【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及用于车辆的外部声音产生装置的领域。具体地，本专利技术涉及一种用于输出声学警告信号的声学车辆警告系统。
技术介绍
1、驾驶缓慢的电动车辆产生的噪声太小以致不能被行人注意到。这显然造成了安全问题，例如在学校前、人行横道处或交通信号灯处。立法已适配成通过强制产生人工声音来解决这个问题。声学车辆警报系统(acoustic vehicle alerting system，avas)被设计为发出车辆警告声音并向行人警报存在电动车辆。这些包括以低速行驶、特别是在最低速度范围内行驶的混合动力电动车辆(hybrid electric vehicle，hev)、插电式混合动力电动车辆(plug-in hybrid electric vehicle，phev)和全电池电动车辆(battery electricvehicle，bev)，在该最低速度范围以下不再能容易地听到由滚动轮胎产生的噪声。
2、用于产生警告信号的喇叭安装在每个车辆中。喇叭信号具有被人自动识别为喇叭的典型声音。尽管喇叭声音信号之间可能观察到音调差异，但全世界范围内的人已习惯车辆喇叭的声音。
3、在本领域中，已知avas的警告功能与喇叭功能结合的系统。例如，us8217767b2公开了一种车辆喇叭装置，其可用作动态扬声器以产生伪发动机声音。参数扬声器装置中的低音调声音的不足由车辆喇叭装置产生的伪发动机声音来补充。当车辆接近行人时，行人听到的伪发动机声音的声调改变，使得行人能够容易地注意到车辆的接近或存在。
4、us10406976
5、fr2983025提出了一种用于产生在电动机动车辆中使用的外部声音的系统。由公共接口控制的混合换能器，该公共接口确保根据所需的功能(例如报警功能和声音警告功能)在压电换能器与磁性换能器之间分配功率。
6、在us2020/070719中，公开了一种用于机动车辆的声学车辆警告系统。该系统包括至少一个扬声器以及控制单元，该控制单元被设计成用于在该机动车辆的驾驶操作过程中通过该扬声器输出连续的声学信号。进一步，该控制单元可以在致动单元已经被致动之后致动该扬声器，该扬声器被设计成在接收到该致动信号之后输出声学警告信号。
7、传统的扬声器利用锥体形式的振膜，该锥体由刚性材料制成，连接至围绕物，该围绕物由顺应性/柔性材料制成，这允许锥体容易地轴向移动。该锥体配备有用于连接到音圈架的中心孔(因此它是开放的锥体)。该孔通过将音圈架上方的刚性防尘盖胶粘到锥体上而封闭。
8、这种方法具有几个缺点。为了形成暴露的前表面，必须进行两个连接(振膜到围绕物的连接；防尘盖到振膜的连接)。这导致扬声器生产过程中的低效率。此外，两个连接造成水渗入车辆外部上的应用物中的潜在风险。因此，期望由可以有效地制造的相同材料的单件制成完整的暴露的前表面。
9、将该音圈连接到平坦的、被周向地夹持的膜上不会导致所期望的声学行为。膜的有效的声辐射等效活塞表面积是小的，因为位移从由音圈规定的中心处的最大值径向地减小到被夹持的边缘处的零(见图1(b))。被夹持的膜的模态行为也是不理想的，因为在扬声器的额定频率范围内的低频和中频处已经发生大量共振。
10、为了克服这种行为，该膜被几何地成形。然而，仍然需要也具有用于各种目的的期望的声音再现能力的扬声器。
11、此外，现有技术的锥体扬声器可以使用具有在2gpa至10gpa范围内的杨氏模量的锥体材料。为了允许容易的锥体移动，锥体与框架之间的连接是通过顺应性构件(围绕物)来实现的。围绕物通常由橡胶制成，具有在2mpa至10mpa范围内的杨氏模量。因此，该围绕物的顺应性比该锥体高大约1000倍。这允许刚硬锥体的较大偏移或移动。通常，锥体可从其松弛位置移动2mm至10mm(即，其位置为松弛位置±2mm至±10mm)；在一些情况下，对于汽车扬声器的针对低频率的有效辐射，可高达±20mm。
12、通常，该锥体的一部分和该围绕物的一部分被胶粘在彼此的顶部上。该胶粘区域通常跨越3mm至4mm的径向距离，以用于牢固且耐用的连接。
13、在这个范围内，该膜的比质量(specific mass)经常是锥体的比质量、围绕物的比质量以及胶水量加起来的两倍以上。对于低移动质量设计，该附加的环形质量负载是相对大的代价，并降低扬声器的电声转换效率。由于围绕物大致上比扬声器锥体更加顺应，所以可以将锥体的外边界条件视为“自由”，与“铰接”或“夹持”相反。这导致低的锥体破裂，尤其是考虑到在锥体的外侧和围绕物的移动部分处的重叠区域中的上述附加质量。第一锥体破裂的特征在于降低效率的频率响应和随后粗糙的频率响应的下降，这导致零件到零件变化和有色声音(colored sound)。
