JP2011037345A

JP2011037345A - 車両存在報知装置

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Publication number: JP2011037345A
Application number: JP2009185186A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Nakayama; 利明中山; Toshio Hayashi; 俊男林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2029-08-07
Also published as: US20110032087A1; DE102010039005B4; JP4798271B2; US8212656B2; DE102010039005A1

Abstract

【課題】危険を知らせる必要のある歩行者等のみに車両２の存在を知らせる報知音を伝えることにより、危険を知らせる必要のない者に不快感を与えないようにするとともに、車両存在報知装置１単独で車速情報を得ることの可能な車両存在報知装置１を提供することにある。
【解決手段】車両存在報知装置１では、可聴音に応じて変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる。変調された超音波が空中を進む内に自己復調されて可聴音となるが、この自己復調された可聴音は超音波と同様に指向性がよく、危険を知らせる必要のある範囲にいる歩行者のみに報知音を伝えることができる。また、超音波信号または変調された超音波信号に基づき超音波を路面に向けて発信することで車速センサとして機能するセンサ用超音波トランスデューサ５、６を備えることにより、車両存在報知装置１単独で車速情報を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の存在を、歩行者や自動車運転者など車両の外部の人に知らせるための車両存在報知装置に関する。

従来より、電気自動車の走行時やハイブリッドカーのモータ駆動走行時に、車両が近づいていることを車両外の人に認識させるために、車両の外部にオーディオスピーカを設置して、そのオーディオスピーカから車両の存在を知らせる報知音（擬似エンジン音や擬似走行音等）を発生させる車両存在報知装置がある（特許文献１、２参照）。

しかし、オーディオスピーカから発せられる音は周囲に拡散するため、危険位置にいない歩行者（例えば、前進走行中の後方にいる歩行者等）や車室内にいる人にまで報知音が聞こえてしまい、危険位置にいる歩行者以外にとっては不快感を与える。

また、このような車両存在報知装置では、車速によって、タイヤからのノイズ等の車両から発生する音が変化するので、車速に応じて報知音を変化させる必要がある。このため、車速情報を得る必要があるが、従来は車両のボディＥＣＵから車速情報を入手していた。
しかし、ボディＥＣＵから車速信号を取り出すには、費用や手間がかかるという問題があった。

特開２００６−１９９１１０号公報特開平１０−２０１００１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、危険を知らせる必要のある歩行者等のみに車両の存在を知らせる報知音を伝えることにより、危険位置にいない歩行者等や車室内にいる人に対して報知音による不快感を与えないようにすることにある。
また、ボディＥＣＵから車速信号を取り出すことなく、車両存在報知装置単独で車速情報を得ることにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の車両存在報知装置は、超音波信号を出力する超音波信号発生手段と、超音波信号を搬送波とし、可聴音に応じて超音波信号を変調する変調手段と、変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる超音波トランスデューサを備える。

これによれば、変調された超音波が空中を進む内に自己復調されて可聴音となるが、この自己復調された可聴音は超音波と同様に指向性がよく、危険を知らせる必要のある範囲にいる歩行者のみに報知音を伝えることができ、危険位置にいない歩行者等や車室内にいる人に対して報知音による不快感を与えない。また、指向性がよいために、危険を知らせたい範囲には確実に音を伝えることができるので、小型の超音波トランスデューサでも車両の存在を報知する機能を十分果たすことができる。
また、超音波は減衰しやすい性質をもつため、自己復調された可聴音も同様に減衰しやすく、車両から遠く離れた歩行者や他の車両にまで報知音が届くことがなく、騒音とならない。

また、請求項１の車両存在報知装置では、超音波信号または変調された超音波信号に基づき超音波を路面に向けて発信することで車速センサとして機能するセンサ用超音波トランスデューサを備える。
これによれば、車両存在報知装置自身で車速を測定して、その車速情報に応じて車両存在報知装置を制御することができる。
このため、既に市販されている車両に後付けで車両存在報知装置を装着する場合でも、車両のボディＥＣＵから車速信号を取り出すための部品や作業が不要になり、後付けしやすい。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の車両存在報知装置によれば、センサ用超音波トランスデューサは、受発信可能な少なくとも２つの超音波トランスデューサであり、一方のセンサ用超音波トランスデューサは、他方のセンサ用超音波トランスデューサよりも車両前側に配される。

