JPWO2011105356A1 - 鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置 - Google Patents

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Abstract

車両の接近を告知するための告知音を出力する鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置であって、前記鞍乗り型電動車両は、その車体フレームのヘッドパイプの周囲を覆うフロントカバーを具備しており;前記発音器は、前記フロントカバーの内方に位置しており;前記フロントカバーに、外部から空気を取り入れる空気口と、前記空気口から取り入れた前記空気の通路であって前記鞍乗り型電動車両の動力機関及び電装部品の少なくとも一方の冷却に使用される通風路とを有し;前記発音器が、前記通風路に配置される。

Description

本発明は、運転者や歩行者に聞こえる模擬音を発生する鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置に関する。
本願は、2010年02月23日に、日本に出願された特願2010−037452号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
モータ走行車両は、原動機から発生する音が小さいことが知られている。車両が近づいたことを知らせるには、ガソリンエンジンのように原動機から発生する音が大きい方がよい。そこで、模擬音を発生する発音装置(車両接近告知装置)を搭載した自動車等が開示されている(例えば、特許文献1の図11参照。)。
特許文献1の図11に示されるように、電動自動車(31)(括弧付き数字は特許文献に記載されている符号を示す。以下同じ。)は、モータ駆動ユニット(32)を備えており、モータの動力によって走行する。また、電動自動車(31)は、アンプ(16)、発音制御手段(12)等からなる発音装置(3)を備えており、車速に応じてスピーカ(17)から音を出す。
しかし、電気的な発音装置(3)では、音を発生させるために電力を消費し、アンプ(16)や発音制御手段(12)の部品が必要になる。そこで、電力を必要としない発音装置も提案されている(例えば、特許文献2の図1参照。)。
特許文献2の図1に示されるように、この発音装置では、集気管(1)で風を集め、集めた風でU形管(4)の一端を吹き、音を発生させるというものである。
集気管(1)は大径である程、多量の風を集めることができる。しかし、大径の集気管(1)を自動二輪車等の小型車両に搭載することはスペース的に困難である。
すなわち、電力消費や部品点数の削減を考慮しながら、コンパクトで効率の良い、自動二輪車等に適した車両接近告知装置が求められている。
また、四輪車に比して余剰スペースが少ない電動二輪車等にスピーカ(発音器)を取り付ける際には、あまり大きなスピーカを適用できないため、比較的小型のスピーカを用いた場合でも高い告知効果が得られる配置が望まれる。
さらに、二輪車等の場合、スピーカを運転者から離すのに限界があり、運転者への聞こえの低減と本来の目的である周辺への通報音量とのバランスが難しいため、このような点の改善も期待される。
日本国特開2000−1142号公報 日本国特開平7−137578号公報
本発明は、電力消費や部品点数の削減を考慮しながら、コンパクトで効率の良い、二輪車等の小型車両に好適な、鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置を提供することを課題とする。
(a)本発明の一態様は、車体(24)を覆う車体カバー(32)を有する鞍乗り型電動車両(10)に取付ける、鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置(40,40’,40”)であって、前記車体カバー(32)に形成され、外部から空気を取り入れる空気口(41,84)と;前記車体カバー(32)に形成され、前記空気口(41,84)から取り入れた前記空気を通す通風路(42,85)と;この通風路(42,85)に配置され、同通風路(42,85)内を通る前記空気の流れにより発音する発音器(36,36’)と;を備えている。
なお、前記鞍乗り型電動車両には、運転者が車体を跨いで乗車する電動車両全般が含まれ、二輪車(スクータ型車両を含む)のみならず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含まれる。
(b)上記(a)に記載の態様では、前記発音器(36,36’)が、前記車体カバー(32)の内側に配置されていてもよい。
(c)上記(a)に記載の態様では、前記通風路(42,85)が、前記鞍乗り型電動車両(10)の動力機関(31)及び電装部品(23,25)の少なくとも一方の冷却に使用される冷却用通風路であってもよい。
(d)上記(a)に記載の態様では、前記車体カバー(32)が、前記車体(24)の前側を覆うフロントカバー(33)であってもよい。
(e)上記(a)に記載の態様では、互いに発生周波数の異なる発音をする複数個の前記発音器(36,36’)が設けられていてもよい。
(f)上記(a)に記載の態様では、前記発音器(36)が、共鳴室(44)と共鳴管(45)とを有するヘルムホルツ共鳴器であってもよい。
(g)上記(f)に記載の場合、前記共鳴室(44)が、前記車体カバー(32)により覆われており;前記共鳴管(44)が、前記通風路(42)と交差する方向でこの通風路(42)内に開口している;構成を採用してもよい。
(h)上記(f)に記載の場合、前記共鳴管(45)が、前記共鳴室(44)から延びて鉛直方向下向きに開口していてもよい。
(i)上記(f)に記載の場合、前記発音器(36)である前記ヘルムホルツ共鳴器の発音の発生周波数が、100Hz〜800Hzの間であってもよい。
(j)上記(a)に記載の態様では、前記発音器(36’)が、空気流により複数のリード(75〜80)を振動させて発音するハーモニカであってもよい。
(k)上記(j)に記載の場合、前記発音器(36’)である前記ハーモニカの発音の周波数域が、100Hz〜2500Hzの間であってもよい。
(l)本発明の他の態様は、動力機関(31,103,M)に電動モータを含む鞍乗り型電動車両(10,101,201)の車体に取り付けられた発音器(36,36’,160,251)を有し、この発音器(36,36’,160,251)から周囲に対して前記鞍乗り型電動車両(10,101,201)の接近を告知するための告知音を出力する、鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置(40,40’,140,250)であって、前記鞍乗り型電動車両(10,101,201)が、その車体フレーム(11,111,234)のヘッドパイプ(12,112,236)の周囲を覆うフロントカバー(33,121a,207A)を具備しており;前記発音器(36,36’,160,251)が、前記フロントカバー(33,121a,207A)の内方に位置しており;前記フロントカバー(33,121a,207A)に、外部から空気を取り入れる空気口(41,143a,245a)と、前記空気口(41,143a,245a)から取り入れた前記空気の通路であって前記鞍乗り型電動車両(10,101,201)の動力機関(31,103,M)及び電装部品(23,135,252,260,25,102,248)の少なくとも一方の冷却に使用される通風路(42,143b,243)とを有し;前記発音器(36,36’,160,251)が、前記通風路(42,143b,243)に配置される。
(m)上記(l)に記載の態様では、前記発音器(36,36’,160,251)が、前記通風路(42,143b,243)の上部に配置され、前記通風路(42,143b,243)内に発音するようにしてもよい。
(n)上記(l)に記載の態様では、前記通風路(143b,243)が、前記フロントカバー(121a,207A)内で、前記ヘッドパイプ(112,236)より前方の位置から後方に延出するダクト(143,245)により形成され、前記発音器(160,251)が、前記ダクト(143,245)の上壁部に配置され、前記通風路(143b,243)内に発音するようにしてもよい。
(o)上記(l)に記載の態様では、前記ダクト(143,245)が、前記ヘッドパイプ(112,236)の側方を横切る導風ダクトであり、前記車両の前方に向けて開口するようにしてもよい。
(p)上記(l)に記載の態様では、前記ヘッドパイプ(12,112,236)に、前輪(15,105,WF)を懸架するべく斜め前下方に延びるフロントフォーク(14,106,202)の上部が転舵可能に支持され;前記発音器(36,36’,160,251)が、その少なくとも一部を前記フロントフォーク(14,106,202)の軸線(14a,106c,202a)よりも前方に配置する;構成を採用してもよい。
