JP4752963B2

JP4752963B2 - 車両存在報知装置

Info

Publication number: JP4752963B2
Application number: JP2009182101A
Authority: JP
Inventors: 俊男林; 利明中山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2029-08-05
Also published as: JP2011031825A; US8248273B2; US20110032122A1

Description

本発明は、車両の存在を報知する車両存在報知装置に関する。

近年、電気自動車やハイブリッドカーのように、モータにより駆動される車両が増加している。そして、モータによる駆動走行は、エンジンによる駆動走行に比べて静粛であるため、歩行者等が車両の存在を感じない虞がある。そこで、車両にスピーカを装着して擬似エンジン音等の報知音を発生させ、車両前方の歩行者等に車両の存在を報せる車両存在報知装置が公知となっている（例えば、特許文献１、２参照）。

しかし、単純に報知音を放射しようとすると、報知音は周囲へ拡散して減衰するため、大容量のスピーカが必要となり、車両への搭載が困難になる。また、大容量のスピーカにより報知音を放射すると、車室内の乗員等、車両の存在を感じる必要のない者にまで報知音が聞こえてしまい、これらの者が不快を感じる虞がある。

なお、特許文献３には、報知音の放射とともに報知用の電波を送信し、この電波を受信することで触覚的または視覚的に車両の存在を把握できるようにした車両存在報知装置が開示されている。しかし、この車両存在報知装置により車両の存在を把握するためには、車両に電波の送信装置を装備する必要があるとともに、歩行者等に、電波の受信装置や電波の受信に応じて作動する知覚装置等を所持させる必要があり、取り扱いが不便である。

特開平１０−２０１００１号公報特開２００６−１９９１１０号公報特開２００７−１８２１９５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、大容量のスピーカを用いることなく報知音により車両の存在を報知できる車両存在報知装置を提供することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の車両存在報知装置は、車両に対し相対的に移動する対象物に、可聴領域の周波数で振動する報知音により車両の存在を報知するものである。そして、この車両存在報知装置は、報知音を超音波領域の周波数で振動する搬送波に載せ、対象物に向けて放射する発音器と、発音器により放射された放射波が対象物により反射することで生じる反射波を受音する受音器と、放射波の周波数および反射波の周波数に応じて、対象物の車両に対する相対速度を演算する相対速度演算手段とを備える。

これにより、発音器は、放射した音波（放射波）が搬送波の周波数に応じた位置で自己復調し報知音として可聴となる、いわゆる「パラメトリックスピーカ」として機能する。このため、極めて指向性の強い報知音を得ることができるので、大容量のスピーカを用いることなく報知音により車両の存在を報知することができる。

また、相対速度演算手段により、車両の存在を報知すべき対象物の相対速度を算出して把握することができるので、相対速度の大小に応じて報知の態様を可変することができる。このため、例えば、相対速度が大きく車両と対象物との相対距離の縮小速度が大きい場合に、報知音の周波数を高めたり、放射波の放射を停止する期間の長さを短縮したりして、車両の接近が急であることを報知することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の車両存在報知装置は、相対速度に応じて報知音の周波数を切り替える報知音周波数切替手段を備える。
この手段は、相対速度に応じて報知の態様を可変する一形態を示すものである。
これにより、相対速度が大きく車両と対象物との相対距離の縮小速度が大きい場合に、例えば、報知音の周波数を高めることで車両の接近が急であることを報知することができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の車両存在報知装置は、放射波の放射を定期的に停止する場合に、放射波の放射を停止する期間の長さを相対速度に応じて伸縮する放射停止期間制御手段を備える。
この手段は、相対速度に応じて報知の態様を可変する一形態を示すものである。
これにより、相対速度が大きく車両と対象物との相対距離の縮小速度が大きい場合に、例えば、放射波の放射を停止する期間の長さを短縮することで車両の接近が急であることを報知することができる。

（ａ）は報知音を示す波形図であり、（ｂ）は搬送波を示す波形図であり、（ｃ）は搬送波を報知音に基づき振幅変調して得られる超音波を示す波形図であり、（ｄ）は歪み中の超音波を示す波形図であり、（ｅ）は自己復調後の報知音を示す波形図である。（ａ）は車両存在報知装置の構成図であり、（ｂ）は発音器および受音器の構成図である。

実施形態の車両存在報知装置は、車両に対し相対的に移動する対象物に、可聴領域の周波数で振動する報知音により車両の存在を報知するものである。そして、この車両存在報知装置は、報知音を超音波領域の周波数で振動する搬送波に載せ、対象物に向けて放射する発音器と、発音器により放射された放射波が対象物により反射することで生じる反射波を受音する受音器と、放射波の周波数および反射波の周波数に応じて、対象物の車両に対する相対速度を演算する相対速度演算手段と、相対速度に応じて報知音の周波数を切り替える報知音周波数切替手段とを備える。

