JP2005306167A - 車両用警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内側のデザインや車両搭載上の制約を少なくしつつ、運転手に対し音像の明確な定位感を与えることができる車両用警報装置を提供する
【解決手段】車両用警報装置は、運転席前面に配置される車両用計器を構成する、振動可能なフロントカバーと、このフロントカバーを振動させる第１と第２の発振子と、警報制御手段とを備える。第１と第２の発振子は、それぞれ、フロントカバーの中央部より右側と左側の面上に設置される。警報制御手段は、第１と第２の発振子に、それぞれ、音響信号を与えて、前記フロントカバーを振動させ、仮想音源から警報音が聞こえるようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、運転手に対して効果的な警報音を発生するための車両用警報装置に関するものである。

従来より、車両においては、運転手に必要な情報を伝達するために様々な音響出力装置が用いられている。そして、近年、車室内に設置された複数のスピーカを使用して仮想音源（以下、音像と称する）を発生させ、音像の音色や位置を変化させることにより、音像による情報の内容やその情報の位置を運転手に知らせるという装置が提案されている。

この種の装置では、前後左右４チャンネルのスピーカを利用した多チャンネルサラウンド方式や、近接配置された一対のスピーカを利用したステレオダイポール方式によって、音像を発生させる（例えば、特許文献１、２）。

ステレオダイポール式は、音響位相信号処理を用いて仮想音源を発生させるもので、一対のスピーカが近接配置されるため、スピーカの設置スペースを小さくできる。その結果、車両などの限られた空間に設置する音響装置として注目されている。

ところで、ステレオダイポール方式では、音像による情報の内容やその位置を正確に得るため、即ち、明確な音像の定位感を得るため、一対のスピーカが受聴者の正面に位置し、しかも両スピーカを見た角度が１０°程度となるように設置する必要がある。

現状では、実用に耐えうる周波数特性を有した小型のスピーカとして、直径１０ｃｍ程度のものが知られており、これを最大限に接近させて配置（１０ｃｍ）した場合を考えると、受聴者からスピーカまでの距離は６０ｃｍ程度に設定する必要がある。なお、将来的には、スピーカの小型化に伴って、受聴者までの距離をより接近させてスピーカを設置しなければならないことが予想される。

本出願人は、特許文献１で、近接配置された一対の小型スピーカを、シートやヘッドレスト部、サンバイザーまたはステアリング固定部に設置することを提案している。受聴者である運転手からスピーカまでの距離を、十分に短く設定できるため、明確な音像の定位感を得ることができる。
特開２００３−２９９１９９号公報 特開２００３−２２０９１１号公報

しかし、スピーカーをシートやヘッドレスト部、サンバイザーまたはステアリング固定部に設置すると、車室内側のデザインや電気配線の引き回しなどの車両搭載上で、大きな制約を受ける恐れがある。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、車室内側のデザインや車両搭載上の制約を少なくしつつ、運転手に対し音像の明確な定位感を与えることができる車両用警報装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の車両用警報装置は、運転席前面に配置される車両用計器の一部を構成する、振動可能なフロントカバーと、
フロントカバーの中央部より右側の面上に設置され、フロントカバーを振動させる第１の発振子と、
フロントカバーの中央部より左側の面上に設置され、フロントカバーを振動させる第２の発振子と、
第１と第２の発振子に、それぞれ音響信号を与えて、フロントカバーを振動させ、仮想音源から警報音が聞こえるようにする警報制御手段とを備えることを特徴とする。

運転席前面に配置される車両用計器のフロントカバーは、受聴者である運転手からの距離が十分に短い。この発明では、この位置に、一対の小型スピーカーが、第１と第２の発振子とフロントカバーで形成されるため、この一対のスピーカが運転手の正面に配置し、しかも両スピーカを見た角度が１０°程度となるようにて配置することができる。

従って、ステレオダイポール方式により、音像による情報の内容やその位置が正確に得られ、運転手の全周に音像の明確な定位感を実現できる。さらに、第１と第２の発振子が、フロントカバー上に設置され、この車両用計器を駆動する回路部がこのフロントカバーの近距離に配置されているため、配線の引き回しなどで制約を受けることがない。

