JP2007038937A - 自動車用ホーンシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】 警報対象が他車であるか歩行者であるかなどの使用環境に応じて適切な音量の警報音を発生し、もって、吹鳴作動による迷惑を防止する。
【解決手段】 ホーンスイッチ3の操作時点における、車速センサ21によって検出された車速に応じて、ホーン2から発せられる警報音量を可変する警報音量可変手段を備え、前記警報音量可変手段は、ホーン2の駆動装置を通流する電流をPWM制御することによって音量を可変するとともに、前記ホーン2の駆動装置にIPS11を使用した。
【選択図】 図1

Description

本発明は、警報対象が他の自動車であるか一般の歩行者であるかなどの使用環境に応じてホーンの音量を可変する自動車用ホーンシステムに関するものである。
従来より、自動車には、安全確保のために他車や歩行者等に警報音を発して注意を促すホーンが標準装備されている。ホーンは自動車においては電気式ホーンが多く採用されており、ステアリングに設けられたホーンスイッチを操作することによって吹鳴作動し、一定音量の警報音が発せられるようになっている。
自動車用ホーンは、本来、他車が側道から飛び出てきたり、歩行者が不意に自車の前方を横切ろうとするなどの危険が生じたときに、事前に警報を発して注意を促し、安全を確保するものである。
しかし、従来より自動車用ホーンは音量が一定であるため、歩行者が不意に後方から警報音を発せられると、驚いて精神的によくないし、不測の事態も生じ兼ねない。また、ホーンからの警報音は対象となる他車や歩行者のみに発して注意を喚起すれば足りるのであるが、周囲の者に対しても同様に警報音を発することになるので、これらの者が迷惑を被ることも多く、継続して大きな音量の警報音を発せられると、不快感を受けることにもなる。更に、自動車用ホーンは遠方の自動車にも有効な警告を発せられるよう一律に大きな音量に設定されているので、小さい警報音で足りる歩行者など近距離の者に対しては本来、音量として不適切である。一方、自動車用ホーンは警報による注意喚起の他、道を譲ってもらった場合などでの挨拶として使用されることがあり、このような場合では小さい音量で合図を送るのが望ましい。
そこで、これらの不具合を解消すべく、例えば、特開2002−308011公報には、運転者が継続してホーンスイッチを押しても予め設定された短時間のみ吹鳴作動させる技術が開示されており、これによれば、ホーンの音が不快な騒音となるのを防止できる。しかし、この特開2002−308011公報による技術は音量を小さくすることによって周囲の迷惑にならないようにするものではない。
これに対して、特開2001−130322公報には、標準装備のホーンスイッチとは別途に、小さい音を発生させるためのホーンスイッチを増設して1つのホーンから大きい音と小さい音とを発生できるようにし、或いは、大きい音と小さい音とに切換調整するための切換操作部を設けて小さい音も発生できるようにした技術が開示されている。これによれば、住宅街等での早朝において或いは自動車同士のすれ違い時における挨拶において小さい警報音を発生させることができる。
特開2002−308011公報 特開2001−130322公報
しかし、前記特開2001−130322公報に記載の自動車用ホーン装置は、2つのホーンスイッチを備えたものにおいては、標準装備されている通常の大きい音を発生させるためのホーンスイッチがステアリングに設けられ、小さい音を発生させるためのホーンスイッチが、例えばステアリングの中央などに装着されているから、走行中の状況に応じて2つのホーンスイッチを使い分けなければならず、操作が煩わしい。また、緊急時などでは咄嗟の判断を誤り、大きい音を発生すべきところを小さい音を発生させてしまうことも起こりうるので危険である。これは切換操作部を設けて切換えるものについても同様である。更に、2つのホーンスイッチ或いは切換操作部を取付けるためのスペースも新たに必要となる。
そこで、本発明は、警報対象が他車であるか歩行者であるかなどの使用環境に応じて適切な音量の警報音を発生し、もって、吹鳴作動による迷惑を防止できる自動車用ホーンシステムの提供を課題とするものである。
