(57)【要約】【課題】昇圧時のスイッチングノイズによる放送受信装置の聴感ノイズを低減する車両用電装システム、オーディオ装置及び制御方法を提供すること。【解決手段】停車時にエンジンを自動停止し、エンジン始動時に、昇圧回路１５によりバッテリー電圧を昇圧してオーディオ装置１７に供給する車両用電装システム１００であって、オーディオ装置１７が受信している放送の受信周波数と、昇圧回路１５がスイッチ素子２２をスイッチングするスイッチング周波数に基づき、ビート音が発生すると判定された場合、オーディオ装置１７が出力する放送の音声を消音する、ことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
停車時にエンジンを自動停止し、エンジン始動時に、昇圧回路によりバッテリー電圧を昇圧してオーディオ装置に供給する車両用電装システムであって
前記オーディオ装置が受信している放送の受信周波数と、前記昇圧回路がスイッチ素子をスイッチングするスイッチング周波数に基づき、ビート音が発生すると判定された場合、前記オーディオ装置が出力する前記放送の音声を消音する、
ことを特徴とする車両用電装システム。
【請求項２】
エンジン始動制御の開始から終了までの間のみ、前記放送の音声を消音する、ことを特徴とする請求項１記載の車両用電装システム。
【請求項３】
ビート音を発生するか否かは、
受信周波数と、スイッチング周波数を逓倍した値との差の絶対値が、可聴周波数未満か否かに基づき判定される、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用電装システム。
【請求項４】
停車時にエンジンを自動停止する車両に搭載され、エンジン始動時に、昇圧回路により昇圧されたバッテリー電圧が供給されるオーディオ装置において、
受信している放送の受信周波数と、前記昇圧回路がスイッチ素子をスイッチングするスイッチング周波数に基づき、ビート音が発生すると判定された場合、前記放送の音声を消音する、
ことを特徴とするオーディオ装置。
【請求項５】
停車時にエンジンを自動停止し、エンジン始動時に、昇圧回路によりバッテリー電圧を昇圧してオーディオ装置に供給する車両用電装システムの制御方法であって
前記オーディオ装置が受信している放送の受信周波数と、前記昇圧回路がスイッチ素子をスイッチングするスイッチング周波数に基づき、ビート音が発生すると判定された場合、前記オーディオ装置が出力する前記放送の音声を消音する、
ことを特徴とする車両用電装システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン始動時に、昇圧回路によりバッテリー電圧を昇圧してオーディオ装置に供給する車両用電装システム、オーディオ装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジオ放送、テレビジョン放送など等の放送を受信する受信装置、特に、振幅変調方式の放送を受信装置は、デジタルデバイスの作動、負荷の変動等により発生するパルス状のノイズを受けやすい。
【０００３】
このような放送の受信装置は車両にも搭載されており、車両ではＰＷＭ信号によるスイッチング制御やモータ制御等が用いられていることから、受信した放送のノイズを低減する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。特許文献１には、ラジオ放送の受信周波数と車載機器のスイッチング周波数とにより生成されるビート信号の周波数が、音声周波数帯域幅の上限よりも高くなるように、スイッチング周波数を設定するシステムが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、チューナが動作するＡＭやＦＭラジオを受信する際は、高調波を発生する昇圧回路を停止させる技術が開示されている。
【０００５】
また、車両には、運転者のブレーキペダルの操作がなくても車両を制動するためブレーキアクチュエータを備えるものがあるが、特許文献３には、液圧を得るためのポンプモータの駆動により生じる高調波が、放送の受信電波のノイズとならいよう、ポンプモータの回転数を調整し、また、ラジオの音量を低下させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２１１４５１号公報
