JP5549807B2

JP5549807B2 - 車両用発音装置

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Publication number: JP5549807B2
Application number: JP2010078306A
Authority: JP
Inventors: 太郎岩本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: JP2011207392A

Description

本発明は車両用発音装置に係り、より詳細には、電気車両及びハイブリッド車両を初めとする低騒音車両に搭載して好適な、車両外部に車両の接近を報知する車両用発音装置に関する。

低騒音車両は、従来の自動車と比較して走行時の騒音が少ないため、歩行者が車両の接近に気がつかない場合がある。このため、歩行者や自転車に乗った人に車両の接近を気づかせるために、車両から走行疑似音を発音させることが提案されている。

下記の特許文献１には、タイヤノイズやエンジンアイドリング音の疑似音を発音する技術が開示されている。また、下記の特許文献２には、車両が走行している地域に応じて疑似音を発生させる技術が開示されている。

特開２００９−４０３１８号公報特開２００５−２５３２３６号公報

ところで、これらの疑似音は、車両の周囲にとっては騒音に他ならず、また、高い静粛性という低騒音車両の長所を減殺してしまうことにもなる。
また、歩行者が既に車両の接近に気づいている場合には、疑似音を発生して車両接近を報知する必要性が低下する。

そこで、本発明は、発音装置による不必要な騒音発生の抑制を図ることができる車両用発音装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明の車両用発音装置は、車両外部に車両の接近を報知する車両用発音装置であって、車両の接近を想起させるための接近音の原音色を生成する原音色生成手段と、原音色から変調音色を生成する変調音色生成手段と、変調音色の接近音の発音音圧を設定する音圧設定手段と、設定された発音音圧で、車両外部へ上記変調音色の接近音を発音する発音手段と、車外の障害物の挙動変化を検出する障害物検出手段と、障害物の挙動変化の前後で接近音を変化させるように、変調音色生成手段及び音圧設定手段の少なくとも一方を制御する制御手段とを有し、制御手段は、障害物の挙動変化前に、基本周波数及びこの基本周波数の倍音列の周波数成分が繰り返し高音側へ所定の遷移速度で遷移していく無限音階の変調音色が生成され、かつ、障害物の挙動変化後に、遷移速度が低下し又は遷移が停止した変調音色が生成されるように、変調音色生成部を制御することを特徴としている。

このように構成された本発明によれば、歩行者や自転車に乗った人を含む障害物の挙動が、例えば車両の方を振り返って確認したり、道路の端へ移動して車両を回避したりして変化した後の接近音を、挙動変化前の接近音から変化させる。これにより、本発明によれば、発音装置による不必要な騒音発生の抑制を図ることができる。また、副次的効果として、車両の発音装置が、歩行者等の障害物の確認行動や回避行動といった挙動を認識したことを、接近音を変化させることによって、その障害物に報知することが期待できる。
さらに、無限音階は、元の音色の周波数特性を実質的に保ったまま、これを聞く人間に周波数の持続的な上昇を錯覚させる効果を有する。このため、車両の接近をより強く感じさせることができる。そして、車両の確認行動や回避行動により挙動を変化させた後は、通常、障害物が既に車両接近に気づいているため、改めて車両接近を気づかせる必要はない。そこで、無限音階の遷移速度を低下させ、又は遷移を停止させることによって、発音装置による不必要な騒音発生の抑制を図ることができる。