(q)上記(l)に記載の態様では、前記ダクト(143,245)が、走行用バッテリ(102,248)を冷却する冷却ダクトであってもよい。
(r)上記(l)に記載の態様では、前記発音器(160,251)の発音の周波数が、100HZ〜800HZの間であってもよい。
上記(a)の態様によれば、車体カバーに形成される通風路の空気流を利用するので、別途集気管を設ける必要がなく、本告知装置のコンパクト化を図ることができる。
加えて、本告知装置用の電装部品を必要としないので、本告知装置のコストダウンを図ることができる。
さらに、本告知装置が電力を消費しないので、電動車両の一充電での航続距離の向上に寄与することができる。
上記(b)の場合、発音器が車体カバー内に収められているので、車両の外観を良好に保つことができる。
上記(c)の場合、発音器が冷却風により発音するので、冷却風を効率良く利用することができる。
上記(d)の場合、車両前方の開口から空気を取り入れるので、走行風を効率良く取り込むことができる。
上記(e)の場合、複数の周波数の音を発生させることで、内燃機関に似た音を出すことができ、歩行者に認識させ易くすることができる。
加えて、発する音を和音等にすることで、運転者が楽しめる音を出すことができる。
上記(f)の場合、小〜中速流であっても音が発生し、構造が簡単であり、共鳴室の形状に自由度があるので、狭い空間に配置する形状にすることもでき、車体カバー内の空間を有効に活用することができる。
加えて、ヘルムホルツ共鳴器を使用するので、エネルギー損失を小さくして発音することができる。
上記(g)の場合、車体カバー内の空間を有効に活用すると共に、発音器を通風路に向けて発音し易く配置できる。
上記(h)の場合、共鳴管が下方に向けて開口しているので、共鳴室への水等の進入を防ぐことができる。
加えて、仮に共鳴室に水が入っても共鳴管から水が落ちるので、別途水抜き穴を設ける必要がなく、ヘルムホルツ共鳴器の加工コストの低減を図ることができる。
上記(i)の場合、通常内燃機関の吸・排気音の発生周波数域は、100Hz〜800Hzであるため、発生周波数が100Hz〜800Hzの間であれば、内燃機関の吸・排気音に近いので人に認識し易くさせることができる。また、運転者にとっても、比較的耳障りのない音とすることができる。
上記(j)の場合、発音器がハーモニカであれば、微小な空気流でも発音させ易いので、車速が遅くても発音することができる。
加えて、複数の異なるリードを備えているので、複数の周波数の発音をすることができる。
上記(k)の場合、通常内燃機関の発生周波数は、100Hz以上から2500Hzまでの帯域の寄与が大きく、かつ2500Hzより高い周波数域は、人により耳障りな音と感じることがあるため、100Hz〜2500Hzの領域とすることで、内燃機関の音の周波数帯域の音で歩行者や運転者に適切に認識させることができる。
上記(l)の態様によれば、フロントカバー内に発音器を納めたので、車両の外観を良好に保ち、かつ発音器をフロントカバーで保護することができる。また、フロントカバー内に形成されてカバー外方に開口する通風路の持つ指向性等を効率良く用いて、発音器が発する音を伝播させることができるので、発音エネルギーを比較的小さくでき、かつ本告知装置をコンパクト化することも可能である。さらに、カバー外方に開口する通風路を通じて発音することで、運転者に対する聞こえを低減することができる。さらにまた、機器冷却用の通風路を用いて発音器が発する音の伝播を行うので、別途音伝播部材を設ける場合に比して部品点数の削減を図ることができる。
上記(m)の場合、通風路を用いて車両外方へ効率良く放音できると共に、通風路に浸入した水等が発音器にかかることを抑止できる。
上記(n)の場合、ダクトにより発音器の音をさらに効率良く伝播でき、車両外方への音の指向性がさらに高まるので、運転者に対する聞こえをさらに低減することができる。
上記(o)の場合、冷却空気を車両前方から取り入れる導風ダクトを用いて、車両前方へ効率良く音を伝播できる。また、運転者の耳位置から離間しかつ前記耳位置とは反対方向を指向する開口より車両外方に放音することで、運転者への告知音の聞こえをより低減できる。
上記(p)の場合、ヘッドパイプの下方でフロントフォークの軸線の前方に発音器を配置することで、運転者の耳位置から離間した位置に発音器を効率良く配置でき、運転者への告知音の聞こえをより低減できる。
上記(q)の場合、走行用バッテリの冷却ダクトを音の伝播部材として用いることで、効率良く音を伝播可能としつつ部品点数の増加を抑制できる。
上記(r)の場合、より聞き取り易い音域を利用して告知音を発することができる。
本発明の第一実施形態における鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置を適用した自動二輪車の左側面図である。 上記車両接近告知装置にヘルムホルツ共鳴器を搭載した自動二輪車の斜視図である。 上記ヘルムホルツ共鳴器の断面図である。 上記自動二輪車の走行時の音の周波数特性を表す図である。 上記ヘルムホルツ共鳴器の作用を示す図である。 本発明の第二実施形態における鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置を適用した自動二輪車の斜視図である。 上記車両接近告知装置に搭載したハーモニカの分解斜視図である。 上記ハーモニカの作用を示す図である。 本発明の第三実施形態における鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置を適用した自動二輪車の斜視図である。 本発明の第四実施形態における鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置を適用した自動二輪車の左側面図である。 図10の自動二輪車における告知音の周波数とモータユニットの回転数との関係を示すグラフである。 図10の自動二輪車における告知音の音量とモータユニットの回転数との関係を示すグラフである。 図11に示す制御の変形例として告知音の周波数と車速との関係を示すグラフである。 本発明の第五実施形態における鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置を適用した自動二輪車の左側面図である。 図14の自動二輪車における制御ユニットの構成を示すブロック図である。 図14の自動二輪車における車速と走行音との関係を示すグラフである。 告知音出力制御の手順を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。また、左右、前後は運転者から見た方向を意味する。
<第一実施形態>
先ず、本発明の第一実施形態について図1〜5を参照して説明する。
図1に示すように、鞍乗り型電動車両としての自動二輪車10は、車体フレーム11と、この車体フレーム11の先端に設けられているヘッドパイプ12と、このヘッドパイプ12にボトムブリッジ13を介して操舵自在に取付けられその長手方向に伸縮自在な左右一対のフロントフォーク14と、これら左右フロントフォーク14の下端に回転自在に取付けられている前輪15と、左右フロントフォーク14に取付けられ前輪15が跳ね上げる泥や石を遮断するフロントフェンダ16とを備える。なお、図中符号14aはフロントフォーク14の中心軸線を示す。
ヘッドパイプ12の上部には、前輪15を操舵するステアリングハンドル17がトップブリッジ18を介して設けられる。ヘッドパイプ12の前方には前部ラジエータ21が、ヘッドパイプ12の下方には下部ラジエータ22がそれぞれ配置される。ヘッドパイプ12の前方にはレギュレータ等の電装部品23が配置される。
車体24の中心付近では、車体フレーム11に燃料電池25が支持される。燃料電池25の上方には、乗員着座用のシート26が配設される。車体24の後部には、後輪27を支持するスイングアーム28が揺動自在に設けられ、このスイングアーム28に、走行駆動力を発生する電動モータ31が設けられる。
車体24を覆う車体カバー32は、車体24の前側(ヘッドパイプ12の周囲)を覆うフロントカバー33と、車体24の下側を覆うロアカバー34と、車体24の側部を覆うサイドカバー35とを有する。フロントカバー33は、サイドカバー35における車両前方に臨む部位及び当該部位に後方から合わさる部位(車体カバー32の前端からシート26前方の低床跨ぎ部の前端までの部位)も含むものとする。
車体24の前側でフロントカバー33の内側には、発音器としてのヘルムホルツ共鳴器36が配置される。
なお、ヘルムホルツ共鳴器36は、自動二輪車10のサイドカバー35の外側膨出部に設けた通気路に配置しても差し支えない。
