(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内に設けられたスピーカと、
前記車両において発生したエンジン音または擬似的なエンジン音を表すエンジン音信号を生成し、前記スピーカに供給するエンジン音信号生成手段と、
オイル交換時期の到来またはエンジンの連続高速回転運転を走行距離メータまたはエンジン回転数センサによる計測結果に基づいて監視し、所定の監視結果が得られた場合に、周期的に振動する変調信号を生成する制御手段と、
前記変調信号により前記スピーカに供給されるエンジン音信号の振幅変調を行う変調手段と、
を具備することを特徴とする車両用警告装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
指示された変調信号を生成する変調信号生成部と、
オイル交換時期の到来を示す警告情報とエンジンの連続高速回転運転を示す警告情報とについて、何れか警告情報の発生要件を満たす監視結果が得られた場合に、該当する警告情報を発生し、その警告情報について予め定義された態様での変調信号の生成を前記変調信号生成部に指示する車両状態判定部と
を具備することを特徴とする請求項１に記載の車両用警告装置。
【請求項３】
車両において発生するエンジン音を収音する収音手段を具備し、
前記エンジン音信号生成手段は、前記収音手段により収音されたエンジン音を表すエンジン音信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用警告装置。
【請求項４】
エンジンの爆発タイミングを検出する手段を具備し、
前記車両状態判定部は、エンジンの爆発タイミングの周波数である基本周波数に対し、前記警告情報により定まる周波数補正係数を乗じた周波数を有し、かつ、前記警告情報により定まる振幅を持った変調信号の生成を前記変調信号生成部に指示することを特徴とする請求項２に記載の車両用警告装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両内においてエンジン等の状態に応じた警告音を発生する車両用警告装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
安全運転を行うためには、エンジンオイルの劣化やエンジンの状態の悪化を早期に発見し、故障を未然に防ぐことが必要である。しかしながら、運転者は、走行中は運転に集中しているので、エンジンの状態が悪化していても、これに気がつかない場合が多い。また、エンジンオイルについても、よほど注意していないと、交換時期を過ぎているのに交換がなされない、ということになりがちである。このような問題に鑑み、例えば特許文献１は、エンジン音周波数、エンジン温度等をセンサにより検知し、その結果からエンジンなどの異常が認められる場合に警告音を発生する装置を提案している。
【特許文献１】実用新案登録第３０９６５５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の装置によれば、運転者は、警告音の鳴ったときに、エンジン等に異常が発生しているどうかを調べ、必要な事故防止策をとることができる。しかし、警告音が、ブザー音やチャイム音などであると、そのような音は生々しさに欠け、次第に運転者の注意を惹かなくなる。一方、警告音が運転者を驚かせるような音であると、却って安全運転の妨げになる。
【０００４】
この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、車両の状態を示す警告音として、運転者にとって説得力のある音を発生することができる車両用警告装置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】
【０００５】
この発明は、車両内に設けられたスピーカと、前記車両において発生したエンジン音または擬似的なエンジン音を表すエンジン音信号を生成し、前記スピーカに供給するエンジン音信号生成手段と、車両の状態を監視し、所定の監視結果が得られた場合に、周期的に振動する変調信号を生成する制御手段と、前記変調信号により前記スピーカに供給されるエンジン音信号の振幅変調を行う変調手段とを具備することを特徴とする車両用警告装置を提供する。
