(57)【要約】【課題】電動自動車の進行方向にいる歩行者に警報音を確実に伝播させて気付かせ、歩行者の安全性を高める。【解決手段】電気自動車またはハイブリット自動車からなる電動自動車に搭載される警報音発生装置であって、車両速度検出用のセンサと、該センサから測定値を受信する電子制御ユニットと、該電子制御ユニットから駆動信号を受信する振動発生源を備え、前記振動発生源はタイヤホイールの回転中心位置に配置し、走行時に前記電子制御ユニットが前記センサから受信する車速が警報音発生速度であると、該電子制御ユニットから前記振動発生源に振動発生信号を送信し、該振動発生源の振動子でタイヤホイールを叩いて振動させて警報音を発生させる構成としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車またはハイブリット自動車からなる電動自動車に搭載される警報音発生装置であって、
車両速度検出用のセンサと、該センサから測定値を受信する電子制御ユニットと、該電子制御ユニットから振動発生信号を受信する振動発生源を備え、
前記振動発生源はタイヤホイールの回転中心位置に配置し、
走行時に前記電子制御ユニットが前記センサから受信する車速が警報音発生速度であると、該電子制御ユニットから前記振動発生源に振動発生信号を送信し、該振動発生源の振動子でタイヤホイールを叩いて振動させて警報音を発生させる構成としている電動自動車の警報音発生装置。
【請求項２】
前記タイヤホイールに取り付ける前記振動発生源は、タイヤホイールの回転中心位置に取り付け、
該振動発生源と前記電子制御ユニットとは別体とし、前記電子制御ユニットは車体に搭載し、有線または無線でタイヤホイールに取り付けた振動発生源と接続し、
または、電子制御ユニットと振動発生源とは一体化して前記タイヤホイールに取り付けている請求項１に記載の電動自動車の警報音発生装置。
【請求項３】
前記タイヤホイールに取り付ける前記振動発生源として、ボイスコイルモータを含むリニア駆動モータまたは偏芯駆動モータ、ピエゾ素子を含む圧電素子または、超磁歪材料を用いた機構からなる請求項１または請求項２に記載の電動自動車の警報音発生装置。
【請求項４】
前記タイヤホイールに付設する振動発生源の駆動電力は、前記車体とタイヤホイールの中心とを接続する車軸を通した電源線から供給し、またはタイヤ内部に搭載するキャパシタ付き発電機から供給している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電動自動車の警報音発生装置。
【請求項５】
自動車走行時に前記電子制御ユニットが前記センサから受信する車速が時速１０ｋｍ〜時速３０ｋｍの範囲で設定される閾値以下であると、該電子制御ユニットから前記振動発生源に振動発生信号を送信して警報音を発生させ、前記閾値を越えると警報音の発生を停止する構成としている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電動自動車の警報音発生装置。
【請求項６】
前記振動発生源の振動で発生させる警報音は、車両走行時に発生するエンジン音または／および走行音と同等な音量としている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電動自動車の警報音発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動自動車の警報音発生装置に関し、詳しくは、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動自動車において、進行方向の歩行者に自動車の接近を知らせることが出来るようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電動自動車においては、エンジン自動車において発生するエンジン騒音が無いため、車速に応じてエンジン自動車が発生する走行音と同様な疑似音を警報音として発生させ、歩行者に自動車の接近を気付かせることが要求されている。
この種の警報音発生装置として、従来種々の提案がなされており、例えば、実開昭５６−１７１５０１号公報および特開平７−１８２５８７号公報等では警報音の発生手段としてスピーカーが用いられている。
【０００３】
