JP2012148642A - 車両接近通報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パラメトリックスピーカとダイナミックスピーカによって通報音を発生する車両接近通報装置の電力消費を抑えるとともに、通報音の音色の悪化を防ぐ。
【解決手段】車両接近通報装置は、パラメトリックスピーカ１と車両用ホーン３によって通報音を発生するものであり、車両用ホーン３を０Ｖ以上の矩形波信号によって駆動する。これにより、車両用ホーン３が＋電圧と−電圧で交番せず、逆起電力よる電力損失を無くすことができ、電力消費を抑えることができる。また、逆起電力によって車両用ホーン３の音色が変化する不具合を回避ができる。さらに、パラメトリックスピーカ１からは、車両用ホーン３で再生できる低音（５００Ｈｚ）を発生しないように設けることで、パラメトリックスピーカ１の再生音において低音周波数の高調波の影響を無くすことができ、パラメトリックスピーカ１の音色の悪化を防ぐことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通報音を車外に発生させて、車両の存在を周囲に知らせる車両接近通報装置に関するものであり、特に、電気自動車、燃料電池車両、ハイブリッド車両など、通電により回転動力を発生する電動モータによって走行が可能な車両に用いて好適な技術に関する。

（従来技術）
電動モータで走行する車両など、車両走行音の小さい車両は、歩行者が車両に気が付き難いという不具合がある。
そこで、車両に取り付けたダイナミックスピーカ（可聴音を直接放射するスピーカ）から車両の外部へ向けて「通報音（単音、和音、擬似エンジン音など）」を発生させて、車両周囲に車両の存在を知らせる提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

通報音は、車両に近い範囲（近距離範囲）の歩行者はもちろん、車両から少し離れた範囲（遠距離範囲）の歩行者にも聞こえることが望ましい。
しかし、ダイナミックスピーカだけを用いて遠距離範囲にまで通報音を発生させようとすると、ダイナミックスピーカの発生音圧を大きくする必要があり、車両乗員側における通報音の音圧が、必要以上に高くなってしまう。

（提案技術）
この従来技術の不具合を回避するために、
（ｉ）ダイナミックスピーカから通報音を発生させるとともに、
（ｉｉ）パラメトリックスピーカからも通報音を発生させる技術を提案している（周知の技術ではない）。
なお、パラメトリックスピーカは、「可聴音（通報音）の波形信号」を超音波変調して超音波スピーカから放射させるものであり、超音波スピーカから放射された超音波（耳に聞こえない音波）に含まれる変調成分が伝播途中の空気中で自己復調されることで、車両から離れた場所で可聴音（通報音）を発生させるものである。

このように、ダイナミックスピーカとパラメトリックスピーカの両方を用いることで、パラメトリックスピーカによって遠距離範囲へ通報音を発生させることができるため、ダイナミックスピーカの発生音圧を下げることが可能になり、車両乗員側における通報音の音圧が必要以上に高くなる不具合を回避することができる。

（問題点１）
車両接近通報装置は、車両の電力で作動するものであるため、消費電力をより少なく抑える要求がある。特に、車両接近通報装置を搭載する車両（電気自動車など）は、電力消費を抑える要求が大きい。
ダイナミックスピーカは、＋電圧（電流）と−電圧（電流）が交番するサイン波による交流信号により駆動されていた。具体的に、ダイナミックスピーカを駆動するパワーアンプとして、従来はプッシュプルのアナログアンプ（Ｂ級アンプ等）を用いていた。

ダイナミックスピーカを交流信号で駆動することに着目すると、コイルに印加される電圧が＋電圧から−電圧に変化する際と、−電圧から＋電圧に変化する際とで、ダイナミックスピーカのコイルに逆起電力が生じる。
このコイルに生じる逆起電力は、電力の損失になるため、パワーアンプの電力消費が大きくなる要因になる。
また、コイルに生じる逆起電力が、コイルの発生磁力に影響を与えるため、ダイナミックスピーカの発生する音色が変化する要因になる。

（問題点２）
一方、パラメトリックスピーカを用いて低音を含む通報音を発生させる場合、低音周波数を下げるほど、その低音周波数の高調波の影響により、パラメトリックスピーカの音色が悪化する不具合があった。

この問題点２を、図７を参照して具体的に説明する。
具体的な一例として、「５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚ」よりなる合成音の通報音を発生させる場合、ダイナミックスピーカと、パラメトリックスピーカの両方で、上記合成音を発生させることが考えられる。
この場合、パラメトリックスピーカにおける超音波スピーカは、「５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚ」を超音波変調してなる超音波を放射する。すると、超音波スピーカから放射された超音波（耳に聞こえない音波）に含まれる変調成分が伝播途中の空気中で自己復調され、超音波スピーカから離れた場所で「５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚ」の通報音が再生される。

