專利名稱：倒車警報器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的倒車警報器。
人們普遍認識到，如果車輛安裝了某種形式的警報器將會使安全性大大提高，當車輛倒車時這種警報器能對人們發(fā)出警報。這適用于多種車輛，包括小汽車、箱式貨車、載重卡車和公共汽車，以及輕型與重型的機動設備，如拖拉機、叉車、推土機和裝載機。
這樣的警報器在車輛置于倒檔時一般以光和/或聽得見的聲音的形式來工作。理想地，該警報器自動地通過倒檔來啟動。先前所提出的警報器將光和聲音結合起來，使得即使看不到車輛或者人沒有去看它時也能夠知道車輛正在倒車，而且視覺受損和聽覺受損的人士也可以察覺車輛倒車。
先前所提出的警報器使用了單音調聲音，這種聲音可以以脈沖形式產(chǎn)生嘟嘟響的效果，或者以緊急車輛上的警報器的方式掃過一個預定的頻率范圍。雖然這種裝置在識別警報上是有效的，其部分原因是由于為該目的而普遍使用這樣的聲音，使用具有這種特點的警報器有其缺點。
人類大腦很難定位這種包含一個單頻或只有幾個頻率的聲音源。因此，已知的倒車警報器將警告人們附近有車輛在倒車，但是不能為車輛的位置提供什么指示。當車輛在視野中不可見時，例如車輛被建筑物、其他的行人車輛、或倉庫的箱子所遮蔽，或者考慮到行人可能視力不好，這明顯是一個很大的問題。這樣使人們采取適當?shù)亩惚苄袨榈木婢蜎]有希望的那么強。
本發(fā)明的目的是克服上述缺點。
據(jù)此本發(fā)明涉及一種用于車輛的倒車警報器，它在使用中產(chǎn)生包含寬帶聲音(BBS)的可聽見的信號，該警報器包括一個信號發(fā)生裝置，以產(chǎn)生寬帶聲音信號，還包括帶寬變窄裝置，使得寬帶聲音信號的帶寬在發(fā)出聽得見的信號之前變窄。已知人類的耳朵和大腦能夠這樣處理BBS，即察覺噪聲的位置，但是對于只包含一個或幾個頻率的聲音則不可能做到。利用BBS來方便進行聲音源定位的普通用途已經(jīng)在GB2303235和GB2318662中公開。聽者對于由正在倒車的車輛所發(fā)出的警報聲音的定位能力大大提高了倒車安全警報器的作用，即使在不能清楚地看到車輛的環(huán)境下也可以很容易地察覺正在倒車的車輛的位置。
人類的耳朵需要BBS的多頻率特征來定位噪聲源，但是為此并不需要跨越整個人類聽覺范圍的頻率。因此，可以舍棄一些帶寬而不會影響警報器的工作。這樣做很有用，警報器的其余電子元件不需要很高的帶寬處理能力，這樣可以節(jié)約成本。具有優(yōu)點地，帶寬變窄裝置包括一個帶通濾波器。
優(yōu)選地，聽得見的BBS信號以突發(fā)脈沖群(pulsed burst)發(fā)出。
具有優(yōu)點地，警報器包括一個噪聲抑制電路(muting circuit)，它由間歇信號發(fā)生器(intermittent signal generator)所驅動，該信號發(fā)生器交替地阻塞和通過BBS信號，以產(chǎn)生聲音的突發(fā)脈沖群。脈沖式的聲音比連續(xù)的聲音更容易從背景噪聲中區(qū)分出來，這樣聽者能夠更容易地察覺他們聽到了警報。
優(yōu)選地，警報器進一步包括一個削波電路(clipper circuit)，它將脈沖信號角進行壓縮并將其重新整形。由噪聲抑制電路所產(chǎn)生的脈沖信號具有尖銳的脈沖角，這種脈沖信號的重新整形使得后面的信號放大更有效率。
優(yōu)選地，聲音突發(fā)脈沖的重復頻率大致為1.5Hz(每分鐘90次脈沖)。
具有優(yōu)點地，信號發(fā)生裝置包括一個齊納二極管。齊納二極管很小并且很緊湊，它產(chǎn)生BBS的良好的頻譜。
在一種優(yōu)選實施例中，警報器由一個標準的12V DC或24V DC汽車電池來供電。因此不需要為警報器提供專用電源，因為它可以連接到車輛現(xiàn)有的電池上。
具有優(yōu)點地，警報器包括一個電壓調節(jié)器，它用于在施加電壓為倒車警報器供電之前對來自電池的電壓進行調節(jié)。優(yōu)選地，電壓調節(jié)器產(chǎn)生基本為8V DC的電壓。因而電壓調節(jié)器保護警報器不受電池功率波動的影響。