【特許文献２】特開平９−２１４２６１号公報
【特許文献３】特開２００６−３０３９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１又は３に記載されているようにスイッチング周波数やモータの回転数を可変させると、周波数や回転数を上げた場合には、スイッチング素子の発熱が増大するため放熱性を確保する必要が生じ、周波数を下げた場合、出力のリップルが増えるため昇圧コイルやフィルタ回路の性能を向上させる必要が生じる。すなわち、コストが増大するという新たな課題をもたらす。
【０００７】
また、特許文献２に記載されているように昇圧回路を停止させてしまうと、電源電圧の昇圧が必要な車載機器の動作が困難になるという新たな課題をもたらす。
【０００８】
ところで、車両にはいわゆるアイドリングストップとして、車両の停止時に自動的にエンジンを停止させる機能を備えたものがある。アイドリングストップ状態からエンジン始動条件を満たすとエンジンが再始動するが、エンジン始動時はエンジンのクランキングに優先的に電力が供給されるため、オーディオ装置やエアコン等の電装品への電力供給は一時的にストップされることが多い。しかしながら、エンジン始動時の電装品の機能停止を回避するため、エンジン始動時にバッテリーの電圧を高めに昇圧することで、エンジン始動により電装品への電圧が降下することを防止し、エンジン始動時も電装品の使用が妨げられない電装システムが考えられている。
【０００９】
ところが、エンジン始動時にバッテリー電圧を高めにすると、昇圧回路のスイッチング周波数と放送の受診周波数のビート信号が可聴ノイズとしてスピーカから出力されることがある。
【００１０】
この点、特許文献３記載の技術は、ポンプモータの駆動により生じる高調波が受信周波数に対し所定範囲の場合、ラジオの音量を下げたりラジオの電源を切るが、アイドリングストップ後のエンジン始動の際の、可聴ノイズについては記載されていない。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、停車時にエンジンを自動停止し、エンジン始動時にバッテリーからの電圧を昇圧して電装品に供給する電装システムであって、昇圧時のスイッチングノイズによる放送受信装置の聴感ノイズを低減する車両用電装システム、オーディオ装置及び制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題に鑑み、本発明は、停車時にエンジンを自動停止し、エンジン始動時に、昇圧回路によりバッテリー電圧を昇圧してオーディオ装置に供給する車両用電装システムであってオーディオ装置が受信している放送の受信周波数と、昇圧回路がスイッチ素子をスイッチングするスイッチング周波数に基づき、ビート音が発生すると判定された場合、オーディオ装置が出力する前記放送の音声を消音する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
昇圧時のスイッチングノイズによる放送受信装置の聴感ノイズを低減する車両用電装システム、オーディオ装置及び制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の電装システム１００の特徴的な手順の一例を示すフローチャート図である。本実施形態の電装システム１００は、車両の停車時にエンジンを自動停止するアイドリングストップ機能を有する車両に搭載され、エンジン始動時（エンジン始動条件を満たすことによる自動的な始動でも、マニュアル始動でもよい）にオーディオ装置１７などの電装品にバッテリー１６から供給される電圧を昇圧して供給する。これにより、エンジン始動時でも電装品へ供給される電圧降下を抑制し、乗員が電装品を使用することを可能にできる。
【００１５】
したがって、まず、車両が停車してエンジン停止条件を満たすと、アイドリングストップとして例えばエンジンＥＣＵ（electronic  control  unit）１３がエンジンを停止する（Ｓ１０）。
【００１６】
