JP2009292337A - Motor-mounted automobile and motor sound generating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車やハイブリッド車等、モータを走行駆動系の駆動源とするモータ搭載自動車に関する。 The present invention relates to a motor-equipped vehicle that uses a motor as a drive source of a traveling drive system, such as an electric vehicle and a hybrid vehicle.
電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池自動車等(以下、電気自動車等という)は、ガソリン車のエンジン音に比較して、モータを走行駆動系の駆動源としていることから、運転時に発生する走行音は小さい。この小さい走行音は、運転者にとって利点でもある反面、欠点でもある。すなわち、静寂な車内環境が得られるのではあるが、走行速度に応じて音が大きくなるガソリン車のエンジン音に慣れている運転者にとって、物足りなさを感じたり、スピード感の体感しづらさを感じたりする場合がある。 Electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, etc. (hereinafter referred to as electric vehicles, etc.) use a motor as the drive source for the driving system compared to the engine sound of gasoline vehicles. small. This small running noise is both an advantage and a disadvantage for the driver. In other words, a quiet interior environment can be obtained, but a driver who is used to the engine sound of a gasoline car that makes a loud sound according to the traveling speed can feel unsatisfactory or difficult to experience the feeling of speed. You may feel it.
従来、このような問題に対応して、疑似エンジン音を発生させる機能を備えた電気自動車等が提案されている(例えば特許文献1〜3)。これら従来技術では、予め作成されている疑似エンジン音を音響発生装置に記憶させておき、電気自動車等の運転状態、例えば走行速度やモータの回転数に応じて適宜な疑似エンジン音を選択又は生成し、その音をスピーカから発生させている。
しかしながら、擬似エンジン音を電気自動車等の運転状態に応じて選択又は生成する方式では、電気自動車等の走行状態に的確に合わせた走行音を発生させること、すなわち運転者に走行速度に応じた音的な感覚を実感させることは困難である。 However, in the method of selecting or generating the pseudo engine sound according to the driving state of the electric vehicle or the like, it is possible to generate a driving sound that accurately matches the driving state of the electric vehicle or the like, that is, the sound corresponding to the driving speed to the driver. It is difficult to make a real sense.
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、運転者に走行状態を的確に実感させることができる電気自動車等、並びにモータ音発生方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide an electric vehicle and the like, and a motor sound generation method that allow a driver to accurately realize the running state.
本発明の一の局面に係るモータ搭載自動車は、走行駆動系を駆動するモータと、前記モータの回転動作時に発する第1モータ音を検出し、該第1モータ音を電気的な音響データに変換して出力する音検出手段と、前記音響データを増幅する増幅手段と、前記増幅手段を経由した前記音響データに基づき第2モータ音を発生させる音響発生手段と、前記音検出手段が検出した前記第1モータ音が、所定の閾値を下回る第1の音量域又は所定の閾値を上回る第2の音量域のいずれであるかを判定する判定手段と、前記第1モータ音が第1の音量域であると判定されたとき、前記音響発生手段から第2モータ音を発生させて前記第1モータ音に重畳させ、前記第1モータ音が第2の音量域であると判定されたとき、前記音響発生手段から第2モータ音を発生させないよう、前記増幅手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする(請求項1)。 A motor-equipped vehicle according to one aspect of the present invention detects a motor that drives a traveling drive system and a first motor sound that is emitted when the motor rotates, and converts the first motor sound into electrical acoustic data. Output sound detection means, amplification means for amplifying the acoustic data, acoustic generation means for generating a second motor sound based on the acoustic data via the amplification means, and the sound detection means detected by the sound detection means Determining means for determining whether the first motor sound is a first volume range below a predetermined threshold or a second volume range above a predetermined threshold; and the first motor sound is a first volume range When it is determined that the second motor sound is generated from the sound generating means and superimposed on the first motor sound, and when it is determined that the first motor sound is in the second volume range, Sound generating means to second motor So as not to generate, characterized in that it comprises a control means for controlling said amplifying means (claim 1).