14、avas应用的正常扬声器尺寸直径为大约50mm至170mm。此类扬声器的自由空气共振频率通常在50hz至150hz的范围内。扬声器膜后面的空腔增加了共振频率，但是这种增加取决于封闭空气的压力、温度和湿度。对于旨在用于在车辆外部使用的扬声器，这些因素必须不被忽略。通常，否则密封的扬声器箱配备有慢反应阀，该慢反应阀允许借助于该箱的内部和外部之间的空气交换来进行环境压力平衡。
15、因此，由于扬声器悬架的高顺应性和空气体积的变化刚度，轴向音圈在气隙中的休止位置并不像人们基于经典车载扬声器甚至家用音响扬声器的经验所假设的那样明确。音圈相对于气隙中心的轴向偏移降低了效率并产生失真。
16、因此，期望具有在350hz至3.5khz的额定频率范围内的平滑频率响应、相对低的移动质量、能够承受元件的前表面和低的轴向顺应性悬架的宽带扬声器。
技术实现思路
1、本专利技术人已发现，通过仔细地控制扬声器的部件的材料和形状，可以获得期望的性能。
2、法律要求，车辆警报系统在2khz、2.5khz和3.15khz的1/3倍频程频带中的组合的a加权spl(声压级)必须不小于105db(在装置的主轴线上的2m距离处在无回声条件下测量)。参见例如，欧洲联合国家经济委员会(economic commission for europe of the unitednations，un/ece)第28条法规规定：“uniform provisions concerning the approval ofaudible warning devices and of motor vehicles with regard to their audiblesignals”(“关于听觉警告装置和机动车辆关于它们的听觉信号的批准的统一规定”)。
3、在此区域中的高spl是也把声音识别为汽车喇叭的声音的必要但不充分的条件。传统本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于在车辆外部使用的扬声器组件(1)，所述扬声器组件包括：
2.根据权利要求1所述的扬声器组件(1)，其中，所述围绕物(7)和振膜(3)单元在垂直于所述运动轴线(4)的方向上的最长尺寸为D_clamp并且在50mm至200mm的范围内。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的扬声器组件(1)，其中，所述振膜(3)和所述围绕物(7)的材料在经纱/纬纱方向上具有在2GPa至15GPa范围内的杨氏模量，并且在相对于所述经纱/纬纱方向成45°上具有在2GPa至10GPa范围内的杨氏模量；
4.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)，其中，所述振膜(3)和所述围绕物(7)的材料在所述经纱/纬纱方向上具有在75MPa至300MPa范围内的拉伸强度，并且在相对于所述经纱/纬纱方向成45°上具有在50MPa至200MPa范围内的拉伸强度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)，其中，所述振膜(3)包括锥形部分，所述锥形部分大致上为开放锥体的形状并且具有在60°至160°范围内的锥体开放角度。
6.根据权利要求
7.根据权利要求6所述的扬声器组件(1)，其中，所述振膜(3)具有适于与所述音圈(8)接合的形状部分。
8.根据权利要求5、6或7所述的扬声器组件(1)，其中，所述振膜(3)还包括在所述振膜(3)的正面上的防尘盖部分(9)，所述防尘盖部分(9)覆盖所述锥形部分的所述开放锥体的尖端。
9.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)，其中，所述围绕物(7)包括围绕所述振膜(3)的所述周边延伸的波纹部(10)；所述围绕物(7)在垂直于所述运动轴线(4)的方向上具有在所述波纹部(10)的在所述向前(5)方向上的峰值处的点之间测量的最长尺寸D_d，D_d与D_clamp的比率为0.8以上。