優(yōu)選地，警報器包括一個揚聲器，從該揚聲器中發(fā)出BBS，并且優(yōu)選地，揚聲器是防水的。由于警報器很可能被安裝在車輛的外部，因此揚聲器具有足夠的適應力以抵御嚴酷的外界環(huán)境是很重要的。
在一個優(yōu)選的實施例中，警報器的元件安裝在一個適于裝配在車輛外部的機殼中。這種設置提供了一種簡單的整體式(all-in-one)單元，它可以容易地并迅速地安裝到車輛上。
警報器也可以包括一個光源，當使用警報器時它提供了可視信號。這樣提供了一個額外的報警裝置，也允許警報器與現(xiàn)有的倒車燈功能結合起來。
具有優(yōu)點地，當警報器安裝到車輛上時，當車輛置于倒檔時它可以自動啟動。這意味著需要進行倒車動作時總是可以使用該警報器，而它的操作不取決于車輛的司機是否記得打開它。
現(xiàn)在參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的車輛倒車警報器的例子，其中

圖1表示了用于對本發(fā)明所述的警報器供電的電壓調節(jié)器的框圖；圖2表示了本發(fā)明所述的警報器的電子元件框圖；圖3是圖2中所示電子元件的電路圖；圖4表示了包含這樣的警報器的機殼的截面圖；圖5表示了圖4所示的機殼的前視圖；圖6表示了圖4所示的機殼部分切掉的后視圖。
圖1表示了電壓調節(jié)器10的框圖，它具有以12表示的輸入，以及以14表示的輸出。從一個標稱電壓為12V DC或者可能為24V DC的標準汽車電池得到輸入電壓。電壓調節(jié)器10接收可以根據(jù)電池的條件在例如9V DC和28V DC之間變化的輸入電壓，對其進行調節(jié)并使其穩(wěn)定，以產(chǎn)生大約8V DC的輸出電壓。該輸出電壓用于對本發(fā)明所述的倒車警報器供電。這樣警報器由車輛現(xiàn)有的普通電池供電，而不需要附加的電源。
圖2以框圖的形式表示了本發(fā)明所述的警報器16的一種實施例。該框圖描述了電子電路的各種不同的元件。
該電路由來自電壓調節(jié)器10的8V DC電源供電，該電壓被送入每個方框中(連接沒有表示出來)。
高壓發(fā)生器18產(chǎn)生15至20V DC的電壓。信號發(fā)生器20由這一電壓供電。信號發(fā)生器20產(chǎn)生BBS信號。使用一個齊納二極管來產(chǎn)生該信號。然后BBS信號被送到放大器22，然后送到帶通濾波器24。
由間歇信號發(fā)生器28所驅動的噪聲抑制電路26接收來自帶通濾波器24的信號。然后該信號在送到揚聲器32之前，被送到第二放大器30和削波電路，該揚聲器發(fā)出BBS信號作為聽得見的聲音。
警報器的操作如下當警報器16啟動時，電路被接通。信號發(fā)生器20內的齊納二極管產(chǎn)生BBS信號。由高壓發(fā)生器18所提供的15至20V DC提供了齊納二極管的最佳性能，使BBS信號最大。
BBS信號被送到放大器22，在那里它被放大到可以由警報器電路的其它元件所處理的電平值。通過這種方法，可以使用更標準的非專用的電子元件，這樣減少了成本和電路的復雜度。
然后放大的BBS信號被送到帶通濾波器24。帶通濾波器24用來濾除信號中最高和最低的頻率，即它通過中頻。通過這種方法，BBS信號的帶寬變窄了。由齊納二極管產(chǎn)生的BBS信號的帶寬非常寬，包含聽得見的警報中未用到的頻率，因為它們對普通人耳的聽力來講過高或過低。因此這些分量可以被濾除，而不會影響B(tài)BS的質量。同樣，減小BBS頻率的帶寬使之比人類聽力的帶寬略小一些也不會對聽者定位BBS源的能力產(chǎn)生特別的負面影響。因此，可以進一步從信號中濾除一些分量，這也不會降低警報器的實用性。使帶寬變窄的優(yōu)點在于警報器的其余元件不需要具有很高的帶寬處理能力；信號可以由較低性能的元件來有效處理。
