JP2016508092A - 電気自動車、ハイブリッド車などのための音響信号伝達システム - Google Patents

電気自動車、ハイブリッド車などのための音響信号伝達システム Download PDF

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Abstract

電気自動車(V)などに設置され得る、電気自動車、ハイブリッド車などのための音響信号伝達システム(S)であって、該音響信号伝達システム(S)は:案内信号(SP)の増幅装置(A)と;増幅装置(A)に動作的に接続される電気音響トランスデューサ装置(L)と;電気自動車(V)に設置された制御装置(D)に動作的に接続される監督ユニット(MCU)と;監督ユニット(MCU)及び増幅装置(A)に動作的に接続されるデジタル音声プロセッサ(DSP)と;を備え、監督ユニット(MCU)は、制御装置(D)によって送信されるチェック信号(SCHK)に応じて、デジタル音声プロセッサ(DSP)に指令信号(SCOM)を送信するための手段を有し、デジタル音声プロセッサ(DSP)は、受信された指令信号(SCOM)に応じて、少なくとも2つの異なる音声ファイル(F1,F2)の中から1つを選択するのに適した選択手段を有し、且つ、デジタル音声プロセッサ(DSP)は、選択された音声ファイル(F1,F2)に端を発する案内信号(SP)を生成するのに適した処理手段を有することを特徴とする、音響信号伝達システム(S)。【選択図】図1

Description

本発明は、電気自動車、ハイブリッド車などのための音響信号伝達システムに関する。
電気自動車の、特に都心内でのますますの普及によって、音響汚染における削減の観点からは、かなりの利点が否定できないことではあるが、にもかかわらず、この利点はまた、自動車が接近する際に、明確に聞こえる騒音が欠如しているために、自転車通行者及び歩行者(特に、仮にこれらの人が視覚障害及び聴覚障害である場合)を含む事故のより大きなリスクに帰着することが証明されてきた。
そのような欠点を克服するために、電気自動車に設置可能な、適切な近接音響信号伝達装置を使用することが知られている。
既知のタイプの音響信号伝達装置は、電気自動車が走行しており、且つ規定の速度範囲内(一般には0と30km/hの間)で移動する場合に動作し、且つ自動車の近辺における歩行者又は自転車通行者によって、容易に認識可能な音を発する。
特に、生成される音は、電気自動車の速度に応じて変化可能であり、且つ音響信号伝達装置が設置される特定の電気自動車のタイプ、モデル又はブランドに応じて構成され得る。
通常、既知のタイプの音響信号伝達装置は、従来のCANバスによって電気自動車の制御ユニットに直接接続され、且つ特定のスピーカに接続された増幅器を備える。該増幅器は、警告音響信号を変調し、且つ伝搬させるべく適切に最適化され、そのため警告音響信号は、自動車から所定の距離で明確に聞こえる。
既知のタイプの音響信号伝達装置は、しかしながら、多くの欠点を有する。
特に、任意の場合において、そのような音響信号伝達装置は、例えば盗難防止システム及び駐車支援システムのような、自動車に通常存在する他の多くのシステム及び装置に加えて、電気自動車に搭載設置されるべき電子装置を更に表わす。
これは、自動車に設置される電子制御システムの全体的な複雑さを増加させ、且つ、音響信号伝達装置の本来のコストと、信号伝達装置自体に関する設置、構成及びメンテナンスのコストとの両方の点から、更なるコストを表わすことにもなる。
本発明の主な目的は、電気自動車、ハイブリッド車等のための音響信号伝達システムを提供することである。該音響信号伝達システムは、効率的な方法で電気自動車の存在を信号伝達することが可能であるが、これは、単純で、合理的で、容易で、使用するのが効率的で、しかも低コストの解決策によるものである。
上記の目的は、請求項1による、電気自動車、ハイブリッド車などのための音響信号伝達システムを提供することによって獲得される。