次に通風路について説明する。
図2に示すように、自動二輪車10に用いられる車両接近告知装置40は、車体カバー32に形成されて外部から空気を取り入れる空気口41と、車体カバー32に形成されて空気口41からの空気を通す通風路42と、この通風路42に配置されて通風路を通る空気流により発音する発音器としてのヘルムホルツ共鳴器36とを備える。なお、車体カバー32における空気口41及び通風路42を形成する部位をダクト部49とする。
通風路42は、動力機関(電動モータ31)並びに電装部品23及び燃料電池25の少なくとも一つの冷却に使用される冷却用通風路である。なお、バッテリへの蓄電力により走行する電動車両の場合、前記通風路42にはバッテリ冷却用通風路も含まれる。
自動二輪車10が走行すると、空気口41から矢印(1)のように空気が入り、この空気が矢印(2)のように通風路42を流れて空気排出口43から外部へ出る。その際、下部ラジエータ22からの吸熱がなされる。
自動二輪車10は、互いに発生周波数の異なる複数個のヘルムホルツ共鳴器36が設けられる。
ヘルムホルツ共鳴器36は、共鳴室44と共鳴管45とを有する。共鳴室44はフロントカバー33に覆われ、共鳴管45は通風路42と交差する方向でこの通風路42に開口する。共鳴管45は、共鳴室44から延びて下向きに開口している。
これら各ヘルムホルツ共鳴器36により、複数の周波数の音を発生させることで、内燃機関に似た音を出すことができ、歩行者に認識させ易くすることができる。
次にヘルムホルツ共鳴器36について説明する。
図3に示すように、発音器としてのヘルムホルツ共鳴器36は、空洞となる共鳴室44と、この共鳴室44から延びている共鳴管45とを有する。共鳴室44の容積をVとし、共鳴管45の長さをLとし、共鳴管45の内径をDとする。共鳴室44は、車体カバー32の内側に配置できるような形状を呈するもので、上面部46、縦壁部47,48、底面部51、第一湾曲部52及び第二湾曲部53を有し、車体カバー32の外形に沿う形態をしている。
ヘルムホルツ共鳴器36は、容積V、長さL、内径D及び共鳴室44の形状を変えることで、発生周波数を調整することができる。本実施形態では、ヘルムホルツ共鳴器36は、内燃機関の吸・排気音の主たる周波数域である100Hz〜800Hzの間で設定されている。
なお、ヘルムホルツ共鳴器36の形状は、上述した形状のみに限定されず、他の形状であっても差し支えない。
また、発生周波数は、前述の100Hz〜800Hz以外の周波数も、状況によりあるいは、運転者の好みにより設定してもよい。
また、ヘルムホルツ共鳴器36は、自動二輪車10の走行速度に応じて共鳴管45の長さLを可変とし、エンジン回転数が上がるときの周波数上昇を擬似的に出すようにしてもよい。
次にヘルムホルツ共鳴器36の発生周波数について説明する。
図4は、自動二輪車10の走行時の音の周波数特性を表しており、横軸は1/3オクターブの周波数Hz、縦軸は音圧dB(A)である。
自動二輪車10の音源ごとの周波数帯を調べると、エンジンの吸気系と排気系の音は、領域Aに示す100Hz〜800Hzの寄与が大きい。内燃機関の吸・排気系の主要周波数帯が100Hz〜800Hzであることから、ヘルムホルツ共鳴器36の発生周波数が100Hz〜800Hzであれば、エンジンの吸・排気音に近いので、人にエンジンの吸・排気音として認識させ易くすることができる。
以上に述べたヘルムホルツ共鳴器36の作用を説明する。
図5の(a)に示すように、共鳴管45に空気が吹き込まない状態では、共鳴管45部分の空気塊54は、共鳴管45に留まっている。
図5の(b)に示すように、自動二輪車10が走行すると、走行風が矢印(3)のように共鳴管45に流れ、共鳴管45部分の空気塊54は矢印(4)のように共鳴室44側へ移動する。
すると、共鳴室44内部の空気が圧縮されるので、共鳴室44内の圧力が高くなり、図5の(c)の矢印(5)のように共鳴室44側から空気塊54を押し出す。空気塊54は、矢印(6)のように外部に移動する。
図5の(d)に示すように、外部からの走行風は流れ続けているので、空気塊54は再び押し戻され矢印(7)のように移動する。空気塊54が振動することで、ヘルムホルツ共鳴器36から特定の周波数の音が発生される。
このときの周波数fは、図3のV(共鳴室44の容積)、L(共鳴管45の長さ)、D(共鳴管45の内径)を用いて、f=c/(2π)×(S/(VL))1/2で決定される。前記式中のcは音速、Sは管の開口面積(π×(D/2))である。
この関係式により、100Hz〜800Hzの間で、適切な周波数を共鳴室44の容積Vや、共鳴管45の長さLや内径Dを選択して任意に設定できる。
<第二実施形態>
次に、本発明の第二実施形態について図4,6〜8を参照して説明する。なお、第一実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。
図6に示す車両接近告知装置40’において、発音器としてのハーモニカ36’は、ロアカバー34の内側(フロントカバー33の内側でもある)に配置される。自動二輪車10が走行すると、空気口41から矢印(8)のように空気が入り、空気は矢印(9)のように通風路42を流れ、発音器としてのハーモニカ36’を通過して空気排出口43から外部へ出る。
次にハーモニカ36’を説明する。
図7に示すように、発音器としてのハーモニカ36’は、本体55にボルト56によってカバー57が取付けられている。本体55は、外部から空気を取り込む複数の空気取込口61〜66と、空気を逃がす空気逃がし窓67〜72と、各空気逃がし窓67〜72のそれぞれの裏側に一端が取付けられる複数のリード75〜80とを有する。
最も周波数が低い音を発するリード75と、最も周波数の高い音を発するリード80との間には、これらのリード75,80の間の周波数の音を発するリード76〜79が並べられている。
ハーモニカ36’が発する音の周波数域は、100Hz〜2500Hzの間になるように設定されている。
なお、リードの数は6枚のみに限定されず、必要とする周波数の音に応じて適宜リードの数を変更しても差し支えない。
図4に戻って、自動二輪車10の音源ごとの周波数帯を調べると、エンジン運転音は、1000Hz〜2500Hzの寄与が大きい。よって前述の吸・排気系音を加えた内燃機関全体として発する音の主要周波数帯は、領域Bに示す100Hz〜2500Hzであることから、発音器としてのハーモニカ36’の発生周波数が100Hz〜2500Hzの間であれば、二輪車の内燃機関の運転音に近いので、自動二輪車の音として人に認識させ易くなる。
以上に述べたハーモニカ36’の作用を説明する。
図7,8に示すように、自動二輪車10が走行すると、走行風が矢印(10)のように各空気取込口61〜66に流れ、各空気逃がし窓67〜72を通って、矢印(11)のように空気吐き出し口83から外部に出る。このとき、各リード75〜80が矢印(12)のように振動することで、ハーモニカ36’から任意の周波数の音が発生される。なお、互いに発生周波数の異なる複数のハーモニカ36’を備えてもよい。
<第三実施形態>
次に、本発明の第三実施形態について図9を参照して説明する。なお、第一及び第二実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。
図9に示す車両接近告知装置40”を採用する自動二輪車10は、車体24の中央部にシート26が設けられ、シート26の下方に電装部品23が配置され、シート26の下側後方に後輪27が設けられている。
車体24は、車体カバー32に覆われており、車体24の側部にサイドカバー35が設けられている。
サイドカバー35の前方には走行時に外部から空気を取り入れる側部の空気口84が設けられ、この側部の空気口84から矢印(13)のように入った空気は、サイドカバー35の内側に形成された側部の通風路85を流れ、電装部品23を冷却しながら矢印(14)のように後部排出口86から外部に出る。このとき、車両接近告知装置40”におけるサイドカバー35の内側に配置された発音器としてのハーモニカ36’が発音する。
以上に述べた内容をまとめて以下に記載する。
上記の図1、図3、図6、図9に示したように、車体24を覆う車体カバー32を有する自動二輪車10に取付ける鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置40,40’,40”において、前記車体カバー32に形成され外部から空気を取り入れる空気口41,84と、前記車体カバー32に形成され前記空気口41,84からの空気を通す通風路42,85と、この通風路42,85に配置され前記通風路42,85を通る空気流により発音する発音器(ヘルムホルツ共鳴器36、ハーモニカ36’)と、を備えている。
