JP2009143455A - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 音声入力手段を有効に活用して、ユーザの利便性を向上させた車両制御装置を提供する。
【解決手段】 車両に搭載された複数のスピーカ１、２、３、４と、複数のスピーカ１、２、３、４の入力情報により、叩かれた車両の駆動部位を特定する手段と、特定した駆動部位を駆動する手段とを実現するボディＥＣＵ１０とを有している。
従って、駆動させたい駆動部位を叩くことで駆動させることができる。このため、スピーカ１、２、３、４を有効に活用して、ユーザの利便性を向上させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両制御装置に関する。特に、複数の音声入力手段を用いた車体の制御技術に関する。

従来より、車両に搭載されるカーオーディオ用のスピーカを用いて車両に生じる振動を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
磁界中に配設されたボイスコイルに音声増幅回路の出力信号を供給することによって所定の放音を行うスピーカ装置は、車両の振動に伴いボイスコイルが振動することにより逆起電力が発生する。この逆起電力を検出することで車両の振動を検出することができる。

特開２００５−２６２９４４号公報 特開２００７−１３７１５７号公報

特許文献１及び２の開示技術は、スピーカにより車両の振動を検出して、車両の盗難を防止する技術であり、スピーカで検出される振動を利用した他の有効な技術は提案されていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、音声入力手段を有効に活用して、ユーザの利便性を向上させた車両制御装置及び車両制御方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明の車両制御装置は、車両の異なる場所に搭載された複数の音声入力手段と、前記複数の音声入力手段の入力情報により、叩かれた車両の駆動部位を特定する特定手段と、特定した駆動部位を駆動する駆動制御手段とを有する構成としている。
本発明によれば、駆動部位が叩かれると、叩かれた音を音声入力手段で入力して叩かれた部位を特定する。従って、駆動部位を叩くことによって駆動させたい駆動部位を駆動させることができる。このため、音声入力手段を有効に活用して、ユーザの利便性を向上させることができる。

上記車両制御装置において、前記特定手段は、音源からの音の前記複数の音声入力手段での入力時間差に基づいて前記音源の位置を特定することで、前記叩かれた車両の駆動部位を特定する構成を採用できる。
従って、叩かれた車両の駆動部位を精度よく特定することができる。

上記車両制御装置において、ユーザの携帯する携帯機を検出する検出手段を有し、前記駆動制御手段は、前記携帯機の検出結果に基づいて、前記駆動部位の駆動を許可する構成を採用できる。
従って、携帯機を所持するユーザだけが操作を行うことができる。

上記車両制御装置において、前記駆動制御手段は、前記携帯機の車内から車外への移動を検出してから所定時間の間、前記駆動部位の駆動を許可する構成を採用できる。
従って、ユーザが車外に出てから所定時間だけ操作を行うことができる。

上記車両制御装置において、前記複数の音声入力手段は、車室内のスピーカである構成を採用できる。
車両に搭載された既存のスピーカを用いて叩かれた車両の駆動部位を特定することができる。

本発明の車両制御方法は、車両の異なる場所に配置された複数の音声入力手段の入力情報により、叩かれた車両の駆動部位を特定するステップと、
特定した駆動部位を駆動するステップとを有している。

本発明によれば、音声入力手段を有効に活用して、ユーザの利便性を向上させることができる。

添付図面を参照しながら本発明の最良の実施例を説明する。

まず、図１を参照しながら本実施例の構成を説明する。
図１に示すように本実施例は、オーディオ装置２０と、その出力手段である複数のスピーカ１、２、３、４とを接続する信号線に、ボディＥＣＵ１０が接続された構成を有している。

複数のスピーカ（音声入力手段）は、車両の異なる場所に配置される。これらのスピーカは、車両の前後方向及び左右方向に分散して配置されることが望ましい。本実施例では、例えば図２に示すように、運転席５への乗降用のドアに配置されて車室内に臨む運転席５側のフロントスピーカＦＲ１（以下、簡単にスピーカ１と表記する）と、助手席６への乗降用のドアに配置されて車室内に望む助手席６側のフロントスピーカＦＬ２（以下、簡単にスピーカ２と表記する）と、車室内の後部座席７への乗降用のドアに配置されて車室内に臨む運転席５側のリアスピーカＲＲ３（以下、簡単にスピーカ３と表記する）と、同じく後部座席７への乗降用のドアに配置されて車室内に臨む助手席６側のリアスピーカＲＬ４（以下、簡単にスピーカ４と表記する）とが設けられている。
なお、車両に搭載されるスピーカはこれだけに限定されるものではない。例えば、車両のフロントパネル部に設けたり、後部座席７の後ろ側に設けることもできる。

