ノイズ抑制装置及び通報音制御装置
【課題】モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音による車室内ノイズ（騒音）を効率的に抑えることができる、ノイズ抑制装置を提供すること。
【解決手段】モータ５で走行中の自車１０の存在を知らせるための通報音Ａが車室７内に伝播することにより車室７内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部１１と、自車１０のエンジン音が車室７内に伝播することにより車室７内に生ずるエンジン音ノイズを抑制するエンジン音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部１２と、車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力しているとき、通報音ノイズ抑制音波を出力し、自車１０がエンジン２で走行しているとき、エンジン音ノイズ抑制音波を出力する、車室内向けスピーカ３（３ａ，３ｂ）とを備える、ノイズ抑制装置。
【解決手段】モータ５で走行中の自車１０の存在を知らせるための通報音Ａが車室７内に伝播することにより車室７内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部１１と、自車１０のエンジン音が車室７内に伝播することにより車室７内に生ずるエンジン音ノイズを抑制するエンジン音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部１２と、車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力しているとき、通報音ノイズ抑制音波を出力し、自車１０がエンジン２で走行しているとき、エンジン音ノイズ抑制音波を出力する、車室内向けスピーカ３（３ａ，３ｂ）とを備える、ノイズ抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内に生ずるノイズ（騒音）を抑制する音波を出力する車室内向けスピーカを備える、ノイズ抑制装置及び通報音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、騒音検出回路で検出した騒音信号成分を反転した逆位相の騒音打消し信号をオーディオ信号と混合してスピーカから再生させる、車室騒音低減装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、適応フィルタによって車室内の騒音レベルを縮小させる能動的騒音抑制装置が知られている（例えば、特許文献２，３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１１２４９６号公報
【特許文献２】特開平７−７４３６９号公報
【特許文献３】特開２００６−２３５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、モータのみで走行可能な車両（例えば、いわゆるハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車など）の静音性を考慮して、モータで走行中の自車の存在を自車周辺に知らせるための通報音を発生させる装置の開発が進んでいる。ところが、自車周辺に向けて出力される通報音が車室内にまで聞こえることによって、乗員が煩わしさを感じてしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような通報音による車室内ノイズ（騒音）を効率的に抑えることができる、ノイズ抑制装置及び通報音制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るノイズ抑制装置は、
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部と、
車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力する車室内向けスピーカとを備える、ことを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記目的を達成するため、本発明に係るノイズ抑制装置は、
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する第１の音波制御部と、
自車のエンジン音が車室内に伝播することにより車室内に生ずるエンジン音ノイズを抑制するエンジン音ノイズ抑制音波を制御する第２の音波制御部と、
車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力し、自車がエンジンで走行しているとき、前記エンジン音ノイズ抑制音波を出力する、車室内向けスピーカとを備える、ことを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る通報音制御装置は、
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音を制御する通報音制御部と、
前記通報音を出力する車外向けスピーカと、
前記通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部と、
前記車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力する車室内向けスピーカとを備える、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音による車室内ノイズ（騒音）を効率的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態である車両接近通報装置１００の構成図である。