本発明の他の特徴及び利点は、電気自動車、ハイブリッド車などのための音響信号伝達システムの、好ましいが、しかし唯一ではない実施形態の記述からより明らかとなるであろう。該実施形態は、単に例として示されたものであり、添付された図面に限定されない。
図1は、本発明による音響信号伝達システムの、自動車に関する応用を概略的に示す。 図2は、本発明による音響信号伝達システムの一般的なブロック線図である。 図3は、本発明による音響信号伝達システムを概略的に示す機能図である。 図4は、本発明による音響信号伝達システムの圧電スピーカの、可能なSPL/周波数特性を示す。
特にそのような図を参照すると、電気自動車、ハイブリッド車などに設置可能な音響信号伝達システムは、全体的にSによって示される。
有利なことに、システムSは、盗難防止システム及び侵入防止システムとして、及び、電気自動車Vが移動中にその存在を示す目的で、警告音響信号を処理すると共に生成するための両面から、電気自動車Vで使用され得る。
従って、システムSは極めて有利であるが、それというのは、システムSは、盗難/侵入の試みがあった場合の警報信号伝達システムの典型的な機能と、電気自動車Vの近接音響信号伝達の機能との両方を、同じシステム内に統合するからである。
更に、システムSは、単一の音響信号伝達装置Lによって、そのような二重の音響警報機能及び信号伝達機能を実行することが可能である。
好ましくは、そのような音響信号伝達装置Lは、自動車用の盗難防止/侵入防止システムで従来使用されているタイプの警報サイレンから構成される。
従って、既知のタイプの解決法と比較すると、本解決法では、通常、警報サイレン及び音響信号伝達装置の存在が想像され、これらは、共に電気自動車に設置された、盗難防止/侵入防止システムと自動車近接信号伝達システムとによって、それぞれ制御可能である。両方の機能に対して、単一のシステム及び単一の音響信号伝達装置Lを使用することによって、全体的な本来のコストと設置の回数及び複雑さとの両方を、かなり削減することが可能である。
システムSの特別な実施形態に関する一般的なブロック図が図2に示され、且つ以下に説明される。
システムSは、電気音響トランスデューサ装置Lの案内信号Sを生成するのに適した増幅装置Aを備える。
特に、電気音響トランスデューサ装置Lは、好ましくは、広い周波数範囲(例えば、250Hzと3.3kHzの間)内で作動可能な圧電スピーカから構成される。
しかしながら、例えばネオジム・スピーカ又は類似装置のような、異なる電気音響トランスデューサ装置Lを使用することは、除外され得ない。
例として、図4は、本発明によるシステムSで使用可能な圧電スピーカの、可能なSPL/周波数特性を示す。
システムSはまた、電気自動車Vに設置された1つ以上の制御装置Dに動作的に接続された監督ユニットMCUを備える。
監督ユニットMCUは、好ましくは、マイクロコントローラから構成される。
更に、制御装置Dは、自動車に通常、搭載設置されるタイプの電子装置であり得る。該電子装置は、自動車自体の電子制御ユニットに接続され、且つ/又は自動車用の盗難防止システム及び侵入防止システムに通常使用される電子装置に接続される。
制御装置Dは、1つ以上の盗難防止装置又は侵入防止装置から構成され得るが、これらは、例えば、電気自動車の内部コンパートメントに適切に取り付けられたマイクロ波センサ又は赤外線センサのような配備センサタイプD1の装置である。
特に、各配備センサD1は、電気自動車Vに設置された従来のLIN(ローカル相互接続ネットワーク)バスによって、システムSのマイクロコントローラMCUに接続され得る。
この場合、トランシーバT1は、LINバスとマイクロコントローラMCUとの間に配置され、且つマイクロコントローラ自体を、配備検出器と、又は、任意の場合において、電気自動車Vに設置された盗難防止/侵入防止システムの警報ユニットと、インターフェースで接続させるのに適している。
マイクロコントローラMCUは、例えば、以下のような異なる制御装置Dに接続され得る:即ち、
−電気自動車Vのバッテリに対する電源接続が存在するか否かを検出するのに適切な、接続を外されたバッテリ検出センサD2;
−例えば、タイヤ枠を盗難しようとする試みの場合の、又は自動車自体を引きずる場合の、自動車の傾斜における任意の変化を検出するのに適した傾斜センサD3;
