CN100488807C - 倒车警报器 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的倒车警报器(16)，当车辆置于倒档时，它以宽带声音脉冲的形式发出听得见的信号。这种宽带声音使得附近的人可以得知车辆的位置，因为人类的大脑可以处理宽带声音，来查找出声音源的位置，而这通过单音调声音就不可能做到。这种警报器(16)通过一种简单的电子电路得以实现，该电路使用齐纳二极管作为信号发生器(20)来产生宽带声音。

Description

倒车警报器

本发明涉及一种用于车辆的倒车警报器。

人们普遍认识到，如果车辆安装了某种形式的警报器将会使安全性大大提高，当车辆倒车时这种警报器能对人们发出警报。这适用于多种车辆，包括小汽车、箱式货车、载重卡车和公共汽车，以及轻型与重型的机动设备，如拖拉机、叉车、推土机和装载机。

这样的警报器在车辆置于倒档时一般以光和/或听得见的声音的形式来工作。理想地，该警报器自动地通过倒档来启动。先前所提出的警报器将光和声音结合起来，使得即使看不到车辆或者人没有去看它时也能够知道车辆正在倒车，而且视觉受损和听觉受损的人士也可以察觉车辆倒车。

先前所提出的警报器使用了单音调声音，这种声音可以以脉冲形式产生嘟嘟响的效果，或者以紧急车辆上的警报器的方式扫过一个预定的频率范围。虽然这种装置在识别警报上是有效的，其部分原因是由于为该目的而普遍使用这样的声音，使用具有这种特点的警报器有其缺点。

人类大脑很难定位这种包含一个单频或只有几个频率的声音源。因此，已知的倒车警报器将警告人们附近有车辆在倒车，但是不能为车辆的位置提供什么指示。当车辆在视野中不可见时，例如车辆被建筑物、其他的行人车辆、或仓库的箱子所遮蔽，或者考虑到行人可能视力不好，这明显是一个很大的问题。这样使人们采取适当的躲避行为的警告就没有希望的那么强。

本发明的目的是克服上述缺点。

据此本发明涉及一种用于车辆的倒车警报器，它在使用中产生包含宽带声音(BBS)的可听见的信号，该警报器包括一个信号发生装置，以产生宽带声音信号，还包括带宽变窄装置，使得宽带声音信号的带宽在发出听得见的信号之前变窄。已知人类的耳朵和大脑能够这样处理BBS，即察觉噪声的位置，但是对于只包含一个或几个频率的声音则不可能做到。利用BBS来方便进行声音源定位的普通用途已经在GB2303235和GB2318662中公开。听者对于由正在倒车的车辆所发出的警报声音的定位能力大大提高了倒车安全警报器的作用，即使在不能清楚地看到车辆的环境下也可以很容易地察觉正在倒车的车辆的位置。

人类的耳朵需要BBS的多频率特征来定位噪声源，但是为此并不需要跨越整个人类听觉范围的频率。因此，可以舍弃一些带宽而不会影响警报器的工作。这样做很有用，警报器的其余电子元件不需要很高的带宽处理能力，这样可以节约成本。具有优点地，带宽变窄装置包括一个带通滤波器。

优选地，听得见的BBS信号以突发脉冲群(pulsed burst)发出。

具有优点地，警报器包括一个噪声抑制电路(muting circuit)，它由间歇信号发生器(intermittent signal generator)所驱动，该信号发生器交替地阻塞和通过BBS信号，以产生声音的突发脉冲群。脉冲式的声音比连续的声音更容易从背景噪声中区分出来，这样听者能够更容易地察觉他们听到了警报。

优选地，警报器进一步包括一个削波电路(clipper circuit)，它将脉冲信号角进行压缩并将其重新整形。由噪声抑制电路所产生的脉冲信号具有尖锐的脉冲角，这种脉冲信号的重新整形使得后面的信号放大更有效率。

优选地，声音突发脉冲的重复频率大致为1.5Hz(每分钟90次脉冲)。

具有优点地，信号发生装置包括一个齐纳二极管。齐纳二极管很小并且很紧凑，它产生BBS的良好的频谱。

在一种优选实施例中，警报器由一个标准的12V DC或24V DC汽车电池来供电。因此不需要为警报器提供专用电源，因为它可以连接到车辆现有的电池上。

具有优点地，警报器包括一个电压调节器，它用于在施加电压为倒车警报器供电之前对来自电池的电压进行调节。优选地，电压调节器产生基本为8V DC的电压。因而电压调节器保护警报器不受电池功率波动的影响。

优选地，警报器包括一个扬声器，从该扬声器中发出BBS，并且优选地，扬声器是防水的。由于警报器很可能被安装在车辆的外部，因此扬声器具有足够的适应力以抵御严酷的外界环境是很重要的。

在一个优选的实施例中，警报器的元件安装在一个适于装配在车辆外部的机壳中。这种设置提供了一种简单的整体式(all-in-one)单元，它可以容易地并迅速地安装到车辆上。