しかしながら、パラメトリックスピーカによる実際の再生音には、図７の一点鎖線Ａに示すように、５００Ｈｚの倍音（１ｋＨｚ、１．５ｋＨｚ、２ｋＨｚ、２．５ｋＨｚ等）が含まれて再生される。
この１．５ｋＨｚや２．５ｋＨｚ等は、再生目的の音ではない。このように、パラメトリックスピーカから再生目的でない５００Ｈｚ（低音周波数）の倍音が含まれて再生されることで、パラメトリックスピーカの音色が悪化する不具合があった。

特開２００５−２８９１７５号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
第１の目的は、ダイナミックスピーカのコイルに電力の損失になる逆起電力の発生を抑えて、パワーアンプの電力消費を抑えるとともに、ダイナミックスピーカの音色変化を抑えることができる車両接近通報装置の提供にあり、
第２の目的は、パラメトリックスピーカの音色の悪化を防ぐことのできる車両接近通報装置の提供にある。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段の車両接近通報装置は、パラメトリックスピーカとダイナミックスピーカによって車外へ向けて通報音を発生するものであり、ダイナミックスピーカを、０Ｖ（ゼロボルト）以上の矩形波信号（パルス波信号）によって駆動するものである。即ち、ダイナミックスピーカを、０Ｖ以上のＬｏ信号と、それより高いＨｉ信号とからなる矩形波信号により駆動するものである。
これにより、ダイナミックスピーカのコイルは、＋電圧と−電圧が交番せず、コイルに逆起電力が発生する不具合を回避することができる。
このように、コイルには逆起電力が発生しないため、パワーアンプの電力の損失を抑えることができ、パワーアンプの電力消費を抑えることが可能になる。
また、逆起電力がコイルの発生磁力に影響を与える不具合がないため、逆起電力によりダイナミックスピーカの音色が変化する不具合を回避することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段の車両接近通報装置は、パラメトリックスピーカによって発生させる通報音の最低周波数を、ダイナミックスピーカによって発生させる通報音の最低周波数より高く設定するものである。
これにより、パラメトリックスピーカの再生音において、低音周波数の高調波の影響を抑えることができ、パラメトリックスピーカの音色の悪化を防ぐことができる（図７参照）。

〔請求項３の手段〕
上記請求項１の手段で示したように、矩形波信号によってダイナミックスピーカを駆動する場合、矩形波信号による駆動では、単音の再生を得意とするが、逆に複数周波数を同時に再生することが困難になる。
そこで、請求項３の手段の車両接近通報装置は、ダイナミックスピーカの発生する通報音を「複数の周波数」の合成音とする場合、「複数の周波数」を「複数の単音周波数」に分割し、分割した各単音周波数の矩形波信号を、所定の短周期内（例えば、６０ｍｓ等）で順番に発生させるものである。
これによって、人の耳には、各単音周波数の矩形波信号による再生音が略同時に聞こえる。即ち、人の耳には、通報音として、「複数の周波数」の合成音が聞こえる。
この技術により、ダイナミックスピーカから、和音など複数の周波数成分を含む通報音を発生させることが可能になる。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段の車両接近通報装置におけるダイナミックスピーカは、ホーンスイッチが操作された際に警笛音（警報音）を発生する電磁式の車両用ホーンである。
このように、ダイナミックスピーカとして車両用ホーンを用いることで、コストを抑えることができるとともに、車両搭載性を確保することができる。
なお「車両用ホーン」は、車両に搭載されて警報音を発生する「警音器（クラクション）の総称」であって、「ホーン部材（角笛を語源とするラッパ部材）」を有しない電磁式警音器を含むものである。

車両接近通報装置の概略図である。 車両用ホーンに搭載される超音波スピーカの断面図および斜視図である。 車両用ホーンを自励により作動させた場合、および他励により作動させた場合の周波数特性を示すグラフである。 通報音の到達分布を示す説明図である。 分割した各単音周波数の矩形波信号の説明図である。 サイン波信号により車両用ホーンを駆動した場合の周波数特性と、矩形波信号により車両用ホーンを駆動した場合の周波数特性とを示すグラフである。 パラメトリックスピーカから５００Ｈｚを含む通報音を発生させる場合の周波数特性と、パラメトリックスピーカから５００Ｈｚを含まない通報音を発生させる場合の周波数特性とを示すグラフである。

図面を参照して実施形態を説明する。
車両接近通報装置は、通報音（単音、和音、音楽、擬似エンジン音等）によって車両Ｓの存在を知らせるものであり、通報音を超音波変調してなる超音波を車外へ向けて放出するパラメトリックスピーカ１と、コイル２に印加される電圧変化に伴う磁力変化によって可聴帯域の通報音を車外へ向けて放出する電磁式の車両用ホーン３（ダイナミックスピーカの一例）とを備える。

