WO2013118250A1 - 車両接近通報装置、およびその故障診断方法 - Google Patents

車両接近通報装置、およびその故障診断方法 Download PDF

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vehicle approach
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井上　悟
大澤　孝
睦生 関谷
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三菱電機株式会社
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    • G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
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    • H04R29/001—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers
    • H04R29/003—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers of the moving-coil type

Definitions

  • the present invention relates to a failure diagnosis technique for a vehicle approach notification device for notifying a pedestrian or the like around an electric vehicle of the approach or presence of the own vehicle.
  • This vehicle approach notification device is composed mainly of a microcomputer that synthesizes a notification sound signal, an output amplifier that amplifies the notification sound signal, and a speaker that emits the notification sound.
  • the vehicle approach notification device is different from so-called in-vehicle audio devices such as stereo and radio, and for example, an electronic circuit (ECU) including a microcomputer and an output amplifier is disposed in the vehicle interior, and a speaker is disposed in the vicinity of the front bumper. is there.
  • ECU electronic circuit
  • positioned in a vehicle interior to a speaker penetrates the wall of a vehicle interior, and the length also becomes long. For this reason, abnormalities occur in the power supply line or in the output amplifier in the ECU due to problems during processing or laying of the power supply line, vibration during traveling, etc., or no notification sound is output, or the vehicle It is conceivable that the approach notification device will break down.
  • a power fault, a ground fault, an open circuit, and a short circuit are common, but there is a vehicle approach notification device that does not damage the power supply line and the output amplifier even if such an abnormal situation is encountered.
  • Patent Document 1 As a prior art having a configuration for detecting an abnormality occurring in the output of an amplifier.
  • the presence / absence of a speaker and the disconnection of a speaker cable are determined by connecting a resistor in parallel with the coil of the speaker and determining the magnitude of the resistance. For example, when the power amplifier is in the OFF state, the voltage between the two terminals of the resistor is smaller than a certain value, and in the sound emission state, it is determined as normal if the voltage between the terminals is equal to or greater than a certain value.
  • JP 2004-136831 A JP 2008-1124 A JP 2007-269044 A
  • the present invention has a simple configuration, and even when an abnormality such as a short circuit of a speaker or a power supply line of a speaker occurs, an abnormal state can be detected quickly and a vehicle approaching can be protected.
  • the purpose is to provide a reporting device.
  • This invention outputs an AC signal having a fundamental frequency outside the reproduction band of the speaker from the amplifier as a failure diagnosis signal when the vehicle approach notification sound is not generated, and outputs the amplifier near the positive and negative peaks of the failure diagnosis signal voltage.
  • the current is sampled, and the failure mode is determined from the polarity of the failure diagnosis signal voltage, the polarity of the output current, and the output current value.
  • a failure mode can be detected immediately, even if a load abnormality such as a short circuit of a speaker connected to the output of the amplifier or a power supply line to the speaker causes a power fault or a ground fault, a failure mode can be detected immediately, A vehicle approach notification device that can be protected can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of a vehicle approach notification device according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle approach notification device includes a vehicle approach notification sound control unit 1 and a speaker 2 that generate and control a report sound signal, and a power supply line 3 from the vehicle approach notification sound control unit 1 to the speaker 2.
  • the vehicle approach notification sound control unit 1 includes a failure diagnosis unit 10 for diagnosing a failure in the failure diagnosis target range 30 from the output of the vehicle approach notification sound control unit 1 to the speaker 2, and a control unit for controlling the generation of the notification sound and the failure diagnosis. 17, a synthetic sound source unit 11 that generates a sound signal that is a source of the notification sound, and a power amplifier 12 that amplifies the sound signal from the synthetic sound source unit 11 and drives the speaker 2.
  • the vehicle approach notification device generates a vehicle approach notification sound according to the state of the vehicle. For this reason, the control unit 17 acquires vehicle information 4 such as the vehicle speed, shift lever position, accelerator, and brake from the vehicle, and determines the state of the vehicle.
  • the control unit 17 controls the synthetic sound source 11 when the vehicle information 4 has a predetermined condition for generating a vehicle approach notification sound, and the synthetic sound source 11 generates a notification sound signal.
  • the control unit 17 controls the failure diagnosis unit 10 to execute failure diagnosis.
  • the result diagnosed by the failure diagnosis unit 10 is displayed on the display device 18 or is notified to a user such as a driver by voice uttered from the voice generator 19.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of the state of the vehicle when the vehicle is an electric vehicle and the driving state of the speaker of the vehicle approach notification device, for example.
  • FIG. 2A shows a power signal of the vehicle, for example, a state of a key switch.
  • the state where the power signal is ON is a state where the power source of the electric vehicle is ready to be driven.
  • FIG. 2 shows a state in which the power signal is turned on at time t1.
  • the vehicle speed is 0, that is, the vehicle is stopped from time t1 to time t2 when the power signal is turned on.
  • the vehicle approach notification device does not yet output a notification sound.
  • the vehicle speed Vr is not zero, that is, the vehicle starts to move, and the vehicle approach notification device outputs a notification sound.
  • the notification sound does not need to be output.
  • the limit vehicle speed at which this notification sound is unnecessary is indicated by Va in FIG.
  • the driving state of the speaker is turned off.
  • a notification sound is output from time t4 to t5.
  • a notification sound is also output from time t7 to time t8 when the vehicle is stopped. This is shown in FIG. 2 (c) with the speaker driven.
  • the state A in FIG. 2C indicates a state in which the speaker outputs a notification sound.
