JP6023094B2 - 自動車用の音を発生させるための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用の音を発生させるための装置および方法に関する。

（特許文献１）は、アクティブ振動減衰装置およびアクティブ音制御装置を有する自動車用の複合型の音／振動制御システムを開示する。

上記文献に記載されている複合型の音／振動制御システムでは、アクティブ振動減衰装置とアクティブ音制御装置が、自動車内での音および振動に関するそれぞれの制御信号を交換する。上記制御信号は、調整ユニットによって重み付け係数を用いて処理され、調整ユニットは、エンジン回転周波数に応じて、複合型の音／振動制御システムに出力される周波数を変化させる。

（特許文献２）は、音検出装置と、音発生装置と、拡声器とを備えるエンジン音発生システムを開示する。

上記文献に記載されているエンジン音発生システムでは、エンジンによって発生される音のレベルが音の閾値レベル未満に下がった場合に、音発生システムがオンに切り替えられる。この場合、エンジンの音は、音検出装置によって取り込まれる。次いで、音は、エンジン音発生システムによってさらに増幅される。

（特許文献３）は、電動機を有する電動自動車において、従来の様式で駆動されるガソリンまたはディーゼルエンジンの音を模倣するための装置を開示する。この場合、所望のエンジン音を発生させるために、いくつかの制御パラメータを備える音源が使用される。

（特許文献４）は、電気自動車またはハイブリッド車の音発生を増幅させるために、人工音制御装置および拡声器システムによって人工音を発生させるように、音発生監視装置を介して自動車のアクセルペダルに接続された音発生装置を開示する。

（特許文献５）は、自動車分野のための音発生装置であって、音発生装置が、車両制御バスの信号から発生される電気信号を増幅し、電気出力信号を発生させ、電気出力信号が、自動車のラジオ受信機によってさらに処理される音発生装置を記載する。

米国特許出願公開第２００６／０２６９０７８Ａ１号明細書 特開２００９−２９２３３７号公報 米国特許出願公開第２００９／０２７７７０７Ａ１号明細書 特開２００−３１６２０１号公報 特開平０５−０１１７８８号公報

本発明の一目的は、運転者および／または運転者の周囲、例えば目の見えない歩行者に対する感情に作用する要素および安全性のための要素として、自動車で音を発生させるための改良された装置および改良された方法を提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１、１３に記載の特徴を有する装置、および請求項１２、２３に記載の特徴を有する方法によって実現される。

したがって、本発明は、電気ドライブトレインを備えた自動車用の音を発生させるための装置であって、前記電気ドライブトレインによる電磁場に基づく、前記自動車の少なくとも１つの動作状態信号を検出し、前記動作状態信号に基づいて生成される基本信号をチューニングユニットに転送するように設計された少なくとも１つの取込ユニットを有し、チューニングユニットが、フィルタリングおよび音響構成によって基本信号を再構成して音信号を生成し、音信号を増幅器ユニットに転送するように設計され、増幅器ユニットが、音信号を増幅して、増幅された音信号を変換器ユニットに転送するように設計され、変換器ユニットが、増幅された音信号を対応する音響信号に変換して、音を発生させるように設計れており、更に、前記少なくとも１つの取込ユニットが、カーラジオの少なくとも１つまたは複数のユニットを備え、電磁場を検出するように設計される装置を提供する。
また、本発明は、電気ドライブトレインを備えた自動車用の音を発生させるための装置であって、前記電気ドライブトレインによる電磁場に基づく、前記自動車の少なくとも１つの動作状態信号を検出し、前記動作状態信号に基づいて生成される基本信号をチューニングユニットに転送するように設計された少なくとも１つの取込ユニットを有し、チューニングユニットが、フィルタリングおよび音響構成によって基本信号を再構成して音信号を生成し、音信号を増幅器ユニットに転送するように設計され、増幅器ユニットが、音信号を増幅して、増幅された音信号を変換器ユニットに転送するように設計され、変換器ユニットが、増幅された音信号を対応する音響信号に変換して、音を発生させるように設計れており、更に、前記少なくとも１つの動作状態信号が、前記自動車の電気ドライブトレインの高電圧要素によって引き起こされる電磁干渉である装置を提供する。

本発明は、さらに、自動車用の音を発生させるための方法であって、少なくとも１つの取込ユニットを使用して、自動車の少なくとも１つの動作状態信号を検出し、前記動作状態信号に基づいて生成される基本信号をチューニングユニットに転送するステップと、チューニングユニットを使用して、フィルタリングおよび音響構成によって基本信号を再構成して音信号を生成し、音信号を増幅器ユニットに転送するステップと、増幅器ユニットを使用して、音信号を増幅して、増幅された音信号を生成し、増幅された音信号を変換器ユニットに転送するステップと、変換器ユニットを使用して、増幅された音信号を対応する音響信号に変換するステップとを含む方法を提供する。

