JP5422305B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータを駆動源として走行する電気自動車、エンジン（内燃機関）およびエンジンの停止状態での走行に寄与する電動モータを駆動源とするハイブリッド車、あるいは、電気スクータ等の電動車両および該電動車両の接近を報知する車両接近報知装置に関する。

近年における地球環境の保全策として、バッテリ電力により電動モータを駆動して走行し、有害なガスを排出しない電気自動車、あるいは、エンジンと電動モータとを組み合わせて走行し、有害なガスの排出を低減するハイブリッド車等の電動車両が開発され、実用化されている。

かかる電動車両では、電動モータを駆動源として走行するときの車両走行音は、モータ駆動音であり、エンジン駆動音と比較して極めて小さい。そのため、走行中の電動車両の前方を歩行している歩行者が、電動車両が後方から接近してくるのに気付くのが遅れたり、また、車両走行音により行う電動車両との離隔距離の推測も誤ってしまうなどして、交通事故が発生する可能性がある。

このため、エンジン音に擬似した音を走行音として発生させるようにしたり、あるいは電動車両の接近を警告する警告音を発生させたりすることで、歩行者等に、電動車両の接近を報知するようにした技術が、これまで、種々、提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２７８１０号公報

しかしながら、上記電動車両の接近を報知するためのエンジン音擬似走行音や車両接近警告音等（以下、これらの音を車両接近報知音と称する）は、電動車両の進行方向を走行する歩行者の存在領域のみならず、その領域外の周囲の領域にも広がる。そのため、進行方向の歩行者に確実に認識させることができるような大きな報知音を出力させると、電動車両の進行方向の歩行者存在領域外の周囲の歩行者にも過大で不快な騒音として聞こえてしまうという課題がある。

また、歩行者の中でも高齢者、聴覚障害者等にとっては、上記車両接近報知音を認識できなかったり、聞こえにくかったりする場合があり、このため、電動車両の接近に気づかない高齢者等のために走行速度を落として低速走行することを余儀なくされ、そのことが交通渋滞発生の一因にもなるといった課題もある。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであって、車両進行方向の歩行者等の存在領域に対してのみ車両接近報知音が伝わり、その領域外の周囲には車両接近報知音の影響を与えないようにした電動車両、および該電動車両の接近を高齢者等に確実に報知できる車両接近報知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明にかかる電動車両は、電動モータを駆動源としてもしくは駆動源の１つとして走行する電動車両であって、車両接近報知音により変調された超音波を当該車両の進行方向特定領域に向けて放射する超音波パラメトリックスピーカを具備している。

車両接近報知音は、特に限定するものではなく、一般のエンジン駆動車両の走行音、警告音、ホワイトノイズなどの所定の雑音、注意を喚起するメッセージなどであってもよく、複数の種類の車両接近報知音を、例えば、車速に応じて切り替えるなどしてもよい。

本発明の電動車両によると、当該超音波パラメトリックススピーカによって、車両接近報知音により変調された超音波を車両の進行方向の限られた特定領域に放射させ、その車両接近報知音を自己復調させることができるようになるので、従来のスピーカとは大きく異なって、車両の進行方向の特定領域外の周囲領域に対して、車両接近報知音が広がって騒音となるようなことがなくなる一方で、車両の進行方向の特定領域内の歩行者等に対しては、車両接近報知音によって車両の接近を認識させることができる。

本発明の好ましい態様は、前記超音波パラメトリックスピーカは、前記超音波を放射する超音波放射器を複数備え、前記超音波放射器が、車両前部および後部にそれぞれ少なくとも１つ取り付けられている。

車両の前部および後部に対する超音波放射器の設置数は、任意でよく、少なくとも一つ取り付けられればよい。

この態様によると、車両の前進時には、前部に取り付けられた超音波放射器から車両前方に向けて、車両接近報知音により変調した超音波を放射することができる一方、車両の後進時には、後部に取り付けられた超音波放射器から車両後方に向けて、車両接近報知音により変調した超音波を放射することができる。