車両用ホーン３から通報音を発生させる際、０Ｖ以上の矩形波信号によって車両用ホーン３を駆動する。これにより、車両用ホーン３のコイル２に逆起電力を生じさせることなく車両用ホーン３から通報音を発生させることができる。
具体的に、車両用ホーン３を駆動するホーン駆動アンプ４（パワーアンプ）として、矩形波の駆動信号を発生するデジタルアンプ（Ｄ級アンプ等）を用いる。デジタルアンプを用いることにより、ホーン駆動アンプ４の消費電力を極めて小さく抑えることが可能になるとともに、ホーン駆動アンプ４の小型、軽量化が可能になる。

以下において本発明が適用された具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。以下で説明する実施例は具体的な一例であって、本発明が実施例に限定されないことはいうまでもない。
なお、以下の実施例において、上記「発明を実施するための形態」と同一符号は同一機能物を示すものである。

〔実施例の構成〕
この実施例の車両Ｓは、電気自動車など車両走行音が静かな自動車であり、車両Ｓの走行状態に応じて、あるいはセンサによって歩行者を検出した際に、「超音波を用いたパラメトリックスピーカ１」と「ダイナミックスピーカとして作動させる車両用ホーン３」の両方から通報音を車外へ放出して、車両Ｓの存在を車両Ｓの周囲に知らせる車両接近通報装置を搭載する。

この車両接近通報装置は、
・車外へ向けて警報音を発生可能な電磁式の車両用ホーン３と、
・車外へ向けて超音波を放射可能な超音波スピーカ５と、
・車両用ホーン３および超音波スピーカ５の作動制御を行なう制御回路６と、
を備えて構成される。

（車両用ホーン３の説明）
この実施例の車両Ｓは、乗員によってホーンスイッチ（例えば、ステアリングのホーンボタン）が操作された際に警報音を発生する電磁式の車両用ホーン３（電磁式警報器）を搭載する。
この車両用ホーン３は、直流で閾値以上の自励電圧（例えば、８Ｖ以上の電圧：具体的にはバッテリ電圧）が与えられることによって警報音を発生するものであり、例えば、車両Ｓの前部等に装着されるものである。

車両用ホーン３の具体的な一例を、図２を参照して説明する。
車両用ホーン３は、ステー７を介して車両Ｓの前部（ラジエータの前など）に取り付けられるものであり、
・通電により磁力を発生するコイル２と、
・コイル２の発生磁力により磁気吸引力を発生する固定鉄心８（磁気吸引コア）と、
・振動板９（ダイヤフラム）の中心部に支持されて固定鉄心８に向かって移動可能に支持される可動鉄心１０（可動コア）と、
・この可動鉄心１０の移動に連動し、可動鉄心１０が固定鉄心８に向かって移動することにより固定接点１１から離れてコイル２の通電を遮断する可動接点１２と、
を備える。

そして、車両用ホーン３の通電端子（コイル２の両端に接続される端子）に、直流で閾値以上の自励電圧（８Ｖ以上の電圧）が与えられることによって、
（ｉ）コイル２の通電により可動鉄心１０が固定鉄心８に磁気吸引されて、固定接点１１から可動接点１２が離れてコイル２の通電が停止する吸引動作と、
（ｉｉ）通電停止によって振動板９がリターンスプリングの作用を可動鉄心１０に付与して可動鉄心１０が初期位置へ戻り、固定接点１１と可動接点１２が接触してコイル２の通電が再開する復元動作と、
を連続して繰り返す。

即ち、固定接点１１と可動接点１２によって、コイル２に直流で閾値以上の自励電圧が与えられた際にコイル２の通電回路を断続する電流断続器１３が構成される。
このように、コイル２の通電の断続（固定鉄心８の磁気吸引力の発生の断続）が発生することで可動鉄心１０とともに振動板９が振動することで車両用ホーン３が警報音を発生する。
具体的に、車両用ホーン３は、所定周波数（例えば、５００Ｈｚ）を基音とする警報音を発生するものであり、車両用ホーン３の発生する警報音（自励電圧が与えられた場合の作動音）の周波数特性を図３の実線Ａに示す。

また、この実施例では、自励電圧より低い他励電圧（例えば、８Ｖ未満の電圧）の駆動信号を車両用ホーン３に与えることにより、車両用ホーン３をダイナミックスピーカとして用いるものである。
車両用ホーン３をダイナミックスピーカとして用いる場合における車両用ホーン３の周波数特性を図３の破線Ｂに示す。この破線Ｂは、車両用ホーン３に１Ｖのサイン波のスイープ信号（低周波数から高周波数への可変信号）を与えた場合における周波数特性である。