この構成によれば、車体カバー32に形成される通風路42,85の空気流を利用するので、別途集気管を設ける必要がなく、本告知装置のコンパクト化を図ることができる。
加えて、本告知装置用の電装部品を必要としないので、本告知装置のコストダウンを図ることができる。
さらに、本告知装置が電力を消費しないので、電動車両の一充電での航続距離の向上に寄与することができる。
また、上記の図1、図2、図6、図9に示したように、前記発音器(ヘルムホルツ共鳴器36、ハーモニカ36’)は、前記車体カバー32の内側に配置されている。
この構成によれば、発音器が車体カバー32内に収められているので、車両の外観を良好に保つことができる。
また、上記の図1、図2、図6、図9に示したように、前記通風路42,85は、動力機関(電動モータ31)、電装部品23及び燃料電池25の少なくとも一つの冷却に使用される冷却用通風路である。
この構成によれば、発音器が冷却風により発音するので、冷却風を効率良く利用することができる。
また、上記の図1、図2、図6に示したように、前記車体カバー32は、前記車体24の前側を覆うフロントカバー33である。
この構成によれば、車両前方の開口から空気を取り入れるので、走行風を効率良く取り込むことができる。
また、上記の図1、図2に示したように、互いに発生周波数の異なる複数個の前記発音器(ヘルムホルツ共鳴器36、ハーモニカ36’)が設けられている。
この構成によれば、複数の周波数の音を発生させることで、内燃機関に似た音を出すことができ、歩行者に認識させ易くすることができる。
加えて、和音等にすることで、運転者が楽しめる音を出すことができる。
また、上記の図3、図5に示したように、前記発音器は、共鳴室44と共鳴管45を有するヘルムホルツ共鳴器36である。
この構成によれば、小〜中速流であっても音が発生し、構造が簡単であり、共鳴室44の形状に自由度があるので、狭い空間に配置する形状にすることもでき、車体カバー32内の空間を有効に活用することができる。
加えて、ヘルムホルツ共鳴器36を使用するので、エネルギー損失を小さくして発音することができる。
また、上記の図1、図2に示したように、前記共鳴室44は、前記車体カバー32により覆われており、前記共鳴管45は、前記通風路42と交差する方向でこの通風路42内に開口している。
この構成によれば、車体カバー32内の空間を有効に活用すると共に、通風路42に向けて発音し易く配置できる。
また、上記の図1、図2に示したように、前記共鳴管45は、前記共鳴室44から延びて下向きに開口している。
この構成によれば、共鳴管45が下方に向けて開口しているので、共鳴室44への水等の進入を防ぐことができる。
加えて、仮に共鳴室44に水が入っても共鳴管45から水が落ちるので、別途水抜き穴を設ける必要がなく、加工コストの低減を図ることができる。
また、上記の図3〜図5に示したように、前記ヘルムホルツ共鳴器36は、発生周波数が100Hz〜800Hzの間に設定されている。
この構成によれば、通常内燃機関の吸・排気音の発生周波数は、100Hz〜800Hzの間であるため、発生周波数が100Hz〜800Hzであれば、内燃機関の吸・排気音に近いので人に認識し易くさせることができる。また、運転者にとっても、比較的耳障りのない音とすることができる。
また、上記の図6〜図8に示したように、前記発音器は、空気流により複数のリード75〜80を振動させて発音するハーモニカ36’である。
この構成によれば、発音器がハーモニカ36’であれば、微小な空気流でも発音し易いので、車速が遅くても発音することができる。
加えて、複数の異なるリード75〜80を備えているので、複数の周波数の発音をすることができる。
また、上記の図4、図7〜図9に示したように、前記ハーモニカ36’の周波数域は、100Hz〜2500Hzの間である。
この構成によれば、通常内燃機関の発生周波数は、100Hz以上から2500Hzまでの寄与が大きく、かつ2500Hzより高い周波数域は、人により耳障りな音と感じることがあるため、100Hz〜2500Hzの領域とすることで、内燃機関の音の周波数帯域の音で歩行者や運転者に適切に認識させることができる。
なお、第一実施形態では燃料電池車両への適用例を示したが、これのみに限定されず、ハイブリッド車両、及びバッテリへの蓄電力により走行する電動車両等、動力機関に電動モータを含む鞍乗り型電動車両(二輪車の他に三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含む)に適用してもよい。すなわち、走行風により発音する発音器を備えるものであれば、他の電動車両に適用することは差し支えない。
また、各実施形態に係る車両接近告知装置は、電気的模擬音と相互に補完するものであってもよい。この場合、車両発進前後の模擬音は電気的に発生させ、走行中は本実施形態に係る発音器で発生させるとよい。これによって、消費電力の低減を図ることができる。
また、複数のヘルムホルツ共鳴器36やハーモニカ36’から発せられる音の複数の周波数は、和音としてもよく、あるいは、いわゆるゆらぎのある不協和音としてもよい。これによって、人の聞きやすい周波数構成を選択することができる。
また、一つの音を吸・排気系の音域である100Hz〜800Hzの間の音とし、他の音をエンジンの音域である100Hz〜2500Hzとする組み合わせとしてもよい。
<第四実施形態>
次に、本発明の第四実施形態について図10〜図13を参照して説明する。
図10に示す自動二輪車101は、車体中央上部に走行用のメインバッテリ102を搭載すると共に、車体中央下部には走行用のモータユニット(電動モータ)103を搭載し、メインバッテリ102からの電力によりモータユニット103を駆動させると共に、その駆動力を駆動輪たる後輪104に伝達して走行する。なお、図中矢印FRは車両前方を、矢印UPは車両上方をそれぞれ示す。
自動二輪車101は、運転者がニーグリップ(knee gripping)することが可能なスポーツタイプのモータサイクルとしての態様をなし、その前輪105は左右一対のフロントフォーク106の下端部に軸支され、左右フロントフォーク106の上部はステアリングステム(不図示)を介して車体フレーム111前端のヘッドパイプ112に操向可能に枢支される。ステアリングステム(又はフロントフォーク106)の上部には操向ハンドル108が取り付けられる。なお、図中符号106cはフロントフォーク106の中心軸線を示す。
ヘッドパイプ112からは左右一対のメインフレーム113が後下がりに後方に延出し、左右メインフレーム113の後端部からはそれぞれピボットフレーム114が下方に延出する。左右ピボットフレーム114にはピボット軸114aを介してスイングアーム115の前端部が上下揺動可能に枢支され、スイングアーム115の後端部には後輪104が軸支される。
自動二輪車101の車体前部は、その前方、側方及び下方からカウリング121により覆われる。以下、カウリング121におけるヘッドパイプ112の周囲を覆う部位(車両前方に臨む部位及び当該部位に後方から合わさる部位)をフロントカバー121aという。
左右メインフレーム113の後端部及び左右ピボットフレーム114からは、シートフレーム116が後上がりに後方に延出する。シートフレーム116上には乗員着座用のシート109が支持される。シートフレーム116の周囲はシートカウル122により覆われる。シートフレーム116を含む車体フレーム111は、複数種の金属部材を溶接や締結等により一体に結合してなる。シート109の前方には、左右メインフレーム113の上縁よりも上方に膨出するシート前カバー123が配置される。シート前カバー123は、シート109に着座した乗員の両膝間に挟み込まれる。
メインバッテリ102は、例えば前後に並ぶ複数(図では四つ)の単バッテリ102aからなり、これらを直列に結線することで所定の高電圧(48〜72V)を発生させる。各単バッテリ102aは適宜充放電可能なエネルギーストレージであり、例えばリチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ、鉛バッテリ等からなる。
メインバッテリ102は、その下部前側が左右メインフレーム113間に入り込んだ状態で、ダクト141を介して車体フレーム111に固定的に支持される。
メインバッテリ102の直下には前記モータユニット103が位置し、このモータユニット103が車体フレーム111に固定的に支持される。モータユニット103は、左右方向に沿う回転軸線C1を有し、このモータユニット103の駆動軸Jと後輪104とが、例えばチェーン式の伝動機構104aのみを介して連係される。なお、伝動機構104aがベルト式やシャフト式であってもよい。
