JP5844136B2 - 車両用ランプ - Google Patents

Description

本発明は他車両や歩行者に対する警告音を発生することが可能な発音装置を備えた車両用ランプに関するものである。

ハイブリッド車や電気自動車のようにモータを走行駆動源とする車両では、低速時におけるエンジン音となるモータ音が静粛であるため他車両や歩行者が自車両に気づき難いことから、自車両の存在を報知できないことが課題であった。このような課題に対し、モータ音とは別の疑似エンジン音を発生させ、この疑似エンジン音を他車両や歩行者（以下、歩行者等と称する）に対する警告音とする技術が提案されている。特許文献１では、このような発音装置として、車両を構成する部品、例えばヘッドライトの一部に振動子を配設し、当該振動子を振動させることにより当該ヘッドライトの一部を振動させ、この振動に伴って発音させる構成がとられている。

特開２００７−２８３８０９号公報 特開２００８−１１５６３０号公報

特許文献１の技術は、常に一定の音量（音圧レベル）で警告音を発生させているので、周囲環境の騒音が大きな地域では警告音が騒音に打ち消されて歩行者等が警告音に気づかない状況が生じることがある。警告音の音量を大きく設定すればこのような問題は解消できるが、これでは周囲環境の騒音が小さい領域では警告音がいたずらに大きな音量になり、新たな騒音の要因になる。特許文献２においては、自車両の周囲環境の音レベルを測定し、測定した音レベルに基づいて車載機器動作の報知音の出力レベルを制御する技術が提案されているが、この特許文献２の技術はあくまでも自車両のエンジンが停止された状態において、自車両の乗員が自車両で発生する報知音を確認し易くするための技術であるため、この技術を利用して前記したような特許文献１により生じる問題を解消することはできない。また、自車両の走行環境での騒音の程度をナビゲーション装置の情報から判断することも考えられるが、郊外であるからと言って騒音が低いとは限らず、また市街地であるからと言って騒音が高いとは限らず、周囲環境の音レベルに適切に対応した警報音を発音することは難しい。

本発明の目的は疑似エンジン音としての警告音を発生する際に、周囲環境の騒音レベルの違いにかかわらず歩行者等が確実に当該警告音を認識することができるように警告音を制御することが可能な発音装置を備える車両用ランプを提供するものである。

本発明は、警告音を発音する発音装置を備える車両用ランプであって、集音装置と、当該集音装置で検出した自車両の周囲環境音に基づいて発音装置で発音する警告音のパラメータを制御する発音制御手段を備えることを特徴とする。この警告音のパラメータは警告音の属性とも言えるものであり、例えば、音の大きさを表す音レベル、音のピッチを表す音周波数、音の波形や音が連続あるいは断続に発音する音形態等である。集音装置はランプが自車両の車体に取付けられた状態で当該車体の外部に露見されない位置において当該ランプ又は近傍に配設されることが好ましい。また、発音装置と集音装置と発音制御手段はランプに一体的に設けられることが好ましい。

また、本発明において、発音制御手段は、自車両で発生する騒音を基準騒音として記憶する手段を備え、集音装置で検出した周囲環境音から当該基準騒音を除外した音に基づいて発音装置で発音する警告音の属性を制御する構成とすることが好ましい。さらに、発音制御手段は、集音装置での周囲環境音の検出タイミングと、発音装置での警告音の発音タイミングとを時間軸上の異なるタイミングに制御することが好ましい。

本発明によれば、例えば警告音のパラメータとして音レベルを制御する際には、自車両の周囲環境音が小さいときにはランプに設けた発音装置で発音する警告音を低レベルに制御し、自車両の周囲環境音が大きいときには当該発音装置で発音する警告音を高レベルに制御することができる。そのため、自車両の周囲における騒音が小さい郊外走行時等においては発音装置からの警告音の音レベルが小さくても、歩行者等が警告音を認識して自車両を認識することが可能になり、警告音がいたずらに大きくなることを防止する。これとは逆に自車両の周囲における騒音が大きな市街走行時等においては、発音装置からの警告音の音レベルを周囲の騒音よりも大きくして歩行者等に認識させ、自車両を認識させることが可能になる。パラメータとして音周波数や音形態を制御する場合においても同様に警告音を周囲の騒音に比較して認識させ易くし、自車両を認識させることが可能になる。

