最適なAVASソリューションの選び方:技術選定ガイド
1.はじめに
2.ステップ01:ターゲット市場を特定する - グローバルコンプライアンスファースト
3.ステップ02:車両タイプ、パッケージング、および普及状況を明確にする
4. ステップ03:防音機能とブランドアイデンティティを定義する
5. ステップ04:統合アーキテクチャを選択する
6.ステップ05:スピーカーまたは励振器の選択 - 物理的信頼性
7. ベスターのプロフェッショナル音響ソリューション
8.結論
導入
低速走行時には、歩行者が車両が視界に入るたびに感じていた燃焼音は全く聞こえません。このことと静粛性は都市部の騒音状況の改善に役立ちますが、歩行者、自転車利用者、視覚障害者にとっては深刻な安全上の危険となります。
この問題は、 音響式車両警報システム(AVAS)このようなシステムは、低速走行時に人工音を発することで、車両の存在と進行方向を他の道路利用者に知らせる音声信号をドライバーに提供します。それ以来、世界中でEVが急速に普及したため、AVASは規制上の付加機能ではなく、主要市場で販売されるすべてのバッテリー式電気自動車とプラグインハイブリッド車に搭載される安全システムとなっています。
適切なAVAS(音響音響システム)は、ワンストップで調達できるソリューションではありません。規制遵守、機械的パッケージング、音響設計、システムアーキテクチャ、ブランド戦略など、多岐にわたる要素が含まれます。選択を誤ると、法的責任、システム統合上の問題、そして市場で誤った音響特性を持つ製品の開発につながる可能性があります。
このブログでは、OEMエンジニアとプログラムマネージャーが実施するAVAS選定プロセスの体系的な概要を提供します。各ステップは、市場コンプライアンスとコンポーネントレベルでの信頼性という1つの決定ポイントに焦点を当てています。
ステップ01:ターゲット市場を特定する — グローバルコンプライアンスを最優先に
最初の問題は「どのような音であるべきか」ではなく、「法律では何が求められているか」である。AVAS(車両音響システム)の規制は地域によって異なり、その違いは技術レベルにも影響を与える。
UN R138は欧州および世界の市場を対象としています。この規制では、後退時および時速20kmまでの前進時にAVAS(車両自動運転支援システム)の作動が義務付けられています。音は車両速度に応じて連続的に変化し、歩行者が車両の速度を確実に把握できるようにする必要があります。最小音圧レベルは、特定の測定距離と速度で定義されています。また、この規制では、音は一般的な都市環境で感知できる十分な周波数成分を含んでいる必要があることも規定されています。
FMVSS 141は米国市場を規制する規格です。その構造はECE R138と多くの点で類似していますが、具体的な騒音レベル要件、測定条件、および速度閾値が異なります。米国の規制はNHTSAによって施行され、試験手順は詳細に規定されています。市場投入前に適合性試験を受けることが義務付けられており、生産段階で試験に不合格となった場合の影響は深刻です。
GB/T 37153は中国の国家規格です。GB/T 37153は現在世界最大のEV市場であり、独自の音圧、周波数分布、速度による挙動に関する独自のコードを要求していますが、一般的にはECEのアプローチにより近いものです。
パラメータは3つあります。1つ目は音圧レベルです。各規格では、指定された車両速度におけるdB(A)の最小レベルが定められており、一般的なレベルは10 km/hと20 km/hです。音は、実際の都市環境で聞こえるほど十分に大きく、かつ騒音公害を引き起こすほど大きくあってはならないとされています。2つ目は周波数成分です。音には特定の周波数成分が含まれている必要があります。一部の周波数帯域には、検出するために必要な純音が含まれます。規制では通常、非常に低い周波数または非常に高い周波数で構成される音は禁止されていますが、これらは実際の状況下では位置特定や検出が困難になる傾向があります。3つ目は、加速に伴うピッチの変化です。音は、車両速度の変化に伴って聞き取れるように変化する必要があります。歩行者は、この音の変化によって、車両が速く動いているか、遅く動いているか、あるいは自分に向かってきているかを判断します。音の周波数または性質は、徐々に聴覚的に変化し、速度に応じて変化する必要があります。
実務上の意味合いは明白です。ターゲット市場によって、最低限必要な技術仕様が決まります。ハードウェアやソフトウェアのコンポーネントを選択する前に、コンプライアンスチェックリストを作成しましょう。