間歇信號發(fā)生器28產(chǎn)生的信號被送到噪聲抑制電路26。噪聲抑制電路的目的是調節(jié)BBS信號，使得警報器可以產(chǎn)生BBS的間歇脈沖群或脈沖。對于警報器來講，間歇的、有規(guī)律的、脈沖的聲音比連續(xù)的聲音更有用，因為聽者更容易察覺它，將這種聲音作為一種警報，并可以更容易將它從背景噪聲中區(qū)分出來。
來自間歇信號發(fā)生器28的信號的周期頻率通常為1.5Hz。該信號驅動噪聲抑制電路26，使得它作為一個交替帶通濾波器，來交替地通過或阻塞到來的BBS信號。這樣離開噪聲抑制電路的信號包含重復頻率為1.5Hz的脈沖或脈沖群，換句話說，每分鐘90次脈沖。
在離開噪聲抑制電路后，BBS信號被送到第二放大器30。它將信號放大到一個合適的電平，使得警報器能夠產(chǎn)生足夠音量的聽得見的信號。聲音要求的音量取決于警報器所要使用的環(huán)境(即嘈雜還是安靜的環(huán)境)，因此一個適當?shù)姆糯笃骺梢越Y合在警報器電路中。放大器30進一步包括一個“削波”電路，它的作用是“削去”由噪聲抑制電路26產(chǎn)生的具有尖銳邊緣的脈沖信號波形，它具有通過壓縮波形中脈沖的尖角來增強聲音能量的效果。這種對信號波形的重新整形使得放大器30工作得更有效率。
最后，放大過的信號被送到發(fā)出BBS的揚聲器32。
理想地，揚聲器32被設計為防水、防塵、防震，并且一般高度耐用，使得警報器安裝到車輛上后它可以最優(yōu)地長期工作。為此警報器優(yōu)選的位置是被安裝到車輛的外部，因此揚聲器通常需要適應力強。
將齊納二極管和進行放大、使帶寬變窄以及削波結合起來，得到了能夠有效率并有效果地從幾個簡單的元件生成、處理并發(fā)出高質量、能聽得見的、可定位的聲音的警報器，使得能夠簡單地制造出緊湊而廉價的安全設備。
圖2中以框圖形式所表示的警報器電路可以通過多種使用基本電子元件的方法來實現(xiàn)。圖3表示了一種這樣的實現(xiàn)方法，表明了形成電壓調節(jié)器10、高壓發(fā)生器18、信號發(fā)生器20、放大器22、帶通濾波器24、帶有削波電路30的第二放大器和揚聲器32的電路的各部分。然而，本發(fā)明不受這種特定電路布局的局限。具有與圖3中所示電路相同效果的其它電路也落在本發(fā)明的保護范圍之內。
圖4至6分別以截面圖、前視圖、部分切掉的后視圖表示了安裝在一個機殼內的警報器。
機殼34包括一個后壁36、側壁38和一個前壁40。機殼可以由鑄塑材料制成。包含電子警報電路的印刷電路板42安裝在機殼34內。揚聲器32緊靠著安裝在電路板4 2旁邊，也在機殼34之內，使得揚聲器的錐體恰好位于前壁40之后。一根供電電纜44將電路板42和揚聲器32連接到電源(例如汽車電池)，一根揚聲器電纜46將電路板42與揚聲器32相連接。在機殼之內提供了一個散熱器47，以吸收并散發(fā)出由電路板42和揚聲器32所產(chǎn)生的熱量。在機殼內用環(huán)氧樹脂48來填充從后壁36到揚聲器錐體的前邊緣的剩余空隙。這使得各部件安全地保持在其位置上，并使它們相隔離。前壁40形成多孔的格子形狀，使得BBS可以由機殼34發(fā)出。法蘭盤50由側壁38伸出，并設置有螺絲孔52，以允許包含警報器16的機殼34固定在車輛外部。
具有優(yōu)點地，當安裝警報器的車輛掛倒檔時，警報器自動地啟動。這可以簡單地通過將警報器適當?shù)剡B接到車輛現(xiàn)有的配線上來實現(xiàn)(連接沒有表示出來)。例如，警報器可以串聯(lián)或并聯(lián)地電氣連接到現(xiàn)有的倒車燈上?？蛇x地，可以為警報器設置一個單獨的由司機操作的開關。
本發(fā)明也可以采用其他可選的實施例。例如，可以進一步為警報器設置一個燈，當警報器打開時這個燈就啟動，使得警報器除了可以聽得見的信號外還提供了可視的警報信號，所有這些都包含在一個單個的單元內。這樣的裝置可以設計為一個插入式模塊，其中與車輛的電氣連接為標準的燈泡接觸方式，使得這種包含光和聲的警報的模塊可以簡單地插入到現(xiàn)有的倒車燈燈泡插座之中。
