JP2011143841A - 車両存在報知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両存在報知装置１により、報知音を発生させる以外の機能を実現させることにある。
【解決手段】車両存在報知装置１では、複数の超音波トランスデューサ３を用いて、可聴音に応じて変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる。そして、複数の超音波トランスデューサ３の内の１つを、超音波の発信に加えて受信が可能な送受信用トランスデューサ７とし、車両の速度が所定値以上のときに、送受信用トランスデューサ７を超音波センサとして機能させる。これにより、車速が速くて報知音を発生させる必要のないときにも、車両存在報知装置１を障害物との距離を測定するための超音波センサとして、車両存在報知装置１を活用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の存在を、歩行者や自動車運転者など車両の外部の人に知らせるための車両存在報知装置に関する。

従来より、電気自動車の走行時やハイブリッドカーのモータ駆動走行時に、車両が近づいていることを車両外の人に認識させるために、車両の外部にオーディオスピーカを設置して、そのオーディオスピーカから車両の存在を知らせる報知音（擬似エンジン音や擬似走行音等）を発生させる車両存在報知装置がある（特許文献１、２参照）。

しかし、オーディオスピーカから発せられる音は周囲に拡散するため、危険位置にいない歩行者（例えば、前進走行中の後方にいる歩行者等）や車室内にいる人にまで報知音が聞こえてしまい、危険位置にいる歩行者以外にとっては不快感を与える。

そこで、出願人は、特願２００９−５８４５６において、可聴音に応じて変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる車両存在報知装置を提案した。この車両存在報知装置で発せられる報知音は指向性がよいため、危険を知らせる必要のある歩行者等のみに車両の存在を知らせることができ、危険位置にいない歩行者等や車室内にいる人に対して報知音による不快感を与えないようにすることができる。

ところで、電気自動車の走行時やハイブリッドカーのモータ駆動走行時でも、車速が所定以上になると風切り音や路面音が発生するため、報知音を発生させなくても、歩行者等は車両の存在を認知することができる。

すなわち、車両存在報知装置で報知音を発生させるのは、車両から走行音が生じない程度の遅い車速の場合のみで十分である。このため、車速が速いときには、車両に搭載された車両存在報知装置は活用されることがないという問題がある。
また、車両に搭載する部品点数の削減の要請から、車両存在報知装置により、報知音を発生させる以外の機能を実現できることが好ましい。

特開２００６−１９９１１０号公報 特開平１０−２０１００１号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、車両存在報知装置により、報知音を発生させる以外の機能を実現させることにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の車両存在報知装置は、超音波信号を出力する超音波信号発生手段と、超音波信号を搬送波とし、可聴音に応じて超音波信号を変調する変調手段と、変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる複数の超音波トランスデューサとを備える。

複数の超音波トランスデューサの内の少なくとも１つは、超音波の発信に加えて受信が可能な送受信用トランスデューサであり、送受信用トランスデューサは、報知音を発生するスピーカとしての第１機能と、障害物との距離を測定するための超音波センサとしての第２機能とを有する。
そして、車両の速度が所定値以上のときに、送受信用トランスデューサの第２機能を動作させる。

送受信可能な超音波トランスデューサ（送受信用トランスデューサ）は、超音波を送信するスピーカとしてだけではなく、超音波を受信して超音波センサとしても使用できる。
このため、報知音を発生させる超音波トランスデューサの内の少なくとも１つを送受信用トランスデューサとすることで、車両存在報知装置にスピーカとしての機能だけではなく、超音波センサとしての機能をもたせることができる。

そして、車両の速度が所定値以上のときに、送受信用トランスデューサの超音波センサとしての機能を動作させることにより、車速が速くて報知音を発生させる必要のないときにも、車両存在報知装置を障害物との距離を測定するための超音波センサとして、車両存在報知装置を活用することができる。

また、これにより、車両存在報知装置を車両衝突防止装置用の超音波センサとして兼用することができるため、車両衝突防止装置用の超音波センサを別に車両に搭載する必要がなく、部品点数を削減できる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の車両存在報知装置は、車両の速度が所定値以下のときに、送受信用トランスデューサの第１機能と第２機能とを所定時間毎に切り替えて動作させる。
これによれば、請求項１の作用効果に加えて、車速が遅い場合にも、車両存在報知装置を報知音発生のためだけではなく、障害物との距離を測定するために用いることができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の車両存在報知装置は、超音波信号を出力する超音波信号発生手段と、超音波信号を搬送波とし、可聴音に応じて超音波信号を変調する変調手段と、変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる複数の超音波トランスデューサとを備える。