請求項1の自動車用ホーンシステムは、自動車の速度を検出する車速検出手段と、ホーンスイッチの操作時点における、前記車速検出手段によって検出された車速に応じて、ホーンから発せられる警報音量を可変する警報音量可変手段とを備えたものである。
車速検出手段を設けたのは、警報対象までの距離と車速とは一般には相関関係にあるとみなすことが可能だからである。即ち、警報対象が自動車など遠方にある場合には、大きい警報音を必要とし、歩行者など近距離にある場合には、小さい警報音で足りるところ、一般に、遠方から警報を発するのが必要となるのは自車が通常速度或いは高速度で走行している場合であり、近距離から警報を発することが必要となるのは自車が低速度で走行している場合が多い。具体的には、低速走行であれば、遠方の他車までは距離があってそれに接近するには時間的余裕があり、警報を発する必要性に乏しい。一方、近距離の歩行者等に警報音を発生する状況においては、飛び出しなどの緊急時を除いて、一般には細い路地道とか人通りの多い道路などで警報するのが多く、その場合、自車は一般に低速で走行している。したがって、警報対象までの距離と車速とは、このような関係にあるから、車速検知手段は、遠方であって大きい音量の警報音を発生すべきか近距離であって小さい音量の警報音を発生すべきかの判断材料となるからである。
車速検知手段としては、運転席の計器盤のスピードメーターに車速信号を送出するセンサを利用すればよく、これにより、安価に車速検知手段を構成し、検知信号を送出できる。
警報音量可変手段において、警報音量を可変するには、電気式ホーンの場合、ホーンの駆動装置を通流する電流値を可変することによって行なうことができる。更に、この電流値を可変するには、例えば、電力をPWM制御したり、電気回路中に可変抵抗器を設けることによって行なうことができる。
次に、請求項2の自動車用ホーンシステムは、警報音量可変手段が、ホーンの駆動装置を通流する電流をPWM制御することによって音量を可変するものである。前記PWM(Pulse Wide Modulation)制御はパルス幅変調方式と呼ばれる制御で、スイッチのオンとオフとを繰り返し行ない、スイッチング周波数を固定させておいてパルス幅のオンとオフとの時間比を変化させることで出力電圧平均値及び電流平均値を変えるものである。具体的には、一周期のパルスのON期間の比率である時比率(デューティ比)を増減することで出力の平均値を増減できる。
請求項3の自動車用ホーンシステムは、ホーンの駆動装置にインテリジェントパワースイッチが使用され、インテリジェントパワースイッチを使用した前記ホーンの駆動装置を通流する電流をPWM制御することによって音量を可変するものである。
請求項4の自動車用ホーンシステムは、ホーンスイッチを押下したとき、最初の一定時間は小さい音量に設定されている。最初の一定時間を経過した後も継続してホーンスイッチを押下しているときは、通常の大きい音量に切り変わる。このとき、一度に通常の大きい音量に切り替えることもでき、徐々に大きい音量に切り替えることも可能である。
請求項1の自動車用ホーンシステムは、ホーンスイッチの操作時点における車速に応じて、ホーンから発せられる警報音量を可変できるから、歩行者に低速で接近して注意を促す場合には、距離的に小さい音量の警報音で充分危険を知らせることができる。これによって、警報によって注意を喚起するとともに、大きい音量によって歩行者が驚いたり、周囲に迷惑を及ぼすのを回避し、歩行者等に優しい警報音を発することができる。また、すれ違いなどでの挨拶においては適量の小さい音量とすることができる。一方、通常速度或いは高速度で走行中に他車に接近して注意を喚起する場合には、距離的に通常の大きい音量の警報音で危険を知らせることができる。つまり、警報対象までの距離に応じて適切な大きさの警報音を発生させることができる。しかも、車速に応じて警報音量を可変できるから、1つのホーンスイッチのみを操作すればよく、複数のホーンスイッチを使い分けたり、大きい音と小さい音との切換操作部を操作したりする手間を省いてそれらの操作の煩わしさから解放される。その結果、ホーンスイッチに気を使うことなく、自動車の運転に集中できる。
そして、警報対象までの距離を検出する装置を設けるのは多大な費用が発生するところ、請求項1の自動車用ホーンシステムでは、車速を検出することによって近似的に距離を認識するものであるから、ホーンシステムを安価に製造できる。
