高調波成分を除去して低周波成分を通過させるＬＰＦ１１、電源端子Ｖｔの電源電圧を抵抗１２ａ、１２ｂで分圧した基準電圧ＶｒｅｆとＬＰＦ１１を介して制御部１０より入力される発音信号の電圧Ｖｉｎの差分電圧を増幅した信号を出力するパワーアンプ（ＡＭＰと記す）１４およびカップリングコンデンサ１５を備えている。なお、カップリングコンデンサ１５は、パワーアンプ１４とスピーカ２の間を交流結合するために設けられている。

図６に、図５に示した車両接近通報装置の電源電圧、基準電圧、発音信号、スピーカ電流の各波形を示す図である。なお、図６には、車速の特性も示してある。車両のスタートスイッチ等に対する操作に応じて車両バッテリから車両接近通報装置にイグニッション電源（ＩＧ電源）が供給されると、電源電圧および基準電圧は、図６に示すような波形で立ち上がる。

また、電源端子Ｖｔへの電力供給が開始されてから一定期間経過した後、制御部１０が起動するようになっており、電源電圧の立ち上がりから少し遅れて、０ボルト（Ｖ）から基準電圧と等しいニュートラル電圧まで上昇するような発音信号が制御部１０から出力される。その後、制御部１０により、車速に基づいて車両が発進したと判定されると、ニュートラル電圧を中心とする交流の発音信号が制御部１０から出力される。そして、発音信号と基準電圧の差分電圧を増幅した信号がパワーアンプ１４から出力されるようになっている。

上記したような電源端子Ｖｔへの電力供給が開始された直後の過渡期において、ＡＭＰ１４から比較的大きなスピーカ電流（充電電流）がカップリングコンデンサ１５に流れ込む。この充電電流がポップノイズの発生要因となっている。

そこで、ＡＭＰ１４の出力端子側に、電源端子Ｖｔへの電力供給が開始されてから一定期間経過した後、ＡＭＰ１４の出力をスピーカに接続するような切替回路を設けてポップノイズを低減するといった手法も有効であるが、このような手法を用いた場合、部品点数が多くなるため好ましくない。

本発明は上記問題に鑑みたもので、パワーアンプの出力を切り替えるような回路を追加することなく、ポップノイズを低減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に記載の発明は、車両に搭載されたスピーカ（２）から通報音を出力させることにより、車両の接近を通報する車両接近通報装置であって、電源端子（Ｖｔ）に印加される電源電圧を複数の抵抗（１２ａ、１２ｂ）で分圧した基準電圧（Ｖｒｅｆ）を生成する基準電圧生成回路（１２）と、発音信号を生成する発音信号生成部（１０）と、基準電圧と発音信号の差分電圧を増幅した信号を出力端子（ＯＵＴ）より出力するパワーアンプ（１４）と、パワーアンプ（１４）の出力端子（ＯＵＴ）とスピーカ（２）との間に設けられたカップリングコンデンサ（１５）と、を備え、基準電圧を生成している複数の抵抗（１２ａ、１２ｂ）の接続点と接地端子間には、電源端子への電力供給開始時における基準電圧の立ち上り時間を遅延させるためのコンデンサ（１６）が設けられており、発音信号生成部（１０）は、ＣＰＵ（１０ａ）と、ＣＰＵから出力されるデータにより発音信号を生成するデジタルアナログコンバータ（１０ｂ）と、を備え、ＣＰＵから出力されるデータにより、電源端子への電力供給開始時における基準電圧と発音信号の電圧の差分電圧の変化量が予め定められた範囲内となるように発音信号を基準電圧と同レベルに立ち上げるように構成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、基準電圧を生成している複数の抵抗（１２ａ、１２ｂ）の接続点と接地端子間には、電源端子への電力供給開始時における基準電圧の立ち上り時間を遅延させるためのコンデンサ（１６）が設けられており、発音信号生成部（１０）は、電源端子への電力供給開始時における基準電圧と発音信号の電圧の差分電圧の変化量が予め定められた範囲内となるように発音信号を基準電圧と同レベルに立ち上げるようになっているので、電源端子への電力供給開始時にカップリングコンデンサに流れ込む充電電流が低減され、パワーアンプの出力を切り替えるような回路を追加することなく、ポップノイズを低減することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、電源端子（Ｖｔ）への電力供給開始時における基準電圧の立ち上がり時間を、最低可聴周波数に対応する値以上とすることにより、より確実にポップノイズを低減することができる。

