JP2013197991A - 車両存在通報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化、重量化、高コスト化を抑えて、通報音を発生するスピーカの断線を検出できる車両存在通報装置を提供する。
【解決手段】車両存在通報装置においてスピーカ１の断線状態を検出する断線検出手段２は、車両用ホーン３を作動させて警報音を発生させるホーン起動手段４と、車両用ホーン３が作動した際におけるスピーカ１の起電力に基づいてスピーカ１の断線状態を判定する断線判定手段５とを備える。車両用ホーン３の発生する警報音のエネルギーを利用し、スピーカ１に生じる起電力の有無によりスピーカ１の断線状態を判定するため、断線検出手段２の構成を簡素化することができる。その結果、車両存在通報装置の大型化、重量化、高コスト化を抑えて、スピーカ１の断線を検出することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通報音を車外に発生させて車両の存在を周囲に知らせる車両存在通報装置に関するものであり、特に、電気自動車、燃料電池車両、ハイブリッド車両など、静かな車両に用いて好適な技術に関する。

通報音により車両の存在を知らせる車両存在通報装置が提案されている。
この車両存在通報装置は、通報音を車外へ向けて発生するためのスピーカを搭載する。 車両の存在を知らせる通報音は、車両騒音を考慮し、且つ車両周囲へ車両の存在を知らせる音量に設定される。
即ち、通報音は、車両用ホーン（クラクション）が発生する大音量の警報音に比較して小さな音量である。

このため、遮音性の高い車室内では、車外へ向けて発生した通報音が聞き取り難い。また、窓を開けるなど外部の音が車室内に侵入する状態であっても、ロードノイズ等により、車室内では通報音が聞き取り難い。
このような状況では、何らかの不具合によってスピーカに断線が生じ、通報音が車外へ放出されない場合が生じても、乗員が気づかずに車両が走行する懸念がある。

そこで、スピーカの断線を検出する断線検出手段を車両存在通報装置に搭載することが考えられる（周知の技術ではない）。
車両に搭載されるものではないが、スピーカの断線を検出する断線検出手段として、特許文献１に開示される技術が知られている。

特許文献１の断線検出手段は、放送設備のスピーカ回路の断線の有無を検出するものであり、
（ａ）放送用のスピーカが接続されたスピーカ回路と、
（ｂ）このスピーカ回路と同一のインピーダンスに設けられた等価回路と、
（ｃ）「スピーカ回路を交流信号で駆動した際」と「等価回路を交流信号で駆動した際」の電圧差分に基づいてスピーカ回路の断線の有無を判定する断線検出回路と、
を備えて構成される。

しかるに、特許文献１の断線検出手段は、
・スピーカ回路と等価回路の切替えを実行する切替回路と、
・スピーカ回路と同一のインピーダンスのダミー抵抗を用いた等価回路と、
を用いる必要がある。

ダミー抵抗は、スピーカと切り替えられて交流信号で駆動された際に、「スピーカの発生するエネルギー」を「熱」に変換する高耐圧が要求される抵抗体であるため、断線検出時しか使用しないにも関わらず、一般的に大型で、重く、且つ高価であり、車両への搭載は好ましくない。
具体的には、車両存在通報装置のスピーカの断線を特許文献１の技術を用いて検出すると、ダミー抵抗等の搭載によって車両存在通報装置が大型化したり、重量が重くなったり、コストが上昇する等の不具合が生じてしまう。

特開２００３−２７４４９１号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型化、重量化、高コスト化を抑えて、通報音を発生するスピーカの断線を検出できる車両存在通報装置の提供にある。

本発明の車両存在通報装置は、車両用ホーンを作動させた際に、スピーカの発生する起電力に基づいてスピーカの断線状態を判定するため、従来技術において用いていた車両搭載に不向きなダミー抵抗を用いることなく、通報音を発生するスピーカの断線を検出できる。
即ち、大型化、重量化、高コスト化の原因になっていたダミー抵抗を用いることなくスピーカの断線を検出することができるため、大型化、重量化、高コスト化を抑えて、通報音を発生するスピーカの断線を検出することができる。