この構成によれば、走行駆動系を駆動するモータが発する第1モータ音が所定の閾値を下回る第1の音量域であるとき、すなわち第1モータ音が小さいとき、モータが実際に発生している第1モータ音を検出し、これを増幅して第2モータ音を音響発生手段から発生させ、第1モータ音に第2モータ音を重畳してなる合成音が生成される。従って、静寂な電気自動車等であっても、運転者は走行状態に応じた音を聴くことができ、的確に走行状態を実感することができる。 According to this configuration, when the first motor sound generated by the motor that drives the travel drive system is in the first volume range below the predetermined threshold, that is, when the first motor sound is low, the motor is actually generated. The first motor sound is detected and amplified to generate a second motor sound from the sound generating means, and a synthesized sound is generated by superimposing the second motor sound on the first motor sound. Therefore, even in a quiet electric vehicle or the like, the driver can listen to the sound according to the traveling state, and can accurately feel the traveling state.
上記構成において、前記音検出手段が出力した音響データから高調波成分を除去するフィルタ手段をさらに備えることが望ましい(請求項2)。この構成によれば、人体にとって耳障りとなる高調波成分が除去された状態でモータ音を増幅し、音響発生手段から当該モータ音を発生させることができるので、運転者に不快感を与えることを抑止できる。 In the above-described configuration, it is desirable to further include filter means for removing harmonic components from the acoustic data output by the sound detection means (claim 2). According to this configuration, since the motor sound can be amplified and the motor sound can be generated from the sound generating means in a state where the harmonic components that are harsh to the human body are removed, the driver can feel uncomfortable. Can be suppressed.
上記構成において、前記制御手段は、前記モータ音の音量の大きさに応じて、前記増幅手段による前記音響データの増幅率を設定することが望ましい(請求項3)。この構成によれば、運転者に対して一層的確に走行状態を実感させることが可能となる。 In the above configuration, it is desirable that the control unit sets an amplification factor of the acoustic data by the amplification unit in accordance with a volume level of the motor sound. According to this configuration, it is possible to make the driver feel the traveling state more accurately.
この場合、当該自動車の走行速度に応じて予め定められている目標音量値を記憶する記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記目標音量値と、前記音検出手段により検出されたモータ音の音量との差分に比例した増幅率を設定することが望ましい(請求項4)。この構成によれば、運転者は、走行速度に応じて設定されている目標音量値に沿った走行音を聴くことができるので、スピード感を的確に実感できるようになる。 In this case, it further comprises storage means for storing a target sound volume value that is predetermined according to the traveling speed of the vehicle, and the control means includes the target sound volume value and the motor sound detected by the sound detection means. It is desirable to set an amplification factor proportional to the difference from the sound volume. According to this configuration, the driver can listen to the traveling sound according to the target volume value set according to the traveling speed, so that the driver can feel a sense of speed accurately.
本発明の他の局面に係るモータ音発生方法は、自動車の走行駆動系を駆動するモータが回転動作時に発する第1モータ音を集音し、前記第1モータ音が、所定の閾値を下回る第1の音量域又は所定の閾値を上回る第2の音量域のいずれであるかを判定し、前記第1モータ音が第1の音量域であると判定したとき、所定の音響発生手段から第2モータ音を発生させて前記第1モータ音に重畳させ、前記第1モータ音が第2の音量域であると判定したとき、前記音響発生手段から第2モータ音を発生させないことを特徴とする(請求項5)。 A motor sound generation method according to another aspect of the present invention collects a first motor sound generated by a motor that drives a traveling drive system of an automobile during a rotation operation, and the first motor sound falls below a predetermined threshold. It is determined whether the first volume range is a first volume range or a second volume range that exceeds a predetermined threshold, and when it is determined that the first motor sound is a first volume range, a second sound is generated from a predetermined sound generation unit. A motor sound is generated and superimposed on the first motor sound, and when it is determined that the first motor sound is in the second volume range, the second motor sound is not generated from the sound generating means. (Claim 5).