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。

本発明の一実施形態に係る車両接近通報装置の回路構成を示す図である。ＤＡＣの回路構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る車両接近通報装置の電源電圧、基準電圧、発音信号、スピーカ電流の各波形を示す図である。制御部から出力される発音信号とＡＭＰの出力信号の各波形を示す図である。車両接近通報装置の構成例を示す図である。図５中の車両接近通報装置の電源電圧、基準電圧、発音信号、スピーカ電流の各波形を示す図である。

本発明の一実施形態に係る車両接近通報装置の回路構成を図１に示す。本車両接近通報装置１は、車両に搭載されたスピーカ２から通報音を出力させることにより、車両の接近を周囲の歩行者などに通報するものである。

車両接近通報装置１は、制御部１０、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）１１、抵抗１２ａ、１２ｂ、パワーアンプ（以下、ＡＭＰという）１４、パワーアンプ１４とスピーカ２の間を交流結合するカップリングコンデンサ１５およびコンデンサ１６を備えている。

制御部１０は、ＣＰＵ１０ａおよびデジタルアナログコンバータ（以下、ＤＡＣという）１０ｂを備えたマイクロコンピュータとして構成されている。また、制御部１０は、スピーカ２から通報音を出力させるための発音信号を生成し、生成した発音信号をＬＰＦ１１へ出力する発音信号生成部として構成されている。
また、制御部１０には、車両の速度に応じた車速信号を出力する車速センサ（図示せず）より車速信号が入力されるようになっている。

制御部１０は、図示してないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等も備えている。ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。

図２に示すように、ＣＰＵ１０ａのデータ出力端子Ｄ０〜Ｄ１０には、ＤＡＣ１０ｂが接続されている。ＣＰＵ１０ａは、データ出力端子Ｄ０をＬＳＢ、データ出力端子Ｄ１０をＭＳＢとして、データ出力端子Ｄ０〜Ｄ１０から、１６進数表記で０００ｈ〜３ＦＦｈのデジタル信号を出力させることが可能となっている。

ＤＡＣ１０ｂは、複数のラダー抵抗１００を梯子型に接続したＲ−２Ｒラダー抵抗群、コンデンサ１０１、オペアンプ１０２および抵抗１０３、１０４を有している。また、ＣＰＵ１０ａの各データ出力端子Ｄ０〜Ｄ１０の電圧レベルに応じてＲ−２Ｒラダー抵抗群の合成抵抗が段階的に変化するようになっている。

また、コンデンサ１０、オペアンプ１０２および抵抗１０３、１０４により電圧レベルをシフトするレベルシフト回路が構成されている。このレベルシフト回路により、Ｒ−２Ｒラダー抵抗群の合成抵抗値に応じた電圧のレベルがシフトされる。

ＣＰＵ１０ａの各データ出力端子Ｄ０〜Ｄ１０の電圧レベルに応じた電圧、すなわち、Ｒ−２Ｒラダー抵抗群の合成抵抗値に応じた電圧が、出力端子ＳＯＵＴから出力されるようになっている。

ＬＰＦ１１は、発音信号に含まれる高調波等の高周波成分を除去して低周波成分を通過させる。本実施形態におけるＬＰＦ１１は、抵抗ＲとコンデンサＣを用いており、ＡＭＰ１４と一体となって構成されている。

基準電圧生成回路１２は、電源端子Ｖｔに印加される電源電圧を抵抗１２ａおよび抵抗１２ｂで分圧した基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。

ＡＭＰ１４は、入力端子Ｖｉｎ１に印加される基準電圧Ｖｒｅｆと入力端子Ｖｉｎ２に印加される電圧Ｖｉｎの差分電圧を増幅する差動増幅器として構成されている。

カップリングコンデンサ１５は、ＡＭＰ１４の出力信号に含まれるＤＣ成分をカットし、ＡＣ成分のみを通過させるものである。このカップリングコンデンサ１５により、ＡＭＰ１４とスピーカ２との間は交流結合されるようになっている。