車両存在通報装置の概略図である（実施例１）。 （ａ）正常時におけるスピーカの発生電圧の説明図、（ｂ）断線時におけるスピーカの発生電圧の説明図である（実施例１）。 通報音を発生するスピーカを搭載した車両用ホーンの断面図である（実施例１）。 車両存在通報装置の概略図である（実施例２）。

図面を参照して実施形態を説明する。
車両存在通報装置は、車両の存在を知らせる運転条件が成立した際に、通報音を車両の外部に発生させるものであり、通報音を発生するスピーカ１を備える。
なお、スピーカ１は、
・通報音を直接発生するダイナミックスピーカ（後述する実施例では可聴音発生用の圧電スピーカ）であっても良いし、
・パラメトリックスピーカに用いられる超音波発生用の超音波スピーカ（超音波発生手段）であっても良い。

この車両存在通報装置は、スピーカ１の断線状態を検出する断線検出手段２を搭載する。
この断線検出手段２は、
・警報音発生用に車両に搭載される車両用ホーン３を作動させて警報音を発生させるホーン起動手段４と、
・車両用ホーン３が作動した際におけるスピーカ１の起電力に基づいてスピーカ１の断線状態を判定する断線判定手段５と、
を備えて構成される。

以下において本発明が適用された具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。以下で説明する実施例は具体的な一例であって、本発明が実施例に限定されないことはいうまでもない。
なお、以下の実施例において、上記「発明を実施するための形態」と同一符号は同一機能物を示すものである。

［実施例１］
図１〜図３を参照して実施例１を説明する。
車両存在通報装置は、エンジンを搭載しない車両（電気自動車、燃料電池自動車等）や、走行中および停車中にエンジンを停止する可能性のある車両（ハイブリッド車両等）など、走行音や停車中が静かな自動車に搭載される。

ここで、車両は、警報音を発生する車両用ホーン３（警笛器）を搭載している。
車両用ホーン３は、乗員によってホーンスイッチ（例えば、ステアリングのホーンボタン）が操作された際に警報音を発生するものであり、例えば、車両前部に設けられるフロントグリル（走行風の取入口に設けられるグリル）と熱交換器（空調用熱交換器、ラジエータ等）との間に固定配置されるものである。

車両用ホーン３の形式は限定されるものではないが、この実施例では、具体的な一例として図３に示すように、電磁式警報器を用いる。
具体的に、この実施例の車両用ホーン３は、
・通電により警報音を発生させる警報音発生部６と、
・この警報音発生部６の発生した警報音を増強させて外部へ放出する渦巻状音響管７（音響管の一例）と、
を備えて構成される。

警報音発生部６の基本構成は周知なものであり、
・通電により磁力を発生するコイル１１と、
・コイル１１の発生磁力により磁気吸引力を生じる固定鉄心（磁気吸引コア）１２と、
・振動板（ダイヤフラム）１３の中心部に支持されて固定鉄心１２に向かって移動可能に支持される可動鉄心（可動コア）１４と、
・コイル１１が通電を受けた際にコイル１１の通電回路を連続的に断続する電流断続器１５と、
を備えて構成される。

渦巻状音響管７は、ホーン入口（音響入口）からホーン出口（音響出口）に向けて音道が拡大するラッパ部材を、渦巻状に設けた渦巻ホーンである。
警報音発生部６は、渦巻状音響管７の一方の側面（渦巻中心を通る軸線に対して垂直な面：例えば、車両に搭載された際の渦巻状音響管７の熱交換器側の面）に取り付けられ、渦巻状音響管７の中心部のホーン入口に警報音を発生するように設けられている。

一方、車両存在通報装置は、車両の存在を知らせる運転条件が成立した際に、通報音（擬似エンジン音、和音、音声、音楽等）を車外へ発生して車両の存在を歩行者へ知らせるものであり、
・通報音を発生させるスピーカ１と、
・このスピーカ１を駆動する駆動アンプ１６と、
・この駆動アンプ１６に「通報音を成す音響信号（アナログによるオーディオ信号、またはデジタルによるオーディオ信号）」を付与する音データ発生部１７を含むマイコン（マイクロ・コンピュータの略）１８と、
を用いて構成される。