そして、一方のセンサ用超音波トランスデューサから車両の下方に向けて発信される超音波が、路面で反射され、その反射波を他方のセンサ用超音波トランスデューサが受信し、他方のセンサ用超音波トランスデューサから車両の下方に向けて発信される超音波が、路面で反射され、その反射波を一方のセンサ用超音波トランスデューサが受信し、一方のセンサ用超音波トランスデューサが発信した超音波を他方のセンサ用超音波トランスデューサが受信するまでの時間と、他方のセンサ用超音波トランスデューサが発信した超音波を一方のセンサ用超音波トランスデューサが受信するまでの時間とに基づいて車速を測定する。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の車両存在報知装置によれば、センサ用超音波トランスデューサは、車両前方又は後方の少なくともいずれかに向かって変調された超音波を放射する。

これによれば、車速測定センサとして用いられるセンサ用超音波トランスデューサによっても、積極的に報知音を車両前方又は後方の少なくともいずれかに発生させることができる。

（ａ）は、車両存在報知装置を取り付けた車両の図であり、（ｂ）は、車両存在報知装置の構成図である（実施例１）。（ａ）〜（ｅ）は車両存在報知装置の可聴音放射原理を示す図である（実施例１）。超音波トランスデューサを用いた車速測定の原理を説明する図である（実施例１）。車両存在報知装置の構成図である（実施例２）。車両存在報知装置の各超音波トランスデューサからの音波の増幅状態を示す図である（実施例２）。

本発明を実施するための形態１の車両存在報知装置は、超音波信号を出力する超音波信号発生手段と、超音波信号を搬送波とし、可聴音に応じて超音波信号を変調する変調手段と、変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる超音波トランスデューサと、超音波信号または変調された超音波信号に基づき超音波を路面に向けて発信することで車速センサとして機能するセンサ用超音波トランスデューサとを備える。

センサ用超音波トランスデューサは、受発信可能な少なくとも２つの超音波トランスデューサであり、一方のセンサ用超音波トランスデューサは、他方のセンサ用超音波トランスデューサよりも車両前側に配される。

本発明を実施するための形態２の車両存在報知装置は、センサ用超音波トランスデューサは、車両前方又は後方の少なくともいずれかに向かって変調された超音波を放射する。

〔実施例１の構成〕
実施例１の車両存在報知装置１の構成を、図１〜３を用いて説明する。
車両存在報知装置１は、例えば、電気自動車の走行時やハイブリッドカーのモータ駆動走行時に、車両２が近づいていることを車両２外の人に認識させるために、車両２の存在を知らせる報知音（擬似エンジン音や擬似走行音等）を発生させるものである。

車両存在報知装置１は、例えば車両２のドアミラーに取り付けられ、報知音発生専用に用いられる超音波トランスデューサ３、４（以下、報知音用トランスデューサ３、４と呼ぶ）と、車速測定に用いられるセンサ用超音波トランスデューサ５、６（以下、センサ用トランスデューサ５、６と呼ぶ）と、報知音用トランスデューサ３、４およびセンサ用トランスデューサ５、６のそれぞれの振動子（図示せず）に電力を供給するとともに、各振動子の動作を制御するマイコン７とを備える。

超音波トランスデューサは、振動子に入力される電圧などの電気信号を機械的な振動に変換するとともに、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ものである。
報知音用トランスデューサ３、４には、発信専用の超音波トランスデューサを用い、センサ用トランスデューサ５、６には、受発信可能の超音波トランスデューサを用いる。

報知音用トランスデューサ３、４は振動子が振動する方向が車両前方に向かうよう配され、センサ用トランスデューサ５、６は振動子が振動する方向が車両下方に向かうように配されている。

マイコン７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。

さらにマイコン７は、再生したい可聴音の可聴音波信号（図２（ａ）参照）を出力する可聴音波信号発生手段１１、超音波信号（図２（ｂ）参照）を出力する超音波信号発生手段１２、超音波信号を搬送波として可聴音波信号に応じて超音波信号を変調する変調手段１３、変調手段１３から出力される信号（図２（ｃ）参照）を、報知音用トランスデューサ３、４を駆動可能な程度にまで増幅する増幅手段１４としての機能を果たす。

マイコン７により駆動される報知音用トランスデューサ３、４は、変調された超音波（被変調波）信号に基づいて報知音用トランスデューサ３、４の振動子が振動することで、被変調波を空気中に放射する。

空気中に放射された被変調波は、空気中を進行するにつれて、空気の非線形特性により波形がひずみ（図２（ｄ）参照）、元の可聴音波信号に基づく可聴音（図２（ｅ）参照）が自己復調され、報知音として歩行者等に認識される。

センサ用トランスデューサ５、６は車速測定センサとして用いられる。
ここで、図３を用いて、センサ用トランスデューサ５、６を用いた車速測定の原理について説明する。

センサ用トランスデューサ５はセンサ用トランスデューサ６よりも車両前方側に配されている。
センサ用トランスデューサ５、６は、超音波信号発生手段１２により出力された超音波信号に応じて、振動子が振動することで超音波を発信する。

