CN113873400A - 一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置，包括：握力传感器，握力传感器集成在方向盘把圈内，用于检测施加在方向盘把圈上的握力；A/D转换器，与握力传感器电性连接，用于把握力传感器采集的模拟信号转换为数字信号；控制器，与A/D转换器和喇叭电性相连，用于将检测的握力传感器经A/D转换器转换的数字信号，并根据所述数字信号发出指令，控制喇叭发声的大小；本发明的喇叭集成设计将喇叭触发结构隐藏于把圈内，降低了方向盘和气囊之间的匹配难度，而且提升了驾驶员操作的方便性，通过握力传感器、控制器以及信号处理器对喇叭音量进行控制，根据外部情况控制喇叭音量大小，降低了噪声污染和扰民，符合环保理念。

Description

一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置以及方法

技术领域

本发明属于汽车喇叭技术领域，具体涉及一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置以及方法。

背景技术

喇叭是人们驾驶车辆时常用的一种提醒装置。目前最普遍的喇叭结构是在方向盘气囊上安装喇叭触点，通过时钟弹簧连接到汽车外置喇叭上，当驾驶员需要提醒车外行人或车辆的情况下按下方向盘气囊，喇叭线路导通产生鸣笛。但是现有的喇叭触发结构还存在以下不足：1、通常喇叭触点之间设计为3mm间隙，在冬季驾乘人员鞋上会粘有积雪，随着驾驶室内温度升高容易产生水蒸气，当熄火停车后温度降低，在喇叭触点处水蒸气形成结晶，当再次驾驶按气囊时会导致喇叭不响的情况；2、喇叭触发需要按压气囊向下移动，从而设计时气囊与方向盘开关之间会留有间隙，容易导致内部结构被看穿影响美观性；3、气囊按压力是通过集成在气囊上的弹簧控制，弹簧力太大则会导致使用不舒适，而弹簧力太小则在车辆颠簸时气囊由于重力上下震动导致喇叭误触发。因此现有喇叭结构形式需要进一步完善。

目前，噪声的危害已列为城市环境污染的三大公害之一，而由于汽车喇叭产生的噪声也越来越受到人们的关注，甚至部分区域已经设置禁止鸣笛的标识，因此汽车喇叭的音量需要进一步控制。喇叭声音过高，会影响周围人们的工作、学习，喇叭声音过低，则起不到提醒的作用。当需要提醒车辆附近的行人时，需要较小的音量，否则会对其产生惊吓。现有的汽车喇叭结构无法调节喇叭音量，从而产生噪声污染。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种集成在方向盘把圈上的音量可控制喇叭装置，该发明特征在于方向盘把圈上集成了喇叭触发机构，当驾驶员握力达到阈值时即可触发喇叭，随着握力的增大喇叭声音随之增大。这样不仅提升了驾驶员使用喇叭装置的方便性，而且在不同的环境下根据需求可以控制喇叭的音量，降低噪声污染。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置，包括：

握力传感器，所述握力传感器集成在方向盘把圈内，用于检测施加在方向盘把圈上的握力；

A/D转换器，与所述握力传感器电性连接，用于把握力传感器采集的模拟信号转换为数字信号；

控制器，与所述A/D转换器和喇叭电性相连，用于接收并检测握力传感器经A/D转换器转换的数字信号，并根据所述数字信号发出指令，控制喇叭发声的大小。

进一步地，所述握力传感器为线型盘绕在方向盘把圈骨架上，外层由蒙皮进行包覆。

进一步地，还包括时钟弹簧和信号处理器，所述时钟弹簧与所述握力传感器电性连接，所述时钟弹簧与所述控制器电性连接；所述信号处理器与所述控制器电性连接，所述信号处理器与所述喇叭电性连接。

进一步地，所述握力传感器包括第一握力传感器和第二握力传感器，所述A/D转换器包括第一A/D转换器和第二A/D转换器；所述第一握力传感器和第一A/D转换器电性连接，所述第二握力传感器和第二A/D转换器电性连接，所述第一A/D转换器和第二A/D转换器均与所述时钟弹簧电性连接，所述第一握力传感器设置于方向盘正位时左半把圈区域，所述第二握力传感器设置于方向盘正位时右半把圈区域。