複数の超音波トランスデューサの内の少なくとも１つは、超音波の発信に加えて受信が可能な送受信用トランスデューサであり、送受信用トランスデューサは、報知音を発生するスピーカとしての第１機能と、障害物との距離を測定するための超音波センサとしての第２機能とを有する。
そして、車両の速度が所定値以下のときに、送受信用トランスデューサの第１機能と第２機能とを所定時間毎に切り替えて動作させる。
これによれば、車速が遅い場合に、車両存在報知装置を報知音発生のためだけではなく、障害物との距離を測定するために用いることができる。

（ａ）は、車両存在報知装置を取り付けた車両の図であり、（ｂ）は、車両存在報知装置の構成図である（実施例１）。 （ａ）〜（ｅ）は車両存在報知装置の可聴音放射原理を示す図である（実施例１）。 車両存在報知装置の構成図である（実施例１）。 車両存在報知装置の構成図である（実施例２）。

本発明を実施するための形態の車両存在報知装置は、超音波信号を出力する超音波信号発生手段と、超音波信号を搬送波とし、可聴音に応じて超音波信号を変調する変調手段と、変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる複数の超音波トランスデューサとを備える。

複数の超音波トランスデューサの内の少なくとも１つは、超音波の発信に加えて受信が可能な送受信用トランスデューサであり、送受信用トランスデューサは、報知音を発生するスピーカとしての第１機能と、障害物との距離を測定するための超音波センサとしての第２機能とを有する。
そして、車両存在報知装置は、車両の速度が所定値以上のときに、送受信用トランスデューサの第２機能を動作させる。

〔実施例１の構成〕
実施例１の車両存在報知装置１の構成を、図１〜３を用いて説明する。
車両存在報知装置１は、例えば、電気自動車の走行時やハイブリッドカーのモータ駆動走行時に、車両２が近づいていることを車両２外の人に認識させるために、車両２の存在を知らせる報知音（擬似エンジン音や擬似走行音等）を発生させるものである。

車両存在報知装置１は、例えば車両２のバンパーやフロントグリル等に取り付けられ、報知音を発生させるための複数の超音波トランスデューサ３と、超音波トランスデューサ３のそれぞれの振動子（図示せず）に電力を供給するとともに、各振動子の動作を制御するマイコン４とを備える。

超音波トランスデューサ３は、振動子に入力される電圧などの電気信号を機械的な振動に変換するとともに、この機械的な振動により、超音波領域の周波数で振動する音波を発生するものでスピーカとして機能する。
そして、複数の超音波トランスデューサ３が、例えば、各超音波トランスデューサ３の振動子の振動する方向が車両前方を向くように同一平面上に並べられて、スピーカアレイ６を構成している。

スピーカアレイ６を構成する複数の超音波トランスデューサ３の内の１つは、超音波の送信に加えて受信も可能な送受信用トランスデューサ７であり、送受信用トランスデューサ７は、スピーカとしてだけではなく、後に詳述する様に、障害物と車両との距離を測定するための超音波センサとしても機能する。

マイコン４は、制御機能および演算機能を有するＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭのような各種の記憶装置、入力装置、および出力装置等を有する周知の構造を有する。
さらにマイコン４は、超音波トランスデューサ３から超音波を送信するための送信回路８と、送受信用トランスデューサ７が超音波を受信するための受信回路９とを備える。

送信回路８は、再生したい可聴音の可聴音波信号（図２（ａ）参照）を出力する可聴音波信号発生回路１１、超音波信号（図２（ｂ）参照）を出力する超音波信号発生回路１２、超音波信号を搬送波として可聴音波信号に応じて超音波信号を変調して被変調波信号（図２（ｃ）参照）を出力する変調回路１３、および、変調回路１３または超音波信号発生回路１２から出力される信号を超音波トランスデューサ３を駆動可能な程度にまで増幅して振動子に電気信号を与える駆動回路１４を有する。

送受信用トランスデューサ７以外の超音波トランスデューサ３は、スピーカとしての機能のみを有し、変調された超音波（被変調波）信号に基づいて振動子が振動することで、被変調波を空気中に放射する。