スピーカ２は、カップリングコンデンサ１５を介してＡＭＰ１４より入力される信号に応じた音声（通報音）を出力する。

上記した構成において、車両のスタートスイッチ等に対する操作に応じて車両バッテリから電源端子Ｖｔに電力供給が開始されると、電源端子Ｖｔに印加される電源電圧を抵抗１２ａおよび抵抗１２ｂで分圧した基準電圧ＶｒｅｆがＡＭＰ１４の入力端子Ｖｉｎ１に入力され、制御部１０により生成された発音信号がＬＰＦ１１を介してＡＭＰ１４の入力端子Ｖｉｎ２に入力される。そして、基準電圧Ｖｒｅｆと発音信号の差分電圧を増幅した信号がＡＭＰ１４より出力される。このＡＭＰ１４より出力される信号はカップリングコンデンサ１５を介して車両に搭載されたスピーカ２へ入力される。そして、ＡＭＰ１４より出力される信号に応じた通報音がスピーカ２から出力される。

本実施形態における車両接近通報装置の制御部１０は、電源供給開始時に、ポップノイズの発生要因となるパワーアンプ１４からカップリングコンデンサ１５に流れる充電電流を防止するため、基準電圧を生成している抵抗１２ａと抵抗１２ｂの接続点と接地端子間にコンデンサ１６を設けるとともに、電源端子への電力供給開始時における基準電圧と発音信号の電圧の差分電圧の変化量が予め定められた範囲内となるように発音信号を基準電圧と同等の電圧レベル（同レベル）に立ち上げるように構成されている。

コンデンサ１６は、電力供給開始時における基準電圧の立ち上がり時間がスピーカ共振周波数ｆ_０より十分低い周波数に対応する値（例えば、２５ミリ秒）よりも長くなるようにするために設けられている。

なお、基準電圧Ｖｒｅｆの立ち上がり時間は、抵抗１２ａ、１２ｂの各抵抗値およびコンデンサ１６の容量値に基づく時定数により変化する。また、一般的な最低可聴周波数は２０ヘルツ（Ｈｚ）程度となっている。最低可聴周波数＝２０Ｈｚとした場合、その波形の立ち上がり時間は２５ミリ秒（ｍｓ）に相当する。

本実施形態では、基準電圧の立ち上がり時間が、この最低可聴周波数に対応する値＝２５ミリ秒（ｍｓ）よりも十分に長くなるようにコンデンサ１６の容量値を決定している。

また、本実施形態では、電力供給開始時における基準電圧の立ち上がり特性（時間）を緩やかにするだけではなく、更に、電源端子Ｖｔへの電力供給開始時における基準電圧の上昇カーブに合わせるように、発音信号をニュートラル電圧まで立ち上げる。

図３に、本車両接近通報装置の電源電圧、パワーアンプ入力基準電圧、制御部より出力される発音信号、スピーカ２に流れるスピーカ電流（充電電流）の各波形を示す。車両バッテリから車両接近通報装置にイグニッション電源（ＩＧ）電源が供給されると、電源電圧は、図３に示すような波形で立ち上がる。

本実施形態においては、基準電圧を生成している抵抗１２ａと抵抗１２ｂの接続点と接地端子間にコンデンサ１６が設けられているため、基準電圧Ｖｒｅｆは、図３に示すような緩やかな立ち上がり波形となる。

また、本実施形態における制御部１０は、メモリに予め記憶されたプログラムに従って発音信号を出力する。具体的には、電源端子Ｖｔへの電力供給開始時に、基準電圧の上昇カーブに合わせるように、発音信号を緩やかにニュートラル電圧まで立ち上げる。そして、制御部１０は、車速信号に基づいて車両が走行を開始したことを判定すると、ニュートラル電圧を中心とした交流の発音信号を出力する。

このように、基準電圧を生成している抵抗１２ａと抵抗１２ｂの接続点と接地端子間にコンデンサ１６を設けて、電力供給開始時における基準電圧の立ち上がり特性（時間）を緩やかにするとともに、電源端子Ｖｔへの電力供給開始時における基準電圧の上昇カーブに合わせるように、発音信号をニュートラル電圧まで立ち上げることにより、ポップノイズの発生要因となるカップリングコンデンサ１５への充電電流が低減される。