进一步地，根据所述握力传感器匹配喇叭的音量使用模式，其中所述使用模式包括高分贝模式、中分贝模式和低分贝模式；所述第一握力传感器发出握力信号而第二握力传感器不发出握力信号，通过所述控制器控制喇叭的低分贝模式发声；所述第二握力传感器发出握力信号而第一握力传感器不发出握力信号，通过所述控制器控制喇叭的中分贝模式发声；所述第一握力传感器和第二握力传感器同时发出握力信号所述控制器发出信号通过所述控制器控制喇叭的高分贝模式发声。

进一步地，所述握力传感器握力设置多个阈值，根据所述阈值从小到大将握力分为多个握力区间，每个握力区间对应一个喇叭音量，所述喇叭音量大小的顺序与所述握力区间的大小顺序相对应；所述阈值数不少于一个。

进一步地，还包括音量调节模块，所述音量调节模块可根据环境噪声大小自动调节喇叭音量，所述音量调节模块可关闭自动调节开启手动调节。

进一步地，一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的方法，包括：

根据所述握力传感器匹配喇叭的音量使用模式，其中所述使用模式包括高分贝模式、中分贝模式和低分贝模式；

信息检测为高分贝模式时，发出指令，开启高分贝模式；

信息检测为中分贝模式时，发出指令，开启中分贝模式；

信息检测为低分贝模式时，发出指令，开启低分贝模式。

进一步地，所述握力传感器握力设置多个阈值，根据所述阈值从小到大将握力分为多个握力区间，每个握力区间对应一个喇叭音量，所述喇叭音量大小的顺序与所述握力区间的大小顺序相对应；所述阈值数不少于一个；每种音量使用模式都由上述所述喇叭音量设置方式组成。

进一步地，判定不同使用模式下音量控制的方法包括：

采集握力传感器握力强度信息；

设置握力强度阈值；

所述握力强度阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于第三阈值；

将不同的使用模式下喇叭发出的声音分为第一音量、第二音量和第三音量，所述第一音量大于第二音量，所述第二音量大于第三音量；

当采集的所述握力强度信息高于所述第一阈值时，判定为所述第一音量；

当采集的所述握力强度信息处于所述第一阈值与所述第二阈值之间时，判定为所述第二音量；

当采集的所述握力强度信息处于所述第二阈值与所述第三阈值之间时，判定为所述第三音量；

当采集的所述握力强度信息低于所述第三阈值时，判定喇叭不发出声音。

进一步地，根据周围环境噪声自动调整的修正系数，修正系数乘以所述使用模式下的音量得到实际输出音量，所述自动调整可设置为手动调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的喇叭集成设计，将喇叭触发结构隐藏，降低了方向盘和气囊之间的匹配难度，而且提升了驾驶员操作的方便性。

2、本发明通过握力传感器、控制器以及信号处理器对喇叭音量进行控制，驾驶员可根据外部情况控制喇叭音量大小，从而降低了噪声污染和扰民，符合环保理念。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的系统构成示意图；

图2为本发明把圈结构示意图；

图3为本发明握力传感器示意图；

图4为本发明结构示意图；

图5为判定所述使用模式的方法步骤示意图。

图中：100、方向盘把圈；200、时钟弹簧；300、控制器；400、信号处理器；500、喇叭；600、A/D转换器；700、音量调节模块；110、方向盘把圈骨架；120、握力传感器；130、方向盘把圈蒙皮；121、第一握力传感器；122、第二握力传感器；610、第一A/D转换器；620、第二A/D转换器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和效果更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照说明书附图，本发明提供的一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置，包括：

如图1和2所示，握力传感器120，所述握力传感器集成在方向盘把圈100内，用于检测施加在方向盘把圈100上的握力；A/D转换器600，与所述握力传感器120电性连接，用于把握力传感器120采集的模拟信号转换为数字信号；控制器400，与所述A/D转换器600和喇叭500电性相连，用于接收并检测握力传感器120经A/D转换器600转换的数字信号，并根据所述数字信号发出指令，控制喇叭500发出的声音大小。

优选地，所述握力传感器120为线型盘绕在方向盘把圈骨架110上，外层由方向盘把圈蒙皮130进行包覆。

优选地，还包括时钟弹簧200和信号处理器400，所述时钟弹簧200与所述握力传感器120电性连接，所述时钟弹簧200与所述控制器300电性连接，时钟弹簧200又叫旋转连接器，是用来连接方向盘的开关按钮与控制单元的线束；所述信号处理器400与所述控制器300电性连接，所述信号处理器400与所述喇叭500电性连接。