本発明の別の好ましい態様では、車両の前部に取り付けられる前記超音波放射器においてはその超音波放射方向がハンドル操作に応じて切り替え制御可能としている。

超音波放射器の超音波放射方向は、超音波放射器を、回動可能な支持体に取付けて、該支持体を回動させることによって超音波放射器自体の向きを変更するようにしてもよいし、あるいは、後述のように超音波放射器を構成する複数の超音波振動子を移動させて放射方向を変更するようにしてもよい。

この態様によると、ハンドル操作に応じて、超音波放射器による超音波の放射方向を変更できるので、車両接近報知音により変調した超音波の放射方向を、車両の進行方向に遅れなく追従させることができる。

本発明のさらに別の好ましい態様は、車両の後部に取り付けられる前記超音波放射器は、後進のレバー操作に応答して、前記超音波を放射するものである。

この態様によると、運転者がシフトレバー（チェンジレバー）を後進の位置に操作するのに応答して、車両後部の超音波放射器から車両後方へ超音波を放射することができる。

本発明のさらに別の好ましい態様は、前記超音波放射器による前記超音波の到達距離を、車速に応じて制御するものである。

超音波の到達距離の制御は、例えば、超音波の周波数を、車速に応じて切替選択することによって行うことができる。

この態様によると、車速に応じて超音波の到達距離を制御できるので、高速走行時には、車両接近報知音により変調した超音波の到達距離を長くする一方、低速走行時には、車両接近報知音により変調した超音波の到達距離を短くすることができ、車速に応じて必要な領域に車両の接近を報知することができる。

本発明のさらに好ましい別の態様では、前記超音波の周波数を、動物が忌避する周波数としている。

ここで、動物とは、車両の進行方向に現れて進行を妨げる虞のある動物をいい、例えば、犬、猫、鹿、兎、熊、狐、狸、猪、イタチ、鼠、鳥、虫などの少なくとも一種類の動物であるのが好ましい。

超音波の周波数は、走行する環境によって切換えることができるようにしてもよく、例えば、山間部を走行するような場合には、野兎や鹿などが忌避する周波数とすればよい。

この態様によると、動物が忌避する周波数の超音波を、車両の進行方向の領域に放射するので、車両の前方を、動物が横切るといったことを有効に抑止することができる。

本発明の好ましい別の態様では、前記車両接近報知音または当該車両の走行状態に応じた走行状態音を運転者に報知するスピーカを、車内に設置するものである。

この態様によると、運転者は、車両接近報知音または走行状態音によって聴覚的に走行状態を認識して運転の参考とすることができる。

本発明の車両接近報知装置は、上記本発明の電動車両から放射される超音波を受信して当該電動車両の接近を報知する報知手段を備えている。

報知手段は、電動車両から放射される車両接近報知音以外によって車両の接近を報知するものであるのが好ましい。

この車両接近報知装置は、電動車両からの車両接近報知音を聞き取るのが困難な高齢者等が携帯できる形態であるのが好ましく、例えば、杖、手押し車、車椅子等に装備するのが好ましい。

本発明の車両接近報知装置によると、電動車両からの超音波を受信して報知手段によって車両の接近を報知するので、電動車両からの車両接近報知音を聞き取るのが困難な高齢者や聴覚障害者も報知手段によって電動車両の接近を認識することができる。

本発明のさらに別の好ましい態様では、前記報知手段は、振動によって報知する振動手段、発光によって報知する発光手段、および、音によって報知する音出力手段の少なくともいずれか一つを備えている。

音出力手段による音は、電動車両からの車両接近報知音よりも高齢者等が認識し易い音量の警告音やメッセージなどであるのが好ましい。

発光手段は、単なる発光に限らず、点滅発光や発光色を変化させるものであってもよい。

この態様によると、振動、発光、あるいは、音によって電動車両の接近を報知するので、高齢者等が電動車両の接近を確実に認識することができる。

本発明の電動車両によれば、超音波を使用した超指向性の超音波パラメトリックスピーカを具備したから、この超音波パラメトリックスピーカを用いて車両接近報知音により変調した超音波を車両の進行方向の限られた特定領域に向けて放射させることができるので、従来のスピーカとは異なり、車両の進行方向特定領域外の周囲に、復調された車両接近報知音が広がって騒音となるようなことがなくなる一方で、車両の進行方向の特定領域内の歩行者その他には、車両接近報知音によって車両の接近を認識させることができる。