請求項２に記載の車両用警報装置は、請求項１に記載の車両用警報装置において、車両用計器の一部を構成し、車両用計器の表示盤の外周端部を隠すための意匠プレートと、
意匠プレートとフロントカバーの間に介装され、フロントカバーを振動可能にする振動バネ部材とを備えることを特徴とする。

この発明では、フロントカバーを振動可能とするため、振動バネ部材を、意匠プレートとフロントカバーの間に介装する。これにより、フロントカバーは、振動バネ部材を振動絶縁部とし、意匠プレートを振動固定部として振動できる。この結果、フロントカバーを、第１と第２の発振子により、効率よく振動させることができると共に、車両用計器の表示盤を振動させないため、車両用計器の表示機能を阻害することもない。

請求項３に記載の車両用警報装置は、請求項１または請求項２に記載の車両用警報装置において、第１の発振子は、フロントカバー上の右側端部に設置され、
第２の発振子は、フロントカバー上の左側端部に設置されていることを特徴とする。

この発明では、第１と第２の発振子が、フロントカバー上において、左右の各端部に設置されている。このため、第１と第２の発振子は、インストルメントパネルで隠れ、デザイン上の制約を受けることがない。

請求項４に記載の車両用警報装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車両用警報装置において、警報するべき情報を判別する情報判別手段を備え、
警報制御手段は、情報判別手段により判別された警報するべき情報に基づいて、各音響信号を制御し、仮想音源を発生させることを特徴とする。

この発明では、情報判別手段が、警報するべき情報を判別し、この判別情報に基づいて仮想音源を発生させる。このため、警報するべき情報を、仮想音源を用いることで、運転者に瞬時に知らせることができる。

請求項５に記載の車両用警報装置は、請求項４に記載の車両用警報装置において、警報するべき情報は、位置の情報と内容の情報を有し、
警報制御手段は、判別された位置の情報に対応する位置に、判別された内容の情報に対応する音色の仮想音源を発生させることを特徴とする。

この発明では、警報するべき情報は、位置の情報と内容の情報を有し、判別された位置の情報に対応する位置に、判別された内容の情報に対応する音色の仮想音源を発生させる。このため、警報するべき位置の情報と内容の情報の両方を、仮想音源を用いることで、運転者に瞬時に知らせることができる。具体的には、運転者にとっては、あたかも、内容の情報に対応する音色の警報音が、位置の情報に対応する位置から聞こえてくるように知覚できる。

請求項６に記載の車両用警報装置は、請求項４または請求項５に記載の車両用警報装置において、警報するべき情報は、車両に搭載された検出器から得られた検出情報と外部から通信を用いて得られた情報の内、少なくとも一方であることを特徴とする。

この発明では、警報するべき情報は、車両に搭載された検出器から得られた検出情報と外部から通信を用いて得られた情報の内、少なくとも一方である。例えば、車両に搭載された検出器が障害物センサならば、障害物を検出したセンサの設置位置に、障害物センサを知らせる音色の仮想音源を発生させる。このため、このセンサの設置位置にスピーカが配置されていなくても、運転者にとっては、あたかも、このセンサの設置位置から障害物センサを知らせる音色の警報音が聞こえてくるように知覚できる。このため、障害物の位置、すなわち、警報音の起因する部位を、運転者に瞬時に知らせることができる。

以下、本発明による車両用警報装置を、図面に基づいて説明する。

（構成）
図１に本発明に係る車両用警報装置が適用されたコンビネーションメータ１０の正面図を示す。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面模式図を示し、図３は、本発明に係る車両用警報装置が適用された車両用障害物検出システムの構成図を示す。

図１に示すように、コンビネーションメータ１０は、指針計器である速度計１２、回転計１３および燃料計１４などと、これらが形成される文字盤（表示盤）１１より構成される。

図１、２に示すように、透明カバー１７は、文字盤１１を保護するもので、４個の掛止部１７ａを有する。見返し板（意匠プレート）１６は、文字盤１１の端面を隠すもので、掛止部１７ａが掛止される４個の被掛止部１６ａを有する。