オーディオ装置２０は、例えは、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、チューナ等の複数のオーディオソースから入力される信号を処理し、複数のスピーカで再生する音響信号を作成して各スピーカ１、２、３、４に供給する。

ボディＥＣＵ１０は、図１に示すようにドアミラー駆動部３１と信号線で接続しており、ボディＥＣＵ１０の制御によりドアミラー部を格納、復帰させたり、ミラーを駆動する。また、ボディＥＣＵ１０は、ウィンドウガラス駆動部３２と信号線で接続しており、ボディＥＣＵ１０の制御により窓ガラスを上下に駆動する。

ドアミラー駆動部３１は、ドアミラー部を格納、復帰させる図示しないアクチュエータや、ミラーを駆動するアクチュエータ等から構成され、ボディＥＣＵ１０からの指令に応じてドアミラー部を駆動する。
ウィンドウガラス駆動部３２も窓ガラスを上下に駆動する図示しないアクチュエータ等を有し、ボディＥＣＵ１０からの指令に応じて窓ガラスを駆動する。

ボディＥＣＵ１０の構成を図３に示す。
図３に示すようにボディＥＣＵ１０は、信号処理部１１、１２、１３、１４と、メインマイコン１５とを有している。

信号処理部１１、１２、１３、１４は、車両に搭載されたスピーカ１、２、３、４にそれぞれ対応して設けられている。信号処理部１１は、オーディオ装置２０とスピーカ１とをつなぐ信号線２１に接続され、信号処理部１２は、オーディオ装置２０とスピーカ２とをつなぐ信号線２２に接続され、信号処理部１３は、オーディオ装置２０とスピーカ３とをつなぐ信号線２３に接続され、信号処理部１４は、オーディオ装置２０とスピーカ４とをつなぐ信号線２４に接続されている。
なお、信号処理部１１、１２、１３、１４は同一の構成を有しているので、以下では、代表して信号処理部１１の構成について説明する。
信号処理部１１はバンドパスフィルタ１１Ａ、アンプ１１Ｂ、ＡＤ変換器１１Ｃを有し、スピーカ１で発生する逆起電力の信号を入力して、フィルタ処理、増幅の処理を行う。信号処理部１１からメインマイコン１５には、増幅後の信号にＡＤ変換器１１ＣでＡＤ変換した信号と、ＡＤ変換を行っていない信号とが出力される。

メインマイコン１５は、信号処理部１１、１２、１３、１４で処理された信号を入力して、これらの信号からユーザによって指定された駆動部位を特定する。駆動部位の特定方法については後述する。本実施例では、駆動部位には、窓ガラスや左右のドアミラーが含まれる。
ユーザによって指定された駆動部位を特定すると、メインマイコン１５は、特定した駆動部位を駆動させる。例えば、窓ガラスが開いていれば窓ガラスを閉じ、窓ガラスが閉じていれば窓ガラスを開ける。また、ドアミラー部のミラーが車両後方側を向いた展開位置（使用位置）にある場合には、ドアミラー部を、ミラーが車両左右方向である車室側を向く格納位置に駆動する。逆に格納位置にドアミラー部がある場合には、展開位置にドアミラー部を駆動する。

図４には、メインマイコン１５のハードウェア構成を示す。
メインマイコン１５は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）５４、入出力部５５等を有している。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に格納したプログラムを読み込んで、このプログラムに従った演算を行う。すなわち、ＲＯＭ５２に格納されたプログラムをＣＰＵ５１が読み込むことで、ユーザによって指定された駆動部位を特定する処理と、特定した駆動部位を駆動させる処理とを実行する。これらの処理手順については後ほどフローチャートを参照しながら詳述する。また、ＲＡＭ５３には、演算結果のデータが書き込まれ、ＮＶＲＡＭ５４は、ＲＡＭ５３に書き込まれていたデータで、電源オフ時に保存の必要なデータが書き込まれる。