〔実施例の構成〕
実施例の車両存在報知装置１の構成を、図面に基づいて説明する。
車両存在報知装置１は、例えば、電気自動車やハイブリッドカーのように、モータ駆動に起因する静粛性により歩行者等が存在を感じない虞がある車両に搭載され、車両に対し相対的に移動する対象物（例えば、歩行者）２に車両の存在を報知するものである。

また、車両存在報知装置１は、可聴領域の周波数で振動する報知音（図１（ａ）参照）を超音波領域の周波数で振動する搬送波（図１（ｂ）参照）に載せ、超音波として空気中に放射するものであり、いわゆる「パラメトリックスピーカ」の原理を用いるものである。つまり、車両存在報知装置１から放射される音波は超音波であり、この超音波は、搬送波を報知音に基づき振幅変調したものであり（図１（ｃ）参照）、車両存在報知装置１は、超音波を利用することで、報知音を放射する方向に関して大きな指向性を発揮することができる。

そして、車両存在報知装置１から放射された超音波は、空気中を伝播する間に、空気の非線形特性（「空気は、圧縮されるときよりも圧縮から復元するときの方が長時間を要する」という特性）により歪んでいき（図１（ｄ）参照）、搬送波の周波数に応じた位置で自己復調して報知音となる（図１（ｅ）参照）。

車両存在報知装置１は、例えば、図２（ａ）に示すように、対象物２に向けて報知音を放射する発音器３と、対象物２から生じる反射波を受音する受音器４と、発音器３および受音器４との間で電気信号の入出力を行うコントローラ５とを備える。

発音器３は、上記のパラメトリックスピーカの原理を利用するものであり、報知音を超音波領域の周波数で振動する搬送波に載せ、対象物２に向けて放射する。また、発音器３は、例えば、図２（ｂ）に示すように、複数のスピーカ８からなるスピーカアレイとして構成され、それぞれのスピーカ８の振動子は、コントローラ５から出力される電圧等の電気信号を機械的な振動に変換する。そして、スピーカ８は、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。

また、それぞれのスピーカ８は、例えば、振動子の振動方向が互いに同一となるように、かつ、それぞれの振動子が同一平面上に並ぶように配されている。
なお、音波を発生する振動子は、例えば、所定の空間を隔てて配される２つの電極や、一端が自由端とされ他端が固定端とされる圧電素子等である。

そして、振動子が２つの電極から構成される場合、２電極間への電圧印加と電圧印加解除とを繰り返すことにより、２電極間にクーロン力が発生したり消滅したりするので、このクーロン力の発生消滅により一方の電極を振動させて音波を発生することができる。また、振動子が圧電素子である場合、圧電素子への電圧印加と電圧印加解除とを繰り返すことにより、圧電素子自身に伸長力が発生したり消滅したりするので、この伸長力の発生消滅により圧電素子の自由端を振動させて音波を発生することができる。

受音器４は、発音器３により放射された放射波が対象物２により反射することで生じる反射波を受音するものであり、例えば、図２（ｂ）に示すように、発音器３を構成するスピーカ８と同様のスピーカ９である。そして、スピーカ９は、発音器３を構成するスピーカ８とともにスピーカアレイを構成する。また、スピーカ９の振動子は、スピーカ８の振動子と振動方向が互いに同一となるように、かつ、スピーカ８の振動子と同一平面上に並ぶように配されている。そして、スピーカ９が受音した反射波は、スピーカ９の振動子により機械的な振動から電圧等の電気信号に変換されてコントローラ５へ出力される。

コントローラ５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、コントローラ５は、超音波領域の周波数で振動する信号を生成する搬送波発生器１１、報知音の波形を示す信号を生成する報知音発生器１２、搬送波発生器１１により生成される信号を振幅変調して増幅する変調増幅器１３、変調増幅器１３から出力される信号に応じてスピーカ８の振動子に電圧等の電気信号を与える駆動回路１４、スピーカ９から入力される電気信号を増幅する増幅器１５、搬送波発生器１１から出力される信号の周波数と増幅器１５から出力される信号の周波数とを比較する周波数比較器１６等の機能を具備するように設けられている。

ここで、周波数比較器１６は、搬送波発生器１１から出力される信号の周波数と増幅器１５から出力される信号の周波数とを比較することで、放射波の周波数と反射波の周波数とを比較している。そして、報知音発生器１２は、周波数比較器１６から出力される比較の結果を示す信号に応じて、対象物２の車両に対する相対速度を演算するとともに、相対速度の演算結果に応じて、報知音の周波数を切り替えて報知音の波形を示す信号を生成する。

