CN202106908U - 行人保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于纯电动汽车或混合动力汽车的行人保护装置，其包括发声单元和声音控制单元。声音控制单元能够接收环境噪声信号的噪声信号和接收车辆行驶状态信号，并且能够根据车辆行驶状态信号控制发声单元模拟声音、根据环境噪声信号控制发声单元音量。通过在电动车辆或混合驱动车辆上安装本实用新型的行人保护装置能够有效地扩大人们能够感知到电动车辆或混合动力车辆的靠近及其它有益效果，有效地减小了对行人造成人身威胁的安全隐患。

Description

行人保护装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种行人保护装置；更具体地说，本实用新型涉及一种适用于纯电动汽车或混合动力汽车的行人保护装置。

【背景技术】

当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，例如，其中最为严重的是排放废气污染环境，这引起了人们越来越高的重视。随着世界上对环境保护的呼声日益高涨，各种各样的电动汽车、混合动力汽车脱颖而出。世界上各汽车生产国以及主要的汽车制造厂商对电动汽车、混合动力汽车的尤为重视。

电动汽车是针对内燃发动机车辆提出来的概念。目前所说的电动汽车多是指纯电动汽车，它所采用的能源是蓄电池而不是汽油或柴油等石油产品。电动汽车利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车前进。可见，电动汽车无需再用内燃机，电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱。电能是二次能源，可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。

混合动力汽车(HEV)是指将电动机与内燃发动机装配在一辆汽车上选择性地提供驱动力或者同时提供驱动力。这种混合动力汽车既发挥了内燃发动机持续工作时间长、动力性好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处，取长补短，能够有效地改善汽车的热效率并且减少废气排放量。

然而，随着电动汽车和混合动力汽车的普及，当前面临的一个问题是，大家在享受低油耗、低噪声、低污染的同时，电动汽车的低噪声以及混合动力汽车在仅使用电力驱动情况下的低噪声恰恰由于不能及时提供声音警示而会对盲人、小孩甚至一般行人造成威胁；尤其是盲人，依赖听觉的盲人根本无法听到电动车逼近的声音，造成安全隐患。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于纯电动汽车或混合动力汽车的行人保护装置，从而改变纯电动汽车或混合动力汽车在电机驱动情况下由于低噪声而不能为行人提供足够的警示声音的情况，消除行人不能听到车辆逼近的声音或警示的安全隐患。

本实用新型通过以下技术方案解决了现有技术中存在的上述问题。

本实用新型提供了一种用于纯电动汽车或混合动力汽车的行人保护装置，其中，所述行人保护装置包括：

能够模拟声音的发声单元；

与所述发声单元连接的声音控制单元，所述声音控制单元具有：

用于接收车辆行驶状态信号的车辆行驶状态信号接收端；

用于接收环境噪声信号的噪声信号接收端；以及

根据所述车辆行驶状态信号控制所述发声单元以使其模拟声音并且根据所述环境噪声信号控制所述发声单元的音量的控制模块，

所述车辆行驶状态信号接收端和所述噪声信号接收端连接至所述控制模块。

通过在电动车辆或混合驱动车辆上安装本实用新型的上述行人保护装置，能够有效地扩大人们能够感知到电动车辆或混合动力车辆的靠近，有效地减小了对行人造成人身威胁的安全隐患。

