JP6066083B2 - 車両用騒音抑制装置 - Google Patents

Description

本発明は、車室内の音による周囲への騒音を抑制する車両用騒音抑制装置に関する。

車両のオーディオ装置等からの音響信号を、車両の外部の音を遮断するような大音量で再生しながら走行するドライバーがいる。このような状態で、ウインドウを開放すると、車両の周囲に対して騒音被害を及ぼす可能性がある。そこで、ウインドウの開放時には、騒音被害を及ぼさない程度に音量を制御する必要がある。

そこで、ウインドウを開放したときに、緊急車両のサイレン音や踏切の警報音などの外部からの騒音が車室内に侵入するのを防ぐため、車室内Ｓ／Ｎ比入力手段を用いることで、ノイズレベルの低減も視野に入れて楽音の相対レベルを上げ、聴覚への負担を軽減しつつ楽音の相対レベルを自由に調整できる車室内環境制御システムが考案されている（特許文献１参照）。

また、車室内の音量が規定音量以上であるとき、車両の各窓のうち開いている窓がある場合には、開いている窓を閉じることで、周囲に迷惑をかけることを防止できる車両用騒音防止装置が考案されている（特許文献２参照）。

特許第４７１１０８２号公報 特開２００７−０５６５３３号公報

特許文献１は、車内の乗員が車外の騒音に影響されることなく楽音を楽しむことができることを目的としており、その楽曲の音が車外へ漏れ出すことの影響までは考慮していない。

特許文献２は、車室内の音量が規定音量以上であるとき、車両の窓を閉じているが、換気等のために窓を開け続けておく必要があるとき、ユーザの利便性および快適性を損なう可能性がある。また、窓が急に閉じることで、乗員（特に、子供）を驚かせることも考えられる。さらに、窓を閉じると、車外に漏れていた音が減り、その分、車室内の音量が増大することになり、乗員が不快に感じることもある。窓が自動開閉できない構造の車両には適用できない。

上記問題点を背景として、本発明は、より簡易な構成で、車室内の音量が大きい場合に、周囲に迷惑をかけることを防止できる車両用騒音抑制装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための車両用騒音抑制装置は、車両の車室内の音量を含む音量情報を取得する音量情報取得部と、車両の状態を取得する車両状態取得部と、車両の状態に基づいて、車室内の音量における、車室内から車両の外への漏れ音量を推定する漏れ音量推定部と、車両の周囲の状態を取得する周囲状態取得部と、車両の周囲の状態に基づいて、車両の周囲で発生する周囲音の音量を推定する周囲音量推定部と、漏れ音量および周囲音の音量に基づいて、車室内の音量の推奨値を算出する推奨値算出部と、推奨値を含む音量推奨値情報を、外部装置に対して出力する出力部と、を備える。

本発明は、特許文献２のように窓を閉じることなく、車室内の音による周囲への騒音を抑制するものである。上記構成によって、窓を開けた状態でも車外への騒音を抑制でき、窓を開け続けておきたいというユーザの利便性および快適性を確保できる。また、窓が急に閉じることもないので、乗員（特に、子供）を驚かせることもない。また、窓が自動開閉できない構造の車両にも適用できる。

また、本発明では、車室内の音量のみで騒音になるか否かを判断するのではなく、窓の開閉状態および車両の状態を加味することで、車両の周囲に迷惑を及ぼす可能性が高いときのみ、音量制御を行う。よって、音量が抑制される頻度が減り、車室内で楽曲を聞いている乗員が、音量を下げられたことにより不快感を生ずる頻度も減る。

本発明の車両用騒音抑制装置の構成例を示す図。 騒音抑制処理を説明するフロー図。

以下、本発明の構成について、図面を用いて説明する。図１に、本発明の車両用騒音抑制装置１および関連装置の構成を示す。車両用騒音抑制装置１は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（いずれも図示せず）等を含む制御部２（本発明の漏れ音量推定部、周囲音量推定部、推奨値算出部）、制御に必要なデータを記憶するメモリ３、外部装置と無線通信を行う無線通信部４（本発明の周囲状態取得部、通信部）、車内ＬＡＮ９０を介して、他の車両用装置との通信を行うためのインターフェース回路であるＬＡＮ Ｉ／Ｆ５（本発明の音量情報取得部、車両状態取得部、周囲状態取得部、出力部）を含む。