また、本発明では、ランプに設ける集音装置は車両の外部に露呈されないので、車両の外観上の見栄えが低下することがなく、その一方で周囲環境音を好適に検出することができる。また、発音装置とともに集音装置や発音制御手段をランプに一体化することで、車両の車体にランプを組み立てるだけで本発明にかかる警告音の発音システムが構築できることになり、車両の製造工程の簡略化に有効となる。さらに、発音制御手段は集音装置で検出した周囲環境音から自車両で発生する騒音を除外することにより、純粋な周囲環境音のみを検出することができ、発音装置で発音する警告音を必要最小限の音に制御でき、新たな騒音を発生することもない。また、発音制御手段は集音装置と発音装置の各動作タイミングを制御することにより、発音装置で発音した警告音を周囲環境音として検出することもなく、適正な警告音に制御することが可能である。

本発明の実施形態のヘッドランプの縦断面図。 実施形態における発音装置のブロック回路図。 発音制御の動作を示すフロー図。 集音と発音の動作タイミングを示すタイミング図。 発音装置での発音レベルの演算手法を説明する特性図。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。この実施形態では、図示を省略した電気自動車の前部の左右に配設されるヘッドランプに本発明を適用している。このヘッドランプは、図１に概略の縦断面構造図を示すように、前面を開口した容器状をしたランプボディ１１と、このランプボディ１１の前面開口に取着された光透過性の樹脂からなる前面カバー１２とでランプハウジング１が構成されている。このランプハウジング１内には光源を含むランプユニット２が内装されており、点灯したときに光源から出射した光は前記前面カバー１２を透過して前方に照射される。このランプユニット２は、ここではプロジェクタ型のランプユニットとして構成されており、詳細については省略するが、回転楕円面を基礎としたリフレクタ２２と、このリフレクタ２２内に配設された放電バルブやＬＥＤ（発光ダイオード）等からなる光源２１と、リフレクタ２２で反射された光源２１からの光を前方に向けて照射する照射レンズ２３とを含んで構成され、照射レンズ２３は円筒状のホルダ２４によりリフレクタ２２に一体化されている。

前記ランプユニット２は前記ホルダ２４の上下に設けた軸部２５においてランプハウジング１内に固定支持されたベース体１３に水平左右方向に傾動可能に支持されており、当該ベース体１３の下部に設けられたスイブル機構３によってスイブル制御される構成とされている。さらに、前記ランプハウジング１内には、ヘッドランプＨＬを外部から見たときに前記前面カバー１２を透してランプハウジング１内の不要な箇所が露見しないようにして外観上の見栄えを改善するための疑似リフレクタ（エクステンション）１４が内装されている。

前記前面カバー１２の下縁部１２ａはヘッドランプＨＬを前面側から見たときに外部に露呈することがないように前記エクステンション１３によって覆い隠される領域まで延長されており、この延長されている下縁部１２ａの内面に発音装置４が一体的に固定されている。この発音装置４は電磁振動子で構成されており、通電されたときの電磁作用によって自身が振動し、これと一体に前記前面カバー１２の下縁部１２ａないし前面カバー１２の全体を振動させ、当該前面カバー１２を発音板として機能させて所要の警報音、すなわち疑似エンジン音を発生させるものである。この電磁振動子４は、詳細は省略するが、例えば駆動コイルとマグネットとを備えており、駆動コイルに交流電流を印加することにより生じる交番磁界とマグネットの磁界とでマグネットが往復移動され、このマグネットが固定される前記前面カバー１２を振動させる構成としている。この電磁振動子（発音装置）４は、駆動コイルに印加する電流レベルを調整することによって振動の振幅幅を制御でき、これにより発音する警報音の発音レベル、すなわち音量を制御することが可能とされている。

また、前記ランプハウジング１の上部、ここでは前記前面カバー１２の上外面の一部に集音装置５として小型のマイクロフォンが搭載されている。このマイクロフォン５は当該ヘッドランプＨＬが搭載される自動車の車体一部、例えば当該ヘッドランプＨＬの上側を覆うように配設されている自車両のボンネットフードＦの一部に覆い隠される箇所に搭載されており、当該ボンネットフードＦとヘッドランプＨＬとの間に生じている隙間を通して外部の音、すなわち自動車の周囲環境の騒音を集音するようにされている。ここではマイクロフォン５は従来から提供されている小型のマイクロフォンをそのまま利用することが可能である。