  • the state B in FIG. 2 (c) shows a state in which the speaker is driven by a signal for diagnosing a failure. Failure diagnosis is performed when the vehicle is in a state where no notification sound is output. For example, immediately after the power supply signal is turned on, that is, a failure diagnosis is performed by driving a speaker with a short time failure diagnosis signal such as 1 second from a time t1. In addition, for a predetermined time from an arbitrary time t4 in a state where the vehicle speed is high and the output of the notification sound is not necessary, or for a predetermined time from the time t9 when the vehicle stops and the power signal is turned off, for example, Failure diagnosis may be performed by driving a speaker with a signal.
  • a failure diagnosis unit 10 detects a failure diagnosis signal output unit 13 that generates a signal for failure diagnosis and inputs a signal from the output of the power amplifier 12 to detect this signal.
  • the unit 14 includes a failure diagnosis signal comparison unit 15 that compares the detected signal with a normal signal and the like, and a failure determination unit 16 that determines a failure state based on the comparison result of the failure diagnosis signal comparison unit 15.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an outline of another configuration of the vehicle approach notification device according to the embodiment of the present invention. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
  • the failure diagnosis signal output unit 13 that generates a signal for performing failure diagnosis is not particularly provided, and the composite sound source unit 11 generates a signal for failure diagnosis during failure diagnosis. It is said.
  • FIG. 4 shows the relationship between the reproduction band of the speaker and the band of the fault diagnosis signal, with the frequency on the horizontal axis.
  • the band of the failure diagnosis signal is a band outside the reproduction band of the speaker. That is, even if the speaker is driven by the failure diagnosis signal, no sound is generated from the speaker.
  • As the frequency band outside the reproduction band of the speaker for example, there is a band as shown by the band A of the failure diagnosis signal in FIG. 4, that is, a frequency band lower than the reproduction band of the speaker.
  • band B of the failure diagnosis signal in FIG. 4 that is, a frequency band higher than the reproduction band of the speaker.
  • the band of the fault diagnosis signal is more desirable if it is a frequency band that the human ear does not feel, that is, a frequency band outside the audible band. For example, a low frequency such as 20 Hz or less is more desirable.
  • FIG. 5 shows an example of the waveform of the failure diagnosis signal. It has a trapezoidal AC waveform. This AC basic repetition frequency is set to a frequency outside the reproduction band of the speaker. A diagnostic signal of this waveform is output from the failure diagnostic signal output unit 13 and amplified by the power amplifier 12 to drive the speaker 2. If the voice coil 20 of the speaker is disconnected, short-circuited, or abnormal in the feeder 3, the output voltage or output current of the power amplifier 12 is abnormal.
  • the failure diagnosis signal detection unit 14 detects the output voltage and output current of the power amplifier 12, the failure diagnosis signal comparison unit 15 compares the detected signal with a normal signal, and the failure determination unit 16 compares the failure diagnosis signal. The state of failure is determined based on the comparison result in the unit 15.
  • FIG. 6 shows an example of the failure diagnosis signal detection unit 14.
  • the shunt resistor 121 and the shunt resistor 121 are connected to the power supply line 3 for reciprocating the current, that is, the positive (+) side feed line 31 and the negative ( ⁇ ) side feed line 32, respectively.
  • a resistor 122 is inserted to convert the current into a voltage, and the converted voltage is amplified by the signal amplifier 141 and the signal amplifier 142, respectively, and input to the failure diagnosis signal comparison unit 15 as a current diagnosis signal.
  • the output voltage of the power amplifier 12 is also input to the failure diagnosis signal comparison unit 15 as a voltage diagnosis signal.
  • the failure diagnosis signal comparison unit 15 compares the detected current diagnosis signal and voltage diagnosis signal with the normal current signal and voltage signal. The comparison is performed by sampling the values of the current diagnostic signal and the voltage diagnostic signal in the phase of the trapezoidal diagnostic signal waveform shown in FIG. 5 where the change is small, that is, in the period indicated by Tm1 and Tm2 in FIG. Details of the diagnosis will be described in the second embodiment.
  • Tm1 is in the range of 90 degrees +/ ⁇ 25 degrees, That is, it is preferable that the range is from 65 degrees to 115 degrees, and Tm2 is in the range from 270 degrees +/ ⁇ 25 degrees, that is, the range from 245 degrees to 295 degrees.
  • FIG. 7 shows another example of the waveform of the failure diagnosis signal.
  • the waveform is a pseudo sine wave with few harmonics.
  • the peak of the pseudo sine wave is set to a flat waveform, and the values of the current diagnosis signal and the voltage diagnosis signal are sampled in this flat period with little voltage change, that is, the periods indicated by Tm1 and Tm2 in FIG.
  • FIG. 8 shows another example of the waveform of the failure diagnosis signal.
  • the waveform is a sine wave.
  • Current diagnosis signal and voltage in the phase with little change in the sine wave that is, in the range of +/ ⁇ 25 degrees, for example, in the range of +/ ⁇ 25 degrees, that is, the peak phase of the waveform, ie, Tm1 and Tm2 in FIG. This is done by sampling the value of the diagnostic signal.
  • FIG. 9 shows an example of a voltage waveform of a failure diagnosis signal and a normal current waveform without failure.
  • the current waveform shown in FIG. 9 shows I1 and I2 shown in FIG. 6 with the arrow direction in FIG. 6 being positive.
  • a period indicated by Tm1 and Tm2 is a diagnosis period in which a current value is sampled for failure diagnosis, and a voltage change of the voltage waveform of the failure diagnosis signal is small, that is, a predetermined period in a central portion of a trapezoid flat portion Is the failure diagnosis period.