上記の目的を達成するため、本発明の車両用発音装置は、車両外部に車両の接近を報知する車両用発音装置であって、車両の接近を想起させるための接近音の原音色を生成する原音色生成手段と、原音色から変調音色を生成する変調音色生成手段と、変調音色の接近音の発音音圧を設定する音圧設定手段と、設定された発音音圧で、車両外部へ上記変調音色の接近音を発音する発音手段と、車外の障害物の挙動変化を検出する障害物検出手段と、障害物の挙動変化の前後で接近音を変化させるように、変調音色生成手段及び音圧設定手段の少なくとも一方を制御する制御手段とを有し、障害物の挙動変化には、障害物による車両確認行動と、障害物による車両回避行動とが含まれ、制御手段は、障害物による車両確認行動の前後で接近音を変化させ、かつ、障害物による車両回避行動の前後で接近音を更に変化させるように、上記変調音色生成手段及び音圧設定手段の少なくとも一方を制御することを特徴としている。
このように構成された本発明によれば、歩行者や自転車に乗った人を含む障害物の挙動が、例えば車両の方を振り返って確認したり、道路の端へ移動して車両を回避したりして変化した後の接近音を、挙動変化前の接近音から変化させる。これにより、本発明によれば、発音装置による不必要な騒音発生の抑制を図ることができる。また、副次的効果として、車両の発音装置が、歩行者等の障害物の確認行動や回避行動といった挙動を認識したことを、接近音を変化させることによって、その障害物に報知することが期待できる。
さらに、障害物による車両確認行動及び車両回避行動それぞれに応じて、接近音を変化させることによって、発音装置による不必要な騒音発生の抑制を図ることができる。また、副次的効果として、車両の発音装置が、障害物による確認行動及び回避行動の挙動変化をそれぞれ認識したことを、接近音をそれぞれ変化させることによって、その障害物に報知することが期待できる。

また、本発明において、好ましくは、制御手段は、障害物の挙動変化の前後で接近音を急激に変化させるように、変調音色生成手段及び音圧設定手段の少なくとも一方を制御する。
接近音の音色を急激に変化させたり、接近音の音圧を急激に変化させたりして、接近音を不連続に変化させると、障害物である人間が接近音の変化に気付きやすい。また、その周囲の他の人間も、接近音が不連続に変化したことによって、接近音に気づきやすくなる。

また、本発明において、好ましくは、制御手段は、障害物の挙動変化後の接近音の音圧を、挙動変化前の接近音の音圧よりも低下させるように、音圧設定手段を制御する。
車両の確認行動や回避行動により挙動を変化させた後は、通常、障害物が既に車両接近に気づいているため、改めて車両接近を気づかせる必要はない。したがって、挙動変化後に、接近音の音圧を低下させることによって、発音装置による不必要な騒音発生の抑制を図ることができる。

また、本発明において、好ましくは、制御手段は、障害物による挙動変化を検出するまで接近音の音圧を徐々に大きくするように、上記音圧設定手段を制御する。
このように、接近音の音圧を徐々に大きくすることにより、障害物に車両接近に気づきやすくすることができる。

また、本発明において、好ましくは、接近音の原音色生成用データを車両の走行状態と対応させて格納したメモリを更に有し、原音色生成手段は、車両の走行状態に対応した原音色生成用データを読み出し、原音色を生成する。
これにより、車両の走行状態に応じた原音色が生成される。その結果、接近音によって車両の接近が想起される際に、車両の速度や加速といった車両の走行状態も同時に想起させることが期待できる。

本発明の車両用発音装置によれば、発音装置による不必要な騒音発生の抑制を図ることができる。

本発明の第１実施形態による車両用発音装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１実施形態による車両中のセンサの配置を模式的に示す平面図である。（Ａ）は、第１実施形態における原音色の音圧の周波数分布を示すグラフであり、（Ｂ）は、初期の変調フィルタの利得の周波数特性を示すグラフであり、（Ｃ）は、変更後の変調フィルタの利得の周波数特性を示すグラフであり、（Ｄ）は、変調音色の音圧の周波数分布を示すグラフである。本発明の第１実施形態による車両用発音装置の作動を示すフローチャートである。接近音の音圧の時間変化を示すグラフである。（Ａ）は、第２実施形態における原音色の音圧の周波数分布を示すグラフであり、（Ｂ）は、初期の変調フィルタの利得の周波数特性を示すグラフであり、（Ｃ）は、変更後の変調フィルタの利得の周波数特性を示すグラフであり、（Ｄ）は、変調音色の音圧の周波数分布を示すグラフである。

以下、添付の図面を参照して、本発明の車両用発音装置の実施形態を説明する。
まず、図１を参照して、本発明の実施形態による車両用発音装置の構成について説明する。図１は、実施形態による車両用発音装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、実施形態による車両用発音装置は、車両外部に車両の接近を報知するために、作動条件判定部１と、車両の接近を想起させるための接近音の原音色を生成する原音色生成部２と、原音色生成用データを格納したメモリ３と、原音色から変調音色を生成する変調音色生成部４と、変調音色の接近音の発音音圧を設定する音圧設定部５と、設定された発音音圧で、車両外部へ変調音色の接近音を発音する発音手段としてのスピーカ６と、車外の障害物の挙動変化を検出する障害物検出手段としての画像処理部７と、障害物の挙動変化の前後で接近音を変化させるように、変調音色生成部４及び音圧設定部５の少なくとも一方を制御する制御部８とを有する。