なお、この実施例における車両用ホーン３は、図２に示すように、振動板９の振動による警報音を増強させて車外へ放出する渦巻ホーン１４（渦巻状のラッパ部材：渦巻状の音響管）を備えるものであるが、限定されるものではない。

（超音波スピーカ５の説明）
超音波スピーカ５は、発生する超音波を車両Ｓの前方に向けて放出するように、車両Ｓの例えば前部等に装着されるものであり、この実施例では、図２（ｂ）に示すように、渦巻ホーン１４の側面（渦巻ホーン１４において車両Ｓの正面に向く面）に取り付けられるものである。

超音波スピーカ５は、人間の可聴帯域よりも高い周波数（２０ｋＨｚ以上）の空気振動を発生させる超音波発生器である。
この実施例の超音波スピーカ５は、超音波再生に適した圧電スピーカ２１（セラミックスピーカ、ピエゾスピーカ等）を複数配置してスピーカアレイとして用いたものである。なお、この実施例に用いられる圧電スピーカ２１は、印加電圧（充放電）に応じて伸縮するピエゾ素子と、このピエゾ素子の伸縮によって空気に振動を与える振動板とを用いて構成される周知構造のものである。

超音波スピーカ５は、使用する圧電スピーカ２１の数と配置により、発生する超音波のエネルギー量と、各圧電スピーカ２１から放出される超音波の指向範囲とをコントロールすることができる。
超音波スピーカ５における超音波放射口には、雨水の浸入を阻止して超音波を放射させる手段が設けられている。具体的な一例としてこの実施例では、図２（ｂ）に示すように、超音波の放射口に、雨水の浸入を抑えるルーバー２２（ガラリ、鎧戸）を配置する例を示す。

ここでルーバー２２は、圧電スピーカ２１が放射する超音波の直進性を損なわないように設けられている。具体的に、各圧電スピーカ２１から放射された超音波は、ルーバー２２の内面で下方に向きを変え、下方のルーバー２２の外面で再び車両Ｓの正面に向きを変えて、結果的に車両Ｓの進行方向へ超音波が放射されるように設けられている。
なお、ルーバー２２に代えて、パンチング穴やメッシュなど、他の手段を用いても良いことは言うまでもない。
また、超音波スピーカ５における超音波の放射口は、車両前方に向けることに限定されるものではなく、車両前方とは異なる方向に向ける場合は、反射板等を用いて超音波の放射方向を任意の方向（車両前方等）へ向けても良い。

ここで、図４（ａ）においてパラメトリックスピーカ１による通報音の到達範囲αを示し、図４（ｂ）において車両用ホーン３による通報音の到達範囲βを示す。なお、図４は、通報音の音圧が５０ｄＢの到達範囲を示すものである。
このように、この実施例の超音波スピーカ５は、超音波を車両Ｓの前方へ向けて放射するように設けられている。
また、車両用ホーン３は、車両Ｓを上から見て、通報音が車両用ホーン３の周囲に略均等に届くように設けられている。具体的な一例として、車両用ホーン３における渦巻ホーン１４の開口が、車両Ｓの下方（路面に向く方向）に向けられて取り付けられるものである。なお、渦巻ホーン１４の開口の方向は、下方に限定されるものではなく、車両下方とは異なる方向に向ける場合は、反射板等を用いて音波の放射方向を任意の方向（車両下方等）へ向けても良い。

（制御回路６の説明）
制御回路６は、例えば、図２（ａ）に示すように、車両用ホーン３の内部（具体的には、ホーンハウジングの内部）に配置されるものであり、
（ａ）「通報音を成す信号」によって車両用ホーン３を駆動するホーン駆動アンプ４と、（ｂ）「通報音を成す信号」を発生させる通報音生成部２３と、
（ｃ）「通報音を成す信号」から低音周波数のみをカットするローカットフィルタ（ハイパスフィルタ）２４と、
（ｄ）低音周波数が除去された「通報音を成す信号」を超音波周波数に変調する超音波変調部２５と、
（ｅ）超音波変調された信号によって超音波スピーカ５を駆動する超音波駆動アンプ２６と、
（ｆ）これらの作動を制御する信号処理部２７と、
を備える。
以下において、制御回路６に搭載される上記（ａ）〜（ｆ）の手段を説明する。

（ホーン駆動アンプ４の説明）
ホーン駆動アンプ４は、車両用ホーン３をダイナミックスピーカとして作動させるためのパワーアンプであり、通報音生成部２３の出力する「通報音を成す信号」を増幅して、車両用ホーン３の通電端子に付与するものである。
なお、ホーン駆動アンプ４の最大出力は、８Ｖ未満（他励電圧）に制限されており、通報音を発生させるための電圧出力によって車両用ホーン３が警報音を発生しないように設けられている。