ボディＥＣＵ１０は、車両に搭載された複数のスピーカ１、２、３、４をマイクとして使用し、これらのスピーカ１、２、３、４に生じる逆起電力の時間差からユーザが指定した車両の駆動部位を特定する。ユーザは、例えばドアミラー部や窓ガラスを軽く叩く（ノックする）ことで、駆動部位を指定する。
スピーカ１、２、３、４は、駆動部位がノックされると、磁界中に配設されたボイスコイルが振動して逆起電力を発生する。
また、ユーザが駆動部位をノックすることによって発生するノック音は音波となって空気中を伝わるため、ノックされた駆動部位に最も近いスピーカで発生する逆起電力が最も早く発生し、ノックされた駆動部位から最も遠いスピーカで発生する逆起電力が最も遅く発生する。すなわち、ノック音の各スピーカまでの到達時間差が、スピーカで発生する逆起電力の発生時間差となって表れる。
本実施例は、このような特性を利用して、ユーザの指定した車両の駆動部位を特定する。

図５（Ａ）には、運転席５の窓ガラス６０をノックしたときに、各スピーカ１、２、３、４で発生する逆起電力を示している。また、図５（Ｂ）には、各スピーカ１、２、３、４で逆起電力が発生した瞬間の波形を拡大して示している。
図５（Ｂ）に示すように、ノックした運転席５の窓ガラス６０に最も近いスピーカ１で逆起電力が一番最初に発生している。また、２番目に逆起電力が発生しているのは、運転席５の窓ガラス６０から２番目に近い後部座席右側のスピーカ３である。以下、運転席５の窓ガラス６０からの距離に応じて後部座席左側のスピーカ４、助手席のスピーカ２の順で逆起電力が発生している。

図６を参照しながらノックされた駆動部位の特定方法を説明する。
ノックされた駆動部位（ノックによって音が発生するので、ノックされた駆動部位を音源と呼ぶ）と、音源から最も近いスピーカとの距離（単位ｍ）をＳとおく。また、他のスピーカと音源との距離は、最も近いスピーカに生じた逆起電力の発生時間との時間差で表すことができる。
例えば、図６に示すように運転席５の窓ガラス６０がノックされたものとする。この場合、音源に最も近いスピーカはスピーカ１となる。スピーカ１に逆起電力が発生した時間とスピーカ２に逆起電力が発生した時間との時間差をＵとすると、音源とスピーカ２との距離（単位ｍ）は、Ｓ＋Ｕ（３３１．５＋０．６×ｔ）となる。なお、ｔは車室内の温度（℃）である。このＵ（３３１．５＋０．６×ｔ）をαとおくと、音源とスピーカ２との距離は、Ｓ＋αとなる。
同様にスピーカ１に逆起電力が発生した時間とスピーカ３に逆起電力が発生した時間との時間差をＶとすると、音源とスピーカ３との距離（単位ｍ）は、Ｓ＋Ｖ（３３１．５＋０．６×ｔ）となる。Ｖ（３３１．５＋０．６×ｔ）をβとおくと、音源とスピーカ３との距離は、Ｓ＋βとなる。
同様に、スピーカ１に逆起電力が発生した時間とスピーカ４に逆起電力が発生した時間との時間差をＷとすると、音源とスピーカ４との距離（単位ｍ）は、Ｓ＋Ｗ（３３１．５＋０．６×ｔ）となる。Ｗ（３３１．５＋０．６×ｔ）をγとおくと、音源とスピーカ４との距離は、Ｓ＋γとなる。

次に、求めた距離に補正係数を乗算して、４つのスピーカ１、２、３、４が存在するＸＹ平面上での距離を求める。４つのスピーカ１、２、３、４が同一平面上（この平面をＸＹ平面とおく）にあるものとし、各窓ガラス上の代表点とスピーカとを結ぶ直線と、ＸＹ平面とのなす角度をθ１、θ２、θ３、θ４とする。音源とスピーカとの距離Ｓ、Ｓ＋α、Ｓ＋β、Ｓ＋γにコサインθ１、コサインθ２、コサインθ３、コサインθ４をそれぞれ積算して、ＸＹ平面上での音源とスピーカとの距離を求める。なお、コサインθの補正係数は、窓ガラスやドアミラーごとにＲＡＭ５３等のメモリに予め格納しておく。窓ガラスの代表点として窓ガラスの中央位置、重心位置等を用いることができる。