本発明によれば、運転者に走行状態を的確に実感させることができる電気自動車等を提供することができる。従って、運転者に快適な操縦感を提供できると共に、ガソリン車に慣れ親しんでいる運転者に、違和感なく電気自動車等を運転させることが可能となる。また、モータ音が小さいときに増幅されたモータ音が発生されることから、副次的に、歩行者に電気自動車等の接近を認識させることができるという利点もある。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric vehicle etc. which can make a driver | operator realize the driving | running | working state exactly can be provided. Therefore, it is possible to provide a comfortable driving feeling to the driver and to allow the driver who is familiar with the gasoline vehicle to drive an electric vehicle or the like without feeling uncomfortable. Further, since the amplified motor sound is generated when the motor sound is small, there is an advantage that the pedestrian can recognize the approach of the electric vehicle or the like as a secondary matter.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るモータ音発生システムSが搭載された電気自動車10(モータ搭載自動車)を模式的に示す図である。電気自動車10は、車輪を含む走行駆動系を駆動する電動式のモータ11を備えている。モータ11は、図略のバッテリから電力供給を受けてその出力軸が回転し、該回転力がギア等を介して走行駆動系に伝達されることで、電気自動車10を走行させる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an electric vehicle 10 (motor-equipped vehicle) equipped with a motor sound generation system S according to an embodiment of the present invention. The
モータ音発生システムSは、集音装置21(音検出手段)と、音響発生装置22と、スピーカ23(音響発生手段)とを備えている。集音装置21は、例えばマイクロフォンであり、モータ11(のロータ及び出力軸)が回転時に発するモータ音を検出し、該モータ音を電気的な音響データに変換して出力する。音響発生装置22は、集音装置21から入力された音響データのイコライジングと、モータ音の音量が所定値よりも小さい場合に前記音響データの増幅とを行う。スピーカ23は、音響発生装置22から与えられる音響データに基づきモータ音の音響を発生させる。
The motor sound generation system S includes a sound collection device 21 (sound detection means), a
集音装置21は、モータ11の近傍に配置される。モータ音だけを効果的に集音できるように、モータ11と集音装置21とを近接して配置することが望ましい。スピーカ23は、モータ11が実際に発するモータ音と、該スピーカ23から発せられるモータ音とが良好に重畳されるよう、つまり双方のモータ音が同方向から聞こえるよう、運転者からみてモータ11が配置されている側に配置することが望ましい。
The
図2は、音響発生装置22の機能的な構成を示す機能ブロック図である。音響発生装置22は、フィルタ24(フィルタ手段)、増幅部25(増幅手段)、判定部26(判定手段)、RAM27(Random Access Memory;記憶手段)及び制御部28(制御手段)を含む。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a functional configuration of the
フィルタ24は、ローパスフィルタ回路等を含み、集音装置21からモータ音に応じた音響データが入力され、該音響データから高調波成分を除去するフィルタ処理を行う。モータ音には人体にとって耳障りとなる高調波成分が含まれている場合が多い。従って、前記音響データをそのまま増幅してスピーカ23から出力させると、運転者に不快感を与えることがあるため、かかる高調波成分をフィルタ24で除去するものである。
The
増幅部25は、アンプ回路を含み、フィルタ24から出力される音響データを増幅する。後記で詳述するが、増幅部25は、モータ11が発しているモータ音が小さい音領域であるときに、実際に発せられているモータ音にスピーカ23から再現されるモータ音を重畳させ、両者の合成音量が目標音量値となるように、前記音響データを増幅する。なお、増幅部25の増幅率は、制御部28により逐次変更され得るように構成されている。
The amplifying