制御部２のＲＯＭ（メモリ３でもよい）には、制御プログラムが記憶され、ＣＰＵが制御プログラムを実行することで、車両用騒音抑制装置１の各種機能を実現する。

無線通信部４は、例えば、ユーザが所持する、周知のスマートフォンに代表されるタブレット型端末（液晶ディスプレイなどの表示部分にタッチパネルを搭載し、指で操作する携帯情報端末の総称）、携帯電話機（これらを携帯通信端末７０と総称する）、およびサーバ８０等の外部施設と通信可能である。

車両用騒音抑制装置１は、車内ＬＡＮ９０を介して、オーディオ装置１０、パワーウインドウＥＣＵ２０、ナビゲーション装置３０、車両状態検知センサ群４０、人検知センサ群５０、気象情報検知センサ群６０との間でデータ通信を行う。

車両用騒音抑制装置１を、オーディオ装置１０あるいはナビゲーション装置３０、つまり、音響信号を出力する装置に含む構成としてもよい。

オーディオ装置１０は、各種音楽用のメディアを再生したり、ラジオ信号を受信して音声として出力する装置である。なお、後述のナビゲーション装置３０にこのようなオーディオ機能が備わっている場合もある。オーディオ装置１０は、乗員が楽曲の再生等の操作を行う操作部１１、音量の調節を行う音量調整部１２を含む。また、オーディオ装置１０は、車両用騒音抑制装置１からの制御指令（本発明の音量推奨値情報）に基づいて、音量の調節を行うこともできる。

パワーウインドウＥＣＵ２０は、車両のウインドウ（各座席に対応したもの、図示せず）の開閉を制御する。パワーウインドウＥＣＵ２０は、車両の各ウインドウに対応した開閉スイッチ（図示せず）および各ウインドウを開閉する駆動モータ（パワーウインドウ機構、図示せず）と接続されており、乗員によって操作された開閉スイッチに対応する駆動モータを駆動してウインドウの開閉を行う。また、窓の開閉状態を検出する開閉状態検出部２１を含む。パワーウインドウ機構を備えず、開閉状態検出部２１のみの構成としてもよい。

ナビゲーション装置３０は、周知の、車両の現在位置を検出して、画面に現在位置周辺の地図とその地図上に現在位置を示すマークを表示する装置である。ナビゲーション装置３０は、少なくとも車両の現在位置を検出する位置検出部３１、画面に表示する地図データを入力する地図データ入力部３２を含む。

位置検出部３１は、いずれも周知の地磁気センサ、ジャイロスコープ、距離センサ、および衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機を有し、各々補完しながら使用する。

地図データ入力部３２は、道路の接続構造を示す道路地図データ、道路地図データを用いた道路地図を表示する際に、地形や施設に関する背景を表示するための背景データ、地名等を表示するための文字データなどの各種の地図データをナビゲーション装置３０の各種処理を制御する制御回路（図示せず）に入力する。

道路地図データは、複数の道路が交差、合流、分岐する地点に関するノードデータと、その地点間を結ぶ道路に関するリンクデータを含む。ノードデータは、ノードを識別するノードＩＤ、ノード座標、ノード名称、ノードに接続する全てのリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、および交差点種類などから構成される。また、リンクデータは、道路を識別するリンクＩＤ、リンク長、始点および終点座標、高速道路や一般道路などの道路種別、道路幅員、リンク旅行時間、勾配などから構成される。