−盗難防止/侵入防止システムの信号伝達LEDに接続され、且つLEDの正しい動作を管理すると共にチェックするのに適した管理及び診断装置D4。
例えば、電気自動車Vの位置を検出するための装置、電気自動車Vのモーターの始動を検出するためのセンサ、又は類似装置のような異なる制御装置に対して、マイクロコントローラMCUの接続は、除外され得ない。
有用にも、システムSのマイクロコントローラMCUは、電気自動車Vの電子制御ユニットCに接続され、その結果、例えば、自動車走行/停止の状態、自動車走行速度、モーターが始動するか否かのような、自動車の使用に関する情報を受信することが可能である。
特に、制御ユニットCは、電気自動車Vに設置された従来のCAN(コントローラ・エリア・ネットワーク)バスによって、システムSのマイクロコントローラMCUに接続することが可能である。
この場合、トランシーバT2は、CANバスとマイクロコントローラMCUとの間に配置され、且つマイクロコントローラ自体を電子制御ユニットCとインターフェースで接続するのに適している。
システムSはまた、複数の異なる音声ファイルを格納するのに適した格納ユニットMを備える。
特に、格納ユニットMは、1つ以上のフラッシュメモリによって履行することが可能であり、その一方で、格納された音声ファイルは、WAV音声フォーマットにコード化することが可能である。
しかしながら、異なるタイプのメモリ及び異なる音声ファイル・コード・フォーマットを使用することは、除外され得ない。
有利なことに、音声ファイルは、以下の中から選択される:即ち、
−自動車の停止時に、電気自動車の盗難の試みを、及び/又は内部コンパートメントへの侵入の試みを信号伝達するのに適した警報音声信号に関する、少なくとも第1の音声ファイルF1;
−自動車の走行時に、電気自動車の接近を信号伝達するのに適した近接警告音声信号に関する、少なくとも第2の音声ファイルF2。
しかしながら、異なる警報音声信号に関するいくつかの音声ファイルF1、及び異なる近接警告信号に関するいくつかの音声ファイルF2を使用することは、除外され得ない。音声ファイルF1及び音声ファイルF2は、異なる警報状況を信号伝達すること、及び走行時に電気自動車Vを使用する異なる方法を信号伝達することに、それぞれ適している。
例えば、第1音声ファイルF1’は、米国で定義された標準に従った警報音声信号に関連して提供され、且つ、第2音声ファイルF2’’は、ECE(欧州経済委員会)によって定義された標準に従った警報音声信号に関連して提供され得る。
しかしながら、異なる機能を有し、且つ異なる動作を信号伝達するのに使用可能な、異なるタイプの音声ファイルを使用することは、除外され得ない。
特に、更なる音信号伝達音声ファイルが提供され得るが、これは、電気自動車Vのユーザーに、例えば、警報システムの有効化/無効化のような特別な動作の実行を信号伝達するのに適している。
システムSは、マイクロコントローラMCUと、格納ユニットMと、増幅装置Aとに動作的に接続されたデジタル音声プロセッサDSPを備える。
特に、マイクロコントローラMCUは、指令信号SCOMをデジタル音声プロセッサDSPに送信するための手段を有し、そこでは、そのような指令信号SCOMは、1つ以上の制御装置Dによって、又は電子制御ユニットCによって送信される1つ以上のチェック信号SCHKに応じて、マイクロコントローラMCUによって決定される。
デジタル音声プロセッサDSPは、以下を有する:即ち、
−受信された指令信号SCOMのタイプに応じて、1つ以上の音声ファイルF1又はF2を選択するのに適した選択手段;
−選択された音声ファイルF1又はF2に端を発する前記電気案内信号Sを生成するのに適した処理手段。
しかしながら、デジタル音声プロセッサDSPの異なる実施形態は、除外され得ない。
例えば、デジタル音声プロセッサDSPは、受信された指令信号SCOMのタイプに応じて、音声ファイルF1又はF2(若しくは任意の他の音声ファイル)の合成アルゴリズムが提供され得る。