請求項１、１３に記載の自動車用の音を発生させるための本発明による装置、および請求項１２、２３に記載の対応する方法は、電気ドライブトレインの動作中に、運転者および／または運転者の周囲に感知させる要素を提供することができるという利点を有する。

さらに、強められた音の車外への出力は、歩行者に対する警告として認識させることができる。さらに、車内で音が出力されることにより、運転者が、電気ドライブトレインの動作状態をより認識しやすくなる。

本発明の根底にある考えは、人工音発生をなくし、電気ドライブトレインから取込された信号の有利な増幅およびフィルタリングのみによって音を発生させ、計算量および記憶容量の消費を抑えつつで音を発生させることができるようにすることである。

さらなる従属請求項は、図面中の各図と併せて、本発明のそれぞれの主題の有利な発展形態および改良形態を開示する。

装置の有利な一発展形態では、少なくとも１つの取込ユニットは、音響を検出するための電気音響変換器である。これにより、自動車の駆動要素の空気伝搬音が、基本信号としての対応する電圧変化に直接変換できるようになる。

装置のさらなる有利な発展形態では、少なくとも１つの取込ユニットは、電磁場を検出するための電磁気センサユニットである。

装置のさらなる有利な発展形態では、少なくとも１つの取込ユニットは、カーラジオの少なくとも１つまたは複数のユニットを備え、電磁場を検出するように設計される。

装置のさらなる有利な発展形態では、少なくとも１つの取込ユニットは、制御バス上の電気ピックアップユニットである。このピックアップユニットは、電気ドライブトレインの制御信号およびデータ信号を検出するように設計される。

装置のさらなる有利な発展形態では、装置は、複数の取込ユニットを有する。取込ユニットは、それぞれチューニングユニットに接続される。

装置のさらなる有利な発展形態では、少なくとも１つの動作状態信号は、自動車の電気ドライブトレインの高電圧要素によって引き起こされる干渉である。

装置のさらなる有利な発展形態では、少なくとも１つの動作状態信号は、自動車のデータ信号である。

装置のさらなる有利な発展形態では、少なくとも１つの動作状態信号は、自動車の音響信号である。

装置のさらなる有利な発展形態では、増幅器ユニットは、カーラジオの少なくとも１つまたは複数のユニットを備える。増幅器ユニットは、音信号を増幅するように設計される。

装置のさらなる有利な発展形態では、増幅器ユニットは、低周波数範囲内のＡＣ電圧のための増幅器である。

装置のさらなる有利な発展形態では、変換器ユニットは、音を発生させるために、増幅された音信号を音響に変換するように設計された拡声器を備える。

装置のさらなる有利な発展形態では、増幅器ユニットは、カーラジオの少なくとも１つまたは複数のユニットを備る。増幅器ユニットは、音信号を増幅するように設計される。

装置のさらなる有利な発展形態では、少なくとも１つの取込ユニットは、ＦＭおよびＭＷ範囲内の電磁場を検出することができるように設計される。

上述した改良形態および発展形態は、好適であれば、任意の望ましい様式で互いに組み合わせることができる。また、本発明のさらなる可能な改良形態、発展形態、および実装形態は、例示的実施形態に関して上述および後述する本発明の特徴の（明示的には述べない）組合せも含む。

本発明の例示的実施形態を図面に示し、以下の説明でより詳細に述べる。

本発明の例示的一実施形態による自動車用の音を発生させるための装置の概略図である。 本発明のさらなる例示的実施形態による自動車用の音を発生させるための装置の概略図である。 本発明のさらなる例示的実施形態による自動車用の音を発生させるための方法を示すためのフローチャートである。

図面の各図において、特に指示がない限り、均等要素および機能的に均等な要素、特徴、および構成要素には、それぞれ同じ参照符号が付されている。見やすく、かつ分かりやすくするために、図面中、構成要素および要素は必ずしも原寸に比例しては図示されていない。

図１は、本発明の例示的一実施形態による、自動車用の音を発生させるための装置１００の概略図である。

装置１００により、電気ドライブトレインを有する自動車、例えばハイブリッド車や電気自動車用での音の発生が可能となる。そのために、装置１００は取込ユニット１０１と、チューニングユニット１０２と、増幅器ユニット１０３と、変換器ユニット１０４とを備える。