【図２】車両接近通報装置１００のノイズ抑制制御ロジックの基本ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。図１は、本発明の一実施形態である車両接近通報装置１００の構成を示したブロック図である。車両接近通報装置１００は、エンジン２とモータ５を走行駆動源として併用する車両（いわゆるハイブリッド車）１０に搭載され、車両１０が所定の低車速域で又は後退時にモータ５のみを走行駆動源として走行しているときに、車両１０の存在・接近を車両１０の周辺の歩行者等に知らせるための通報音を発する発音装置である。図１には、車両接近通報装置１００の構成要素である音波制御部２０の構成が模式的に示されている。音波制御部２０の具体的形態として、電子制御ユニット（いわゆるＥＣＵ）が挙げられる。音波制御部２０の各構成とそれらの機能は、例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等によって実現可能である。音波制御部２０の各機能は、複数に分けて構成されてもよい。
【００１２】
音波制御部２０は、互いに異なるノイズ抑制制御ロジックで動作する第１の音波制御部１１と第２の音波制御部１２とを有している。音波制御部１１は、モータ５で走行中の自車（車両１０）の存在を知らせるための通報音Ａが車室７内に伝播することにより車室７内に生ずる通報音ノイズの抑制に用いられる音波（以下、「通報音ノイズ抑制音波」という）を制御する。一方、音波制御部１２は、車室７の外の音（車室外音）が車室７内に伝播することにより車室７内に生ずる車室外音ノイズの抑制に用いられる音波（以下、「車室外音ノイズ抑制音波」という）を制御する。車室外音が例えばエンジン２の動作音（エンジン音）のときには、車室外音ノイズ抑制音波は、エンジン音が車室７内に伝播することにより車室７内に生ずるエンジン音ノイズの抑制に用いられる音波（以下、「エンジン音ノイズ抑制音波」という）に相当する。
【００１３】
車両接近通報装置１００は、通報音Ａが車室７内に伝播することにより車室７内に生ずる通報音ノイズの抑制装置として、音波制御部１１と、車室内向けスピーカ３（３ａ，３ｂ）とを備えている。音波制御部１１は、通報音ノイズ抑制音波を制御するための制御信号ｙ１を生成する制御信号生成部１３を有している。
【００１４】
一方、車室内向けスピーカ３は、車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力しているとき、音波制御部１１によって制御された通報音ノイズ抑制音波を車室７内に出力する。通報音ノイズ抑制音波が、通報音Ａの出力に同期して車室７内に出力される。車室内向けスピーカ３は、一つ又は二つ以上あればよい。例えば、車室内向けスピーカ３ａは、車室７内の左側に設置され、車室内向けスピーカ３ｂは、車室７内の右側に設置される。車室内向けスピーカ３は、車室７内に向けて音波が出力されていれば、車室７外の設置スペースに搭載されていてもよい。
【００１５】
したがって、音波制御部１１と車室内向けスピーカ３とを有する本構成によれば、車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力しているときに、通報音Ａの車室７への伝播により車室７内に生ずる通報音ノイズを抑制可能な通報音ノイズ抑制音波が車室７内に出力されるので、通報音Ａの出力により生ずる通報音ノイズを効率的に抑えることができ、通報音Ａの出力に対してタイミング良く通報音ノイズを抑えることができる。
【００１６】
以下、車両接近通報装置１００の構成について、更に詳細に説明する。
【００１７】
音波制御部１１は、通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）に基づいて、通報音ノイズ抑制音波を制御する。例えば、音波制御部１１の制御信号生成部１３は、通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）を参照信号として用いることによって、通報音ノイズ抑制音波を制御するための制御信号ｙ１を生成する。このように、通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）に基づいて通報音ノイズ抑制音波を制御することによって、車外向けスピーカ１から出力された通報音Ａをマイクロフォン等が検出することにより得られた検出値に基づいて通報音ノイズ抑制音波を制御する場合に比べて、通報音Ａの検出誤差などの制御誤差を抑えることができるため、通報音ノイズの低減効果を一層高めることができる。すなわち、通報音ノイズは原音Ｘ１（ｎ）に基づいて生成された通報音Ａに起因するものであるため、通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）をそのまま使用することによって、通報音Ａを検出するフィードバック経路が不要となり、通報音ノイズを高精度に除去することができる。
【００１８】
通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）は、通報音制御部３０から取得する。通報音制御部３０は、予め記憶された原音Ｘ１（ｎ）に基づいて生成した制御信号Ｘ１に基づいて、車外向けスピーカ１から出力される通報音Ａの音量等を制御する。通報音制御部３０の具体的形態として、電子制御ユニット（いわゆるＥＣＵ）が挙げられる。通報音制御部３０の構成とその機能は、例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等によって実現可能である。通報音制御部３０は、音波制御部２０に含まれていてもよい。