次に、請求項2の自動車用ホーンシステムは、ホーンの駆動装置を通流する電流をPWM制御することで音量を可変するから、パルス幅のみで出力値を制御でき、1つのホーンスイッチで異なる音量の警報音を発することを可能とする。また、スイッチをオンした期間しか電源電力を消費しないという効果を奏する。
請求項3の自動車用ホーンシステムは、PWM制御を行なうことができるホーンの駆動装置にインテリジェントパワースイッチを用いることで、装置を小型化、軽量化できる。
請求項4の自動車用ホーンシステムは、ホーンスイッチを押下したとき、最初の一定時間は小さい音量に設定されており、警報音を続けて発しても歩行者が気づかなかった場合に大きい音量に変化させて車の接近を知らせることができる。したがって、近距離においても状況によっては音量を増大させて安全を確保することができる。
以下、本発明の実施形態の自動車用ホーンシステムを図1乃至図5に基づいて説明する。図1は本発明の実施形態の自動車用ホーンシステムの構成図を示す。
図1において、自動車のホーンシステム1は通電により吹鳴作動する電気式のホーン2と、前記ホーン2への電流の通電、遮断を行なうためにステアリングに取付けられた周知のホーンスイッチ3と、電源を供給するバッテリ4と、前記ホーンスイッチ3の操作に基づき、前記ホーン2の作動電力のスイッチングとして機能するとともに該ホーン2から発せられる警報音量を車速に応じて制御するインテリジェントパワースイッチ(以下、単に「IPS」と称す)11と、走行中の車速を検出してその検出信号を連続して送出する車速センサ21とで構成されている。なお、前記IPS11は請求項の警報音量可変手段及びホーンの駆動装置を構成し、前記車速センサ21は請求項の車速検出手段を構成する。
前記IPS11は、ホーンスイッチ3及び車速センサ21からの外部入力端子と、ホーン2に接続される外部出力端子とを備えるとともに、電流の供給、遮断を行なうトランジスタのMOSFET12、及び前記ホーンスイッチ3及び車速センサ21からの信号を入力してPWM制御によるパルスを発生し、パルス信号を前記MOSFET12のゲートGに出力する制御回路13を備えている。前記MOSFET12のドレインDはバッテリ4の+端子に接続され、ソースSはホーン2に接続されている。そして、前記制御回路13はPWM制御されたパルスを発生するパルス発生回路及びドライバ回路を備えている。
前記車速センサ21は運転席の計器盤のスピードメーターに車速信号を送出しているセンサを利用し、このセンサからの車速信号の一部を取り込んでIPS11に連続して信号を送出している。前記車速センサ21はスピードメーターに信号を送出しているセンサを利用するので、安価に設けることができる。
ここで、前記IPS11の制御回路13においてPWM制御されたパルス波形を図2に示す。PWM制御では、電源入力電圧が一定の下、パルスのスイッチング周波数fは一定、即ち周期T(=1/f)は一定で、オン時間Toを変化させている。図2(a)はオン時間Toを長くしたパルス波形を示し、出力電圧平均値Eo及び電流平均値Ioは破線で示した値となる。この図2(a)の出力電圧平均値Eo及び電流平均値Ioである場合は、音量の大きい通常の警報音が発せられる。一方、図2(b)はオン時間Toを短かくした、即ち、時比率(デューティ比)が図2(a)より小さいパルス波形を示し、出力電圧平均値Eo及び電流平均値Ioは破線で示したように、図2(a)より小さい値を示す。この図2(b)の出力電圧平均値Eo及び電流平均値Ioである場合は、音量の小さい警報音が発せられる。なお、図2では、2種類の時比率についてのパルス波形を示しているが、時比率は任意に設定することができ、また、連続的に変化させることができる。
本実施形態における制御回路13においては、ホーンスイッチ3を押下した時点で、車速センサ21で検出された車速が一定の閾値、例えば30kmを超えた通常速度或いは高速度の場合は、PWM制御による電流平均値Ioは図2(a)に示される値となるよう予め設定されている。一方、ホーンスイッチ3を押下した時点で、車速センサ21で検出された車速が一定の閾値、例えば30kmを超えていない低速度である場合は、PWM制御による電流平均値Ioは図2(b)に示される値となるよう予め設定されている。