かかる発明によれば、警告情報の発生により、エンジン音信号に振幅変調が施され、これにより不快なエンジン音がスピーカから出力されるので、運転者に何らかの警告情報の発生を気づかせ、適切な処置を行わせることができる。また、スピーカから再生される音は、元々発生しているエンジン音を加工したものであるため、不快な音であるとはいえ、運転者にとっては自然な音であり、安全運転の妨げにならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態である車両用警告装置の構成を示すブロック図である。この車両用警告装置は、車両の状態を監視し、この監視により、エンジンの点検やオイル交換などに関する警告の時期の到来を検知した場合に、収音により得られるエンジン音信号に振幅変調を加えて運転者に提供するものである。
【０００７】
図１に示す例では、吸気音、エンジンルーム内の音、排気音、車外音がエンジン音の構成要素として選択されており、マイク１１〜１４は、それらの音を収音可能な各位置に配置されている。フィルタ２１〜２４は、マイク１１〜１４から得られる各電気信号から吸気音としての特徴を有する成分、エンジンルーム内の音としての特徴を有する成分、排気音としての特徴を有する成分、車外音としての特徴を有する成分を各々選択して出力するフィルタである。ミキサ３０は、フィルタ２１〜２４を通過した音声信号から左右２チャネルのエンジン音信号ＸＬおよびＸＲを合成して出力する。変調部４０は、警告制御部１００から与えられる変調信号ｍ（ｔ）によりエンジン音信号ＸＬおよびＸＲを各々振幅変調し、エンジン音信号ＹＬおよびＹＲを出力する装置である。なお、警告制御部１００および変調信号ｍ（ｔ）については後述する。
【０００８】
信号処理部５０は、エンジン音信号ＹＬおよびＹＲに各々所定の信号処理を施して左右２チャネルのスピーカ６０Ｌおよび６０Ｒに出力する回路である。エンジン音信号ＹＬおよびＹＲは、この信号処理部５０内の、左右の各チャネルに対応したＡＴＴ（減衰器）５１Ｌおよび５１Ｒと、ＨＰＦ（高域通過フィルタ）５２Ｌおよび５２Ｒと、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）５３Ｌおよび５３Ｒと、遮音特性フィルタ５４Ｌおよび５４Ｒとを順次通過し、最終的なエンジン音信号ＺＬおよびＺＲとしてスピーカ６０Ｌおよび６０Ｒに各々出力される。
【０００９】
ここで、ＡＴＴ５１Ｌおよび５１Ｒは、エンジン音信号ＹＬおよびＹＲのレベルをスピーカ駆動に適したレベルに調整する回路である。ＨＰＦ５２Ｌおよび５２ＲとＬＰＦ５３Ｌおよび５３Ｒは、スピーカ６０Ｌおよび６０Ｒから出力するのに適さない不要な高域成分および低域成分をＡＴＴ５１Ｌおよび５１Ｒの各出力信号から除去する。遮音特性フィルタ５４Ｌおよび５４Ｒは、車両のボディの遮音特性、すなわち、エンジンから車両のボディを介して運転者の耳に至る音の伝達系の特性をシミュレートしたフィルタである。
【００１０】
警告制御部１００は、車両状態判定部１０１と、この車両状態判定部１０１による制御の下、上述した変調信号ｍ（ｔ）を生成する変調信号生成部１０２とを有している。図２は変調信号生成部１０２によって生成される変調信号ｍ（ｔ）の波形を例示する波形図である。本実施形態において変調信号生成部１０２は、「１」を最大振幅値とする正弦波、より詳しくは次式に示す波形の変調信号ｍ（ｔ）を生成する。
ｍ（ｔ）＝１−（ｋ／２）・（ｓｉｎ（２πｆｔ＋θ）＋１）  ……（１）
上記式（１）において、ｆは変調信号ｍ（ｔ）の変調周波数、ｋは変調の深さであり、車両状態判定部１０１からの指示により決定される。
【００１１】