また、特開２００８−１３７６１０号公報に記載の車両接近気付き音発生装置は、車両の前輪ホイールキャップに図１０に示す回転体１００を取り付け、該回転体１００の内部に鈴１１０を挿入し、車速と連続して回転する回転体１００中に鈴１１０を回転自在に挿入して気付き音を発生さる一方、高速回転時に鈴１１０の遠心力が大となって回転体１００の内周面に設けた凹部１２０に鈴１１０は内嵌保持され、音が発生しないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５６−１７１５０１号公報
【特許文献２】特開平７−１８２５８７号公報
【特許文献３】特開２００８−１３７６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１、２において、警報音発生手段としてもちいられているスピーカーは音の伝播に指向性があり、スピーカーが前方に向いている場合には、自動車の両サイド、バックを含めた全方向の歩行者に認知されにくい。
全方向の歩行者に自動車の接近を認知させるにはスピーカー等の警報音発生手段から発生する音量を大きくする必要があるが、音量を大きくすると騒音発生の問題が発生し、かつ、音量が大きくなると歩行者に脅威を与える恐れもある。
【０００６】
また、特許文献３のタイヤのホイールキャップに回転体１００を取り付けた場合、高速走行で一定箇所に鈴等の音発生手段が止まると、タイヤバランスがずれたまま走行することになる問題がある。
【０００７】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、タイヤバランスに影響を及ぼさず、かつ、スピーカーから発生する警報音に相違させて発生させる警報音が音の伝播に指向性が無いものとし、全方位の周辺の歩行者に自動車の接近を気づかせるようにして歩行者の安全に寄与できるものとすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、電気自動車またはハイブリッド自動車からなる電動自動車に搭載される警報音発生装置であって、
車両速度検出用のセンサと、該センサから測定値を受信する電子制御ユニットと、該電子制御ユニットから振動発生信号を受信する振動発生源を備え、
前記振動発生源はタイヤホイールの回転中心位置に配置し、
走行時に前記電子制御ユニットが前記センサから受信する車速が警報音発生速度であると、該電子制御ユニットから前記振動発生源に振動発生信号を送信し、該振動発生源の振動子でタイヤホイールを叩いて振動させて警報音を発生させる構成としている電動自動車の警報音発生装置を提供している。
【０００９】
前記のように、本発明では、タイヤホイールに付設した振動発生源へ振動発生信号を送信し、振動発生源の振動子に振動を発生させ、該振動子でタイヤホイールを直接に叩いて振動させ、警報音を発生させている。タイヤホイールにタイヤを取り付けた状態で疑似的に太鼓となり、この太鼓の中心位置を叩くことになるため、振動を増幅させて発生音を大きくすることができる。かつ、車体外面のタイヤで警報音を発生させるため、車体内部からスピーカーを通して車外へ音を伝播させる場合と比較して、警報音の音量を小さくしても周辺の歩行者に気づかせやすくできる。
さらに、音の伝播に指向性のあるスピーカーを通して警報音を発生させているのではなく、ホイールを叩いて振動させて警報音を発生させているため、タイヤ全体から全周方向に警報音が伝播し、全周辺の歩行者に自動車の接近を気づかせやすくなる。
【００１０】
前記タイヤホイールに取り付ける前記振動発生源は、タイヤホイールの回転中心位置に取り付け、
該振動発生源と前記電子制御ユニットとは別体とし、前記電子制御ユニットは車体に搭載し、有線または無線でタイヤホイールに取り付けた振動発生源と接続し、
または、電子制御ユニットと振動発生源とは一体化して前記タイヤホイールに取り付けている。
【００１１】
前記タイヤホイールに取り付ける前記振動発生源として、ボイスコイルモータを含むリニア駆動モータまたは偏芯駆動モータ、ピエゾ素子を含む圧電素子または、超磁歪材料を用いた機構が挙げられる。
前記圧電素子は電圧印加により寸法変化するもので、具体的には例えば圧電セラミックス振動子を用いるものである。また、前記超磁歪材料は磁束の変化により寸法変形するもので、該超磁歪材料からなる振動子を用いるものである。
前記振動発生源は、簡単、小型かつ安価で、汎用部品であるため容易に入手できる。