モータユニット103は、例えばVVVF(variable voltage variable frequency)制御による可変速駆動がなされて、前記伝動機構104aのみを介して後輪104を駆動するが、手動又は自動の変速機やクラッチを介して後輪104を駆動するようにしてもよい。また、図中符号135はECU(electric control unit)やモータドライバたるPDU(power driver unit)を含む制御ユニットを示す。
ダクト141は、車体の前後端部に渡って延設されてその長手方向に沿って外気を流通させるもので、その前後中間部にて流路を拡大するように形成される電装収容部142と、この電装収容部142の前端下部から前方に延出する吸気ダクト143と、電装収容部142の後端下部から後方に延びる排気ダクト144とを一体に有する。
電装収容部142は、左右メインフレーム113間かつモータユニット103の上方に位置し、その上部を前記シート前カバー123内に入り込ませる。電装収容部142は、その下部内側に略水平な板状の隔壁145を固設し、この隔壁145の上方の空間はメインバッテリ102を収容するバッテリ収容部146とされ、隔壁145の下方の空間は制御ユニット135を収容するドライバ収容部147とされる。
ダクト141は、その管形成部分が例えば樹脂成形品で構成されるのに対し、前記隔壁145はアルミ合金等の比較的熱伝導率の高い部材で構成される。隔壁145はメインバッテリ102のヒートシンクでもあり、この隔壁145上にメインバッテリ102が直接載置される。隔壁145には各収容部146,147間を連通する複数の連通孔148が形成される。連通孔148の開口面積は各収容部146,147の流路面積よりも十分に小さくされる。
隔壁145の前端部には、バッテリ収容部146前端の上吸気入口146aを開閉する前ルーバー138が設けられる。一方、電装収容部142の下壁の後端部には、ドライバ収容部147後端の下排気出口147bを開閉する後ルーバー139が設けられる。各ルーバー138,139は電動とされ、その作動はメインバッテリ102の温度情報等に基づき制御ユニット135により制御される。
吸気ダクト143は、カウリング121(フロントカバー121a)の内方を前方に延び、その前端開口(吸気口143a)をヘッドパイプ112よりも前方かつカウリング121の前端部にて車両前方(カウル外方)に向けて開口させる。吸気口143aは、車両走行時には走行風導入口として機能する。なお、図中符号143bは吸気ダクト143内の通風路を示す。
吸気ダクト143は、車体フレーム111(ヘッドパイプ112)等を避けるべく左右に分岐して、又は左右何れかに偏倚して前方に延びる。吸気ダクト143は、車両側面視でフロントフォーク106及びヘッドパイプ112と交差している(フロントフォーク106及びヘッドパイプ112を横切っている)。
排気ダクト144はシートカウル122の内方を後方に延び、その後端開口(排気口144a)をシートカウル122の後端部にて車両後方に向けて開口させる。排気ダクト144の例えば基端部(前端部)の内方には、ダクト141内の空気を吸気口143a側から排気口144a側へ強制的に流通させるファン137が設けられる。
各ルーバー138,139は、メインバッテリ102の低温時(メインバッテリ102の充放電に適した所定温度未満の場合)には、前記上吸気入口146aを閉じると共に下排気出口147bを閉じる。これにより、ダクト141内に取り入れた外気は、まずドライバ収容部147のみに流入し、制御ユニット135を冷却しつつその熱を奪った後、各連通孔148を通じてバッテリ収容部146に流入し、各単バッテリ102aの周囲を流れつつこれらを加温した後にダクト141外に排出される。
一方、各ルーバー138,139は、メインバッテリ102の高温時(前記所定温度以上の場合)には、前記上吸気入口146aを開くと共に下排気出口147bを開く。これにより、ダクト141内に取り入れた外気は、バッテリ収容部146及びドライバ収容部147にそれぞれ流入し、メインバッテリ102及び制御ユニット135をそれぞれ冷却した後にダクト141外に排出される。後ルーバー139は、下排気出口147bを開いた際には12Vのサブバッテリ128を収容した凹部の上部開口を閉塞する。
ここで、自動二輪車101は、自車に取り付けられた発音器から所定の告知音を出力することで、歩行者等に自車の接近を知らせる車両接近告知装置140を備える。本実施形態では、告知音を発する発音器たるスピーカ160は、フロントカバー121a内の吸気ダクト143のさらに内方に配置される。
詳細には、吸気ダクト143の前後中間部(車両側面視でフロントフォーク106と一部重なり、かつフロントフォーク106の軸線106cよりも前方となる部位)の上壁部には、上方に膨出する膨出部159が形成され、この膨出部159内に、前記スピーカ160が収納される。膨出部159は、その下方の吸気ダクト143内(通風路143b)に向けて開放する。膨出部159内のスピーカ160の放音方向は下方(吸気ダクト143内、通風路143b)を指向している。
これにより、スピーカ160の発音は、吸気ダクト143及び通風路143bを通じて車両前方に放出される。このとき、吸気ダクト143はスピーカ160の発音の伝播部材として機能し、かつスピーカ160の発音の導音ダクトとしても機能する。なお、スピーカの設置数は問わない。スピーカ160の告知音の吸気口143aからの放音方向(矢印Eで示す)は、自動二輪車101の進行方向を指向しており、歩行者等には認知され易い。一方、前記放音方向は、運転者の頭部Hからは遠ざかる方向を指向しているので、運転者への聞こえは抑えられる。
吸気ダクト143の後部(側面視でヘッドパイプ112よりも後方の部位)の上壁部には、スピーカ160用の制御ユニット161が取り付けられる。なお、制御ユニット161の構成や行う制御は、後述の第五実施形態における制御ユニット260と同様とする。
図11は、モータユニット103から後輪104までの伝動経路に遠心クラッチ(不図示)を有する場合のモータユニット103の回転数rpmとスピーカ160の告知音の周波数Hzとの関係を示すグラフである。
本実施形態において、前記告知音は四つの周波数の合成音(協和音、不協和音含む)として出力される。詳細には、前記告知音は、基準音となる第一音と、基準音の1.18倍の周波数を有する第二音と、基準音の1.23倍の周波数を有する第二音と、基準音の1.33倍の周波数を有する第四音とを有する。各音は、第一音が全体の30%、第二音が全体の25%、第三音が全体の25%、第四音が全体の5%の割合で出力される。なお、残りの15%はノイズ音が占める。
図11において、第一音の傾きは48Hz/1000rpmで、1000rpm時に288Hzの切片を有する。
すなわち、1000rpm時の第一音の周波数は、下記式(1)から得られる。
1000×48/1000+288=336(Hz)・・・(1)
このとき、第二音の周波数は396Hz、第三音の周波数は413Hz、第四音の周波数は447Hzとなり、これら各音を含んだ合成音がスピーカ160から出力される。告知音を合成音としたのは、特定周波数のみの単音に対して周囲に聞こえ易くするためである。なお、単音の告知音を出力するようにしてもよい。
前記告知音は、モータユニット103の回転数が1000〜4400rpmの範囲にあるときに出力される。モータユニット103の1000rpmは前記遠心クラッチの接続回転数すなわち車両の発進回転数に相当し、4400rpmは告知音が不要な車速となる回転数に相当する。
告知音は、モータ回転数の上昇と比例して高周波にシフトする。これは、車両の加減速の様子を把握可能とするためである。
また、モータ回転数の上昇比率よりも告知音周波数の上昇比率を小さくすることで、告知音の周波数の変動幅が抑えられ、一番高い周波数でも特定周波数(800Hz)よりも小さくなる。これにより、年齢等によらず音を聞き取り易くすると共に、好感の持てる音域に告知音を設定できる。なお、告知音の一番低い周波数は、聞き取り易さを考慮すると100Hzよりも大きいことが望ましい。
ここで、第一音(基準音)の周波数に対する第二音の周波数の比率をa2、第三音の周波数の比率をa3、第四音の周波数の比率をa4とすると、これらは下記式(2)に示す関係を有する。
a2−1>a3−a2・・・(2)
なお、上記「a3−a2」を0.05以下にすることで、告知音にゆらぎやうねりを持たせて好感の持てる音にできることがわかった。
図12に示すように、前記告知音は、車両発進回転数X1(本実施形態では1000rpm)から一定の音量で出力されるが、途中の中折れ回転数X2(本実施形態では2000rpm)から放物線状に音量が減少し始め、音停止回転数X3(本実施形態では4400rpm)で出力が停止するように設定される。
なお、図13に示すように、モータユニット103の回転数に代わり、車速の変化に応じて告知音の周波数等を制御するようにしてもよい。この場合、例えば停車状態(車速0km/h)から車輪の回転を検知した時点で告知音を発するようにすればよい。