而且，警報器可以改為隨著BBS突發(fā)脈沖交替地產(chǎn)生單音調聲音。當這種聲音與警報器(alarms)和警報器(sirens)由于共同的用法而結合起來時，這樣的聲音對于將注意力吸引到可定義聽得見的警報上來是非常有用的。這時聽者可以利用BBS來定位警報聲音的來源。
權利要求
1.一種用于車輛的倒車警報器，它在使用中產(chǎn)生包含寬帶聲音的聽得見的信號，該警報器包括一個用來產(chǎn)生寬帶聲音信號的信號發(fā)生裝置，以及用于在發(fā)出可以聽得見的信號之前將寬帶聲音信號的帶寬變窄的帶寬變窄裝置。
2.根據(jù)權利要求1中所述的用于車輛的倒車警報器，其中帶寬變窄裝置包括一個帶通濾波器。
3.根據(jù)權利要求1或2中所述的用于車輛的倒車警報器，其中聽得見的寬帶聲音信號以突發(fā)脈沖群發(fā)出。
4.根據(jù)權利要求3中所述的用于車輛的倒車警報器，包括一個噪聲抑制電路，它由間歇信號發(fā)生器所驅動，間歇信號發(fā)生器交替地阻塞和通過寬帶聲音信號，以產(chǎn)生聲音的突發(fā)脈沖群。
5.根據(jù)權利要求4中所述的用于車輛的倒車警報器，進一步包括一個削波電路，它將脈沖信號角進行壓縮并重新整形。
6.根據(jù)權利要求3至5中任一項所述的用于車輛的倒車警報器，其中聲音的突發(fā)脈沖群的重復頻率基本為1.5Hz(每分鐘90次脈沖)。
7.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的用于車輛的倒車警報器，其中信號發(fā)生裝置包括一個齊納二極管。
8.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的用于車輛的倒車警報器，它由標準的12V DC或24V DC汽車電池來供電。
9.根據(jù)權利要求8中所述的用于車輛的倒車警報器，包括一個電壓調節(jié)器，在供給電壓以對倒車警報器供電之前，它用于調節(jié)來自電池的電壓。
10.根據(jù)權利要求9中所述的用于車輛的倒車警報器，其中電壓調節(jié)器產(chǎn)生基本為8V DC的電壓。
11.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的用于車輛的倒車警報器，包括一個揚聲器，由它發(fā)出寬帶聲音。
12.根據(jù)權利要求11中所述的用于車輛的倒車警報器，其中揚聲器為防水的。
13.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的用于車輛的倒車警報器，其中警報器的元件安裝在一個機殼內，該機殼適于安裝在車輛外部。
14.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的用于車輛的倒車警報器，進一步包括一個光源，當警報器在使用時，它提供可視信號。
15.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的用于車輛的倒車警報器，當車輛置于倒檔時，安裝在車輛上的警報器自動地啟動。
16.在這里所說明的用于車輛的倒車警報器參考相應的附圖。
全文摘要
一種用于車輛的倒車警報器(16)，當車輛置于倒檔時，它以寬帶聲音脈沖的形式發(fā)出聽得見的信號。這種寬帶聲音使得附近的人可以得知車輛的位置，因為人類的大腦可以處理寬帶聲音，來查找出聲音源的位置，而這通過單音調聲音就不可能做到。這種警報器(16)通過一種簡單的電子電路得以實現(xiàn)，該電路使用齊納二極管作為信號發(fā)生器(20)來產(chǎn)生寬帶聲音。
文檔編號G10K15/04GK1426358SQ01808678
公開日2003年6月25日 申請日期2001年3月19日 優(yōu)先權日2000年3月28日
發(fā)明者克里斯托弗·漢森-艾博特, 山下雅人 申請人:布里格特電子公開有限公司, 山口電機工業(yè)株式會社