このように構成されたホーンシステム1においては、走行中にホーンスイッチ3を押下すると、その信号はIPS11の制御回路13に送出される。すると、前記制御回路13ではパルス発生回路及びドライバ回路による処理が行なわれ、車速に応じてPWM制御されたパルス信号をMOSFET12のゲートGに出力する。そして、MOSFET12はゲートGにパルス信号が入力されると、バッテリ4の電源からホーン2に電流が流れ、ホーンスイッチ3を押下している間、吹鳴作動する。このとき、車速センサ21によって検出された車速が予め設定された一定の閾値以上の通常速度或いは高速度である場合には、ホーン2からは図2(a)の電流平均値Ioに相当する大きい警報音が発せられ、閾値以下の低速度である場合には、図2(b)の電流平均値Ioに相当する小さい警報音が発せられる。図3に、車速と警報音の音量との関係を示す。
前記ホーンシステム1の制御回路13における制御動作を図4のフローチャートによって示せば、まず、ステップS1で、ホーンスイッチ3が操作されたかの判断がなされ、ホーンスイッチ3が操作されたら、ステップS2に進む。ステップS2で、そのときの車速が一定値を超えているかの判断がなされ、超えていれば、ステップS3に進んで、音量の大きい通常モードの警報音の指令信号がMOSFET12のゲートGに出力される。車速が一定値を超えていなければ、ステップS4に進んで、音量の小さい減音モードの警報音の指令信号が出力される。そして、制御がステップS1に戻り、なおもホーンスイッチ3が操作されていたら、警報音が継続して発せられる。
ここで、ステップS1に戻った段階で、車速が変化していたときは、変化後の車速に対応する音量の警報音が発せられる。このため、例えば、通常速度で走行中、ホーンスイッチ3を操作した段階では音量の大きい警報音が発せられるが、ブレーキ制動をかけて低速になり、歩行者等との距離が短かくなったときには、小さい音量に切替わって警報音が発せられる。但し、急制動をかけて低速になった場合には注意を喚起するため、最初にホーンスイッチ3を操作した時点での通常速度に応じた音量を継続して維持し、一定音量の警報音が発せられるものとすることもできる。
このように構成された本発明の実施形態のホーンシステムは、近距離の場合は小さい音量で充分警報の機能を奏するところ、他車、歩行者などの警報対象までの距離に応じた適切な音量の警報音を発するものであり、警報対象までの概略の距離を車速を検出することによって把握するものである。ここで、車速は車速センサ21によって簡単かつ安価に検出でき、かつ、車速に応じた音量をPWM制御によって可変できるようにしているから、1つのホーンスイッチ3で異なる音量の警報音を発することができる。その結果、異なる音量の警報音を発するために2つのホーンスイッチ或いは切換操作部を備えたものと比較して、ホーンスイッチを押し間違えて通常の大きい音量で吹鳴作動すべきところを小さい音量で作動させてしまうなどの不具合を生ずることは全くない。したがって、運転者はホーンスイッチの選択或いは切換操作部の切換えに気をとられることがなく、また、ホーンスイッチの操作に気をとられることによって運転操作を誤ったりする事態を防ぐこともできる。
また、ホーンの駆動装置を通流する電流値をPWM制御することで音量を可変するから、パルス幅のみで出力値を制御できるとともに、スイッチをオンした期間しか電源電力を消費しない。
更に、MOSFET12をスイッチ素子としたIPS11を用いているので、PWM制御が容易となり、また、装置を小型化、軽量化できるとともに、出力効率がよいという効果も得られる。
ところで、上記実施形態では、警報音は通常モードの大きい音と減音モードの小さい音との2種類を発生するものとしているが、大中小など3種類以上の音量に段階的に可変してもよい。また、音量を車速に伴って連続的に可変させることも可能である。図3では、ある一定の車速を境界として警報音量を急変させているが、図5に示すように、大音と小音との可変部分で車速に比例して音量が変化する傾斜部を設けることもできる。これはIPS11の制御回路13において車速に比例して電流平均値Ioが増減するよう予めPWM制御の設定を行なうことによって実現できる。なお、比例でなく、例えば車速に対して2次曲線的に音量が変化するものとしてもよい。