如图3和4所示，优选地，所述握力传感器120包括第一握力传感器121和第二握力传感器122，所述A/D转换器600包括第一A/D转换器610和第二A/D转换器620；所述第一握力传感器121和第一A/D转换器610电性连接，所述第二握力传感器122和第二A/D转换器620电性连接，所述第一A/D转换器610和第二A/D转换器620均与所述时钟弹簧200电性连接，所述第一握力传感器121设置于方向盘正位时左半把圈区域，所述第二握力传感器122设置于方向盘正位时右半把圈区域，本装置同时使用两个握力传感器是为了能够更精确地控制喇叭500输出音量。

优选地，根据所述握力传感器120匹配喇叭500的音量使用模式，本实施例中优选地将喇叭500的音量设置为7个等级从低到高不同分贝的音量，其中所述使用模式包括高分贝模式、中分贝模式和低分贝模式；高分贝模式对应最高分贝音量的7级，中分贝模式对应4-6级中分贝音量，低分贝模式对应1-3级低分贝音量；所述第一握力传感器121发出握力信号而第二握力传感器122不发出握力信号时，通过所述控制器300控制喇叭100的低分贝模式发声；所述第二握力传感器122发出握力信号而第一握力传感器121不发出握力信号时，通过所述控制器300控制喇叭500的中分贝模式发声；所述第一握力传感器121和第二握力传感器122同时发出握力信号时，通过所述控制器300控制喇叭500的高分贝模式发声。

所述握力传感器120握力设置多个阈值，所述喇叭500的音量使用模式设置多个阈值，所述喇叭500的音量使用模式设置的多个阈值与所述握力传感器120设置的多个阈值相对应；比如第一握力传感器121对应的是低分贝模式，设置第一握力传感器121握力的第一阈值、第二阈值和第三阈值，第一阈值小于第二阈值，第二阈值小于第三阈值，当第一握力传感器121检测的握力小于第一阈值时喇叭不发出声音，当第一握力传感器121检测的握力大于第一阈值并小于第二阈值时喇叭发出1级低分贝音量，当第一握力传感器121检测的握力大于第二阈值并小于第三阈值时喇叭发出2级低分贝音量，当第一握力传感器121检测的握力大于第三阈值时发出3级低分贝音量，根据需要也可以设置多个阈值从而可以设置更多等级的不同分贝音量；

同样的第二握力传感器122对应的是低分贝模式，设置第二握力传感器122握力的第一阈值、第二阈值和第三阈值，第一阈值小于第二阈值，第二阈值小于第三阈值，当第二握力传感器122检测的握力小于第一阈值时喇叭不发出声音，当第二握力传感器122检测的握力大于第一阈值并小于第二阈值时喇叭发出4级低分贝音量，当第二握力传感器122检测的握力大于第二阈值并小于第三阈值时喇叭发出5级低分贝音量，当第二握力传感器122检测的握力大于第三阈值时发出6级低分贝音量，根据需要也可以设置多个阈值从而可以设置更多等级的不同分贝音量；

第一握力传感器121和第二握力传感器122同时发出握力信号所述控制器300发出信号通过所述控制器300控制喇叭500的高分贝模式发声，因为高分贝音量使用频率较低，因此本实施例仅设置了一个7级高分贝音量，但如果需要也可以根据两个握力传感器不同的握力组合设置多个高分贝音量级数。

优选地，还包括音量调节模块700，所述音量调节模块700可根据环境噪声自动调节喇叭音量，所述音量调节模块700可关闭自动调节开启手动调节；如果在嘈杂的环境可能设置的音量不能达到提醒的效果，因此设置音量调节模块700，通过环境噪声的反馈来自动调节来提高喇叭500不同级数音量的分贝，而在安静的环境比如生活小区内，则通过自动调节适当的降低喇叭不同级数音量的分贝，不打扰居民，如有必要可以关闭自动调节功能开启手动模式来手动调节各个不同级数音量的大小。