作動条件判定部１、原音色生成部２、変調音色生成部４、音圧設定部５、画像処理部７及び制御部８は、例えば車載ＥＣＵ（electric control unit：電子制御装置）における処理機能に相当する。これらの処理機能は、コンピュータにおいて所定のプログラムを実行することによって実現してもよいし、マイクロチップによって実現してもよい。

作動条件判定部１は、接近音を発音させる条件が満たされているか否かを判定する。判定条件として、車速センサ９が検出した走行中の車速が、所定の基準車速以下であること、例えば（０＜車速≦２０ｋｍ／ｈ）であることが挙げられる。
なお、車速センサ９は、図２に示すように、車両Ｃ前方のエンジンルーム内に設けられている。図２は、車両の平面模式図である。

また、他の判定条件として、車両が停車中であっても、ホーンスイッチ（ホーンＳＷ）１０が操作された場合も挙げられる。この判定条件は、停車していた電気自動車を発進させるときに、車両の周囲にいる人間に、車両が発進することを気づかせることが望ましいからである。したがって、発音装置が発生する接近音を、クラクションを鳴らすよりも穏やかな警告手段として使用することもできる。
なお、ホーンスイッチ１０は、図２に示すように、車両の運転席のステアリングに設けられている。

原音色生成部２は、メモリ３から、車両の走行状態に対応した原音色生成用データを読み出して原音色を生成する。メモリ３には、原音色生成用データが車両の走行状態に対応させて付けて格納されている。車両の走行状態としては、車速センサ９によって検出された車速、及び、エンジン回転センサ１１によって検出されたエンジン回転数（又はエンジン出力）、アクセル開度センサ１２によって検出されたアクセル開度が挙げられる。
なお、エンジン回転センサ１１及びアクセル開度センサ１２も、車速センサ９と同様に、図２に示すように、車両Ｃ前方のエンジンルーム内に設けられている。

本実施形態では、メモリ３には、車速、エンジン回転数及びアクセル開度の少なくとも一つと対応付けられて、原音色生成用データが格納されている。したがって、原音色生成部２は、車速、エンジン回転数及びアクセル開度の少なくとも一つに対応づけられた原音色生成用データを読み出して、車速等に応じた原音色を生成する。

図３（Ａ）に、生成した原音色のグラフを模式的に示す。このグラフの横軸は周波数を表し、縦軸は音圧を表す。グラフ中の曲線Ｉは、原音色の音圧の周波数特性を示す。
なお、原音色生成用データは、実際に走行している車両のタイヤノイズやエンジン音の録音データを利用して生成してもよいし、合成音として生成してもよい。

変調音色生成部４は、原音色から変調音色を生成する。そのために、変調音色生成部４は、変調フィルタ機能を有している。
図３（Ｂ）に、初期化された変調フィルタの特性を示すグラフを模式的に示す。このグラフの横軸は周波数を表し、縦軸は利得（ゲイン）を表す。グラフ中の線IIは、初期化された変調フィルタの利得の周波数特性を示す。線IIに示すように、この初期化された変調フィルタでは、周波数に関係なく一定の利得ｇ１が付与される。例えば、利得ｇ１＝１．０ｄＢである。

また、図３（Ｃ）に、変更後の変調フィルタの特性を示すグラフを模式的に示す。このグラフの横軸は周波数を表し、縦軸は利得（ゲイン）を表す。グラフ中の曲線IIIは、変更後の変調フィルタの利得の周波数特性を示す。曲線IIIに示すように、変更後の変調フィルタは、ハイパスフィルタであって、所定の閾値周波数ｆ_cよりも高い周波数成分に、閾値周波数ｆ_cより低い周波数成分に付与する利得ｇ₃よりも高い利得ｇ₂を選択的に付与する。例えば、利得ｇ₂＝０．０ｄＢ、利得ｇ₃＝−３ｄＢとするとよい。