可选地，在如前所述的行人保护装置中，所述车辆行驶状态信号接收端与用于检测所述车辆的行驶状态信息的车辆行驶状态信息传感器连接。

可选地，在如前所述的行人保护装置中，所述车辆行驶状态信息传感器选自车辆速度传感器、车辆制动传感器以及档位传感器。

可选地，在如前所述的行人保护装置中，所述噪声信号接收端与用于检测所述车辆的外部环境噪声的噪声检测单元连接。

可选地，在如前所述的行人保护装置中，所述噪声检测单元为全指向性麦克风。

可选地，在如前所述的行人保护装置中，所述发声单元包括：

设置在车辆前部、用于模拟发动机声音的第一发声器件；以及

设置在车辆后部、用于模拟语声的第二发声器件。

可选地，在如前所述的行人保护装置中，所述第一发声器件是前部为喇叭口形、后部为倒相式箱体的扬声器。

可选地，在如前所述的行人保护装置中，所述第二发声器件为平板式扬声器。

可选地，在如前所述的行人保护装置中，所述声音控制单元设置在车辆后备箱中。

可选地，在如前所述的行人保护装置中，所述声音控制单元与所述车辆的车内音响连接从而控制车内音响。

从以上可以看出，通过在电动车辆或混合驱动车辆上安装本实用新型的上述行人保护装置，提供了能够模拟声音的发声单元以及与发声单元相连的声音控制单元，声音控制单元通过用于接收车辆行驶状态信号的车辆行驶状态信号接收端接收车辆行驶状态信号、通过用于接收环境噪声信号的噪声信号接收端接收环境噪声信号，并且根据这些信号来控制发声单元的声音和音量。具体地说，声音控制单元能够根据车辆行驶状态信号控制发声单元的声音，即控制发声单元模拟的声音的种类(例如发动机不同运行状态的声音)；并且根据环境噪声信号控制发声单元的音量大小，以根据具体的环境情况和车辆行驶状态使发声单元发声，从而起到警示行人的作用。

由于这种行人保护装置的设计和性能预先考虑了汽车自身的行驶情况以及车辆所行驶的外部环境情况两个因素，所以能够更有效地起到警示所处道路环境中的行人的作用。例如，在车辆加速、持速、减速或倒车的情况下，发声单元的警示声音可以分别为模拟的传统车辆的在加速、持速、减速情况下的发动机声音或者可以为预先录制或合成好的语声，如“倒车，请注意”等；在车辆外部环境噪杂的路况情况下，行人保护装置的发声单元发出的警示声音升高。这样，能够扩大车辆附近人们感知到电动车辆或混合动力车辆的靠近及其它有益效果，有效地减小对行人造成人身威胁的安全隐患。

另外，通过将噪声检测单元设置成全指向性麦克风能够全方位、更有效地获取环境的噪声信息。通过将车辆前部的第一发声器件设置成前部呈喇叭口形而后部呈倒相式箱体的扬声器、将车辆后部的第二发声器件设置成平板式扬声器，不仅更加适于声音有针对性地向前或向后传播，还能够起到防水、防尘、防腐、防振以及有效发声等作用。

【附图说明】

参照附图，本实用新型的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在限制本实用新型的范围；附图也并非按比例进行绘制的。图中：

图1示意性地示出了根据本实用新型行人保护装置的结构框图；

图2示意性地示出了根据本实用新型的行人保护装置的一个实施方式的系统示意图，其中示出了该行人保护装置在车辆上的布置接线；以及

图3示意性地示出了根据本实用新型的行人保护装置的一个具体实施方式的结构框图。

部件及标号列表

1	发声单元
		2	声音控制单元
3	噪声检测单元
		4	扬声器

【具体实施方式】

下面参照附图详细地说明本实用新型的具体实施方式，这些说明仅是描述性、示例性的。另外，虽然在此对本实用新型的有限的具体实施方式进行了说明，但是应当了解，这些具体实施方式的其它等同或类似的变型和改型也将落入在本实用新型的保护范围内。

图1示意性地示出了根据本实用新型的行人保护装置的结构框图。从图中可以看出，这种行人保护装置包括发声单元和声音控制单元，并且发声单元与声音控制单元连接。声音控制单元具有车辆行驶状态信号接收端、噪声信号接收端以及控制模块，车辆行驶状态信号接收端和噪声信号接收端连接至控制模块。具体地，这种行人保护装置用于纯电动汽车或混合动力汽车以根据车辆行驶状态和车外环境噪声两个因素控制发声单元的发声。发声单元能够模拟声音，例如发动机的声音等。车辆行驶状态信号接收端用于接收车辆行驶状态信号；噪声信号接收端用于接收环境噪声信号；以及控制模块根据车辆行驶状态信号控制发声单元以使其模拟声音并且根据环境噪声信号控制发声单元的音量。