また、本発明の車両接近報知装置によれば、本発明の電動車両からの超音波を受信して報知手段によって車両の接近を報知するので、電動車両からの車両接近報知音を聞き取るのが困難な高齢者や聴覚障害者も報知手段によって電動車両の接近を認識することができる。

図１は本発明の実施形態に係る電動車両の超音波の放射を示す平面図である。 図２は図１の電動車両に搭載された超音波パラメトリックスピーカの要部の回路ブロック図である。 図３は超音波パラメトリックスピーカの駆動制御を説明するためのブロック図である。 図４は本発明の他の実施形態の電動車両の超音波の放射を示す平面図である。 図５は、本発明の更に他の実施形態の電動車両の側面図である。 図６は本発明の更に他の実施形態の電動車両である電気スクータの超音波の放射を示す図である。 図７は本発明の車両接近報知装置のブロック図である。 図８は車両接近報知装置が装備された杖を示す図である。

以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（実施形態１）
図１に、本発明の実施形態に係る電動車両１の超音波放射に関してその平面構成を示し、図２に、電動車両１に搭載された超音波パラメトリックスピーカ２の要部の回路ブロックを示す。これらの図を参照して、電動車両１は、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池自動車等の電動モータを推進力として利用する車両であり、図示しない電動モータ、電動モータの動力を走行系へ伝える伝動機構、走行用の車輪、操縦用のハンドル、アクセル、ブレーキ、始動用のキー、自動車の状態を表示する表示パネルなどの周知の構成を有している。

この実施形態の電動車両１では、当該車両１の接近を、事前に歩行者等に報知するための車両接近報知音を、車両１の進行方向の特定の空間領域のみに対して放射することができる超指向性の超音波パラメトリックスピーカ２を搭載している。

ここで、パラメトリックスピーカ２は、強力な超音波が空気中を伝搬する過程で発生するひずみ成分を使用することによって、可聴帯域の音を得る原理を採用している。すなわち、パラメトリックスピーカは、変調した超音波をキャリアとして空間に放出し、大気の非線形特性によって自己復調させるものである。

この実施形態の超音波パラメトリックスピーカ２は、図２に示すように、走行音等の車両接近報知音に対応した電気信号を生成する音源３と、超音波に対応して電気信号を生成する超音波生成部４と、音源３からの車両接近報知音対応の電気信号により超音波生成部４が生成した超音波対応電気信号を振幅変調（ＡＭ変調）する変調部５と、変調部５の出力を電力増幅する増幅部６と、図１に示すように車両前部の左右それぞれに設置され、増幅部６からの電気信号を超音波に変換して放射する２つの超音波放射器７ａ，７ｂとを備えている。各超音波放射器７ａ，７ｂは、共に、複数の超音波振動子から構成される。

上記変調部５からの変調信号は、車両接近報知音対応電気信号により超音波対応電気信号を変調したものであるから、この変調信号に対応して超音波放射器７ａ，７ｂそれぞれから放射される超音波は、車両接近報知音により変調された超音波である。この超音波は歩行者には聞こえない非可聴領域の周波数であるが、この超音波は、歩行者が可聴できる車両接近報知音に自己復調される結果、当該歩行者はその車両接近報知音により後方から車両が接近することを知ることができる。

音源３で電気信号として生成する車両接近報知音としては、一般のエンジン駆動車両の走行音、警告音、ホワイトノイズなどの所定の雑音、あるいは、注意を喚起するメッセージなどであってもよく、複数の種類の車両接近報知音を生成するものであってもよい。

この実施形態の超音波パラメトリックスピーカ２では、超音波生成部４で電気信号として生成された超音波をキャリアとして、音源３で発生した走行音等の車両接近報知音信号によって、変調部５で変調し、更に、増幅部６で電力増幅し、超音波放射器７ａ，７ｂから超指向性の超音波として放射する。一般に、超音波は音として聴こえないが、上述のように、空気中に放射されると空気の非直線性により自己復調されて、もとの車両接近報知音として聴くことが可能となる。