优选地，一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的方法，包括：

根据所述握力传感器120匹配喇叭500的音量使用模式，其中所述使用模式包括高分贝模式、中分贝模式和低分贝模式；

信息检测为高分贝模式时，发出指令，开启高分贝模式；

信息检测为中分贝模式时，发出指令，开启中分贝模式；

信息检测为低分贝模式时，发出指令，开启低分贝模式；

因为握力大小很难做到精确地控制，为了解决此问题优选地将使用模式分为三种模式分别为高分贝模式、中分贝模式和低分贝模式，每种模式对应不同的握力传感器以及不同握力传感器的组合，这样可以更加准确地发出低分贝音量、中度分贝音量和低分贝音量；本实施例中优选地，由第一握力传感器121匹配低分贝模式，第二握力传感器122匹配中分贝模式，由第一握力传感器121和第二握力传感器122共同作用来匹配高分贝模式。

如图5所示，优选地，判定所述使用模式的方法步骤包括：

S100，采集握力传感器120握力强度信息；

S200，设置握力强度阈值；

S300，所述握力强度阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于第三阈值；

S400，将不同的使用模式喇叭发出的声音分为不发声、第一音量、第二音量和第三音量，所述第一音量大于第二音量，所述第二音量大于第三音量；

S500，当采集的所述握力强度信息高于所述第一阈值时，判定为所述第一音量；

S600，当采集的所述握力强度信息处于所述第一阈值与所述第二阈值之间时，判定为所述第二音量；

S700，当采集的所述握力强度信息处于所述第二阈值与所述第三阈值之间时，判定为所述第三音量；

S800、当采集的所述握力强度信息低于第三阈值时，喇叭500不发声音；

以第一握力传感器121为例，第一握力传感器121对应的是喇叭500的低分贝模式，设置第一握力传感器121握力的第一阈值、第二阈值和第三阈值，第一阈值小于第二阈值，第二阈值小于第三阈值，当第一握力传感器121检测的握力小于第一阈值时喇叭不发出声音，当第一握力传感器121检测的握力大于第一阈值并小于第二阈值时喇叭发出1级低分贝音量，当第一握力传感器121检测的握力大于第二阈值并小于第三阈值时喇叭发出2级低分贝音量，当第一握力传感器121检测的握力大于第三阈值时发出3级低分贝音量，根据需要也可以设置多个阈值从而可以设置更多等级的不同分贝音量；

优选地，根据周围环境噪声自动调整的修正系数，修正系数乘以所述使用模式下的音量得到实际输出音量，所述自动调整可设置为手动调整。

下面通过实施例具体的阐述喇叭触发及音量控制过程：

在驾驶员需要向外部发出较小声音的提醒需求时，驾驶员左手握紧方向盘把圈100，集成在方向盘把圈100上的右侧第一握力传感器121接收到握力感应的虚拟信号，通过第一A/D转换器将虚拟握力信号转换为数字信号传输到控制器300，控制器300先识别该信号值是否超过最小阈值，若未达到最小阈值，则信号终止；若超过最小阈值，经过计算将握力值转换为相应的压力层级(1-3级)信号，并将该信号传递到信号处理器400；信号处理器400将接收到的信号转换为相应等级的电信号，并触发喇叭500。

在驾驶员需要向外部发出中等声音的提醒需求时，驾驶员右手握紧方向盘把圈100，集成在方向盘把圈100上的左侧第二握力传感器122接收到握力感应的虚拟信号，通过第二A/D转换器122将虚拟握力信号转换为数字信号传输到控制器300，控制器300先识别该信号值是否超过阈值，若未达到阈值，则信号终止；若超过阈值，经过计算将握力值转换为相应的压力层级(4-6级)信号，并将该信号传递到信号处理器400；信号处理器400将接收到的信号转换为相应等级的电信号，并触发喇叭。

在驾驶员需要向外部发出更大的声音提醒需求时，驾驶员左手和右手同时握紧方向盘把圈100，集成在方向盘把圈100上的左侧和右侧握力传感器120接收到握力感应，会将握力信号传输到控制器300，控制器300先识别该压力信号值是否超过阈值，若未达到阈值，则信号终止；若超过阈值，经过计算将握力值转换为相应的压力层级(7级)信号，并将该信号传递到信号处理器400；信号处理器400将接收到的压力信号转换为相应等级的电信号，并触发喇叭500。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置，其特征在于，包括：