これら振動発生源のケースはタイヤホイールの内面側にロック結合等で取り付け、振動発生源の振動子で、タイヤホイールの内面中心位置を振動時に連続的に叩くように位置設定することが好ましい。
【００１２】
前記タイヤホイールに付設する振動発生源の駆動電力は、前記車体とタイヤホイールの中心とを接続する車軸を通した電源線から供給し、またはタイヤ内部に搭載するキャパシタ付き発電機から電源を供給している。
前記タイヤ内部に搭載する発電機としては、本出願人の特開２００９−１８９１２０号公報に記載の車両用発電機構が好適に採用できる。
【００１３】
自動車走行時に前記電子制御ユニットが前記センサから受信する車速が時速１０ｋｍ〜３０ｋｍの範囲で設定される閾値以下であると、該電子制御ユニットから前記振動発生源に振動発生信号を送信して警報音を発生させ、前記閾値を越えると警報音の発生を停止する構成としていることが好ましい。前記閾値は２０ｋｍ／時速程度とすることが好ましい。  なお、低速走行時に限らず、中速走行時、高速走行時にそれぞれ車速に応じてエンジン自動車が発生していた走行音と同程度の警報音を発生させるように設定してもよい。
【００１４】
前記振動発生源は全車輪のタイヤホイールに取り付けることが好ましい。前後左右の４輪に振動発生源を取り付けて警報音を発生可能とし、同時に警報音を発生させてもよい。あるいは、自動車の進行方向の車輪、例えば、前進時には前輪、後退時には後輪、右折時には右側の前後車輪、左折時には左側の前後車輪の振動発生源で振動を発生させて警報音を発生させてもよい。
【００１５】
さらに、自動車の周辺の人間を検出する人感センサを自動車に設置し、自動車の進行方向の人間を人感センサで検出した場合のみ、検出方向の車輪から警報音を発生させるようにしてもよい。
【００１６】
前記振動発生源の振動で発生させる警報音は、車両走行時に発生するエンジン音または走行音と同等な音量および音色とすることが好ましい。
このように、エンジン自動車の走行音の疑似音とすると、歩行者に違和感なく自動車の接近を気づかせることができる。
【発明の効果】
【００１７】
前記構成からなる本発明の警報音発生装置では、タイヤホイールに付設した振動発生源を振動させ、タイヤホイールとタイヤとで見かけ上で太鼓状となる中心位置を振動発生源の振動子で叩いて警報音を発生させている。この発生させる警報音に伝播の指向性が無いため、警報発生装置の設置個数が１個等の少数であっても、自動車を囲む全方位の歩行者に、自動車の接近を気づかせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態を示す自動車の概略平面図である。
【図２】前記第一実施形態のタイヤに振動発生源を取り付けた状態を示す概略斜視図である。
【図３】（Ａ）はタイヤのホイールに振動発生源を取り付けた状態を示す概略断面図、（Ｂ）は振動発生源を示す概略拡大断面図である。
【図４】振動発生回路のブロック図である。
【図５】第一実施形態の振動発生源で発生する音量を測定する実験装置を示す図面である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は第二実施形態の概略図である。
【図７】第三実施形態の概略図である。
【図８】第四実施形態の概略図である。
【図９】第五実施形態の概略図である。
【図１０】従来例を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４に第一実施形態を示す。
電気自動車またはハイブリッド自動車からなる電動自動車１は、前後左右の４輪のタイヤ１０のタイヤホイール３の中心位置に振動発生源４（４Ａ〜４Ｄ）を取り付けている。各振動発生源４は車体内部に搭載した警報音制御用の電子制御ユニット５（以下、ＥＣＵ５と称す）とワイヤハーネス６を介して接続している。前記ＥＣＵ５に車速センサ（または車輪速センサ）８を接続し、走行時に車速センサ８から受信する速度が設定値以下の低速であると、前記振動発生源４に駆動信号を送信し、振動発生源４の振動子を振動させてタイヤホイール３を叩き、タイヤホイール３を音源として警報音を発生させている。
【００２０】