センサ用トランスデューサ５から車両下方に向けて発信された超音波が路面で反射され、その反射波をセンサ用トランスデューサ６で受信する（図３の実線の矢印）。また、センサ用トランスデューサ６から車両下方に向けて発信された超音波が路面で反射され、その反射波をセンサ用トランスデューサ５が受信する。

センサ用トランスデューサ５、６での超音波受信信号は、マイコン７に設けられた車速算出手段１５に出力され、その受信信号に応じて車速が算出される。

すなわち、センサ用トランスデューサ６が発信した超音波をセンサ用トランスデューサ５が受信するまでの時間Ｔ_１、センサ用トランスデューサ５が発信した超音波をセンサ用トランスデューサ６が受信するまでの時間Ｔ_２とすると、以下の関係式（１）が成り立つ。

１／Ｔ_１−１／Ｔ_２＝｛（Ｃ＋ＶｃｏｓΦ）−（Ｃ−ＶｃｏｓΦ）｝／Ｌ・・・（１）
ここで、Ｃは音速、Ｖは車速、Ｌはセンサ用トランスデューサ５からの超音波がセンサ用トランスデューサ６に到達するまでの最短距離である。そして、超音波が最短距離で路面と反射する反射位置と、センサ用トランスデューサ５の振動子の位置と、センサ用トランスデューサ６の振動子の位置との関係は、反射位置を頂点とする二等辺三角形をなす関係にあり、Φはその二等辺三角形の底角の角度である。尚、Ｌ、Φは、ともに、センサ用トランスデューサ５の振動子とセンサ用トランスデューサ６の振動子間の距離ｄと、路面からの高さＨから求められる。

そして、関係式（１）より、車速Ｖは以下の式（２）で算出できる。
Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓΦ・（１／Ｔ_１−１／Ｔ_２）・・・（２）

以上により、車速算出手段１５は、センサ用トランスデューサ５、６で超音波を検知した時間Ｔ_１、Ｔ_２を用いて、上記式（２）により車速Ｖを算出する。そして、車速Ｖに応じて、可聴音波信号発生手段１１や超音波信号発生手段１２等の駆動が制御される。

〔実施例１の効果〕
本実施例の車両存在報知装置１は、超音波信号を出力する超音波信号発生手段１２と、超音波信号を搬送波とし、可聴音に応じて超音波信号を変調する変調手段１３と、変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる報知音用トランスデューサ３、４とを備える。

これによれば、上述のように、変調された超音波が空中を進む内に自己復調されて可聴音となるが、この自己復調された可聴音は超音波と同様に指向性がよく、危険を知らせる必要のある範囲にいる歩行者のみに報知音を伝えることができる。

このため、危険位置にいない歩行者等や車室内にいる人に対して報知音による不快感を与えない。また、指向性がよいために、危険を知らせたい範囲には確実に音を伝えることができるので、小型の超音波トランスデューサによって車両２の存在を報知する機能を十分果たすことができる。

また、超音波は減衰しやすい性質をもつため、自己復調された可聴音も同様に減衰しやすく、車両から遠く離れた歩行者や他の車両２にまで報知音が届くことがないので、騒音とならない。

また、車両存在報知装置１は、車速センサとして機能するセンサ用トランスデューサ５、６を備える。
これによれば、車両存在報知装置１自身で車速を測定して、その車速情報に応じて車両存在報知装置１を制御することができる。
このため、既に市販されている車両２に後付けで車両存在報知装置１を装着する場合でも、車両２のボディＥＣＵから車速信号を取り出すための部品や作業が不要になり、後付けしやすい。

〔実施例２の構成〕
実施例２の車両存在報知装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図４、５を用いて説明する。
本実施例では、センサ用トランスデューサ５の振動子が振動する方向が車両前方から車両下方側に４５°傾いた方向を向くように配されている。

また、本実施例では、センサ用トランスデューサ５は、報知音用トランスデューサ３、４と同様に変調された超音波（被変調波）信号に基づいて、振動子が振動する。そして、報知音用トランスデューサ３、４、センサ用トランスデューサ５は、それぞれ同一周波数、同位相の音波を放射するようにマイコン７により駆動制御される。
これによれば、図５に示すように、音波の干渉によって、センサ用トランスデューサ５から放射される音波の一部が車両前方に向かう。

すなわち、センサ用トランスデューサ５に隣り合う報知音用トランスデューサ４の振動子が振動する方向、つまり、車両前方に向かって放射される音波と、センサ用トランスデューサ５の振動子が振動する方向から車両前方側に４５°傾いた方向（車両前方）に向かって放射される音波との、音波の山が一致し、且つ、音波の谷が一致する。この結果、車両前方において、音波が増幅され、自己復調した報知音が大きく聞こえるので、報知音は、車両前方に指向される。