そして、変調音色生成部４は、初期化された変調フィルタ又は変更後の変調フィルタを使用して、原音色から変調音色を生成する。

図３（Ｄ）に変調音色のグラフを模式的に示す。グラフの横軸は周波数を表し、縦軸は音圧を表す。グラフ中の実線IVは、図３（Ａ）の原音色に、図３（Ｂ）の初期化された変調フィルタを掛け合わせて生成された、変調音色の音圧の周波数特性を示す。また、グラフ中の破線Ｖは、図３（Ａ）の原音色に、図３（Ｃ）の変更後の変調フィルタを掛け合わせて生成された、変調音色の音圧の周波数特性を示す。さらに、グラフ中の一点鎖線VIは、図３（Ａ）の原音色に、図３（Ｃ）の変更後の変調フィルタの利得ｇ２、ｇ３を更に小さな値とした変調フィルタを掛け合わせて生成された、変調音色の音圧の周波数特性を示す。

実線IVで示すように、図３（Ｂ）の初期化された変調フィルタを使用したときは、実質的に原音色の変調音色が生成される。また、破線Ｖで示すように、図３（Ｃ）の変更後の変調フィルタを使用したときは、閾値周波数ｆ_cより低音域の音圧が抑制された変調音色が生成される。さらに、一点鎖線VIで示すように、図３（Ｃ）の変更後の変調フィルタの利得ｇ２、ｇ３を小さくした変調フィルタを使用したときは、さらに、音圧全体が抑制される変調音色が生成される。

音圧設定部５は、変調音色の接近音の発音音圧を設定する。発音音圧の設定にあたっては、周囲環境の音圧よりも少し高めの音圧を設定することが望ましい。
なお、車両の周囲環境の音圧は、周囲環境音圧測定手段としてのマイク１３によって測定される。マイク１３は、図２に示すように、車両のフロントガラスの直前であって、車幅方向の中央付近に設けられている。

また、車両のヘッドライトが点灯している場合には、歩行者は、通常、ヘッドライトの光によって車両の接近に気がつく。このような場合、大きな音の接近音を発生させる必要はなく、小さな音の接近音で十分である。そこで、カメラ１４で撮像した画像を画像処理部７で処理して、周囲環境が夜間であると判断され、かつ、車両のヘッドライトが点灯している場合には、設定音圧を、昼間の設定音圧よりも低くすることが望ましい。
なお、カメラ１４は、図２に示すように、フロントガラスの内側の車幅方向の中央であって、車室の天井近くに、前方に向けて設けられている。

また、自車両の近くに、接近音を発音している車両が存在する場合、互いに、相手の車両の接近音よりも少し高い音圧を設定していくと、ハウリング現象が発生するおそれがある。そこで、音圧の設定に当たっては、適当な上限値を設定しておくことが望ましい。

スピーカ６からは、設定された発音音圧で、車両外部へ変調音色の接近音が発音される。このように変調音色の接近を発音することにより、発音装置による騒音を抑制しつつ、車両接近を想起しやすい音を発生させることができる。
なお、スピーカ６は、図２に示すように、車両先頭の車幅方向中央付近に設けられている。

画像処理部７は、周期環境の昼夜の別を判断するだけでなく、カメラ１４で撮像した画像から、歩行者や自転車といった障害物を抽出する。さらに、画像処理部７は、障害物検出手段として障害物の挙動の変化も検出する。障害物の挙動変化の例としては、歩行者等（歩行者及び自転車に乗った人も含む）が、振り返って車両を確認する車両確認行動、及び、歩行者等が車両を回避する車両回避行動が挙げられる。

車両確認行動については、例えば、歩行者等の顔面方向が車両方向へ６０°以上回転したことをもって、車両確認行動として検出するとよい。また、車両回避行動については、例えば、歩行者等が車両から離れる場合や、車両に対する歩行者の接近速度が低下したことをもって、車両回避行動として検出するとよい。具体的には、過去５秒間に、車両から障害物までの距離Ｌの時間微分ｄＬ／ｄｔ≧０、又は、２階微分ｄＬ／ｄｔ²≧０である状態が０．５秒以上継続することをもって、車両回避行動として検出するとよい。