以上説明したように、上記実施形態における鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置140は、動力機関としてモータユニット103を有する自動二輪車101の車体に取り付けたスピーカ160から周囲に車両の接近を告知するための告知音を出力するようにしたものである。そして、前記自動二輪車101は、車体フレーム111のヘッドパイプ112の周囲を覆うフロントカバー121aを具備しており、前記スピーカ160は、前記フロントカバー121aの内方に位置しており、前記フロントカバー121aには、外部から空気を取り入れる吸気口143aと、前記吸気口143aからの空気の通路であって前記自動二輪車101の動力機関(モータユニット103)及び電装部品(メインバッテリ102、制御ユニット135)の少なくとも一方の冷却に使用される通風路143bとを有し、前記スピーカ160は、前記通風路143bに配置されるものである。
この構成によれば、フロントカバー121a内にスピーカ160を納めたので、車両の外観を良好に保ち、かつスピーカ160をフロントカバー121aで保護することができる。また、フロントカバー121a内に形成されてカバー外方に開口する通風路143bの持つ指向性等を効率良く用いて、発音器が発する音を伝播させることができるので、発音エネルギーを比較的小さくでき、かつ本告知装置をコンパクト化することも可能となる。さらに、カバー外方に開口する通風路143bを通じて発音することで、運転者に対する聞こえを低減することができる。さらにまた、機器冷却用の通風路143bを用いてスピーカ160が発する音の伝播を行うので、別途音伝播部材を設ける場合に比して部品点数削減を図ることができる。
ここで、通風路143bは、モータユニット103に冷却風を供給する等、メインバッテリ102や制御ユニット135の他にモータユニット103を冷却するものであってもよい。換言すれば、通風路143bは、メインバッテリ102、制御ユニット135及びモータユニット103の少なくとも一つを冷却するものであればよい。
また、上記車両接近告知装置140は、前記スピーカ160が、前記通風路143bの上部に配置されて、前記通風路143b内に発音するものである。
この構成によれば、通風路143bを用いて車両外方へ効率良く放音できると共に、通風路143bに浸入した水等がスピーカ160にかかることを抑止できる。
また、上記車両接近告知装置140は、前記通風路143bが、前記フロントカバー121a内で、前記ヘッドパイプ112より前方の位置から後方に延出するダクト143により形成され、前記スピーカ160が、前記ダクト143の上壁部に配置されて、前記通風路143b内に発音するものである。
この構成によれば、ダクトにより発音器が発する音をさらに効率良く伝播でき、車両外方への音の指向性がさらに高まるので、運転者に対する聞こえをさらに低減することができる。
また、上記車両接近告知装置140は、前記吸気ダクト143が、前記ヘッドパイプ112の側方を横切る導風ダクトであり、車両前方に向けて開口するものである。
この構成によれば、冷却空気を車両前方から取り入れる導風ダクトを用いて、車両前方へ効率良く音を伝播できる。また、運転者の耳位置から離間しかつ前記耳位置とは反対方向を指向する開口より車両外方に放音することで、運転者への告知音の聞こえをより低減できる。
また、上記車両接近告知装置140は、前記ヘッドパイプ112に、前輪105を懸架するべく斜め前下方に延びるフロントフォーク106の上部が転舵可能に支持され、前記スピーカ160は、前記フロントフォーク106の軸線106cよりも前方に配置されるものである。
この構成によれば、ヘッドパイプ112の下方でフロントフォーク106の軸線106cの前方にスピーカ160を配置することで、運転者の耳位置から離間した位置にスピーカ160を効率良く配置でき、運転者への告知音の聞こえをより低減できる。なお、この構成には、スピーカ160の一部がフロントフォーク106の軸線106cよりも前方に配置される場合も含まれる。
また、上記車両接近告知装置140は、前記吸気ダクト143が、メインバッテリ102を冷却する冷却ダクトであるものである。
この構成によれば、メインバッテリ102の冷却ダクトを音の伝播部材として用いることで、効率良く音を伝播可能としつつ部品点数の増加を抑制できる。
また、上記車両接近告知装置140は、前記スピーカ160の発音周波数が、100HZ〜800HZの間に設定されるものである。
この構成によれば、聞き取り易い音域を利用して告知音を発することができる。
<第五実施形態>
次に、本発明の第五実施形態について図14〜図17を参照して説明する。
図14に示す自動二輪車201は、低床フロア215を有するスクータ型の鞍乗り型電動車両であり、スイングアーム221に内蔵された電動モータMが発揮する回転動力によって、車軸223で軸支された後輪WRが回転駆動されて走行する。なお、図中矢印FRは車両前方を、矢印UPは車両上方をそれぞれ示す。
自動二輪車201の車体フレーム234は、上部が後方に位置するように傾斜したヘッドパイプ236と、このヘッドパイプ236から後下がりに延びるメインフレーム235と、このメインフレーム235の下部に湾曲部238を介して連結されて後方に延びる左右一対のアンダーフレーム239と、各アンダーフレーム239の後端のそれぞれに一体に連なって後上がりに延びる左右一対のリヤフレーム240とを備える。
ヘッドパイプ236は、ステアリングステム237を回動自在に軸支しており、このステアリングステム237の上端に操向ハンドル209が固定される。一方、ステアリングステム237の下端には、左右一対のフロントフォーク202の上端部を支持するアンダーブラケット268が固定される。各フロントフォーク202の下端部には前輪WFが軸支される。なお、図中符号202aはフロントフォーク202の中心軸線を示す。
車体フレーム234の各リヤフレーム240の前部には、左右一対のピボットプレート219がそれぞれ設けられる。各ピボットプレート219には、スイングアーム221の前部がピボット軸258を介して揺動可能に支承される。スイングアーム221は、車幅方向左側のアームのみで後輪WRを軸支する片持ち式とされる。左側のリヤフレーム240の後部とスイングアーム221の後部との間には、リヤクッションユニット231が設けられる。スイングアーム221内には、電動モータMの他に、回転駆動力の断接機構としての遠心クラッチ及び減速機構(何れも不図示)、並びに電動モータMの出力を制御するPDU(パワー・ドライブ・ユニット)252が集中配置されている。
自動二輪車201は、ヘッドパイプ236周辺を前方から覆うフロントカバー体207と、ヘッドパイプ236周辺を後方から覆うレッグシールド210と、シート224に座った乗員の足を載せるようにレッグシールド210の下部後方に連なると共にバッテリケース247を上方から覆う低床フロア215と、各アンダーフレーム239の外側方を覆うように低床フロア215の外側から垂下する左右一対のフロアサイドカバー217と、各フロアサイドカバー217の下縁間を結ぶように設けられるアンダーカバー218と、シート224の下方空間を前方から覆うように低床フロア215の後端から立ち上がるシート下前部カバー216と、シート224の下方空間を両側から覆うようにシート下前部カバー216の外側後方に連なる左右一対のサイドカバー225と、後輪WRを上方から覆うように各サイドカバー225の後方に連なるリヤカバー228とを備える。
車体前方に臨むフロントカバー体207とこれに後方から合わさるレッグシールド210とは、互いに一体的に結合されて、ヘッドパイプ236の周囲を含む車体前部を覆うフロントカバー207Aを構成する。フロントカバー207Aの内方には、警報を発するホーン269が配設される。
バッテリケース247は、電動モータMに電力を供給するための例えば72Vの高電圧バッテリ248を収納する。
バッテリケース247の前部には、左右一対の冷却空気導入ダクト245の下流側端部が接続管246を介して接続される。各冷却空気導入ダクト245は、フロントカバー207A内でメインフレーム235を外側方から挟むようにして、メインフレーム235に沿って上方に延びた後に前方に湾曲し、ヘッドパイプ236よりも前方かつフロントカバー207A内にて先端開口(吸気口245a)を前方に向けて開口させる。なお、図中符号243は冷却空気導入ダクト245内に形成される通風路を示す。
フロントカバー体207には、吸気口245aと対向するように外気導入口244が形成され、この外気導入口244を通じて、冷却空気導入ダクト245に外気(走行風)が導入される。
バッテリケース247の後部上面には冷却ファン253が取り付けられ、この冷却ファン253の作動により、冷却空気導入ダクト245から吸入された空気がバッテリケース247内に導入されて、バッテリケース247内の高電圧バッテリ248を冷却する。