車両状態判定部１０１は、エンジン回転数センサ１１１、走行距離メータ１１２などの各種のセンサの計測結果を監視することにより、予め定義された連続高速回転運転、オイル交換時期の到来などの警告情報を発生する機能を備えている。これらの警告情報は、その発生要件、すなわち、車両に関して如何なる監視結果が得られた場合に発生させるかが予め定義されている。車両状態判定部１０１は、いずれかの警告情報の発生要件を満たす監視結果が得られた場合に、その警告情報を発生し、当該警告情報について予め定義された態様での変調信号ｍ（ｔ）の生成を変調信号生成部１０２に指示する。警告情報が何も発生していない場合、車両状態判定部１０１は、変調信号生成部１０２に対し、変調の深さｋとして０を指示する。この場合、変調信号生成部１０２は変調信号ｍ（ｔ）として一定値「１」を出力するため、エンジン音信号ＸＬおよびＸＲはそのまま変調済みエンジン音信号ＹＬおよびＹＲとして信号処理部５０に供給される。
【００１２】
何らかの警告情報が発生している場合、車両状態判定部１０１は、変調信号生成部１０２に対し、０＜ｋ＜１の範囲の変調の深さｋを指示する。また、車両状態判定部１０１は、気筒数Ｎとエンジン回転数ｒ（ｒｐｍ）とから下記式（２）に従い、エンジン音の基音の周波数である基本周波数ｆ０を算出する。次いで車両状態判定部１０１は、この基本周波数ｆ０と周波数補正係数ｊとを用いて下記式（３）により変調周波数ｆを算出し、この変調周波数ｆを変調信号生成部１０２に指示する。
ｆ０＝（１／６０）・ｒ・（Ｎ／２）  （Ｈｚ）……（２）
ｆ＝ｊ・ｆ０                  （Ｈｚ）      ……（３）
ただし、上記式（２）は４サイクルエンジンの場合の基本周波数ｆ０を示している。

【００１３】
パラメータメモリ１２０には、連続高速回転運転、オイル交換時期の到来などの各種の警告情報に対応付けて変調の深さｋおよび周波数補正係数ｊが記憶されている。車両状態判定部１０１は、何らかの警告情報が発生した場合、パラメータメモリ１２０内のその警告情報に対応した変調の深さｋおよび周波数補正係数ｊを読み出し、変調の深さｋと、周波数補正係数ｊから算出される変調周波数ｆを変調信号生成部１０２に指示する。そして、変調信号生成部１０２は、この指示された変調の深さｋおよび変調周波数ｆを持った変調信号ｍ（ｔ）を生成し、変調部４０に供給する。ここで、周波数補正係数ｊが１である場合、変調信号生成部１０２は、エンジンの爆発タイミングと変調信号ｍ（ｔ）の山のタイミングとが一致するように、前掲式（１）の変調信号ｍ（ｔ）の位相角θの調整を行う。これは、周波数補正係数ｊが１の場合において、変調信号ｍ（ｔ）とエンジン音の基音成分との位相差にバラツキが生じ、その影響が変調済みエンジン音信号ＹＬおよびＹＲに現れるのを防ぐためである。
【００１４】
変調部４０では、変調信号生成部１０２により生成された変調信号ｍ（ｔ）によりエンジン音信号ＸＬおよびＸＲが振幅変調され、これにより得られる変調済みエンジン音信号ＹＬおよびＹＲが信号処理部５０を介してスピーカ６０Ｌおよび６０Ｒから出力される。このように振幅変調が加えられたエンジン音は、不快感を運転者に与えるため、何らかの対策をとらなくてはならないことを、説得力をもって運転者に伝えることができる。
【００１５】
不快の程度は、変調の深さｋ、周波数補正係数ｊにより調整可能である。変調の深さｋを大きくすると、スピーカ６０Ｌおよび６０Ｒから出力されるエンジン音の不快度が増すと考えられる。また、周波数補正係数ｊとしては、３／２倍、５／４倍などの単純な整数の組み合わせによる分数では表現することができない値を採用した方が、スピーカ６０Ｌおよび６０Ｒから出力されるエンジン音の不快度が増すと考えられる。従って、エンジンの過負荷の程度など、警告の緊急度に応じた不快度となるように、各種の警告の緊急度を想定して、変調の深さｋと周波数補正係数ｊを用意し、警告の緊急度に応じたものを選択して使用するようにしてもよい。また、警報情報の種類によっては、時間経過や走行距離の増加に従って不快の程度を徐々に、あるいは段階的に増していった方が好ましい場合がある。そのような場合、変調の深さｋと周波数補正係数ｊの組を複数組用意し、時間経過や走行距離の増加に従って各組を順次選択し、エンジン音の振幅変調に使用するようにしてもよい。あるいは、変調の深さｋと周波数補正係数ｊを適切な独立変数（例えば走行距離や時間）の関数として定義しておき、警告情報の発生後、その独立変数の変化に応じて関数値である変調の深さｋと周波数補正係数ｊを変化させるようにしてもよい。