そして、制御部８は、障害物の挙動変化の前後で接近音を変化させるように、変調音色生成部４及び音圧設定部５の少なくとも一方を制御する。
第１実施形態では、制御部８は、画像処理部７が挙動変化を検出する前は、変調音色生成部４を制御して、図３（Ｂ）の初期化された変調フィルタを使用して、図３（Ｄ）に実線IVで示す実質的に原音色の変調音色を生成させる。

一方、制御部８は、画像処理部７が挙動変化を検出した後は、変調音色生成部４を制御して、図３（Ｃ）の変更後の変調フィルタを使用して、図３（Ｄ）に破線曲線Ｖで示す閾値周波数ｆ_cより低音域の音圧が抑制された変調音色が生成される。これにより、挙動変化後は、接近音による騒音が抑制される。

そして、制御部８は、変調音色生成部４を制御して挙動変化の検出前後で接近音を変化させる際には、変調フィルタを切り換えることにより、接近音を不連続に変化させるとよい。

また、制御部８は、音圧設定部５を制御して、障害物の挙動変化後の接近音の音圧を、挙動変化前の接近音の音圧よりも低下させてもよい。その場合も、接近音の音圧を急激に小さくして、接近音を不連続に変化させるとよい。接近音の不連続な変化によって、障害物である人間が接近音の変化に気付きやすくなる。また、その障害物以外の周囲の人間も、接近音が不連続に変化したことによって、接近音に気づきやすくなることが期待される。

なお、制御部８は、変調音色生成部４だけを制御してもよいし、音圧設定部５だけを制御してもよいし、変調音色生成部４及び音圧設定部５の両方を制御してもよい。

次に、図４のフローチャートを参照して、実施形態による車両用発音装置の作動を説明する。
先ず、作動条件判定部１が、車速センサ９から車速を取得する（Ｓ１）。

次に、作動条件判定部１は、車速Ｖが、０＜Ｖ≦２０ｋｍ／ｈの条件を満たすか否かを判定する（Ｓ２）。この条件が満たされていいない場合（Ｓ２で「ＮＯ」の場合）、作動条件判定部１は、ホーンスイッチ（ホーンＳＷ）が操作された（ＯＮ）か否かを判定する（Ｓ３）。

そして、車速が上記条件を満たす場合（Ｓ２で「ＹＥＳ」の場合）、又は、ホーンスイッチが操作された場合（Ｓ３で「ＹＥＳ」の場合）、原音色生成部２は、車両の走行状態データを取得する（Ｓ４）。走行状態データとしては、車速、エンジン回転数、及びアクセル開度が挙げられる。

次に、原音色生成部２が、取得した走行状態に対応した原音色生成用データを読み出し、図３（Ａ）に示した原音色を生成する（Ｓ５）。

次に、カメラ１４で撮像され画像処理部７で処理された周囲環境のデータ、及び、マイク１３で検出された周囲環境音圧のデータを取得する（Ｓ６）。

そして、画像処理部７が、車外の障害物の挙動変化として、歩行者等による車両確認行動を検出しない場合（Ｓ７で「ＮＯ」の場合）、制御部８は、変調音色生成部４に、図３（Ｂ）の初期化された第１変調フィルタを選択させる（Ｓ８）。

一方、画像処理部７が、車外の障害物の挙動変化として、歩行者等による車両確認行動を検出した場合（Ｓ７で「ＹＥＳ」の場合）、制御部８は、変調音色生成部４に、図３（Ｃ）の変更後の第１変調フィルタを選択させる（Ｓ９）。

続いて、画像処理部７が、車外の障害物の挙動変化として、歩行者等による車両回避行動を検出しない場合（Ｓ１０で「ＮＯ」の場合）、制御部８は、変調音色生成部４に、図３（Ａ）の初期化された第２変調フィルタを選択させる（Ｓ１１）。

一方、画像処理部７が、車外の障害物の挙動変化として、歩行者等による車両回避行動を検出した場合（Ｓ１０で「ＹＥＳ」の場合）、制御部８は、変調音色生成部４に、図３（Ｃ）の変更後の第１変調フィルタの利得を低下させたものを、変更後の第２変調フィルタとして選択させる（Ｓ１２）。