判定部26は、集音装置21が検出したモータ音が、所定の閾値を下回る第1の音量域に属するか、或いは所定の閾値を上回る第2の音量域に属するかを判定する処理を行い、その判定結果を制御部28へ出力する。
The
図3は、上記第1の音量域及び第2の音量域を説明するためのグラフである。符号Tで示す特性は、電気自動車10の走行速度とモータ11が発するモータ音との関係を示すモータ音量特性である。ここではモータ音の閾値レベルが70dBである場合を例示しており、この場合では判定部26は、70dBを下回る音量域A1が「第1の音量域」と、70dBを上回る音量域A2が「第2の音量域」と判定する。モータ11が発するモータ音は、電気自動車10の走行速度に比例して大きくなる傾向があることから、ある走行速度vaに達したときが第1の音量域と第2の音量域との境界となる。閾値レベルは適宜に設定して良いが、一般に、人の聴覚によれば、比較的大きな音と感じるか否かのボーダーラインは70dB〜80dB程度にあるので、このレンジから閾値レベルを選択することが望ましい。
FIG. 3 is a graph for explaining the first volume range and the second volume range. A characteristic indicated by a symbol T is a motor volume characteristic indicating a relationship between the traveling speed of the
制御部28は、判定部26における判定結果に基づいて、増幅部25による音響データの増幅動作を制御する。具体的には制御部28は、モータ11が現に発しているモータ音(以下、第1モータ音)が第1の音量域A1であると判定されたとき、スピーカ23からモータ音(以下、第2モータ音)を発生させ、前記第1モータ音と第2モータ音との合成音量が目標音量値となるように、増幅部25の増幅率を設定する。一方、制御部28は、第1モータ音が第2の音量域A2であると判定されたとき、スピーカ23から第2モータ音が発生しないように、増幅部25の増幅率を設定する(増幅ゲイン=0dB)。つまり制御部28は、第1モータ音が閾値レベルよりも小さいときは、第2モータ音を重畳させることでモータ11が現に発している第1モータ音をより大きな音にして運転者の耳に届くようにし、一方閾値レベルよりも大きいときは、第2モータ音の重畳を停止させて第1モータ音そのものの音が運転者の耳に届くようにする制御を行う。
The
図4は、制御部28による増幅動作の制御をより詳しく説明するためのグラフである。制御部28は、モータ音量特性Tのうち第1の音量域A1に属する特性部分T1については、第1モータ音と第2モータ音との合成音量が、電気自動車10の走行速度に応じて予め定められている目標音量値Iのレベルになるように、スピーカ23から第2モータ音を出力させるための増幅率を設定し、増幅部25を機能させる。この目標音量値Iは、予めRAM27に記憶されている。
FIG. 4 is a graph for explaining the control of the amplification operation by the
例えば、特定の走行速度vで検出された第1モータ音が55dBであり、その走行速度vにおける目標音量値Iが62dBであるとき、第2モータ音のエネルギーが第1モータ音のそれのk倍であるとすれば、
音量差分62dB−55dB=10logk
k=5
となる。従って、この場合の増幅部25の増幅率は、5−1=4倍に設定される。
For example, when the first motor sound detected at a specific travel speed v is 55 dB and the target volume value I at the travel speed v is 62 dB, the energy of the second motor sound is that of the first motor sound. If it is double,
Volume difference 62 dB-55 dB = 10 logk
k = 5
It becomes. Therefore, the amplification factor of the
これに対し、制御部28は、モータ音量特性Tのうち第2の音量域A2に属する特性部分T2については、第2モータ音がスピーカ23から出力されないよう、増幅部25の増幅率を設定する。すなわち、第1モータ音そのものの音量が、運転者に届くようにする。
In contrast, the
従って、電気自動車10の走行速度が、閾値に相当する走行速度Vaより遅いときは第1モータ音と第2モータ音との合成音量が目標音量値Iのレベルになるよう第2モータ音がスピーカ23から出力され、走行速度Vaより早いときは、第2モータ音はスピーカ23から出力されない。これにより、運転者は、第1の音量域A1において、走行速度に応じて設定されている目標音量値に沿った走行音を聞くことができるので、走行状態(スピード感等)を聴覚的に的確に実感できるようになる。一方、第2の音量域A2では、第1モータ音単体で70dBを超える大きな音量であるので、特段音量を増幅せずとも運転者はスピード感等を聴覚的に実感することができる。
Therefore, when the traveling speed of the