図４に、車両が走行を開始した後に制御部１０より出力される交流の発音信号と、ＡＭＰ１４の出力信号の各波形を示す。この図に示すように、車両が走行を開始すると、ＡＭＰ１４から基準電圧と発音信号の差分電圧を増幅した信号がニュートラル電圧を中心として出力される。このＡＭＰ１４から出力される信号は、カップリングコンデンサ１５を介して出力端子ＯＵＴに接続されたスピーカ２に入力される。そして、スピーカ２から発音信号に応じた報知音が出力される。

上記した構成によれば、基準電圧を生成している複数の抵抗１２ａ、１２ｂの接続点と接地端子間には、電源端子への電力供給開始時における基準電圧の立ち上り時間を遅延させるためのコンデンサ１６が設けられており、制御部１０は、電源端子への電力供給開始時における基準電圧と発音信号の電圧の差分電圧の変化量が予め定められた範囲内となるように発音信号を基準電圧と同レベルに立ち上げるようになっているので、電源端子への電力供給開始時にカップリングコンデンサに流れ込む充電電流が低減され、パワーアンプの出力を切り替えるような回路を追加することなく、ポップノイズを低減することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、複数のラダー抵抗１００を梯子型に接続したＲ−２Ｒラダー抵抗群の合成抵抗を変化させて発音信号を生成する構成において、電源端子への電力供給開始時における基準電圧の立ち上り特性に合わせるように発音信号を立ち上げる例を示したが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、発音信号の立ち上がり特性が緩やかに立ち上がるようにするＲＣ回路を備えて、電源端子への電力供給開始時における基準電圧の立ち上り特性に合わせて発音信号を立ち上げるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、電源端子Ｖｔへの電力供給開始時における基準電圧の上昇カーブに合わせるように、発音信号をニュートラル電圧まで立ち上げるようにしたが、必ずしも、電源端子Ｖｔへの電力供給開始時における基準電圧の上昇カーブに合わせるように、発音信号をニュートラル電圧まで立ち上げる必要はない。要するに、電源端子への電力供給開始時における基準電圧と発音信号の電圧の差分電圧の変化量が、ポップノイズが発生しないような範囲内となるように発音信号を基準電圧と同等の電圧レベルに立ち上げるように構成すればよい。

１車両接近通報装置
２スピーカ
１０制御部
１０ａＣＰＵ
１０ｂＤＡＣ
１１ＬＰＦ
１２基準電圧生成回路
１２ａ、１２ｂ抵抗
１４ＡＭＰ
１５カップリングコンデンサ
１６コンデンサ

Claims

車両に搭載されたスピーカ（２）から通報音を出力させることにより、前記車両の接近を通報する車両接近通報装置であって、
電源端子（Ｖｔ）に印加される電源電圧を複数の抵抗（１２ａ、１２ｂ）で分圧した基準電圧（Ｖｒｅｆ）を生成する基準電圧生成回路（１２）と、
発音信号を生成する発音信号生成部（１０）と、
前記基準電圧と前記発音信号の差分電圧を増幅した信号を出力端子（ＯＵＴ）より出力するパワーアンプ（１４）と、
前記パワーアンプ（１４）の前記出力端子（ＯＵＴ）と前記スピーカ（２）との間に設けられたカップリングコンデンサ（１５）と、を備え、
前記基準電圧を生成している前記複数の抵抗（１２ａ、１２ｂ）の接続点と接地端子間には、前記電源端子への電力供給開始時における前記基準電圧の立ち上り時間を遅延させるためのコンデンサ（１６）が設けられており、
前記発音信号生成部（１０）は、ＣＰＵ（１０ａ）と、前記ＣＰＵから出力されるデータにより前記発音信号を生成するデジタルアナログコンバータ（１０ｂ）と、を備え、前記ＣＰＵから出力されるデータにより、前記電源端子への電力供給開始時における前記基準電圧と前記発音信号の電圧の差分電圧の変化量が予め定められた範囲内となるように前記発音信号を前記基準電圧と同レベルに立ち上げるように構成されていることを特徴とする車両接近通報装置。
前記電源端子（Ｖｔ）への電力供給開始時における前記基準電圧の立ち上がり時間は、最低可聴周波数に対応する値以上となってい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。