图2示意性地示出了根据本实用新型的行人保护装置的一个实施方式的系统示意图，其中示出了该行人保护装置在车辆上的布置接线。

从该系统框图中可以看出，根据本实施方式的用于纯电动汽车或混合动力汽车的行人保护装置包括能够模拟声音的发声单元1以及声音控制单元2。如图中所示，发声单元1包括设置在车辆前部发动机舱部位的第一发声器件与设置在车辆后部、车尾的车牌处的第二发声器件。这些器件可以为各种适当的扬声器。设置在前部的第一发声器件能够模拟发动机的声音，从而在车辆前行或启动时易于警示位于车辆前部或侧向前部的行人有车辆靠近，使他们能够及时地了解车辆的靠近；而设置在后部的第二发声器件能够在倒车时模拟出语声，例如“倒车，请注意”等，使得在倒车时能够警示位于车辆后面的行人或其它车辆。

声音控制单元2与发声单元1连接(例如，二者之间能够传输模拟信号以实现声音控制单元2对发声单元1的控制)，使得声音控制单元2能够有效地控制发声单元1的发声。声音控制单元2具有用于接收车辆行驶状态信号的车辆行驶状态信号接收端、用于接收环境噪声信号的噪声信号接收端(图2中未示出)以及根据车辆行驶状态信号控制发声单元1模拟声音、根据环境噪声信号控制发声单元1音量的控制模块(例如图3中的微处理器)，噪声信号接收端和车辆行驶状态信号接收端连接至控制模块。

在本实施方式中，声音控制单元2的噪声信号接收端与用于采集外部噪声并将其转换为环境噪声信号的噪声检测单元3连接。这样，噪声检测单元3检测车辆的外部环境噪声，将其转换成环境噪声模拟信号再通过声音控制单元2的噪声信号接收端传输给声音控制单元2中的控制模块(例如图3中的微处理器)，然后，声音控制单元2根据该噪声信号控制发声单元1的音量。例如，当检测到外部环境噪声大、比较噪杂时增大发声单元1的音量；当检测到外部环境噪声较小时则减小发声单元1的音量。在优选的实施方式中，噪声检测单元3可以设置为全指向性的麦克风，从而检测到来自车辆的各个方向的噪声，更有效地控制发声单元1的音量的调节。在本例中，噪声检测单元3设置在车辆的前部发动机舱处，但这并不是限制性的，在其它实施方式中，噪声检测单元3完全可以根据具体情况而设置在车辆的其它部位，用于全面地采集环境噪声，例如路噪、胎噪、风噪等环境噪声。

另外，声音控制单元2的用于接收车辆行驶状态信号的车辆行驶状态信号接收端可以与各种检测车辆行驶状态的传感器(未图示)连接，这些传感器可以包括车辆速度传感器、车辆制动传感器以及档位传感器等。这样，在车辆行驶过程中，这些传感器将车辆速度信号、车辆制动信号以及档位信号等通过车辆行驶状态信号接收端传输给声音控制单元2的控制模块(例如，图3中的微处理器)，声音控制单元2则根据这些车辆行驶状态信号控制发声单元1的声音。具体地，在声音控制单元2通过上述方式采集到不同的车辆状态信息时，控制发声单元使其模拟不同种类的内燃发动机的声音。发声单元所模拟的不同的声音可以包括传统内燃发动机怠速、持速、加速、减速等的声音；在有必要的情况下，该发声单元完全可以设置成一种发动机声音模拟单元，专门用来模拟发动机的声音，起到警告行人的作用。例如，在声音控制单元根据检测的车辆行驶状态信号判断为车辆在怠速状态时，使发声单元发出常规内燃发动机怠速时的声音；在声音控制单元根据检测的车辆行驶状态信号判断为车辆在加速行驶时，使发声单元发出常规内燃发动机加速时的声音；在声音控制单元根据检测的车辆行驶状态信号判断为车辆在持速行驶时，使发声单元发出常规内燃发动机持速时的声音；在声音控制单元根据检测的车辆行驶状态信号判断为车辆在减速行驶时，使发声单元发出常规内燃发动机减速时的声音。在声音控制单元采集到倒档信息的情况下还可以控制发声单元模拟出倒车提示音，例如发出“倒车，请注意”等语音提示。