車両状態検知センサ群４０は、例えば、車速センサ４１、振動センサ４２を含む。車速センサ４１は、周知の、ホール素子等を用いて車輪速パルスを生成する車輪速センサで、単位時間当たりのパルス数に基づき、車速を算出する。振動センサ４２は、車両の振動レベルを検知するもので、詳細は、特開２０１３−１７０９８０号公報に記載されている。また、車輪速センサを用いて振動を検知してもよい。詳細は、特開２００５−１１２０１７号公報に記載されている。また、車両のタイヤの空気圧を検知する空気圧センサの検知状態（すなわち、空気圧の変化）に基づいて、車両の振動レベルを検知してもよい。

振動センサ４２の検知状態から、路面の状態を推定することができる。すなわち、予め定められた範囲の振動が所定時間を超えて継続するとき、未舗装路、砂利道、凹凸の連続する道（いわゆる、悪路）を走行していると推定できる。

人検知センサ群５０は、車両周辺の物体を探知するレーダ５１、車両周辺を撮影するカメラ５２、車両周辺の物体を探知する赤外線センサ５３を含む。人検知センサ群５０は、例えば、車両の盗難を防止する周知の車両盗難防止装置に備えられている。この場合、車両盗難防止装置から、車内ＬＡＮ９０を介して、人検知情報を取得する。また、例えば、周知のエアバッグ装置に含まれ、乗員が座席に着座しているか否かを検知する着座センサから人検知情報を取得してもよい。

気象情報検知センサ群６０は、日射センサ６１、温度センサ６２、照度センサ６３を含む。日射センサ６１、温度センサ６２は、車室内の空調を行う周知の車両用空調装置に備えられている。また、照度センサ６３は、車両の周囲の明るさに応じて灯火装置の点灯制御を行う周知のオートライトシステムに備えられている。この場合、車両用空調装置あるいはオートライトシステムから、車内ＬＡＮ９０を介して、気象情報を取得する。

図２を用いて、上述の制御プログラムに含まれ、制御部２が、予め定められたタイミングで繰り返し実行する、騒音抑制処理を説明する。まず、車内ＬＡＮ９０を介して、車両状態を取得する（Ｓ１１）。車両状態は、以下のものを含むが、ここでは、少なくとも車両のウインドウの開閉状態を取得する。
・車両のウインドウの開閉状態（パワーウインドウＥＣＵ２０から取得）。
・車速（車速センサ４１の検出値を取得）。
・車両の振動状態（振動センサ４２の検出値を取得）。

次に、車両のウインドウの開閉状態に基づいて、開状態のウインドウがあるか否かを判定する。開状態のウインドウがないとき（Ｓ１２：Ｎｏ）、本処理を終了する。一方、開状態のウインドウがあるとき（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、オーディオ装置１０から音量調整部１２で設定されている音量を含む音量情報を取得する（Ｓ１３）。

音量によっては、窓を全閉にしていても車外に音が漏れることがあるので、ステップＳ１２を実行せず、ウインドウの開閉状態に関係なく、ステップＳ１３以降の処理を実行してもよい。

次に、ウインドウの開状態の度合いと音量とに基づいて、車両の外に漏れる漏れ音量を推定する（Ｓ１４）。漏れ音量は、例えば、車種およびオーディオ装置との組み合わせ毎に、予め測定したものをマップデータとしてメモリ３に記憶している。マップデータの設定方法は、以下のいずれを用いてもよい。
・例えば、運転席側ウインドウあるいは歩道側（左側通行なら車両左側）のように、予め定められたウインドウの開状態の開度を変化させたときの漏れ音量をマップデータとする。
・全てのウインドウの開状態を同じように変化させたときの漏れ音量をマップデータとする。
・ウインドウ毎に、開状態の開度を変化させたときの漏れ音量をマップデータとする。複数の窓が開いているときは、それぞれの漏れ音量の合計を車両の漏れ音量とする。
測定に用いるウインドウの開状態は、例えば、全開、３／４開、半開、１／４開とし、他の開度のときは、マップ補間により漏れ音量を求める。また、測定位置は、車両の歩道側とする。

上述の構成が、「車両状態取得部は、車両の窓の開閉状態を取得し、漏れ音量推定部は、開閉状態に基づいて、漏れ音量を推定する」ものである。本構成によって、簡易な構成で漏れ音量を推定することができる。