  • the currents I1 and I2 are both + Is in the positive failure diagnosis period Tm1 and the currents I1 and I2 are both negative in the failure diagnosis period Tm2 where the voltage of the failure diagnosis signal is negative.
  • the normal current values + Is and -Is are stored in the failure diagnosis signal comparison unit 15.
  • FIG. 10 shows a state when the power supply line and the speaker coil are disconnected. If the power supply line or the coil of the speaker is disconnected, the current stops flowing, so that both the currents I1 and I2 are 0 in both the fault diagnosis period Tm1 in which the voltage of the fault diagnosis signal is positive and the fault diagnosis period Tm2 in which the voltage is negative. . As described above, when both I1 and I2 are 0 in the entire failure diagnosis period, it can be diagnosed that the feeder line or the coil of the speaker is disconnected.
  • FIG. 11 shows a state when the + side and ⁇ side feed lines or the speaker are short-circuited. If the feeder line or the speaker is short-circuited, a larger current flows than in a normal state. That is, in the fault diagnosis period Tm1 in which the voltage of the fault diagnosis signal is positive, a positive current larger than + Is flows in both I1 and I2, and in the fault diagnosis period Tm2 in which the voltage of the fault diagnosis signal is negative, both I1 and I2 are lower than Is. Large absolute negative current flows. If the current values of I1 and I2 are such values in the failure diagnosis periods Tm1 and Tm2 by the failure diagnosis signal comparison unit 15, it can be diagnosed that the feeder line or the speaker is short-circuited.
  • FIG. 12 shows a state in which the + -side power supply line is in contact with the ground fault, that is, the ground line.
  • the current value of the current I1 of the + side feeder line is larger than Is, and the current I2 of the minus side feeder line The current value of becomes zero.
  • the current value of the current I1 of the + side power supply line is 0, and the current value of the current I2 of the ⁇ side power supply line is the same as the current value Is in the normal state.
  • the failure diagnosis signal comparison unit 15 If the current values of I1 and I2 are such values in the failure diagnosis periods Tm1 and Tm2 by the failure diagnosis signal comparison unit 15, it can be diagnosed that the + side feeder line is grounded. Further, when the negative side power supply line is grounded, as shown in FIG. 13, the magnitude of the amplitudes of I1 and I2 is opposite to that when the positive side power supply line is grounded, and the current flows. There is no change. If such a state is detected, it can be diagnosed that the minus-side feeder line is grounded.
  • FIG. 14 shows a state in which the + side power supply line is in contact with the power supply voltage line, that is, the power supply voltage line.
  • the current value of the current I1 of the power supply line on the + side is 0 and the current value of the current I2 of the power supply line on the ⁇ side is The current value is the same as the normal current value Is.
  • the current value of the current I1 of the positive side feed line becomes a negative current value whose absolute value is larger than the absolute value Is of the current value in the normal state, and the current of the current I2 of the negative side feed line The value is 0.
  • the failure diagnosis signal comparison unit 15 If the current values of I1 and I2 are such values in the failure diagnosis periods Tm1 and Tm2 by the failure diagnosis signal comparison unit 15, it can be diagnosed that the + side power supply line has a power fault. Further, when the negative side power supply line has a power fault, as shown in FIG. 15, the magnitude of the amplitudes of I1 and I2 is opposite to that when the positive side power supply line has a power fault, and the phase in which the current flows. There is no change. If this state is detected, it can be diagnosed that the minus-side power supply line has a power fault.
  • the alternating current signal having a frequency outside the reproduction band of the speaker is used as the failure diagnosis signal, and the phase near the positive and negative peaks of the voltage of the failure diagnosis signal, that is, the basics of the alternating current signal Sample the voltage signal and current signal within the range of 90 degrees +/ ⁇ 25 degrees and 270 degrees +/ ⁇ 25 degrees, and compare the polarity of the voltage signal with the polarity of the current signal, and The current value of the current signal is compared with a normal value, and the failure mode can be determined from the comparison result. The determined failure mode is notified to the user by the display device 18 and the sound generator 19.
  • a vehicle speed signal is read from the vehicle information 4 and the vehicle speed is detected (ST1), and it is determined whether or not the vehicle speed is within the notification sound generation speed region (ST2). If it is in the notification sound generation speed region, the process returns to the vehicle speed detection step ST1. If it is not in the notification sound generation speed region, the failure diagnosis signal output unit 13 outputs a failure diagnosis signal (ST3), and the process proceeds to the step of executing the failure diagnosis.
  • the above failure diagnosis signal output step 131 is executed by, for example, the control unit 17 in FIG.
  • the synthetic sound source 11 when the vehicle information is in a predetermined condition, the synthetic sound source 11 generates a vehicle approach notification sound signal and generates a vehicle notification sound from the speaker.
  • a failure diagnosis signal may be output when the vehicle notification sound is not generated, that is, when the vehicle notification sound is different from the predetermined condition.
  • the voltage signal of the failure diagnosis signal and the current signal of the failure diagnosis signal are detected (ST4, ST5).
  • the voltage signal and the current signal are sampled at a phase with little voltage change near the positive and negative peaks of the alternating current of the voltage waveform of the failure diagnosis signal. Specifically, sampling is performed within the range of 90 degrees +/ ⁇ 25 degrees and within the range of 270 degrees +/ ⁇ 25 degrees at the phase of the fundamental frequency of the failure diagnosis signal.
  • This failure diagnosis signal detection step 143 is executed in, for example, the failure diagnosis signal detection unit 14 of FIG.