このホーン駆動アンプ４は、０Ｖ以上の矩形波信号｛例えば、０ＶのＬｏ信号と、このＬｏ信号より大きい電圧（但し、８Ｖ未満の他励電圧）のＨｉ信号とによる波形信号｝によって車両用ホーン３を駆動するデジタルアンプ（例えば、Ｄ級アンプ）である。
具体的な一例としてホーン駆動アンプ４は、ＰＷＭ技術（パルス幅変調を用いた技術）により入力周波数に応じたデューティ比信号を作成し、このデューティ比信号を増幅して車両用ホーン３を駆動するデジタルアンプである。なお、デジタルアンプの具体的な一例としてＰＷＭ技術を用いる例を示すが、パルス密度変調技術を用いたデジタルアンプなど、他の方式のデジタルアンプを採用しても良い。

ホーン駆動アンプ４には、ゲイン調整器（ボリューム等）が設けられており、このゲイン調整器により「車両Ｓから所定距離離れた位置（例えば、６ｍの位置）」における「車両用ホーン３による通報音の音圧」が所定レベル（例えば５０ｄＢ等）に設定されるものである｛図４（ｂ）参照｝。

（通報音生成部２３の説明）
通報音生成部２３は、予め保存した「通報音を成す信号（可聴周波数の信号）」を、信号処理部２７の指示により発生するものである。
なお、この実施例では、超音波駆動アンプ２６の一例としてアナログアンプ（プッシュプルアンプ）を用いる例を示す。そこでこの実施例の通報音生成部２３は、＋電圧（電流）と−電圧（電流）が交番するアナログ信号による「通報音を成す信号」を出力するものである。

ここで、通報音は、車両Ｓの周囲に不快感を与えにくい和音等（複数の周波数成分の合成音）であることが好ましい。
しかし、上述したように、ホーン駆動アンプ４は、矩形波信号によって車両用ホーン３を駆動するものであるため、単音を発生することを得意とするが、矩形波信号によって和音等（複数の周波数成分の合成音）を発生することが困難である。

この問題点を解決するために、この実施例の通報音生成部２３は、和音等を成す複数の単音成分（複数の周波数）を、複数の単音周波数に分割し、分割した各単音周波数の信号を、６０ｍｓ（所定の短周期の一例）内において順番に発生させるように設けられている。
その具体例を、図５を参照して説明する。
説明のための通報音を、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚとする。
この場合、通報音生成部２３は、６０ｍｓ内において、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚを順次発生させるものである。
なお、図５では、周波数が大きくなるほど「パルスの高さ（パルスの電圧値または電流値）」が大きくなるが、このパルスの高さは発生周波数を示すための説明用であり、実際における各パルスの高さは同じものである。

これにより、
・通報音生成部２３が５００Ｈｚを発生した際に、ホーン駆動アンプ４が車両用ホーン３を５００Ｈｚで駆動して車両用ホーン３から５００Ｈｚが再生され、
・通報音生成部２３が１ｋＨｚを発生した際に、ホーン駆動アンプ４が車両用ホーン３を１ｋＨｚで駆動して車両用ホーン３から１ｋＨｚが再生され、
・通報音生成部２３が２ｋＨｚを発生した際に、ホーン駆動アンプ４が車両用ホーン３を２ｋＨｚで駆動して車両用ホーン３から２ｋＨｚが再生され、
・通報音生成部２３が４ｋＨｚを発生した際に、ホーン駆動アンプ４が車両用ホーン３を４ｋＨｚで駆動して車両用ホーン３から４ｋＨｚが再生される。
そして、上記の作動が６０ｍｓ内で行なわれるため、人の耳には、各単音の再生音が略同時に聞こえる。即ち、人の耳には、車両用ホーン３から放射される通報音として、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚの合成音が聞こえるものである。

なお、この実施例では、「所定の短周期」の一例として６０ｍｓを示すが、限定されるものではなく、「所定の短周期」は多くの人に各単音の再生音が同時に聞こえる周期であれば良く、例えば、１００ｍｓ、８０ｍｓなど、他の周期を用いても良い。
また、この実施例では、通報音が歩行者に気づかれ易くする目的と、電力消費を抑える目的で、図５に示すように、通報音を断続的に発生させる例（具体的に、図５では６０ｍｓのインターバルを開ける例）を示しているが、限定されるものではない。

（ローカットフィルタ２４の説明）
この実施例では、パラメトリックスピーカ１によって発生させる通報音の最低周波数を、車両用ホーン３によって発生させる通報音の最低周波数より高く設定している。
具体的に、車両用ホーン３で出すことのできる低音周波数（この実施例では５００Ｈｚ）は、パラメトリックスピーカ１で再生しないように設けられている。
さらに具体的に説明すると、この実施例の通報音が、上述したように、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚの合成音とした場合、パラメトリックスピーカ１は、車両用ホーン３で出せる低音周波数（５００Ｈｚ）を発生させないように設けられ、パラメトリックスピーカ１は１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚのみを再生するように設けられている。