【００１９】
車外向けスピーカ１は、制御信号Ｘ１に基づいて変換された通報音Ａを出力する。車外向けスピーカ１は、通報音Ａが車両１０の周辺に届きやすくするため、車両１０の車室７の外部の設置スペースに搭載される。後述するように、本発明の好適な態様として、車外向けスピーカ１がエンジン音を集音するマイクロフォンとして使用する態様もあるため、エンジン音を正確に集音できるように、車外向けスピーカ１は、エンジン２が搭載されるエンジンルーム６内に設置されることが好ましい。車外向けスピーカ１の具体例として、ダイナミックスピーカが挙げられる。
【００２０】
一方、音波制御部１２は、車外向けスピーカ１がマイクロフォンとして使用されているときに車外向けスピーカ１によってＡＤ変換器１５を介して検出されたエンジン音の検出値Ｘ２（ｎ）を用いて、エンジン音の車室７への伝播により車室７内に生ずるエンジン音ノイズを抑制可能なエンジン音ノイズ抑制音波を制御する。音波制御部１２は、例えば、車外向けスピーカ１によって検出されたエンジン音の検出値Ｘ２（ｎ）を参照信号として用いることによって、エンジン音ノイズ抑制音波を制御するための制御信号ｙ２を生成する制御信号生成部１４を有している。車室内向けスピーカ３は、車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力していないとき、音波制御部１２によって制御されたエンジン音ノイズ抑制音波を車室７内に出力する。
【００２１】
このように、通報音Ａを出力する車外向けスピーカ１を、エンジン音を集音するマイクロフォンとして兼用することによって、エンジン音ノイズ抑制音波の制御に使用されるエンジン音を集音するためのマイクロフォンを新たに設ける必要が無くなるため、部品点数を削減することができる。
【００２２】
また、ノイズ源であるエンジン２の近くに（エンジンルーム６内に）車外向けスピーカ１は設置されているため、マイクロフォンとして機能する車外向けスピーカ１によってエンジン音以外の音は検出されにくい。したがって、エンジン音以外の音も含んだ検出値に基づいてエンジン音ノイズ抑制音波が制御されることによってエンジン音ノイズの抑制効果が低下することを抑えることができる。また、車室７からエンジンルーム６への放射音（例えば、車室内向けスピーカ３から出力される音など）は、エンジン音に対して無視できる大きさなので、当該放射音を検出するフィードバックキャンセラが不要となり、エンジン音ノイズを高精度に抑制できる。
【００２３】
また、ノイズ抑制音波を出力する車室内向けスピーカ３を、音楽等のオーディオ音を出力するオーディオ用スピーカと兼用することによって、通報音ノイズ抑制音波又はエンジン音ノイズ抑制音波を出力するスピーカを新たに設ける必要が無くなるため、部品点数を削減することができる。
【００２４】
音波制御部２０は、ソフトウェア又はハードウェアによって構成されたスイッチ１６によって、車室内向けスピーカ３から出力されるノイズ抑制音波を、通報音ノイズ抑制音波にするかエンジン音ノイズ抑制音波にするかを選択する。
【００２５】
したがって、音波制御部１１と音波制御部１２を有する本構成によれば、自車がモータ５で走行している場合において車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力しているときには、通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）に基づいて音波制御部１１によって制御された通報音ノイズ抑制音波を車室内向けスピーカ３から出力させることができ、自車がエンジン２で走行している場合において車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力していないとき、車外向けスピーカ１によって検出されたエンジン音の検出値Ｘ２（ｎ）に基づいて音波制御部１２によって制御されたエンジン音ノイズ抑制音波を車室内向けスピーカ３から出力させることができる。
【００２６】
つまり、エンジン２で走行するときのノイズ伝達特性とモータ５で走行するときのノイズ伝達特性は異なるため、モータ５のみを走行駆動源として走行しているときに通報音Ａを出力している場合とエンジン２を走行駆動源として走行しているときに通報音Ａを出力していない場合とにおいて使用されるノイズ抑制制御ロジックを分けることによって、車室７内に生ずるノイズをノイズ伝達特性の違いに応じて効率的に抑えることができる。
【００２７】
図２は、車両接近通報装置１００のノイズ抑制制御ロジックの基本ブロック図である。Ｘ（ｎ）は参照信号、Ｗ（ｚ）は適応ＦＩＲフィルタ、Ｇ（ｚ）は消音伝達系の特性（車室内向けスピーカ３から車室７内に設置されたエラー検出用マイクロフォン４までの伝達系の特性）、−ｙ（ｎ）は音波制御部２０の出力信号、ｄ（ｎ）は車室７内で検出されるノイズ信号、Σはエラー検出用マイクロフォン４、ｅ（ｎ）は−ｙ（ｎ）とｄ（ｎ）との誤差信号、ＧＭ（ｚ）はＧ（ｚ）のモデル、ＬＭＳはＬＭＳアルゴリズムを表す。消音伝達系の特性（伝達関数）ＧＭ（ｚ）は、予め計測されてメモリに記憶されている。エラー検出用マイクロフォン４は、車室７内に生ずるノイズの消音効果を最大にしたい場所（例えば、図１に示されるように、前席と後席との間の車室７の中心部付近）に設置される。
【００２８】