従って、この場合、再生されるべき音声ファイルは、格納ユニットMの内部に直接格納されないであろう。しかし、例えば、音声ファイルを生成するために、デジタル音声プロセッサDSPの合成アルゴリズムによって、特定のパラメータが利用可能に格納され得る。
特に、マイクロコントローラMCUの指令信号SCOMを送信するための手段と、デジタル音声プロセッサDSPの選択手段及び処理手段とは、1つ以上のソフトウェアプログラムによって、又は、マイクロコントローラMCUの、又はデジタル音声プロセッサDSPの、若しくはそれぞれこれらに連結されたメモリの内部で実行されるハードウェアによって実現される。
第1の可能な状況では、例えば、マイクロコントローラMCUによって受信されたチェック信号SCHKは、配備センサD1の1つによって送信された警報信号から成り得るが、これは、自動車が停止しており、且つ盗難防止/侵入防止システムがオンの状態にある時、電気自動車Vの内部コンパートメントへの望ましくない侵入の場合である。
そのような場合、マイクロコントローラMCUの送信手段は、デジタル音声プロセッサDSPに指令信号SCOMを送信するが、該指令信号SCOMは、警報音声信号F1が生成されなければならないことを示すことが可能である。
従って、デジタル音声プロセッサDSPの選択手段は、格納ユニットMから、警報音声信号F1に対応する音声ファイルを選択すると共に取り戻す。
続いて、デジタル音声プロセッサDSPの処理手段は、圧電スピーカLの電気案内信号Sを生成するのに適したデジタル音声ファイルの計算上の合成/修正アルゴリズムを、処理すると共に作成し、それによって警報音声信号F1を再生する。
第2の可能な状況では、例えば、マイクロコントローラMCUによって受信されたチェック信号SCHKは、電子制御ユニットCに由来する信号から成り得るが、該信号は、電気自動車Vが、最大速度値(例えば、30km/h)未満の走行速度で移動していることを示すのに適している。
そのような場合、マイクロコントローラの送信手段は、デジタル音声プロセッサDSPに指令信号SCOMを送信するが、該指令信号SCOMは、近接警告信号F2が再生されなければならないことを示すのに適している。
従って、デジタル音声プロセッサDSPの選択手段は、格納ユニットMから、近接警告信号F2に対応する音声ファイルを、選択すると共に取り戻す。
続いて、デジタル音声プロセッサの処理手段は、デジタル音声ファイルの計算上の合成/修正アルゴリズムを処理すると共に作成するが、該デジタル音声ファイルは、近接警告信号F2を再生するように、圧電スピーカLの電気案内信号Sを生成するのに適している。
有用にも、計算上の合成/修正アルゴリズムは、特別な動作条件に応じて、例えば、電気自動車Vの速度又はバッテリ充電レベルに応じて、実時間で音声ファイルの再生を変更することが可能である。
有用にも、増幅装置Aは、少なくとも案内回路A1を備え、該案内回路A1は、好ましくはブリッジH又は類似の電気回路から構成され、デジタル音声プロセッサDSPの下流で接続され、且つ入力で電気案内信号Sを受信するのに適している。
好ましくは、電気案内信号Sは、PWM(パルス幅変調)タイプ信号、即ち、パルス幅が変調された信号である。
しかしながら、圧電スピーカLを案内するために、異なる技術を使用することは除外され得ない。
増幅装置Aはまた、図2に参照符号A2によって示される電圧変換回路を備え、該電圧変換回路は、入力で電気自動車Vの電源バッテリに接続され、且つ出力で案内回路A1に接続される。
電圧変換回路A2は、入力で、所定の連続的で一定パワーの電圧を生成するのに適しており、該電圧は、電気自動車Vのバッテリによって、又はシステムS内部のバッテリによって生成される電圧に端を発する。
特に、電圧変換回路A2は、いわゆるブースト変換器(又はステップアップ変換器)によって作成することが可能であり、且つ所定の連続的で一定パワーの電圧は、使用される圧電スピーカLのタイプに応じて決定される(例えば、それは35Vに等しいことが可能である)。
有用にも、電圧変換回路A2を使用することによって、入力で案内回路A1に対する電圧を増加させ、その結果、出力で圧電スピーカLに対して十分な音パワーレベルが得られ、加えて、電気自動車Vのバッテリ充電レベルと無関係に、そのような一定電圧を維持することが可能である。