このため、この実施例では、通報音生成部２３が発生する信号のうち、５００Ｈｚのみをカットして、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚのみを超音波変調部２５に伝えるローカットフィルタ２４が設けられている。
ローカットフィルタ２４の具体的な一例として、この実施例では、ＣＲ（コンデンサと抵抗体）を用いたＣＲ回路や、ＣＬ（コンデンサとインダクタンス）を用いたＣＬ回路による音響フィルタを用いたものである。

（超音波変調部２５の説明）
超音波変調部２５は、通報音生成部２３の出力（具体的には、ローカットフィルタ２４で５００Ｈｚがカットされた「通報音を成す信号（可聴音信号：１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚ）」を、超音波変調するものである。
超音波変調部２５の具体的な一例として、この実施例では、「通報音を成す信号」を「超音波周波数（２５ｋＨｚ等）における振幅変化（電圧の増減変化）」に変調するＡＭ変調（振幅変調）を用いるものである。具体的に、超音波変調部２５は、＋電圧と−電圧が交番するアナログ信号による「超音波信号」を出力するものである。
なお、超音波変調部２５はＡＭ変調に限定されるものではなく、「通報音を成す信号」を「超音波周波数（２５ｋＨｚ等）におけるパルス幅変化（パルスの発生時間幅）」に変調するＰＷＭ変調（パルス幅変調）など、他の超音波変調技術を用いても良い。

（超音波駆動アンプ２６の説明）
超音波駆動アンプ２６は、超音波変調部２５で変調された超音波信号に基づいて各圧電スピーカ２１を駆動するものであり、各圧電スピーカ２１の印加電圧（充放電状態）を制御することで、各圧電スピーカ２１から「通報音を成す信号」を変調した超音波を発生させるものである。
超音波駆動アンプ２６の具体的な一例を示すと、この実施例の超音波駆動アンプ２６は、プッシュプルのアナログアンプ（例えば、Ｂ級アンプ）であり、超音波変調部２５から出力された超音波信号の電圧の増減を増幅して各圧電スピーカ２１に印加するものである。

これにより、
・通報音生成部２３が１ｋＨｚを発生した際に、パラメトリックスピーカ１によって１ｋＨｚが再生され、
・通報音生成部２３が２ｋＨｚを発生した際に、パラメトリックスピーカ１によって２ｋＨｚが再生され、
・通報音生成部２３が４ｋＨｚを発生した際に、パラメトリックスピーカ１によって４ｋＨｚが再生される。
そして、上記の作動が６０ｍｓ内で行なわれるため、上述した車両用ホーン３による通報音の再生と同様、人の耳には、各単音の再生音が略同時に聞こえる。即ち、人の耳には、パラメトリックスピーカ１から放射される通報音として、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚの合成音が聞こえるものである。

超音波駆動アンプ２６には、ゲイン調整器（ボリューム等）が設けられており、このゲイン調整器により「車両正面において車両Ｓから所定距離離れた位置（例えば、１０ｍの位置）」における「超音波スピーカ５による通報音の音圧」が所定レベル（例えば５０ｄＢ等）に設定されるものである｛図４（ａ）参照｝。

なお、上記では、車両用ホーン３と共通の通報音生成部２３から「通報音を成す信号」を発生させる例を示している。
これに対し、パラメトリックスピーカ専用の通報音生成部を独立して設け、複数の周波数成分（例えば、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚの合成音）を重ね合わせたサイン波信号による「通報音を成す信号」を形成しても良い。また、パラメトリックスピーカ専用の通報音生成部を設けることにより、上述したローカットフィルタ２４を廃止することができる。

（信号処理部２７の説明）
信号処理部２７は、例えば車両Ｓに搭載されるＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略）から通報音作動信号（作動指示信号）が与えられることで通報音を発生させるものである。
具体的に、ＥＣＵが通報音作動信号を発生する一例を説明すると、
（ｉ）車両Ｓの運転状態が所定の運転状態の時（通報音の発生が要求される走行状態の時：例えば、車速２０ｋｍ／ｈ以下の車両走行時など）に、通報音作動信号を信号処理部２７に与える、
（ｉｉ）あるいは、車両Ｓの走行中で、車両Ｓの走行方向に人の存在が「人の認知システム（図示しない）」によって確認された場合に、通報音作動信号を信号処理部２７に与えるものである。

そして、信号処理部２７は、ＥＣＵから通報音作動信号が与えられることで、
（ｉ）パラメトリックスピーカ１を作動させて、超音波スピーカ５から「通報音」を放射させるとともに、
（ｉｉ）車両用ホーン３をダイナミックスピーカとして作動させて、車両用ホーン３からも通報音を放射させるものである。