スピーカ１は、印加電圧（充放電）に応じて伸縮するピエゾ素子（圧電素子）と、このピエゾ素子の伸縮によって駆動されて空気に疎密波を生じさせる振動板とを用いて構成される小型の圧電スピーカ（容量性スピーカの一例）である。
具体的にこの実施例に用いられる圧電スピーカは、可聴帯域の音波を発生するために設けられた可聴音発生用であり、振動系（ピエゾ素子＋振動板）の１次共振部（１次共振周波数）が可聴帯域内（例えば、約２ｋＨｚ等）に存在するものである。

スピーカ１の搭載箇所や搭載形態は限定されるものではないが、その搭載例を図３に示す。
スピーカ１は、車両用ホーン３の渦巻状音響管７に取り付けられ、通報音を渦巻状音響管７の内部に放出するように設けられている。具体的に、スピーカ１は、渦巻状音響管７の略中心部において警報音発生部６の対向位置に配置され、通報音を渦巻状音響管７で増強させた後に車外へ放出するように設けられている。

このことを具体的に説明する。この実施例に用いるスピーカ１は、小型のダイナミックスピーカであるため、単独では空気の疎密波を低い周波数で発生させることが困難であり、低音の音圧を高めることができない。
そこで、この実施例では、図３に示すように、スピーカ１を渦巻状音響管７に取り付け、スピーカ１の放出する通報音を渦巻状音響管７の中心部（ホーン入口）に放出するように設けている。
このように設けることにより、スピーカ１が小型であっても、スピーカ１の発生した空気振動を渦巻状音響管７が制動し、低周波の空気振動が空振りすることなく低音（音波）として渦巻状音響管７の外部に放出する。このため、スピーカ１が小型であっても、低音の発生音圧を高めることができ、低音を含む通報音を発生させることができる。

マイコン１８は、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略）等から車両の走行状態の車両情報（車速信号等）が入力され、車両の存在を知らせる運転条件が成立した際（例えば、車速が２０ｋｍ／ｈ以下の時など）に、音データ発生部１７から駆動アンプ１６に「通報音を成す音響信号」を付与して、スピーカ１から通報音を発生させるものである。

駆動アンプ１６は、音データ発生部１７の発生した「通報音を成す音響信号」によってスピーカ１を駆動する増幅手段（例えば、Ｂ級アンプ、あるいはＤ級アンプ等）であり、スピーカ１の印加電圧（具体的にはピエゾ素子の充放電状態）を制御することで、スピーカ１から「通報音を成す音波（可聴音）」を発生させるものである。

この実施例の車両存在通報装置は、通報音を発生するスピーカ１の断線状態（この実施例では断線の有無）を検出する断線検出手段２を搭載する。
この断線検出手段２は、
・断線検出の条件が成立した際に、車両用ホーン３を一時的に作動させて、車両用ホーン３から一時的に警報音を発生させるホーン起動手段４と、
・ホーン起動手段４によって車両用ホーン３を作動させた際、即ちホーン起動手段４によって車両用ホーン３が警報音を発生した際におけるスピーカ１の起電力に基づいてスピーカ１の断線状態を判定する断線判定手段５と、
を備えて構成される。

ホーン起動手段４は、断線検出の条件が成立した際（例えば、車両の運転スイッチがＯＮされた直後の準備期間中で、且つ駆動アンプ１６が非作動の時）に、車両用ホーン３を短時間（例えば、１秒未満）だけ作動させる。
具体的に、ホーン起動手段４は、バッテリ電圧（図１中、＋Ｖ）と車両用ホーン３（具体的には警報音発生部６のコイル１１）との通電の切替えを行う第１スイッチ手段２１のＯＮ−ＯＦＦ制御を行うマイコン１８内の制御プログラムであり、断線検出の条件が成立すると、第１スイッチ手段２１を一時的にＯＮさせて、車両用ホーン３から短時間だけ警報音を発生させるものである。

