JP4869865B2 - 車両のガラス割れ検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のガラス割れ検知装置に関し、特に、車両に振動を与えてその振動を検知することにより車両のガラス割れを判定する車両のガラス割れ検知装置に関する。

車上荒らしや車両盗難を防止するための対策として、種々の装置が開発されている。その中で、車上荒らしや車両盗難は、車両の窓ガラスを割ることで車内に侵入するため、車両のガラス割れ検知装置として種々の方式が提供されている。

従来、車両のガラス割れ検知装置としては、車両の振動、音響エネルギ、移動物等を検知してガラス破損及び車両内部への侵入を検出するものがある（特許文献１）。

この車両のガラス割れ検知装置は、車両内の振動、音響エネルギ、移動物をそれぞれ検出する検出部と、この検出部の検出信号を解析する解析部を備えており、この解析部の解析結果に基づいてガラス割れを検出する。
特開平６−２５８１９４号公報

しかし、特許文献１の車両のガラス割れ検知装置によると、車両内の振動及び音響エネルギを検出すると共に、移動物の有無をも検出しているため、検出部が複雑化してコストが大になるという不都合がある。

従って、本発明の目的は、簡単で低コストの構成で、かつ、ガラス破損との対応を高精度にとることができ、信頼性に優れたガラス割れ検知装置を提供することにある。

［１］本発明は、上記目的を達成するために、車両の室内天井部に装着された振動発生部と、前記車両の複数の窓部のガラスにそれぞれ装着された複数の振動検出部と、前記複数の振動検出部の少なくとも１つの振動検出部からの出力信号に基づいて、前記ガラスが割られているかどうかの判定を行なう判定部と、を有する車両のガラス割れ検知装置を提供する。

［２］前記判定部は、前記複数の窓部のどこのガラスが割られているかどうかの判定を行なうことを特徴とする［１］に記載の車両のガラス割れ検知装置であってもよい。

［３］また、前記振動発生部は、前記車両の窓部のガラスの固有振動モードに対応した周波数で振動を発生させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のガラス割れ検知装置であってもよい。

［５］また、前記判定部は、判定結果を情報送信装置に出力して、遠隔者に情報を通知することを特徴とする［１］に記載の車両のガラス割れ検知装置であってもよい。

本発明によると、ガラス破損との対応を高精度にとることができ、信頼性に優れたガラス割れ検知装置を提供することができる。

[実施の形態]
図１は、車両に装着される主要な装置の取付け状態を示す全体斜視図である。本発明の実施の形態に係るガラス割れ検知装置は、車両１の室内天井部１ａに装着される振動発生部１０、窓部２のガラス３に装着されて振動発生部１０から伝達される振動を検知する振動検出部１１、及び、この振動検出部１１の出力値に基づきガラスが割られているかどうかの判定を行なう判定部と、を有して構成されている。ここで、振動検出部１１は、車両１の運転席、助手席、及び後部座席の左右各々の窓部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのそれぞれのガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに、それぞれ振動検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが装着されている。尚、振動検出部１１は、運転席側の窓のみに装着する等、必要な箇所のみに装着することができる。

振動発生部１０は、電磁型又は圧電型の振動発生器を使用することができる。電磁型の振動発生部１０は、音響スピーカーと同様な動作であり、コイルが永久磁石の磁場内で駆動され、ダイナミックな電磁コイルの磁場により非常に大きな質量のある部品も振動させることができる。電磁型の振動発生部１０は、入力電流に比例した加振力を発生させることができる。また、圧電型の振動発生部１０は、圧電セラミックディスクを活用し、供給電圧に比例してディスクの厚みを変化させることにより加振力を発生させることにより動作する。高い駆動電圧やディスクを複数枚使うことにより、非常に高い周波数の加振力を発生させることができる。尚、振動発生部１０は、超音波を発生させるものであってもよい。また、振動発生部１０は、振動検出部１１での誤検出を防止してガラス割れ検出の精度を向上させるために、例えば、ＦＭ変調あるいはＡＭ変調等された入力信号により振動を発生させるものであってもよい。

図２は、本発明の実施の形態で使用する振動発生部１０の発生振動スペクトルとガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの固有振動モードの振動スペクトルの関係を説明するための図である。

本発明の実施の形態では、振動発生部１０として電磁型の振動発生器を使用し、発生させる振動の振動周波数特性は、ガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの固有振動モードに対応する、あるいは、固有振動モードを含むものである。図２では、振動発生部１０の発生振動スペクトルが、ガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの固有振動モード（基本曲げモード）ｆ_ａ、ｆ_ｂ、ｆ_ｃ、ｆ_ｄを含むものとしているが、ガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの他の固有振動モード、例えば、高次の曲げモード、ねじりモード等を含むものであってもよく、複数の固有振動モードを含むブロードな帯域を有する振動周波数特性であってもよい。尚、ガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの固有振動モードの周波数は、窓部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの境界条件を考慮して設定されている。また、必要に応じて、任意のタイミングで振動発生部１０の振動周波数をチューニングすることができる。