在可选的实施方式中，车辆速度传感器可以为车辆轮速传感器，其采集车辆轮速信号并经过刹车防抱死系统控制模块处理后转换成脉冲宽度调制信号传送到声音控制单元；车辆制动信号可以例如从制动灯处获取信号；档位传感器则可以从换档杆处获取档位信号实现。这些传感器可以通过模拟信号线路连接到声音控制单元上相应的连接器从而可以由声音控制单元采集相应的信息。所属领域的技术人员在本实用新型的教示下，可以想到类似的其它车辆状态信息传感器及车辆状态信息，并且这些传感器的具体实现方式及车辆状态信息的形式也可以是多样的。

如图中可以看出，在优选的实施方式中，发声单元包括两个部分，一个是安装于车辆前部例如前舱的扬声器，主要用于模拟传统内燃发动机的怠速、持速、加速和减速等声音；另一个是安装在车辆后部例如后牌照位置的扬声器，主要用于模拟倒车时的提醒语声，例如“倒车，请注意”。这样设置的好处是声音有针对性地主要向前或向后传播，同时能够有利地控制对车辆驾驶和乘座舱内的声音干扰。在这种情况下，设置在车辆的前部及后部的发声单元应当满足耐温、防水、防尘、防腐蚀、抗振动和抗冲击等要求。在优选实施方式中，设置在车辆前部的发声单元可以为前部为喇叭口形、后部为倒相式箱体的扬声器以利于模拟发出发动机的声音，设置在车辆后部的发声单元可以为平板式扬声器。

前部发声单元的前部设计为喇叭口形，从而尽可能地提高辐射声阻，提高相同输入电功率的情况下获得更高的辐射声压。同时，设计成喇叭口形也是为了改善该发声单元的指向性，声音能够尽量往前180度指向，能量衰减也更少。发声单元设计成箱体的作用是为了保护扬声器部件能够最大限度不受到腐蚀、化学品以及水的影响，从而延长该发声单元使用的寿命。该发声单元设计为倒相箱更重要的作用是防止声音短路，同时通过倒相管的声学作用大大提高扬声器低频部分的还原能力；倒相管的作用是将扬声器后部的声音进行180度的反相位，有利于模拟以低频为主的传统汽油发动机的声音。

作为后部发声单元的扬声器主要是用于语声的重放，所以要求扬声器在语声重放时具有很好的清晰度和可懂度。基于上述的原因，后部的发声单元可以设置为轻薄化的平板扬声器。平板扬声器采用薄板的随机振动的发声原理。薄板的每个点发出的声音互不相干，辐射的中高频声音不会因为锥形盆的前腔效应而形成一定的指向性。正因为它的振膜是平板型的，无前腔效应，所以指向性不会受到振膜尺寸的限制，平板扬声器可以做的很小，中高频也不会受到影响。将平板扬声器安装于或牌照板上方，利用整块钣金对声音的传播产生一个比较均匀的声场。这样，驾驶者在倒车时可以通过发出提示语音对整个车后方的行人提出警示。

在可选的实施方式中，声音控制单元安装在电动车辆或混合驱动车辆的后备箱中，这样，其环境要求可以不像发声单元和噪声检测单元那么严格。另外，声音控制单元也可以同时与车辆内的扬声器4相连接，起到车内功放的作用以播放音乐等。例如，在图2中设置在车辆两侧位置的四个扬声器4即示意性的示出了车辆内部的扬声器。