  • the failure diagnosis signal comparison step 151 the voltage signal detected in the failure diagnosis signal detection step 143 is compared with the current signal to determine the polarities of the currents I1 and I2 based on the voltage (ST6). Further, it is determined whether or not the current values I1 and I2 of the current signal are within a normal state current value (hereinafter referred to as a specified value) Is +/ ⁇ 30% (ST7). If it is within Is +/ ⁇ 30%, it is determined that there is no failure and that it is normal. If I1 and I2 are not within Is +/ ⁇ 30%, the magnitude relationship between the current I1 and the specified value Is is compared (ST8), and the magnitude relationship between the current I2 and the specified value Is is compared (ST9).
  • This failure diagnosis signal comparison step 151 is executed, for example, in the failure diagnosis signal comparison unit 15 of FIG.
  • the failure mode determination step 161 using the magnitude relationship between the polarities of the currents I1 and I2 relative to the voltage signal and the specified value Is of the currents I1 and I2 compared in the failure diagnosis signal comparison step 151, The failure mode is determined by the logic shown in the failure mode determination step 161 of FIG.
  • the failure mode determined in the failure mode determination step 161 is displayed on the display device 18, for example, or notified to the user by a sound uttered from the sound generation device 19. If normal, it may be informed that it is normal.
  • the failure mode determination step 161 and the failure mode notification step 162 described above are executed, for example, in the failure determination unit 16 of FIG.
  • an AC signal having a fundamental frequency outside the reproduction band of the speaker is output from the amplifier as a failure diagnosis signal, and the amplifier is output near the positive and negative peaks of the failure diagnosis signal voltage.
  • the output current is sampled, and the failure mode is determined from the polarity of the failure diagnosis signal voltage, the polarity of the output current, and the output current value.

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Abstract

　簡素な構成で、スピーカ（２）や給電線（３）に異常が発生しても早々に異常の状態を検知でき、自らを保護することができる車両接近通報装置を提供することを目的とする。車両接近通報音を発生させないときに、スピーカの再生帯域外の基本周波数を有する交流信号を故障診断信号としてアンプ（１２）から出力して、故障診断信号電圧の正負のピーク付近でアンプ（１２）の出力電流をサンプリングし、故障診断信号電圧の極性、出力電流の極性、出力電流値から故障モードを判定するようにした。

Description

車両接近通報装置、およびその故障診断方法
　本発明は、電動式自動車周辺の歩行者等に自車両の接近もしくはその存在を通報するための車両接近通報装置の故障診断の技術に関するものである。
　近年普及が目覚ましいハイブリッド自動車や電気自動車（ＥＶ）などの電動式自動車においては、電動式自動車ゆえの静粛さが、歩行者に接近した電動式自動車の存在を認識することを妨げる。このため、歩行者に危険回避行動を喚起させないことが安全上問題となることが顕在化し、低速走行時には何らかの接近通報音を発音する機器、すなわち車両接近通報装置の搭載が義務化されようとしている。この車両接近通報装置は、通報音信号を合成するマイクロコンピュータと、通報音信号を増幅する出力アンプ、および、通報音を発音するスピーカを主要部材として構成される。