振動検出部１１は、圧電型加速度ピックアップを使用することができる。圧電型加速度ピックアップは、水晶の単結晶やチタンサンバリウム等の圧電素子をサイズモ系のばねとして用い、また同時に機械電気変換素子として用いたセンサで、振動加速度に比例した電気信号を出力する。圧電型加速度ピックアップは、圧電素子への力の加わり方の違いにより、基本的に圧縮型とせん断型（シェア型）があり、圧縮型は、センサのベースとおもりの間に圧電素子を挟み込んだ構造となっており、シェア型は、ベースに垂直に立てられたポストとおもりの間に圧電素子を固定した構造となっている。尚、振動検出部１１は、超音波を検出できるものであってもよい。

尚、振動検出部１１は、車両１の運転席、助手席、及び後部座席の左右各々の窓部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのそれぞれのガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに装着されるが、ガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、窓部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに対して上下移動可能な状態で取り付けられているので、それぞれの振動検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、車両１との間で相対運動が可能な余裕を有するハーネスあるいはケーブル等で接続されている。

図３は、本発明の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。振動発生部１０、この振動発生部１０で発生した振動が車両１及びガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを伝達し、各々伝達してきた振動を検出する振動検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、これらの検出信号から振動発生部１０で発生した特定の周波数を抽出するフィルタ回路２０、フィルタ回路２０からの出力信号に基づいてガラス割れの判定を行なうガラス割れ判定部２５、振動発生部１０またはガラス割れ判定部２５の制御を行なう制御部３０とから構成されている。

また、ガラス割れ判定部２５による判定結果に基づいて、警報装置４０により警報を発するようにすることができる。警報手段としては、警報音、音声出力、光等が適用可能である。

また、ガラス割れ判定部２５による判定結果に基づいて、情報送信装置５０から車両１の関係者の所持する情報受信装置６０へ判定結果を提示することができる。尚、関係者とは、運転者、所有者、借用者等のこの車両に関係する者を含む概念である。

〔ガラス割れ検知装置の動作〕
図４は、ガラス割れ検知装置の動作を示すフローチャートである。以下、本発明の実施の形態に係るガラス割れ検知装置の動作を、各ステップに従って説明する。

図５は、図４のフローチャートに示す各ステップでの信号を横軸時間で示した図である。

［振動発生ステップｓ１０１］
制御部３０から振動発生部１０を時刻ｔ_１に一定時間ｔ_ｗ駆動して振動を発生させるための所定レベルＶ_１の入力信号が振動発生部１０に入力される（図５（ａ））。この入力信号に基づき振動発生部１０に内蔵された駆動回路により駆動されて所定周波数及び所定振動レベルの振動が発生する。発生した振動は、主に車両１の内部を伝達して、ガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに到達する。ここで、振動発生部１０において発生する振動は、ガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの固有振動モードを含むので、ガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに到達した振動は、効率よくガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを振動させる。

この振動ステップは、ガラス割れを一定時間毎に検出するため、上記時刻ｔ_１後に所定のインターバルで実行することができる。また、後述するガラス割れ判定部２５で判定不能の結果が出された場合には、制御部３０により入力レベルを変更した入力信号が繰り返し振動発生部１０に入力される。

［振動検出ステップｓ１０２］
振動検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによる振動検出信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、４ＣＨのフィルタ回路２０に入力される。各振動検出信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、振動発生部１０での振動発生時刻ｔ_１からそれぞれ一定時間遅延してそれぞれ時刻ｔ_ａ２、ｔ_ｂ２、ｔ_ｃ２、ｔ_ｄ２にフィルタ回路２０に入力される。図５（ｂ）は、振動検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄからの振動検出信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄのうち、制御部３０によりフィルタ回路２０が制御されて、例えば、信号レベルＶ_２の振動検出信号Ｓａが選択された場合を示している。

［フィルタ処理ステップｓ１０３］
フィルタ回路２０に入力される信号は、図５（ｂ）に示した振動検出信号Ｓａの他に振動発生部１０に基づかない振動検出信号も含まれる。そこで、振動発生部１０で発生する振動に応答する振動を振動検出部１１ａで検出するため、制御部３０により制御することで、時刻ｔ_ａ２から一定時間ｔ_ｗだけ振動検出信号Ｓａを取り込むようにする（図５（ｃ））。

また、振動検出信号Ｓａを、フィルタ回路２０に内蔵された、ガラス３ａの固有振動モードｆ_ａを含む所定帯域幅のバンドパスフィルタを通すことで、振動発生部１０で発生する特定の周波数の振動に応答する振動を検出するようにすることができる。

［ガラス割れ判定ステップｓ１０４］
フィルタ回路２０からガラス割れ判定部２５に入力される振動発生部１０での振動に基づいた信号を基に、ガラス割れの判定を行なう。

図５（ｄ）は、ガラス割れが発生している場合の信号と、ガラス割れが発生していない場合の信号とを示している。ガラス割れが発生していない場合は、信号レベルＶ_３が所定の閾値Ｖ_ｔｈ以上となる。一方、ガラス割れが発生している場合の信号は、信号レベルＶ_４が大幅に低下し、閾値Ｖ_ｔｈ以下となる。あるいは、完全にガラスが割れて振動発生部１０がガラスから剥離された状態では、信号レベルがゼロとなる。