そして、エンジン始動時、昇圧回路１５は、所定のスイッチング周波数でスイッチ素子をスイッチングすることで、電装品に必要な電圧（例えば、１２〜１３Ｖ）に昇圧する（Ｓ２０）。
【００１７】
本実施形態の電装システム１００は、オーディオ装置１７が受信する放送の受信周波数Ｒとスイッチング周波数Ｐによりビート音が発生する可能性があるか否かを判定し（Ｓ３０）、ビート音が発生する可能性がある場合は、オーディオ装置１７の音声をミュート（消音）する（Ｓ４０）。
【００１８】
したがって、本実施形態の電装システム１００は、高価なフィルタなどを用いることなく、昇圧回路１５のスイッチングにより生じる可聴ノイズを低減することができる。信号停止などにより頻繁にアイドリングストップが発生しても、音声をミュートするので可聴ノイズに乗員が不快感を感じることがなく、スイッチング周波数と受信周波数が所定の関係の場合のみミュートするので、音声が途切れることを最小限に抑制できる。
【００１９】
なお、アイドリングストップ後のエンジン始動時だけでなく、駐停車状態からエンジンを始動する際に同様の制御を適用してもよい。
【００２０】
図２は、電装システム１００の構成図の一例を示す。電装システム１００は、エンジンＥＣＵ１３から供給されるエンジン始動指示信号に基づきエンジンの始動を制御するスタータ制御ＥＣＵ１２、バッテリー１６から供給される電圧を昇圧する昇圧回路１５、及び、オーディオ装置１７を有する。オーディオ装置１７が電装品の一態様である。
【００２１】
図示するように、バッテリー電圧は昇圧回路１５により昇圧され、定電圧電流がオーディオ装置１７に供給されるが、スイッチングコントローラ２１のスイッチング周波数がフィルタ２６を通過してオーディオ装置１７に到達するおそれがある。この高調波（逓倍した場合を含む）がラジオなどの放送（特に振幅変調するＡＭラジオ）の受信周波数に近いと、ビート音が可聴される。
【００２２】
そこで、スイッチングコントローラ２１はオーディオ装置１７から受信周波数情報を取得し、ビート音を発生させるおそれがある場合は、ミュート指示信号をオーディオ装置１７に送出する。これにより放送の音声がミュートされるので、ビート音がスピーカ３８から出力されることを防止できる。
【００２３】
図では、スイッチングコントローラ２１が、オーディオ装置１７にミュート指示信号を送出することとしたが、エンジン始動がスピーカ３８のミュートのトリガーになるので、スイッチング周波数が固定であれば、スタータ制御ＥＣＵ１２、エンジンＥＣＵ１３、又は、オーディオ装置１７のいずれが、ミュート指示信号を生成してもよい。特にオーディオ装置１７が制御する場合、オーディオ装置１７にとって受信周波数が既知なので、エンジン始動指示信号を受信するだけで、ミュートするか否かを判定できる。一方、スイッチング周波数が固定でない場合、スイッチングコントローラ２１がミュート指示信号を出力することが好適となる。本実施形態では、図示するようにスイッチングコントローラ２１がミュート指示信号するものとする。
【００２４】
なお、スイッチングコントローラ２１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ、入出力インターフェイス及びＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）を備えたマイコンを実体とする。
【００２５】
〔エンジン停止条件、エンジン始動条件〕
アイドリングストップにおけるエンジン停止条件について説明する。アイドリングストップのエンジン停止条件は、例えば、車速がゼロになったこと、シフトポジションがニュートラルになったこと、ブレーキペダルが踏み込まれていること、等の条件を全て満たし、さらにその状態が数秒程度継続することである。
【００２６】
図ではエンジンＥＣＵ１３が、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）などの車載ＬＡＮを介して受信した、車速センサが検出した車速情報、シフトポジションセンサが検出したシフトポジション情報、ストップランプＳＷセンサが検出したストップランプＳＷ情報に基づき、エンジン停止条件が成立したか否かを判定する。