ハイブリッド車または電気自動車の電気動作モードでは、運転者に感知させる要素として、および歩行者に対する警告としての明瞭に聞こえるエンジン音は通常存在しない。

装置１００の取込ユニット１０１は、チューニングユニット１０２に接続される。さらに、チューニングユニット１０２は、増幅器ユニット１０３に接続され、増幅器ユニット１０３は、変換器ユニット１０４に接続される。

取込ユニット１０１は、動作状態信号１１を検出する。動作状態信号１１は、音を発生させるための基礎として使用される。前記動作状態信号に基づいて生成される基本信号１２が、チューニングユニット１０２に転送される。

動作状態信号１１は、例えば、電気ドライブトレインの高電圧要素によって引き起こされる電磁干渉を含むことができる。特に、高電圧要素の動作によって擾乱されるＦＭおよび／またはＭＷ範囲内の周波数、あるいは他の高周波が、干渉を検出するために使用される。

電気ドライブトレインの高電圧要素は、例えば、パワーエレクトロニクスシステム、変換器、電動機、または電気エネルギー貯蔵装置とし得る。

この場合、例えば、電気ドライブトレインの高電圧要素の電磁干渉を検出するために、取込ユニット１０１がラジオ受信機の構成要素も使用する、または取込ユニット１０１が別個の独立したセンサユニットを備えると仮定することができる。

これは、前記干渉、したがって検出される動作状態信号１１のタイプおよび様式が、電気ドライブトレインの各場合の動作状態に依存するという利点を有する。これにより、従来の内燃機関と同様に、装置によって発生される音と、電気自動車駆動機構の現在の動作状態との直接的な関係が単純な方式で生み出される。

取込ユニット１０１は、例えば、マイクロフォンの形態での電気音響変換器として、または電磁場を検出するための電磁気センサユニットとして設計される。

さらに、取込ユニット１０１は、直接的な電気接続機構として、または制御バス上の電気ピックアップユニットの形態で設計することができ、電気ドライブトレインの制御信号およびデータ信号を検出するように設計することができる。

チューニングユニット１０２は、フィルタリングおよび音響構成によって、取込ユニット１０１から受信される基本信号１２から音信号１３を構成する。音信号１３は増幅器ユニット１０３に転送される。

例えば、音響構成およびフィルタリングは、チューニングユニット１０２に記憶されている音響構成基準に基づいて、また、デジタル信号処理装置の電子音響アルゴリズムを使用して、基本信号１２を音響的に最適化するように設計することができる。

電子音響アルゴリズムは、チューニングユニット１０２を使用して基本信号１２を連続的に処理するために使用される。ここで、例えば、基本信号１２の音色に影響を及ぼすために、記憶されている音響構成基準に基づいて動的圧縮または周波数フィルタリングが行われる。

さらに、チューニングユニット１０２のフィルタリングおよび音響構成は、アナログ構成要素によって行うこともできる。

チューニングユニット１０２は、音響構成のため、ならびに可聴周波数の歪み生成および／または歪み補正のための電子構成要素として、フィルタとして設計することができる。チューニングユニット１０２は、例えばパラメータイコライザを備え、１つまたは複数の周波数帯域、中心周波数、および／または基本信号１２の振幅変化が変更される。

また、チューニングユニット１０２は、自動車の走行状態パラメータまたは動作モードを考慮して、必要に応じて基本信号１２を再構成することもできる。例えば、スポーツ動作モードでは、市街地走行動作モードで同じ走行状態パラメータの下で発生されるよりも轟音の音信号１３が発生される。

増幅器ユニット１０３は、チューニングユニット１０２から受信された音信号１３を増幅し、増幅された音信号１４を生成する。使用される増幅器ユニット１０３は、例えば、カーラジオの可聴周波増幅器でよい。例えば、単独の増幅器が、増幅器ユニット１０３として使用される。

さらに、変換器ユニット１０４によって音を出力することもできる。変換器ユニット１０４は、例えば、車内および／または車外用に設けられた１つの拡声器または１対の拡声器として設計される。

図２は、本発明のさらなる例示的実施形態による自動車用の音を発生させるための装置１００の概略図である。

図２に示される例示的実施形態による装置１００では、装置１００が、取込ユニット１０１に加えてさらなる取込ユニット１０１ｂを有するようになっている。取込ユニット１０１ｂは、さらなる動作状態信号１１ｂを検出し、前記さらなる動作状態信号に基づいて生成されるさらなる基本信号１２ｂをチューニングユニット１０２に転送する。