【００１６】
次に本実施形態の動作について説明する。本実施形態において、何ら警告情報が発生していない場合、上述したように変調信号ｍ（ｔ）として一定値「１」が発生される。このため、車両から得られたエンジン音を示すエンジン音信号ＸＬおよびＸＲがそのまま信号処理部５０に供給され、運転者は通常のエンジン音を車内において聴取する。
【００１７】
その後の車両の運転状況によっては警告情報が発生する場合がある。例えば車両状態判定部１０１は、エンジン回転数センサ１１１の出力信号を監視し、エンジンの単位時間当たりの回転数が所定値以上である期間が所定時間以上継続した場合に、連続高速回転運転が行われたと判定し、その旨の警告情報を発生する。この警告情報が発生した場合、車両状態判定部１０１は、パラメータメモリ１２０内の“連続高速回転運転”という警告情報に対応した変調の深さｋおよび周波数補正係数ｊを読み出し、変調の深さｋおよび周波数補正係数ｊから算出される変調周波数ｆを変調信号生成部１０２に指示する。
【００１８】
変調信号生成部１０２では、この指示に従って変調信号ｍ（ｔ）が生成され、この変調信号ｍ（ｔ）によりエンジン音信号ＸＬおよびＸＲが振幅変調され、信号処理部５０を介してスピーカ６０Ｌおよび６０Ｒから出力される。このように振幅変調が加えられたエンジン音は、不快感を運転者に与えるため、エンジンの点検などの対策をとらなくてはならないことを、説得力をもって運転者に伝えることができる。
【００１９】
本実施形態においては、オイル交換を行った場合に操作するリセットボタンが設けられている。車両状態判定部１０１は、このリセットボタンが操作された以後の車両の走行距離を監視し、オイル交換の時期の到来を検知する機能を備えている。図３はこの機能に従って行われるオイル交換の警告動作の例を示すタイムチャートである。
【００２０】
オイル交換が行われ、リセットボタンが操作されると、車両状態判定部１０１は、変調の深さｋを「０」に、周波数補正係数ｊを「１」に初期設定する。以後、車両状態判定部１０１は、走行距離メータ１１２が示す走行距離と、リセットボタン操作時における走行距離との差分、すなわち、オイル交換後の走行距離を監視する。
【００２１】
パラメータメモリ１２０には、オイル交換後の走行距離に応じて変調の深さｋと周波数補正係数ｊが予め記憶されている。車両状態判定部１０１は、オイル交換後の走行距離に対応した変調の深さｋと周波数補正係数ｊをパラメータメモリ１２０から読み出し、変調信号生成部１０２に対する変調の深さｋおよび変調周波数ｆの指示を行う。
【００２２】
図３に示す例では、オイル交換後の走行距離がＬ３となる時点がオイル交換予定とされている。そして、このオイル交換予定の手前の走行距離Ｌ１〜Ｌ２の区間は、周波数補正係数ｊは１のまま走行距離に応じて変調の深さｋを０から所定値ａまで上昇させる動作が行われる。この間、スピーカ６０Ｌおよび６０Ｒから出力されるエンジン音の振幅変調の程度が次第に増してゆくため、運転者は、オイル交換予定が近づいていることに気がつく。その後、走行距離Ｌ２〜Ｌ３の区間は、変調の深さｋは所定値ａに、周波数補正係数ｊは１に維持される。そして、走行距離がＬ３となり、オイル交換予定を迎えると、その後の走行距離Ｌ３〜Ｌ４の区間は、周波数補正係数ｊを１から例えば１．１にずらす動作が行われ、走行距離Ｌ３〜Ｌ５（Ｌ５＞Ｌ４）の区間は、変調の深さｋを所定値ａからこれより大きい所定値ｂに高める動作が行われる。この動作は、例えば、上述したように、予め定義された走行距離を独立変数とする周波数補正係数および変調の深さの関数の値を演算することにより行われる。この場合、変調周波数ｆがエンジン音の基本周波数ｆ０と異なり、しかも、変調周波数ｆと基本周波数ｆ０の比である周波数補正係数ｊが単純な整数の組み合わせによる分数では表現することができない値であるため、スピーカ６０Ｌおよび６０Ｒから出力されるエンジン音は不快な音となる。また、オイル交換予定を過ぎた後、次第に変調の深さｋが高くなるため、スピーカ６０Ｌおよび６０Ｒから出力されるエンジン音の不快度が次第に高まる。この不快なエンジン音に説得され、運転者は、オイル交換をすることとなる。