タイヤホイール３に取り付ける前記振動発生源４として、本実施形態では図３に示すように、ボイスコイルを巻き付けたボビンが直線方向に往復移動して振動するボイスコイルモータ４０を用いている。該ボイスコイルモータ４０は、ユニットフレーム４１内面にヨーク４２を固定している。ヨーク４２は底壁４２ａおよび底壁４２ａから突出する周壁４２ｂと、該周壁４２ｂに空隙をあけて囲まれた中心軸部４２ｃからなる。ヨーク４２の周壁４２ｂの内周面に磁石４３を固定し、該磁石４３と中心軸部４２ｃとの間の磁場中にボビン４４を介在させ、該ボビン４４の外周にコイル４５を巻き付けている。該コイル４５に電流を流すことで、フレミングの左手の法則により、コイル４５および該コイル４５と一体化されたボビン４４が動く。該ボビン４４の先端部４４ａをユニットフレーム４１の開口より外方へ突出させている。
【００２１】
前記ユニットフレーム４１はタイヤホイール３の内面側の中心位置にボルト締結、またはロック固定や、接着剤で固定している。該ユニットフレーム４１の開口から突出させた前記ボビン４４の先端部４４ａをタイヤホイール３の中心内面に近接配置している。
【００２２】
これにより、ボイスコイルモータ４０のコイル４５に通電し、ボビン４４が外方へ移動した時にタイヤホイール３を内面側から叩くようにし、ボビン４４の往復直線運動の振動でタイヤホイール３を連続的に叩き、所謂、振動法でタイヤホイール３を音源として警報音を発生させている。
かつ、前記タイヤホイール３にはタイヤ１０が取り付けられるため、該タイヤ１０とタイヤホイール３とが組み立てられた状態で太鼓状となり、該太鼓の中心位置が内面側でボビン４４で叩かれ、太鼓内部の中空部で共鳴が発生し、音量を増大させて、タイヤ１０の全外周より警報音が鳴り響くようにしている。
【００２３】
前記ボイスコイルモータ４０からなる振動発生源４に振動発生信号または振動停止信号を送信する前記ＥＣＵ５は、図４に示すように、前記車速センサ８から検出信号を受信する入力部５ａ、前記振動発生源４のボイスコイルモータ４０のコイル４５に接続される出力部５ｂ、入力部５ａと出力部５ｂとを導通する回路５ｃに処理部５ｄを介設している。該処理部５ｄに車速が警報音を発生する閾値以下であるかを判定する判定部５ｄ１、ボイスコイルモータ４０への供給電力を調整して、発生させる警報音の音量、音色を調整する警報音調整部５ｄ２等を設けている。
【００２４】
前記ＥＣＵ５の処理部５ｄでは、車速センサ８から受信する車速が時速１０ｋｍ〜時速３０ｋｍの範囲内で閾値を設定し、走行時に閾値以下であると、振動発生源４へ駆動信号を送信して警報音を発生する設定としている。本実施形態では時速２０ｋｍを閾値とし、時速２０ｋｍ以下で警報音を発生し、時速２０ｋｍを越えると警報音を停止している。
また、前記振動発生源４の振動により発生させる警報音の音量および音色はエンジン自動車の低速時の走行音と同様な音量および音色としている。なお、電動自動車の接近を気づかせる音であることが歩行者に認知されれば、他の音色やメロディーでもよい。
【００２５】
前記タイヤホイール３の内面に取り付けた振動発生源４（ボイスコイルモータ）とは、信号線Ｗ１と電源線Ｗ２とを介して接続し、該信号線Ｗ１および電源線Ｗ２とを集束したワイヤハーネス６はタイヤホイールと車体とを連係する連結軸（ハブ）の内部に通して、または、外面に添わせて配線している。  
なお、振動発生源４がタイヤホイールに取り付けられ、振動発生源４とＥＣＵ５とを接続するワイヤハーネスがタイヤの回転でねじれが発生する場合、回転コネクタを介して接続し、ワイヤハーネスにねじれが生じないようにしている。
【００２６】
前記構成とした警報音発生装置を搭載した電動自動車では、走行時に車速が閾値以下（時速２０ｋｍ以下）であると、ＥＣＵ５から前後左右の４輪のタイヤホイール３にそれぞれ取り付けた振動発生源４のボイスコイルモータ４０に通電する。これにより、ボビン４４が往復運動してタイヤホイール３を叩き、タイヤホイール３を振動させて警報音を発生させる。
タイヤホイール３を振動させて発生する警報音は、タイヤホイール３とタイヤ１０とからなる疑似的な太鼓の内部空間で共鳴し、大きな音量となってタイヤへと伝播する。なお、タイヤ内で共鳴して大きな音量となった状態で、該音量はエンジン自動車の時速２０ｋｍの時に発生する走行音と同程度の音量としている。
【００２７】
「実験例」
振動発生源とするボイスコイルモータを下記の設定で作成して、音を発生させた。