次に、変調音色生成部４が、選択した第１及び第２変調フィルタを使用して、原音色から変調音色を生成する（Ｓ１３）。
歩行者等による車両確認行動が検出されるまでは、図３（Ｂ）に示す初期化された第１変調フィルタと、これと同じ、図３（Ｂ）に示す初期化された第２変調フィルタとを使用して、図３（Ｄ）に実線IVで示す、原音色と実質的に同じ変調音色が生成される。

また、歩行者等による車両確認行動が検出されたが、車両回避硬度が検出されていないときは、図３（Ｃ）に示す変更後の第１変調フィルタと、図３（Ｂ）に示す初期化された第２変調フィルタとを組み合わせて使用する。その結果、図３（Ｄ）に破線Ｖで示す、低音域が減衰した変調音色が生成される。

さらに、歩行者等による車両確認行動が検出され、さらに、車両回避行動が検出された後は、図３（Ｃ）に示す変更後の第１変調フィルタと、図３（Ｃ）の利得を更に低下させた変更後の第２変調フィルタとを組み合わせて使用し、利得の小さい変更後の第２変調フィルタが選択される。。その結果、図３（Ｄ）に一点鎖線VIで示す、破線Ｖよりも全体的に利得が抑制された変調音色が生成される。

次に、音圧設定部５が、変調音色の接近音の発音音圧を設定する（Ｓ１４）。
ここで、音圧設定部５は、マイク１３によって測定された周囲環境音圧よりも少し高い音圧を設定するとよい。また、カメラ１４が撮像した画像を処理した画像処理部７によって夜間であると判定され、かつ、ヘッドライトが点灯している場合には、より低い音圧設定とするとよい。

次に、スピーカ６が、設定発音音圧で、車両外部へ変調音色の接近音を発音する（Ｓ１５）。
このようにして、発音装置による不必要な騒音発生の抑制を図ることができる。

なお、図４に示すフローチャートでは、障害物の挙動変化を、車両確認行動と車両回避行動との２段階で検出する例について説明するが、本発明では、障害物の挙動変化の検出段階を、車両確認行動及び車両回避行動の少なくとも一方を検出する一段階としてもよい。

また、図４に示したフローチャートでは、歩行者等による車両回避行動が検出されない場合（Ｓ１０で「ＮＯ」の場合）、ステップＳ１１で、図３（Ｂ）に示す初期化された第２変調フィルタを選択しているが、第２変調フィルタを初期化する代わりに、図３（Ｂ）の利得ｇ１を少し増加させてもよい。これにより、図４に示すフローチャートが１回転するごとに、接近音の音圧が歩行者等が回避行動を取るまで大きくなっていくようにしても良い。

図５に、線Ｉで接近音の音圧の時間変化を示す。図５に示す例では、時刻ｔ１までは時間の経過と共に接近音の音圧が徐々に大きくなり、時刻ｔ１に、車両回避行動が検出されて音圧が急減している。このように、接近音の音圧を徐々に大きくすることにより、障害物に車両接近に気づきやすくすることができ、また、接近音の音圧を急激に下げることによっても接近音に気づかせることが期待できる。

なお、図５では、線Ｉで示すように、利得を連続的に上昇させているが、利得を段階的に上昇させてもよい。また、制御部８は、変調音色生成部４ではなく音圧設定部５を制御して、接近音の音圧を図５に示すように変化させることもできる。

次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態による車両用発音装置を説明する。
第２実施形態による車両用発音装置の構成は、図１に示した第１実施形態のものと同じである。第２実施形態では、図６（Ａ）に曲線Ｉで示すように、第１実施形態で使用した原音色と同様の原音色を使用する。しかし、第２実施形態では、変調音色生成部４で使用される変調フィルタが、上述の第１実施形態のものと相違する。そのため、その変調フィルタについて詳細に説明する。

第２実施形態では、制御部８は、障害物の挙動変化前に、変調音色生成部４に、基本周波数ｆ０及びその基本周波数ｆ０の倍音列の周波数ｆ１，ｆ２，・・・成分が繰り返し高音側へ所定の遷移速度で遷移していく無限音階の変調音色を生成させる。

図６（Ｂ）に、初期化された変調フィルタの特性を示すグラフを模式的に示す。このグラフの横軸は周波数を表し、縦軸は利得（ゲイン）を表す。グラフ中の線IIは、コムフィルタ機能４ａの利得の周波数特性を示す。線IIに示すように、このコムフィルタ機能４ａでは、ある時点での基本周波数ｆ０の倍音列の一部のｆ１，ｆ２，・・・，ｆ６の周波数成分に高い利得ｇ１を付与し、それ以外の周波数成分には低い利得ｇ２を付与している。例えば、利得ｇ１＝１．２ｄＢ、利得ｇ２＝０．０ｄＢでもよい。