　車両接近通報装置は、ステレオやラジオ等のいわゆる車載オーディオ機器とは異なり、例えばマイクロコンピュータと出力アンプからなる電子回路(ＥＣＵ)を車室内に配置し、スピーカをフロントバンパの近傍に配置することもある。このように両者を分離して配置する場合、車室内に配置するＥＣＵからスピーカへの給電線（ケーブル）が、車室の壁を貫通して配線され、その長さも長くなる。このため、給電線の加工時や、敷設時の不具合、あるいは、走行時の振動などに起因して、給電線あるいはＥＣＵ内の出力アンプに異常が発生し、通報音が出力されない、あるいは、車両接近通報装置が故障することが考えられる。給電線に係る具体的な異常として、天絡、地絡、開放、短絡が一般的であるが、このような異常事態に遭遇しても、給電線および出力アンプが損傷しない車両接近通報装置が好ましく、カーメーカを含むユーザは要望する。
　アンプの出力に発生する異常を検出する構成を備えた先行技術として特許文献１がある。特許文献１では、スピーカの有無、スピーカケーブルの切断を、スピーカのコイルと平行に抵抗を接続し、抵抗の大小で判断している。例えば、パワーアンプをＯＦＦの状態にしたときは、抵抗の両端子間の電圧が一定値より小さく、放音状態では、端子間電圧が一定値以上であれば正常と判定する。
　さらに、外部に取り付けたマイクの集音レベルを判定し、放音レベルを検知し、一定レベルより低ければ異常と判断するものもある（例えば、特許文献２、特許文献３）。
特開２００４－１３６８３１号公報 特開２００８－１１２４号公報 特開２００７－２６９０４４号公報
　いずれの先行技術においても、スピーカの異常に関して、例えば断線であるか、給電線に天絡、地絡などの異常が生じているのかなど、異常の詳細まで判断できるものではなかった。本発明は、簡素な構成で、スピーカの短絡、あるいはスピーカの給電線に天絡、地絡などの異常が発生しても早々に異常の状態を検知でき、自らを保護することができる車両接近通報装置を提供することを目的とする。
　この発明は、車両接近通報音を発生させないときに、スピーカの再生帯域外の基本周波数を有する交流信号を故障診断信号としてアンプから出力して、故障診断信号電圧の正負のピーク付近でアンプの出力電流をサンプリングし、故障診断信号電圧の極性、出力電流の極性、出力電流値から故障モードを判定するようにした。
　この発明によれば、アンプの出力に接続されたスピーカの短絡、あるいは当該スピーカへの給電線に天絡、地絡など、負荷の異常が発生しても早々に故障モードを検知でき、自らを保護することができる車両接近通報装置を提供できる。
この発明の実施の形態による車両接近通報装置の構成の概要を示すブロック図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における動作を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置の別の構成の概要を示すブロック図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における診断信号の周波数帯域の一例を示す図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における診断信号の波形の一例を示す波形図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置の要部の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における診断信号の波形の別の例を示す波形図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における診断信号の波形のさらに別の例を示す波形図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における正常時の診断信号の波形の一例を示す図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における給電線が断線した状態における診断信号の波形の一例を示す図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における給電線が短絡した状態における診断信号の波形を示す図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における＋側の給電線が地絡した状態における診断信号の波形を示す図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における－側の給電線が地絡した状態における診断信号の波形を示す図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における＋側の給電線が天絡した状態における診断信号の波形を示す図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置における－側の給電線が天絡した状態における診断信号の波形を示す図である。 この発明の実施の形態による車両接近通報装置の動作を説明するフローチャートである。
実施の形態
　図１は、本発明の実施の形態による車両接近通報装置の構成の概要を示すブロック図である。車両接近通報装置は、通報音の信号を発生し制御する車両接近通報音コントロールユニット１とスピーカ２、および車両接近通報音コントロールユニット１からスピーカ２への給電線３から構成されている。車両接近通報音コントロールユニット１は、車両接近通報音コントロールユニット１の出力からスピーカ２までの故障診断対象範囲３０における故障を診断する故障診断部１０、通報音の発生や故障診断を制御する制御部１７、通報音の元となる音の信号を発生する合成音源部１１、合成音源部１１からの音の信号を増幅してスピーカ２を駆動するためのパワーアンプ１２から構成されている。
　車両接近通報装置は、車両の状態に応じて車両接近通報音を発音させる。このため、制御部１７が、車両から車速やシフトレバー位置、アクセル、ブレーキなどの車両情報４を取得して、車両の状態を判断する。制御部１７は、車両情報４が車両接近通報音を発生させる所定の条件のときに合成音源１１を制御して合成音源１１が通報音の信号を発生する。また、制御部１７が、車両情報４が通報音を発生させない条件のとき、すなわち上記所定の条件と異なるときに故障診断部１０を制御して、故障診断を実行する。故障診断部１０で診断した結果は、表示装置１８に表示させ、あるいは音声発生装置１９から発声される音声によって、運転者などユーザに報知する。