なお、報知音用トランスデューサ４の振動子が振動する方向から車両上下方向に４５°傾いた方向に向かう音波は、報知音用トランスデューサ３の振動子が振動する方向から車両上下方向に４５°傾いた方向に向かう音波およびセンサ用トランスデューサ５の振動子が振動する方向に向かう音波との干渉によって、打ち消されている。

また、センサ用トランスデューサ５の振動子が振動する方向が車両前方から車両下方側に４５°傾くように設けられているので、センサ用トランスデューサ５から発信される超音波の一部は確実に路面に到達し、路面で反射された反射波をセンサ用トランスデューサ６で受信させることができる。そして、センサ用トランスデューサ６からの超音波の路面での反射波をセンサ用トランスデューサ５で受信することもできる。従って、実施例１と同様に、センサ用トランスデューサ５及びセンサ用トランスデューサ６を用いて車速を測定することができる。

〔実施例２の効果〕
本実施例の車両存在報知装置１は、センサ用トランスデューサ５が、車両前方に変調された超音波を放射する。
これによれば、センサ用トランスデューサ５によっても、積極的に報知音を車両前方に発生させることができる。すなわち、センサ用トランスデューサ５を報知音発生用としても兼用することができる。

〔変形例〕
実施例２では、車速測定センサとして用いられるセンサ用トランスデューサ５、６の内、センサ用トランスデューサ５のみを４５°傾けたが、センサ用トランスデューサ６についても振動子が振動する方向が車両前方から車両下方側に４５°傾いた方向を向くように配してもよい。この場合、センサ用トランスデューサ５、６からも車両前方に向かって報知音を発生させるには、センサ用トランスデューサ６からの車両前方に向かう音波とセンサ用トランスデューサ５からの車両前方に向かう音波とにおいて、音波の山と音波の谷とが一致するように、センサ用トランスデューサ５とセンサ用トランスデューサ６との間の距離を設定する必要がある。

実施例２では、センサ用トランスデューサ５を、振動子が振動する方向が車両前方から車両下方側に４５°傾いた方向を向くように配したが、路面へ超音波を発信させるとともに、音波の干渉により報知音を車両前方に指向させることができればよく、センサ用トランスデューサ５の角度は４５°に限らず、任意に設定できる。

また、実施例１、２では、車両前方にのみ報知音を発生させていたが、車両後方又は車両前後方向に報知音を発生させるように各超音波トランスデューサの振動子の振動する方向を設定してもよい。

１車両存在報知装置
２車両
３、４報知音用トランスデューサ（超音波トランスデューサ）
５センサ用トランスデューサ（一方のセンサ用超音波トランスデューサ）
６センサ用トランスデューサ（他方のセンサ用超音波トランスデューサ）
７マイコン
１２超音波信号発生手段
１３変調手段

Claims

車両の存在を車両の外部に報知する車両存在報知装置であって、
超音波信号を出力する超音波信号発生手段と、
前記超音波信号を搬送波とし、可聴音に応じて超音波信号を変調する変調手段と、
前記変調された超音波信号に基づき超音波を空中に放射することで報知音を発生させる超音波トランスデューサと、
前記超音波信号または前記変調された超音波信号に基づき超音波を路面に向けて発信することで車速センサとして機能するセンサ用超音波トランスデューサとを備えることを特徴とす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、
前記センサ用超音波トランスデューサは、受発信可能な少なくとも２つの超音波トランスデューサであり、
一方のセンサ用超音波トランスデューサは、他方のセンサ用超音波トランスデューサよりも車両前側に配され、
前記一方のセンサ用超音波トランスデューサから前記車両の下方に向けて発信される超音波が、路面で反射され、その反射波を前記他方のセンサ用超音波トランスデューサが受信し、
前記他方のセンサ用超音波トランスデューサから前記車両の下方に向けて発信される超音波が、路面で反射され、その反射波を前記一方のセンサ用超音波トランスデューサが受信し、
前記一方のセンサ用超音波トランスデューサが発信した超音波を前記他方のセンサ用超音波トランスデューサが受信するまでの時間と、前記他方のセンサ用超音波トランスデューサが発信した超音波を前記一方のセンサ用超音波トランスデューサが受信するまでの時間とに基づいて車速を測定することを特徴とする車両存在報知装置。
請求項１または２に記載の車両存在報知装置において、
前記センサ用超音波トランスデューサは、前記車両前方又は後方の少なくともいずれかに向かって前記変調された超音波を放射することを特徴とする車両存在報知装置。