ステップ02:車両タイプを明確にする - パッケージングと増殖
AVAS(音声警報システム)のハードウェアは、車両内部に収まり、歩行者に向けて効果的に音を届ける必要があります。これら2つの要件は、互いに影響し合い、車両の構造とも密接に関係しています。
乗用車、商用車、小型都市型モビリティプラットフォームはそれぞれ異なるパッケージング上の制約を抱えている。乗用車のフロントバンパーは、フェイシアの後ろのスペースが限られている。小型商用車はより多くの容積を確保できる可能性があるが、高速走行時にはロードノイズや風切り音も大きくなる。コンパクトな都市型EVは、従来のエンジンベイがほとんど存在しない場合もある。
スピーカーまたは励振器の設置場所は、音の指向性に直接影響します。AVASの音は、車両の前方および側面の歩行者ゾーンに届く必要があります。スピーカーが高すぎたり、車体内側に寄りすぎたり、構造物によって遮られたりすると、路面レベルの歩行者ゾーンに効果的に音を届けることができません。AVASで使用される周波数(通常315Hz~5kHz)における音の伝搬特性から、設置場所によって音量と指向性の両方が影響を受けることがわかります。
車両構造によって使用するトランスデューサーの種類も決まります。従来のコーン型スピーカーは、良好な動作のためにポート付きまたは密閉型のエンクロージャーが必要です。一方、エキサイターは、パネルの振動によって音を出すのではなく、既存の車体パネルを放射面として利用する装置です。これにより、スペースに制約のある設置において大きな利点となる特別なエンクロージャーが不要になります。
この段階で検討すべき主な質問は以下のとおりです。トランスデューサーは車両構造のどこに取り付けられるか?どのようなパネルまたは筐体が利用可能か?トランスデューサーは歩行者ゾーンから音響的にどのくらい離れているか?これらの質問への回答によって、使用可能なトランスデューサーの形式と使用できない形式が決まります。
ステップ03:サウンドの定義 - 安全機能とブランドアイデンティティ
AVASのサウンドデザインは、法令遵守の範囲内で運営されます。その範囲内では、創造性やブランドイメージに基づいた意思決定を行う余地が十分にあります。
規制により、特定の種類の音は禁止されています。音楽、音声、車両の挙動とは無関係な自然音は、一般的に許可されていません。音は、走行中の車両と明確に関連付けられている必要があります。また、緊急サービスが使用する警告信号と混同されるような音であってはなりません。これらの制限は、恣意的な制限ではなく、実用的な安全要件です。
自動車メーカーは、限られた範囲内で実際に決定を下す必要があります。設計上の変数としては、音の倍音構造、音色、そして変化の速度が挙げられます。基本周波数を基盤とし、倍音を限定した音は、明瞭でストレートな性質を持ちます。一方、複数の倍音が重なり合った音は、より複雑で豊かな響きを持つと認識されます。こうした違いは、倫理的な観点からも、歩行者にとっても、そしてますます多くの顧客にとっても重要です。顧客は、車の外部音をそのブランドと結びつけて考えるようになっているからです。
一部のメーカーは、AVAS(オーディオ・ビジュアル・オーディオ・システム)を意図的なブランド接点として活用しています。そのサウンドは、技術的、未来的、高級感、効率性といった特定のイメージを伝える役割を果たします。これは正当なエンジニアリングおよびマーケティング上の判断であり、安全性を損なうものではありません。単に、サウンドデザインが単なる法令遵守のためのチェック項目ではなく、車両全体の感覚的なエンジニアリングの一部となることを意味するだけです。
ここで実践的なアドバイスとして、音響エンジニアをサウンド定義プロセスの早い段階から関与させることをお勧めします。ハードウェア選定後ではなく、選定前に目標とするサウンドプロファイルを定義してください。トランスデューサーと駆動回路は、動作温度範囲と電圧範囲全体にわたって、目標とするサウンドを正確かつ一貫して再現できる必要があります。
ステップ04:統合アーキテクチャを選択する
AVASは、スタンドアロンシステムとして実装することも、車両の既存の電子アーキテクチャに組み込まれた機能として実装することも可能です。
スタンドアロン型のAVASモジュールは、独自の制御ユニット、信号処理、パワーアンプ、および車速信号への接続部を備えています。他の車両システムとは独立して動作するため、設置は簡単です。統合リスクも低く抑えられます。スタンドアロン方式は、電子アーキテクチャが既に定義されており、既存のコントローラに新機能を追加することが現実的でない車両に適しています。