断線判定手段５は、スピーカ１の端子間電圧を検出する電圧計測部２２の出力信号（スピーカ１の起電力）に基づいてスピーカ１の断線状態を判定するマイコン１８内の制御プログラムである。
具体的に、断線判定手段５は、
（ｉ）ホーン起動手段４によって車両用ホーン３が警報音を発生させた際のスピーカ１の起電力（図中、実線Ａ参照）が、図２（ａ）に示すように、予め設定された判定値（図中、破線Ｘ参照）以上の場合に正常（スピーカ１の断線が無い）と判断し、
（ｉｉ）ホーン起動手段４によって車両用ホーン３が警報音を発生させた際のスピーカ１の起電力（図中、実線Ａ参照）が、図２（ｂ）に示すように、予め設定された判定値（図中、破線Ｘ参照）に達しない場合に断線（スピーカ１の断線が有る）と判断する。

（実施例１の効果１）
この実施例の車両存在通報装置は、上述したように、車両用ホーン３の発生する警報音のエネルギーを利用し、スピーカ１に生じる起電力の有無によりスピーカ１の断線状態を判定する。このため、従来技術とは異なり、「車両搭載に不向きなダミー抵抗」を用いることなく、通報音を発生するスピーカ１の断線を検出できる。
このように、警報音のエネルギーを利用することでスピーカ１の断線を検出するため、断線検出手段２の構成を簡素化することができる。その結果、車両存在通報装置の大型化、重量化、高コスト化を抑えて、通報音を発生するスピーカ１の断線を検出することができる。

（実施例１の効果２）
通報音を発生するスピーカ１は、車両用ホーン３における渦巻状音響管７に取り付けられる。このため、車両用ホーン３の発生する警報音のエネルギーを確実に利用することができ、スピーカ１の正常時（無断線時）において大きな起電力を生じさせることができる。
その結果、スピーカ１の正常時と断線時とにおける起電力の差を大きくすることができ、スピーカ１の断線の検出精度の信頼性を高めることができる。

（実施例１の効果３）
通報音を発生するスピーカ１は、通報音を渦巻状音響管７の内部に放出する。即ち、スピーカ１の音波発生部が渦巻状音響管７の内部に設けられる。これにより、渦巻状音響管７内に発生した警報音の大きなエネルギーがスピーカ１に強制的に強く与えられるため、スピーカ１の正常時（無断線時）において確実に大きな起電力を生じさせることができる。
その結果、スピーカ１の正常時と断線時とにおける起電力の差を確実に大きくすることができ、スピーカ１の断線の検出精度の信頼性を高めることができる。

［実施例２］
図４を参照して実施例２を説明する。なお、上記実施例１と同一符号は同一機能物を示すものである。
上記の実施例１では、車両の運転スイッチがＯＮされた直後の準備期間中に第１スイッチ手段２１を短時間だけＯＮさせて、スピーカ１の起電力から断線状態を検出する例を示した。
これに対し、この実施例２は、乗員がホーンスイッチを操作することで発生する警報音を利用し、その時（乗員がホーンスイッチを操作した時）のスピーカ１の起電力を測定して断線状態の検出を行うものである。

この実施例の車両用ホーン３は、乗員によってホーンスイッチが操作されると、ホーン起動手段４が第１スイッチ手段２１をＯＮして、車両用ホーン３から警報音を発生させる。

一方、音データ発生部１７から駆動アンプ１６に「通報音を成す音響信号」を付与する信号線には、この信号線の断続を行う第２スイッチ手段２３が設けられる。
この第２スイッチ手段２３は、ＯＦＦ動作により駆動アンプ１６の作動を停止させて、電圧計測部２２においてスピーカ１の起電力のみを計測させるものである。

第１スイッチ手段２１と第２スイッチ手段２３は、ホーン起動手段４によって互い違いにＯＮ−ＯＦＦ操作される。
具体的に、ホーン起動手段４は、
（ｉ）車両用ホーン３から警報音を発生させる際に、第１スイッチ２１をＯＮして、第２スイッチをＯＦＦし、
（ｉｉ）車両用ホーン３から警報音を発生させない時に、第１スイッチ２１をＯＦＦして、第２スイッチをＯＮするものである。