送受信用トランスデューサ７は、スピーカとして機能する際には、被変調波信号に基づいて振動子が振動することで、被変調波を空気中に放射するが、超音波センサとして機能する際には、超音波信号発生回路１２により出力された超音波信号（変調されていない超音波信号）に基づいて振動子が振動することで、変調されていない超音波を放射する。

なお、空気中に放射された被変調波は、空気中を進行するにつれて、空気の非線形特性により波形がひずみ（図２（ｄ）参照）、元の可聴音波信号に基づく可聴音（図２（ｅ）参照）が自己復調され、報知音として歩行者等に認識される。

また、車両存在報知装置１は、送受信用トランスデューサ７の振動子を駆動するための信号を、車速に応じて、スピーカ用（被変調波信号）とセンサ用（変調されていない超音波信号）との間で切り替える切替手段１６を備える。
切替手段１６は、例えばリレーやスイッチであり、車速センサ（図示せず）からの車速情報に基づいて、車速が所定速度以上（例えば、２０ｋｍ／ｈ以上）の際には、送受信用トランスデューサ７への入力信号がセンサ用（変調されていない超音波信号）となる様に切り替える。

ここで、送受信用トランスデューサ７を用いて障害物と車両との距離を測定する原理を説明する。
まず、送受信用トランスデューサ７から超音波が送信されると、超音波が障害物に当たって反射する。そして、この反射波を、送受信用トランスデューサ７で受信する。この送信から受信までの時間に基づいて、障害物までの距離が算出できる。

なお、この障害物までの距離の算出は、マイコン４で行ってもよいが、本実施例では、車両に搭載の衝突防止装置の制御回路１７に、マイコン４から送信時刻と受信時刻の情報を出力し、衝突防止装置の制御回路１７にて障害物までの距離の算出を行う。

〔実施例１の作用〕
電気自動車の走行時やハイブリッドカーのモータ駆動走行時でも路面音等によるタイヤノイズが発生して、内燃機関の車と同じ騒音レベルになる車速は、一般的に約２０ｋｍ／ｈである。そこで、本実施例では、例として２０ｋｍ／ｈを送受信用トランスデューサ７の機能を切り替える所定速度とする。

図１（ｂ）に示すように、車速が２０ｋｍ／ｈより遅い場合には、歩行者等に車両の存在を知らせる必要があるため、超音波トランスデューサ３を駆動し、報知音を発生させる。このとき、送受信用トランスデューサ７への入力信号は、送受信用トランスデューサ７以外の超音波トランスデューサ３と同様に被変調波であり、送受信用トランスデューサ７も報知音を発生させるスピーカとして機能する。

図３に示すように、車速が２０ｋｍ／ｈより早い場合には、送受信用トランスデューサ７以外の超音波トランスデューサ３の駆動を停止する。そして、切替手段１６により、送受信用トランスデューサ７への入力信号がセンサ用（変調されていない超音波信号）に切り替えられ、送受信用トランスデューサ７は超音波センサとして機能する。

このとき、送受信用トランスデューサ７から超音波を送信した時刻と、障害物に当たって反射された反射波を送受信用トランスデューサ７が受信した時刻との情報を、車両に搭載された衝突防止装置の制御回路１７に出力する。そして、衝突防止装置の制御回路１７で、障害物までの距離が算出され、算出された距離に基づいて、ブレーキ制御や警笛発生などの指令がされる。

〔実施例１の効果〕
本実施例の車両存在報知装置１は、超音波信号を出力する超音波信号発生回路１２と、超音波信号を搬送波とし、可聴音に応じて超音波信号を変調する変調回路１３と、変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる複数の超音波トランスデューサ３とを備える。

そして、スピーカアレイ６を構成する複数の超音波トランスデューサ３の内の１つは、超音波の送受信可能な送受信用トランスデューサ７であり、報知音を発生するスピーカとしての機能（第１機能）と、障害物との距離を測定するための超音波センサとしての機能（第２機能）とを有する。

そして、車両存在報知装置１は、送受信用トランスデューサ７を、基本的には他の超音波トランスデューサ３と同様に報知音を発生させるスピーカとして機能させ、車速が所定値以上のときには超音波センサとして機能させている。

これによれば、車速が速いときでも、車両存在報知装置１を車両衝突防止装置に用いられる障害物との距離を測定するための超音波センサとして活用することができる。すなわち、車速が速くて報知音を発生させる必要のないときにも、車両存在報知装置１を活用することができる。

