(57)【要約】【課題】簡素な構成で車両が走行状態にあることを報知する音を発生する車両制御装置を提供する。【解決手段】電磁ノイズ受信部２０は、車両の駆動源として設けられたモータ１４ａと送受電するインバータ１４ｂの動作によって生じる電磁ノイズを受信する。周波数変換部２２は、電磁ノイズの信号を可聴周波数帯域の信号に変換する。スピーカ２４は、可聴周波数帯域の信号を音出力する。動力ユニット１４の作動を示す電磁ノイズを受信することで車両の走行状態を検出して、車両周囲の歩行者等に車両の走行を報知できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動源として設けられたモータと送受電するインバータの動作によって生じる電磁ノイズを受信する手段と、
前記電磁ノイズの信号を可聴周波数帯域の信号に変換する周波数変換手段と、
前記可聴周波数帯域の信号を音出力するスピーカと、を備えることを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の存在を周囲に知らせるための車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガソリンエンジンと電気モータを動力源として備えたハイブリッド車や、電気モータのみを動力源として備えた電気自動車が知られている。かかるハイブリッド車や電気自動車においては、モータの動作音が小さいため、モータ走行中に、歩行者が車両の接近に気付きにくいという問題があった。
【０００３】
特許文献１には、車両のインバータの動作音を警報音として利用して、自車両の存在を周辺に報知する自車両存在報知装置が開示される。自車両存在報知装置が設けられる電気自動車は、電動モータを駆動させるモータ駆動回路に電圧変換用のインバータを用いる。自車両存在報知装置は、カメラやレーダ等により歩行者を検知すると、インバータの駆動周波数を可聴周波数帯域に設定し、インバータの動作音を警報音として利用する。
【０００４】
特許文献２には、歩行者に車両の存在を報知するハイブリッド車両の制御装置が開示される。このハイブリッド車両ではインバータ内のトランジスタがＰＷＭキャリア信号の周波数に応じてデューティー制御され、インバータからはＰＷＭキャリア信号の周波数に応じた音が発生するように構成される。制御装置は、車両の周囲に歩行者を検知すると、ＰＷＭキャリア信号の周波数を可聴周波数帯域に設定することで、歩行者に車両の存在を報知する。
【０００５】
特許文献３には、車両の接近を通報する車両接近通報装置が開示される。この車両接近通報装置は、車速センサにより検出された検出車速に基づいて通報音の再生速度を設定し、再生速度により音源信号の周波数を変更して発音信号を生成する処理を所定の周期で実施する電子制御装置と、電子制御装置により生成された発音信号に応じて通報音を発生するスピーカを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６７３８２号公報
【特許文献２】特開２００５−２７８２８１号公報
【特許文献３】特開２０１４−１２１２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および特許文献２に開示される技術ではインバータの駆動周波数を調整する必要があり、これによって電動モータの制御が制限されて、燃費、静粛性および応答性等の性能が悪化するおそれがある。特許文献３に開示される技術では、車速センサおよび電子制御装置を用いて車速に応じた接近通報音を生成するためコストがかかる。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構成で車両が走行状態にあることを報知する音を出力する車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両制御装置は、車両の駆動源として設けられたモータと送受電するインバータの動作によって生じる電磁ノイズを受信する手段と、電磁ノイズの信号を可聴周波数帯域の信号に変換する周波数変換手段と、可聴周波数帯域の信号を音出力するスピーカと、を備える。
【００１０】
この態様によると、モータが作動することにより発生する電磁ノイズを利用して、車両が走行状態にあることを車両周囲の歩行者等に報知できる。このように、モータの作動により発生する電磁ノイズを利用することで、簡素な構成で車両が走行状態であることを示す報知音を生成できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡素な構成で車両が走行状態にあることを報知する音を出力する車両制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の車両制御装置を説明するための図であり、車両制御装置のシステム構成を示す図である。