次に、漏れ音量に車速を反映する（Ｓ１５）。例えば、車速に応じた補正値（正負のいずれでもよい）を漏れ音量に加える。あるいは、車速に応じた補正係数（ゼロ以上の数）を漏れ音量に乗ずる。補正値あるいは補正係数は、予めメモリ３に記憶してある。以降のステップにおいて各種状態を反映する場合も同様である。本構成が、「車両状態取得部は、車両の速度を取得し、漏れ音量推定部は、漏れ音量に車両の速度を反映する」ものである。本構成によって、より正確に漏れ音量を推定することができる。

上述の補正値および補正係数は、例えば、車速がゼロのときが最大で、車速が大きくなるにつれて減少する。歩行者にとって、車両が停止しているときは、漏れ音量（すなわち、騒音）の影響を受ける時間が長いので、補正値および係数を大きくする。一方、車両が走行中のときは、漏れ音量の影響を受ける時間が短く、漏れ音量が走行音や風切り音で減殺されるので、補正値および係数を小さくする。

次に、漏れ音量に車両の振動状態を反映する（Ｓ１６）。本構成が、「車両状態取得部は、車両の振動を取得し、漏れ音量推定部は、漏れ音量に車両の振動を反映する」ものである。本構成によって、より正確に漏れ音量を推定することができる。

上述の補正値および補正係数は、例えば、振動がゼロのときが最大で、振動が大きくなるにつれて減少する。上述したように、振動がゼロに近いときは、舗装路を走行していると推定できるので、走行音による漏れ音量の減殺量は小さく、補正値および係数を大きく設定する。一方、振動が大きいときは、砂利道などの悪路を走行していると推定できるので、走行音による漏れ音量の減殺量は大きく、補正値および補正係数を小さく設定する。

次に、車両の周囲状態を取得する（Ｓ１７）。周囲状態は、車両の現在位置、人検知情報、車両周囲の気象情報、日時情報のうちの少なくとも一つを含む。詳細は以下のとおりである。
車両の現在位置は、ナビゲーション装置３０から取得する。合わせて、現在位置周辺の道路地図データも取得する。

人検知情報は、以下のうちの少なくとも一つを用いる。
・人検知センサ群５０（レーダ５１、カメラ５２、赤外線センサ５３のうちの少なくとも一つ）による、人の探知状態。この探知状態により、車両の周囲の人の数あるいは密度が分かる。
・無線通信部４での、携帯通信端末７０の電波の受信状態。例えば、タブレット型端末の無線ＬＡＮ通信では２．４ＧＨｚ帯あるいは５ＧＨｚ帯を使用している。また、携帯電話では、通信方式（３Ｇ等）に応じて通信周波数帯が定められている。よって、それぞれのチャネルの利用状況あるいは受信電波の強度から、車両の周囲の携帯通信端末７０（すなわち人）の数あるいは密度を推定できる。本構成が、「周囲状態取得部は、車両の周囲の人が所持する携帯通信端末との通信を行う通信部を含み、通信部と携帯通信端末との通信結果に基づいて、車両の周囲の人の存在を取得する」ものである。近年の携帯電話機の世帯普及率は、９割を超えたといわれている。携帯電話機は、常時基地局との通信を行っている。本構成によって、簡易な構成で車両の周囲の人の存在を取得することができる。

気象情報は、以下のうちの少なくとも一つを含む。
・気象情報検知センサ群６０（日射センサ６１、温度センサ６２、照度センサ６３のうちの少なくとの一つ）の検知状態。
・無線通信部４がサーバ８０から受信した、車両周辺の気象情報。
・例えば、ナビゲーション装置３０から取得した日時情報。上述のＧＰＳの受信データは日時情報を含んでいるので、これを用いることができる。