システムSはまた、案内回路A1の下流で接続され、且つ圧電スピーカLの上流で接続される、ローパスタイプのフィルタLPFを備える。
フィルタLPFは、ブリッジH及びPWM変調を用いて、案内信号の高周波スペクトル成分をフィルタ処理することにより、案内の本来の電圧信号の歪みを除去するのに適している。
フィルタLPFは、LCフィルタタイプなどが好ましい。
システムSの動作は、図3で概略的に示されており、且つここでは以下で簡単に説明される。
制御装置Dの1つから、及び電子制御ユニットCから、1つ以上のチェック信号SCHKを受信することに続いて、マイクロコントローラMCUは、デジタル音声プロセッサDSPに指令信号SCOMを送信するが、該指令信号SCOMは、再生されなければならないファイルのタイプF1又はF2を示すのに適している。
例えば、チェック信号SCHKは、電子制御ユニットCに由来し、且つ電気自動車Vが移動していることを示すことが可能である。
そのような場合、マイクロコントローラMCUは、デジタル音声プロセッサDSPに指令信号SCOMを送信するが、該指令信号SCOMは、近接警告信号F2が再生されなければならないことを示すのに適している。
デジタル音声プロセッサDSPは、格納ユニットMから、近接警告信号F2に対応する音声ファイルを選択すると共に読み取り、且つ、近接警告信号を再生するために、案内回路A1及び、従って、圧電スピーカLに指令を出すのに適した電気案内信号Sを生成する。
代わりに、マイクロコントローラMCUによって、又はマイクロコントローラから受信されるチェック信号SCHKの場合、該チェック信号SCHKは、電気自動車Vの内部コンパートメントへの望ましくない侵入の場合に、例えば、配備センサD1の1つによって送信される警報信号から成るが、その場合には、マイクロコントローラMCUは、デジタル音声プロセッサDSPに、警報音声信号F1が再生されなければならないことを示すのに適した指令信号SCOMを送信する。
デジタル音声プロセッサは、格納ユニットMから、警報音声信号に対応する音声ファイルF1を選択すると共に読み出し、且つ、警報音声信号F1を再生するように、案内回路A1及び、従って、圧電スピーカLに指令を出すのに適した電気案内信号Sを生成する。
説明された発明が、提案された目的を如何にして達成するかは、実際に確認されてきた。
特に、事実として強調されるのは、本発明による音響信号伝達システムは、単一の装置によって、自動車の近接信号及び盗難/侵入の試みの場合の警報信号の両方を効果的に作り出せるということである。
従来の解決法と比較すれば、本解決法では、サイレン及び音響信号伝達システムの存在が想像されるが、これらは、それぞれ、盗難防止/侵入防止システム、及び自動車の近接信号伝達システムによって案内され得る。両方の機能に対して単一の音響信号伝達システムを使用することによって、全体的な本来のコストと、設置の回数及び複雑性とをかなり削減することが可能である。

Claims (12)

  1. 電気自動車(V)などに設置され得る、電気自動車、ハイブリッド車などのための音響信号伝達システム(S)であって、案内信号(S)の少なくとも増幅装置(A)と、前記増幅装置(A)に動作的に接続された少なくとも電気音響トランスデューサ装置(L)とを備える、音響信号伝達システム(S)において、該音響信号伝達システム(S)は:
    −前記電気自動車(V)に設置された少なくとも制御装置(D)に動作的に接続された少なくとも監督ユニット(MCU)と;
    −前記監督ユニット(MCU)及び前記増幅装置(A)に動作的に接続された少なくともデジタル音響プロセッサ(DSP)と;
    を備え、
    −前記監督ユニット(MCU)は、前記制御装置(D)によって送信された少なくともチェック信号(SCHK)に応じて、前記デジタル音声プロセッサ(DSP)に、少なくとも指令信号(SCOM)を送信するための手段を有し;