そして、図６（Ｂ）に矢印で示すように、これらの基本周波数ｆ０及びその倍音列ｆ１〜ｆ６の周波数が時間の経過ともに、高周波側へ遷移しながら、包絡線Ｅに従って利得を変化している。この初期化された変調フィルタを使用することにより、無限音階効果を発生させることができる。
なお、この包絡線Ｅの形状は、台形に限定されず、例えば、末広がりの釣鐘形でもよい。

また、図６（Ｃ）に、変更後の変調フィルタの特性を示すグラフを模式的に示す。このグラフの横軸は周波数を表し、縦軸は利得（ゲイン）を表す。グラフ中の線IIIは、変更後の変調フィルタの利得の周波数特性を示す。線IIIに示すように、この変更後の変調フィルタでは、周波数に関係なく一定の利得ｇ４が付与される。例えば、利得ｇ４＝０．０ｄＢである。図６（Ｃ）の変更後の変調フィルタでは、音色が高音側へ遷移することはなく、無限音階効果は生じない。

そして、制御部８は、障害物の挙動変化の前後で接近音を変化させるように、変調音色生成部４に、障害物の挙動変化後、遷移が停止した変調音色を生成させる。

第２実施形態では、制御部８は、画像処理部７が挙動変化を検出する前は、変調音色生成部４を制御し、図６（Ｂ）の初期化された変調フィルタを使用して、変調音色を生成させる。

図６（Ｄ）に、変調音色のグラフを模式的に示す。グラフの横軸は周波数を表し、縦軸は音圧を表す。グラフ中の曲線IVは、歩行者等の挙動変化検出前の変調音色の音圧の周波数特性を示す。曲線IVに示すように、挙動変化検出前の変調音色は、図６（Ａ）に示した原音色をベースとし、基本周波数ｆ０及びその倍音列の周波数ｆ１〜ｆ６に音圧ピークｐ０〜ｐ６をそれぞれ有する。これらの音圧ピークｐ０〜ｐ６は、基本周波数及びその倍音列の周波数が高周波側へ遷移するのに従って高周波側へ遷移する。これにより、変調音色の接近音は、これを聞いた人間に、周波数の持続的な上昇を錯覚させる無限音階の効果を生じさせることができる。

また、各ピークの音圧は、基本周波数が高周波側へ遷移するにつれて、低周波域で漸増し、高周波域で漸減する。これにより、利得の高い基本周波数及びその倍音列の周波数成分は、低周波側からフェードインし、高周波側へ遷移するにつれてフェードアウトする。これにより、違和感無く無限音階効果を生じさせることができる。

一方、制御部８は、画像処理部７が挙動変化を検出した後は、変調音色生成部４を制御して、図６（Ｃ）の変更後の変調フィルタを使用して、図６（Ｄ）に破線Ｖで示す、原音色と実質的に同じ変調音色を生成させる。この変調音色は、基本周波数は高周波側遷移せず、無限音階を発生させない。

このように、無限音階は、元の音色の周波数特性を実質的に保ったまま、これを聞く人間に周波数の持続的な上昇を錯覚させる効果を有する。このため、車両の接近をより強く感じさせることができる。そして、挙動変化後に、無限音階の遷移を停止させることによって、発音装置による不必要な騒音発生の抑制を図ることができる。また、変調音色生成４で使用する変調フィルタを切り換えることにより、挙動変化の前後で接近音の音色を急激に変化させることができる。

なお、挙動変化後に選択する変調フィルタとして、図６（Ｃ）に示すものではなく、図６（Ｂ）に示す初期化された変調フィルタのピークの周波数の遷移速度を減速したものを使用してもよい。挙動検出前後で変調フィルタを切り換えることによって、無限音階の遷移速度を急激に低下させることができる。

上述の実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組み合わせを行うことができ、これに限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、１つの基本周波数についての倍音列に高い利得を付与して変調音色を生成した例を説明したが、本発明では、基本周波数は１つに限られず、位相の異なる複数の基本周波数それぞれの倍音列に高い利得を使用して変調音色を生成してもよい。

