(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、該センサと接続された電子制御ユニットと、該電子制御ユニットに基端が接続されるワイヤハーネスの先端に設けられている警報音発生用の回路基板を備え、該回路基板は硬質プリント基板またはフレキシブルプリント基板上に、音源記憶発生用のチップ、該チップと接続されたアンプ、該アンプと接続された振動発生源を搭載しており、前記ワイヤハーネスを車両に配索して、前記回路基板を車両外面に配置する車体、該車体に既に取り付けられている既車載部品、および／またはタイヤホイールに取り付けている。【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ド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、該センサと接続された電子制御ユニットと、該電子制御ユニットに基端が接続されるワイヤハーネスの先端に設けられている警報音発生用の回路基板を備え、該回路基板は硬質プリント基板またはフレキシブルプリント基板上に、音源記憶発生用のチップ、該チップと接続されたアンプ、該アンプと接続された振動発生源を搭載しており、
前記ワイヤハーネスを車両に配索して、前記回路基板を車両外面に配置する車体、該車体に既に取り付けられている既車載部品、および／またはタイヤホイールに取り付け、
車両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閾値以下であると、該電子制御ユニットから前記ワイヤハーネスを介して前記回路基板に警報音発生信号を送信して前記振動発生源で振動を発生させ、該振動により警報音を発生させることを特徴とする電動自動車の警報音発生装置。
【請求項２】
前記振動発生源は、ボイスコイルモータを含むリニア駆動モータあるいは偏芯駆動モータ、またはピエゾ素子を含む圧電素子あるいは超磁歪材料を用いた機構から選択される請求項１に記載の電動自動車の警報音発生装置。
【請求項３】
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停止信号を送信する請求項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】
前記振動発生源の振動で発生させる振動音は、エンジン自動車で発生する走行音と同等な音量としている請求項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。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
警報音発生装置として用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告音発生装置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。
【０００５】
よって、電動自動車で発生させる低速走行時の警報音は、歩行者に自動車の接近を気づかせる程度の小さい音量であることが好ましいが、前記のように、自動車に搭載されるスピーカーは通常１つで、多数箇所にスピーカーを分散配置すると取付手数がかかる等の問題がある。
【０００６】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、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】
【０００７】
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、該センサと接続された電子制御ユニットと、該電子制御ユニットに基端が接続されるワイヤハーネスの先端に設けられている警報音発生用の回路基板を備え、該回路基板は硬質プリント基板またはフレキシブルプリント基板上に、音源記憶発生用のチップ、該チップと接続されたアンプ、該アンプと接続された振動発生源を搭載しており、
前記ワイヤハーネスを車両に配索して、前記回路基板を車両外面に配置する車体、該車体に既に取り付けられている既車載部品、および／またはタイヤホイールに取り付け、
車両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閾値以下であると、該電子制御ユニットから前記ワイヤハーネスを介して前記回路基板に警報音発生信号を送信して前記振動発生源で振動を発生させ、該振動により警報音を発生させることを特徴とする警報音発生装置を提供している。
【０００８】
前記のように、本発明では、音源記憶発生用のチップ、アンプおよび振動発生源を１個の回路基板に集約して配置しているため、警報音発生手段を小型化することができる。かつ、該回路基板を警報音発生制御用の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと略称する）に基端を接続したワイヤハーネスの先端に接続して取り付けているため、該ワイヤハーネスを取り回すことで、警報音発生用の回路基板を車両の任意の位置に簡単に設置することができる。
よって、該回路基板を車両周辺の通行者に気付かせやすくなるように、車両外面に配置する車体、該車体の外面または内面に既に取り付けられている既車載部品、タイヤホイール等の任意の設置場所に簡単に配置することができる。
なお、前記車体外面または内面に既に取り付けられている既車載部品としては、従来の車両に対して既に取り付けられている車載部品を指し、バンパー、ライセンスナンバープレート、ランプカバー、ドアモール、ドア内面に付設されるドアトリム等があげられる。
【０００９】
前記回路基板に搭載する前記振動発生源は、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、超磁歪材料を用いた機構からなり、