音源と各スピーカ１、２、３、４とのＸＹ平面上での距離が求められると、図７に示すように３円の交点を求めて、音源の位置を特定する。
例えば、スピーカ１と音源とを通る円Ｋの方程式は、以下の式（１）のように表すことができる。
（ｘ−ａ）^２＋（ｙ−ｂ）^２＝Ｓ^２・・・・・（１）
なお、音源のＸＹ平面上での座標位置を（ｘ，ｙ）とおき、スピーカ１のＸＹ平面上での座標位置を（ａ，ｂ）とおく。
同様に、スピーカ２と音源とを通る円Ｌの方程式は、以下の式（２）のように表すことができる。
（ｘ−ｃ）^２＋（ｙ−ｄ）^２＝（Ｓ＋α）^２・・・・・（２）
なお、スピーカ２のＸＹ平面上での座標位置を（ｃ，ｄ）とおく。
同様に、スピーカ３と音源とを通る円Ｍの方程式は、以下の式（３）のように表すことができる。
（ｘ−ｅ）^２＋（ｙ−ｆ）^２＝（Ｓ＋β）^２・・・・・（３）
なお、スピーカ３のＸＹ平面上での座標位置を（ｅ，ｆ）とおく。

音源のＸＹ平面上での位置は、図７に示すように、円Ｋと円Ｌとの交点の軌跡と、円Ｋと円Ｍとの交点の軌跡とが交わる位置として算出することができる。
各窓ガラスの代表点と、ＸＹ平面との距離は、予め分かっているので、ＸＹ平面上での音源の座標位置を求めることで、叩かれた駆動部位を精度よく判定することができる。

図８に示すフローチャートを参照しながら、ボディＥＣＵ１０の処理手順を説明する。
まず、ボディＥＣＵ１０は、車両に搭載された４つのスピーカ１、２、３、４に発生する逆起電力の信号を入力して（ステップＳ１）、信号処理部１１、１２、１３、１４で信号処理を行う。フィルタ処理、増幅、ＡＤ変換等の処理を行い、処理後の信号をボディＥＣＵ１０のメインマイコン１５に入力する。

次に、メインマイコン１５は、入力信号のレベル判定を行って（ステップＳ２）、最初に信号が発生したスピーカを特定する（ステップＳ３）。
次に、メインマイコン１５は、最初に信号が発生したスピーカに最も近い駆動部位用の補正係数をメモリから選択する（ステップＳ４）。例えば、スピーカ１が最初に信号を検出したスピーカであった場合、運転席５側の窓ガラスの補正係数をメモリから選択する。
メインマイコン１５は、音源とスピーカとの距離を表す変数に補正係数を積算して、スピーカ１、２、３、４の存在するＸＹ平面上での距離に変換する。そして、上述した式（１）、（２）、（３）を用いて、ＸＹ平面上での音源の位置を特定する（ステップＳ５）。

ＸＹ平面と駆動部位との距離は予め分かっているので、メインマイコン１５は、求めた音源位置が窓ガラスの位置を示しているか否かを判定する（ステップＳ６）。
音源位置がステップＳ４で補正係数を選択した駆動部位を示していなかった場合には（ステップＳ６／ＮＯ）、他の駆動部位の補正係数を用いて音源位置を再計算する（ステップＳ７）。例えば、音源位置が窓ガラスではなかった場合には、ドアミラー部用の補正係数を用いて再計算を行う。
音源位置が、ステップＳ４で補正係数を選択した駆動部位を示している場合には（ステップＳ６／ＹＥＳ）、スピーカから入力した信号の信号レベル差がしきい値以上あるか否かを判定する（ステップＳ８）。
窓ガラスがノックされた場合、ノックされた窓ガラスに最も近いスピーカで検出する逆起電力の信号レベルは、他のスピーカで検出する逆起電力の信号レベルと大きな差がある。スピーカで検出した信号レベルの差を判定することで、窓ガラスやドアミラーへのノックであるか否かを判定する判定精度を高めることができる。
スピーカから入力した信号の信号レベル差がしきい値よりも小さい場合には（ステップＳ８／ＮＯ）、メインマイコン１５は、処理を終了する。
また、スピーカから入力した信号の信号レベル差がしきい値以上であった場合には（ステップＳ８／ＹＥＳ）、メインマイコン１５は、特定した駆動部を駆動させる（ステップＳ９）。

このように本実施例は、駆動部位が叩かれると、叩かれた音をスピーカで入力して叩かれた駆動部位を特定する。従って、駆動させたい駆動部位を叩くことで駆動させることができる。このため、車両に搭載されたスピーカ１、２、３、４を有効に活用して、ユーザの利便性を向上させることができる。