〔車両接近通報装置の作動〕
ＥＣＵ等から信号処理部２７に通報音作動信号が与えられると、信号処理部２７の制御により、超音波スピーカ５から「通報音を成す信号（６０ｍｓ内において１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚが順次発生する信号）」を変調した超音波（聞こえない音波）を車両Ｓの前方へ向けて放射する。
すると、空気中を超音波が伝播するにつれて、空気の粘性等によって波長の短い超音波が歪んで鈍（なま）される。その結果、伝播途中の空気中において超音波に含まれていた振幅成分が自己復調され、結果的に超音波の発生源（超音波スピーカ５を搭載する車両Ｓ）から離れた場所で「通報音（１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚが同時に聞こえる音波）」が車両Ｓの前方において再生される。

一方、ＥＣＵ等から信号処理部２７に通報音作動信号が与えられると、信号処理部２７の制御により、車両用ホーン３から「通報音を成す信号（６０ｍｓ内において５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚが順次発生する信号）」を発生する。
その結果、「通報音（５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚが同時に聞こえる音波）」が車両Ｓの周囲に発生する。

（実施例の効果１）
この実施例の車両接近通報装置は、上述したように、パラメトリックスピーカ１と車両用ホーン３によって車外へ向けて通報音を発生するものであり、車両用ホーン３から通報音を発生させた際に、車両用ホーン３を０Ｖ以上の矩形波信号によって駆動するものである。
これにより、車両用ホーン３のコイル２は、＋電圧と−電圧が交番せず、コイル２に逆起電力が発生する不具合を回避することができる。このように、コイル２に逆起電力が発生しないため、パワーアンプの電力の損失を抑えることができ、パワーアンプの電力消費を抑えることが可能になる。
具体的には、車両用ホーン３を駆動するホーン駆動アンプ４としてデジタルアンプ（例えば、Ｄ級アンプ）を用いることにより、パワーアンプの消費電力を極めて小さく抑えることが可能になるとともに、パワーアンプの小型、軽量化が可能になり、車両搭載性を向上させることができる。

（実施例の効果２）
また、逆起電力がコイル２の発生磁力に影響を与える不具合がないため、逆起電力により車両用ホーン３の音色が変化する不具合を回避することができる。
このことを、図６を参照して具体的に説明する。
（ｉ）サイン波信号（＋電圧と−電圧が交番するアナログ信号）よりなる信号（５００Ｈｚとその倍音の信号）によって車両用ホーン３を駆動した場合における再生音の周波数特性を、図６の一点鎖線Ａに示し、
（ｉｉ）０Ｖ以上の矩形波信号よりなる信号（５００Ｈｚとその倍音の信号）によって車両用ホーン３を駆動した場合における再生音の周波数特性を、図６の実線Ｂに示す。
図６の一点鎖線Ａと実線Ｂを比較して解るように、矩形波信号によって車両用ホーン３を駆動することで、特に高音側の再生能力が高まり、車両用ホーン３の音色の悪化を防ぐことができる。

（実施例の効果３）
この実施例の車両接近通報装置は、上述したように、パラメトリックスピーカ１からは、車両用ホーン３で再生できる低音（この実施例では５００Ｈｚ）を出さないように設けている。
これにより、パラメトリックスピーカ１の再生音において、図７の実線Ｂに示すように、５００Ｈｚの高調波の影響（１．５ｋＨｚや２．５ｋＨｚ等）を無くすことができ、パラメトリックスピーカ１の音色の悪化を防ぐことができる。

（実施例の効果４）
この実施例の車両接近通報装置は、上述したように、通報音として複数の周波数の合成音（和音等）を用いる。そして、この実施例では、複数の周波数を複数の単音周波数に分割し、分割した各単音周波数の矩形波信号を、６０ｍｓ（所定の短周期）内で順番に発生させるように設けられている。
これにより、車両用ホーン３を矩形波信号で駆動しても、車両用ホーン３から発生した音（５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚの音）が、人の耳には略同時に聞こえる。即ち、車両用ホーン３を矩形波信号で駆動しても、人の耳には、複数の周波数の合成音（和音等）が聞こえる。
この技術により、車両用ホーン３を矩形波信号で駆動しても、車両用ホーン３から「複数の周波数成分を含む通報音（和音等）」を発生させることができる。

（実施例の効果５）
この実施例の車両接近通報装置は、パラメトリックスピーカ１と車両用ホーン３によって車外へ向けて通報音を発生するものであるため、次の効果を奏することができる。
（ａ）車両前方における「近距離範囲（例えば、０ｍ〜５ｍ）」では、パラメトリックスピーカ１による通報音と、車両用ホーン３による通報音とが合成されて、「大きな音圧の通報音」を発生させることができる。
このため、車両Ｓと歩行者の距離が「近距離範囲」では、歩行者に対して大きな音圧の通報音を与えることができ、より確実に歩行者に対して車両Ｓの存在を知らせることができる。