通过上述的行人保护装置，行人能够在电动车车辆(或混合驱动车车辆的电驱动时)的行驶情况下感知到车辆靠近，同时行人能够感知到车辆靠近的距离比不加装上述行人保护装置增加了。例如，没有加装行人保护装置时3.5米才能感知到有车辆靠近的距离，在加装行人保护装置后能够达到传统的内燃发动机车辆的10米的距离。这样更便于行人及时避让，避免不必要的交通事故发生。同时，在该发声单元模拟传统内燃发动机的声音的情况下，声音更容易被行人识别和接受。

图3示意性地示出了根据本实用新型的行人保护装置的一个实施方式在车辆上的系统原理图。从图中能够更清楚地看出，行人保护装置包括发声单元和声音控制单元，声音控制单元与发声单元连接，声音控制单元具有用于接收车辆行驶状态信号的车辆行驶状态信号接收端、用于接收环境噪声信号的噪声信号接收端以及根据车辆行驶状态信号控制发声单元模拟声音、根据环境噪声信号控制发声单元音量的控制模块。车辆行驶状态信号接收端和噪声信号接收端通过声音控制单元内部的线路(如图中箭头所示)连接至控制模块。车辆行驶状态信号包括速度信号、倒车信号、制动信号、驻车信号、ACC信号、12V电源信号、Ground信号等。

从该系统框图中还可以看出，该实施方式中的行人保护装置的声音控制单元包括微处理器、数字信号处理器、模数转换器、数模转换器、电源控制器、放大器以及连接器等。该系统框图中具体地示出了声音控制单元所包括的各个单元之间以及与外部单元的连接关系，其中具有箭头的线条表示进行模拟或数字连接的模拟信号线路，箭头的指向则表示了信号的传输方向。

如上所述，参照附图对本实用新型的示例性具体实施方式进行了详细的说明，应当了解，本申请并非意在使这些具体细节来构成对本实用新型保护范围的限制。在各个具体实施方式中所采用的各个起到类似功能的部件可以互换从而重新组合成实质上等同的实施方式。在不背离根据本实用新型的精神和范围的情况下，可对示例性具体实施方式的结构和特征进行等同或类似的改变，这些改变将也落在本实用新型所附的权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于纯电动汽车或混合动力汽车的行人保护装置，

其特征是，所述行人保护装置包括：

能够模拟声音的发声单元；

与所述发声单元连接的声音控制单元，所述声音控制单元具有：

用于接收车辆行驶状态信号的车辆行驶状态信号接收端；

用于接收环境噪声信号的噪声信号接收端；以及

根据所述车辆行驶状态信号控制所述发声单元以使其模拟声音并且根据所述环境噪声信号控制所述发声单元的音量的控制模块，

所述车辆行驶状态信号接收端和所述噪声信号接收端连接至所述控制模块。

2.如权利要求1所述的行人保护装置，其特征是，所述车辆行驶状态信号接收端与用于检测所述车辆的行驶状态信息的车辆行驶状态信息传感器连接。

3.如权利要求2所述的行人保护装置，其特征是，所述车辆行驶状态信息传感器选自车辆速度传感器、车辆制动传感器以及档位传感器。

4.如权利要求1所述的行人保护装置，其特征是，所述噪声信号接收端与用于检测所述车辆的外部环境噪声的噪声检测单元连接。

5.如权利要求4所述的行人保护装置，其特征是，所述噪声检测单元为全指向性麦克风。

6.如权利要求1至5中任一项所述的行人保护装置，其特征是，所述发声单元包括：

设置在车辆前部、用于模拟发动机声音的第一发声器件；以及设置在车辆后部、用于模拟语声的第二发声器件。

7.如权利要求6所述的行人保护装置，其特征是，所述第一发声器件是前部为喇叭口形、后部为倒相式箱体的扬声器。

8.如权利要求6所述的行人保护装置，其特征是，所述第二发声器件为平板式扬声器。

9.如权利要求1至5中任一项所述的行人保护装置，其特征是，所述声音控制单元设置在车辆后备箱中。

10.如权利要求1至5中任一项所述的行人保护装置，其特征是，所述声音控制单元与所述车辆的车内音响连接从而控制车内音响。

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