また、これにより、車両存在報知装置１を車両衝突防止装置用の超音波センサとして兼用することができるため、車両衝突防止装置用の超音波センサを別に車両に搭載する必要がなく、部品点数を削減できる。

〔実施例２の構成〕
実施例２の車両存在報知装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図４を用いて説明する。

本実施例では、車速が所定値以下のときに、送受信用トランスデューサ７のスピーカとしての機能と超音波センサとしての機能とが所定時間毎に切り替わって動作する。
すなわち、車速が所定速度以下（例えば、２０ｋｍ／ｈ以下）の際に、切替手段１６が、送受信用トランスデューサ７への入力信号を、スピーカ用（被変調波信号）とセンサ用（変調されていない超音波信号）との間で、所定時間毎に切り替える。

〔実施例２の作用〕
車速が所定速度より遅い場合は、歩行者等に車両の存在を知らせる必要があるため、送受信用トランスデューサ７以外の超音波トランスデューサ３には常に被変調波信号が入力され、送受信用トランスデューサ７以外の超音波トランスデューサ３は報知音を発生させる。
一方、送受信用トランスデューサ７は、所定時間毎に、入力信号がスピーカ用（被変調波信号）とセンサ用（変調されていない超音波信号）とで、交互に切り替えられる。すなわち、図４（ａ）の状態と、図４（ｂ）の状態とを交互に切り替える。

〔実施例２の効果〕
本実施例の車両存在報知装置１は、車両の速度が所定値以下のときに、送受信用トランスデューサ７のスピーカとしての機能（第１機能）と超音波センサとしての機能（第２機能）とが所定時間毎に切り替わって動作する。
これによれば、車速が遅い場合にも、車両存在報知装置１を報知音発生のためだけではなく、障害物との距離を測定するために用いることができる。

〔変形例〕
車両存在報知装置１の態様は、実施例に限定されず、様々な変形例を考えることができる。例えば、実施例１、２では、スピーカアレイ６を構成する複数の超音波トランスデューサ３の内の１つを送受信用トランスデューサ７としたが、１つ以上であってもよい。

また、実施例１と実施例２とを組み合わせて、車速が所定速度以上の場合は、送受信用トランスデューサ７に超音波センサとしての機能をさせ、車速が所定速度以上の場合は、送受信用トランスデューサ７に超音波センサとしての機能とスピーカとしての機能を交互にさせるようにしてもよい。

１ 車両存在報知装置
２ 車両
３ 超音波トランスデューサ
４ マイコン
７ 送受信用トランスデューサ
１２ 超音波信号発生回路
１３ 変調回路

Claims (3)

1. 車両の存在を車両の外部に報知する車両存在報知装置であって、
   超音波信号を出力する超音波信号発生手段と、
   前記超音波信号を搬送波とし、可聴音に応じて超音波信号を変調する変調手段と、
   前記変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる複数の超音波トランスデューサとを備え、
   前記複数の超音波トランスデューサの内の少なくとも１つは、超音波の発信に加えて受信が可能な送受信用トランスデューサであり、
   前記送受信用トランスデューサは、報知音を発生するスピーカとしての第１機能と、障害物との距離を測定するための超音波センサとしての第２機能とを有し、
   前記車両の速度が所定値以上のときに、前記送受信用トランスデューサの第２機能を動作させることを特徴とする車両存在報知装置。
2. 請求項１に記載の車両存在報知装置において、
   前記車両の速度が所定値以下のときに、前記送受信用トランスデューサの第１機能と第２機能とを所定時間毎に切り替えて動作させることを特徴とする車両存在報知装置。
3. 車両の存在を車両の外部に報知する車両存在報知装置であって、
   超音波信号を出力する超音波信号発生手段と、
   前記超音波信号を搬送波とし、可聴音に応じて超音波信号を変調する変調手段と、
   前記変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる複数の超音波トランスデューサとを備え、
   前記複数の超音波トランスデューサの内の少なくとも１つは、超音波の発信に加えて受信が可能な送受信用トランスデューサであり、
   前記送受信用トランスデューサは、報知音を発生するスピーカとしての第１機能と、障害物との距離を測定するための超音波センサとしての第２機能とを有し、
   前記車両の速度が所定値以下のときに、前記送受信用トランスデューサの第１機能と第２機能とを所定時間毎に切り替えて動作させることを特徴とする車両存在報知装置。

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