ここで、自動二輪車201は、自車に取り付けられた発音器から所定の告知音を出力することで、歩行者等に自車の接近を知らせる車両接近告知装置250を備える。本実施形態では、告知音を発する発音器たるスピーカ251は、フロントカバー207A内の冷却空気導入ダクト245のさらに内方に配置される。
詳細には、冷却空気導入ダクト245の上湾曲部245bの上壁部には、上方に膨出する膨出部254が形成され、この膨出部254内に、前記スピーカ251が収納される。膨出部254は、その下方の冷却空気導入ダクト245内(通風路243)に向けて開放する。膨出部254内のスピーカ251の放音方向は下方(冷却空気導入ダクト245内、通風路243)を指向している。
これにより、スピーカ251の発音は、冷却空気導入ダクト245及び通風路243並びに外気導入口244を通じて車両前方に放出される。このとき、冷却空気導入ダクト245はスピーカ251の発音の伝播部材として機能し、かつスピーカ251の発音の導音ダクトとしても機能する。なお、スピーカ251の設置数は問わない。
シート224の下方には、このシート224により開閉可能な物品収納ボックス249が配置され、この物品収納ボックス249の底部に、12Vの低電圧バッテリ255及びスピーカ251用の制御ユニット260が配置される。
図15は、制御ユニット260の構成を示すブロック図である。制御ユニット260には、REG(レギュレータ)回路270、内燃機関車両のエンジン音等の音源及び音量が記録された疑似エンジン音量記憶手段としてのEEPROM271、システムの正常な運用を保持するためのWDT(ウォッチドッグタイマ)272、オーディオプロセッサ275及びアンプ276が含まれる。
制御ユニット260には、第一カプラ277を介してPDU252からの情報が入力される。また、制御ユニット260のREG回路270には、二ピン式の第二カプラ279を介して低電圧バッテリ255が接続される。さらに、制御ユニット260のアンプ276には、第二カプラ279を介してスピーカ251が接続される。オーディオプロセッサ275には、EEPROM271、WDT272の出力情報及びPDU252から入力されたモータ回転数Nm及び車速Vが入力される。
オーディオプロセッサ275は、モータ回転数Nm及び車速Vの情報に基づいて、EEPROM271から所定の音源を呼び出し、アンプ276を介して所定の音量でスピーカ251から告知音を出力する。
なお、この図では、低電圧バッテリ255からの入力部分とアンプ276からの出力部分とを分離して記載したが、これら両部分は四ピン式の第二カプラ279に集約されている。また、オーディオプロセッサ275に対しては、雨滴センサ273や照度センサ274の出力情報をさらに入力することができる。この場合、例えば、四ピン式の第二カプラ279を六ピン式に換装することで対処できる。
オーディオプロセッサ275は、雨滴センサ273によって降雨中であることが検知された場合には、雨音によって告知音の認知効果が低減しないように、通常時より告知音の音量を大きくすることができる。また、照度センサ274によって夜間であることが検知された場合には、通常時より告知音の音量を小さくするように設定できる。さらに、騒音センサ等を適用することにより、例えば、交通量が多い等で周囲の騒音が大きい場合に告知音の音量を大きくするように設定することもできる。
図16は、内燃機関の二輪車と電動モータの二輪車の車速と走行音の関係を示すグラフである。このグラフでは、A:内燃機関の二輪車、B:電動モータの二輪車(自動二輪車201に相当)をそれぞれ示している。これら各二輪車を比較すると、発進から車速10km/hまでの間に見られる比較的大きな騒音レベルの差が、車速の増加につれて小さくなり、車速20km/hでは前記騒音レベルの差が比較的小さなものとなる。
以上より、本実施形態に係る鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置250では、内燃機関の二輪車と同等の認知音を実現するために、Bの電動モータの二輪車とAの内燃機関の二輪車との差である斜線部分が埋まるような音量でスピーカ251から告知音を出力するように設定されている。また、スピーカ251の告知音は、車速20km/hを超えると出力しないように設定されている。
すなわち、図12の中折れ回転数X2は、前記騒音レベルの差が比較的大きい速度域の上限で設定され、音停止回転数X3は、前記騒音レベルの差が比較的小さくなる速度(本実施形態では20km/h)から設定される。
図17は、接近告知音出力制御の手順を示すフローチャートである。ステップS1では、PDU252からの情報に基づいてモータ回転数Nmが検知され、ステップS2では、PDU252からの情報に基づいて車速Vが検知される。ステップS3では、モータ回転数Nmが上限値NL以下であるか否かが判定される。この上限値NLは、電動モータMの出力伝達経路に配設された遠心クラッチの接続回転数に設定されている。
ステップS4では、モータ回転数Nmの増大に応じて音量が大きくなるようにスピーカ251から告知音が出力される。そして、ステップS5では、モータ回転数Nmが上限値NLを超えたか否かが判定され、肯定判定されるとステップS6に進み、否定判定されるとステップS4に戻る。すなわち、遠心クラッチが接続されるまでの非走行状態では、電動モータMの回転数に応じて大きくなるように告知音が出力されることとなる。
ステップS6では、車速Vが上限値VL以下であるか否かが判定される。本実施形態では、この上限値VLが車速20km/hに設定されている。ステップS6で肯定判定されると、ステップS7に進み、車速Vの増大に応じて目標音量との差を埋めるように告知音が出力される。本実施形態では、図16のグラフに示したように、B:電動モータの二輪車とA:内燃機関の二輪車との間の斜線部を埋めるように告知音が出力される。
各所定車速における告知音の音量は、実験等により各車両に合わせて音量データとして予め設定することができ、これらの設定データは、制御ユニット260のEEPROM271に収納することができる。本実施形態では、自動二輪車201の車格に対応する50ccエンジンを搭載した原動機付き一種車両と同等の走行音が出力されるように設定されているが、例えば、自動二輪車201の車格が普通二輪車に相当する場合には、400ccエンジンを搭載した普通二輪車と同等の走行音を出力させることができる。なお、自動二輪車201の車格と告知音の音量との関係は、道路交通法上の車両区分や免許区分等に応じて任意に設定することができる。
そして、ステップS8では、車速Vが上限値VLを超えたか否かが判定され、肯定判定されると、ステップS9に進んで告知音の出力を停止して、一連の制御を終了する。なお、ステップS6で否定判定されると、ステップS9に進み、一方、ステップS8で否定判定されると、ステップS7に戻ることとなる。
上記したような接近告知音出力制御によれば、単にモータ回転数や車速の増加に基づいて音量を大きくするような制御方法に比して、実際の内燃機関車両の走行音に沿った音量で接近告知音を出力することが可能となる。具体的には、自動二輪車201の車格または車両区分に対応した内燃機関車両と同等の走行音を出力するように制御することができる。さらに、接近告知音の音色は、自動二輪車201の車格または車両区分に対応する内燃機関車両による録音データのほか、各種の音色を選択できるようにしてもよい。
なお、告知音を出力するスピーカ251を制御する制御ユニット260の構造や配置等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、前記したように、車両接近告知装置250は、電動二輪車に限らず、鞍乗り型の三/四輪車等の各種電動車両に適用することができる。
また、冷却空気導入ダクト245は、電動モータMに冷却風を供給する等、高電圧バッテリ248や制御ユニット260、PDU252の他に電動モータMを冷却するものであってもよい。換言すれば、冷却空気導入ダクト245は、高電圧バッテリ248、制御ユニット260、PDU252及び電動モータMの少なくとも一つを冷却するものであればよい。
さらに、上記各実施形態の構成や制御を適宜組み合わせることも可能である。すなわち、第四、第五実施形態の発音器の一部又は全部にヘルムホルツ共鳴器やハーモニカを用いたり、第一〜第三実施形態の発音器の一部又は全部にスピーカを用いたり、第四、第五実施形態の制御を入れ替える等してもよい。
そして、上記各実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本発明の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置によれば、運転者や歩行者に聞こえる模擬音を発生することができる。