この実施例の車両存在通報装置は、上述したように、乗員の操作により発生した警報音を利用してスピーカ１の断線状態を検出するため、ホーンスイッチが操作されていない状態で警報音が発生するのを回避することができる。

上記の実施例では、渦巻状音響管７の中心部に通報音を発生させるスピーカ１の断線状態を検出する例を示したが、スピーカ１の搭載位置は限定されるものではない。
具体的な一例として、車両前方へ向けて設けたホーン出口の奥部に１つまたは複数のスピーカ１を配置し、そのスピーカ１からホーン出口を介して車両前方へ通報音を発生させても良い。
あるいは、渦巻状音響管７の正面（車両前方位置）に１つまたは複数のスピーカ１を配置し、そのスピーカ１から車両の前方へ通報音を発生させても良い。
もしくは、車両用ホーン３とは独立して１つまたは複数のスピーカ１を配置し、車両用ホーン３の発生する警報音の音響エネルギーを利用してスピーカ１の断線状態を検出しても良い。

上記の実施例では、１つのスピーカ１の断線状態（断線の有無）を検出する例を示したが、複数のスピーカ１の断線状態（断線数など）を検出しても良い。
具体的に、複数のスピーカ１の断線状態の具体例として、警報音を発生させた際に「複数のスピーカ１が生じた起電力の合成値（合成起電力）」に基づいて、複数のスピーカ１における断線数を検出しても良い。

また、複数のスピーカ１の断線数を検出する際、スピーカ１の温度（サーミスタによって検出しても良いし、既存の装置から温度を入力しても良い）に基づいて「断線数の判定に用いる合成起電力」または「断線数の判定に用いる判定指針値（判定を行う際の基準値）」の一方を補正する補正手段（プログラム）を搭載しても良い。

上記の実施例に加え、警報音を発生させた際の起電力（複数のスピーカ１の場合は合成起電力）を「前回値（前回の断線検出時の測定値）」と「今回値（今回の断線検出時の測定値）」で比較し、その差を用いて「経時変化による劣化」と「断線」とを区別する区別手段（制御プログラム）を搭載しても良い。

上記の実施例では、スピーカ１の一例として容量性スピーカ（実施例では圧電スピーカ）を用いる例を示したが、ボイスコイルを用いる電磁式スピーカ（コーンスピーカ等）を用いても良い。

上記の実施例では、スピーカ１のみで通報音を発生させる例を示したが、車両用ホーン３の警報音発生部６からも同時に通報音を発生させても良い。

１ スピーカ
３ 車両用ホーン
５ 断線判定手段

Claims (5)

1. 通報音を発生させるスピーカ（１）を搭載し、車両の存在を知らせる運転条件が成立した際に、通報音を車両の外部に発生させる車両存在通報装置において、
   この車両存在通報装置は、車両に搭載される車両用ホーン（３）を作動させた際に、前記スピーカ（１）の発生する起電力に基づいて前記スピーカ（１）の断線状態を判定する断線判定手段（５）を備えることを特徴とする車両存在通報装置。
2. 請求項１に記載の車両存在通報装置において、
   この車両存在通報装置は、前記車両用ホーン（３）を作動させるホーン起動手段（４）を備え、
   前記断線判定手段（５）は、前記ホーン起動手段（４）によって前記車両用ホーン（３）を作動させた際における前記スピーカ（１）の起電力に基づいて前記スピーカ（１）の断線状態を判定することを特徴とする車両存在通報装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両存在通報装置において、
   前記スピーカ（１）は、前記車両用ホーン（３）の音響管（７）に取り付けられることを特徴とする車両存在通報装置。
4. 請求項３に記載の車両存在通報装置において、
   前記スピーカ（１）は、前記音響管（７）に取り付けられて、通報音を前記音響管（７）の内部に放出し、通報音を前記音響管（７）を介して車外へ放出することを特徴とする車両存在通報装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の車両存在通報装置において、
   前記スピーカ（１）は、蓄積電圧の変化に基づいて音波を発生する容量性スピーカであることを特徴とする車両存在通報装置。

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