前記回路基板を取り付けた前記車体、車体に取り付けられている既車載部品、タイヤホイールを振動させて警報音を発生させ、または、振動発生源の振動材を車体、ホイールまたは車載品に接触させて警報音を発生させている。
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。
【００１０】
前記発生させる警報音は、記憶している警報音源をスピーカーを通して発生させるのではなく、アンプで増幅し、増幅した音源信号で振動発生源を振動させ、該振動を車体、既車載部品あるいはタイヤホイールに伝播させて振動させて、警報音を発生させている。あるいは、振動発生源を構成する振動発生ユニット中の振動子で車体を直接に叩いて振動を発生させ、警報音を発生させている。
よって、スピーカーを通して警報音を発生させている場合と比較して、音の伝播に指向性はなく、自動車を囲む全方位の周辺の歩行者に警報音を伝えて、自動車の接近を気づかせることができる。
また、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うち、振動させる部材（振動子）がリニア駆動する前記ボイスコイルモータを用いると、振動子の前進時に車体を叩いて警報音を容易に発生させることができる。なお、振動発生源は限定されず、他の適宜な振動発生源を用いてもよい。
【００１１】
自動車走行時に前記ＥＣＵが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回路基板に音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。
【００１２】
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、警報音を発生させるようにしてもよい。
【００１３】
前記振動発生源の振動で発生させる振動音は、エンジン自動車で発生する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】
【００１４】
前記構成からなる本発明の警報音発生装置では、警報音発生制御用のＥＣＵに基端を接続したワイヤハーネスの先端に設けた１つの回路基板（ボード）に警報音源発生用のＩＣチップ、アンプ、振動発生源を集約して搭載しているため、ワイヤハーネスを車両内に配索して、その先端の回路基板を車両外面に配置する車体等に簡単に取り付けることができる。
【００１５】
かつ、該回路基板上に設置した振動発生源を振動させ、この振動を車両外面に配置する車体、該車体に取り付けた既車載部品、タイヤホイールに伝播して振動を増幅させて警報音を発生させ、または、振動発生源の振動部材で車体または前記部材を叩いて警報音を発生させている。このように、発生させる警報音に伝播の指向性が無いようにしているため、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】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態を示す電動自動車の概略斜視図である。
【図２】第一実施形態の警報音発生装置の概略構成図である。
【図３】振動発生源として用いるボイスコイルモータを示す図面であり、（Ａ）は全体構成図、（Ｂ）は要部拡大断面図である。
【図４】ＥＣＵの構成を示す図面である。
【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】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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には、警報音発生制御用の電子制御ユニット（ＥＣＵ）２を搭載し、該ＥＣＵ２にコネクタ３を介してワイヤハーネス４の基端を接続している。該ワイヤハーネス４の先端に硬質ボードのプリント基板からなる警報音発生用の回路基板５をコネクタ６を介して接続している。
前記ＥＣＵ２に車速センサ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、ＥＣＵ２から回路基板５に駆動信号を送信し、振動を発生させて車体Ｂを音源として警報音を発生させる構成としている。
前記ＥＣＵ２と回路基板５とを接続するワイヤハーネス４は、電源回路ｗ１、信号回路ｗ２、およびアース回路ｗ３の各電線を集束している。
【００１８】
前記回路基板５は、音源発生チップ（メロディーＩＣ）１１と、該メロディーＩＣ１１と接続したアンプ１２と、アンプ１２に接続した振動発生源１３とをプリント基板１０の導体１５上に実装して接続し、前記メロディーＩＣ１１は導体１５、前記コネクタ３を介してＥＣＵ２と接続している。
【００１９】
前記振動発生源１３として、本実施形態では図３に示すように、ボイスコイルの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。
また、前記コイル４５の先端のコネクタを前記回路基板５に実装したコネクタと接続している。該構成とすることで、回路基板５上にボイスコイルモータ４０からなる振動発生源１３を一体的に設け、ケース２０内に収容している。
【００２０】
前記回路基板５を収容したケース２０の外面には、車体固定用のブラケット２０ａを予め突設しており、該ブラケット２０ａを車両外面に配置する車体Ｂの内面に固定できるようにしている。車体Ｂへの固定状態で、ケース２０内に収容したボイスコイルモータ４０のボビン４４の先端４４ａを車体Ｂに近接させている。これにより、ボイスコイルモータ４０のコイル４５へ通電することでボビン４４が前進もしくは後退して車体Ｂを叩き、所謂、振動法で車体Ｂを音源として警報音を発生させている。
【００２１】