　図２は、例えば車両が電気自動車の場合の車両の状態と、車両接近通報装置のスピーカの駆動状態の例を模式的に示す線図である。ここでは、車両情報４として車速のみを取得する例を用いて説明する。図２（ａ）は車両の電源信号、例えばキースイッチの状態を示している。電源信号がＯＮの状態は、電気自動車の動力源を駆動する準備ができている状態である。図２では、時刻ｔ１において電源信号がＯＮとなった状態を示している。（ｂ）に示す車速Ｖｒの状態でわかるように、電源信号がＯＮとなった時刻ｔ１から時刻ｔ２までは車速が０、すなわち停車状態である。この状態では、車両接近通報装置は、通報音はまだ出力しない。時刻ｔ２に車速Ｖｒが０ではなくなり、すなわち車両が動き始め、車両接近通報装置は通報音を出力する。車速が速くなると通報音は出力する必要が無い。この通報音が必要無くなる限界車速を図２（ｂ）ではＶａで示している。車速Ｖｒが所定の速度Ｖａ以上になった時刻ｔ３以降は、通報音を出力する必要がなくなるため、スピーカの駆動状態はＯＦＦ状態になる。さらに時刻ｔ５～ｔ６の間車速がＶａ以下となったため、時刻ｔ４～ｔ５の間通報音を出力する。さらに時刻ｔ７から車両が停車状態となった時刻ｔ８の間も通報音を出力する。この様子を図２の（ｃ）スピーカの駆動状態で示している。図２（ｃ）のＡの状態が、スピーカが通報音を出力する状態を示す。
　図２（ｃ）のＢの状態は、スピーカを、故障診断をするための信号で駆動する状態を示している。故障診断は、通報音を出力しない車両の状態のときに行う。例えば、電源信号がＯＮになった直後、すなわち時刻ｔ１から所定時間、例えば１秒といった短い時間故障診断のための信号でスピーカを駆動して故障診断を行う。また、車速が速くなり通報音の出力が必要ない状態の任意の時刻ｔ４から所定時間や、車両が停止して、例えば電源信号がＯＦＦとなった時刻ｔ９から所定時間にも故障診断のための信号でスピーカを駆動して故障診断を行ってもよい。
　故障診断部１０は、図１に示すように、故障診断をするための信号を発生する故障診断信号出力部１３、パワーアンプ１２の出力から信号を入力してこの信号を検出する故障診断信号検出部１４、検出した信号を正常な信号など比較する故障診断信号比較部１５、故障診断信号比較部１５で比較した結果を基に故障の状態を判定する故障判定部１６から構成される。
　図３は、本発明の実施の形態による車両接近通報装置の別の構成の概要を示すブロック図である。図３において、図１と同一符号は、同一または相当する部分を示す。図３に示す車両接近通報装置では、故障診断をするための信号を発生する故障診断信号出力部１３を特に設けず、故障診断時に合成音源部１１が故障診断をするための信号を発生する構成としている。
　以下、故障診断部１０の動作を詳しく説明する。図４に、周波数を横軸に、スピーカの再生帯域と故障診断信号の帯域の関係を示す。故障診断信号の帯域はスピーカの再生帯域外の帯域としている。すなわち、故障診断信号によってスピーカを駆動しても、スピーカから音は発生しない。スピーカの再生帯域外の周波数帯域としては、例えば、図４の故障診断信号の帯域Ａで示すような帯域、すなわち、スピーカの再生帯域よりも低い周波数帯域がある。あるいは図４の故障診断信号の帯域Ｂで示すような帯域、すなわちスピーカの再生帯域よりも高い周波数帯域がある。故障診断信号の帯域は、人間の耳が感じない、すなわち可聴帯域外の周波数帯域であればより望ましい。例えば、２０Ｈｚ以下といった、低い周波数がより望ましい。
　図５に、故障診断信号の波形の一例を示す。台形の交流波形となっている。この交流の基本繰り返し周波数を、スピーカの再生帯域外の周波数とする。故障診断信号出力部１３からこの波形の診断信号を出力して、パワーアンプ１２で増幅し、スピーカ２を駆動する。スピーカのボイスコイル２０が断線していたり、短絡していたり、給電線３に異常が生じていれば、パワーアンプ１２の出力電圧や出力電流に異常が生じる。故障診断信号検出部１４において、パワーアンプ１２の出力電圧や出力電流を検出し、故障診断信号比較部１５において、この検出した信号を正常な信号と比較し、故障判定部１６で故障診断信号比較部１５での比較結果を基に故障の状態を判定する。
　図６に、故障診断信号検出部１４の一例を示す。パワーアンプ１２の出力電流を、電流を往復させる給電線３のそれぞれ、すなわち正極性（＋）側の給電線３１および負極性（－）側の給電線３２のそれぞれに、それぞれシャント抵抗１２１およびシャント抵抗１２２を挿入し、電流を電圧に変換して、この変換された電圧をそれぞれ信号アンプ１４１および信号アンプ１４２で増幅して、電流診断信号として故障診断信号比較部１５に入力する。パワーアンプ１２の出力電圧も、電圧診断信号として故障診断信号比較部１５に入力する。
　故障診断信号比較部１５では、検出された電流診断信号、電圧診断信号を、正常な場合の電流信号、電圧信号と比較する。比較は、図５に示す、台形の診断信号波形のうち、変化が少ない位相、すなわち図５のＴｍ１およびＴｍ２で示す期間における電流診断信号や電圧診断信号の値をサンプリングして行う。診断の詳細は、実施の形態２において説明する。ここで故障診断信号の電圧波形の基本周波数の１周期を３６０度、電圧波形の負から正への０Vクロス点を位相０度としたとき、Ｔｍ１は、９０度＋／－２５度の範囲、すなわち６５度から１１５度の範囲、Ｔｍ２は、２７０度＋／－２５度の範囲、すなわち２４５度から２９５度の範囲とするのが好ましい。
　図７に、故障診断信号の波形の他の例を示す。高調波が少ない疑似正弦波の波形となっている。疑似正弦波のピークを平坦な波形とし、この平坦な、電圧変化が少ない期間、すなわち図７のＴｍ１、Ｔｍ２で示す期間における電流診断信号や電圧診断信号の値をサンプリングして行う。
　図８に、故障診断信号の波形の他の例を示す。図８では、正弦波の波形となっている。正弦波における変化が少ない位相、すなわち波形のピーク位相である９０度および２７０度を中心とする、例えば＋／－２５度の範囲、すなわち図８のＴｍ１、Ｔｍ２で示す期間における電流診断信号や電圧診断信号の値をサンプリングして行う。
　以下、各故障の状態における故障診断の動作を説明する。ここでは、故障診断波形として、図５に示した台形の交流波形の信号を用いた例により説明するが、図７や図８に示した波形の故障診断信号を用いても同様である。図９に故障診断信号の電圧波形と、故障していない正常時の電流波形の例を示す。図９に示す電流波形は、図６に示したＩ１とＩ２を、図６の矢印方向を正として示すものである。Ｔｍ１およびＴｍ２で示す期間が、故障診断のために電流値をサンプリングする診断期間であり、故障診断信号の電圧波形のうち、電圧の変化が少ない、すなわち台形の平坦な部分の中央部分の所定期間を故障診断期間としている。故障が無い正常な状態では、故障診断信号の電圧が正の故障診断期間Ｔｍ１では、電流Ｉ１およびＩ２ともに＋Ｉｓとなり、故障診断信号の電圧が負の故障診断期間Ｔｍ２では、電流Ｉ１およびＩ２ともに－Ｉｓとなる。この正常な電流値＋Ｉｓと－Ｉｓを故障診断信号比較部１５に記憶させておく。