図１、２に示すように、第１のエキサイター（発振子）２１は、透明カバー１７の右端側に、第２のエキサイター（発振子）２２は、透明カバー１７の左端側に、接着剤やねじなどで固定される。また、図２に示すように、第１と第２のエキサイター２１、２２は、共に、透明カバー１７の裏面（図２の左側の面）であって、インストルメントパネル１５によって隠れる部位に、設置される。

第１と第２のエキサイター２１、２２は、交流電圧が印加される（又は、交流電流が流れる）と振動するもので、セラミックなどの圧電素子よりなる圧電駆動式のものでも、電磁駆動式のものでも良い。

尚、エキサイター２１、２２は、透明カバー１７の表面（図２の右側の面）に、設置しても良い。しかし、この場合は、これらを駆動する駆動信号を反転する必要があり、若干のコストアップとなる。

また、第１と第２のエキサイター２１、２２を透明性圧電素子（ＰＬＺＴなど）で形成し、第１と第２のエキサイター２１、２２への電気配線を、透明電極で形成しても良い。この場合は、第１と第２のエキサイター２１、２２を、インストルメントパネル１５によって隠れる部位に設置しなくても良い。

見返し板１６と透明カバー１７の間に振動クッション部材（振動バネ部材）１８を介装し、掛止部１７ａを被掛止部１６ａに掛止することによって、見返し板（意匠プレート）１６と透明カバー１７が継合する。

振動クッション部材（振動バネ部材）１８は、見返し板１６を振動固定部として、透明カバー１７が振動できるようにする、いわゆる振動バネ部材であって、例えば、ウレタン製スポンジなどである。即ち、振動バネ部材の機能を有し、見返し板１６と透明カバー１７の間に介装できるものならば、何でも良い。また、振動クッション部材１８は、見返し板１６の端面１６bの全面に設けるのが望ましいが、端面１６bが透明カバー１７に接触しない限り、端面１６bの全面に設けなくても良い。

ここで、掛止部１７ａと被掛止部１６ａは、それぞれ４個である必要はなく、見返し板１６と透明カバー１７が、振動クッション部材１８を介装して、安定して継合できるならば、３個でも５個でも良い。

後述するように、第１と第２のエキサイター２１、２２に交流信号（音響信号）が印加されると、見返し板１６を振動固定部として、透明カバー１７が振動する。

図３に示すように、車両用障害物検出システムは、クリアランスソナー３０と車両用警報装置２０から構成されている。クリアランスソナー３０は、障害物を検出する障害物センサしての、前右センサ３１、前左センサ３２、真後センサ３３、後右センサ３４、および後左センサ３５から構成されている。そして、車両用警報装置２０は、第１と第２のエキサイター２１、２２、見返し板１６、透明カバー１７、振動クッション部材１８、障害物制御部（情報判別装置）２３、および警報制御装置２８から構成されている。

各センサ３１〜３５は、超音波、赤外線、ミリ波等の送信波をそれぞれ送信するとともに、その送信波の障害物（他の車両、ガードレール）による反射波を受信して、その反射波の受信に基づきセンサ出力をそれぞれ出力する。

具体的には、前右センサ３１は、車体の前方右側に設置されて、車両に対して前側右方向に向けて送信波を送信し、前左センサ３２は、車体の前方左側に設置されて、車両に対して前側左方向に向けて送信波を送信する。真後センサ３３は、車体の後方中央部（これは、後右センサ３４と後左センサ３５との間）に設置されて、車両に対して後側中央部に向けて送信波を送信する。後右センサ３４は、車両の後方右側に設置されて、車両に対して後側右方向に向けて送信波を送信する。後左センサ３５は、車体の後方左側に設置されて、車両の後側左方向に向けて送信波を送信する。このように、各センサ３１〜３５は、車体の各々異なる検出位置に配置されて、異なる方向に送信波を送信するものである。

障害物制御部２３は、センサ出力に応じて、車両周囲の障害物が存在しているか否かをセンサ毎に判定する。このことにより、障害物の検出がセンサ毎に行われることになる。具体的には、送信波を送信してから反射波を受信するまでに至る期間（以下、測定期間という）をセンサ毎に求めるとともに、この求められた測定期間が所定時間に比べて短いか否かをセンサ毎に判定する。この結果、測定期間が所定時間に比べて短いとき、障害物が車両に接近していると判定する。