警报器也可以包括一个光源，当使用警报器时它提供了可视信号。这样提供了一个额外的报警装置，也允许警报器与现有的倒车灯功能结合起来。

具有优点地，当警报器安装到车辆上时，当车辆置于倒档时它可以自动启动。这意味着需要进行倒车动作时总是可以使用该警报器，而它的操作不取决于车辆的司机是否记得打开它。

现在参考附图来说明根据本发明的车辆倒车警报器的例子，其中：

图1表示了用于对本发明所述的警报器供电的电压调节器的框图；

图2表示了本发明所述的警报器的电子元件框图；

图3是图2中所示电子元件的电路图；

图4表示了包含这样的警报器的机壳的截面图；

图5表示了图4所示的机壳的前视图；

图6表示了图4所示的机壳部分切掉的后视图。

图1表示了电压调节器10的框图，它具有以12表示的输入，以及以14表示的输出。从一个标称电压为12V DC或者可能为24V DC的标准汽车电池得到输入电压。电压调节器10接收可以根据电池的条件在例如9V DC和28V DC之间变化的输入电压，对其进行调节并使其稳定，以产生大约8V DC的输出电压。该输出电压用于对本发明所述的倒车警报器供电。这样警报器由车辆现有的普通电池供电，而不需要附加的电源。

图2以框图的形式表示了本发明所述的警报器16的一种实施例。该框图描述了电子电路的各种不同的元件。

该电路由来自电压调节器10的8V DC电源供电，该电压被送入每个方框中(连接没有表示出来)。

高压发生器18产生15至20V DC的电压。信号发生器20由这一电压供电。信号发生器20产生BBS信号。使用一个齐纳二极管来产生该信号。然后BBS信号被送到放大器22，然后送到带通滤波器24。

由间歇信号发生器28所驱动的噪声抑制电路26接收来自带通滤波器24的信号。然后该信号在送到扬声器32之前，被送到第二放大器30和削波电路，该扬声器发出BBS信号作为听得见的声音。

警报器的操作如下：

当警报器16启动时，电路被接通。信号发生器20内的齐纳二极管产生BBS信号。由高压发生器18所提供的15至20V DC提供了齐纳二极管的最佳性能，使BBS信号最大。

BBS信号被送到放大器22，在那里它被放大到可以由警报器电路的其它元件所处理的电平值。通过这种方法，可以使用更标准的非专用的电子元件，这样减少了成本和电路的复杂度。

然后放大的BBS信号被送到带通滤波器24。带通滤波器24用来滤除信号中最高和最低的频率，即它通过中频。通过这种方法，BBS信号的带宽变窄了。由齐纳二极管产生的BBS信号的带宽非常宽，包含听得见的警报中未用到的频率，因为它们对普通人耳的听力来讲过高或过低。因此这些分量可以被滤除，而不会影响BBS的质量。同样，减小BBS频率的带宽使之比人类听力的带宽略小一些也不会对听者定位BBS源的能力产生特别的负面影响。因此，可以进一步从信号中滤除一些分量，这也不会降低警报器的实用性。使带宽变窄的优点在于：警报器的其余元件不需要具有很高的带宽处理能力；信号可以由较低性能的元件来有效处理。

间歇信号发生器28产生的信号被送到噪声抑制电路26。噪声抑制电路的目的是调节BBS信号，使得警报器可以产生BBS的间歇脉冲群或脉冲。对于警报器来讲，间歇的、有规律的、脉冲的声音比连续的声音更有用，因为听者更容易察觉它，将这种声音作为一种警报，并可以更容易将它从背景噪声中区分出来。

来自间歇信号发生器28的信号的周期频率通常为1.5Hz。该信号驱动噪声抑制电路26，使得它作为一个交替带通滤波器，来交替地通过或阻塞到来的BBS信号。这样离开噪声抑制电路的信号包含重复频率为1.5Hz的脉冲或脉冲群，换句话说，每分钟90次脉冲。

在离开噪声抑制电路后，BBS信号被送到第二放大器30。它将信号放大到一个合适的电平，使得警报器能够产生足够音量的听得见的信号。声音要求的音量取决于警报器所要使用的环境(即嘈杂还是安静的环境)，因此一个适当的放大器可以结合在警报器电路中。放大器30进一步包括一个“削波”电路，它的作用是“削去”由噪声抑制电路26产生的具有尖锐边缘的脉冲信号波形，它具有通过压缩波形中脉冲的尖角来增强声音能量的效果。这种对信号波形的重新整形使得放大器30工作得更有效率。

最后，放大过的信号被送到发出BBS的扬声器32。

理想地，扬声器32被设计为防水、防尘、防震，并且一般高度耐用，使得警报器安装到车辆上后它可以最优地长期工作。为此警报器优选的位置是被安装到车辆的外部，因此扬声器通常需要适应力强。