【００２７】
エンジンＥＣＵ１３は、エンジン停止条件が成立すると、燃焼室への燃料供給、点火装置の点火等を停止する。これにより、エンジン回転数は徐々に低下して停止する。
【００２８】
また、エンジン始動条件が成立すると、エンジンＥＣＵ１３は、スタータ制御ＥＣＵ１２にエンジン始動指示信号を送出する。エンジン始動条件は、例えば運転者がブレーキペダルの踏み込みを解消した場合である。なお、坂路ではエンジン停止条件を満たしても元々アイドリングストップしないようになっているので、坂路でブレーキペダルを離してからエンジン始動までのタイムラグにより車両が後退することはない。
【００２９】
〔エンジンスタート制御〕
エンジンスタート制御は公知のものである。エンジン始動指示信号を受信したスタータ制御ＥＣＵ１２は、スタータリレー１１をオンに駆動してスタータ１４を起動させると共に、スタータリレー１１をオンに駆動している間、昇圧指示信号をスイッチングコントローラ２１に送出する。
【００３０】
スタータ１４は、エンジンが所定の回転数になるまでエンジンの回転を補助する。クランクシャフトを回転させるため、リングギヤ及びピニオンを介してフライホイールを回転駆動するスタータモータは、バッテリー１６からの電力供給を受けてクランキング抵抗に打ち勝つ駆動力でエンジンを回転させる。
【００３１】
エンジンが回転し始めると、燃焼室内で起こる燃料の爆発によって生じる動力がエンジンの回転に寄与し、スタータモータにかかる負荷が低下する。エンジンは、回転数が増すに連れて燃料の爆発によって発生する動力が増大し、スタータモータよりも高速で回転するようになるが、クラッチ機構によってスタータモータの過回転は生じないようになっている。
【００３２】
クランクポジションセンサ等によりエンジンの回転数が所定以上になったことが検知されると、スタータ１４は、スタータモータとフライホイールと切り離して停止させ、バッテリー１６からの電流の供給も停止させる。また、スタータ制御ＥＣＵ１２は、エンジンが自力で回転するようになると昇圧指示信号を停止する。したがって、昇圧指示信号はエンジン始動時のみ（スタータ１４の作動時のみ）、スイッチングコントローラ２１に供給される。時間的には数秒である。
【００３３】
〔昇圧回路１５〕
図示する昇圧回路１５は昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータであるが、スイッチ素子のスイッチングにより直流電源を昇圧するものであればよい。昇圧回路１５は、バッテリー１６の一端に接続されたリアクトル２３と、リアクトル２３に並列に接続されたコンデンサ２４と、コレクタ端子がリアクトル２３に接続されかつエミッタ端子が接地されたスイッチング素子としてのトランジスタ２２と、トランジスタ２２と並列に接続された整流素子としてのダイオード２５と、ダイオード２５に直列に接続されたコンデンサ２７と、コンデンサ２７と並列に接続されたフィルタ２６と、トランジスタ２２のベース端子に制御パルス信号を付与するスイッチングコントローラ２１と、を有する。
【００３４】
スイッチングコントローラ２１は、昇圧指示信号が供給されている間、所定のスイッチング周波数でＰＷＭ信号をトランジスタ２２のベース端子に付与する。本実施形態では、スイッチング周波数を例えば２２１ｋＨｚの固定とするが、スイッチング周波数は可変であってもよい。
【００３５】
昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータは、トランジスタ２２のオン／オフによる急激な変化によりリアクトル２３に起電力を生じさせ、スイッチオン時に蓄えられた電力がスイッチオフ時に放出されることでバッテリー１６の電圧を昇圧する。なお、スイッチングコントローラ２１は、オーディオ装置１７への出力が１３Ｖ程度となるように、出力電圧をフィードバックしてＰＷＭ信号のオン・デューティーを変化させる。
【００３６】
これにより得られた定格の定電圧電流はフィルタ２６により平坦化されオーディオ装置１７に供給される。したがって、スタータモータの駆動によりバッテリー１６から供給される電圧が低下しても、オーディオ装置１７は影響なく作動することができる。なお、オーディオ装置１７以外の他の負荷、例えば、ディスプレイ、室内灯、エアコン等に定電圧電流を供給してもよい。