なお、この実施形態においては、IPS11にMOSFET12を用いているが、他のトランジスタ、半導体素子を用いてもよいことは当然である。
次に、上記実施形態では、MOSFET12を用いたIPS11をPWM制御して警報音量を可変して調整するものとしているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、図6に示すように、電磁リレー、可変抵抗器を使用して警報音量を可変することもできる。
図6において、ホーンシステム1は電気式のホーン2と、ホーンスイッチ3と、電源を供給するバッテリ4と、走行中の車速を検出してその検出信号を連続して送出する車速センサ21とを備える点で、図1に示した上記実施形態と共通し、前記バッテリ4からの電力を前記ホーン2に供給または遮断する電磁リレー31と、前記ホーン2から発せられる警報音量を車速に応じて制御する制御回路32と、可変抵抗器33とを備える点において相違する。
前記電磁リレー31はバッテリ4のプラス端子に接続された外部入力端子と、ホーンスイッチ3に接続された外部入力端子と、制御回路32に接続された外部出力端子とを備えている。また、前記制御回路32は車速センサ21からの信号を受けて車速に応じた制御を行ない、ホーン2に直接電流を供給する状態と、可変抵抗器33を通ってホーン2に電流を供給する状態との切換え制御を行なう。直接ホーン2に電流を供給する場合は、通常の音量の警報音を発生する一方、可変抵抗器33を通ってホーン2に電流を供給する場合には、前記可変抵抗器33の抵抗により電流値は小さくなって小さい音量の警報音を発生する。
このように構成されたホーンシステム1においては、ホーンスイッチ3を押下すると、電磁リレー31に電流が流れて回路が閉じられる。すると、バッテリ4からの電流が電磁リレー31を通って制御回路32に流れる。そこで、制御回路32はその時点における車速センサ21からの信号を受け、車速に応じて、直接ホーン2に電流を流す場合と、可変抵抗器33を通って電流を流す場合とに切換える。これにより、一定速度以上で走行しているときには、直接ホーン2に電流が流れ、大きい音量の警報音が発せられ、一定速度以下の低速走行のときには、可変抵抗器33を通って電流が流れ、小さい音量の警報音が発せられる。
なお、この実施形態では、大小2種類の音量の警報音を発するものとしているが、図1に示す前記実施形態と同様に、大中小など3種類以上の音量に段階的に可変したり、比例または2次曲線等の傾斜状態に連続して可変することも可能である。
次に、上記各実施形態において、低速で走行中にホーンスイッチ3を押下操作したときには、音量の小さい警報音が発せられるが、ホーンスイッチ3を押下してから最初の一定時間、例えば2秒間は小さい音量の警報音を発し、その後も継続してホーンスイッチ3が押下されているときは、自動的に通常の大きい音量に切換えるものとすることもできる。押下時間と音量との関係を図で示せば、図7のようになる。即ち、押下時点から予め設定された一定時間tが経過するまでは音量の小さい減音状態にあり、そのまま押下を継続して一定時間tを経過した後は、自動的に所定時間をかけて音量の大きい通常音状態に切換わる。図7(a)では、一定の角度で傾斜する直線に沿って音量が増加し、図7(b)では、曲線に沿って増加する例を示す。ここで、音量の切換えにかかる時間が短か過ぎると、即ち、急激に大きい音量に切換わると、歩行者は驚いて精神的に強い負担を受けることが多いので、緊急度を考慮しながら適宜切換えにかかる時間を調整するのが望ましい。
この場合の制御回路13または制御回路32の制御動作を図8のフローチャートに基づいて説明する。
図8において、まず、ステップS1で、ホーンスイッチ3が操作されたかの判断がなされ、ホーンスイッチ3が操作されていたら、ステップS2に進む。ステップS2では、そのときの車速が一定値を超えているかの判断がなされる。車速が一定値を超えていれば、ステップS3に進んで、音量の大きい通常モードの警報音の指令信号が制御回路13等から出力される。その後は、ステップS1に戻り、なおもホーンスイッチ3が操作されていたら、警報音が継続して発せられることとなる。一方、車速が一定値を超えていなければ、ステップS4に進んで、音量の小さい減音モードの警報音の指令信号が制御回路13等から出力される。