組み込み型AVASアーキテクチャは、車両制御ユニット(VCU)または既存のECU内部で信号処理および音声生成アルゴリズムを実行します。ハードウェアとして追加されるのは、パワーアンプとトランスデューサーのみです。このアプローチは部品点数を削減し、高度に統合された電子アーキテクチャを持つ車両に適しています。ただし、AVASサプライヤーと車両システムチームとの緊密な連携が必要であり、ホストECUに十分な処理能力が求められます。
通信プロトコルの選択は、どちらのオプションにも影響します。CANバスは、車両レベルの診断、ステータスレポート、および速度信号配信の標準規格です。車両ネットワーク全体で信頼性の高い、ノイズに強い通信を提供します。LINバスは、メインコントローラとサテライトアンプモジュール間など、よりシンプルで低帯域幅の接続に使用されます。モジュールアーキテクチャを選択する前に、設置予定場所で利用可能なプロトコルを把握しておく必要があります。
ステップ05:スピーカーまたは励振器の選択 - 物理的信頼性
AVASトランスデューサーは、車両の中でも最も過酷な場所に設置されます。フロントバンパー内またはその付近に取り付けられ、路面からの水しぶき、泥、塩分、そして極端な温度変化にさらされます。そのため、車両の寿命が尽きるまで、常に正常に機能しなければなりません。
音響車両警報システム(AVAS)のトランスデューサーは、最低限の環境保護等級IP6K9Kを満たしています。これは、粉塵を完全に遮断し、商用車両洗浄工場に設置されるような高圧・高温の水噴射にも耐えられることを意味します。他のメーカーは、ISO 9227に準拠した塩水噴霧耐性、氷点下から100℃(212°F)を超える温度までの温度サイクル耐性、車両の走行荷重測定値に匹敵する振動耐性など、他の基準も追加しています。
車両の寿命全体を通して音響的な安定性を維持することは非常に重要です。スピーカーのコーンやサラウンドの材質も摩耗します。ゴム製の筐体は紫外線にさらされると破裂する可能性があります。紙製のコーンは湿気を吸収します。ポリマー化合物は低温では硬化し、高温では軟化します。これらの影響はいずれもスピーカーの周波数特性と最大出力に影響を与えます。
重要な要素は、材料の選択、紫外線安定化、環境密閉、および高度な経年劣化検証です。
ベスターのプロフェッショナル音響ソリューション
最高の 同社は、グローバルなEVプログラム向けにAVASソリューションを設計・製造しています。製品ラインナップは、車両前面への設置に対応した耐候性トランスデューサー、統合型アンプおよびコントローラーモジュール、規制当局の認証を受けたサウンドプロファイルを備えた完全なAVASシステムなど、システム全体を網羅しています。
最高ののエンジニアリングチームは、UN R138、FMVSS 141、GB/T 37153などの市場固有のコンプライアンス要件を通じてお客様をサポートします。カスタムサウンド開発、ハードウェア構成、システムレベルの検証サポートは、コンセプトから生産まで、プログラムライフサイクル全体にわたって利用可能です。
新規市場に参入するOEMや既存のAVAS構成を更新するOEMにとって、 最高の 実証済みの環境耐久性を備えたハードウェアと、準拠した音響プロファイルを開発および検証するために必要な音響工学サポートを組み合わせることで、実用的な出発点を提供します。
結論
AVAS(音響音響システム)の選定は、複数の分野にわたるエンジニアリング作業です。これには、法令遵守に関する知識、機械的パッケージング解析、音響設計能力、電子システムアーキテクチャの決定、およびコンポーネントレベルの信頼性エンジニアリングが求められます。これらの要素はどれも単独では対応できません。
このガイドで紹介する5つのステップからなるフレームワークは、論理的な手順を示しています。まず、コンプライアンス要件から始めましょう。次に、パッケージング上の制約を理解します。ハードウェアを選択する前に、サウンドを定義します。車両プラットフォームに最適なシステムアーキテクチャを選択します。最後に、環境耐久性が検証済みのトランスデューサーを指定します。
適切に実施されたAVASプログラムは、規制要件を満たすだけにとどまりません。歩行者環境において、車両の音響的な存在感を一貫性のある、制御された状態に保ちます。道路利用者を保護し、さらに、EVへの移行が進むにつれてますます重要になるであろう、新たな感覚的な次元へとブランドアイデンティティを拡大する機会をOEMに提供します。
技術相談、規制遵守サポート、または製品仕様については、 Bestarに問い合わせる音響エンジニアリングチームに直接連絡してください。