その上で、前記発音装置（電磁振動子）４と集音装置（マイクロフォン）５はそれぞれ前記ランプハウジング１の内底面上に配置されている発音ＥＣＵ（電子制御ユニット）６に電気接続されており、この発音ＥＣＵ６によって発音装置４が振動して発音する際のパラメータが制御されるようになっている。このパラメータとしては振動の強度を表す振動レベル、振動周波数、振動波形や振動が連続あるいは断続する振動形態があるが、ここでは振動レベルが制御されるようになっている。なお、この実施形態では、前記発音ＥＣＵ６は前記ランプユニット２の点灯を制御するための点灯ＥＣＵ７を一体に組み込んだランプＥＣＵ８として構成されているが、それぞれ独立したＥＣＵとして構成されていても良いことは言うまでもない。また、前記発音ＥＣＵ６ないしランプＥＣＵ８は前記ランプハウジング１とは別に自車両に搭載されている車載バッテリやメインのＥＣＵ（いずれも図示は省略している）に電気接続されているものであることは言うまでもない。

図２は前記発音ＥＣＵ６のブロック構成図である。集音装置５で検出した周囲環境音の音、ここでは当該周囲環境音の音レベルを検出する周囲環境音検出部６１と、自車両の車速を検出する車速センサＳｖに接続された車速検出部６２と、当該自動車のエンジン、ここでは電気モータが駆動しているときのエンジン音の音レベル及び当該自動車が走行したときの風切り音の音レベルをそれぞれ記憶している基準騒音レベル記憶部６３を備えている。また、発音装置４を駆動するための駆動電流の電流レベルを制御する駆動電流制御部６５を備えており、この駆動電流制御部６５は前記した周囲環境音検出部６１、車速検出部６２、基準騒音レベル記憶部６３からの各情報に基づいて所定の演算を行うとともに、タイミング制御部６４において制御されるタイミングで駆動電流を制御し、発音を制御するようになっている。

この実施形態における発音制御について説明する。図３は発音ＥＣＵ６における駆動電流制御の全体フロー図である。図１，２には示されていない自動車のイグニッションスイッチがオンされると、周囲環境音検出部６１は集音装置５で集音した周囲環境音レベルＤを検出する（Ｓ１）。このときエンジンが駆動されたときにはエンジン音を含む周囲環境音レベルが検出され、さらに自車両が走行して風切り音が発生すると、この風切り音を含む周囲環境音レベルが検出される。周囲環境音レベルＤの検出が完了すると、駆動電流制御部６５は検出した周囲環境音レベルＤに対応した適切な駆動電流レベルを演算し、演算した駆動電流で発音装置４を駆動し、ヘッドランプＨＬで警告音を発音する（Ｓ２）。発音装置４において所定の時間だけ警告音を発音すると（Ｓ３）、再びステップＳ１に戻り、以上のフローを繰り返す。

すなわち、図４にタイミング図を示すように、駆動電流制御部６５においてはタイミング制御部６４での制御によって集音装置５での周囲環境音の集音と発音装置４による発音を時間軸上で交番的かつ選択的に行っている。これにより、後述するように自車両の発音装置４から発音する警告音を周囲環境音として集音装置５が集音することはなく、実際に自車両の周囲環境において生じている周囲環境音レベルを正確に検出することができ、発音装置４による適正な音レベルでの発音が可能になる。集音のタイミング時には発音が停止されて警告音も停止されることになるが、集音時間を例えば１ｓｅｃ以下のように短く設定することで発音の停止時間も短くなるため、警告音が一時的に停止されても警告の効果が低下するようなことはない。

駆動電流制御部６５での駆動電流の制御フローであるステップＳ２においては、図３を再度参照すると、車速検出部６２は車速センサＳｖの検出出力に基づいて現在の自車両の車速を検出する（Ｓ２１）。そして、検出した車速に基づいて基準騒音レベル記憶部６３から当該車速に対応した基準騒音レベルを読み出す（Ｓ２２）。基準騒音レベル記憶部６３は、予め自車両を走行したときに発生するエンジン音と風切り音をそれぞれ試験走行等によって測定し、両者の音レベルを加算したものを基準騒音レベルＢとして記憶したものである。図５（ａ）はその一例であり、自車両の車速が０〜１５ｋｍ／ｈの領域ではエンジン音の音レベルＢｅのみが検出でき、１５ｋｍ／ｈを越えると徐々に風切り音の音レベルＢｗが検出されてエンジン音の音レベルＢｅに風切り音の音レベルＢｗが重畳された騒音となり、これが基準騒音レベルＢになる。前記基準騒音レベル記憶部６３には、この自車両の車速に対応する基準騒音レベルＢがデジタルデータあるいはアナログデータとして記憶されている。