実験で使用したボイスコイルモータの構成は前記図３（Ｂ）と同一とし、図５に示すように、該ボイスコイルモータのボビンの先端に振動板５０を固定した。該振動板５０から１０ｃｍ離れた位置にマイク５１を設置して、発生音を測定した。
ボビンの外周に巻き付けたコイル：直径７ｍｍ、長さ２７ｍｍ、ターン数：７７ターン  ボビンの内周面とヨークの中心軸部の外周面との間の内側ギャップ：１ｍｍ
ボビンの外周面とヨークの周壁の内周面との間の外側ギャップ：４ｍｍ
図５中  
Ｂ：磁速密度
Ｉ：電流（Ａ）
Ｌ：磁場中のコイル線材長さ（ｍ）
Ｆ（ボビンが移動する力（Ｎ））：Ｂ×Ｉ×Ｌ
入力：５０ｍＷ  周波数７ｋＨｚ（ピーク電圧１．５８Ｖ、ピーク電流０．３８Ａ）    ボイスコイルモータより１０ｃｍ離れた位置に設置したマイク５１で集音した音量は５８ｄＢＡであった。
なお、本発明者が測定した、エンジン自動車の２０ｋｍ／時速での走行音は５０〜６０ｄＢＡであった。よって、エンジン自動車と同程度の走行音を発生させることができた。
【００２８】
なお、前記実施形態では、２０ｋｍ／時速以下で４つの車輪内部から警報音を発生させているが、自動車の進行方向の車輪のみ、例えば、前進時には左右前輪のみから警報音を発生させてもよい。
【００２９】
図６（Ａ）（Ｂ）に第二実施形態を示す。
第二実施形態では、振動発生源４とＥＣＵ５とを一体化してタイヤホイール３に取り付けている。
即ち、ＥＣＵ５のケース５０に、振動発生源のボイスコイルモータ４０のユニットフレーム４１をモールドして成形し、該ケース５０をタイヤホイール３にボルト・ナットで固定している。該ＥＣＵ５に車速センサ８（または車輪速センサ）および電源線Ｗ２を接続している。
他の構成および作用効果は第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３０】
図７に第三実施形態を示す。
第三実施形態は、第二実施形態と同様に、振動発生源４とＥＣＵ５とを一体としてタイヤホイール３の内面に固定し、かつ、ＥＣＵ５および振動発生源４への電源は、タイヤホイール内に設けた回転型またはリニア型のキャパシタ付き発電機５５から供給している。かつ、タイヤ１０内に設けた車輪速センサ１１をＥＣＵ５と接続している。
すなわち、車体側からタイヤホイールへの配線をなくしている。
他の構成および作用効果は第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３１】
図８に振動発生源４として圧電セラミックスからなる圧電素子を用いた第四実施形態を示す。
圧電セラミックス６０は円柱形状とし、前記ＥＣＵ５で制御した電源回路を接続して、圧電セラミックス６０を第一実施形態のボビンと同様に、軸線方向に伸縮運動させて振動させ、その先端でタイヤホイールの内面を叩いている。
【００３２】
図９に振動発生源４として超磁歪材料を用いた第五実施形態を示す。
超磁歪材料として、例えば、ターフェノールＤ（磁気異方性補償型合金  Ｔｂｘ  Ｄｙ1−ｘＦｅ2）を用いた振動子７０を用い、該振動子７０を軸線方向に伸縮移動させてタイヤホイールの内面を打撃するようにしている。
【００３３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲の全ての実施形態が含まれる。例えば、振動発生源は全４輪にもうけずに、左右前輪にだけ設けてもよいし、左側前輪にだけもうけてもよい。
また、前後左右の４輪に設けた場合には、進行方向の車輪（前進の場合は前輪、後退の場合は後輪、右折の場合は右側の前後車輪）だけ、振動発生源４に駆動信号を送信して警報音を発生させてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  電動自動車
３  タイヤホイール
４（４Ａ〜４Ｄ）  振動発生源
５  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６  ワイヤハーネス
８  車速センサ
１０  タイヤ
４０  ボイスコイルモータ
４４  ボビン
４５  コイル
【図１】
2011225059.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011225059.tif 000011
【図１０】
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