前記ボイスコイルモータ４０のボビン４４で叩かれる車体Ｂは、本実施形態ではエンジン配置部を囲む仕切パネルからなる車体としている。エンジンルーム内に発生する音は、エンジンルーム内の空間で共鳴して、音量を増大させることができる。かつ、該車体Ｂを叩いて発生させる警報音はスピーカーから発生させる音と比較して音の伝播の指向性が低く、前後左右に響かせることができる。かつ、ボビン４４の移動量および移動回数によって、発生させる音の音量および音色も制御することができる。
【００２２】
前記ボイスコイルモータ４０からなる振動発生源１３に振動発生信号または振動停止信号をアンプ１２、メロディーＩＣチップ１１を介して送信する前記ＥＣＵ２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２ａ、前記回路基板５にワイヤハーネス４を介して接続される出力部２ｂ、入力部２ａと出力部２ｂとを導通する回路２ｃに処理部２ｄを介設している。該処理部２ｄは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２ｄ１、発生させる警報音の音量、音色を調整する警報音調整部２ｄ２等を設けている。
【００２３】
前記ＥＣＵ２の処理部２ｄ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１３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１３の振動により発生され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。
【００２４】
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、ＥＣＵ２から回路基板５へワイヤハーネス４を介して警報発生信号が送信され、回路基板５上で振動発生源１３のボイスコイルモータ４０のコイル４５に通電する。これにより、ボビン４４が前後に移動して車体Ｂを叩き、車体Ｂを振動させて警報音を発生させる。
車体Ｂは前記のように、エンジンルーム内の仕切板であるため、車体Ｂから発生する振動はエンジンルーム内の空間で共鳴し、大きな音量となって車外へと伝播する。なお、エンジンルーム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。
【００２５】
「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。
実験で使用したホイスコイルモータの構成は前記図３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キャップ：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。
【００２６】
なお、前記実施形態では、エンジンルームを囲む車体Ｂに回路基板５を取り付けているが、車体Ｂの外面に配置するヘッドランプのランプカバーの内面、ライセンスプレートの背面に固定してもよい。さらに、タイヤホイールの中央位置に前記回路基板５を収容したケース２０を取り付けてもよい。
また、前記ボイスコイルモータのボビンの先端が車体または車載品を叩かずに非接触とし、振動を伝播して車体や車載品を振動させて警報音を発生させてもよい。
【００２７】
図６に第二実施形態を示す。
第二実施形態は警報音発生用の回路基板を剛性ボードのプリント基板とせずに、フレキシブルプリンテッドサーキット（ＦＰＣ）とし、かつ、該ＦＰＣをＥＣＵ２とを接続するワイヤハーネス４としても用い、ＥＣＵ２に一端が接続されるＦＰＣの他端にメロディーＩＣ１１、アンプ１２、振動発生源１３を実装している。
【００２８】
ＦＰＣ３０に電源回路ｗ１、信号回路ｗ２、アース回路ｗ３の配線導体３０ａを設け、該ＦＰＣ３０の基端を前記ＥＣＵ２とコネクタ接続している。該ＦＰＣ３０の配線導体３０ａの先端を警報音発生用の回路基板部５５とし、該回路基板部５５にメロディーＩＣ１１、該メロディーＩＣ１１と接続したアンプ１２、該アンプ１２と接続した振動発生源１３を実装している。
【００２９】
前記ＦＰＣ３０の先端の回路基板部５５は第一実施形態と同様にケースに収容し、該ケースを車体あるいは車体に固定する車載部品に固定している。
他の構成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に振動発生源１３として圧電セラミックスからなる圧電素子を用いた第三実施形態を示す。
圧電セラミックス６０は円柱形状とし、前記ＥＣＵ２で制御する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、軸線方向に往復運動させて振動させ、その先端で車体を叩いている。
【００３１】
図８に振動発生源として超磁歪材料を用いた第四実施形態を示す。
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  Ｔｂｒ  Ｄｙ1−ｘＦｅ2）からなる振動子７０を用い、該振動子７０を軸線方向に往復移動させて車体を打撃するようにしている。
【００３２】
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。
【符号の説明】
【００３３】
１  電動自動車
２  ＥＣＵ
４  ワイヤハーネス
５  回路基板
８  車速センサ
１０  プリント基板
１１  音源発生チップ（メロディーＩＣ）
１２  アンプ
１３  振動発生源
３０  ＦＰＣ
４０  ボイスコイルモータ
４４  ボビン
４５  コイル
Ｂ  車体
【図１】
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【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】
2011213228.tif 000008
【図７】
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【図８】
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