参照信号Ｘ（ｎ）は、モータ５のみを走行駆動源として走行しているときに通報音Ａを出力している場合には、通報音制御部３０から直接取得可能な通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）が使用され、エンジン２を走行駆動源として走行しているときに通報音Ａを出力していない場合には、車外向けスピーカ１によって検出されたエンジン音の検出値Ｘ２（ｎ）が使用される。すなわち、それらの２つの場合について、適応ＦＩＲフィルタが別々に設定されている。
【００２９】
参照信号Ｘ（ｎ）、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数ｗ、モデルＧＭ（ｚ）の係数ｇについて、
Ｘ（ｎ）＝［ｘ（ｎ），ｘ（ｎ−１），・・・，ｘ（ｎ−Ｉ＋１）］Ｔ
ｗ＝［ｗ０，ｗ１，・・・，ｗＩ−１］Ｔ
ｇ＝［ｇ０，ｇ１，・・・，ｇＩ−１］Ｔ
と定義した場合、
ｅ（ｎ）＝ｄ（ｎ）＋ｙ（ｎ）
＝ｄ（ｎ）＋ｗＴｒ（ｎ） ・・・（１）
と表すことができる（ただし、ｒ（ｎ）＝ｇＴＸ（ｎ））。
【００３０】
ｅ（ｎ）を最小化するようにｗを更新すればよいため、ｅ（ｎ）をｗで２階偏微分すると、
∂ｅ２（ｎ）／∂ｗ＝２ｅ（ｎ）・∂ｅ（ｎ）／∂ｗ
＝２ｅ（ｎ）ｒ（ｎ） ・・・（２）
であることから、更新前のフィルタ係数をｗ（ｎ）、更新係数をαと定義すると、更新後のフィルタ係数ｗ（ｎ＋１）は、
ｗ（ｎ＋１）＝ｗ（ｎ）＋αｅ（ｎ）ｒ（ｎ）
＝ｗ（ｎ）＋αｇＴＸ（ｎ） ・・・（３）
と表すことができる。したがって、（３）式によれば、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数ｗを、誤差信号ｅ（ｎ）を最小とする値に収束させることができる。
【００３１】
なお、通報音ノイズ抑制音波及びエンジン音ノイズ抑制音波は、オーディオ音に重畳して、車室内向けスピーカ３から出力されてもよい。エラー検出用マイクロフォン４から入力された音声とオーディオ出力成分（車室内向けスピーカ３からエラー検出用マイクロフォン４までの伝達特性を加味）との差分を取り、その差分が最小化するように最小二乗法等を適用して適応フィルタのフィルタ係数を調整すればよい。
【００３２】
図１に示されるように、減算器２２は、検出信号ｅ１（ｎ）と遅延オーディオ信号ａＤ（ｎ）との誤差信号ｅ（ｎ）を出力する。検出信号ｅ１（ｎ）は、エラー検出用マイクロフォン４によって検出されたアナログ信号がＡＤ変換器２１によって変換されたデジタル信号である。遅延オーディオ信号ａＤ（ｎ）は、オーディオ信号ａ（ｎ）に対して、車室内向けスピーカ３からエラー検出用マイクロフォン４に伝わるまでの遅延時間だけオーディオ音制御部３２によって遅らせた信号である。オーディオ信号ａ（ｎ）は、音楽再生装置やチューナなどの外部装置に接続されるオーディオ音入力部３１から供給される。減算器２２から出力される誤差信号ｅ（ｎ）は、音波制御部１１及び１２に入力される。加算器１７は、音波制御部１１によって生成された制御信号ｙ１（又は、音波制御部１２によって生成された制御信号ｙ２）とオーディオ信号ａ（ｎ）との混合信号を出力する。音波制御部２０は、この混合信号をＤＡ変換器１８によってアナログ信号に変換し、アンプ１９によって増幅した信号を、出力信号−ｙ（ｎ）として、車室内向けスピーカ３に出力する。
【００３３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３４】
例えば、ハイブリッド車を例に挙げて本発明の実施形態を説明したが、通報音Ａによる車室内ノイズを効果的に低減するという点で、モータのみで走行可能な電気自動車や燃料電池車などの車両にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 車外向けスピーカ
３（３ａ，３ｂ） 車室内向けスピーカ
４ エラー検出用マイクロフォン
６ エンジンルーム
７ 車室
１０ 車両
１１ 第１の音波制御部
１２ 第２の音波制御部
２０ 音波制御部
１００ 車両接近通報装置
Ａ 通報音
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内に生ずるノイズ（騒音）を抑制する音波を出力する車室内向けスピーカを備える、ノイズ抑制装置及び通報音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、騒音検出回路で検出した騒音信号成分を反転した逆位相の騒音打消し信号をオーディオ信号と混合してスピーカから再生させる、車室騒音低減装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、適応フィルタによって車室内の騒音レベルを縮小させる能動的騒音抑制装置が知られている（例えば、特許文献２，３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１１２４９６号公報
【特許文献２】特開平７−７４３６９号公報
【特許文献３】特開２００６−２３５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、モータのみで走行可能な車両（例えば、いわゆるハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車など）の静音性を考慮して、モータで走行中の自車の存在を自車周辺に知らせるための通報音を発生させる装置の開発が進んでいる。ところが、自車周辺に向けて出力される通報音が車室内にまで聞こえることによって、乗員が煩わしさを感じてしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような通報音による車室内ノイズ（騒音）を効率的に抑えることができる、ノイズ抑制装置及び通報音制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るノイズ抑制装置は、