これにより、前側右方向、前側左方向、後側中央部、後側右方向、後側左方向に対し、障害物を検出できる。これに加えて、障害物制御部２３は、障害物の存在する方向毎に、それぞれ異なる判定信号Ａ〜Ｅを出力する。

警報制御装置２８は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）２４、メモリ２５、デジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器という）２６ａ，２６ｂ、および増幅器２７ａ，２７ｂから構成されている。

ＤＳＰ２４は、障害物制御部２３が判定したセンサの設置位置に、即ち、障害物を検出したセンサの設置位置（以下、検出センサ位置という）に仮想音源を発生させるための処理を、後述するメモリ２５のデータに基づいて行う。

Ｄ／Ａ変換器２６ａ，２６ｂは、ＤＳＰ２４の出力をデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換し、増幅器２７ａ，２７ｂは、Ｄ／Ａ変換器毎にそのＤ／Ａ変換された出力を電力増幅する。そして、その電力増幅された出力（音響信号）ＳＲ、ＳＬを、それぞれ、第１と第２のエキサイター２１、２２に入力させ、透明カバー１７を振動させて、警報音を出力する。

図４は、本発明に係る車両用警報装置２０、即ち、第１と第２のエキサイター２１、２２や透明カバー１７と運転手Ａとの位置関係を示す模式図である。図４で示すように、第１と第２のエキサイター２１、２２は、運転手Ａの正面に位置する。また、明確な音像の定位感を得るため、第１と第２のエキサイター２１、２２を見た角度θは、１０°程度となるように設置されることが望ましい。

（作動）
次に、このように構成した本実施形態による車両用警報装置２０の作動について説明する。

メモリ２５には、図５に示す判定信号／信号列変換テーブルが、データとして記憶されている。判定信号／信号列変換テーブルでは、障害物制御部２３からＤＳＰ２４に入力される各判定信号Ａ〜Ｅと、第１と第２のエキサイター２１、２２の原音信号としてのデジタル信号列（ＤＴ０１〜ＤＴ４２）とが１対２で対応するように構成されている。ＤＳＰ２４は、この判定信号／信号列変換テーブルに基づいて、判定信号Ａ〜Ｅに応じて、第１エキサイター２１と第２のエキサイター２２に対する各デジタル信号（原音信号）を決定する。

即ち、障害物制御部２３が判定したセンサの設置位置に、即ち、障害物を検出したセンサの設置位置の情報に基づいて、第１エキサイター２１と第２のエキサイター２２に対する各原音信号を決定する。

例えば、障害物制御部２３が、「前左センサ３２によって障害物の接近が検出された」と判定した場合は、障害物制御部２３は、ＤＳＰ２４に対して、判定信号Ｂを出力する。そして、ＤＳＰ２４は、第１エキサイター２１に対して、原音信号ＤＴ１１を決定し、第２のエキサイター２２に対して、原音信号ＤＴ１２を決定する。そして、原音信号ＤＴ１１、ＤＴ１２が、Ｄ／Ａ変換器２６ａ，２６ｂによって、Ｄ／Ａ変換されて、増幅器２７ａ，２７ｂによって、電力増幅される。

その電力増幅された出力（音響信号）ＳＲ、ＳＬが、それぞれ、第１と第２のエキサイター２１、２２に入力され、透明カバー１７が振動する。このようにして、音響信号ＳＲ、ＳＬに従って、ステレオダイポール方式により、障害物を検出したセンサの設置位置に仮想音源を発生させる。

その結果、障害物を検出したセンサの設置位置にスピーカが配置されていなくても、運転者にとっては、あたかも、このセンサの設置位置から警報音が聞こえてくるように知覚できる。このため、障害物の位置、すなわち、警報音の起因する部位を、運転者に瞬時に知らせることができる。

本実施形態では、受聴者である運転手からの距離が短いコンビネーションメータ１０の透明カバー１７に一対の小型スピーカーを設置することによって、運転手の全周に音像の明確な定位感を実現できる。さらに、第１と第２のエキサイター２１、２２を、透明カバー１７上であって、運転手見えない部位に設置することによって、一対の小型スピーカーを形成するため、デザイン、配線で、制約を受けることがない。