【００３７】
〔オーディオ装置１７〕
図３は、オーディオ装置１７のうちＡＭラジオの実装部の構成を概略的に説明する図の一例である。アンテナ３０で受信したＡＭラジオの受信電波は増幅器３１で増幅されたあと、混合回路３２に供給され、局部発振回路３９が生成した局部発信信号と混合される。
【００３８】
局部発振回路３９は、コントローラ４０から供給される選曲信号とフィードバックした局部発信信号とを比較して、比較結果を可変容量ダイオードに供給する。可変容量ダイオードにより選局信号に一致するよう所望の局部発振信号が生成される。なお、バリアブルコンデンサを使ってマニュアルチューニングすることで選局してもよい。
【００３９】
混合回路３２は、受信信号と局部発振信号を混合して中間周波数信号に変換し、ＩＦフィルタ３３は中間周波数信号を帯域制限し、ＡＧＣアンプ３４が自動利得制御する。したがって、受信電波の強度が変動しても、ほぼ一定の信号強度に調整される。中間周波数信号はＡＭ検波器３５でＡＭ検波されることで音声信号に変換され、ミュート回路３６を介してスピーカ３８から出力される。ミュート回路３６はこの音声信号を遮断するもので、コントローラ４０がミュート回路３６を作動させると音量に関係なく、スピーカ３８から音声信号が出力されなくなる。
【００４０】
このように、ユーザが放送局を選局した場合、局部発振回路３９により受信周波数は既知となる。また、オーディオ装置１７が選局を自動チューニングする場合、局部発振回路３９が局部発振信号を順次変えていきながら、ＡＧＣアンプ３４の出力するＡＧＣ電圧を監視し、それが所定値以上になったことをコントローラ４０が検知することにより、自動チューニングした受信周波数を検出する。したがって、ユーザが選局したか自動チューニングかを問わず、コントローラ４０は受信周波数を検知できる。
【００４１】
そして、コントローラ４０は、検知結果に従い受信周波数情報をスイッチングコントローラ２１に供給する。受信周波数情報の通知方法は、例えばＣＡＮプロトコルで受信周波数そのものを送信してもよいし、予め定めておいた識別用のパルス信号（例えば、Ａ局なら００１、Ｂ局なら０１０等）により通知してもよい。
【００４２】
図４は、ミュート回路３６の一例を示す図である。ＡＭ検波器３５と増幅器３７の間に設けられたミュート回路３６は、抵抗Ｒ
、コンデンサＣ、トランジスタＴｒを有する。コンデンサＣ及び抵抗Ｒは音声信号の周波数帯域を通過させるハイパスフィルタを構成しており、トランジスタＴｒ はコントローラ４０からの信号に応じてオン／オフする。また、抵抗ＲはＡＭ検波器３５から出力される音声信号のミュート量を制限する制限抵抗であり、コンデンサＣ
は音声信号を遮断するハイパスフィルタの遮断周波数を考慮して定数が選定されている。
【００４３】
トランジスタＴｒのベースにはコントローラ４０からの制御信号が入力され、コレクタには、抵抗Ｒ及びコンデンサＣにより形成されるハイパスフィルタを介して音声信号が入力されることになる。また、エミッタはグランドに接地されている。
【００４４】
したがって、このミュート回路３６によれば、コントローラ４０がトランジスタＴｒをオンにすると、トランジスタＴｒ
のベース／エミッタ間が導通し、ＡＭ検波器３５が出力した音声信号がグランドに落ちて、増幅器３７に到達する音声信号が減衰してミュートされる。
【００４５】
〔電装システム１００の動作手順〕
図５は、スイッチングコントローラ２１がオーディオ装置１７の音声をミュートする手順示すフローチャート図の一例である。図５のフローチャート図は、例えば所定のサイクル時間毎に繰り返し実行される。
【００４６】
まず、スイッチングコントローラ２１は、オーディオ装置１７から受信周波数情報を取得する（Ｓ１１０）。
【００４７】
また、スイッチングコントローラ２１は、スタータ制御ＥＣＵ１２から昇圧指示信号を受信したか否かを判定する（Ｓ１２０）。昇圧指示信号が受信されない場合（Ｓ１２０のＮｏ）、処理を終了し、サイクル時間毎に図５の処理を繰り返す。なお、ミュート指示信号が出力されている場合はそれを停止する（Ｓ１６０）。ミュート信号信号は継続的に出力されても、出力すべき時にのみ出力されてもよい。