次いで、検出した周囲環境音レベルＤに所定の警告音レベルＷを加算した音レベルを求め、発音装置４において当該求めた音レベルでの発音を行うための駆動電流の演算を行う。この際には、前記したように車速の違いにより基準騒音レベルＢが変化していることから当該基準騒音レベルＢの分だけ発音レベルＸに対応する駆動電流を抑制することが必要になる。例えば、図５（ｂ）において、周囲環境音レベルＤが０のとき、特に自車両のエンジンが停止しているときに発音装置４で発音すべき発音レベルＸをＸ＝Ｗ、すなわち前記所定の警告音レベルＷと設定する。この警告音レベルＷは歩行者等が自車両での発音に気がついて自車両を認識することができる音レベルである。したがって、周囲環境音レベルＤが０以上のときには、自車両の全体としては検出した周囲環境音レベルＤに前記所定の警告音レベルＷを加算した発音レベルＸ＝Ｄ＋Ｗで自車両から音を発生すれば、周囲環境音レベルＤの変化にかかわらず歩行者等が自車両を認識することが可能になる。

しかし、自車両は走行時の車速に応じて基準騒音を発生し、この基準騒音が周囲環境音レベルＤに含まれることになるので、発音装置４ではこの基準騒音レベルＢ分だけ低減させた発音レベルでの発音を行えばよく、この発音レベルを得るための駆動電流を演算すればよい。すなわち、発音装置４においては、発音レベルＸ＝Ｄ＋Ｗ−Ｂの発音を行うための駆動電流の演算を行えばよく、図５（ｂ）に例示するように、自車両の車速が１０ｋｍ／ｈのときに、周囲環境音レベルＤが低，中，高と相違する周囲環境における発音装置４での発音レベルＸは発音レベルＸＬ、発音レベルＸＭ、発音レベルＸＨのように相違することになり、この発音レベルの違いはそのまま駆動電流の違いになる。因みに車速が０のときにエンジンが停止するものとすれば基準騒音レベルＢは０であり、発音レベルＸは警告音レベルＷに等しい。また、基準騒音レベルＢは車速に応じて変化するため、周囲環境音レベルＤが同じ中程度の音レベルの場合でも自車両の車速が１０ｋｍ／ｈと２０ｋｍ／ｈのように相違する場合には発音レベルもＸ１０，Ｘ２０のように変化され、したがって駆動電流も変化されることになる。

発音レベルを演算し、かつ駆動電流の演算を行うと、駆動電流制御部６５は演算した駆動電流を発音装置４に供給し、発音装置４を振動させる。これにより、ランプハウジング１の前面カバー１２が振動して警告音が発生される。このように発音装置４に供給する駆動電流を制御することにより、周囲環境音レベルが低い状況、すなわち自車両の周囲における騒音が小さい郊外走行時等においては、発音装置４における振動レベルが小さくてヘッドランプＨＬから発音する警告音の音レベルが小さくても、歩行者等が警告音を認識して自車両を認識することが可能になる。そのため、発音装置４の駆動電力が抑制でき省電力に有効になる。これとは逆に周囲環境音レベルが高い状況、すなわち自車両の周囲における騒音が大きな市街走行時等においては、ヘッドランプＨＬで発音する警告音が歩行者等に認知されにくくなるので、発音装置４における振動レベルを大きくし、ヘッドランプＨＬにおいて発音する警告音の音レベルを周囲の騒音よりも大きくして歩行者等に認識させ、自車両を認識させることが可能になる。この場合でも発音レベルを必要最小限に制御でき、発音装置４での消費電力を極力抑制できる。そして、いずれの場合でも発音装置４での発音レベルを必要最小限に制御でき、発音による騒音がいたずらに大きくなることはない。

ここで、実施形態では基準騒音を考慮して発音装置４で発音する発音レベルＸを基準騒音レベルＢの分だけ抑制しているが、本発明においては、構成の簡易化を図るために基準騒音レベルＢを考慮しない構成にしてもよい。すなわち、この種の発音装置が動作される車速領域は市街地走行時のような２０ｋｍ／ｈないし３０ｋｍ／ｈ以下の領域であり、この領域におけるエンジン音（モータ音）や風切り音は一般的に低レベルであることが多いため、基準騒音レベルＢを考慮することなく、単純に周囲環境音レベルＤの大きさに追従させて発音装置４の発音レベルＸを制御するようにしてもよい。この場合には図５（ｂ）に示した自車両全体の発音レベルＷ＋Ｄをそのまま発音装置４における発音レベルＸに読み替えればよい。また、このように基準騒音レベルＢを考慮しない場合には、例えば図５（ｃ）に示すように、検出した周囲環境音レベルＤに対して複数のしきい値を設定しておき、これら複数のしきい値と検出した周囲環境音レベルＤの値に応じて発音装置４の発音レベルＸを段階的に制御するようにしてもよい。