　次に、図１０に、給電線やスピーカのコイルが断線した場合の状態を示す。給電線やスピーカのコイルが断線すれば、電流は流れなくなるため、故障診断信号の電圧が正の故障診断期間Ｔｍ１、電圧が負の故障診断期間Ｔｍ２のいずれも、電流Ｉ１およびＩ２ともに０となる。このように、故障診断期間全てで、Ｉ１、Ｉ２ともに０の場合は、給電線あるいはスピーカのコイルが断線していると診断できる。
　次に、図１１に、＋側と－側の給電線あるいはスピーカが短絡した場合の状態を示す。給電線あるいはスピーカが短絡すれば、正常な状態より大きな電流が流れる。すなわち、故障診断信号の電圧が正の故障診断期間Ｔｍ１では、Ｉ１、Ｉ２ともに＋Ｉｓよりも大きな正の電流が流れ、故障診断信号の電圧が負の故障診断期間Ｔｍ２では、Ｉ１、Ｉ２ともにＩｓよりも大きな絶対値の負の電流が流れる。故障診断信号比較部１５で故障診断期間Ｔｍ１およびＴｍ２で、Ｉ１およびＩ２の電流値がこのような値であれば、給電線あるいはスピーカが短絡していると診断できる。
　次に、図１２に、＋側の給電線が地絡、すなわち接地ラインに接触した場合の状態を示す。図１２のように、＋側の給電線が地絡した場合、故障診断期間Ｔｍ１では、＋側の給電線の電流Ｉ１の電流値は、Ｉｓよりも大きくなり、－側の給電線の電流Ｉ２の電流値は０となる。また故障診断期間Ｔｍ２では、＋側の給電線の電流Ｉ１の電流値は０となり、－側の給電線の電流Ｉ２の電流値は正常時の電流値Ｉｓと同じ電流値となる。故障診断信号比較部１５で故障診断期間Ｔｍ１およびＴｍ２で、Ｉ１およびＩ２の電流値がこのような値であれば、＋側の給電線が地絡していると診断できる。さらに、－側の給電線が地絡した場合は、図１３に示すように、＋側の給電線が地絡した場合と、Ｉ１とＩ２の振幅の大きさが逆になり、電流が流れる位相に変化はない。このような状態が検出されれば、－側の給電線が地絡していると診断できる。
　次に、図１４に、＋側の給電線が天絡、すなわち電源電圧ラインに接触した場合の状態を示す。図１４のように、＋側の給電線が天絡した場合、故障診断期間Ｔｍ１では、＋側の給電線の電流Ｉ１の電流値は０となり、－側の給電線の電流Ｉ２の電流値は正常時の電流値Ｉｓと同じ電流値となる。また故障診断期間Ｔｍ２では、＋側の給電線の電流Ｉ１の電流値は正常時の電流値の絶対値Ｉｓよりも絶対値が大きな負の電流値となり、－側の給電線の電流Ｉ２の電流値は０となる。故障診断信号比較部１５で故障診断期間Ｔｍ１およびＴｍ２で、Ｉ１およびＩ２の電流値がこのような値であれば、＋側の給電線が天絡していると診断できる。さらに、－側の給電線が天絡した場合は、図１５に示すように、＋側の給電線が天絡した場合と、Ｉ１とＩ２の振幅の大きさが逆になり、電流が流れる位相に変化はない。この状態が検出されれば、－側の給電線が天絡していると診断できる。
　以上説明したように、故障診断信号として、スピーカの再生帯域外の周波数の繰り返し交流信号を用い、故障診断信号の電圧の正および負のそれぞれの極性のピーク近傍の位相、すなわち、交流信号の基本周波数における位相９０度＋／－２５度の範囲内と２７０度＋／－２５度の範囲内で、電圧信号と電流信号をサンプリングして、電圧信号の極性と電流信号の極性を比較し、また電流信号の電流値を正常値と比較して、それら比較結果から故障モードを判定することができる。判定した故障モードは、表示装置１８や音声発生装置１９によってユーザに報知する。
　以上の故障診断の工程を、図１６のフロー図により、まとめて説明する。まず、故障診断信号出力工程１３１において、車両情報４から車速信号を読み取り、車両速度を検知して（ＳＴ１）、車両の速度が通報音発生速度領域内にあるかどうかを判断する（ＳＴ２）。通報音発生速度領域内であれば、車両速度検知ステップＳＴ１に戻る。通報音発生速度領域内ではない場合、故障診断信号出力部１３に故障診断信号を出力させ（ＳＴ３）、故障診断を実行する工程に進む。以上の故障診断信号出力工程１３１は、例えば、図１の制御部１７において実行される。
　なお、ここでは簡単のため、通報音を発生するかどうかを車両情報のうち車速のみによって決定することとしたが、通報音を発生させるかどうかは、車速と車速以外の、例えばアクセルやブレーキの状態など種々の車両情報を合わせて決定しても良い。すなわち、車両情報が所定の条件のときに、合成音源１１が車両接近通報音の信号を発生させて、車両通報音をスピーカから発生させる。車両通報音を発生させないとき、すなわち所定の条件とは異なるときに故障診断信号を出力するようにすればよい。
　次に、故障診断信号検出工程１４３において、故障診断信号の電圧信号と故障診断信号の電流信号を検出する（ＳＴ４、ＳＴ５）。上記で説明したように、電圧信号と電流信号は、故障診断信号の電圧波形の交流の正負のピーク付近の電圧変化が少ない位相においてサンプリングする。具体的には、故障診断信号の基本周波数の位相で、９０度＋／－２５度の範囲内、および２７０度＋／－２５度の範囲内においてサンプリングする。この故障診断信号検出工程１４３は、例えば、図１の故障診断信号検出部１４において実行される。
　次に、故障診断信号比較工程１５１において、故障診断信号検出工程１４３において検出した電圧信号と電流信号を比較して、電圧を基準とした電流Ｉ１、Ｉ２の極性を判定する（ＳＴ６）。また、電流信号の電流値Ｉ１、Ｉ２が、正常な状態の電流値（以下規定値と呼ぶ）Ｉｓ＋／－３０％以内かどうかを判定する（ＳＴ７）。Ｉｓ＋／－３０％以内であれば、故障は無く、正常であると判定する。Ｉ１、Ｉ２が、Ｉｓ＋／－３０％以内でなければ、電流Ｉ１を規定値Ｉｓとの大小関係を比較し（ＳＴ８）、電流Ｉ２を規定値Ｉｓとの大小関係を比較する（ＳＴ９）。この故障診断信号比較工程１５１は、例えば、図１の故障診断信号比較部１５において実行される。
　次に、故障モード判定工程１６１において、故障診断信号比較工程１５１において比較した、電圧信号を基準とした電流Ｉ１、Ｉ２の極性、および電流Ｉ１、Ｉ２の規定値Ｉｓとの大小関係を用いて、図１６の故障モード判定工程１６１に示すような論理により、故障モードを判定する。故障モード報知工程１６２において、故障モード判定工程１６１において判定された故障モードを、例えば表示装置１８に表示させて、あるいは音声発生装置１９から発声される音声によってユーザーに知らせる。正常な場合は、正常であることを知らせても良い。以上の故障モード判定工程１６１および故障モード報知工程１６２は、例えば、図１の故障判定部１６において実行される。
