Ansysブログ
June 16, 2023
EV用の音響車両警報システム（AVAS）
内燃機関を搭載した車は、ちょっとした騒ぎを起こすことがあります。シリンダーの発火音、回転するベルト、機械的摩擦の喧噪を考えれば、燃焼の轟音と騒音によって、走行中の車両のサウンドに対する私たちの予想がどのように定義されているかがよくわかります。しかし、ガス発電のノイズを電気エンジンの静寂に置き換えると、突然、運転音が再現されます。
AVASとは
内燃機関とは異なり、電気自動車（EV）のエンジンから放出される固有の機械音はほとんどありません。これは、低速ではEVがほとんど静かであることを意味し、歩行者、特に視覚障害のある人にとってEVが近づいていることを知ることが困難になっていることを意味します。
車両内で使用されているAnsys Sound。
音響車両警告システム（AVAS: Acoustic Vehicle Alerting Systems）は音を発生させる機械で、歩行者、サイクリスト、子供、その他の道路利用者に車が存在することを警告するためにEVで使用されています。車体の下に設置されたスピーカーで再生されるこれらのサウンドは、車両のリアルタイムデータと連動して、車速、方向、距離に関する外部聴覚情報を提供します。AVASは、いくつかの理由から、すべての電気自動車で重要なシステムです。
- 歩行者の安全: AVASは、進行方向と逆方向の両方で歩行者に対向車のEVを知らせる警告音を発することで、横断歩道やその他の道路事故のリスクを低減します。
- サウンドブランディング: 自動車メーカーは、車の視覚的な美しさに加えて、電気自動車用に独自のサウンドを作成して、他社との差別化とブランド認知度の向上を図ることができます。
- 法規への準拠: 多くの国では、道路の安全性を向上させるために電気自動車にAVASを使用することが義務付けられています。静かな道路輸送車両を規制する国連規制は2017年に作成されました。
Ansys Soundを使用して、電気自動車（ASDforEV）のアクティブサウンド設計を予測、テスト、最適化、および検証できます。
AVAS規制の内容
サウンド規制が最初に車両に導入されたとき、それは車を静かにすることを目的としていました。しかし現在では、EVが発するサウンドが可聴で認識可能で、関連性があることを保証するために、現行のノイズ基準が導入されています。
2019年現在、いくつかの国はすべての電気自動車にAVASを義務付けています。規制は国や地域によって異なりますが、これらの要件は、AVAS技術がノイズレベルと識別可能性の基準を満たすことを保証するために作成されました。
ほとんどの規制では、車両は速度に比例して音量とピッチが変化する最大20km/hの連続サウンドを出力することが求められています。この方法で、歩行者はそれを聞くだけで車がどれだけ速く動いているかを感じます。
たとえば、国連の規則138番では、AVASを装備した車両は全体的なサウンドレベルが75dB（A）を超えることはないと規定しています。また、AVASサウンドの周波数範囲は、前進方向に走行したときに5～20km/hの速度範囲で1km/hあたり少なくとも0.8%変化すると規定しています。
サウンドチューニング（左）と音響車両警告システム（AVAS）のコンプライアンスチェックを示すAnsys Soundスクリーンショット。
AVASサウンドはどのように作成されるか
電気自動車のサウンドを作成するために、自動車メーカーはサウンド設計者の専門知識を求めています。自動車メーカーの目標と規制パラメータの範囲内で、楽器、小道具、デジタルエフェクト、サンプリングされたサウンドを使用して、ブランド独自の音響体験を作成します。
しかし、ブランドのサウンドとはどのようなものでしょうか? 一部の自動車メーカーにとって理想的なサウンドは、風や水のように自然で有機的です。自社EVを強く、映画のようなものにしたいと考えるブランドや、自社のEVでそのレガシーガス駆動モデルの特徴的なゴトゴトする音を共有することを好むブランドもあります。
理想的なEVサウンドスケープを作成するには、サウンド（人工的なサウンドと自然なサウンドの両方）が異なるタイミングでどのように相互作用するかを考慮する必要があります。さまざまな運転イベントが同時にサウンド情報をドライバーに提供していますか? これらのサウンドは互いに補完し合っていますか、それとも遮断していますか? サウンドはいつ調和的または不協和音にすべきですか? すでに意味が割り当てられているサウンドはどのようなものですか? たとえば、宇宙探査機のサウンドを出すJaguar社のAVASは、人々がそれを聞いたときに空を見上げたことがテストで示されたため、再設計されなければなりませんでした。
このような複雑さに対応するため、サウンド設計者はAnsys Soundを使用して 電気自動車（ASDforEV）のアクティブサウンド設計の予測、テスト、最適化、検証を行います。これにより、ベースラインのサウンドセットから開始し、サウンドの特性（ラウドネス、ピッチ、音色など）を変更して新しいサウンドを作成できます。また、速度、RPM、ペダル負荷、加速、トルクなどの運転パラメータに応じてサウンドの法則がどのように変化するかを調べることもできます。サウンド設計者は、車両のオーディオシステムや運転シミュレータの内部でリアルタイムに再生されるサウンドを聞くことで、将来のサウンドスケープを作成するだけでなく、実際の走行条件でどのように動作するかを知ることができます。
AVASの例1: 落ち着きと調和
AVASの例2: 滑らかさと旋回
AVASの例3: スポーティで未来的
上記のAVASサウンドの例は、Ansys Soundを使用して作成および記録されています。
歩行者向けのAVASサウンドに加えて、ASDforEVでは、車内で再生されるドライバーや乗員向けのその他のサウンドを評価および調整することができます。
- 速度加速フィードバック（SAF）のサウンド
- 内燃機関（ICE）のサウンド
- 先進運転支援システム（ADAS）のサウンド
- ヒューマンマシンインタラクション（HMI）、環境、警告サウンド
Ansys Soundでは、多くのタイプのサウンドを制御できます。
音響車両警報システムの未来
AVASは歩行者警報システムとして始まり、動いている車が近くにいることを人々に警告するために作成された音響警報システムです。しかし、急速にひしめき合うEV市場がメーカーにブランドと技術の差別化を促し、オーディオの芸術性がさらに向上するにつれて、音響車両警告システムは、宇宙船や送電線の電気的な回転音から、サウンドが私たちを動かす方法を再定義するまったく新しい音響体験まで進化し続けています。