（ｂ）車両前方における「遠距離範囲（例えば、５ｍ〜１０ｍ）」では、パラメトリックスピーカ１の発する通報音を届けることができる。
このため、車両Ｓと歩行者の距離が離れていても、歩行者に対して通報音を届けることができ、遠く離れた歩行者に対して車両Ｓの存在を知らせることができる。

（ｃ）パラメトリックスピーカ１は、車両Ｓから離れた空気中で超音波が自己変調されて可聴音に変換されるものであるため、パラメトリックスピーカ１によって発生される通報音は車両乗員（ドライバ等）は聞こえ難い。
即ち、「近距離範囲」では、パラメトリックスピーカ１による通報音と、車両用ホーン３による通報音とが合成されて、大きな音圧の通報音を発生するが、車両乗員にはパラメトリックスピーカ１による通報音は聞こえ難いため、車両乗員に聞こえる通報音の音圧を抑えることができる。

上記の実施例では、車両用ホーン３から発生させる「通報音を成す信号」と、パラメトリックスピーカ１から発生させる「通報音を成す信号」とを、共通の通報音生成部２３から発生させる例を示したが、車両用ホーン専用の通報音生成部と、パラメトリックスピーカ専用の通報音生成部とを独立して設けても良い。このように設けることで、車両用ホーン３に適した「通報音を成す信号」と、パラメトリックスピーカ１に適した「通報音を成す信号」とを別々に作成することができる。

上記の実施例では、超音波駆動アンプ２６の一例としてアナログアンプを用いる例を示したが、圧電スピーカ２１を充放電可能なデジタルアンプを用いても良い。
上記の実施例では、通報音生成部２３からアナログ信号による「通報音を成す信号」を発生させる例を示したが、超音波駆動アンプ２６にデジタルアンプを用いる場合には、通報音生成部２３からデジタル信号による「通報音を成す信号」を発生させるように設けても良い。これにより、デジタルアンプにおけるＡＤコンバータ（アナログ信号をデジタル信号に変換する回路）を不要にすることができる。

上記の実施例では、車両用ホーン３の一例として渦巻ホーン１４（ラッパ部材）を用いる例を示したが、渦巻ホーン１４を搭載しない車両用ホーン３｛例えば、振動板９を振動させ、固定鉄心８に衝突させ、その衝撃力で警報音を発生させる平型（ディスク）ホーン｝であっても良い。
なお、渦巻ホーン１４を用いない車両用ホーン３であっても、超音波スピーカ５を車両用ホーン３に取付金具等を介して直接組付けることが望ましいものである。

１ パラメトリックスピーカ
２ コイル
３ 車両用ホーン（ダイナミックスピーカ）
４ ホーン駆動アンプ
９ 振動板
１０ 可動鉄心
１３ 電流断続器
Ｓ 車両

Claims (4)

1. 通報音によって車両の存在を知らせる車両接近通報装置において、
   この車両接近通報装置は、
   通報音を超音波変調してなる超音波を車外へ向けて放出するパラメトリックスピーカ（１）と、
   コイル（２）に印加される電圧変化に伴う磁力変化によって可聴帯域の通報音を車外へ向けて放出するダイナミックスピーカ（３）とを備え、
   このダイナミックスピーカ（３）を、０ボルト以上の矩形波信号によって駆動することを特徴とする車両接近通報装置。
2. 請求項１に記載の車両接近通報装置において、
   前記パラメトリックスピーカ（１）によって発生させる通報音の最低周波数を、
   前記ダイナミックスピーカ（３）によって発生させる通報音の最低周波数より高く設定したことを特徴とする車両接近通報装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両接近通報装置において、
   前記ダイナミックスピーカ（３）の発生する通報音を複数の周波数の合成音とする場合、前記複数の周波数を複数の単音周波数に分割し、分割した各単音周波数の矩形波信号を、所定の短周期内で順番に発生させることを特徴とする車両接近通報装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両接近通報装置において、
   前記ダイナミックスピーカ（３）は、通電により磁力を発生する前記コイル（２）と、このコイル（２）に直流で閾値以上の自励電圧を与えた際に前記コイル（２）の通電回路を断続する電流断続器（１３）と、前記コイル（２）の磁力により駆動される可動鉄心（１０）と、この可動鉄心（１０）に結合された振動板（９）とを有し、
   乗員によって操作可能に設けられたホーンスイッチが操作されて前記コイル（２）に自励電圧が与えられることで前記コイル（２）の通電が前記電流断続器（１３）によって断続されて前記可動鉄心（１０）とともに前記振動板（９）が振動することにより警報音を発生する電磁式の車両用ホーンであることを特徴とする車両接近通報装置。

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