図１に示すように、各超音波放射器７ａ，７ｂそれぞれから放射される超音波の指向特性は非常に鋭く、音放射空間領域（可聴領域）は、各超音波放射器７ａ，７ｂそれぞれの前方に指向性鋭いビーム状Ａ，Ｂに広がる超音波放射領域に構成される結果、仮想線Ｌａ−Ｌａ、Ｌｂ−Ｌｂで示される従来の車両前部に配置した左右両スピーカの音放射空間領域に比べて極めて狭いものとなる。

超音波放射器７ａ，７ｂによる放射方向は、電動車両１の進行方向と一致させており、ビーム状Ａ，Ｂの超音波は、電動車両１の進行方向前方の特定領域内の存在する歩行者等のみに対して放射され、その特定領域外の周囲の歩行者等に対しては放射されないため、騒音となるようなことはない。

この超音波パラメトリックスピーカ２は、図３に示すように、制御回路８によって車両１の状態に応じてその駆動が制御される。この制御回路８は、例えば、キーセンサ９によってイグニッションスイッチがオンされたことを検知するとともに、シフトセンサ１０によってシフトレバーが走行ポジションに操作されたことを検知すると、上述の超音波パラメトリックスピーカ２を駆動し、車両１の進行方向の限られた領域に向かって超音波を放射する。この超音波は車両接近報知音で変調されているので大気中で自己復調され、これにより歩行者はその車両接近報知音を聞くことができる。

更に、この制御回路８は、ハンドルセンサ１１に出力に基づいて、運転者のハンドル操作の操作角度に応じて、一対の超音波放射器７ａ，７ｂの超音波の放射方向を、車両１の進行方向に一致させるように制御する。この制御は、例えば、超音波放射器７ａ，７ｂがそれぞれ支持されている支持体（図示せず）を、ハンドル操作に応じて回動させることによって、超音波放射器７ａ，７ｂ自体の向きを変えて放射方向を変更してもよいし、あるいは、超音波放射器７ａ，７ｂを構成する複数の超音波振動子を、例えば、特開２００６−１７３７７０号公報に記載されているように、移動させて放射方向を変更するようにしてもよい。また、複数の超音波振動子を順番に高速でスキャンして超音波の放射方向を変えてもよい。

この実施形態では、制御回路８は、車速センサ１２やアクセルセンサ（図示せず）の出力に基づいて、車両１の速度に応じて、超音波の到達距離を制御するようにしている。すなわち、車両の速度が高速になると、超音波の到達距離を長くし、低速になると、超音波の到達距離を短くなるように制御している。この制御は、例えば、搬送波である超音波の周波数を可変することによって行うことができる。具体的には、車速に応じて、上述の図２の超音波生成部４では、周波数の異なる搬送波を切替え選択して超音波信号を生成する。

なお、図４に示すように超音波放射器７ｃを、車両１の後部にも取り付け、シフトセンサ１０によって、運転者がシフトレバーを操作して車両１の後進が選択されたことを検知したときには、車両１の進行方向である後方の限られた領域に向かって、超音波放射器７ｃから鋭い指向性のビーム状Ｃの超音波を放射させるようにしてもよい。この超音波は車両接近報知音で変調されているので大気中で自己復調され、歩行者はその車両接近報知音を聞くことができる。

上述の各実施形態では、車両１の走行音等の車両接近報知音は、車外の歩行者等にのみ出力したけれども、電動車両の場合には、上述のように一般のエンジン駆動車両に比べて走行音のレベルが低いので、運転者は、走行音を運転の参考にすることができない。

そこで、本発明の他の実施形態として、図５に示すように、電動車両１内の運転者３０に対して、電動車両１の走行状態を示す走行状態音を、ダッシュボードや天井等に設置した平面スピーカ３１等から出力するようにしてもよい。この場合、例えば、一般のエンジン駆動車両の走行音を、車速に応じたレベルに増幅して出力するようにしてもよい。これによって、運転者３０は、走行状態音によって聴覚的に走行状態を認識して運転の参考にすることができる。なお、平面スピーカ３１等に代えて、超指向性の超音波パラメトリックスピーカを用いてもよい。また、走行状態音に代えて、車両接近報知音を運転者３０に対して出力するようにしてもよい。