さらに、第1モータ音が小さいときに第2モータ音がスピーカ23から出力されて音量が大きくされることから、かかる第2モータ音が報知音となって、歩行者に電気自動車10の接近を認識させることができるという利点も期待できる。電気自動車10は低速走行時にはとりわけ静寂であるが、本実施形態によれば、歩行者等に電気自動車10の接近を聴覚的に認識させやすくすることが可能である。
Further, since the second motor sound is output from the
図5は、上述した構成を備えるモータ音発生システムSの動作を説明するためのフローチャートである。電気自動車10の電源が投入されると、制御部28は当該電気自動車10がニュートラルモードであるか、又はドライブモード(モータ11が走行駆動系を駆動し得るモード)であるかを確認し(ステップS1)、後者であれば(ステップS1でYES)、集音装置21からモータ11の第1モータ音についての音響データを取り入れる(ステップS2)。そして、フィルタ24により、前記音響データから高調波成分が除去される(ステップS3)。この音響データは、増幅部25及び判定部26に入力される。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the motor sound generation system S having the above-described configuration. When the
続いて、判定部26により、第1モータ音の音量の大きさを判定するためのサンプリング周期が到来したか否かが確認される(ステップS4)。このサンプリング周期は、例えば0.1〜1sec程度である。サンプリング周期が到来していなければ(ステップS4でNO)、ステップS1に戻って処理が繰り返される。一方、サンプリング周期であれば(ステップS4でYES)、判定部26は、第1モータ音の音量が70dB(所定の閾値)以下であるか否かを判定する(ステップS5)。
Subsequently, the
第1モータ音の音量が70dB以下である場合(ステップS5でYES)、制御部28は電気自動車10の現状における走行速度情報を図略の速度計測系から取得すると共に、RAM27から当該走行速度に応じた目標音量値Iを取得する。そして、当該サンプリング周期における第1モータ音の音量と目標音量値Iとの差分を算出する(ステップS6)。この差分に基づいて制御部28は、図4で説明したように、増幅部25の増幅率を決定する(ステップS7)。
When the volume of the first motor sound is 70 dB or less (YES in step S5), the
この決定された増幅率で、増幅部25は第1モータ音に係る音響データを増幅し(ステップS8)、これによりスピーカ23から第2モータ音が出力される(ステップS9)。これに対し、第1モータ音の音量が70dB以上であるときは(ステップS5でNO)、制御部28は、当該モータ音発生システムSで補填するゲインを0dBに設定する(ステップS10)。その後、ステップS1に戻り、処理が繰り返される。
At the determined amplification factor, the amplifying
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。 As mentioned above, although it demonstrated per embodiment of this invention, this invention is not limited to this, For example, the following deformation | transformation embodiment can be taken.
(1)上記実施形態では、電気自動車10の走行速度に応じて予め定められている目標音量値Iを用いる例を示した。これに代えて、例えばモータ11の負荷電流に応じて定めた目標音量値を用いるようにしても良い。
(1) In the above embodiment, an example in which the target volume value I that is predetermined according to the traveling speed of the
(2)上記実施形態では、音響発生装置22にフィルタ24を具備させることにより、音響データから高調波成分を除去する例を示した。モータ11が高調波成分を比較的発生しないものであれば、このフィルタ24は省いても良い。また、モータ音を他の音色(例えばガソリンエンジンの音色)に変調する変調回路等を音響発生装置22に加えるようにしても良い。
(2) In the above-described embodiment, the example in which the harmonic component is removed from the acoustic data by providing the
(3)運転者が、当該モータ音発生システムSを動作させるか否かを選択することが可能な選択スイッチを設けることが望ましい。 (3) It is desirable to provide a selection switch that allows the driver to select whether or not to operate the motor sound generation system S.