すなわち、報知音発生器１２および周波数比較器１６は、放射波の周波数および反射波の周波数に応じて、対象物２の車両に対する相対速度を演算する相対速度演算手段として機能し、報知音発生器１２は、相対速度に応じて報知音の周波数を切り替える報知音周波数切替手段として機能する。なお、相対速度演算手段は、いわゆるドップラー効果に基づいて相対速度を演算するものである。

そして、報知音発生器１２は、例えば、相対速度が大きく車両と対象物２との相対距離の縮小速度が大きいほど、報知音の周波数を高める。これにより、対象物２である歩行者等は、車両の接近が急であるほど、高い周波数の報知音を聞くことができる。

〔実施例の効果〕
実施例の車両存在報知装置１は、報知音を超音波領域の周波数で振動する搬送波に載せ、対象物２に向けて放射する発音器３と、発音器３により放射された放射波が対象物２により反射することで生じる反射波を受音する受音器４と、放射波の周波数と反射波の周波数とを比較する周波数比較器１６と、報知音の波形を示す信号を生成する報知音発生器１２とを備え、報知音発生器１２は、周波数比較器１６から出力される比較の結果に応じて、対象物２の車両に対する相対速度を演算するとともに、相対速度の演算結果に応じて、報知音の周波数を切り替える。

これにより、発音器３は、放射波が搬送波の周波数に応じた位置で自己復調し報知音として可聴となる、いわゆる「パラメトリックスピーカ」として機能する。このため、極めて指向性の強い報知音を得ることができるので、大容量のスピーカを用いることなく報知音により車両の存在を報知することができる。

また、報知音発生器１２および周波数比較器１６により、相対速度に応じて報知音の周波数を可変することができる。このため、例えば、相対速度が大きく車両と対象物２との相対距離の縮小速度が大きい場合に、報知音の周波数を高めて車両の接近が急であることを報知することができる。

〔変形例〕
実施例の車両存在報知装置１によれば、報知音発生器１２は、相対速度に応じて報知音の周波数を切り替える報知音周波数切替手段として機能していたが、放射波の放射を定期的に停止する場合には、報知音発生器１２を放射停止期間制御手段として機能させてもよい。ここで、放射停止期間制御手段は、放射波の放射を定期的に停止する場合に、放射波の放射を停止する期間の長さを相対速度に応じて伸縮する機能である。

この場合、例えば、相対速度が大きく車両と対象物２との相対距離の縮小速度が大きい場合に、放射波の放射を停止する期間の長さを短縮することで車両の接近が急であることを報知することができる。
さらに、相対速度に応じて報知態様を可変する形態は、上記の報知音周波数切替手段や放射停止期間制御手段に限定されない。

また、実施例の車両存在報知装置１によれば、スピーカ９の機能は、受音器４として固定されていたが、スピーカ９の機能を発音器３と受音器４との間で一定時間ごとに切り替えるようにしてもよい。

さらに、実施例の車両存在報知装置１によれば、周波数比較器１６は、搬送波発生器１１から出力される信号の周波数と増幅器１５から出力される信号の周波数とを比較することで、超音波領域で、放射波の周波数と反射波の周波数とを比較していたが、例えば、報知音発生器１２から出力される信号の周波数と増幅器１５から出力される信号の周波数とを比較することで、可聴領域で、放射波の周波数と反射波の周波数とを比較してもよい。

１車両存在報知装置
２対象物
３発音器
４受音器
１２報知音発生器（相対速度演算手段、報知音周波数切替手段、放射停止期間制御手段）
１６周波数比較器（相対速度演算手段）

Claims

車両に対し相対的に移動する対象物に、可聴領域の周波数で振動する報知音により前記車両の存在を報知する車両存在報知装置において、
前記報知音を超音波領域の周波数で振動する搬送波に載せ、前記対象物に向けて放射する発音器と、
この発音器により放射された放射波が前記対象物により反射することで生じる反射波を受音する受音器と、
前記放射波の周波数および前記反射波の周波数に応じて、前記対象物の前記車両に対する相対速度を演算する相対速度演算手段とを備える車両存在報知装置。
請求項１に記載の車両存在報知装置において、
前記相対速度に応じて前記報知音の周波数を切り替える報知音周波数切替手段を備える車両存在報知装置。
請求項１または請求項２に記載の車両存在報知装置において、
前記放射波の放射を定期的に停止する場合に、前記放射波の放射を停止する期間の長さを前記相対速度に応じて伸縮する放射停止期間制御手段を備える車両存在報知装置。