更に、電動車両１内の搭乗者に対しては、例えば、天井等に設置した超音波パラメトリックスピーカから予めプログラムした情報や音楽等を、対象とする搭乗者の存在する限られた空間領域のみに放射するようにしてもよい。

本発明は、電気スクータや電動自転車などの二輪の電動車両にも適用できるのは勿論であり、例えば、図６に示すように、電動車両である電気スクータ１２の前部に、超音波をビーム状Ｄに放射させる超音波放射器７を少なくとも一つ設ければよい。

（実施形態２）
上述の電動車両１等からの車両接近報知音も、高齢者や聴覚障害者にあっては、十分に認識できない場合がある。

図７は、上述の電動車両１等の接近を、高齢者や聴覚障害者等に確実に報知するための車両接近報知装置１３の構成図である。

この車両接近報知装置１３は、電動車両１等からの超音波を受信する超音波受信部１４と、報知手段１５と、超音波受信部１４の出力に基づいて、報知手段１５の駆動を制御する制御部１６と、各部に電源を供給する図示しない電源部等を備えている。

この実施形態の報知手段１５は、振動によって報知するバイブレータからなる振動部１７と、発光によって報知する発光ダイオードからなる発光部１８と、警告音あるいは音声で報知する音出力部１９とを備えている。

この実施形態では、報知手段１５は、振動部１７、発光部１８および音出力部１９を備えているけれども、他の実施形態として、振動部１７、発光部１８および音出力部１９の少なくともいずれか一つを備えておればよく、好ましくは、振動部１７および発光部１８を備えている。

この実施形態の車両接近報知装置１３は、例えば、図８に示すように、高齢者が使用する杖２０に内蔵される。すなわち、杖２０の把持部２０ａには、振動部１７を構成するバイブレータ２１が内蔵され、把持部２０ａに近接して音出力部１９を構成する小型のスピーカ２２が設けられるとともに、発光部１８を構成する発光ダイオード２３が設けられる。

また、杖２０の軸部２０ｂの適宜箇所には、電動車両１等からの超音波を受信する超音波受信部１４、制御回部１６および電源部等が内蔵されている。

かかる構成を有する車両接近報知装置１３では、電動車両１等が接近して電動車両１等からの超音波を受信すると、制御部１６は、報知手段１５を駆動し、これによって、杖２０の把持部２０ａがバイブレータ２１によって振動するとともに、発光ダイオード２３が発光し、更に、スピーカ２２から警告音が発せられることになる。

これによって、杖２０を使用している高齢者は、車両の接近を確実に認識することができる。

この実施形態では、車両接近報知装置１３を、高齢者等が使用する杖２０に装備したけれども、杖２０に限らず、例えば、手押し車、車椅子、あるいは、ベルト等に装備してもよく、また、車両接近報知装置１３自体を携帯型としてもよい。

本発明は、電気自動車等の電動車両として有用である。

１ 電動車両
２ 超音波パラメトリックスピーカ
３ 音源
４ 超音波生成部
５ 変調部
６ 増幅部
７，７ａ，７ｂ，７ｃ 超音波放射器
１２ 電気スクータ
１３ 車両接近報知装置
１７ 振動部
１８ 発光部
１９ 音出力部
２０ 杖

Claims (4)

1. 電動モータを駆動源としてもしくは駆動源の１つとして走行する電動車両であって、車両接近報知音により変調された超音波を当該車両の進行方向特定領域に向けて放射する超音波パラメトリックスピーカを具備し、
   前記超音波パラメトリックスピーカにおける前記超音波を放射する超音波放射器による当該超音波の到達距離を、車速に応じて制御することを特徴とする電動車両。
2. 前記超音波パラメトリックスピーカは、前記超音波を放射する超音波放射器を複数備え、前記超音波放射器が、車両前部および後部にそれぞれ少なくとも１つ取り付けられる、請求項１に記載の電動車両。
3. 車両の前部に取り付けられる前記超音波放射器においてはその超音波放射方向をハンドル操作に応じて切り替え制御可能とした請求項２に記載の電動車両。
4. 車両の後部に取り付けられる前記超音波放射器は、後進のレバー操作に応答して、前記超音波を放射する請求項２または３に記載の電動車両。

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