    −前記デジタル音声プロセッサ(DSP)は、受信された前記指令信号(SCOM)に応じて、少なくとも2つの異なる音声ファイル(F1,F2)の中の1つを選択するのに適した選択手段を有し;
    −且つ、前記デジタル音声プロセッサ(DSP)は、前記選択された音声ファイル(F1,F2)に端を発する前記案内信号(S)を生成するのに適した処理手段を有することを特徴とする、音響信号伝達システム(S)。
  2. 前記少なくとも音声ファイル(F1,F2)は、
    −前記電気自動車(V)の停止時に、前記電気自動車(V)を盗難する試みを、及び/又は前記電気自動車(V)の内部に侵入する試みを信号伝達するのに適した警報音声信号に関する少なくとも第1の音声ファイル(F1)と;
    −前記電気自動車(V)の走行時に、前記電気自動車(V)の接近を信号伝達するのに適した近接警告音声信号に関する少なくとも第2の音声ファイル(F2)と;
    の少なくとも中から選択されることを特徴とする、請求項1に記載のシステム(S)。
  3. 前記少なくとも音声ファイル(F1,F2)は、前記電気自動車(V)のユーザーに、自動車自体の特別な機能の有効化/無効化を信号伝達するのに適した、少なくとも音信号伝達音声ファイルの中から選択されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のシステム(S)。
  4. 前記少なくとも2つの異なる音声ファイル(F1,F2)を格納するのに適した、少なくとも格納ユニットを備えることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム(S)。
  5. 前記少なくとも制御装置(D)は、配備センサ(D1)、前記自動車の速度を検出するためのセンサ、前記自動車の位置を検出するための装置、前記電気自動車(V)のモーターの始動を検出するためのセンサ、接続を外されたバッテリセンサ(D2)、傾斜センサ(D3)、前記電気自動車(V)の電子制御ユニット(C)、の中から選択されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のシステム(S)。
  6. 前記監督ユニット(MCU)は、少なくともマイクロコントローラ(MCU)を備えることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム(S)。
  7. 前記増幅装置(A)は、入力で前記案内信号(S)を受信するのに適し、且つ前記電気音響トランスデューサ装置(L)に関して上流に配置された、少なくともブリッジH(A1)を備えることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載のシステム(S)。
  8. 前記案内信号(S)はPWM信号であることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム(S)。
  9. 前記増幅装置(A)は、入力で前記電気自動車(V)の供給バッテリに接続され、且つ出力で前記ブリッジH(A2)に接続された少なくとも電圧変換回路(A2)を備え、前記電圧変換回路(A2)は、前記バッテリによって生成される電圧に端を発する、所定の連続的で一定パワーの電圧を出力で生成するのに適していることを特徴とする、請求項7又は8に記載のシステム(S)。
  10. 前記電圧変換回路(A2)は、少なくともブースト変換器などのタイプの電気回路を備えることを特徴とする、請求項9に記載のシステム(S)。
  11. 前記ブリッジH(A1)の下流で接続され、且つ電気音響トランスデューサ装置(L)の上流で接続される少なくともローパスフィルタ(LPF)を備えることを特徴とする、請求項7から10のいずれか一項に記載のシステム(S)。
  12. 前記電気音響トランスデューサ装置(L)は、少なくとも圧電スピーカ(L)を備えることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載のシステム(S)。
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