これにより、２つの取込ユニット１０１、１０１ｂの冗長使用によって、装置１００の動作の信頼性水準の向上が実質的に実現される。したがって、動作状態信号１１、１１ｂを測定することにより、電気ドライブトレインの動作状態もより高い精度で分かる。

２つの取込ユニット１０１、１０１ｂの図示されるような使用に加えて、例えば、複数の動作状態信号を同時に検出するために３つ以上の取込ユニットを使用することも可能である。複数の取込ユニットが結合される場合、異なる動作状態信号を比較して、個々の取込ユニットの誤動作を認識することが有益となることがある。

言及していない図２における参照符号については、図１の説明で既に述べた。

図３は、本発明のさらなる例示的実施形態による自動車用の音を発生させるための方法２００を示すためのフローチャートである。自動車用の音を発生させるための方法２００は、装置１００によって行われる。

自動車用の音を発生させるための方法の第１のステップＳ１で、少なくとも１つの取込ユニット１０１によって、自動車の少なくとも１つの動作状態信号１１の検出が行われる。前記動作状態信号に基づいて生成される基本信号１２がチューニングユニット１０２に転送される。

方法の第２のステップＳ２で、基本信号１２は、チューニングユニット１０２によって、フィルタリングおよび音響構成により再構成されて、音信号１３が生成される。音信号１３は、さらに増幅器ユニット１０３に転送される。

方法の第３のステップＳ３で、音信号１３は、増幅器ユニット１０３によって増幅されて、増幅された音信号１４が生成される。増幅された音信号１４は、変換器ユニット１０４に転送される。

方法の第４のステップＳ４で、増幅された音信号１４は、変換器ユニット１０４によって、対応する音響信号に変換される。

Claims (23)