尚、例えば、音響信号ＳＲ、ＳＬの交流信号の位相と振幅を相対的に変えることによって、仮想音源の位置を車両の左右方向に変え、音響信号ＳＲ、ＳＬの周波数特性を相対的に変えることによって、仮想音源の位置を車両の前後方向に変える。

上述の実施形態では、障害物センサ３１〜３５の情報に基づいて仮想音源を発生させたが、これに限る必要はなく、各ドアに設置されたドアセンサの情報（例えば、半ドア状態の検出）や路車間通信による道路交通情報（例えば、渋滞情報）などに応じて仮想音源を発生させるようにしても良い。

これらの警報すべき情報も加える場合は、警報すべき情報は、位置だけでなく、内容も有することになるので、仮想音源の音色を変える必要が生ずる。即ち、障害物センサ３１〜３５では、位置の情報のみであったが、例えばこれにドアセンサの情報を加えると、障害物センサ３１〜３５の情報とドアセンサの情報で、仮想音源の音色を変えることによって、これら内容の情報も区別する必要が生ずる。

具体的には、例えば、メモリ２５に、図５に示す障害物センサ３１〜３５の判定信号／信号列変換テーブルに加えて、ドアセンサの判定信号／信号列変換テーブルを、データとして記憶する必要が生ずる。さらに、これらのテーブルに異なる音色の原音信号の情報を付加する必要も生ずる。

本発明の実施形態による車両用警報装置２０が適用されたコンビネーションメータ１０の正面図である。 本発明の実施形態による車両用警報装置２０が適用されたコンビネーションメータ１０の断面模式図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面模式図である。 本発明の実施形態による車両用警報装置２０が適用された車両用障害物検出システムの構成図である。 本発明の実施形態による車両用警報装置２０と運転手Ａの位置関係を示す模式図である。 図３のメモリ２５に記憶されているデータを説明するための図表である。

符号の説明

１０ コンビネーションメータ（車両用計器）
１１ 文字盤（表示盤）
１６ 見返し板（意匠プレート）
１７ 透明カバー（フロントカバー）
１８ 振動クッション部材（振動バネ部材）
２０ 車両用警報装置
２１，２２ 第１と第２のエキサイター（第１と第２の発振子）
２３ 障害物制御部（情報判別手段）
２８ 警報制御装置（警報制御手段）
３０ クリアランスソナー（検出器）
ＳＲ、ＳＬ 音響信号

Claims (6)

1. 運転席前面に配置される車両用計器の一部を構成する、振動可能なフロントカバーと、
   前記フロントカバーの中央部より右側の面上に設置され、前記フロントカバーを振動させる第１の発振子と、
   前記フロントカバーの中央部より左側の面上に設置され、前記フロントカバーを振動させる第２の発振子と、
   前記第１と第２の発振子に、それぞれ音響信号を与えて、前記フロントカバーを振動させ、仮想音源から警報音が聞こえるようにする警報制御手段とを備えることを特徴とする車両用警報装置。
2. 前記車両用計器の一部を構成し、前記車両用計器の表示盤の外周端部を隠すための意匠プレートと、
   前記意匠プレートと前記フロントカバーの間に介装され、前記フロントカバーを振動可能にする振動バネ部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用警報装置。
3. 前記第１の発振子は、前記フロントカバー上の右側端部に設置され、
   前記第２の発振子は、前記フロントカバー上の左側端部に設置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用警報装置。
4. 警報するべき情報を判別する情報判別手段を備え、
   前記警報制御手段は、前記情報判別手段により判別された前記警報するべき情報に基づいて、前記各音響信号を制御し、前記仮想音源を発生させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車両用警報装置。
5. 前記警報するべき情報は、位置の情報と内容の情報を有し、
   前記警報制御手段は、判別された前記位置の情報に対応する位置に、判別された前記内容の情報に対応する音色の仮想音源を発生させることを特徴とする請求項４に記載の車両用警報装置。
6. 前記警報するべき情報は、車両に搭載された検出器から得られた検出情報と外部から通信を用いて得られた情報の内、少なくとも一方であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の車両用警報装置。

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