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態によれば、連続高速回転運転、オイル交換時期の到来などの警告情報が発生した場合に、エンジン音に振幅変調が施され、これにより得られる不快なエンジン音がスピーカ６０Ｌおよび６０Ｒから出力されるので、運転者に警告情報の発生を気づかせ、適切な処置を行わせることができる。また、スピーカ６０Ｌおよび６０Ｒから出力される音は、元々発生しているエンジン音を加工したものであるため、不快な音であるとはいえ、運転者にとっては自然な音であり、安全運転の妨げにならない。
【００２４】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明にはこれ以外にも他の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
（１）例えばオイル交換のときはｊ＝１．１、連続高速回転運転の場合はｊ＝１．３というように、警報情報の種類に応じて、振幅変調の態様を切り換え、運転者が振幅変調されたエンジン音を聞き分けることにより警告情報の種類を判別できるようにしてもよい。
（２）電話のベルの間欠のように、エンジン音信号に対する振幅変調を一定時間間隔で間欠的に行なうようにしてもよい。このようにすることで、振幅変調の行われていることが分かりやすくなる。
（３）上記（２）において、振幅変調を付与する時間間隔や振幅変調の継続時間を、オイル交換、連続高速回転運転といった警告情報の種類により変えてもよい。
（４）上記実施形態では、ミキサ３０の後段に変調部４０を設けたが、これと同様に入力信号に対して変調信号ｍ（ｔ）により振幅変調を施して出力する変調部を、ミキサ３０の前段のフィルタ２１〜２４の全部または一部に設けてもよい。あるいはフィルタ２１〜２４の全部に振幅変調部を設けておき、例えばオイル交換の警告情報が発生した場合にはフィルタ２３内の変調部に振幅変調を行わせてエンジン音中の排気音の成分を不快なものとし、例えば連続高速回転運転の警告情報が発生した場合にはフィルタ２２内の変調部に振幅変調を行わせてエンジン音中におけるエンジンルーム内の音の成分を不快なものとする、という具合に振幅変調を行わせる変調部を警告情報の種類により切り換えるようにしてもよい。
（５）上記実施形態では、エンジン音を収音して、これに振幅変調を付与して、警告のためのエンジン音を発生した。しかし、このように実際にエンジン音を収音する代わりに、エンジン音の波形データを予め記憶したメモリから、エンジンの回転数に応じた読み出し速度で波形データを読み出して、擬似エンジン音信号を再生し、この擬似エンジン音信号に対して、警告情報に応じた振幅変調を施してスピーカから出力するようにしてもよい。この態様によれば、エンジンを有しておらず、モータにより走行する車両においても上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
（６）上記実施形態では、変調信号ｍ（ｔ）として正弦波を用いたが、変調信号ｍ（ｔ）は周期的に振動するものであればよく、三角波や矩形波でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の一実施形態である車両用警告装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における変調信号ｍ（ｔ）の波形を例示する波形図である。
【図３】同実施形態の動作例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１００……警告制御部、１０１……車両状態判定部、１０２……変調信号生成部、１１１……エンジン回転数センサ、１１２……走行距離メータ、１２０……パラメータメモリ、１１〜１４……マイク、２１〜２４……フィルタ、３０……ミキサ、４０……変調部、５０……信号処理部、６０Ｌ，６０Ｒ……スピーカ。
【図１】
0004692106.tif 000002
【図２】
0004692106.tif 000003
【図３】
0004692106.tif 000004