将齐纳二极管和进行放大、使带宽变窄以及削波结合起来，得到了能够有效率并有效果地从几个简单的元件生成、处理并发出高质量、能听得见的、可定位的声音的警报器，使得能够简单地制造出紧凑而廉价的安全设备。

图2中以框图形式所表示的警报器电路可以通过多种使用基本电子元件的方法来实现。图3表示了一种这样的实现方法，表明了形成电压调节器10、高压发生器18、信号发生器20、放大器22、带通滤波器24、带有削波电路30的第二放大器和扬声器32的电路的各部分。然而，本发明不受这种特定电路布局的局限。具有与图3中所示电路相同效果的其它电路也落在本发明的保护范围之内。

图4至6分别以截面图、前视图、部分切掉的后视图表示了安装在一个机壳内的警报器。

机壳34包括一个后壁36、侧壁38和一个前壁40。机壳可以由铸塑材料制成。包含电子警报电路的印刷电路板42安装在机壳34内。扬声器32紧靠着安装在电路板42旁边，也在机壳34之内，使得扬声器的锥体恰好位于前壁40之后。一根供电电缆44将电路板42和扬声器32连接到电源(例如汽车电池)，一根扬声器电缆46将电路板42与扬声器32相连接。在机壳之内提供了一个散热器47，以吸收并散发出由电路板42和扬声器32所产生的热量。在机壳内用环氧树脂48来填充从后壁36到扬声器锥体的前边缘的剩余空隙。这使得各部件安全地保持在其位置上，并使它们相隔离。前壁40形成多孔的格子形状，使得BBS可以由机壳34发出。法兰盘50由侧壁38伸出，并设置有螺丝孔52，以允许包含警报器16的机壳34固定在车辆外部。

具有优点地，当安装警报器的车辆挂倒档时，警报器自动地启动。这可以简单地通过将警报器适当地连接到车辆现有的配线上来实现(连接没有表示出来)。例如，警报器可以串联或并联地电气连接到现有的倒车灯上。可选地，可以为警报器设置一个单独的由司机操作的开关。

本发明也可以采用其他可选的实施例。例如，可以进一步为警报器设置一个灯，当警报器打开时这个灯就启动，使得警报器除了可以听得见的信号外还提供了可视的警报信号，所有这些都包含在一个单个的单元内。这样的装置可以设计为一个插入式模块，其中与车辆的电气连接为标准的灯泡接触方式，使得这种包含光和声的警报的模块可以简单地插入到现有的倒车灯灯泡插座之中。

而且，警报器可以改为随着BBS突发脉冲交替地产生单音调声音。当这种声音与警报器(alarms)和警报器(sirens)由于共同的周法而结合起来时，这样的声音对于将注意力吸引到可定义听得见的警报上来是非常有用的。这时听者可以利用BBS来定位警报声音的来源。

Claims (11)

1、一种用于车辆的倒车警报器，所述警报器包括：一个信号发生装置，所述信号发生装置包括一个齐纳二极管，用来产生宽带声音信号，

其中所述警报器还包括一个带宽变窄装置，用于在发出可以听得见的信号之前将宽带声音信号的带宽变窄，

其中听得见的宽带声音信号以突发脉冲群发出，

所述警报器还包括一个噪声抑制电路，它由间歇信号发生器所驱动，间歇信号发生器交替地阻塞和通过宽带声音信号，以产生声音的突发脉冲群，

所述警报器进一步包括一个削波电路，它将脉冲信号角进行压缩并重新整形。

2、根据权利要求1中所述的用于车辆的倒车警报器，其中带宽变窄装置包括一个带通滤波器。

3、根据权利要求1所述的用于车辆的倒车警报器，其中声音的突发脉冲群的重复频率基本为1.5Hz，即每分钟90次脉冲。

4、根据权利要求1中所述的用于车辆的倒车警报器，它由标准的12VDC或24V DC汽车电池来供电。

5、根据权利要求4中所述的用于车辆的倒车警报器，包括一个电压调节器，在供给电压以对倒车警报器供电之前，所述电压调节器用于调节来自电池的电压。

6、根据权利要求5中所述的用于车辆的倒车警报器，其中电压调节器产生基本为8V DC的电压。

7、根据权利要求1中所述的用于车辆的倒车警报器，包括一个扬声器，由该扬声器发出宽带声音。

8、根据权利要求7中所述的用于车辆的倒车警报器，其中扬声器为防水的。

9、根据权利要求1中所述的用于车辆的倒车警报器，其中警报器的元件安装在一个机壳内，该机壳适于安装在车辆外部。

10、根据权利要求1中所述的用于车辆的倒车警报器，进一步包括一个光源，当警报器在使用时，由该光源提供可视信号。

11、根据权利要求1中所述的用于车辆的倒车警报器，当车辆置于倒档时，安装在车辆上的警报器自动地启动。

Images