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部と、
車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力する車室内向けスピーカとを備える、ことを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記目的を達成するため、本発明に係るノイズ抑制装置は、
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する第１の音波制御部と、
自車のエンジン音が車室内に伝播することにより車室内に生ずるエンジン音ノイズを抑制するエンジン音ノイズ抑制音波を制御する第２の音波制御部と、
車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力し、自車がエンジンで走行しているとき、前記エンジン音ノイズ抑制音波を出力する、車室内向けスピーカとを備える、ことを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る通報音制御装置は、
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音を制御する通報音制御部と、
前記通報音を出力する車外向けスピーカと、
前記通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部と、
前記車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力する車室内向けスピーカとを備える、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音による車室内ノイズ（騒音）を効率的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態である車両接近通報装置１００の構成図である。
【図２】車両接近通報装置１００のノイズ抑制制御ロジックの基本ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。図１は、本発明の一実施形態である車両接近通報装置１００の構成を示したブロック図である。車両接近通報装置１００は、エンジン２とモータ５を走行駆動源として併用する車両（いわゆるハイブリッド車）１０に搭載され、車両１０が所定の低車速域で又は後退時にモータ５のみを走行駆動源として走行しているときに、車両１０の存在・接近を車両１０の周辺の歩行者等に知らせるための通報音を発する発音装置である。図１には、車両接近通報装置１００の構成要素である音波制御部２０の構成が模式的に示されている。音波制御部２０の具体的形態として、電子制御ユニット（いわゆるＥＣＵ）が挙げられる。音波制御部２０の各構成とそれらの機能は、例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等によって実現可能である。音波制御部２０の各機能は、複数に分けて構成されてもよい。
【００１２】
音波制御部２０は、互いに異なるノイズ抑制制御ロジックで動作する第１の音波制御部１１と第２の音波制御部１２とを有している。音波制御部１１は、モータ５で走行中の自車（車両１０）の存在を知らせるための通報音Ａが車室７内に伝播することにより車室７内に生ずる通報音ノイズの抑制に用いられる音波（以下、「通報音ノイズ抑制音波」という）を制御する。一方、音波制御部１２は、車室７の外の音（車室外音）が車室７内に伝播することにより車室７内に生ずる車室外音ノイズの抑制に用いられる音波（以下、「車室外音ノイズ抑制音波」という）を制御する。車室外音が例えばエンジン２の動作音（エンジン音）のときには、車室外音ノイズ抑制音波は、エンジン音が車室７内に伝播することにより車室７内に生ずるエンジン音ノイズの抑制に用いられる音波（以下、「エンジン音ノイズ抑制音波」という）に相当する。
【００１３】
車両接近通報装置１００は、通報音Ａが車室７内に伝播することにより車室７内に生ずる通報音ノイズの抑制装置として、音波制御部１１と、車室内向けスピーカ３（３ａ，３ｂ）とを備えている。音波制御部１１は、通報音ノイズ抑制音波を制御するための制御信号ｙ１を生成する制御信号生成部１３を有している。
【００１４】
一方、車室内向けスピーカ３は、車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力しているとき、音波制御部１１によって制御された通報音ノイズ抑制音波を車室７内に出力する。通報音ノイズ抑制音波が、通報音Ａの出力に同期して車室７内に出力される。車室内向けスピーカ３は、一つ又は二つ以上あればよい。例えば、車室内向けスピーカ３ａは、車室７内の左側に設置され、車室内向けスピーカ３ｂは、車室７内の右側に設置される。車室内向けスピーカ３は、車室７内に向けて音波が出力されていれば、車室７外の設置スペースに搭載されていてもよい。
【００１５】
したがって、音波制御部１１と車室内向けスピーカ３とを有する本構成によれば、車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力しているときに、通報音Ａの車室７への伝播により車室７内に生ずる通報音ノイズを抑制可能な通報音ノイズ抑制音波が車室７内に出力されるので、通報音Ａの出力により生ずる通報音ノイズを効率的に抑えることができ、通報音Ａの出力に対してタイミング良く通報音ノイズを抑えることができる。
【００１６】
以下、車両接近通報装置１００の構成について、更に詳細に説明する。
【００１７】