10.根据权利要求9所述的扬声器，其中，所述波纹部(10)在与所述运动轴线平行的截面中具有弯曲的截面，所述弯曲是圆形的一段；所述波纹部(10)切向地连接至所述振膜。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的扬声器组件(1)，其中，所述围绕物(7)包括至少第一波纹部(11)、第二波纹部(12)和第三波纹部(13)，所述第一波纹部(11)、所述第二波纹部(12)和所述第三波纹部(13)中的每一者围绕所述振膜(3)的所述周边延伸，其中，所述第一波纹部(11)位于所述第二波纹部(12)的径向外侧，并且所述第二波纹部(12)位于所述第三波纹部(13)的径向外侧。
12.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)，其中，所述围绕物(7)包括位于所述围绕物(7)的周边处的安装部分(15)，其中，所述围绕物(7)经由所述安装部分(15)附接至所述框架(14)。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的扬声器组件(1)，包括固定构件(16)，所述固定构件(16)定位在所述围绕物(7)与所述框架(14)之间并且定尺寸为将所述扬声器固定在所述框架(14)内。
14.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)，还包括格栅(16)，所述格栅(16)定位在所述振膜(3)的正面的前方，所述格栅(16)的背面朝向所述振膜(3)的正面地面向所述向后方向，并且所述格栅(16)的正面面向所述向前方向(5)；
15.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)，所述扬声器组件(1)配置用于在所述格栅(16)的正面暴露于户外环境的道路车辆中使用。
16.一种声学车辆警报系统(AVAS)，包括根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)。
17.一种听觉警告装置，包括根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于在车辆外部使用的扬声器组件(1)，所述扬声器组件包括：
2.根据权利要求1所述的扬声器组件(1)，其中，所述围绕物(7)和振膜(3)单元在垂直于所述运动轴线(4)的方向上的最长尺寸为d_clamp并且在50mm至200mm的范围内。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的扬声器组件(1)，其中，所述振膜(3)和所述围绕物(7)的材料在经纱/纬纱方向上具有在2gpa至15gpa范围内的杨氏模量，并且在相对于所述经纱/纬纱方向成45°上具有在2gpa至10gpa范围内的杨氏模量；
4.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)，其中，所述振膜(3)和所述围绕物(7)的材料在所述经纱/纬纱方向上具有在75mpa至300mpa范围内的拉伸强度，并且在相对于所述经纱/纬纱方向成45°上具有在50mpa至200mpa范围内的拉伸强度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)，其中，所述振膜(3)包括锥形部分，所述锥形部分大致上为开放锥体的形状并且具有在60°至160°范围内的锥体开放角度。
6.根据权利要求5所述的扬声器组件(1)，其中，所述驱动单元(2)包括音圈(8)，所述音圈(8)位于所述锥形部分的所述开放锥体的尖端处，并且在垂直于所述运动轴线(4)的方向上具有最长尺寸d_vc，其中，d_vc在18mm至50mm的范围内并且d_clamp与d_vc的比率为2以上。
7.根据权利要求6所述的扬声器组件(1)，其中，所述振膜(3)具有适于与所述音圈(8)接合的形状部分。
8.根据权利要求5、6或7所述的扬声器组件(1)，其中，所述振膜(3)还包括在所述振膜(3)的正面上的防尘盖部分(9)，所述防尘盖部分(9)覆盖所述锥形部分的所述开放锥体的尖端。
9.根据前述权利要求中任一项所述的扬声器组件(1)，其中，所述围绕物(7)包括围绕所述振膜(3)的所述周边延伸的波纹部(10)；所述围绕物(7)在垂直于所述运动轴线(...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·维内，
申请(专利权)人：PSS比利时股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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