(4)スピーカ23として、当該モータ音発生システムSのために専用に設定されたスピーカを用いることが望ましいが、電気自動車10に備えられているオーディオシステムのスピーカの一部(例えば運転席から見てモータ11が設置されている方向に存在するスピーカ)又は全部を兼用的に用いるようにしても良い。
(4) Although it is desirable to use a speaker dedicated for the motor sound generation system S as the
(5)電気自動車10が停止している状態、若しくは走行速度がゼロに近い状態においては、モータ11の音の増幅音ではなく、擬似アイドリング音をスピーカ23から発生させるようにしても良い。
(5) In the state where the
10 電気自動車
11 モータ
21 集音装置(音検出手段)
22 音響発生装置
23 スピーカ(音響発生手段)
24 フィルタ(フィルタ手段)
25 増幅部(増幅手段)
26 判定部(判定手段)
27 RAM(記憶手段)
28 制御部(制御手段)
DESCRIPTION OF
22
24 Filter (filter means)
25 Amplification part (amplification means)
26 determination unit (determination means)
27 RAM (storage means)
28 Control unit (control means)
Claims (5)
前記モータの回転動作時に発する第1モータ音を検出し、該第1モータ音を電気的な音響データに変換して出力する音検出手段と、
前記音響データを増幅する増幅手段と、
前記増幅手段を経由した前記音響データに基づき第2モータ音を発生させる音響発生手段と、
前記音検出手段が検出した前記第1モータ音が、所定の閾値を下回る第1の音量域又は所定の閾値を上回る第2の音量域のいずれであるかを判定する判定手段と、
前記第1モータ音が第1の音量域であると判定されたとき、前記音響発生手段から第2モータ音を発生させて前記第1モータ音に重畳させ、前記第1モータ音が第2の音量域であると判定されたとき、前記音響発生手段から第2モータ音を発生させないよう、前記増幅手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするモータ搭載自動車。 A motor for driving the travel drive system;
Sound detecting means for detecting a first motor sound generated during the rotation of the motor, converting the first motor sound into electrical acoustic data and outputting the electrical sound data;
Amplifying means for amplifying the acoustic data;
Sound generating means for generating a second motor sound based on the acoustic data via the amplification means;
Determining means for determining whether the first motor sound detected by the sound detecting means is a first volume range below a predetermined threshold or a second volume range above a predetermined threshold;
When it is determined that the first motor sound is in the first volume range, a second motor sound is generated from the sound generating means and superimposed on the first motor sound, and the first motor sound is Control means for controlling the amplifying means so as not to generate the second motor sound from the sound generating means when it is determined that the sound volume is in a range;
A motor-equipped automobile characterized by comprising:
前記制御手段は、前記目標音量値と、前記音検出手段により検出されたモータ音の音量との差分に比例した増幅率を設定することを特徴とする請求項3に記載のモータ搭載自動車。 The apparatus further comprises storage means for storing a target volume value that is predetermined according to the traveling speed of the automobile,
The motor-equipped automobile according to claim 3, wherein the control means sets an amplification factor proportional to a difference between the target sound volume value and the sound volume of the motor sound detected by the sound detection means.
前記第1モータ音が、所定の閾値を下回る第1の音量域又は所定の閾値を上回る第2の音量域のいずれであるかを判定し、
前記第1モータ音が第1の音量域であると判定したとき、所定の音響発生手段から第2モータ音を発生させて前記第1モータ音に重畳させ、
前記第1モータ音が第2の音量域であると判定したとき、前記音響発生手段から第2モータ音を発生させない、
ことを特徴とするモータ音発生方法。 Collecting a first motor sound emitted by a motor that drives a driving system of an automobile during rotation;
Determining whether the first motor sound is in a first volume range below a predetermined threshold or a second volume range above a predetermined threshold;
When it is determined that the first motor sound is in the first volume range, a second motor sound is generated from a predetermined sound generating means and superimposed on the first motor sound,
When it is determined that the first motor sound is in the second volume range, the second motor sound is not generated from the sound generating means.
A method of generating motor sound.
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