次に、漏れ音量に、ステップＳ１７で取得した気象情報を反映する（Ｓ１８）。反映する気象情報は、以下のうちの少なくとも一つを用い、それに応じた補正値あるいは補正係数を設定する。
・天候：天候が悪くなると、音は遠くまで伝搬する。よって、天候が悪くなるにつれて、漏れ音量が大きくなるように設定する。
・湿度：湿度が高くなると、音は遠くまで伝搬する。よって、湿度が高くなるにつれて、漏れ音量が大きくなるように設定する。
・風速：風速が大きくなると、音は遠くまで伝搬する。よって、風速が大きくなるにつれて、漏れ音量が大きくなるように設定する。
・気温あるいは日射量：日中は日射により地面が暖められ、地表近くの音速は高くなる。そのため、音は上向きに屈折し（上方伝搬）伝わり難くなる。一方、夜は放射冷却で地表近くの温度が下がり、逆に音は下向きに曲げられ（下方伝搬）伝わり易くなる。よって、気度が低くなるにつれて、あるいは日射量が少なくなるにつれて、漏れ音量が大きくなるよう設定する。

上述の構成が、「周囲状態取得部は、車両の現在位置を含む地域の気象情報を取得し、漏れ音量推定部は、漏れ音量に気象情報を反映する」ものである。本構成によって、より正確に漏れ音量を推定することができる。

次に、漏れ音量に、ステップＳ１７で取得した日時情報を反映する（Ｓ１９）。反映する日時情報は、以下のうちの少なくとも一つを用い、それに応じた補正値あるいは補正係数を設定する。
・昼夜（日射量を用いてもよい）：日中と夜間とでは、夜の方が空気吸収による減衰は小さく、音が伝わり易い。よって、日中よりも夜間の方が、漏れ音量が大きくなるように設定する。
・季節：夏季は上方伝搬の傾向が強く、冬季は下方伝搬の傾向が強い。夏季よりも冬季の方が、漏れ音量が大きくなるように設定する。

上述の構成が、「周囲状態取得部は、日時情報を取得し、漏れ音量推定部は、漏れ音量に日時情報を反映する」ものである。本構成によって、より正確に漏れ音量を推定することができる。

次に、車両の現在位置に基づいて周囲音を推定する（Ｓ２０）。車両の現在位置と周囲音との関係は、予めメモリ３に記憶してある。例えば、地図データ上で、市街地、住宅地、繁華街、郊外、農地、山林、道路種別（一般道／高速道路）のように区分し、これらの区分に応じて周囲音を設定する。市街地、住宅地、繁華街、一般道は、漏れ音量の影響が大きいため、周囲音を小さく設定する。郊外、農地、山林、高速道路は、漏れ音量の影響が比較的小さいため、周囲音を大きく設定する。走行中の車線の位置を用いてもよい。例えば、歩道寄りの車線を走行しているときの周囲音を、中央分離帯寄りを走行しているときに比べて小さく設定する。つまり、周囲音は、「漏れ音量の許容値」という性格を持つといえる。

上述の構成が、「周囲状態取得部は、車両の現在位置を反映した現在位置情報を取得し、周囲音量推定部は、現在位置情報に基づいて、周囲音の音量を推定する」ものである。本構成によって、より正確に漏れ音量を推定することができる。

次に、周囲音に、ステップＳ１７で取得した人検知情報を反映する（Ｓ２１）。例えば、車両の周囲の人の数が多くなるにつれて、あるいは人の密度が大きくなるにつれて、補正値および補正係数が小さくなるように設定する。人が多いほど、騒音の影響が大きいと判断する。

上述の構成が、「周囲状態取得部は、車両の周囲の人の存在を取得し、周囲音量推定部は、周囲音の音量に人の存在を反映する」ものである。車両の周囲の人の数によって周囲への騒音の影響の度合いも変化する。本構成によって、よりきめ細かく周囲音の音量を推定することができる。