音波制御部１１は、通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）に基づいて、通報音ノイズ抑制音波を制御する。例えば、音波制御部１１の制御信号生成部１３は、通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）を参照信号として用いることによって、通報音ノイズ抑制音波を制御するための制御信号ｙ１を生成する。このように、通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）に基づいて通報音ノイズ抑制音波を制御することによって、車外向けスピーカ１から出力された通報音Ａをマイクロフォン等が検出することにより得られた検出値に基づいて通報音ノイズ抑制音波を制御する場合に比べて、通報音Ａの検出誤差などの制御誤差を抑えることができるため、通報音ノイズの低減効果を一層高めることができる。すなわち、通報音ノイズは原音Ｘ１（ｎ）に基づいて生成された通報音Ａに起因するものであるため、通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）をそのまま使用することによって、通報音Ａを検出するフィードバック経路が不要となり、通報音ノイズを高精度に除去することができる。
【００１８】
通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）は、通報音制御部３０から取得する。通報音制御部３０は、予め記憶された原音Ｘ１（ｎ）に基づいて生成した制御信号Ｘ１に基づいて、車外向けスピーカ１から出力される通報音Ａの音量等を制御する。通報音制御部３０の具体的形態として、電子制御ユニット（いわゆるＥＣＵ）が挙げられる。通報音制御部３０の構成とその機能は、例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等によって実現可能である。通報音制御部３０は、音波制御部２０に含まれていてもよい。
【００１９】
車外向けスピーカ１は、制御信号Ｘ１に基づいて変換された通報音Ａを出力する。車外向けスピーカ１は、通報音Ａが車両１０の周辺に届きやすくするため、車両１０の車室７の外部の設置スペースに搭載される。後述するように、本発明の好適な態様として、車外向けスピーカ１がエンジン音を集音するマイクロフォンとして使用する態様もあるため、エンジン音を正確に集音できるように、車外向けスピーカ１は、エンジン２が搭載されるエンジンルーム６内に設置されることが好ましい。車外向けスピーカ１の具体例として、ダイナミックスピーカが挙げられる。
【００２０】
一方、音波制御部１２は、車外向けスピーカ１がマイクロフォンとして使用されているときに車外向けスピーカ１によってＡＤ変換器１５を介して検出されたエンジン音の検出値Ｘ２（ｎ）を用いて、エンジン音の車室７への伝播により車室７内に生ずるエンジン音ノイズを抑制可能なエンジン音ノイズ抑制音波を制御する。音波制御部１２は、例えば、車外向けスピーカ１によって検出されたエンジン音の検出値Ｘ２（ｎ）を参照信号として用いることによって、エンジン音ノイズ抑制音波を制御するための制御信号ｙ２を生成する制御信号生成部１４を有している。車室内向けスピーカ３は、車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力していないとき、音波制御部１２によって制御されたエンジン音ノイズ抑制音波を車室７内に出力する。
【００２１】
このように、通報音Ａを出力する車外向けスピーカ１を、エンジン音を集音するマイクロフォンとして兼用することによって、エンジン音ノイズ抑制音波の制御に使用されるエンジン音を集音するためのマイクロフォンを新たに設ける必要が無くなるため、部品点数を削減することができる。
【００２２】
また、ノイズ源であるエンジン２の近くに（エンジンルーム６内に）車外向けスピーカ１は設置されているため、マイクロフォンとして機能する車外向けスピーカ１によってエンジン音以外の音は検出されにくい。したがって、エンジン音以外の音も含んだ検出値に基づいてエンジン音ノイズ抑制音波が制御されることによってエンジン音ノイズの抑制効果が低下することを抑えることができる。また、車室７からエンジンルーム６への放射音（例えば、車室内向けスピーカ３から出力される音など）は、エンジン音に対して無視できる大きさなので、当該放射音を検出するフィードバックキャンセラが不要となり、エンジン音ノイズを高精度に抑制できる。
【００２３】
また、ノイズ抑制音波を出力する車室内向けスピーカ３を、音楽等のオーディオ音を出力するオーディオ用スピーカと兼用することによって、通報音ノイズ抑制音波又はエンジン音ノイズ抑制音波を出力するスピーカを新たに設ける必要が無くなるため、部品点数を削減することができる。
【００２４】
音波制御部２０は、ソフトウェア又はハードウェアによって構成されたスイッチ１６によって、車室内向けスピーカ３から出力されるノイズ抑制音波を、通報音ノイズ抑制音波にするかエンジン音ノイズ抑制音波にするかを選択する。
【００２５】
したがって、音波制御部１１と音波制御部１２を有する本構成によれば、自車がモータ５で走行している場合において車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力しているときには、通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）に基づいて音波制御部１１によって制御された通報音ノイズ抑制音波を車室内向けスピーカ３から出力させることができ、自車がエンジン２で走行している場合において車外向けスピーカ１が通報音Ａを出力していないとき、車外向けスピーカ１によって検出されたエンジン音の検出値Ｘ２（ｎ）に基づいて音波制御部１２によって制御されたエンジン音ノイズ抑制音波を車室内向けスピーカ３から出力させることができる。