添付図面を参照しながら本発明の第２実施例について説明する。
本実施例は、図９に示すように上述したボディＥＣＵ１０が、スマートエントリＥＣＵ４０と通信バスで接続され、ボディＥＣＵ１０とスマートエントリＥＣＵ４０とは、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のプロトコルに従って通信を行う。

また、スマートエントリＥＣＵ４０は、送受信アンテナユニット４１を有し、ユーザの携帯する携帯機４２からの無線電波を検出してユーザが車外にいるのか、車内にいるのかを判定する。また、車外にいる場合に、車両の近くにいるのかを判定する。判定結果は、ボディＥＣＵ１０に通知される。

ボディＥＣＵ１０は、スマートエントリＥＣＵ４０から情報を取得して、ノック音を検出したときに車両のユーザが車両のすぐ近くにいるか否かを判定する。ユーザが車両の近くにいないと判定すると、検出したノック音による駆動部位の駆動は行わない。また、車両のユーザが車内から車外に移動したことを検出すると、車外への移動から所定時間の間だけ図８に示すフローチャートに従って、駆動部位へのノック音の検出と、特定した駆動部位の駆動とを実行する。

このように本実施例は、スマートエントリＥＣＵ４０からの情報を取得して、ボディＥＣＵ１０が制御を行うことにより、車両のユーザだけが操作を行うことができる。また、ユーザが車外に出てから所定時間だけ駆動部位のノックによる操作を許可することができる。

上述した実施例は本発明の好適な実施の一例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
例えば、上述した実施例では、ノックされた窓ガラスやドアミラーを駆動する例を示した。これ以外に、ヘッドライトやウィンカー等をノックして、ノックされた位置をスピーカに生じる逆起電力で検出し、これらの点灯と消灯を制御してもよい。またヘッドライトのノック回数を変更することで、ハザードランプを点灯させることも可能である。さらに、トランクやボンネットをノックして、ノックされた位置をスピーカに生じる逆起電力で検出し、これらの開閉を制御することもできる。
また、上述した実施例では、複数の音声入力手段としてオーディオ用の複数のスピーカを利用していたが、複数の専用マイクを設けてもよい。また、高精度に音源位置を特定するためには複数の音声入力手段が車両の前後方向及び左右方向に分散して配置されることが望ましいため、音声入力手段の数としては３以上（より好ましくは４以上）とすることが望ましい。

車両制御装置にかかる実施例の構成を示す図である。 車両に搭載されたスピーカ位置を示す図である。 ボディＥＣＵの構成を示す図である。 マイコンのハードウェア構成を示す図である。 （Ａ）はドライバ席の窓ガラスをノックしたときに各スピーカで検出される逆起電力の信号波形を示し、（Ｂ）は、（Ａ）の要部拡大図である。 ノックされた置の特定方法を説明するための図である。 ノックされた位置の算出方法を説明するための図である。 マイコンの処理手順を示すフローチャートである。 車両制御装置にかかる実施例の構成を示す図である。

符号の説明

１〜４ スピーカ
５ 運転席
６ 助手席
７ 後部座席
１０ ボディＥＣＵ
１５ メインマイコン
２０ オーディオ装置
３１ ドアミラー
３２ ウィンドウガラス駆動部

Claims (6)

1. 車両の異なる場所に搭載された複数の音声入力手段と、
   前記複数の音声入力手段の入力情報により、叩かれた車両の駆動部位を特定する特定手段と、
   特定した駆動部位を駆動する駆動制御手段と、
   を有することを特徴とする車両制御装置。
2. 前記特定手段は、音源からの音の前記複数の音声入力手段での入力時間差に基づいて前記音源の位置を特定することで、前記叩かれた車両の駆動部位を特定することを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
3. ユーザの携帯する携帯機を検出する検出手段を有し、
   前記駆動制御手段は、前記携帯機の検出結果に基づいて、前記駆動部位の駆動を許可することを特徴とする請求項１または２記載の車両制御装置。
4. 前記駆動制御手段は、前記携帯機の車内から車外への移動を検出してから所定時間の間、前記駆動部位の駆動を許可することを特徴とする請求項３記載の車両制御装置。
5. 前記複数の音声入力手段は、車室内のスピーカであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の車両制御装置。
6. 車両の異なる場所に配置された複数の音声入力手段の入力情報により、叩かれた車両の駆動部位を特定するステップと、
   特定した駆動部位を駆動するステップと、
   を有することを特徴とする車両制御方法。

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