　以上のように、車両接近通報音を発生させないときに、スピーカの再生帯域外の基本周波数を有する交流信号を故障診断信号としてアンプから出力して、故障診断信号電圧の正負のピーク付近でアンプの出力電流をサンプリングし、故障診断信号電圧の極性、出力電流の極性、出力電流値から故障モードを判定するようにした。簡単な構成で、故障モードを素早く判定することができる効果を奏する。
　なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
　１：車両接近通報音コントロールユニット　２：スピーカ
　３、３１、３２：給電線　　４：車両情報
１０：故障診断部　　１１：合成音源部
１２：パワーアンプ　　１３：故障診断信号出力部
１４：故障診断信号検出部　　１５：故障診断信号比較部
１６：故障判定部　　１７：制御部
１３１：故障診断信号出力工程　　１４３：故障診断信号検出工程
１５１：故障診断信号比較工程　　１６１：故障モード判定工程
１６２：故障モード報知工程

Claims (12)

  1. 　音の信号を合成して車両接近通報音の信号を発生する合成音源と、この合成音源で発生された車両接近通報音の信号を増幅するアンプと、このアンプの出力端に接続された２本の給電線と、この２本の給電線の前記アンプとは反対側の端部に接続されたスピーカと、車両情報を取得して前記合成音源から発生する車両接近通報音を制御する制御部とを備え、この制御部は車両情報を取得して、取得した車両情報が所定の条件のときに前記合成音源から前記車両接近通報音の信号を発生させ、前記車両接近通報音をスピーカから発生させる車両接近通報装置において、
    取得した車両情報が前記所定の条件とは異なるときに、前記スピーカの再生帯域外の周波数の繰り返し交流信号である故障診断信号を発生し、前記アンプの入力にこの故障診断信号を出力する故障診断信号発生部と、
    前記故障診断信号の電圧の正および負のそれぞれの極性のピーク近傍の位相において、前記故障診断信号の電圧の極性と、前記２本の給電線に流れる電流値と、を検出する故障診断信号検出部と、
    前記故障診断信号検出部で検出された前記故障診断信号の電圧の極性と前記２本の給電線に流れる電流の極性とを比較し、さらに前記２本の給電線に流れる電流値と、予め記憶された前記２本の給電線の正常時の電流値とを比較する故障診断信号比較部と、
    この故障診断信号比較部において比較した電圧の極性と、電流の極性と、電流値との比較結果とを用いて、前記給電線および前記スピーカの故障モードを判定する故障判定部を備えたことを特徴とする車両接近通報装置。
  2. 　前記故障診断信号の基本周波数の６５度から１１５度の位相、および２４５度から２９５度の位相の範囲内において、前記故障診断信号検出部が信号を検出す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。
  3. 　前記故障診断信号の周波数は、２０Ｈｚ以下であ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。
  4. 　前記合成音源が前記故障診断信号発生部を兼ね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。
  5. 　前記故障診断信号の波形は、台形波形であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両接近通報装置。
  6. 　前記故障診断信号の波形は、疑似正弦波であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両接近通報装置。
  7. 　前記故障診断信号の波形は、正弦波であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両接近通報装置。
  8. 　判定した故障モードを表示する表示装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両接近通報装置。
  9. 　判定した故障モードを音声により発音する音声発生装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両接近通報装置。
  10. 　車両情報を取得して、この取得した車両情報が所定の条件のときに車両接近通報音の信号をアンプで増幅して、このアンプの出力端に接続された２本の給電線を介してスピーカに増幅した信号を供給して車両接近通報音を発音させる車両接近通報装置の故障を診断する車両接近通報装置の故障診断方法であって、
    　取得した車両情報が前記所定の条件とは異なるときに、前記スピーカの再生帯域外の周波数の繰り返し交流信号である故障診断信号を発生し、前記アンプの入力にこの故障診断信号を出力する故障診断信号出力工程と、
    前記故障診断信号の電圧の正および負のそれぞれの極性のピーク近傍の位相において、前記故障診断信号の電圧の極性と、前記２本の給電線に流れる電流値と、を検出する故障診断信号検出工程と、
    前記故障診断信号検出工程において検出された前記故障診断信号の電圧の極性と前記２本の給電線に流れる電流の極性とを比較し、さらに前記２本の給電線に流れる電流値と、予め記憶された前記２本の給電線の正常時の電流値とを比較する故障診断信号比較工程と、
    この故障診断信号比較工程において比較した電圧の極性と、電流の極性と、電流値との比較結果とを用いて、前記給電線および前記スピーカの故障モードを判定する故障モード判定工程と
    を有することを特徴とする車両接近通報装置の故障診断方法。
  11. 　判定した故障モードを表示する故障モード報知工程を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の車両接近通報装置の故障診断方法。
  12. 　判定した故障モードを音声により発音する故障モード報知工程を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の車両接近通報装置の故障診断方法。
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