【００４８】
昇圧指示信号が受信された場合（Ｓ１２０のＹｅｓ）、スイッチングコントローラ２１は出力電圧が約１３Ｖになるようにオン・デューティーを調整しながらトランジスタ２２をスイッチング周波数ＰでＰＷＭ制御する（Ｓ１３０）。
【００４９】
ついで、スイッチングコントローラ２１は、受信周波数Ｒとスイッチング周波数Ｐに｜Ｒ−ｎ・Ｐ｜＜Ｓの関係があるか否かを判定する（Ｓ１４０）。ここでｎは１以上の整数（逓倍値）、Ｓは可聴周波数（例えば５ｋＨｚ）である。
【００５０】
オーディオ装置１７の受信周波数Ｒが６６６ｋＨｚ、スイッチング周波数Ｐが２２１ｋＨｚとすると、ｎが３の場合に、｜６６６−３・２２１｜＝３となる。すなわち、｜Ｒ−ｎ・Ｐ｜が可聴周波数未満となるので、ビート音が発生するおそれがある。
【００５１】
以上から、｜Ｒ−ｎ・Ｐ｜＜Ｓの場合（Ｓ１４０のＹｅｓ）、スイッチングコントローラ２１はミュート指示信号をオーディオ装置１７に送信する（Ｓ１５０）。
【００５２】
なお、次の実行サイクルで昇圧指示信号が受信されないと（Ｓ１２０のＮｏ）、スイッチングコントローラ２１は、ミュート指示信号を停止する（Ｓ１６０）。したがって、昇圧指示信号が受信される、数秒間のみオーディオ装置１７をミュートさせることができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の電装システム１００は、アイドリングストップ毎のエンジン始動時に、バッテリー１６からの電圧を昇圧して電装品に供給する際、スピーカ３８からビート音が流れることを防止できる。フィルタ２６を高性能化する必要がないので、コストを低減できる。
【００５４】
なお、本実施形態では、単にミュートすることとしたが、ミュートしている数秒間に予め記憶している音楽を再生してもよい。これにより、無音状態により乗員が感じる違和感を低減できる。この場合、ミュート指示信号が停止されても、数秒程度の音楽を最後まで出力することで、ミュートが必要な状態では一定時間音楽が流れ、乗員に安心感を与えることが可能となる。したがって、この音楽はエンジン始動に必要な時間よりも若干長めに調整されている。また、再生時間の異なるいくつかの音楽を用意しておき、前回のエンジン始動に必要な時間を検出し、その時間に応じて再生する音楽を選択してもよい。音楽の代わりに「エンジン始動」などのメッセージを再生してもよい。
【００５５】
また、ビート音が可聴されても、乗員はオーディオ装置１７が受信した放送の音声を楽しみたい場合があるので、オーディオ装置１７の設定によりエンジン始動時にミュートするか否かを選択できるようになっている。
【００５６】
また、本実施形態では、ビート音を発生させる特定の受診周波数でのみ放送の音声をミュートしたが、全てのラジオ放送に対し音声をミュートしてもよい。これにより、エンジン始動時に特定の放送局のみの音声をミュートすることがなく、乗員の違和感を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】電装システムの特徴的な手順の一例を示すフローチャート図である。
【図２】電装システムの構成図の一例である。
【図３】オーディオ装置のうちＡＭラジオの実装部の構成を概略的に説明する図の一例である。
【図４】ミュート回路の一例を示す図である。
【図５】スイッチングコントローラがオーディオ装置の音声をミュートする手順示すフローチャート図の一例である。
【符号の説明】
【００５８】
１２      スタータ制御ＥＣＵ
１３      エンジンＥＣＵ
１４      スタータ
１５      昇圧回路
１６      バッテリー
１７      オーディオ装置
２１      スイッチングコントローラ
３６      ミュート回路
４０      コントローラ
１００    電装システム
【図１】
2010064583.tif 000003
【図２】
2010064583.tif 000004
【図３】
2010064583.tif 000005
【図４】
2010064583.tif 000006
【図５】
2010064583.tif 000007