ガラス割れ判定部２５において、例えば、コンパレータ回路で所定の閾値レベルＶ_ｔｈとフィルタ回路２０からの信号とを比較して、その出力に基づいて、ガラス割れが発生しているかどうかの判定を行なう。

以上は、ガラス３ａのガラス割れを判定する場合を説明したが、ガラス３ｂ〜３ｄのガラス割れを判定する場合も、制御部３０によりフィルタ回路２０を制御して所定の振動検出信号Ｓｂ、Ｓｃ、またはＳｄを選択することで、同様のガラス割れ判定を行なうことができる。

尚、上記の判定が判定不能な場合は、振動発生ステップｓ１０１へ戻り、制御部３０から振動発生部１０に入力される信号のレベルＶ_１を変更して、発生させる振動レベルを大きくすることで、繰り返してガラス割れの判定を行なうことができる。

［警報ステップｓ１０５］
ガラス割れ判定ステップｓ１０４で、ガラスが割られていると判定された場合は、警報ステップにより、車両１の周囲に警報を発する。警報は、警報部４０により発せられ、警報音、音声、光等により行なうことができる。

［情報送信ステップｓ１０６］
ガラス割れ判定ステップｓ１０４で、ガラスが割られていると判定された場合は、警報ステップｓ１０５と共に、あるいは、単独で情報送信をすることができる。情報送信は、情報送信装置５０から遠隔者の所持する情報受信装置６０へ判定結果を通知することができる。尚、遠隔者とは、運転者、所有者、借用者等のこの車両に関係する者を含む概念である。

［実施の形態の効果］
以上説明した本発明の実施の形態に係る車両のガラス割れ検知装置によれば、次に示す効果が得られる。

（１）本発明の実施の形態では、振動発生部１０により振動を発生させ、その振動を検出することにより、ガラス割れを判定している。従って、振動の強度レベル、振動周波数、振動発生のタイミングあるいは時刻が明確であるので、周囲からの他の振動と区別してガラス割れを判定することができる。これにより、ガラス割れ判定の精度が大幅に向上し、誤警報を大幅に減少させることができ、また、信頼性の高いガラス割れ検知装置を実現することができる。

（２）本発明の実施の形態では、１台の振動発生部１０に対して複数の振動検出部１１で振動を検出するので、コスト的に有利である。また、複数の振動検出部１１を具備しているので、車両１の運転席、助手席、及び後部座席のどこのガラスが割られているのかの判定が可能となる。さらに、振動検出部１１を追加すれば、フロンガラス、リアガラス等のガラス割れ判定も可能である。

（３）本発明の実施の形態で使用する振動発生部１０は、ガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの固有振動モードに対応する、あるいは、固有振動モードを含む振動周波数の振動を発生させる。従って、小さな振動エネルギで振動発生部１０を駆動しても、振動検出部１１でそれに対応した振動を検出することが可能となる。

（４）従来から使用されている外部からの破壊音により判定するガラス割れ検知装置では、繰り返し判定することが困難であるが、本発明の実施の形態に係る車両のガラス割れ検知装置では、必要に応じて複数回の判定が可能である。特に、振動レベルを変更してガラス割れ判定ステップを繰り返し実行できるので、信頼性の高いガラス割れ検知装置とすることができる。

（５）ガラスが割られていると判定された場合は、この車両の運転者等に判定結果を通知することができるため、運転者等が遠隔地からガラス割れの判定を行なうこともでき、極めて信頼性の高いガラス割れ検知装置を実現できる。

図１は、車両に装着される主要な装置の取付け状態を示す全体斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態で使用する振動発生部１０の発生振動スペクトルとガラス３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの固有振動モードの振動スペクトルの関係を説明するための図である。 図３は、本発明の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 図４は、ガラス割れ検知装置の動作を示すフローチャートである。 図５は、図４のフローチャートに示す各ステップでの信号を横軸時間で示した図である。

符号の説明

１ 車両
１ａ 室内天井部
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 窓部
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ ガラス
１０ 振動発生部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 振動検出部
２０ フィルタ回路
２５ ガラス割れ判定部
３０ 制御部
４０ 警報装置
５０ 情報送信装置
６０ 情報受信装置

Claims (4)

1. 車両の室内天井部に装着された振動発生部と、
   前記車両の複数の窓部のガラスにそれぞれ装着された複数の振動検出部と、
   前記複数の振動検出部の少なくとも１つの振動検出部からの出力信号に基づいて、前記ガラスが割られているかどうかの判定を行なう判定部と、
   を有する車両のガラス割れ検知装置。
2. 前記判定部は、前記複数の窓部のどこのガラスが割られているかどうかの判定を行なうことを特徴とする請求項１に記載の車両のガラス割れ検知装置。
3. 前記振動発生部は、前記車両の窓部のガラスの固有振動モードに対応した周波数で振動を発生させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のガラス割れ検知装置。
4. 前記判定部は、判定結果を情報送信装置に出力して、遠隔者に情報を通知することを特徴とする請求項１に記載の車両のガラス割れ検知装置。

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