1. 電気ドライブトレインを備えた自動車用の音を発生させるための装置であって、
   前記電気ドライブトレインによる電磁場に基づく、前記自動車の少なくとも１つの動作状態信号（１１）を検出し、前記動作状態信号（１１）に基づいて生成される基本信号（１２）をチューニングユニット（１０２）に転送するように設計された少なくとも１つの取込ユニット（１０１）を備え、
   前記チューニングユニット（１０２）が、フィルタリングおよび音響構成によって前記基本信号（１２）を再構成して音信号（１３）を生成し、前記音信号（１３）を増幅器ユニット（１０３）に転送するように設計され、
   前記増幅器ユニット（１０３）が、前記音信号（１３）を増幅して、増幅された音信号（１４）を変換器ユニット（１０４）に転送するように設計され、
   前記変換器ユニット（１０４）が、前記増幅された音信号（１４）を対応する音響信号に変換して、音を発生させるように設計されており、
   更に、前記少なくとも１つの取込ユニット（１０１）が、カーラジオの少なくとも１つまたは複数のユニットを備え、電磁場を検出するように設計されることを特徴とする装置。
2. 前記少なくとも１つの取込ユニット（１０１）が、電磁場を検出するための電磁気センサであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つの取込ユニット（１０１）が、制御バス上の電気ピックアップユニットであり、前記ピックアップユニットが、電気ドライブトレインの制御信号およびデータ信号を検出するように設計されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記装置が、請求項２または３に記載の取込ユニット（１０１）を複数有し、前記取込ユニット（１０１）が、それぞれ前記チューニングユニット（１０２）に接続されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つの動作状態信号（１１）が、前記自動車の電気ドライブトレインの高電圧要素によって引き起こされる電磁干渉であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記少なくとも１つの動作状態信号（１１）が、前記自動車のデータ信号であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記増幅器ユニット（１０３）が、カーラジオの少なくとも１つまたは複数のユニットを備え、前記増幅器ユニット（１０３）が、前記音信号（１３）を増幅するように設計されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記増幅器ユニット（１０３）が、低周波数範囲内のＡＣ電圧のための増幅器であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記変換器ユニット（１０４）が、音を発生させるために、前記増幅された音信号（１４）を音響に変換するように設計された拡声器を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記変換器ユニット（１０４）が、カーラジオの少なくとも１つまたは複数のユニットを備え、前記変換器ユニット（１０４）が、音を発生させるために、前記増幅された音信号（１４）を音響に変換するように設計されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記少なくとも１つの取込ユニット（１０１）が、ＦＭおよびＭＷ範囲内の電磁場を検出することができるように設計されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 特に、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置を使用して、自動車用の音を発生させるための方法であって、
    少なくとも１つの取込ユニット（１０１）を使用して、前記自動車の少なくとも１つの動作状態信号（１１）を検出し、前記動作状態信号（１１）に基づいて生成される基本信号（１２）をチューニングユニット（１０２）に転送するステップ（Ｓ１）と、
    前記チューニングユニット（１０２）を使用して、フィルタリングおよび音響構成によって前記基本信号（１２）を再構成して音信号（１３）を生成し、前記音信号（１３）を増幅器ユニット（１０３）に転送するステップ（Ｓ２）と、
    前記増幅器ユニット（１０３）を使用して、前記音信号（１３）を増幅して、増幅された音信号（１４）を生成し、前記増幅された音信号（１４）を変換器ユニット（１０４）に転送するステップ（Ｓ３）と、
    前記変換器ユニット（１０４）を使用して、前記増幅された音信号（１４）を対応する音響信号に変換するステップ（Ｓ４）と
    を含む方法。
13. 電気ドライブトレインを備えた自動車用の音を発生させるための装置であって、
    前記電気ドライブトレインによる電磁場に基づく、前記自動車の少なくとも１つの動作状態信号（１１）を検出し、前記動作状態信号（１１）に基づいて生成される基本信号（１２）をチューニングユニット（１０２）に転送するように設計された少なくとも１つの取込ユニット（１０１）を備え、
    前記チューニングユニット（１０２）が、フィルタリングおよび音響構成によって前記基本信号（１２）を再構成して音信号（１３）を生成し、前記音信号（１３）を増幅器ユニット（１０３）に転送するように設計され、
    前記増幅器ユニット（１０３）が、前記音信号（１３）を増幅して、増幅された音信号（１４）を変換器ユニット（１０４）に転送するように設計され、
    前記変換器ユニット（１０４）が、前記増幅された音信号（１４）を対応する音響信号に変換して、音を発生させるように設計されており、
    更に、前記少なくとも１つの動作状態信号（１１）が、前記自動車の電気ドライブトレインの高電圧要素によって引き起こされる電磁干渉であることを特徴とする装置。
14. 前記少なくとも１つの取込ユニット（１０１）が、電磁場を検出するための電磁気センサであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 前記少なくとも１つの取込ユニット（１０１）が、制御バス上の電気ピックアップユニットであり、前記ピックアップユニットが、電気ドライブトレインの制御信号およびデータ信号を検出するように設計されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
16. 前記装置が、請求項１４または１５に記載の取込ユニット（１０１）を複数有し、前記取込ユニット（１０１）が、それぞれ前記チューニングユニット（１０２）に接続されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
17. 前記少なくとも１つの動作状態信号（１１）が、前記自動車のデータ信号であることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の装置。
18. 前記増幅器ユニット（１０３）が、カーラジオの少なくとも１つまたは複数のユニットを備え、前記増幅器ユニット（１０３）が、前記音信号（１３）を増幅するように設計されることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 前記増幅器ユニット（１０３）が、低周波数範囲内のＡＣ電圧のための増幅器であることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の装置。
20. 前記変換器ユニット（１０４）が、音を発生させるために、前記増幅された音信号（１４）を音響に変換するように設計された拡声器を備えることを特徴とする請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の装置。
21. 前記変換器ユニット（１０４）が、カーラジオの少なくとも１つまたは複数のユニットを備え、前記変換器ユニット（１０４）が、音を発生させるために、前記増幅された音信号（１４）を音響に変換するように設計されることを特徴とする請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の装置。
22. 前記少なくとも１つの取込ユニット（１０１）が、ＦＭおよびＭＷ範囲内の電磁場を検出することができるように設計されることを特徴とする請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の装置。
23. 特に、請求項１３〜２２のいずれか一項に記載の装置を使用して、自動車用の音を発生させるための方法であって、
    少なくとも１つの取込ユニット（１０１）を使用して、前記自動車の少なくとも１つの動作状態信号（１１）を検出し、前記動作状態信号（１１）に基づいて生成される基本信号（１２）をチューニングユニット（１０２）に転送するステップ（Ｓ１）と、
    前記チューニングユニット（１０２）を使用して、フィルタリングおよび音響構成によって前記基本信号（１２）を再構成して音信号（１３）を生成し、前記音信号（１３）を増幅器ユニット（１０３）に転送するステップ（Ｓ２）と、
    前記増幅器ユニット（１０３）を使用して、前記音信号（１３）を増幅して、増幅された音信号（１４）を生成し、前記増幅された音信号（１４）を変換器ユニット（１０４）に転送するステップ（Ｓ３）と、
    前記変換器ユニット（１０４）を使用して、前記増幅された音信号（１４）を対応する音響信号に変換するステップ（Ｓ４）と
    を含む方法。

Images