【００２６】
つまり、エンジン２で走行するときのノイズ伝達特性とモータ５で走行するときのノイズ伝達特性は異なるため、モータ５のみを走行駆動源として走行しているときに通報音Ａを出力している場合とエンジン２を走行駆動源として走行しているときに通報音Ａを出力していない場合とにおいて使用されるノイズ抑制制御ロジックを分けることによって、車室７内に生ずるノイズをノイズ伝達特性の違いに応じて効率的に抑えることができる。
【００２７】
図２は、車両接近通報装置１００のノイズ抑制制御ロジックの基本ブロック図である。Ｘ（ｎ）は参照信号、Ｗ（ｚ）は適応ＦＩＲフィルタ、Ｇ（ｚ）は消音伝達系の特性（車室内向けスピーカ３から車室７内に設置されたエラー検出用マイクロフォン４までの伝達系の特性）、−ｙ（ｎ）は音波制御部２０の出力信号、ｄ（ｎ）は車室７内で検出されるノイズ信号、Σはエラー検出用マイクロフォン４、ｅ（ｎ）は−ｙ（ｎ）とｄ（ｎ）との誤差信号、ＧＭ（ｚ）はＧ（ｚ）のモデル、ＬＭＳはＬＭＳアルゴリズムを表す。消音伝達系の特性（伝達関数）ＧＭ（ｚ）は、予め計測されてメモリに記憶されている。エラー検出用マイクロフォン４は、車室７内に生ずるノイズの消音効果を最大にしたい場所（例えば、図１に示されるように、前席と後席との間の車室７の中心部付近）に設置される。
【００２８】
参照信号Ｘ（ｎ）は、モータ５のみを走行駆動源として走行しているときに通報音Ａを出力している場合には、通報音制御部３０から直接取得可能な通報音Ａの原音Ｘ１（ｎ）が使用され、エンジン２を走行駆動源として走行しているときに通報音Ａを出力していない場合には、車外向けスピーカ１によって検出されたエンジン音の検出値Ｘ２（ｎ）が使用される。すなわち、それらの２つの場合について、適応ＦＩＲフィルタが別々に設定されている。
【００２９】
参照信号Ｘ（ｎ）、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数ｗ、モデルＧＭ（ｚ）の係数ｇについて、
Ｘ（ｎ）＝［ｘ（ｎ），ｘ（ｎ−１），・・・，ｘ（ｎ−Ｉ＋１）］Ｔ
ｗ＝［ｗ０，ｗ１，・・・，ｗＩ−１］Ｔ
ｇ＝［ｇ０，ｇ１，・・・，ｇＩ−１］Ｔ
と定義した場合、
ｅ（ｎ）＝ｄ（ｎ）＋ｙ（ｎ）
＝ｄ（ｎ）＋ｗＴｒ（ｎ） ・・・（１）
と表すことができる（ただし、ｒ（ｎ）＝ｇＴＸ（ｎ））。
【００３０】
ｅ（ｎ）を最小化するようにｗを更新すればよいため、ｅ（ｎ）をｗで２階偏微分すると、
∂ｅ２（ｎ）／∂ｗ＝２ｅ（ｎ）・∂ｅ（ｎ）／∂ｗ
＝２ｅ（ｎ）ｒ（ｎ） ・・・（２）
であることから、更新前のフィルタ係数をｗ（ｎ）、更新係数をαと定義すると、更新後のフィルタ係数ｗ（ｎ＋１）は、
ｗ（ｎ＋１）＝ｗ（ｎ）＋αｅ（ｎ）ｒ（ｎ）
＝ｗ（ｎ）＋αｇＴＸ（ｎ） ・・・（３）
と表すことができる。したがって、（３）式によれば、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数ｗを、誤差信号ｅ（ｎ）を最小とする値に収束させることができる。
【００３１】
なお、通報音ノイズ抑制音波及びエンジン音ノイズ抑制音波は、オーディオ音に重畳して、車室内向けスピーカ３から出力されてもよい。エラー検出用マイクロフォン４から入力された音声とオーディオ出力成分（車室内向けスピーカ３からエラー検出用マイクロフォン４までの伝達特性を加味）との差分を取り、その差分が最小化するように最小二乗法等を適用して適応フィルタのフィルタ係数を調整すればよい。
【００３２】
図１に示されるように、減算器２２は、検出信号ｅ１（ｎ）と遅延オーディオ信号ａＤ（ｎ）との誤差信号ｅ（ｎ）を出力する。検出信号ｅ１（ｎ）は、エラー検出用マイクロフォン４によって検出されたアナログ信号がＡＤ変換器２１によって変換されたデジタル信号である。遅延オーディオ信号ａＤ（ｎ）は、オーディオ信号ａ（ｎ）に対して、車室内向けスピーカ３からエラー検出用マイクロフォン４に伝わるまでの遅延時間だけオーディオ音制御部３２によって遅らせた信号である。オーディオ信号ａ（ｎ）は、音楽再生装置やチューナなどの外部装置に接続されるオーディオ音入力部３１から供給される。減算器２２から出力される誤差信号ｅ（ｎ）は、音波制御部１１及び１２に入力される。加算器１７は、音波制御部１１によって生成された制御信号ｙ１（又は、音波制御部１２によって生成された制御信号ｙ２）とオーディオ信号ａ（ｎ）との混合信号を出力する。音波制御部２０は、この混合信号をＤＡ変換器１８によってアナログ信号に変換し、アンプ１９によって増幅した信号を、出力信号−ｙ（ｎ）として、車室内向けスピーカ３に出力する。
【００３３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３４】
例えば、ハイブリッド車を例に挙げて本発明の実施形態を説明したが、通報音Ａによる車室内ノイズを効果的に低減するという点で、モータのみで走行可能な電気自動車や燃料電池車などの車両にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 車外向けスピーカ
３（３ａ，３ｂ） 車室内向けスピーカ
４ エラー検出用マイクロフォン
６ エンジンルーム
７ 車室
１０ 車両
１１ 第１の音波制御部
１２ 第２の音波制御部
２０ 音波制御部
１００ 車両接近通報装置
Ａ 通報音
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部と、