そして、ステップS5に進んで、一定時間、例えば、2秒間が経過したかの判断がなされる。一定時間が経過しておらず、継続してホーンスイッチ3が操作されている場合には、引続き小さい音量の指令信号が出力される。一定時間が経過していれば、ステップS6に進んで、なおもホーンスイッチ3が押下操作されているかが判断される。ホーンスイッチ3が押下操作されていなければ、ステップS1に戻る。一方、ホーンスイッチ3が押下操作されている場合には、ステップS7に進み、音量切換え指令信号が出力されて所定の増加率で音量が増大し、通常音に切換わる。これにより、歩行者等に大きい音量による緊急警告が行なわれる。
このように、最初の一定時間だけ小さい音が発せられるように制御する場合には、警報音を発しても歩行者が気づかなったときなどに、徐々に大きい音量に変化させて車の接近を確実に知らせることができる。即ち、低速度の状態においても、途中から音量を増大させる事態が生ずることがあり、この図7に示す実施形態ではそのような事態に対応することができ、安全を確保できる。
ところで、ホーンスイッチ3を1回だけ極く短時間だけ押下操作を行なった後、直ちに2回目の押下操作を行なうダブル押下操作を行なうことによって、大小の音量制御を解除し、低速走行時であっても子供の飛び出しなどがあった場合に通常モードの大きい音量の警報音を発生させるようにすることも可能である。
また、上記各実施形態においては1つのホーンスイッチ3のみを設けて異なる音量の警報音を発するものとしているが、このホーンシステム1に加え、従来の大きい音を一律に発生する通常のホーンシステムを更に備え、計2つのホーンスイッチを設けることを必ずしも妨げるものではない。
更に、低速で走行中に子供の飛び出しなどで急制動をかける緊急時には、減速度を検出して、低速走行中であっても一定以上の減速度で制動がかけられたときは、音量の大きい警報音を発するようにすることも可能である。また、このとき、ホーンスイッチ3を操作することなく、自動的に大きな警報音が発せられるものとすることも可能である。加えて、同時に自動的にヘッドライトを点滅させるようにしてもよい。
本発明の実施形態の自動車用ホーンシステムを示す構成図である。 図1の制御回路におけるPWM制御のパルス波形を示す波形図であり、(a)は音量が大きい場合、(b)は音量が小さい場合の波形を示す。 図1の自動車用ホーンシステムによる車速と警報音量との関係を示す図である。 図1の制御回路の制御動作を示すフローチャートである。 図1の自動車用ホーンシステムによる車速と警報音量との関係を示す図である。 本発明の別の実施形態の自動車用ホーンシステムを示す構成図である。 図1及び図6の制御回路の別の制御動作における時間と警報音量との関係を示す図である。 図1及び図6の制御回路の別の制御動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1 ホーンシステム
2 ホーン
3 ホーンスイッチ
4 バッテリ
11 IPS
12 MOSFET
13、32 制御回路
21 車速センサ
31 電磁リレー
33 可変抵抗器

Claims (4)

  1. 自動車の速度を検出する車速検出手段と、
    ホーンスイッチの操作時点における、前記車速検出手段によって検出された車速に応じて、ホーンから発せられる警報音量を可変する警報音量可変手段と
    を備えたことを特徴とする自動車用ホーンシステム。
  2. 前記警報音量可変手段は、ホーンの駆動装置を通流する電流をPWM制御することによって音量を可変することを特徴とする請求項1に記載の自動車用ホーンシステム。
  3. 前記ホーンの駆動装置に、インテリジェントパワースイッチが使用され、このインテリジェントパワースイッチを使用した前記ホーンの駆動装置を通流する電流をPWM制御することによって音量を可変することを特徴とする請求項2に記載の自動車用ホーンシステム。
  4. 前記ホーンスイッチを押下したとき、最初の一定時間は小さい音量に設定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の自動車用ホーンシステム。
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