【図２】周波数変換部による周波数変換について説明するための図である。
【図３】第１変形例の車両制御装置について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、実施形態の車両制御装置１０を説明するための図であり、車両制御装置１０のシステム構成を示す。車両制御装置１０は、動力ユニット１４と、作動中の動力ユニット１４の電磁ノイズにもとづく報知音を周囲に出力する報知音生成装置１２とを備える。
【００１４】
動力ユニット１４は、ガソリンエンジンとモータ１４ａを動力源として備えたハイブリッド車や、モータ１４ａのみを動力源として備えた電気自動車に搭載され、車両の動力源として機能する。動力ユニット１４は、モータ１４ａ、モータ１４ａと電流を送受するインバータ１４ｂおよびインバータ１４ｂと電流を送受する電池１４ｃを有する。
【００１５】
モータ１４ａは、電池１４ｃの電力をもとに車両を走行させる。また、モータ１４ａは、車両走行中のブレーキ時に回生して電池１４ｃへ送電する。インバータ１４ｂは、直流電力と交流電力を相互に変換する。電池１４ｃは電気エネルギーを貯める。
【００１６】
車両を走行する際、モータ１４ａを駆動するため、電池１４ｃからインバータ１４ｂに電流が送電され、インバータ１４ｂからモータ１４ａに電流が送電される。また、回生ブレーキによる減速時には、モータ１４ａからインバータ１４ｂに電流が送電され、インバータ１４ｂから電池１４ｃに送電される。
【００１７】
動力ユニット１４は、モータ１４ａを動作する際に電磁ノイズを発する。動力ユニット１４の電磁ノイズは、モータ回転数に同期した周波数で生じる振動音や、インバータ１４ｂが直流電力から交流電力または交流電力から直流電力に変換する時に発生する高周波のスイッチングノイズなどを含む。動力ユニット１４の電磁ノイズの発生周波数は、交流電圧制御によるキャリア周波数およびその高調波を主体とした数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚとなる。電磁ノイズは、モータ１４ａとインバータ１４ｂを接続する電線や、インバータ１４ｂと電池１４ｃを接続する電線からも生じ得る。
【００１８】
報知音生成装置１２は、動力ユニット１４を動力源として走行する車両に搭載され、動力ユニット１４から生じる電磁ノイズにもとづいて、走行中に周囲に自車両の存在を報知する。報知音生成装置１２は、電磁ノイズ受信部２０、周波数変換部２２およびスピーカ２４を有する。
【００１９】
電磁ノイズ受信部２０は、動力ユニット１４の電磁ノイズを受信するアンテナである。具体的には、電磁ノイズ受信部２０は、車両走行中に動力ユニット１４から発生する高周波数帯域の電磁ノイズを受信し、受信した電磁ノイズを電磁ノイズ信号として周波数変換部２２に送出する。車両走行中に発生する動力ユニット１４の電磁ノイズを受信することで、車速センサなどの他の車両状態検出手段を用いずとも、動力ユニット１４の作動に対応する車両の走行状態を得ることができる。
【００２０】
電磁ノイズは、主にインバータ１４ｂでの電流変換に起因して発生し、モータ１４ａの動作時にその電流を送受する箇所であれば、いずれの位置からでも発生し得る。電磁ノイズ受信部２０は、インバータ１４ｂに近接して設けられてもよく、モータ１４ａとインバータ１４ｂを接続する電線に近接して設けられてもよく、動力ユニット１４からの電磁ノイズを受信できる位置であれば、その位置は限定されない。電磁ノイズ受信部２０は、動力ユニット１４を構成するいずれかの部材の近傍に配置されてよい。
【００２１】
周波数変換部２２は、電磁ノイズ受信部２０から受け取った電磁ノイズ信号の周波数成分を人間の可聴周波数帯域に収まる周波数成分に変換し、変換した変換信号をスピーカ２４に送出する。スピーカ２４は、周波数変換部２２から受け取った変換信号を報知音として出力し、車両周囲の歩行者などに車両が走行状態であることを報知する。スピーカ２４は、少なくとも車両前方に配置されて車両前方に向かって報知音を出力し、または、車両の前後や側方などの四方に複数設けられて、報知音を出力してよい。
【００２２】
周波数変換部２２は、第１フィルタ２６、混合器２８、局部発振器３０、第２フィルタ３２および増幅器３４を有する。第１フィルタ２６は、帯域通過フィルタであって、電磁ノイズ受信部２０で受信した電磁ノイズ信号から、不要な周波数成分を除去して、所定の通過帯域Ｂに収まる電磁ノイズ信号を混合器２８に送出する。
【００２３】
局部発振器３０は、通過帯域Ｂに収まる周波数成分Ｆとの差が可聴周波数帯域に収まる変換用周波数ｆｃの信号を生成し、混合器２８に送出する。変換用周波数ｆｃは予め設定された値であってよい。