車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力する車室内向けスピーカとを備える、ノイズ抑制装置。
【請求項２】
前記音波制御部が、前記通報音の原音に基づいて、前記通報音ノイズ抑制音波を制御する、請求項１に記載のノイズ抑制装置。
【請求項３】
前記音波制御部が、前記車外向けスピーカによって検出された車室外音の検出値を用いて、車室外音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる車室外音ノイズを抑制する車室外音ノイズ抑制音波を制御する、請求項１又は２に記載のノイズ抑制装置。
【請求項４】
前記車室内向けスピーカは、前記車外向けスピーカが前記通報音を出力していないとき、前記車室外音ノイズ抑制音波を出力する、請求項３に記載のノイズ抑制装置。
【請求項５】
前記車室外音が、自車のエンジン音である、請求項３又は４に記載のノイズ抑制装置。
【請求項６】
前記車室内向けスピーカが、オーディオ用スピーカである、請求項１から５のいずれか一項に記載のノイズ抑制装置。
【請求項７】
車室内音を集音するマイクロフォンを有し、
前記音波制御部が、該マイクロフォンによって検出された車室内音の検出値をフィードバックすることにより、車室内に生ずるノイズを抑制するノイズ抑制音波を制御する、請求項１から６のいずれか一項に記載のノイズ抑制装置。
【請求項８】
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する第１の音波制御部と、
自車のエンジン音が車室内に伝播することにより車室内に生ずるエンジン音ノイズを抑制するエンジン音ノイズ抑制音波を制御する第２の音波制御部と、
車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力し、自車がエンジンで走行しているとき、前記エンジン音ノイズ抑制音波を出力する、車室内向けスピーカとを備える、ノイズ抑制装置。
【請求項９】
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音を制御する通報音制御部と、
前記通報音を出力する車外向けスピーカと、
前記通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部と、
前記車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力する車室内向けスピーカとを備える、通報音制御装置。
【請求項１】
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部と、
車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力する車室内向けスピーカとを備える、ノイズ抑制装置。
【請求項２】
前記音波制御部が、前記通報音の原音に基づいて、前記通報音ノイズ抑制音波を制御する、請求項１に記載のノイズ抑制装置。
【請求項３】
前記音波制御部が、前記車外向けスピーカによって検出された車室外音の検出値を用いて、車室外音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる車室外音ノイズを抑制する車室外音ノイズ抑制音波を制御する、請求項１又は２に記載のノイズ抑制装置。
【請求項４】
前記車室内向けスピーカは、前記車外向けスピーカが前記通報音を出力していないとき、前記車室外音ノイズ抑制音波を出力する、請求項３に記載のノイズ抑制装置。
【請求項５】
前記車室外音が、自車のエンジン音である、請求項３又は４に記載のノイズ抑制装置。
【請求項６】
前記車室内向けスピーカが、オーディオ用スピーカである、請求項１から５のいずれか一項に記載のノイズ抑制装置。
【請求項７】
車室内音を集音するマイクロフォンを有し、
前記音波制御部が、該マイクロフォンによって検出された車室内音の検出値をフィードバックすることにより、車室内に生ずるノイズを抑制するノイズ抑制音波を制御する、請求項１から６のいずれか一項に記載のノイズ抑制装置。
【請求項８】
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する第１の音波制御部と、
自車のエンジン音が車室内に伝播することにより車室内に生ずるエンジン音ノイズを抑制するエンジン音ノイズ抑制音波を制御する第２の音波制御部と、
車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力し、自車がエンジンで走行しているとき、前記エンジン音ノイズ抑制音波を出力する、車室内向けスピーカとを備える、ノイズ抑制装置。
【請求項９】
モータで走行中の自車の存在を知らせるための通報音を制御する通報音制御部と、
前記通報音を出力する車外向けスピーカと、
前記通報音が車室内に伝播することにより車室内に生ずる通報音ノイズを抑制する通報音ノイズ抑制音波を制御する音波制御部と、
前記車外向けスピーカが前記通報音を出力しているとき、前記通報音ノイズ抑制音波を出力する車室内向けスピーカとを備える、通報音制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１２６２３６（Ｐ２０１２−１２６２３６Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８９５９（Ｐ２０１０−２７８９５９）
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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