次に、漏れ音量および周囲音に基づき、オーディオ装置１０における音量の推奨値を算出する（Ｓ２２）。算出方法は、以下のうちのいずれかを用いる。
・漏れ音量と周囲音との比（騒音レベル比）が、予め定められた値となる音量を推奨値とする。まず、周囲音と騒音レベル比とから、漏れ音量の許容値を算出する。次に、漏れ音量の許容値と車両のウインドウの開閉状態とから、例えば、上述のマップデータを用いて、推奨値を算出する。本構成が、「推奨値算出部は、漏れ音量と周囲音の音量との比が予め定められた値となるように推奨値を算出する」ものである。本構成によって、漏れ音量を騒音と感じないレベルにすることができる。
・漏れ音量と周囲音との差（騒音レベル差）が、予め定められた値となる音量を推奨値とする。まず、周囲音と騒音レベル差とから、漏れ音量の許容値を算出する。次に、漏れ音量の許容値と車両のウインドウの開閉状態とから、例えば、上述のマップデータを用いて、推奨値を算出する。

最後に、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ５を介して、少なくともオーディオ装置１０に、推奨値を含む音量推奨値情報を出力する（Ｓ２３）。オーディオ装置１０では、音量推奨値情報を取得すると、音量調整部１２において、推奨値となるように音量を調整する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

１ 車両用騒音抑制装置
２ 制御部（漏れ音量推定部、周囲音量推定部、推奨値算出部）
３ メモリ
４ 無線通信部（周囲状態取得部、通信部）
５ ＬＡＮ Ｉ／Ｆ（音量情報取得部、車両状態取得部、周囲状態取得部、出力部）
７０ 携帯通信端末

Claims (10)

1. 車両の車室内の音量を含む音量情報を取得する音量情報取得部と、
   前記車両の状態を取得する車両状態取得部と、
   前記車両の状態に基づいて、前記車室内の音量における、前記車室内から前記車両の外への漏れ音量を推定する漏れ音量推定部と、
   前記車両の周囲の状態を取得する周囲状態取得部と、
   前記車両の周囲の状態に基づいて、前記車両の周囲で発生する周囲音の音量を推定する周囲音量推定部と、
   前記漏れ音量および前記周囲音の音量に基づいて、前記車室内の音量の推奨値を算出する推奨値算出部と、
   前記推奨値を含む音量推奨値情報を、外部装置に対して出力する出力部と、
   を備えることを特徴とする車両用騒音抑制装置。
2. 前記推奨値算出部は、前記漏れ音量と前記周囲音の音量との比が予め定められた値となるように前記推奨値を算出する請求項１に記載の車両用騒音抑制装置。
3. 前記車両状態取得部は、前記車両の窓の開閉状態を取得し、
   前記漏れ音量推定部は、前記開閉状態に基づいて、前記漏れ音量を推定する請求項１または請求項２に記載の車両用騒音抑制装置。
4. 前記車両状態取得部は、前記車両の速度を取得し、
   前記漏れ音量推定部は、前記漏れ音量に前記車両の速度を反映する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用騒音抑制装置。
5. 前記車両状態取得部は、前記車両の振動を取得し、
   前記漏れ音量推定部は、前記漏れ音量に前記車両の振動を反映する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用騒音抑制装置。
6. 前記周囲状態取得部は、前記車両の現在位置を含む地域の気象情報を取得し、
   前記漏れ音量推定部は、前記漏れ音量に前記気象情報を反映する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用騒音抑制装置。
7. 前記周囲状態取得部は、日時情報を取得し、
   前記漏れ音量推定部は、前記漏れ音量に前記日時情報を反映する請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用騒音抑制装置。
8. 前記周囲状態取得部は、前記車両の現在位置を反映した現在位置情報を取得し、
   前記周囲音量推定部は、前記現在位置情報に基づいて、前記周囲音の音量を推定する請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用騒音抑制装置。
9. 前記周囲状態取得部は、前記車両の周囲の人の存在を取得し、
   前記周囲音量推定部は、前記周囲音の音量に前記人の存在を反映する請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用騒音抑制装置。
10. 前記周囲状態取得部は、前記車両の周囲の人が所持する携帯通信端末との通信を行う通信部を含み、
    前記通信部と携帯通信端末との通信結果に基づいて、前記車両の周囲の人の存在を取得する請求項９に記載の車両用騒音抑制装置。

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