握力传感器，所述握力传感器集成在方向盘把圈内，用于检测施加在方向盘把圈上的握力；

A/D转换器，与所述握力传感器电性连接，用于把握力传感器采集的模拟信号转换为数字信号；

控制器，与所述A/D转换器和喇叭电性相连，用于接收并检测握力传感器经A/D转换器转换的数字信号，并根据所述数字信号发出指令，控制喇叭发声的大小。

2.根据权利要求1所述的一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置，其特征在于，还包括时钟弹簧和信号处理器，所述时钟弹簧与所述握力传感器电性连接，所述时钟弹簧与所述控制器电性连接；所述信号处理器与所述控制器电性连接，所述信号处理器与所述喇叭电性连接；所述握力传感器为线型盘绕在方向盘把圈骨架上，外层由蒙皮进行包覆。

3.如权利要求1或2所述的一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置，其特征在于，所述握力传感器包括第一握力传感器和第二握力传感器，所述A/D转换器包括第一A/D转换器和第二A/D转换器；所述第一握力传感器和第一A/D转换器电性连接，所述第二握力传感器和第二A/D转换器电性连接，所述第一A/D转换器和第二A/D转换器均与所述时钟弹簧电性连接，所述第一握力传感器设置于方向盘正位时左半把圈区域，所述第二握力传感器设置于方向盘正位时右半把圈区域。

4.如权利要求3所述的一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置，其特征在于，根据所述握力传感器匹配喇叭的音量使用模式，其中所述使用模式包括高分贝模式、中分贝模式和低分贝模式；所述第一握力传感器发出握力信号而第二握力传感器不发出握力信号时，通过所述控制器控制喇叭的低分贝模式发声；所述第二握力传感器发出握力信号而第一握力传感器不发出握力信号时，通过所述控制器控制喇叭的中分贝模式发声；所述第一握力传感器和第二握力传感器同时发出握力信号所述控制器发出信号通过所述控制器控制喇叭的高分贝模式发声。

5.如权利要求3所述的一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置，其特征在于，所述握力传感器握力设置多个阈值，根据所述阈值从小到大将握力分为多个握力区间，每个握力区间对应一个喇叭音量，所述喇叭音量大小的顺序与所述握力区间的大小顺序相对应；所述阈值数不少于一个。

6.根据权利要求1所述的一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的装置，其特征在于，还包括音量调节模块，所述音量调节模块与所述控制器电性连接，所述音量调节模块可根据环境噪声大小自动调节喇叭音量，所述音量调节模块可关闭自动调节开启手动调节。

7.一种集成在方向盘把圈上可控制喇叭音量的方法，其特征在于，包括：

根据所述握力传感器匹配喇叭的音量使用模式，其中所述使用模式包括高分贝模式、中分贝模式和低分贝模式；

信息检测为高分贝模式时，发出指令，开启高分贝模式；

信息检测为中分贝模式时，发出指令，开启中分贝模式；

信息检测为低分贝模式时，发出指令，开启低分贝模式。

8.根据权利要求7所述的一种集成在方向盘把圈上的喇叭音量可控制的方法，其特征在于，所述握力传感器握力设置多个阈值，根据所述阈值从小到大将握力分为多个握力区间，每个握力区间对应一个喇叭音量，所述喇叭音量大小的顺序与所述握力区间的大小顺序相对应；所述阈值数不少于一个；每种音量使用模式都由上述所述喇叭音量设置方式组成。

9.根据权利要求8所述的一种集成在方向盘把圈上的喇叭音量可控制的方法，其特征在于，判定不同使用模式下音量控制的方法包括：

采集握力传感器握力强度信息；

设置握力强度阈值；

所述握力强度阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第二阈值大于第三阈值；

将不同的使用模式下喇叭发出的声音分为第一音量、第二音量和第三音量，所述第一音量大于第二音量，所述第二音量大于第三音量；

当采集的所述握力强度信息高于所述第一阈值时，判定为所述第一音量；

当采集的所述握力强度信息处于所述第一阈值与所述第二阈值之间时，判定为所述第二音量；

当采集的所述握力强度信息处于所述第二阈值与所述第三阈值之间时，判定为所述第三音量；

当采集的所述握力强度信息低于所述第三阈值时，判定喇叭不发出声音。

10.根据权利要求7-9所述的一种集成在方向盘把圈上的喇叭音量可控制的方法，其特征在于，根据周围环境噪声自动调整的修正系数，修正系数乘以所述使用模式下的音量得到实际输出音量，所述自动调整可设置为手动调整。

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