前記実施形態では集音装置５としてのマイクロフォンをランプハウジング１の外上面部に配設しているので、自車両の周囲の広い範囲の環境音を検出する上では有効である。しかし、広い範囲の集音にこだわらない場合にはランプハウジング１の側面部や下面部に配設してもよい。また、マイクロフォンにおける周囲環境音の検出が可能であるならばマイクロフォン５をランプハウジング１の内部に配設してもよい。例えば、ランプボディ１１の一部の防水性に影響を与えない箇所に微小な開口を設け、この開口に臨むランプハウジング１内にマイクロフォン５を配設すればよい。周囲環境音レベルは当該開口を通して検出することが可能である。このようにマイクロフォン５をランプハウジング１内に配設して露呈しないように構成することで、本発明の車両用ランプを車両に搭載する作業に際してのマイクロフォンに対するダメージが防止できるようになり、ランプの取り扱いを容易なものにできる。

また、前記実施形態では発音装置として電磁振動子により前面カバーを振動させて警報音を発音しているが、振動源として偏心モータ等の振動子を用いた発音装置として構成してもよい。この場合において、発音装置として、ランプハウジングの全体、又はランプボディを振動させて発音を行う車両用ランプとして構成してもよい。あるいは、ランプハウジングを振動させて発音を行うのではなく、電気的な手法によって音声を生成する音声生成手段とスピーカ等を含んで構成される発音装置を備えた車両用ランプにも適用することが可能である。

本発明において、集音装置としてのマイクロフォン及び発音制御手段としての発音ＥＣＵは必ずしも車両に組み付ける前の状態からランプに配設されている必要はなく、ランプを車両の車体に組み付けた状態において発音装置ととともにランプに対して配設されるものであればよい。また、集音装置は自車両の周囲環境音を検出することが可能であれば車両のいずれに配置してもよい。ただし、周期環境音を検出し易くするためには車内ではなく車外に配設することが好ましい。例えば、実施形態のようにボンネットフードＦとヘッドランプＨＬとの間の隙間や、グリル、バンパー等に配設してもよい。この場合、集音装置をランプに配設すれば発音装置に対して電気接続するための配線を簡略化することができる利点がある。

本発明における発音制御手段、すなわち実施形態の発音ＥＣＵ６は、周囲環境音の存在にかかわらず警告音が認識され易くする制御を行えばよいので、警告音の属性であるパラメータを制御する構成であればよい。すなわち、前記実施形態において発音ＥＣＵ６は集音装置５で集音した周期環境音の音レベルを検出し、発音装置４で発音する警告音の音レベルを制御しているが、警告音のパラメータとして音周波数、音波形や音の断続性等の音形態を採用し、集音装置で集音した周囲環境音の音周波数や音形態を検出した上で、発音装置においてこれらと異なる音周波数や音形態での発音を行うように制御する構成としてもよい。

本発明は警報音を発生する発音装置を備えた車両用ランプに採用することが可能である。

ＨＬ ヘッドランプ（車両用ランプ）
１ ランプハウジング
２ ランプユニット
３ スイブル機構
４ 電磁振動子（発音装置）
５ マイクロフォン（集音装置）
６ 発音ＥＣＵ（発音制御手段）
７ 点灯ＥＣＵ
８ ランプＥＣＵ
１１ ランプボディ
１２ 前面カバー
１３ ベース体
１４ エクステンション
６１ 周囲環境音検出部
６２ 車速検出部
６３ 基準騒音レベル記憶部
６４ タイミング制御部
６５ 駆動電流制御部

Claims (5)

1. 所定の走行時に警告音を発音する発音装置を備える車両用ランプであって、集音装置と、前記集音装置で検出した自車両の周囲環境音に基づいて前記発音装置で発音する警告音の属性を制御する発音制御手段を備え、前記発音制御手段は、自車両で発生する騒音を基準騒音として記憶する手段を備え、前記集音装置で検出した周囲環境音から当該基準騒音を除外した音に基づいて前記発音装置で発音する警告音の属性を制御することを特徴とする車両用ランプ。
2. 前記集音装置はランプが自車両の車体に取付けられた状態で当該車体の外部に露見されない位置において当該ランプ又はその近傍に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプ。
3. 前記発音装置と前記集音装置と前記発音制御手段が前記ランプと一体的に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用ランプ。
4. 前記基準騒音は、自車両で発生するエンジン音又はエンジン音に風切り音を加算した騒音である請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用ランプ。
5. 前記発音制御手段は、前記集音装置での周囲環境音の検出タイミングと、前記発音装置での警告音の発音タイミングとを時間軸上の異なるタイミングに制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用ランプ。

Images