また、上述の実施形態では、補正フィルタ機能が台形波形の利得の周波数特性を有する例について説明したが、本発明では、補正フィルタ機能の特性はこれに限定されず、例えば、末広がりの釣鐘形の波形となる利得の周波数特性を与えてもよい。

本発明の車両用発音装置は、例えば、電気自動車及びハイブリッド自動車をはじめとする走行時の騒音が小さい車両に搭載して利用可能である。
ところで、歩行者等の障害物の挙動変化によって接近音の音色や音圧が変化するということは、歩行者等が自己の行動によって能動的に接近音を変化させることができることを意味する。さらに、接近音が変化することによって、歩行者等は、車両側が歩行者等の行動を検出したことを知ることができる。したがって、本発明の車両用発音装置は、車両と歩行者等との間の相互コミュニケーションを実現する手段の一つとして使用することもできる。そして、本発明の車両用発音装置を使用することによって、歩行者等が自己の行動によって車両側に働きかけることができるため、歩行者等が車両から一方的に騒音を受けて不安や不満を感じ得る状況の改善を図ることができる。

１作動条件判定部
２原音色生成部
３メモリ
４音色変調部
５発音音圧設定部
６スピーカ
７画像処理部
９車速センサ
１０ホーンスイッチ
１１エンジン回転センサ
１２アクセル開度センサ
１３カメラ
１４マイク
１００ＥＣＵ

Claims

車両外部に車両の接近を報知する車両用発音装置であって、
車両の接近を想起させるための接近音の原音色を生成する原音色生成手段と、
上記原音色から変調音色を生成する変調音色生成手段と、
上記変調音色の接近音の発音音圧を設定する音圧設定手段と、
設定された発音音圧で、車両外部へ上記変調音色の接近音を発音する発音手段と、
車外の障害物の挙動変化を検出する障害物検出手段と、
上記障害物の挙動変化の前後で接近音を変化させるように、上記変調音色生成手段及び音圧設定手段の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備有し、
上記制御手段は、上記障害物の挙動変化前に、基本周波数及びこの基本周波数の倍音列の周波数成分が繰り返し高音側へ所定の遷移速度で遷移していく無限音階の変調音色が生成され、かつ、上記障害物の挙動変化後に、上記遷移速度が低下し又は遷移が停止した変調音色が生成されるように、上記変調音色生成部を制御する
ことを特徴とする車両用発音装置。
車両外部に車両の接近を報知する車両用発音装置であって、
車両の接近を想起させるための接近音の原音色を生成する原音色生成手段と、
上記原音色から変調音色を生成する変調音色生成手段と、
上記変調音色の接近音の発音音圧を設定する音圧設定手段と、
設定された発音音圧で、車両外部へ上記変調音色の接近音を発音する発音手段と、
車外の障害物の挙動変化を検出する障害物検出手段と、
上記障害物の挙動変化の前後で接近音を変化させるように、上記変調音色生成手段及び音圧設定手段の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備有し、
上記障害物の挙動変化には、上記障害物による車両確認行動と、上記障害物による車両回避行動とが含まれ、
上記制御手段は、上記障害物による車両確認行動の前後で接近音を変化させ、かつ、上記障害物による車両回避行動の前後で接近音を更に変化させるように、上記変調音色生成手段及び音圧設定手段の少なくとも一方を制御する
ことを特徴とする車両用発音装置。
上記制御手段は、上記障害物の挙動変化の前後で接近音を急激に変化させるように、上記変調音色生成手段及び音圧設定手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする、請求項１又は２記載の車両用発音装置。
上記制御手段は、上記障害物の挙動変化後の接近音の音圧を、挙動変化前の接近音の音圧よりも低下させるように、上記音圧設定手段を制御することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用発音装置。
上記制御手段は、上記障害物による挙動変化を検出するまで接近音の音圧を徐々に大きくするように、上記音圧設定手段を制御することを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両用発音装置。
接近音の原音色生成用データを車両の走行状態と対応させて格納したメモリを更に有し、
上記原音色生成手段は、車両の走行状態に対応した原音色生成用データを読み出し、上記原音色を生成することを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の車両用発音装置。