【００２４】
混合器２８は、２つの異なる周波数の信号を受け取って、ヘテロダイン方式により、その和と差の周波数の信号を送出する。混合器２８は、第１フィルタ２６から通過帯域Ｂに収まる周波数成分Ｆを受け取り、局部発振器３０から変換用周波数ｆｃの信号を受け取り、混合周波数成分（Ｆ±ｆｃ）の信号を生成して、第２フィルタ３２に送出する。ヘテロダイン方式の混合器２８を用いることにより、通過帯域Ｂに収まる周波数成分Ｆを安価な回路で可聴周波数帯域に収まる周波数成分（Ｆ−ｆｃ）に変換できる。
【００２５】
第２フィルタ３２は、低域通過フィルタであって、混合器２８にて生成した混合周波数成分（Ｆ±ｆｃ）のうち高周波成分（Ｆ＋ｆｃ）を除去し、可聴周波数帯域に収まる低周波成分（Ｆ−ｆｃ）の信号を通過させて増幅器３４に送出する。
【００２６】
増幅器３４は、低周波成分（Ｆ−ｆｃ）の信号を増幅する。具体的に、増幅器３４は、低周波成分（Ｆ−ｆｃ）の信号電圧を大きくしてスピーカ２４に送出する。スピーカ２４は、増幅器３４から出力された低周波成分（Ｆ−ｆｃ）の増幅信号を報知音として出力する。このように本実施例の周波数変換部２２によると、簡素な回路で電磁ノイズ信号を可聴周波数帯域の信号に変換することができる。
【００２７】
図２は、周波数変換部２２による周波数変換について説明するための図である。図２の中央に示す周波数成分Ｆは、動力ユニット１４から電磁ノイズ受信部２０で受信した電磁ノイズ信号を第１フィルタ２６でフィルタ処理したものである。
【００２８】
混合器２８は、電磁ノイズ信号の周波数成分Ｆに対して変換用周波数ｆｃを用いて、和の高周波数成分（Ｆ＋ｆｃ）と差の低周波数成分（Ｆ−ｆｃ）を生成する。そして、所定のカット周波数以上の周波数成分を除去する第２フィルタ３２は、高周波数成分（Ｆ＋ｆｃ）を除去する。これにより、可聴周波数帯域にある低周波数成分（Ｆ−ｆｃ）が残り、スピーカ２４から歩行者に聞き取れる通報音が出力される。
【００２９】
このように、動力ユニット１４が作動することにより発生する電磁ノイズを利用して、車両が走行状態であることを車両周囲の歩行者等に報知できる。また、動力ユニット１４から発生する電磁ノイズはモータ回転数などの走行状態により変化するため、電磁ノイズ信号を可聴周波数帯域の信号にずらして生成された報知音は、モータ回転数の変化によって変わる。これにより、簡素な回路構成で、歩行者に車両走行状態の変化を直感的に認識させることができる。また、高周波数帯域の電磁ノイズ信号を可聴周波数帯域の信号に変換することで、動力ユニット１４自体の駆動周波数を調整して駆動音を発生する場合と比べて、動力ユニット１４の部品構造や制御方法を変更する必要もない。
【００３０】
図３は、第１変形例の車両制御装置１００について説明するための図である。なお各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。
【００３１】
第１変形例の車両制御装置１００は、図１に示す車両制御装置１０と比べて、動力ユニット１４の電磁ノイズを受信する電磁ノイズ受信部１２０の構成が異なり、アンテナの代わりにバッテリ１２０ａの電源配線１２０ｂを用いる。
【００３２】
電源配線１２０ｂは、報知音生成装置１１２のバッテリ１２０ａから電源回路２５に繋がる配線である。電磁ノイズ受信部１２０の電源配線１２０ｂは、電源配線１２０ｂと動力ユニット１４の間に遮蔽物が介在しない状態で、動力ユニット１４の近傍に配線されてよい。
【００３３】
電源配線１２０ｂは、動力ユニット１４の作動により発生する電磁ノイズを受信する。電源配線１２０ｂにて電源信号に重畳された電磁ノイズは、第１フィルタ２６により不要な周波数成分が除去されて通過帯域Ｂに収まる周波数成分Ｆの信号が抽出される。その後の処理は、図１の報知音生成装置１２と同じである。このように、電源配線１２０ｂを用いることで、アンテナを別途設置するコストを抑えることができる。
【００３４】
本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  車両制御装置、  １２  報知音生成装置、  １４  動力ユニット、  １４ａ  モータ、  １４ｃ  電池、  １４ｂ  インバータ、  ２０  電磁ノイズ受信部、  ２２  周波数変換部、  ２４  スピーカ、  ２５  電源回路、  ２６  第１フィルタ、  ２８  混合器、  ３０  局部発振器、  ３２  第２フィルタ、  ３４  増幅器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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