10,101,201 自動二輪車(鞍乗り型電動車両)
36 ヘルムホルツ共鳴器(発音器)
36’ ハーモニカ(発音器)
160,251 スピーカ(発音器)
40,40’,40”,140,250 鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置
11,111,234 車体フレーム
12,112,236 ヘッドパイプ
33,121a,207A フロントカバー
41 空気口
143a,245a 吸気口(空気口)
42,143b,243 通風路
49 ダクト部
143 吸気ダクト(ダクト)
245 冷却空気導入ダクト(ダクト)
31 電動モータ(動力機関)
103 モータユニット(電動モータ、動力機関)
M 電動モータ(動力機関)
23 電装部品
135,260 制御ユニット(電装部品)
252 PDU(電装部品)
25 燃料電池(電装部品)
102 メインバッテリ(電装部品)
248 高電圧バッテリ(電装部品)
15,105,WF 前輪
14,106,202 フロントフォーク
14a,106c,202a 中心軸線

Claims (18)

  1. 車体(24)を覆う車体カバー(32)を有する鞍乗り型電動車両(10)に取付ける、鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置(40,40’,40”)であって、
    前記車体カバー(32)に形成され、外部から空気を取り入れる空気口(41,84)と;
    前記車体カバー(32)に形成され、前記空気口(41,84)から取り入れた前記空気を通す通風路(42,85)と;
    この通風路(42,85)に配置され、同通風路(42,85)内を通る前記空気の流れにより発音する発音器(36,36’)と;
    を備えていることを特徴とする鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  2. 前記発音器(36,36’)は、前記車体カバー(32)の内側に配置されていることを特徴とする請求項1記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  3. 前記通風路(42,85)は、前記鞍乗り型電動車両(10)の動力機関(31)及び電装部品(23,25)の少なくとも一方の冷却に使用される冷却用通風路であることを特徴とする請求項1記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  4. 前記車体カバー(32)は、前記車体(24)の前側を覆うフロントカバー(33)であることを特徴とする請求項1記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  5. 互いに発生周波数の異なる発音をする複数個の前記発音器(36,36’)が設けられていることを特徴とする請求項1記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  6. 前記発音器(36)は、共鳴室(44)と共鳴管(45)とを有するヘルムホルツ共鳴器であることを特徴とする請求項1記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  7. 前記共鳴室(44)は、前記車体カバー(32)により覆われており;
    前記共鳴管(44)は、前記通風路(42)と交差する方向でこの通風路(42)内に開口している;
    ことを特徴とする請求項6記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  8. 前記共鳴管(45)は、前記共鳴室(44)から延びて鉛直方向下向きに開口していることを特徴とする請求項6記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  9. 前記発音器(36)である前記ヘルムホルツ共鳴器の発音の発生周波数が、100Hz〜800Hzの間であることを特徴とする請求項6記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  10. 前記発音器(36’)は、空気流により複数のリード(75〜80)を振動させて発音するハーモニカであることを特徴とする請求項1記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  11. 前記発音器(36’)である前記ハーモニカの発音の周波数域は、100Hz〜2500Hzの間であることを特徴とする請求項10記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  12. 動力機関(31,103,M)に電動モータを含む鞍乗り型電動車両(10,101,201)の車体に取り付けられた発音器(36,36’,160,251)を有し、この発音器(36,36’,160,251)から周囲に対して前記鞍乗り型電動車両(10,101,201)の接近を告知するための告知音を出力する、鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置(40,40’,140,250)であって、
    前記鞍乗り型電動車両(10,101,201)は、その車体フレーム(11,111,234)のヘッドパイプ(12,112,236)の周囲を覆うフロントカバー(33,121a,207A)を具備しており;
    前記発音器(36,36’,160,251)は、前記フロントカバー(33,121a,207A)の内方に位置しており;
    前記フロントカバー(33,121a,207A)に、外部から空気を取り入れる空気口(41,143a,245a)と、前記空気口(41,143a,245a)から取り入れた前記空気の通路であって前記鞍乗り型電動車両(10,101,201)の動力機関(31,103,M)及び電装部品(23,135,252,260,25,102,248)の少なくとも一方の冷却に使用される通風路(42,143b,243)とを有し;
    前記発音器(36,36’,160,251)は、前記通風路(42,143b,243)に配置される;
    ことを特徴とする鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  13. 前記発音器(36,36’,160,251)は、前記通風路(42,143b,243)の上部に配置され、前記通風路(42,143b,243)内に発音することを特徴とする請求項12に記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  14. 前記通風路(143b,243)は、前記フロントカバー(121a,207A)内で、前記ヘッドパイプ(112,236)より前方の位置から後方に延出するダクト(143,245)により形成され、
    前記発音器(160,251)は、前記ダクト(143,245)の上壁部に配置され、前記通風路(143b,243)内に発音することを特徴とする請求項12に記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  15. 前記ダクト(143,245)は、前記ヘッドパイプ(112,236)の側方を横切る導風ダクトであり、前記車両の前方に向けて開口することを特徴とする請求項12に記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  16. 前記ヘッドパイプ(12,112,236)に、前輪(15,105,WF)を懸架するべく斜め前下方に延びるフロントフォーク(14,106,202)の上部が転舵可能に支持され;
    前記発音器(36,36’,160,251)は、その少なくとも一部が前記フロントフォーク(14,106,202)の軸線(14a,106c,202a)よりも前方に配置される;
    ことを特徴とする請求項12に記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  17. 前記ダクト(143,245)は、走行用バッテリ(102,248)を冷却する冷却ダクトであることを特徴とする請求項12に記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
  18. 前記発音器(160,251)の発音の周波数は、100HZ〜800HZの間であることを特徴とする請求項12に記載の鞍乗り型電動車両の車両接近告知装置。
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